ÍNDICES DO ESTADO DE NITROGÊNIO DE CULTIVARES DE BATATA EM FUNÇÃO DA ADUBAÇÃO NITROGENADA

Transcrição

1 COELHO FS; FONTES Índices PCR; do PUIATTI estado de M; NEVES nitrogênio JCL; de MARTINS, cultivares de AD; batata SILVA em MCC; função BRAUN da adubação H; Índices nitrogenada do estado de nitrogênio de cultivares de batata em função da adubação nitrogenada. Horticultura Brasileira 27: S779-S785. ÍNDICES DO ESTADO DE NITROGÊNIO DE CULTIVARES DE BATATA EM FUNÇÃO DA ADUBAÇÃO NITROGENADA Fabrício Silva Coelho 1 ; Paulo Cezar Rezende Fontes 1 ; Mário Puiatti 1 ; Júlio César Lima Neves 2 ; Adalvan Daniel Martins 1, ; Marcelo Cleón de Castro Silva 1 ; Heder Braun 1 1 UFV - Centro de Ciências Agrárias Departamento de Fitotecnia, CEP , Viçosa-MG; 2 UFV - Centro de Ciências Agrárias Departamento de Ciência do Solo, CEP , Viçosa-MG; Bolsista iniciação científica PIBIC/CNPq. fabriufla@yahoo.com.br, pacerefo@ufv.br, mpuiatti@ufv.br, julio_n200@yahoo.com.br, adalvan.martins@ufv.br, mdecastro70@yahoo.com.br, hederbraun@hotmail.com RESUMO Este trabalho teve por objetivo estimar o valor crítico (NC) de índices do estado de nitrogênio da planta associado a dose de máxima eficiência econômica. O experimento foi conduzido na época de abril a junho, no delineamento experimental de blocos ao acaso, esquema fatorial 4 x 2, sendo quatro doses de nitrogênio (N), em pré-plantio (0, 100, 200 e 400 kg ha -1 de N) e duas cultivares de batata (Ágata e Asterix), com quatro repetições. Como fonte de N foi utilizada a uréia. Os índices de N, leitura SPAD e teores de N e de clorofila na quarta folha a partir do ápice (QF), foram avaliadas aos 21 dias após a emergência. Nas duas cultivares houve aumento significativo do índice SPAD e dos teores de N e de clorofila na QF em função das doses de N. Para Ágata e Asterix, o valor crítico associado a máxima eficiência econômica (MEE) para o índice SPAD foi 40,5 e 4,7; para o teor de N foi 66,7 e 75,2 g kg -1 ; para o teor de clorofila total foi de 6,1 e 6,96 mg g -1 de matéria fresca, respectivamente. As leituras efetuadas com o medidor SPAD pode ser utilizadas para o prognóstico da produtividade da batateira. PALAVRAS-CHAVE: Solanum tuberosum L., índice SPAD, clorofila, teor de nitrogênio ABSTRACT Index of nitrogen status of potato cultivars as affect by nitrogen rates This study aimed to estimate the critical value (NC) of index of nitrogen status of the plant associated with N rate for maximum economic efficiency (MEE) of tubers of potato cultivars. The work was conducted in April-June period, the experimental design was randomized blocks, in a 4 x 2 factorial scheme, with the levels consisting of four levels of nitrogen (N) pre-planting (0, 100, 200 and 400 kg ha-1) and two cultivars of potato (Ágata and Asterix), with four replications. Urea was the N source (44% N). The index of N, SPAD reading and content of N and chlorophyll in the fourth leaf from the apex (QF) were assessed at 21 days after emergence. In both cultivars there was significant increase in SPAD index and the content of N and chlorophyll in the QF according to the rates of N. For Agata and Asterix the critical value associated with maximum economic efficiency (MEE) for the SPAD index was 40,5 and 4,7; for the content of N was 66,7 and 75,2 g kg -1 ; to content of total chlorophyll was 6,1 and 6,96 mg g -1 fresh matter, respectively. The readings taken with the SPAD meter can be used for the prognosis of the productivity of potato. KEYWORDS: Solanum tuberosum L., SPAD index, chlorophyll, nitrogen content S779

2 INTRODUÇÃO A batateira, Solanum tuberosum L., é importante cultura no Brasil e no mundo e necessita, além de outros fatores, de adequado suprimento de nutrientes pelo solo. Para avaliar o efeito do nitrogênio nas plantas ou a adequação do programa de adubação nitrogenada para as culturas, podem ser utilizadas técnicas de diagnóstico do estado nutricional, com o intuito de se obter rendimentos máximos, com maior eficiência de uso do N e o mínimo de impacto ambiental (Rambo et al., 2008). Os índices de nitrogênio mais comuns são: teor de N-total ou orgânico na matéria seca (MS) da folha ou parte da folha; a massa de matéria seca da planta; o teor e a quantidade de N acumulada e a intensidade da cor verde da folha (Fontes e Araújo, 2007). Normalmente, esses índices são interpretados utilizando-se o critério de concentração ou faixa crítica de concentração (Gil, 2001). A clorofila, relacionada à cor verde da folha, pode ser estimada pelo uso de medidores portáteis denominados clorofilômetros. Um destes medidores portáteis é o SPAD-502 (Soil Plant Analysis Development), que apresenta facilidade de operação, permite avaliações in situ e tem sido utilizado com sucesso em várias espécies de plantas como um indicador indireto do status de N da planta (Denuit et al., 2002; Gianquinto et al., 200). No entanto, a possibilidade de se utilizar um índice como indicador da adequação da dose do fertilizante nitrogenado não tem sido explorada. Normalmente, a dose de N ainda tem sido estabelecida empiricamente, ao contrário dos demais macronutrientes, cuja limitação pode ser prevista pela análise do solo (Coelho e Fontes, 2005). Este trabalho teve objetivo de selecionar as características de planta mais precisas para serem usadas como indicadoras da dose de N a ser aplicada na cultura da batata. MATERIAL E MÉTODOS O experimento foi conduzido na Horta de Pesquisa do Departamento de Fitotecnia (DFT) da Universidade Federal de Viçosa (UFV), na época de outono/inverno (abri/agosto). O solo da área experimental foi classificado como Podzólico Vermelho-Amarelo Câmbico (Embrapa, 1999). O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, esquema fatorial 4 x 2, sendo os níveis constituídos de quatro doses de nitrogênio (N) em pré-plantio (0, 100, 200 e 400 kg ha -1 de N) e duas cultivares de batata (Ágata e Asterix), com quatro repetições. Como fonte de N foi utilizada a uréia (44 % de N). Cada parcela foi constituída de quatro fileiras com dez plantas, espaçadas de 0,75 m entre fileiras e 0,25 m entre plantas, com dimensões de 2,5 m de comprimento x,0 m de largura, considerando-se como bordadura, as duas fileiras laterais e as duas plantas das extremidades das fileiras centrais, restando, 16 plantas úteis por parcela. A adubação, feita manualmente no sulco de plantio, consistiu de 1800 kg de superfosfato simples, 84 kg de cloreto de potássio, 200 kg de sulfato de magnésio, 10 kg de bórax, 10 kg de sulfato de zinco, 10 kg de sulfato de cobre e 0,5 kg de molibdato de sódio. O plantio foi realizado no dia 09 de maio de 2008, sendo utilizadas batatas-sementes de tamanho uniforme e previamente brotadas. A cultura foi conduzida segundo as recomendações de manejo preconizadas por Fontes (2005). Aos 21 DAE foram avaliadas as seguintes características: 1) Índice SPAD: foi obtido com o medidor portátil SPAD-502 (Soil-Plant Analysis Development- 502) em medição feita no folíolo terminal da quarta folha completamente expandida à partir do S780

3 ápice da planta (QF), em seis plantas de cada parcela, entre 8:00 e 11:00 horas da manhã. Em cada folha efetuou-se cinco leituras, a partir das quais foi calculada a média para cada folha amostrada. A média das seis leituras (seis folhas) representou o valor da parcela. 2) Massa de matéria seca e teor de nitrogênio na QF: uma planta representativa de cada parcela foi colhida, entre 8:00 e 11:00 horas da manhã do dia seguinte à irrigação da cultura. As plantas foram acondicionadas em sacos plásticos contendo gotas de água. No laboratório, as folhas foram retiradas dos sacos plásticos e colocadas em estufa a 70 ºC, até atingirem massa constante, para a obtenção da massa matéria seca. Essas foram trituradas em moinho tipo Wiley, equipado com peneira de 20 mesh, para determinação do teor de N, após digestão sulfúrica orgânico utilizando-se o reagente de Nessler (Jackson, 1958). Em outra subamostra, foi extraído o N- NO com água desmineralizada, em banho-maria, a 45 ºC por 1 h, determinando-se a concentração de N-NO por colorimetria, em espectrofotômetro a 410 nm segundo metodologia de Cataldo et al. (1975). O teor de N-total foi obtido pela soma do N com o N-NO. ) Teor orgânico de clorofila total: foram coletados dois discos foliares do folíolo terminal da quarta folha de uma planta representativa de cada parcela. Os discos foram congelados em nitrogênio líquido, posteriormente pesados, homogenizados num almofariz, com uma pitada de CaCO e uma de areia, e cerca de 5 ml de acetona 80%. Este extrato foi filtrado, coletando-se o filtrado direto num balão de 25 ml envolto com papel alumínio, e completado o volume. Os teores de clorofilas totais foram quantificados pelo método espectrofotométrico (Lichthenthaler, 1987). Foi calculado o valor do índice agronômico ou nível crítico (NC) para o índice SPAD e teor de N na quarta folha a partir do ápice da batateira, associados à dose de N para a máxima eficiência econômica (MEE), substituindo este valor na equação ajustada das referidas características. Para tal, foram utilizadas as doses de 290 e 245 kg ha -1 de N para Ágata e Asterix, respectivamente, seguindo a metodologia mostrada em (Fontes, 2001). Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância e regressão, utilizando-se o software estatístico SAEG (Funarbe, 199). Os modelos de regressão testados foram: lineares, quadráticos e raiz-quadráticos. Escolheu-se o modelo com base no significado biológico, na significância dos coeficientes de regressão até 10% de probabilidade, pelo teste t, e no maior coeficiente de determinação. RESULTADOS E DISCUSSÃO Não houve interação entre teor de N e cultivares de batata. O modelo quadrático foi o que melhor descreveu o efeito de doses de N sobre o teor de N-total na QF (Figura 1). Acréscimos nas concentrações de N na folha têm sido detectados com o aumento da quantidade de nitrogênio aplicado. Os aumentos tendem a atingir variações pronunciadas, as quais decrescem à medida que aumenta a quantidade do fertilizante aplicado (Asfary et al., 198; Maclean, 1981; Roberts et al., 1982; White & Sanderson, 198). O nível crítico (NC) do teor de N na matéria seca da QF associado as doses de N que propiciaram a MEE foram de 66,70 e 75,19 g kg -1, para as cultivares Ágata e Asterix, respectivamente. Gil et al. (2002) verificou que o teor de N na massa seca da quarta folha da batata no campo, também aumentou de maneira quadrática, com o incremento das doses de N em pré-plantio, encontrando valor de 61,5 g kg -1 para a dose de N que propiciou a maior produção de tubérculos comerciais. S781

4 Valores de 40 a 65 g de N kg -1 na matéria seca da folha completamente desenvolvida de batateira jovem são citados como adequados (Mill & Jones Jr., 1996; Huett et al., 1997; Rodrigues et al., 2000). O uso do nível crítico na interpretação de resultados de análise foliar deve ser feito tomando algumas precauções (Fontes, 2001). Uma delas é considerar a(s) época(s) em que foi feita a fertilização das plantas, pois o parcelamento da dose acarretará modificação no valor crítico. Houve interação significativa entre doses de N e cultivares para índice SPAD. Houve efeito quadrático em função das doses de N para a cultivar Ágata e raiz-quadrático para a cultivar Asterix (Figura 2). O SPAD-502, mesmo com sistema de compensação (luz absorvida no ë de 940 nm) para alterações na espessura e conteúdo de água da folha, apresenta grandes variações de leitura entre espécies de plantas (Richardson et al., 2002) e entre genótipos de uma mesma espécie (Bullock e Anderson, 1998) cultivados em uma mesma condição de ambiente, devido a diferenças na estrutura e anatomia foliar. O NC correspondente ao índice SPAD, com as doses de N que propiciou a MEE foram de 40,5 e 4,7, respectivamente. Malavolta et al. (1997) citam a faixa de 49 a 56 como adequada para o índice SPAD na quarta ou quinta folha mais nova totalmente expandida a partir do ápice, amostrada um mês depois do plantio em condições de campo. Busato (2007) obteve o nível crítico do índice SPAD de 4,02 e 49,95 na quarta folha jovem completamente expandida das cultivares Ágata e Asterix, aos 21 DAE. A análise de correlação simples evidenciou que, para as duas cultivares, as leituras do clorofilômetro correlacionaram-se positivamente com os teores de clorofila total extraíveis da folha. Os coeficientes de determinação variaram de 0,68** e 0,66** para as cultivares Ágata e Asterix, respectivamente (Tabela1). Avaliações realizadas na cultura do milho (Argenta et al., 2001), tomate (Guimarães et al., 1999) e em outras espécies (Marquardt e Tipton, 1987) também constataram relação significativa entre leitura do clorofilômetro e teor de clorofila extraível da folha. Ao analisar a relação entre leitura do clorofilômetro e o teor de N na QF de batata, verifica-se uma correlação positiva entre as duas variáveis. Os coeficientes de correlação variaram de 0,82** e 0,85** (Tabela 1) para as cultivares Ágata e Asterix, respectivamente. Correlação positiva entre a adição de nitrogênio e o teor de clorofila na folha da batata foi obtida por Vos e Bom (199), indicando que o teor de clorofila na folha está relacionado com o estado de nitrogênio da planta. A clorofila é o pigmento envolvido na fotossíntese e, correlações positivas entre a taxa fotossintética e os teores de nitrogênio da planta têm sido observadas por diversos autores (Keulen e Stol, 1991; Makino et al., 1994). As leituras efetuadas com o medidor SPAD podem ser utilizadas para o prognóstico da produtividade da batateira e substituir, com boa precisão, as determinações tradicionais do teor de clorofila com a vantagem de ser um método considerado rápido, de baixo custo e não necessita da destruição das folhas. AGRADECIMENTOS A CAPES, CNPq e FAPEMIG pela concessão de bolsas e de recursos para o projeto. S782

5 LITERATURA CITADA ASFARY A. F.; WID A.; HARRIS P. M Growth, mineral nutrition and water use by potato crops. Journal of Agricultural Science, 100: ARGENTA G.; SILVA P. R. F. da; BORTOLINI C.; FORSTHOFER E. V.; STRIEDER M. L Relação da leitura do clorofilômetro com os teores de clorofila extraível e de nitrogênio na folha de milho. Revista Brasileira de Fisiologia Vegetal, 1: BULLOCK D. G.; ANDERSON D. S Evaluation of the Minolta SPAD chlorophyll meter for nitrogen management in corn. Journal of Plant Nutrition, 21: BUSATO C Características da planta, teores de nitrogênio na folha e produtividade de tubérculos de cultivares de batata em função de doses de nitrogênio. Viçosa: UFV. 129p. (Tese Mestrado). CATALDO D. A.; HAROON M.; SCHRADER L. E.; YOUNES V. L Rapid colorimetric determination of nitrate in plant tissue by nitration of salicylic acid. Communications in Soil and Plant Analysis, Philadelphia, 6: COELHO E. L.; FONTES P. C. R Índices agronômicos do meloeiro associado à dose adequada de nitrogênio, em ambiente protegido e no campo. Ciência e Agrotecnologia, Lavras, 29: DENUIT J. P.; OLIVIER M., GOFFAUX M. J., HERMAN J., GOFFART J., DESTAIN J., FRANKINET M Management of nitrogen fertilization of winter wheat and potato crops using the chlorophyll meter for crop nitrogen status assessment. Agronomie, 22: EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA Centro Nacional de Pesquisa de Solos. Sistema brasileiro de classificação de solo. Rio de Janeiro: Embrapa Solos, 412 p. FONTES P. C. R Diagnóstico do estado nutricional das plantas. Viçosa: UFV, 122 p. FONTES P. C. R. Cultura da batata. In: FONTES PCR. (ed.) Olericultura: teoria e prática. Viçosa: UFV. p.2-4. FONTES P. C. R.; ARAÚJO C Adubação nitrogenada de hortaliças: princípios e práticas com o tomateiro. Viçosa: UFV, 148 p. FUNARBE. Sistema para Análises Estatísticas SAEG. V. 50. Viçosa, 199. GIL P. A. de; FONTES P. C. R.; CECON P. R.; FERREIRA F. A Índice SPAD para o diagnóstico do estado de nitrogênio e para o prognóstico da produtividade da batata. Horticultura Brasileira, 20: GUIMARÃES T. G.; FONTES P. C. R.; PEREIRA P. R. G.; ALVAREZ V., V. H.; MONNERAT P. H Teores de clorofila determinados por medidor portátil e sua relação com formas de nitrogênio em folhas de tomateiro cultivado em dois tipos de solo. Bragantia, 58: S78

6 KEULEN H. V.; STOL W Quantitative aspects of nitrogen nutrition in crops. Fertilizer Research 27: LICHTHENTHALER H. K. Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes. In: COLOWICK S. P.; KAPLAN N. O. (eds.) Methods in Enzimology, v.148. Academic Press, San Diego, p MAKINO A.; NAKANO H.; MAE T Responses of ribulose-1,5-biphosphate carboxylase, cytochrome f, and sucrose synthesis enzimes in rice leaves to leaf nitrogen and their relationships to photosynthesis. Plant Physiology 105: MALAVOLTA E; VITTI G. C; OLIVEIRA S. A Avaliação do estado nutricional das plantas: princípios e aplicações. 2ª edição. Piracicaba: Associação Brasileira para Pesquisa da Potassa e do Fosfato, 19 p. MARQUARD R. D.; TIPTON J. L Relationship between extractable chlorophyll and an in situ method to estimate leaf greenness. HortScience, 22:127. MILLS H. A.; JONES JR. J. B Plant analysis handbooki II. Georgia, USA: Micromacro Publishing, 422 p. RAMBO L.; SILVA P. R. F. da; STRIEDER M. L.; DELATORRE C. A.; BAYER C.; ARGENTA G Adequação de doses de nitrogênio em milho com base em indicadores de solo e de planta. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 4: RICHARDSON A. D.; DUIGAN S. P.; BERLYN G. P An evaluation of noninvasive methods to estimate foliar chlorophyll content. New Phytologist, 15: VOS J.; BOM M Hand-held chlorophyll meter: a promising tool to asses the nitrogen status of potato foliage. Potato Research, 6: Tabela 1. Correlações lineares de Pearson (r) entre índice SPAD, teor de nitrogênio (TN) e teor de clorofila (TCL) da batata cv. Ágata e Asterix. [Pearson linear correlations (r) between SPAD index, content of nitrogen (TN) and chlorophyll (TCL) of potato cv. Ágata e Asterix]. UFV, Viçosa, MG, Caracteres SPAD TN TCL Ágata SPAD - 0,82** 0,68** TN 0,82** - 0,81** TCL 0,68** 0,81** - Asterix SPAD - 0,85** 0,66** TN 0,85** - 0,7** TCL 0,66** 0,7** - S784

7 Figura 1. Teor de N-total medido na quarta folha a partir do ápice da batateira aos 21 DAE para as cultivares Ágata (A) e Asterix (B), em função das doses de nitrogênio (N) [Content of total N measured at the fourth leaf from the apex of the potato cultivars at 21 DAE for Agata (A) and Asterix (B), according to the rates of nitrogen (N)]. UFV, Viçosa, MG, Figura 2. Índice SPAD e teor de clorofila (TCL) medido na quarta folha a partir do ápice da batateira aos 21 DAE para as cultivares Ágata (A) e Asterix (B), em função das doses de nitrogênio (N) [SPAD index and chlorophyll content (TCL) measured at the fourth leaf from the apex of the potato cultivars at 21 DAE for Agata (A) and Asterix (B), according to the rates of nitrogen (N)]. UFV, Viçosa, MG, S785