Inoculação de Azospirillum brasilense cepa BR e adubação nitrogenada: efeitos na produtividade da cultura do trigo

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1 Inoculação de Azospirillum brasilense cepa BR e adubação nitrogenada: efeitos na produtividade da cultura do trigo Fabiano Pacentchuk 1, Jaqueline Huzar Novakowiski 1, Itacir Eloi Sandini 2 1 Acadêmicos do curso de Agronomia da UNICENTRO, Guarapuava, PR. fabianopacentchuk@gmail.com, jaquehuzar@hotmail.com. 2 Eng. Agrôn. professor da UNICENTRO. isandini@hotmail.com. O trigo (Triticum aestivum L.) é um dos principais cereais consumidos no Brasil. A produção nacional de 5,88 milhões de toneladas não consegue suprir a demanda do mercado interno, sendo necessário grande volume de importação, equivalente a 6,32 milhões de toneladas em grão e 591 mil toneladas de farinha de trigo (CONAB, 2011). Assim, como forma de minimizar a dependência das importações, há necessidade da busca e aplicação de tecnologias que possam melhorar a eficiência da utilização de recursos do solo e clima, e aperfeiçoamento das técnicas de manejo buscando-se o aumento da produtividade da cultura. Diversos fatores podem afetar o potencial produtivo do trigo, sendo que um dos principais é o suprimento nutricional, sobretudo do nitrogênio (N), uma vez que, é o nutriente exigido em maior quantidade pela plantas, estando envolvido no desenvolvimento de funções metabólicas essenciais, tais como a síntese protéica e a fotossíntese. Entretanto, cabe considerar que os fertilizantes nitrogenados utilizados em plantas nãoleguminosas como o trigo, de acordo com Sala et al. (2005), constituem um dos mais altos custos da agricultura. Logo, uma alternativa para a economia de fertilizante nitrogenado é a fixação biológica de N (FBN) (BERGAMASCHI, 2006; MENDONÇA et al., 2006) podendo suplementar ou, até mesmo, substituir sua utilização (BERGAMASCHI, 2006). Os organismos que possuem a capacidade de fixar o N a partir da atmosfera são denominados de diazotróficos. Destes, as bactérias pertencentes ao gênero Azospirillum constituem um dos grupos mais bem estudados (BALDANI et al., 1997). Estas bactérias possuem diversos hospedeiros como milho, trigo, arroz, sorgo e aveia, e podem colonizar tanto o interior como a superfície das raízes (BASAHN et al., 2004 apud BERGAMASCHI, 2006). Além da FBN, tem sido observado que, através da inoculação com Azospirillum, ocorre alteração morfológica da raiz, como o aumento das raízes laterais e de pêlos radiculares, o que resulta num maior volume de solo explorado e por consequência aumento da absorção de água e nutrientes, o que se atribui à produção, pelas bactérias, de substâncias promotoras do crescimento (ALVAREZ et al., 1996). Logo, o objetivo do trabalho foi avaliar o efeito da inoculação de Azospirillum brasilense cepa BR sobre a produtividade da cultura do trigo cv. BRS Guamirim na presença e ausência da adubação nitrogenada de base e doses crescentes de nitrogênio em cobertura. O experimento foi conduzido durante a safra de inverno de 2010, em condições de campo, na Fazenda Santa Cruz no município de Guarapuava (PR). A área localiza-se na região Centro- Sul do estado correspondendo ao Terceiro Planalto Paranaense com altitude aproximada de 1

2 1100 m. O clima é classificado, segundo Köppen, como Cfb. O solo é classificado como Latossolo Bruno Distroférrico típico (EMBRAPA, 2006). Foi utilizado delineamento experimental de blocos casualizados com quatro repetições e esquema fatorial 2 (com e sem a inoculação de Azospirillum brasilense) x 2 (tratamentos de base) x 5 (tratamentos de cobertura). Os tratamentos de base corresponderam à presença e ausência de N na dose de 28 kg ha -1 tendo-se como fonte o MAP ( ). Para os tratamentos de cobertura, realizados no início do perfilhamento, foram empregadas as seguintes doses de N: 0, 60, 120, 160 e 240 kg ha -1, sendo utilizada como fonte a uréia (45% de N). No tratamento correspondente, para com e sem inoculação das sementes de trigo, utilizou-se inoculante contento a bactéria Azospirillum brasilense, sendo utilizado 4,0 ml do inoculante por kg de sementes de trigo. Utilizou-se as estirpe BR 11005, veiculada no meio líquido, na concentração de 1,1x10 9 u.f.c/ml. A metodologia para avaliação da concentração do número de células viáveis por ml do produto, foi através do método da diluição seriada e contagem de colônias em meio de cultivo em placas de Petri. O produto utilizado, em fase de teste, foi fornecido pela empresa Nitral Urbana A cultura do trigo, cultivar Guamirim, foi implantada em sistema de semeadura direta no dia 14 de julho de 2010, em sucessão a cultura do milho. A parcela experimental constituiu-se de nove linhas, com espaçamento de 0,20 m e comprimento de 6 m. A densidade utilizada foi de 400 sementes aptas por metro quadrado. Aplicou-se, em cobertura, 60 kg ha -1 de K 2 O, tendo como fonte o cloreto de potássio. Durante todo o desenvolvimento da cultura efetuou-se o controle das pragas, doenças e plantas daninhas com produtos registrados para a cultura. As variáveis avaliadas foram: produtividade, número de espigas m -2, número de grãos por espiga, peso do hectolítrico e massa de mil grãos. A produtividade de grãos foi avaliada efetuando-se a colheita das plantas das duas linhas centrais da parcela totalizando uma área útil de 8,4 m², seguido de debulha e pesagem dos grãos. O número de espigas m - ² foi avaliado por meio da contagem das espigas após o corte das plantas em uma área correspondente a 0,4 m² da parcela. Destas espigas, obteve-se uma subamostra de 15 espigas que depois de debulhada, fez-se a contagem dos grãos estimando-se o número de grãos por espiga. A massa de mil grãos, por sua vez, foi avaliada por meio da pesagem de uma amostra de 300 grãos, obtendo-se o valor em gramas. Os dados obtidos foram submetidos à análise variância e as médias comparadas entre si pelo Teste de Tukey a 5% de probabilidade por meio do programa estatístico e por regressão polinomial para o fator quantitativo (doses de N em cobertura), buscando-se o modelo que melhor expressasse a relação entre a variável independente com as variáveis dependentes através da planilha eletrônica Microsoft Excel. Foram testados modelos linear e quadrático e a escolha foi baseada na significância (menor que 5%). A partir das equações de regressão obtidas calculou-se a máxima eficiência técnica, correspondente ao máximo valor que poderia ser obtido para determinada variável e a dose de nitrogênio aplicada em cobertura que proporcionaria este resultado. Utilizou-se a equação para cálculo do vértice: Xv = -b/2a correspondente a dose de nitrogênio e Yv = - (b² - 4ac)/(4a) correspondente ao máximo valor obtido para a variável considerada. Ao analisar o efeito da inoculação e da adubação nitrogenada de base sobre as variáveis avaliadas (Tabela 1), verificou-se que a inoculação de Azospirillum brasilense proporcionou incremento na produtividade de grãos de trigo, na média dos tratamentos, de 186 kg ha -1 o que 2

3 corresponde a 6,9%. Não se constatou-se diferença significativa sobre a produtividade pela adubação nitrogenada de base, independentemente do uso ou não da bactéria diazotrófica nas sementes. Entretanto, pode-se observar que na presença da adubação nitrogenada de base houve incremento, pela inoculação, de 252 kg ha -1 o que corresponde a 9,9% na produtividade, enquanto que, na ausência da adubação nitrogenada de base não houve efeito da inoculação, tendo-se uma produtividade média de 2745 kg ha -1. Tabela 1. Produtividade (kg ha -1 ), espigas por m², grãos por espiga e massa de mil grãos de trigo cv. BRS Guamirim, com e sem a inoculação de Azospirillum brasilense cepa BR na presença e ausência da adubação nitrogenada de base. Guarapuava, PR, Tratamento Adubação nitrogenada de base Ausência Presença Média Produtividade (kg ha -1 ) Sem inoculação 2694 a A 2718 b A 2706 b Com inoculação 2797 a A 2987 a A 2892 a Média 2745 A 2852 A 2799 Espigas por m² Sem inoculação 361,45 a A 368,90 a A 365,18 a Com inoculação 363,35 a B 383,30 a A 373,33 a Média 362,40 B 376,10 A 369,25 Grãos por espiga Sem inoculação 23,80 a A 24,30 a A 24,05 a Com inoculação 24,80 a A 25,45 a A 25,13 a Média 24,30 A 24,88 A 24,59 Massa de mil grãos (g) Sem inoculação 38,95 a A 38,55 a A 38,75 a Com inoculação 39,85 a A 38,50 a B 39,18 a Média 39,40 A 38,53 A 38,96 Peso hectolítrico (PH) Sem inoculação 73,21 a B 74,42 a A 73,79 a Com inoculação 73,10 a B 74,48 a A 73,81 a Média 73,15 B 74,45 A Médias seguidas pela mesma letra, maiúscula nas linhas para inoculação e minúscula nas colunas para adubação nitrogenada de base, não diferem entre si pelo Teste de Tukey a 5%. Em trabalho de Hungria et al. (2010) foram verificados incrementos significativos na produtividade de grãos de trigo de até 31% quando inocularam as sementes com diferentes estirpes de Azospirillum brasilense. De acordo com Dalla Santa et al. (2004) a inoculação das sementes de trigo com Azospirillum sp. RAM-7 aumentou a produtividade de forma significativa somente quando associada a 100% do N recomendado, ao passo que, o tratamento que recebeu somente inoculação produziu 7,4% acima do controle, porém, esta diferença não foi significativa. Observa-se que estes incrementos são superiores aos do presente trabalho o que, possivelmente, se deve aos diferentes genótipos de trigo e condições edafoclimáticas em que os ensaios foram conduzidos. Campos et al. (1999), entretanto, não verificaram resposta agronômica favorável para a cultura do trigo com a inoculação de Azospirillum, o que possivelmente seja decorrente da não especificidade da estirpe bacteriana testada. 3

4 O número de espigas por m 2, grãos por espiga e massa de mil grãos não apresentaram diferença significativa pela inoculação de Azospirillum brasilense, tanto na presença como na ausência da adubação de base. Todavia, verificou-se que com a adubação nitrogenada de base houve aumento de 13,7 (3,8%) no número de espigas por m 2 na média dos tratamentos. Além disso, constatou-se que na ausência da bactéria diazotrófica não se teve diferença significativa pelo uso da adubação nitrogenada de base, apresentando média de 365,18 espigas por m 2. Contudo, na presença da inoculação o incremento obtido foi da ordem de 6,8%, ou seja, 190 espigas por m 2. A adubação nitrogenada de base não afetou o número de grãos por espiga, tendo-se, portanto, média de 24,59. Ao analisar a massa de mil grãos, observou-se que somente na presença inoculação de Azospirillum brasilense houve efeito pela adubação de base, entretanto, tais resultados são bastante contraditórios aos observado para a produtividade, verificando-se que na ausência da adubação de base é que se obteve maior massa de grãos, superior em 1,35 gramas (3,5%) à presença da aplicação de N em base. A adubação nitrogenada de base também promoveu incremento no peso hectolítrico, tanto na média dos tratamentos como na presença e ausência da inoculação. A produtividade de grãos de trigo apresentou resposta quadrática a 1% com e sem a inoculação de Azospirillum brasilense em função das doses crescentes da adubação nitrogenada de cobertura (Figura 1). Massaroto et al. (2006) e Teixeira Filho (2008) também obtiveram resposta quadrática da produtividade de trigo com o aumento da dose de N aplicado em cobertura. Estes resultados estão, portanto, de acordo com o que foi relatado por Fernandes et al. (2005), em que, geralmente, o aproveitamento de N decresce com o aumento das doses aplicadas, uma vez que o suprimento deste nutriente excede as necessidades da cultura. Figura 1. Produtividade de grãos de trigo cv. BRS Guamirim com e sem a inoculação de Azospirillum brasilense BR em função das doses crescentes de nitrogênio aplicadas em cobertura na cultura. Guarapuava, PR, ** Significativo a 1%. 4

5 Verificou-se que sem o uso de N em cobertura o incremento pela inoculação da bactéria diazotrófica foi de 163 kg ha -1, ou seja, 7,3%. Além disso, com o aumento da quantidade de nitrogênio aplicada em cobertura a produtividade manteve-se superior com a inoculação de Azospirillum brasilense em relação à ausência da inoculação. Sem a inoculação da bactéria diazotrófica a maior produtividade que poderia ser obtida corresponderia a 2983 kg ha -1 com a aplicação de 231 kg ha -1. Entretanto, a máxima eficiência técnica de 3163 kg ha -1 com a inoculação de Azospirillum brasilense seria obtida com a aplicação de 215 kg ha -1 de N. Logo, tal fato evidencia que com a inoculação poderia ser obtido 180 kg ha -1 (6,0%) a mais de grãos com o uso de 16 kg ha -1 (7,0%) a menos de N, quando comparado à ausência da inoculação. Além disso, fazendo-se uma análise com base na máxima eficiência técnica na ausência da inoculação, correspondente a 2983 kg ha -1, constatou-se que esta mesma produtividade poderia ser obtida com a aplicação de 111 kg ha -1 de N quando do uso da inoculação de Azospirillum brasilense nas sementes, o que representaria uma economia de 120 kg ha -1 de N (51,9%). A inoculação de Azospirillum brasilense cepa BR quando associada à adubação nitrogenada de base aumentou a produtividade de grãos de trigo em 9,9% (252 kg ha -1 ) e em 6,8% (190 espigas por m 2 ) o número de espigas por m 2. A adubação de base aumentou o peso hectolítrico de trigo. Houve resposta quadrática para a produtividade com o aumento da dose de N em cobertura, independentemente do uso ou não da inoculação. O peso hectolítrico apresentou efeito da adubação nitrogenada de cobertura somente na presença da inoculação. Na máxima eficiência técnica, em comparação à ausência da inoculação, poderiam ser obtidos 180 kg ha -1 (6,0%) a mais de grãos com o uso de 16 kg ha -1 (7,0%) a menos de N. Sem o uso da inoculação poderia ser obtida a produtividade de 2983 kg ha -1 com a aplicação de 231 kg ha -1 de N em cobertura. Esta mesma produtividade poderia ser obtida com a aplicação de 111 kg ha -1 de N quando do uso da inoculação de Azospirillum brasilense nas sementes, que eu representaria uma economia de 120 kg ha -1 (51,9%) de N, o que pode contribuir para redução dos custos de produção da cultura. Referências ALVAREZ, M.L, SUELDO, R.J.; BARASSI, C.A. Effect of Azospirillum on coleoptile growth in wheat seedlings under water stress. Cereal Research Communications, Szeged, v.24, n.l, p.l01-107, BALDANI, J.I.; CARUSO, L.; BALDANI, V.L.D.; GOI, R.S.; DÖBEREINER, J. Recent advances in BNF with non legumes plants. Soil Biology & Biochemistry, v. 29, p , BERGAMASCHI, C. Ocorrência de bactérias diazotróficas associadas as raízes e colmos de cultivares de sorgo. Dissertação (Mestrado em Microbiologia Agrícola), Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre: RS, p. CAMPOS, B.H.C.; THEISEN, S.; GNATTA, V. Inoculante Graminante nas culturas de trigo e aveia. Ciência Rural, v. 29, n. 3, p ,

6 CONAB. Companhia Nacional de Abastecimento. Trigo: importações brasileiras, por país de origem. Disponível em: 13_11_01_40_0202_import_complexo_soja_e_trigo..pdf> acesso em 08/02/11. DALLA SANTA, O.R.; HERNÁNDEZ, R.F.; ALVAREZ, G.L.M.; RONZELLI JUNIOR, P.; SOCCOL, C.R. Azospirillum sp. inoculation in wheat, barley and oats seeds greenhouse experiments. Brazilian Archives of Biology and Technology, v.47, n. 6, p , EMBRAPA. Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. Humberto Gonçalves dos Santos, 2 ed. Rio de Janeiro: EMBRAPA Solos, FERNANDES, F.C.S.; BUZETTI, S.; ARF, O.; ANDRADE, J.A.C. Doses, eficiência e uso de nitrogênio por seis cultivares de milho. Revista Brasileira de Milho e Sorgo, v. 4, p , HUNGRIA, M.; CAMPO, R.J.; SOUZA, E.M.; PEDROSA, F.O. Inoculation with selected strains of Azospirillum brasilense and A. lipoferum improves yields of maize and wheat in Brazil. Plant Soil, v. 331, p , MASSAROTO, J.A.; SILVA, R.R. REIS, W.P. Produtividade máxima econômica de cultivares de trigo sob diferentes doses de adubação na região do Brasil Central. Revista de Ciências Agro-Ambientais, v.4, n.1, p.29-36, MENDONÇA, M.M.; URQUIAGA, S.S.; REIS, V.M. Variabilidade genotípica de milho para acumulação de nitrogênio e contribuição da fixação biológica de nitrogênio. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v.41, n.11, p , SALA, V.M.R.; FREITAS, S. dos S.; DONZELI, V.P.; FREITAS, J.G.; GALLO, P.B.; SILVEIRA, A.P.D. da. Ocorrência e efeito de bactérias diazotróficas em genótipos de trigo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 29, n. 3, p , TEIXEIRA FILHO, M.C.M. Doses, fontes e épocas de aplicação do nitrogênio em cultivares de trigo sob plantio direto no cerrado p. Dissertação (Mestrado) da Faculdade de Engenharia, UNESP Campus de Ilha Solteira, Ilha Solteira,