MODELOS PARA ÁREA FOLIAR, FITOMASSA E EXTRAÇÃO DE NUTRIENTES NA CULTURA DE ARROZ AXEL GARCÍA Y GARCÍA

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1 MODELOS PARA ÁREA FOLIAR, FITOMASSA E EXTRAÇÃO DE NUTRIENTES NA CULTURA DE ARROZ AXEL GARCÍA Y GARCÍA Tese apresentada à Escola Superor de Agrcultura "Luz de Queroz", Unversdade de São Paulo, para a obtenção do título de Doutor em Agro de Concentração: Ftotecna. P I R A C I C A B A Estado de São Paulo - Brasl Feverero- 2002

2 MODELOS PARA ÁREA FOLIAR, FITOMASSA E EXTRAÇÃO DE NUTRIENTES NA CULTURA DE ARROZ AXEL GARCÍA Y GARCÍA Engenhero Agrônomo Orentador: Prof. Dr. Durval Dourado Neto Tese apresentada à Escola Superor de Agrcultura "Luz de Queroz", Unversdade de São Paulo, para a obtenção do título de Doutor em Agronoma, Área de Concentração: Ftotecna. P I R A C I C A B A Estado de São Paulo - Brasl Feverero 2002

3 Dados Internaconas de Catalogação na Publcação (CIP) DIVISÃO DE BIBLIOTECA E DOCUMENTAÇÃO - ESALQ/USP García y García, Axel Modelos para área folar, ftomassa e extração de nutrentes na cultura do arroz / Axel García y García. - - Praccaba, p. Tese (doutorado) - Escola Superor de Agrcultura Luz de Queroz, Bblografa. 1. Absorção (Fsologa) 2. Ftotecna 3. Folhas (Plantas) 4. Modelagem matemátca I. Título CDD Permtda a cópa total ou parcal deste documento, desde que ctada a fonte O autor

4 Aos meus flhos, Crstan Alejandro, Ana Slva e Rodrgo Fernando, OFEREÇO. Àqueles que me mostraram o camnho certo, meus amados pas, À Cecla, pela sua cumplcdade no meu projeto de vda; DEDICO.

5 AGRADECIMENTOS Ao Professor Dr. Durval Dourado Neto, pelos ensnamentos, pela paxão ao conhecmento, pelo exemplo de dedcação à Unversdade e pela amzade; Ao Conselho Naconal de Desenvolvmento Centífco e Tecnológco, CNPq, pelo apoo fnancero; Ao Departamento de Produção Vegetal da ESALQ/USP, pela oportundade; O presente trabalho não tera sdo possível sem o apoo rrestrto e profssonalsmo dos colegas: Engenheros Agrônomos: MSc. Mara del Valle Basanta, MSc. Ramro Fernando López Ovejero e MSc. Cecla Tojo Soler; Ao Dr. Vagner Camarn Alves, pela valosa colaboração nos estágos ncas do projeto e à Engo. Agro. MSc. Alne Maa pelas sugestões na análse estatístca; À comundade de estudantes estrangeros da ESALQ, especalmente ao sempre amgo Juan Delgado Rojas; Aos amgos: Adons Morera, Alexandre Henemann, Alexandre Luz Jordão e Ronaldo de Ross Fernandes; parceros de Repúblca, lembranças daquela bela época; À Elana Mara Garca e Sílva Mara Znsly, da DBID/ESALQ USP, pela efcênca na revsão das referêncas bblográfcas; À mnha avó braslera, Dona Dva, pelo carnho sempre presente; Aos funconáros Osvaldo de Jesús Pelssar e Osmar Santos Neves, pelo apoo nos trabalhos de campo.

6 SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS... LISTA DE TABELAS... LISTA DE SÍMBOLOS... RESUMO... SUMMARY... RESUMEN... Págna 1 INTRODUÇÃO REVISÃO DE LITERATURA Aspectos geras da cultura Caracterzação do crescmento e desenvolvmento da planta de arroz Fenologa da cultura do arroz Semeadura à emergênca Emergênca ao níco do perflhamento Iníco do perflhamento ao perflhamento pleno Perflhamento pleno até a elongação dos entrenós Elongação dos entrenós ao níco de formação da panícula Iníco de formação da panícula ao níco do emborrachamento Iníco do emborrachamento à emssão da panícula Emssão da panícula a grão letoso Grão letoso a grão pastoso Grão pastoso ao ponto de maturdade fsológca Ponto de maturdade fsológca Índce de área folar v x x xx xx xx

7 v Crescmento e desenvolvmento relatvo da cultura Extração de nutrentes e produção de ftomassa seca Modelagem e modelos matemátcos Termos e defnções Modelos de smulação Modelagem na cultura de arroz MATERIAL E MÉTODOS Local do expermento e tpo de solo Caracterzação químca do solo Instalação do expermento A varedade cultvada Semeadura Sstema de rrgação Manejo da água de rrgação Amostragens e determnações Avalações Fenologa da cultura Índce de área folar Ftomassa seca e acúmulo de macronutrentes Rendmento de grãos Montoramento das condções clmátcas Desenvolvmento do modelo e smulação Modelo proposto: fatos bológcos consderados Estrutura do modelo proposto Modelo proposto Análse estatístca Procedmentos geras para determnação do índce de área folar e da ftomassa seca RESULTADOS E DISCUSSÃO Fenologa da cultura... 43

8 v 4.2 Índce de área folar Varação temporal do índce de área folar Modelagem da varação temporal do índce de área folar Ftomassa seca e acúmulo de macronutrentes Procedmento smplfcado para a estmatva do acúmulo de ftomassa seca e extração de macronutrentes Varação temporal da ftomassa seca total e da extração de nutrentes Modelagem e estmatva da varação temporal do acúmulo de ftomassa seca e da extração de macronutrentes Taxa de absorção de macronutrentes na planta Procedmento detalhado para a estmatva do acúmulo de ftomassa seca Varação temporal da ftomassa seca e da extração de macronutrentes nos nc compartmentos e parte aérea da planta Modelagem e estmatva da varação temporal do acúmulo de ftomassa seca e da extração de macronutrentes Rendmento obtdo CONCLUSÕES ANEXOS REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS APÊNDICES

9 LISTA DE FIGURAS Págna 1 Produção dos dez prncpas países produtores de arroz no mundo Produção dos dez prncpas países produtores de arroz na Amérca do Sul Esquematzação do processo de crescmento e desenvolvmento da planta de arroz (Adaptado de Murayama, 1995) Varabldade espacal de alguns atrbutos químcos do solo na área expermental Condções clmátcas no período em que fo realzado o expermento Modelo para estmar o índce de área folar da cultura de arroz Modelo SIMPLIFICADO para estmar a ftomassa seca total e a extração de macronutrente na cultura de arroz Modelo DETALHADO para estmar a ftomassa seca total e a extração de macronutrente na cultura de arroz Varação temporal do índce de área folar observado (E: Emergênca, PER: Perflhamento, PAN: Panícula, EMB: emborrachamento, PMF: ponto de maturdade fsológca) Varação temporal (a) e comparação (b) entre os valores calculados e estmados do índce de área folar relatvo (IAFr) Varação temporal (DAE: das após a emergênca) do acúmulo ftomassa seca na parte aérea da planta e seus componentes Varação temporal (DAE= das após a emergênca) do acúmulo da ftomassa seca na planta e seus componentes Varação temporal (a) e comparação (b) entre os valores calculados e estmados de ftomassa seca total relatva (FSTr)

10 x 14 Varação temporal da extração de macronutrentes na cultura de arroz Análse de comparação entre os valores calculados e estmados da extração (kg.ha -1 ) de macronutrentes na cultura de arroz Varação temporal da taxa de extração (Te, kg.ha -1.d -1 ) de macronutrentes Comparação da taxa de extração (Te, kg.ha -1.d -1 ) de macronutrentes Varação temporal da taxa (Te, kg.ha -1.d -1 ) e aceleração (Ae, kg.ha -1.d -2 ) de extração de ntrogêno e potásso na cultura de arroz Varação temporal da ftomassa seca relatva referente aos nc compartmentos e à parte aérea da planta Varação temporal do acúmulo de ftomassa seca nos nc compartmentos e na parte aérea da planta Comparação entre os valores calculados e estmados de ftomassa seca relatva dos nc compartmentos e da parte aérea da planta de arroz Varação temporal da extração (kg.ha -1 ) de macronutrentes referente ao compartmento raz da planta de arroz Varação temporal da extração (kg.ha -1 ) de macronutrentes referente ao compartmento folha e colmo da planta de arroz Varação temporal da extração (kg.ha -1 ) de macronutrentes referente ao compartmento panícula da planta de arroz Varação temporal da extração (kg.ha -1 ) de macronutrentes referente à parte aérea da planta de arroz Varação temporal (a) e comparação (b) entre os valores calculados e estmados de ftomassa seca total relatva (FSTr) Varação temporal dos teores de macronutrentes na planta Varação temporal dos teores de macronutrentes na raz Varação temporal dos teores de macronutrentes nas folhas e colmos Varação temporal dos teores de macronutrentes na panícula Varação temporal dos teores de macronutrentes na parte aérea da planta

11 LISTA DE TABELAS Págna 1 Descrção dos estádos fenológcos da cultura de arroz Teores defcentes, crítcos, adequados e tóxcos dos macronutrentes (M) para a planta de arroz Extração dos macronutrentes na cultura de arroz em função do rendmento de grãos (R, kg.ha-j) Granulometra e classe textural do solo localzado na várzea do Departamento de Produção Vegetal da ESALQ-USP. Praccaba, SP Característcas agronômcas da varedade cultvada de arroz IAC Assunções para obtenção do modelo referente à ftomassa seca relatva total, de raz e de panícula (Drm=I) Assunções para obtenção do modelo referente à ftomassa seca relatva de folha e colmo e ao índce de área folar relatvo (O<Drm<I) Esquema da análse da varânca Relação dos estádos fenológcos observados com graus -da ( GD), desenvolvmento relatvo (Dr), das após a semeadura (DAS) e das após a emergênca (DAE) lo Ftomassa seca total (FST; kg.ha-l) e extração dos macronutrentes (kg.ha-l) (valores calculados) Valores absolutos (kg.ha-l) da extração de macronutrentes observada nos nc compartmentos e parte aérea da planta Coefcente empírco e acuráca referentes aos modelos propostos Extração de macronutrentes (kg.ha-l) nos nc compartmentos e parte aérea da planta (valores estmados pelo modelo proposto )... 60

12 x 14 Componentes do rendmento observados no expermento Análse de varânca relatva à varação temporal do índce de área folar Valores médos do índce de área folar (m 2.m -2 ) e teste de comparação de médas por época de amostragem Análse de varânca referente ao acúmulo de ftomassa seca total Valores médos de ftomassa seca total (FST, g.planta -1 ) e teste de comparação de médas por época de amostragem Análse de varânca relatva ao acúmulo de ftomassa seca da raz Valores médos de ftomassa seca da raz (FS R, g.planta -1 ) e teste de comparação de médas por época de amostragem Análse de varânca relatva ao acúmulo de ftomassa seca de folha e colmo Valores médos de ftomassa seca de folha e colmo (FS FC, g.planta -1 ) e teste de comparação de médas por época de amostragem Análse de varânca relatva ao acúmulo de ftomassa seca da panícula Valores médos de ftomassa seca da panícula (FS P, g.planta -1 ) e teste de comparação de médas por época de amostragem Análse de varânca relatva ao acúmulo de ftomassa seca da parte aérea da planta Valores médos de ftomassa seca da parte aérea (FS PA, g.planta -1 ) da planta e teste de comparação de médas por época de amostragem Caracterzação clmátca durante a execução do trabalho (os dados correspondem a períodos de 5 das) Varação temporal do índce de área folar e acúmulo de ftomassa seca nas dferentes partes da planta de arroz (valores observados) Relação das equações, análse dmensonal e restrções referentes ao PROCEDIMENTO SIMPLIFICADO para estmatva da ftomassa seca total e teor médo e extração de macronutrente na cultura de arroz... 75

13 x 30 Relação das equações, análse dmensonal e restrções referentes ao PROCEDIMENTO DETALHADO para estmatva da ftomassa seca total e teor médo e extração de macronutrente na cultura de arroz Relação das equações, análse dmensonal e restrções referentes ao procedmento para estmatva do índce de área folar na cultura de arroz Varação temporal do índce de área folar (valores observados) Teor de nutrentes (g.kg -1 ) observado nas dferentes partes da planta Resumo estatístco para os teores de nutrentes observados nas dferentes partes da planta

14 LISTA DE SÍMBOLOS á Parâmetro empírco referente ao modelo não lnear proposto para estmar a ftomassa seca total relatva. Ae Aceleração de extração de macronutrentes na cultura de arroz (kg.ha -1.d -2 ). á k a j a jk A A j A k Parâmetro empírco referente ao modelo não lnear proposto para estmar a ftomassa seca do k-ésmo compartmento da planta. Coefcente lnear referente ao modelo de estmatva do teor do j-ésmo macronutrente na planta de arroz. Coefcente lnear referente ao modelo de estmatva do teor do j-ésmo macronutrente no k-ésmo compartmento da planta de arroz. Coefcente lnear correspondente à comparação entre os valores calculados e estmados de quasquer atrbutos de nteresse (admensonal) (análse de comparação). Coefcente lnear, referente ao j-ésmo macronutrente, correspondente à comparação entre os valores calculados e estmados de quasquer atrbutos de nteresse (admensonal) (análse de comparação). Coefcente lnear, referente ao k-ésmo compartmento da planta de arroz, correspondente à comparação entre os valores calculados e estmados de quasquer atrbutos de nteresse (admensonal) (análse de comparação). A jk Coefcente lnear, referente ao j-ésmo macronutrente no k-ésmo compartmento da planta de arroz, correspondente à comparação entre os valores calculados e estmados de quasquer atrbutos de nteresse (admensonal) (análse de comparação). â Parâmetro empírco referente ao modelo não lnear proposto para estmar o índce de área folar relatvo.

15 xv B Número de blocos. b j b jk B B j B k Coefcente angular referente ao modelo de estmatva do teor do j-ésmo macronutrente na planta de arroz. Coefcente angular referente ao modelo de estmatva do teor do j-ésmo macronutrente no k-ésmo compartmento da planta de arroz. Coefcente angular correspondente à comparação entre os valores calculados e estmados de quasquer atrbutos de nteresse (admensonal) (análse de comparação). Coefcente angular, referente ao j-ésmo macronutrente, correspondente à comparação entre os valores calculados e estmados de quasquer atrbutos de nteresse (admensonal) (análse de comparação). Coefcente angular, referente ao k-ésmo compartmento da planta de arroz, correspondente à comparação entre os valores calculados e estmados de quasquer atrbutos de nteresse (admensonal) (análse de comparação) B jk Coefcente angular, referente ao j-ésmo macronutrente no k-ésmo compartmento da planta de arroz, correspondente à comparação entre os valores calculados e estmados de quasquer atrbutos de nteresse (admensonal) (análse de comparação). C f Ca D d DAE DAS Comprmento da f-ésma folha da planta de arroz na -ésma época de amostragem (m). Cálco. Crescmento e desenvolvmento de um organsmo. Da (undade de tempo). Das após a emergênca (d). Das após a semeadura (d) DP Densdade populaconal (planta.ha -1 ). Dr Crescmento e desenvolvmento relatvo da cultura de arroz até a -ésma época de amostragem (admensonal). Dr q Crescmento e desenvolvmento relatvo da cultura de arroz até o q-ésmo da após a emergênca (admensonal).

16 xv Drm Crescmento e desenvolvmento relatvo da cultura de arroz correspondente ao valor máxmo da varável dependente. Ät Intervalo de tempo (no presente trabalho fo utlzada escala dára (Ät = 1 da) para o cálculo da soma calórca) (d). å å j E j f Dferença entre os valores observados (ou calculados) e estmados do atrbuto de nteresse, referente à -ésma época de amostragem, correspondente ao erro a ser mnmzado (método da soma dos quadrados mínmos). Dferença entre os valores observados (ou calculados) e estmados do atrbuto de nteresse, referente ao j-ésmo macronutrente na -ésma época de amostragem, correspondente ao erro a ser mnmzado (método da soma dos quadrados mínmos). Extração (valor calculado) do j-ésmo macronutrente até a -ésma época de amostragem (kg.ha -1 ). Número de ordem da folha (utlzado como índce): f = 1, 2, 3,..., nf-ésma folha. E Extração (valor estmado) do j-ésmo macronutrente até a -ésma época de j amostragem (kg.ha -1 ). E Extração (valor estmado) do j-ésmo macronutrente até o q-ésmo da após a jq emergênca (kg.ha -1 ). E Extração (valor estmado) do j-ésmo macronutrente no k-ésmo jk compartmento até a -ésma época de amostragem (kg.ha -1 ). FS Ftomassa seca (kg.ha -1 ). FS k FS k FST FST Ftomassa seca (valor meddo) do k-ésmo compartmento da planta de arroz na -ésma época de amostragem (kg.ha -1 ). Ftomassa seca (valor estmado) do k-ésmo compartmento da planta de arroz na -ésma época de amostragem (kg.ha -1 ). Ftomassa seca total (valor calculado) na -ésma época de amostragem (kg.ha -1 ). Ftomassa seca total (valor estmado) na -ésma época de amostragem (kg.ha -1 ).

17 xv FS rk Ftomassa seca relatva no k-ésmo compartmento da planta e na -ésma época de amostragem. FST MAX Ftomassa seca total máxma (valor calculado) (kg.ha -1 ). FSTr Ftomassa seca total relatva (valor calculado) na -ésma época de amostragem (admensonal). FSTr Ftomassa seca total relatva (valor estmado) na -ésma época de amostragem (admensonal). ã Coefcente (d -1 ) de proporconaldade do modelo de Blackman (1919). GD Índce térmco, graus-da, soma térmca ou soma calórca até a -ésma época de amostragem ( o C.d). GD q Graus-da até o q-ésmo da após a emergênca. GD pmf ha IAF Soma calórca da planta de arroz até o ponto de maturdade fsológca ( o C.d). Hectare Época de amostragem (utlzado como índce): = 1: plântula = 2: quatro folhas = 3: níco do perflhamento = 4: perflhamento pleno = 5: elongação entrenós = 6: níco da panícula = 7: níco do emborrachamento = 8: emssão da panícula = 9: grão pastoso = 10: ponto de maturdade fsológca Índce de área folar. IAF Índce de área folar na -ésma época de amostragem (m 2.m -2 ).

18 xv IAFr Índce de área folar relatvo (valor calculado) na -ésma época de amostragem (m 2.m -2 ). IAF j ou J K k ë L f m M Mg Índce de área folar relatvo (valor estmado)na -ésma época de amostragem (m 2.m -2 ). Macronutrente (j: utlzado como índce. J: utlzado na análse dmensonal): j = 1: N (ntrogêno) j = 2: P (fósforo) j = 3: K (potásso) j = 4: Ca (cálco) j = 5: Mg (magnéso) j = 6: S (enxofre) Potásso. Compartmento (órgão) da planta de arroz (utlzado como índce): k = 1: raz k = 2: folha e colmo k = 3: panícula Parâmetro empírco (kg.ha -1 ) (curva logístca de Verhulst-Pearl). Largura da f-ésma folha da planta de arroz na -ésma época de amostragem (m). Metro. Nutrente (desgnação genérca). Magnéso. M j Teor do j-ésmo macronutrente na -ésma época de amostragem (g.kg -1 ). M Teor (valor estmado) do j-ésmo macronutrente no k-ésmo compartmento j M jk MO N nc da planta de arroz na -ésma época de amostragem (g.kg -1 ). Teor (valor calculado) do j-ésmo macronutrente no k-ésmo compartmento da planta na -ésma época de amostragem (g.kg -1 ). Matéra orgânca. Ntrogêno. Número de compartmentos.

19 xv nf Número de folhas. P Fósforo. ð constante p pmf Ponto de maturdade fsológca. QF Quantdade do fertlzante. q Da após a emergênca (utlzado como índce): q = 1, 2, 3,..., 116 das após a emergênca (duração do cclo da cultura: emergênca ao ponto de maturdade fsológca). r Coefcente de correlação. R Rendmento de grãos de arroz (kg.ha -1 ). Ro Rendmento observado (kg.ha -1 ). Rc Rendmento corrgdo (kg.ha -1 ). S Enxofre. Sen Função seno. t tempo. T BI Temperatura base nferor da planta de arroz ( C). Te Taxa de extração de macronutrentes na cultura de arroz (kg.ha -1.d -1 ). T q TM Tmax q Tmn q è T BS Temperatura méda do ar do q-ésmo da após a emergênca ( C). Teor do macronutrente. Temperatura máxma do q-ésmo da após a emergênca ( C). Temperatura mínma do q-ésmo da após a emergênca ( C). Parâmetro empírco (ha.d -1.kg -1 ) (curva logístca de Verhulst-Pearl). Temperatura basal máxma da planta de arroz ( C). Uo Umdade do grão observada (%). Uc Umdade do grão Corrgda (%). w Fator de forma geométrca da folha da planta de arroz (admensonal).

20 MODELOS PARA ÁREA FOLIAR, FITOMASSA E EXTRAÇÃO DE NUTRIENTES NA CULTURA DE ARROZ Autor: Axel García y García Orentador: Prof. Dr. Durval Dourado Neto RESUMO O objetvo do trabalho fo propor modelos para estmar índce de área folar, ftomassa seca e extração de macronutrentes pela cultura de arroz, bem como determnar a época de máxma taxa de extração de N e K. O expermento fo conduzdo na várzea do Departamento de Produção Vegetal da ESALQ/USP. O solo fo classfcado como Glessolo Eutrófco, horzonte A chernozênco, textura méda a arglosa (FAO Unesco: Gleysols; USDA: Humc Haplaquept). Fo utlzada a varedade cultvada IAC 103, caracterzada por ser de cclo médo e de alto rendmento. As varáves observadas foram o índce de área folar, a ftomassa seca em dferentes compartmentos da planta (raz, folha e colmo e panícula) e os teores de macronutrentes por undade de ftomassa seca. Para estmatva da extração de N, P, K, Ca, Mg e S, levou-se em consderação o teor de macronutrentes na planta e a produção, por undade de área, de ftomassa seca. Em função dos resultados obtdos, foram propostos modelos cuja base matemátca é fundamentada em eventos bológcos que acontecem ao longo do cclo da cultura. Os modelos propostos apresentaram adequado desempenho para defnr ordem de grandeza dos valores de índce de área folar, ftomassa seca, extração de macronutrentes pela cultura de arroz, bem como para estmar a máxma taxa de absorção de N e K.

21 MODELS FOR LEAF AREA, DRY MATTER AND NUTRIENT EXTRACTION BY RICE CROP Author: Axel García y García Advser: Prof. Dr. Durval Dourado Neto SUMMARY The objectve of ths study was to propose models to estmate leaf area ndex, dry matter and uptake macronutrents, and to determnate the maxmum N and K uptake rates moment by rce crop. The feld experment was carred out at a wetland area of the Crop Scence Department, Unversty of São Paulo, Brazl. The sol s classfed as Humc Haplaquept (FAO UNESCO: Gleysols; Brazl: Glessolo Eutrófco). The rce varety IAC 103 (mddle season cycle and hgh yeld) was used. Observed varables were leaf area ndex, dry matter from dfferent parts of the plant (root, leaf and stem, and pancle) and macronutrent content. To estmate N, P, K, Ca, Mg and S extracton, the macronutrent content and dry matter were used. As results of ths study, phytotechncal models, based on bologcal events that occurred durng the crop cycle, were proposed. These models showed a satsfactory behavor to defne the magntude of estmated leaf area ndex, dry matter, macronutrent extracton by rce crop and maxmum N and K uptake rates.

22 MODELOS PARA ÁREA FOLIAR, MATERIA SECA Y EXTRACCIÓN DE NUTRIENTES EN EL CULTIVO DE ARROZ RESUMEN Autor: Axel García y García Consejero: Prof. Dr. Durval Dourado Neto El objetvo del trabajo fue proponer modelos para estmar el índce de área folar, la matera seca y la axtraccón de macronutrentes por el cultvo de arroz y determnar la época de máxma tasa de absorcón de N y K. El ensayo fue establecdo en terras bajas del Departamento de Produccón Vegetal, Escuela Superor de Agrcultura Luz de Queroz, Unversdad de São Paulo, Brasl. El suelo es clasfcado como Humc Haplaquept (FAO Unesco: Gleysols; Brasl: Glessolo Eutrófco). Fue utlzada la varedad de arroz IAC 103, caracterzada por ser de cclo medo y de alto rendmento. Las vara bles observadas fueron el índce de área folar, la matera seca en dferentes compartmentos de la planta (raíz, hoja y caule, panícula) y el contendo de macronutrentes por undad de matera seca. Para estmar la extraccón de N, P, K, Ca, Mg y S, fueron consderados el contendo de nutrentes en la planta y la produccón de matera seca. En funcón de los resultados observados, se propone modelos cuya base matemátca se fundamenta en eventos bológcos que ocurren a lo largo del cclo del cultvo. Los modelos propuestos presentaron desempeño adecuado para defnr la magntud de los valores de índce de área folar, matera seca, la extraccón de los macronutrentes por el cultvo de arroz, así como para estmar la máxma tasa de N y K.

23 1 INTRODUÇÃO A cultura do arroz é uma das atvdades agrícolas mas pratcada no mundo, sendo o cereal mas consumdo e a base da almentação de mas de dos terços da população do globo. O Brasl é o décmo produtor mundal. Exclundo os países asátcos, o Brasl se torna o prmero produtor mundal. No entanto, o Brasl ocupa a 46ª. posção mundal em rendmento médo e é o últmo dentre os países do Mercosul, produzndo por undade de área, metade do produzdo pelo Urugua. Os baxos rendmentos brasleros devem-se, prncpalmente, à produção de arroz sob o sstema de sequero, com rendmentos mutas vezes nferores a 1000 kg.ha -1. Porém, a adoção de novas tecnologas e a mgração desse sstema para regões com melhor dstrbução pluvométrca e baxo rsco clmátco está permtndo melhores rendmentos nos últmos anos. Também, o nadequado planejamento das atvdades agrícolas traz como conseqüênca o aumento de rscos quanto à possbldade de nsucesso no processo produtvo. O conhecmento das exgêncas edafoclmátcas e nutrconas da cultura e a adoção de ferramentas adequadas para a tomada de decsões é o prmero passo para se obter melhores resultados. Sendo assm, a compreensão dos processos envolvdos no crescmento e desenvolvmento da cultura do arroz é fundamental para se planejar sua produção de forma sustentável, e a modelagem é o nstrumento de ntegração dos processos que acontecem ao longo do cclo da cultura. O trabalho teve como objetvo propor modelos ftotécncos para estmar índce de área folar, ftomassa seca e extração de macronutrentes; bem como determnar a época de máxma taxa de extração de ntrogêno e potásso pela cultura de arroz.

24 2 REVISÃO DE LITERATURA 2.1 Aspectos geras da cultura O arroz é muto utlzado na deta humana, em todas as camadas socas. O consumo per capta no Brasl atngu em 1991 seu pco com 76,3 kg.ano -1, permanecendo atualmente em 74,0 kg.ano -1. Atualmente, cerca de 90% do volume mundal do grão, estmado em 586,6 mlhões de toneladas de arroz em casca, é produzdo na Ása (Fgura 1) (FAO, 2002). Segundo o Anuáro Braslero do Arroz (2001), o consumo global fo superor à produção, causando leve redução do estoque mundal Chna Índa Indonésa Bangladesh Vetnã Talânda Myanmar Flpnas Japão Brasl x1000 t Fgura 1 - Produção dos dez prncpas países produtores de arroz no mundo. Como pode ser observado na fgura anteror, sem os países asátcos, o Brasl ocupa a prmera posção mundal em termos de produção sendo, conseqüentemente, o maor produtor entre os países da Amérca do Sul (Fgura 2) (FAO, 2002). No entanto, o Brasl ocupa ao nível mundal a quadragésma sexta posção em termos de rendmento (produção por undade de área) e a décma prmera posção entre os países produtores da Amérca do Sul. No Mercosul, os mas altos rendmentos médos

25 3 são obtdos no Urugua (6300 kg.ha -1 ), o dobro do rendmento médo braslero (3200 kg.ha -1 ) (FAO, 2002) Brasl Colômba Peru Equador Urugua Venezuela Argentna Guana Bolíva Surname x1000 t Fgura 2 - Produção dos dez prncpas países produtores de arroz na Amérca do Sul. O mercado mundal de arroz é pouco dnâmco. No níco da década de 1990, a movmentação do grão fo de aproxmadamente 13 mlhões de toneladas, enquanto que em 2001, de 25 mlhões de toneladas. Sem dúvda é um volume reduzdo frente ao que se produz, mas perfetamente acetável, dante do elevado consumo em grande parte dos países produtores. O mercado braslero apresenta-se bastante estável, com leve tendênca ao aumento no estoque fnal a partr da safra 1999/2000, (Anuáro Braslero do Arroz, 2001). No Brasl, o arroz é cultvado em dos ecossstemas: várzeas e terras altas, predomnando no prmero ecossstema o sstema de cultvo com rrgação controlada, ocupando cerca de um mlhão de hectares na regão subtropcal (RS e SC), com manejo de alto nível tecnológco e rendmento médo de 5500 kg.ha -1. O ecossstema de terras altas já ocupou um papel de relevânca na produção de arroz sob o sstema de sequero nas décadas de 1960 e 1980, sendo uma alternatva satsfatóra para o desbravamento dos cerrados. Nesse ecossstema, os rendmentos obtdos varam de pouco mas de 700 kg.ha -1 (Pauí) a quase 2000 kg.ha -1 na regão Centro-Oeste, o que explca os baxos rendmentos brasleros. Atualmente, o arroz de terras altas mgrou para regões de adequada dstrbução pluvométrca (Centro-Norte do estado de Mato Grosso) e a redução do rsco clmátco renovou o nteresse pela

26 4 cultura, possbltando a adoção de tecnologas recomendadas pela pesqusa (Gumarães & Sant Ana, 1999). Atualmente, o Brasl está tendo queda da produção nas terras altas, prncpalmente no Estado de Mato Grosso, em conseqüênca dos bons preços da soja e o baxo valor do arroz no mesmo período. Apesar de dferenças tecnológcas nas lavouras arrozeras, os Cerrados apresentam tendênca de aumento na área semeada e no rendmento, com destaque para os cerrados do estado de Mato Grosso, por apresentar menor rsco clmátco para a cultura (Anuáro Braslero do Arroz, 2001). No Ro Grande do Sul, prncpal estado produtor do país, há duas safras que a orzcultura vem reduzndo em área, produção e rendmento; devdo prncpalmente a problemas clmátcos (excesso de chuva na época de semeadura) e aos baxos preços regstrados no mercado. No entanto, o Ro Grande do Sul e Santa Catarna são responsáves por 55% da produção naconal, sendo que o RS contrbu com 46% dessa produção, com apenas 25% da área cultvada, prncpalmente em terras baxas ou várzeas (Anuáro Braslero do Arroz, 2001). Por serem orgnados de sedmentos com grande heterogenedade quanto à composção granulométrca e mneralógca, os solos de várzea apresentam grande dversdade nas suas característcas e propredades físcas e químcas, sendo uma das prncpas a drenagem defcente ou hdromorfsmo (Cur et al., 1988). Esses solos, quando cultvados sob nundação, apresentam característcas bastante adversas daquelas verfcadas em condções de boa drenagem, destacando-se a reação do solo e as condções de oxdação e redução. Alterações dessas característcas podem acarretar mudanças na dsponbldade dos nutrentes, tanto dos presentes no solo quanto daqueles adconados através da aplcação de fertlzantes, afetando o crescmento e desenvolvmento das plantas e conseqüentemente o rendmento e qualdade das sementes (Gulherme, 1990). 2.2 Caracterzação do crescmento e desenvolvmento da planta de arroz O crescmento e desenvolvmento da s culturas anuas pode ser expresso em três partes: () ncal, caracterzado pelo crescmento lento (momento do estabelecmento da

27 5 cultura); () ntermedára, caracterzado pelo crescmento rápdo (consoldaç cultura); e () fnal, caracterzada pelo reduzdo ou nulo crescmento (maturação da cultura) (Pennng de Vres, 1987; Perera & Machado, 1987). No caso do arroz, Kropff et al. (1995) dvdem o cclo da cultura em quatro grandes fases: () vegetatva básca ou ncal (desde a semeadura até o níco da fase de sensbldade ao fotoperíodo); () de sensbldade ao fotoperíodo (desde o fnal da prmera fase até o níco da dferencação dos prmórdos floras); () do fnal da segunda fase até o níco do florescmento; e (v) enchmento do grão (desde as prmeras etapas do florescmento até o ponto de maturdade fsológca) Fenologa da cultura do arroz O estádo de crescmento e desenvolvmento fenológco da planta defne a sua dade fsológca e é caracterzado pela aparênca e formação de város órgãos. A descrção dos estádos fenológcos é apresentada na Tabela 1, conforme preconzado por Murayama (1995), Fernández et al. (1985) e Yoshda (1981). A mas mportante mudança fenológca acontece da fase vegetatva à fase reprodutva, determnando as trocas na dstrbução da ftomassa seca nos órgãos. Essas mudanças fsológcas e morfológcas exgem a quantfcação precsa do desenvolvmento fenológco para a operaconalzação de modelos de smulação, sendo a temperatura a varável clmátca mas mportante nos processos de troca na planta (Kropff et al., 1995). Em termos morfológcos, o cclo de vda da planta de arroz nca-se com a germnação, seguda do crescmento e desenvolvmento dos brotos e emergênca das folhas, a elongação nternodal, o aparecmento da panícula, o florescmento, o enchmento e maturação dos grãos e fnalmente a morte da planta. Com essas mudanças morfológcas, a ftomassa seca da planta aumenta gradualmente até o ponto de maturdade fsológca. Em outras palavras, o processo de crescmento da planta de arroz é usualmente regstrado nas mudanças na massa da planta, no número de perflhos, na massa da palha, na massa da panícula bem como outras característcas de mportânca

28 6 como a data de semeadura ou transplanto, o níco do emborrachamento e a colheta (Garca et al., 1985; Murayama, 1995). Tabela 1. Descrção dos estádos fenológcos da cultura de arroz. Fase Duração (das) Caracterzação sucnta Estádo Vegetatva Plântula V 0 Quatro folhas V 1 Iníco do perflhamento V 2 Perflhamento pleno V 3 Reprodutva Elongação dos entrenós V 4 Iníco de formação da panícula R 5 Iníco do emborrachamento R 6 Maturação Emssão da panícula R 7 Grão letoso M 8 Adaptado de Murayama (1995); Fernández et al. (1985) e Yoshda (1981). Grão pastoso M 9 Ponto de maturdade fsológca M 10 O processo de crescmento da planta de arroz, que acontece entre as fases vegetatva e reprodutva, é caracterzado pelo crescmento antes e depos do níco da formação do prmórdo floral (Murayama, 1995). A fase vegetatva é caracterzada desde o período em que a plântula de arroz depende dos nutrentes do endosperma da semente até o período autotrófco (germnação, níco do perflhamento, perflhamento pleno e fnal do perflhamento). O perflhamento pleno corresponde ao ntervalo de tempo em que o número de perflhos é máxmo. Anda, a duração do cclo da planta é regulada prncpalmente pelo período desde a germnação até o níco da formação do prmórdo floral e, geralmente, aceta-se que o período de crescmento vegetatvo termna no estádo de perflhamento máxmo (Yoshda, 1981; Murayama, 1995). A fase reprodutva é dvdda em dos estádos, caracterzados antes e depos do emborrachamento/florescmento. O prmero estádo, dferencação do prmórdo floral,

29 7 é caracterzado pelo crescmento e desenvolvmento e elongação dos colmos, algumas vezes também chamado de estádo de elongação nternodal (Kropff et al., 1995; Murayama, 1995). A tercera fase, a maturação, é caracterzada pelo enchmento do grão e a senescênca de folhas, perflhos e raízes. Essa fase é subdvdda nos estádos grão letoso, grão pastoso, amarelecmento e ponto de maturdade fsológca (Murayama, 1995) Semeadura à emergênca A duração do período entre a semeadura e emergênca é dependente da temperatura e umdade do solo e vgor da semente, prncpalemente. A emergênca é caracterzada com o aparecmento da prmera folha, a qual não apresenta lâmna e é vsível sobre a superfíce do solo. Em sementes pré-germnadas, a temperaturas de 26 o C, a emergênca ocorre entre dos a três das após a semeadura. Em semeadura realzada com semente seca, dependendo das condções clmátcas, especfcamente umdade do solo e temperatura, e da profunddade de semeadura, a emergênca ocorre entre ses a doze ou mas das (Yoshda, 1981; Fernández et al., 1985) Emergênca ao níco do perflhamento A prmera etapa do cclo da cultura se refere ao período desde a emergênca até o momento anteror ao aparecmento do prmero perflho. Durante essa etapa, observase a emergênca de quatro folhas, sendo que a prmera morre aos dez ou doze das de dade. No níco, a plântula depende totalmente da semente (carbodratos, proteínas, entre outros compostos). Entre o sétmo e otavo da começa o período autotrófco, em que a planta fotossntetza seus própros requermentos energétcos (Fernández et al., 1985) Iníco do perflhamento ao perflhamento pleno A segunda etapa compreende o período desde o aparecmento do prmero perflho até o momento em que a planta alcança o perflhamento pleno. É a etapa mas longa do cclo da planta, atngndo, aproxmadamente, 45 das em varedades cultvadas

30 8 precoces e de cclo médo, 50 das para varedades cultvadas tardas e 55 das para varedades cultvadas sensíves ao fotoperíodo. Algumas varedades cultvadas produzem perflhos quaternáros (Fernández et al., 1985; Murayama, 1995) Perflhamento pleno até a elongação dos entrenós A tercera etapa se refere ao período desde o perflhamento pleno até o momento em que se nca a elongação dos entrenós. Esse estádo é muto mportante pos está estretamente relaconado com o melhoramento genétco e com as prátcas agronômcas (Murayama, 1995). Em varedades cultvadas precoces, o número máxmo de perflhos é atngdo quase smultaneamente com o níco de formação da panícula, mas em varedades cultvadas de cclo longo pode preceder à elongação dos entrenós e o níco de formação da panícula (Fernández et al., 1985). O número de perflhos vara em função da varedade cultvada, da fertlzação, da densdade e do sstema de cultvo. Em arroz transplantado, (0,20m x 0,20m), tem-se observado mas de 30 perflhos por planta aos 60 das após a semeadura. No caso de arroz semeado dretamente, em alta densdade, o máxmo número de perflhos é atngdo aos das após a semeadura (Fernández et al., 1985; Murayama, 1995) Elongação dos entrenós ao níco de formação da panícula A quarta etapa compreende desde o momento em que o quarto entrenó do colmo prncpal, logo embaxo da nflorescênca, começa a ser vsível em comprmento, até o momento de níco de formação da panícula. Em varedades cultvadas precoces, o quarto entrenó se elonga apenas 1 a 3 cm, antes da panícula ser vsível, mas contnua se elongando até que a nflorescênca esteja completamente emergda, acma da folha bandera. Essa elongação concde com o desenvolvmento da nflorescênca e ocorre nos quatro entrenós logo abaxo da panícula (Fernández et al., 1985, Yoshda, 1981) Iníco de formação da panícula ao níco do emborrachamento A qunta etapa se refere ao período desde o níco de formação da panícula (a dferencação do merstema no ponto de crescmento nca o prmórdo da panícula) até o momento em que se nca o emborrachamento, marcando o fnal da fase vegetatva e o

31 9 níco da fase reprodutva. Em varedades cultvadas de baxo porte e precoces, há sobreposção desse estádo com o anteror, ndependentemente do comprmento do da. Nesse estádo, determna-se o número potencal de grãos por panícula e, conseqüentemente, o rendmento pode ser afetado de forma drástca por condções adversas (Fernández et al., 1985) Iníco do emborrachamento à emssão da panícula A sexta etapa corresponde ao período a partr do momento em que a panícula dferençada é vsível até o momento em que sua extremdade superor (ponta) encontrase logo abaxo da folha bandera. Em varedades cultvadas precoces, o crescmento e desenvolvmento da panícula ocorrem smultaneamente à elongação dos entrenós. Com a dferencação das espguetas, quando a panícula atnge 5cm de comprmento, forma-se, junto com o ráqus, a nflorescênca, que cresce dentro da banha da folha bandera, formando o enchmento comumente chamado emborrachamento. Essa etapa é crítca, pos na dferencação das espguetas é determnado o número total de grãos. Nesse momento, condções ambentas adversas afetam o rendmento, reduzndo o número de espguetas dferençadas e fértes (Fernández et al., 1985; Murayama, 1995). A folha bandera cresce durante esse estádo até emergr totalmente, momento em que temperaturas baxas podem provocar esterldade das flores (Fernández et al., 1985; Murayama, 1995) Emssão da panícula a grão letoso A sétma etapa corresponde ao período a partr da emssão da panícula da banha da folha bandera, até o momento em que se nca o enchmento dos grãos. Nesse estádo, a planta atnge sua máxma altura e é estabelecda a quantdade de perflhos fértes (Fernández et al., 1985; Murayama, 1985). Alta temperatura, combnada com vento seco e úmdo, afeta seramente a fecundação do estgma. Temperatura muto baxa (da água nas quadras ou do ar), pode causar efeto negatvo semelhante (Fernández et al., 1985).

32 Grão letoso a grão pastoso A otava etapa corresponde ao período a partr do níco do enchmento dos grãos com um líqudo letoso (que pode ser retrado pressonando os grãos com os dedos) até o momento em que acontece a mudança de consstênca na massa dos grãos. Aproxmadamente cnco das após a antese, os grãos anda apresentam coloração verde e a panícula se dobra em arco de 90 o pelo peso dos grãos no terço superor (Fernández et al., 1985; Murayama, 1995) Grão pastoso ao ponto de maturdade fsológca A nona etapa corresponde ao período a partr do níco de consstênca farnácea no grão (de pastoso suave para farnáceo em aproxmadamente 15 das e a cor muda de esverdeada para amarela) até a palha apresentar coloração amarela. A ponta da panícula se dobra em arco de 180 o e a planta atnge sua máxma ftomassa seca (Fernández et al., 1985; Murayama, 1995) Ponto de maturdade fsológca Em regões tropcas, os grãos atngem o ponto de maturdade fsológca em aproxmadamente 30 das após o florescmento. Em regões mas temperadas, o processo é retardado com o aumento no enchmento e massa do grão. A planta atnge sua maturdade fsológca quando 90% dos grãos estão maduros, apresentando aparênca de palha na sua coloração amarela. Algumas espguetas permanecem de coloração verde e não são preenchdas (Yoshda, 1981; Fernández et al., 1985; Murayama, 1995). A produção de ftomassa seca pára, e eventualmente pode haver lgera redução em conseqüênca da descênca de grãos e senescênca da planta. Na planta, anda podem permanecer alguns perflhos não produtvos que não se desenvolveram (Fernández et al., 1985) Índce de área folar O índce de área folar corresponde à área da superfíce total da folhas da planta por undade de superfíce de solo, geralmente expresso em m 2.m -2. A mportânca da área folar de uma cultura é amplamente conhecda por ser um ndcatvo de produtvdade, pos o processo fotossntétco depende da ntercepção de energa

33 11 lumnosa pelas folhas. Assm, a superfíce folar de uma planta é a base do rendmento potencal das culturas (Watson, 1952). Em geral, a varação temporal do índce de área folar aumenta até um máxmo, onde permanece por algum tempo, decrescendo em seguda, devdo à senescênca das folhas velhas. Como a fotossíntese depende da área folar, o rendmento da cultura será maor quanto mas rápdo a planta atngr o índce de área folar máxmo e quanto mas tempo a área folar permanecer atva (Perera & Machado, 1987). Yoshda (1981) relata que devdo ao fato de o índce de área folar ser uma propredade muto varável, é dfícl defnr um valor ótmo. Estudos realzados por Pnhero & Gumarães (1990), em dferentes localdades e épocas, relatam ampla varação do IAF (1,5 m 2.m -2 a 8,3 m 2.m -2 ), sendo que o máxmo rendmento em grãos (4500 kg.ha -1 ) fo obtdo com IAF entre 4,5 e 6,3 m 2.m Crescmento e desenvolvmento relatvo da cultura O rendmento de grãos envolve uma sére de processos relaconados ao crescmento e desenvolvmento da planta durante o cclo da cultura. O termo crescmento se refere ao acúmulo de bomassa da planta, enquanto que o termo desenvolvmento se refere à dferencação dos dferentes órgãos durante o cclo da cultura (período entre a emergênca e o ponto de maturdade fsológca). Anda, o termo fenologa se refere a estádos de crescmento e desenvolvmento dentfcáves na planta. Ambos, crescmento e desenvolvmento são afetados pelo meo e por fatores genétcos (Yn, 1996). O termo estádo se refere a um determnado momento, caracterzado por algo observável da planta. Há mas de 250 anos, Reaumur 1 (1735), ctado por Yn (1996), ntroduzu a defnção de undades térmcas para prever o crescmento e desenvolvmento das plantas. Nesse enfoque, assume-se que as plantas precsam de um número fxo de soma calórca (temperatura) para desenvolver as suas dferentes fases. Nesse sentdo, defne-se 1 REAUMUR, R.A.F. Thermetrc observatons made at Pars durng the year 1735, compared to those made below the Equator on the sle of Maurtus at Algers and on a few Amercan Islands. Academc Scence, Pars. 1735, 545p.

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36 14 Segundo Ishzuka (1971), o teor de ntrogêno na planta é maor na fase ncal de crescmento, decrescendo lgeramente com o tempo após a translocação e voltando a crescer até a dferencação do prmórdo floral, em que novamente decresce até o estádo de enchmento de grãos, quando o teor permanece quase constante até o ponto de maturdade fsológca. Até o florescmento, o ntrogêno absorvdo pela planta é armazenado nas folhas, depos é drenado ao grão em proporção de até 50% do total armazenado na planta. A absorção da outra metade ocorre depos do florescmento (Perdomo et al., 1985; Arma, 1995). Pequenas quantdades de fósforo são acumuladas nas raízes e nas folhas até o níco da panícula, aumentando só após o florescmento, quando as necessdade s da planta estão satsfetas (González, 1984; Sasak, 1995). Porém, segundo Nkolaeva et al. (1986), o fósforo é mas rapdamente absorvdo no estádo de perflhamento, decrescendo perto do fnal da fase vegetatva. Após o florescmento, o fósforo é drenado rapdamente aos grãos, em até 75% do total absorvdo pela planta (Perdomo et al., 1985; Sasak, 1995). O potásso é o macronutrente mas absorvdo pela planta de arroz, mas apenas 10% do total absorvdo se encontra nas partes reprodutvas, sendo que sua maor proporção se encontra em órgãos vegetatvos (Hrata, 1995; Fornaser Flho & Fornaser, 1993; Perdomo et al., 1985; Malavolta, 1980). O arroz apresenta baxa exgênca em cálco, o qual é absorvdo do níco ao fm do cclo da planta, especfcamente até a etapa de grão pastoso, sendo proporconalmente o nutrente menos exportado (Kawasak, 1995). Após o florescmento, o teor de cálco aumenta nas folhas e colmos da planta, mas o aumento no teor é devdo ao seu ncremento na panícula (Fornaser Flho & Fornaser, 1993; Barbosa Flho, 1987; Perdomo et al., 1985; Malavolta, 1980). As quantdades de magnéso necessáras à planta são lgeramente nferores às de cálco, e a maor quantdade é absorvda a partr da fase reprodutva. A maor concentração desse nutrente ocorre na palha, sendo que a ncorporação dos restos vegetas devolve ao solo grande quantdade de magnéso, a semelhança do que ocorre

37 15 com o potásso (Fornaser Flho & Fornaser, 1993; Barbosa Flho, 1987; Perdomo et al., 1985; Malavolta, 1980). As exgêncas quanttatvas de enxofre pela planta de arroz são comparáves às de fósforo, sendo seu consumo semelhante ao do ntrogêno, e após o florescmento o enxofre estocado nas folhas se transloca para as panículas (Suzuk, 1995; Fornaser Flho & Fornaser, 1993). A quantdade de nutrentes extraída do solo pela cultura de arroz é muto varável e depende da quantdade de ftomassa seca produzda e seu teor na palha, que por sua vez vara segundo a dsponbldade de nutrentes no solo. Em solos com alto teor de matéra orgânca, a planta utlza os nutrentes na seqüênca N>K>P e em solos de méda fertldade, na seqüênca K>N>P (Perdomo et al., 1985; Bastos, 1999). As faxas de teores de macronutrentes na planta, consderadas adequadas para cultura do arroz, na época de perflhamento, são, em g.kg -1 : N (40,0-48,0), P (2,5-4,0), K (25,0-35,0), Ca (7,5-10,0), Mg (5,0-7,0) e S (1,5-2,0) (Malavolta et al., 1997). Bastos (1999), avalando a nutrção mneral em cnco varedades cultvadas de arroz aos 30 das após o transplanto, em dferentes classes de solos de várzea nundados, observou, as seguntes faxas de macronutrentes na planta (g.kg -1 ): N (28,7-30,4), P (1,9-2,2), K (19,3-20,6), Ca (3,6-3,8), Mg (1,5-1,7) e S (3,2-3,8). Entretanto, deve-se consderar que esses valores são ndcadores geras, podendo ser nfluencados por condções de solo, clma e materal genétco (Malavolta et al., 1997). Em concordânca com o crescmento e desenvolvmento da planta de arroz (Fgura 3), a ftomassa seca aumenta ao longo do seu cclo, sendo que a extração de nutrentes e o metabolsmo mostram grande varação acompanhando esse crescmento e desenvolvmento. No período de crescmento vegetatvo, os nutrentes N, P, K e S são absorvdos ntensamente e acontece a síntese de proteínas na aceleração do perflhamento e na extensão da área folar. Também, tem-se o rápdo ncremento da fotossíntese. Durante a fase de maturação, antes do emborrachamento, a morfogênese da planta de arroz já está completa e os fotossntatos são acumulados nas panículas na forma de amdo. Além

38 16 dsso, tudo o que é armazenado nas folhas, colmos e raízes (carbodratos móves, proteínas e nutrentes mneras) também são drenados às panículas e a planta torna-se senescente (González, 1984; Murayama, 1995). Perflhamento não produtvo Altura da planta Fnal do perflhamento produtvo Comprmento da panícula N o. panículas Estádo ncal Estádo de máxmo perflhamento Emborrachamento Maturdade Transplanto Incação do prmórdo da panícula Fgura 3 - Esquematzação do processo de crescmento e desenvolvmento da planta de arroz (Adaptado de Murayama, 1995). Há alguns anos atrás, o nteresse prncpal na área de adubação era a relação entre o tpo e quantdade de fertlzante utlzado (QF) e o rendmento das culturas. Assumase que a aplcação de fertlzante e o rendmento (R) é elevada. No entanto, hoje se sabe que essas déas não são sufcentes para entender a relação entre adubação e rendmento, sendo necessáro levar em consderação o crescmento e desenvolvmento da cultura. O teor de macronutrentes (TM) na cultura é afetado dretamente pela aplcação de fertlzantes e, portanto, o teor de nutrentes afeta o crescmento e desenvolvmento da planta. Conseqüentemente, as nterações entre rendmento (R), teor de macronutrentes (TM) e quantdade de fertlzantes (QF) podem ser assm expressas: ( TM ) R = R (6) ( QF ) TM = TM (7) R = R( QF ) (8) Com base nessa déa, as atvdades atuas de pesqusa nessa lnha procuram a relação entre a aplcação de fertlzante e o rendmento da cultura, analsando o teor

39 17 médo de nutrentes que representa a condção fsológca da planta. A dentfcação do momento em que a planta precsa de cada nutrente permte, através da smulação, o estabelecmento de técncas para o manejo raconal da cultura ao longo do seu crescmento e desenvolvmento, prncpalmente em sstemas de produção sob rrgação (Murayama, 1995). O teor de nutrentes da planta é um ndcador do seu estado nutrconal. As relações entre o rendmento de grãos e o teor de nutrentes na ftomassa na colheta varam em função do tpo de nutrente. O teor dos macronutrentes na planta pode ser classfcado em defcente, normal, adequado ou excessvo (Yoshda, 1981; Murayama, 1995) e na Tabela 2 se pode observar o valor desses teores crítcos para a cultura de arroz. Tabela 2. M Parte da planta Teores defcentes, crítcos, adequados e tóxcos dos macronutrentes (M) para a planta de arroz. Estádo fenológco Teor do nutrente (%) ou DAE D 1 C 2 A 3 E 4 N Folha Panícula 5 <1,8 1,8 a 2,6 2,6 a 4,2 - P Parte aérea 75 DAE 6 <0,15 0,15 a 0,25 0,25 a 0,48 >0,48 K Parte aérea 75 DAE <1,0 1,0 a 1,5 1,5 a 4,0 >4 Ca Parte aérea 100 DAE <0,2 0,2 a 0,25 0,25 a 0,4 >0,4 Mg Parte aérea 100 DAE <0,12 0,12 a 0,17 0,17 a 0,3 >0,3 S Folha Perflhamento <0,1 0,1 a 0,2 0,2 a 0,6 >0,6 1 Defcente; 2 Crítco; 3 Adequado; 4 Excesso; 5 Dferencação da panícula; 6 Das após a emergênca. Fonte: Adaptado de Fagera (1984). Mutos estudos relaconam a extração de nutrentes com o rendmento obtdo (Tabela 3), o que proporcona os elementos mínmos necessáros para sua reposção através da aplcação de fertlzantes. Em termos de caracterzação, a curva de extração de nutrentes pela planta vara junto às condções de crescmento e desenvolvmento da planta de arroz e apresenta uma determnada forma para cada tpo de nutrente.