ABSORÇÃO E UTILIZAÇÃO DE NITROGÊNIO EM PLANTA DE SORGO CULTIVADO EM SOLUÇÃO NUTRITIVA.

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1 ABSORÇÃO E UTILIZAÇÃO DE NITROGÊNIO EM PLANTA DE SORGO CULTIVADO EM SOLUÇÃO NUTRITIVA. Vera Lúcia B. Fernandes 1 Luiz Alfred P. Nunes2 Mauríci M. Filh2 Valdemar L. de Susa2 e Mári B. Fernandes3 RESUMO Fi cnduzid um experiment n Departament de Ciências d Sl da Universidade Federal d Ceará, sb cndições de casa de vegetaçã, cm bjetiv de estudar cmprtament d srg, cultivar EA 116, quant à absrçã e utilizaçã d nitrgêni. As plantas fram cultivadas até as 45 dias de idade em sluçã nutritiva, cntinuamente arejada e nã renvada, que recebeu s seguintes trataments: 30, 60, 120 e 240 mgn/i de sluçã. Inicialmente, ph da sluçã nutritiva fi ajustad em 5,0 :t 0,2 e as suas variações durante cresciment das plantas fram registradas em dias alternads. O delineament experimental fi em blcs a acas cm quatr repetições. As dses de nitrgêni cm 120 mg/l de sluçã permitiram um mair cresciment das plantas medid pela altura da planta, diâmetr d clm e pes de matéria seca da parte aérea e das raízes. A eficiência de absrçã e de utilizaçã d nitrgêni pelas plantas cairam à medida que s níveis de nitrgêni aumentaram. PALAVRAS-CHAVE: Nitrgêni em plantas, sluçã nutritiva, eficiência de N, absrçã de N, utilizaçã de N, Srghum biclr. SUMMARY An experiment was carried ut under greenhuse cnditins, at lhe Sil Science Departament 01 Federal University 01 Ceará, in arder t study nitrgen uptake and utilizatin bv srghum plants (cultivar EA 116). 1 Prfessra d Centr de Ciências Agrárias da Universidade Federal d Ceará. 2 Engenheir Agrônm, alun d Curs de Mestrad em Sls e Nutriçã de Plantas da Universidade Federal d Ceará. 3 Prfessr da Escla Superir de Agricultura de Mçró. The plants were cntinuusly grwn in slutin lr 45 days, withut slutin replenishment, with lhe lllwing treatments: 30, 60, 120 and 240 mgn/i. Initially lhe slutin ph was adjusted lr 5,0 t 0,2 and its variatins were recrded thrughut lhe plant grwth perid. The statistical design cnsisted 01 entirely randmized blcks with lur replicatins. Cncentratins mgn per liter 01 slutih resulted in lhe best plant grwth perfrmance as measured by plant height, stem diameter and dry matter weights 01 bth aerial paris and rts. The bth plant nitrgen uptake and utilizatin elficiencies decreased with increasing nitrgen cncentratin 01 lhe grwth slutin. KEY WORDS: Plant nitrgen, mineral grwth slutin, nitrgen elficiency, nitrgen uptake, nitrgen utilizatin, srghum biclr. INTRODUÇÃO A cultura d srg, disseminada em td país, tem uma imprtância relevante para a nssa agrpecuária. Representa um grande ptencial na prduçã de aliments para gad e hmem pdend, ainda, ser utilizada para a prduçã de energia, além de apresentar-se cm uma alternativa viável em regiões adversas cm aquelas caracterizadas pela aridez u ainda em áreas prejudicadas quer pel excess de acidez quer pela elevada salinidade. Nessas cndições a cultura d milh é mais sensível, pdend ser substituída pel cultiv d srg cm fnte energética para s animais, uma vez que pssui cmpsiçã química semelhante à d milh embra seu valr nutritiv seja inferir. O Nrdeste brasileir apresenta cndi- Ciên. AQrn.. Frtaleza. 22 (1/2): páq Junh/Dezembr R.Q

2 ções favráveis à cultura pis srg resiste às baixas e irregulares precititações pluvimétricas que crrem nessa regiã. Asscie-se ainda a pssibilidade da btençã de duas clheitas num únic planti, bem cm, a sua explraçã após s cultivs anuais tradicinais. Entretant, cm td esse ptencial, a prduçã dessa cultura ainda é reduzida necessitand-se de esfrç n sentid de difundí-la e incetivá-la, sbretud, através d increment em sua prdutividade, que depende, dentre utrs fatres, da nutriçã mineral, na qual está inserid element nitrgêni. Cm relaçã a esse nutriente, a sua dispnibilidade é imprtante, já que afeta diretamente a sua absrçã e utilizaçã pelas plantas, prcesss estes, respnsáveis pel melhr desenvlviment da cultura (FURLANI et alii3, Em relaçã a cultura d milh, prcess de utilizaçã d nitrgêni pelas plantas, revelu-se ser fatr mais significativ que prcess de absrçã, n cresciment diferencial das linhagens (FURLANI et alii4). MARANVILLE et alii6 avaliaram dze híbrids de srg quant à prduçã de matéria seca ttal pr unidade de nitrgêni absrvid e detectaram uma diferença de 20% entre melhr e pir híbrid. França (1983), citad pr FURLANI et alii4, cultivand srg em sluçã nutritiva, verificu diferença entre genótips de srg na prduçã de matéria seca, na adsrçã, na distribuiçã e na utilizaçã d nitrgêni em diferentes idades da planta. Embra pucs estuds tenham sid desenvlvids cm srg nesse sentid, existem evidências de que crrem diferenças genéticas na absrçã e utilizaçã d nitrgêni pela planta. Este trabalh tem pr bjetiv avaliar cmprtament de um cultivar de srg n que cncerne à absrçã e utilizaçã d nitrgêni em cndições de sluçã nutritiva. MATERIAL E MÉTODO O ensai fi cnduzid em casa de vegetaçã, n Centr de Ciências Agrárias da Universidade Federal d Ceará. Utiliza- ram-se vass de 6 litrs, revestids cm plástic pret. As tampas fram cnfeccinadas em ispr, revestidas cm plástic pret e perfuradas (um fur central e quatr furs laterais). O fur central recebeu tub de aeraçã e em cada fur lateral fi intrduzida uma plântula sustentada e prtegida pr uma tira de espnja a redr d caulícul. As sementes de srg d cultivar EA 116 fram germinadas em rls de papel germiteste. As plântulas, cm cinc dias de idade, fram transplantadas para um vas cletiv nde receberam sluçã nutritiva sem i-cncentrada (em relaçã a menr dse de nitrgêni) pr um períd de 08 dias. Em seguida fram transferidas para s vass cntend sluçã nutritiva cm a seguinte cmpsiçã (mg/1 ):Ca-200; K-200; Mg-40; P-8; Mn-O,5; Cu-O,018; Zn-O,047; M-O,01; B-O,5; Fe-5,O. O nitrgêni fi aplicad ns níveis de 30, 60, 120 e 240mg de N/1 de sluçã, na prprçã NO-3/NH+4= 4/1. Esses nutrientes fram adicinads na frma ds seguintes sais: CaCI2' Ca(NO3)2' 4H20, (NH4)2S04, K2S04, MgSO4.7H20, KH2PO4, H3BO3' MnCI2.4H20, ZnSO4.7H20, CuSO4.5H20, NaMO4.2H20, Fe-EDT A. A sluçã nutritiva teve, inicialmente, seu ph ajustad para 5,0 t 0,2 e suas variações durante cultiv fram registradas em dias alternads. A sluçã fi cntinuamente arejada durante decrrer d experiment, nã send renvada, e vlume ds vass cmpletad diariamente cm água destilada. As médias das temperaturas máximas e mínimas crridas na casa de vegetaçã durante períd de ensai variaram entre 30 a 380C. O delineament experimental fi em blcs casualizads, cm quatr repetições, ttalizand 16 vass, cm quatr plantas/ vas. As plantas fram clhidas as 45 dias de idade que equivaleu a 32 dias em sluçã nutritiva cntend s trataments. As plantas clhidas fram separadas em parte aérea e raízes e determinads s seguintes parâmetrs: altura da planta, diâmetr d clm, pes sec da parte aérea 90 Ciân. Agrn., Frtaleza, 22 (1/2): pág Junh/Dezembr, 1991

3 e das raízes, relaçã parte aérea/raízes, ter e cnteúd de nitrgêni na parte aérea e nas raízes, eficiência de absrçã e relaçã de eficiência (prduçã de matéria seca ttal pr unidade de nitrgêni absrvid). O material vegetal fi sec em estufa a 40C, pesad, míd e submetid à análise química d nitrgêni segund métd Kieldahl. RESULTADO E DISCUSSÃO Altura da Planta e Diâmetr d Clm Os dads de cresciment de planta de srg, medids através da altura da planta, diâmetr d clm, pes sec da parte aérea e das raízes e relaçã parte aérealraízes d pes sec encntam-se na Tabela 1. Analisand-se esses dads verifica-se que aument ns níveis de nitrgêni teve efeit psitiv sbre a altura da planta e diâmetr d clm até nível de 120mgN/1 de sluçã, crrend uma reduçã de 26% e 4%, respectivamente, quand a quantidade de nitrgêni fi duplicada. Essas variações pdem ser explicadas pr mei de equações d 20. grau (Tabela 2). De acrd cm a funçã estimada, nível de 120mg/l de sluçã cnfere uma mair altura da planta e um mair diâmetr de clm. É de interesse que as plantas mais altas tenham clms de mair diâmetr para se trnarem mais resistentes a acamament. Pes de Matéria Seca da Parte Aérea e das Raízes Observu-se s efeits ds níveis crescentes de nitrgêni sbre a prduçã da matéria seca das plantas (Tabela 1), verifica-se que cmprtament é semelhante àquele bservad em relaçã a altura da planta e a diâmetr d clm. A prduçã da matéria seca, tant da parte aérea cm das raízes, cresceu em prprçã semelhantes, até a dse de 120mgN/1 de sluçã, crrend uma reduçã de 16% e 15% n pes da matéria seca da parte aérea e das raízes, respectivamente, quand esse nível fi duplicad. Apreciand-se esses dads, bserva-se que tda a planta fi igualmente afrtada pel nível mais elevad de nitrgêni. Cm um quart d nitrgêni é ferecid à planta sb a frma amniacal, prvavelmente, excess de íns NH+4 tenha reduzid cresciment das raízes, que se refletiu num menr cresciment da parte aérea. Segund FURLANI5, s íns NH+4 fazem baixar ph da sluçã prque sã trcads pr íns H+ pelas raízes das plantas e sã absrvids preferencialmente a utrs cátins. As plantas submetidas a nível de 240mgN/1 de sluçã estiveram durante metade d seu períd de cresciment sb valres de ph variand entre 4,1 a 3,3 (Figura 1). Esses baixs valres de ph pdem ter afetad a absrçã de nutrientes pelas plantas. N cas especific d nitrgêni, a eficiência da sua absrçã n nível mais elevad de nitrgêni fi apenas 38% (Tabela 3). O nível de nitrgêni que permite a mair prduçã que permite a mair prduçã de matéria seca da parte aérea, segund a funçã estimada, é 142 mgn/1 de sluçã e, das raízes, é 148 mgn/1 de sluçã (Tabela 2). Esses valres também prduziram plantas mais altas e de clms de mair diâmetr. As variações relativas n pes da matéria seca da parte aérea e das raízes fram semelhantes, que casinu a cnstância na relaçã parte aérea/raizes d pes da matéria seca, cnfrme s dads da Tabela 1. Os increments n cresciment, medids pela altura da planta, diâmetr d clm e pes de matéria seca da parte aérea e das raizes decresceram à medida que s níveis de nitrgêni aumentaram, atingind valr negativ para nível mais elevad. Os maires increments crreram cm 60 mgn/1 de sluçã (Tabela 1). Nesse nível, ph da sluçã nutritiva esteve, durante td períd de cresciment das plantas, dentr da faixa ótima (Figura 1), que pde explicar esses resultads. Fi bservada uma mair variabilidade n pes da matéria seca das raízes (CV = 22,96%) e um baix ceficiente de determinaçã (R2 0,29) para a funçã estimada. As dificuldades na cleta d sistema radicular pdem explicar essas variações. Ciên. Agrn.. Frtaleza, 22 (1/2): pág Junh/Dezembr,

4 TABELA 1 - Altura da Planta (cm), Diâmetr d Clm (cm) e Pes de Matéria Seca da Parte Aérea e das Raízes de Plantas de Srg (g), Cultivar EA 116, Crescidas em Sluçã Nutritiva cm Níveis Crescentes de Nitrgêni, até as 45 Dias de Idade. Níveis de N (mg/l) Altura da Planta cm % Diâmetr d Crte cm % Parte aérea g/4pl % Pes de Matéria Seca Raízes g/4pl % Relaçã Parte Aérea/Raizes 30 45,92 100,0 0,96 100,0 18,75 100,0 5,48 100,0 3, ,66 112,5 1,10 114,6 24,49 130,6 7,22 131,8 3, ,78 104,1 1,24 112,7 27,60 112,7 8,10 112,2 3, ,82 74,0 1,19 96,0 23,28 84,0 6,91 85,0 3,42 TABELA 2 - Equaçã de Regressã das Variáveis Analisadas em Plantas de Srg, Cultivar EA 116, Crescidas em Sluçã Nutritiva cm Níveis Crescentes de Nitrgêni, até as 45 Dias de Idade. Variáveis analisadas Equaçã de regressã c.v. R2 Estimativa da dse máxima (mgn/i) Altura da planta(cm) Y = 40,16+0,24x"1.1 O.3x2 Diâmetr d clm(cm) Y = 0, x x2 Pes sec da parte aérea(g) Y = 13,91 +O,2x" 7.104x2 Pes sec da raiz(g) 11, 95 9, 42 15, 65 Y = 4, x x2 22, 96 Ter de N na parte aérea(%) Y = O,385+0, x Ter de N nas raízes(%) Y = O, x 20, 65 8, 54 0,53** 0,56* 0,46* 0,29* 0,84* 0,98* Obs: Y = variável analisada; X= níveis de nitrgêni; C. V. = ceficiente de variaçã e R2 = ceficiente de determinaçã; * = significativ a nível de 5%; ** = significativ a nível de 1 %. 92 Cíên. Agrn., Frtaleza, 22 (1/2): pág Junh/Dezembr, 1991

5 '- (\J fi) a) C\J U) C\J V N N N Oã: N => Z 0 - l<r (D-J - VW - N5 - Q a> (O v N Ut => (/) (/) <r a cn '5 ' z cn "ai > Z cn, U c:: Ll. E <D < w > () õ C) '- 0- CJ) < 10 a: " S:?- :)ã) (!Jê:c. - Ll.-a: CL - c:: E "ü cn '- () ê: ': - z t l>- CJ) c:: I a- t l>- "': > Cian Agrn., Frtaleza, 22 (1/2): pág Junh/Dezembr,

6 Ter e Cnteúd de Nitrgêni na Matéria Seca As variações ns teres de nitrgêni na matéria seca da parte aérea e das raízes fram diretamente prprcinais as níveis de nitrgêni (Tabela 3). Esse cmprtament é explicad pr uma funçã linear, cm ceficiente de determinaçã elevad (Tabela 2). Os teres de nitrgêni fram maires na parte aérea d que nas raízes em tds s trataments. Os maires increments experimentads pela parte aérea crreram cm a adiçã de 120 mgn/1 de sluçã, nível também respnsável pels maires índices de cresciment (Tabela 1), send ist reflex de uma ba nutriçã nitrgenada. Cm relaçã às raízes, esses acréscims fram maires cm nível de nitrgêni de 240 mgn/1 de sluçã nã havend crrespndência cm a parte aérea. É prvável que nesse nível tenha crrid um mair acúmul de nitrgêni nas raízes cm cnsequência de uma menr translcaçã deste para a parte aérea, prvcada pels teres elevads de N-NH+4 absrvids. Segund Martin (1970), citad pr MENGEL & KIRKBy7, transprte d nitrgêni pel xilema crre sb as frmas de N-NO-3 u de aminácids. Essa mair cncentraçã de nitrgêni nas raízes nã refletiu num mair cresciment da planta, cnfrme se verifica analisand-se s dads da Tabela 1. Os increments ns teres de nitrgêni da matéria seca da parte aérea e das raízes explicam as variações na relaçã parte aérea/raízs referente a ter de N, crescend até nível de 120 mgn/i de sluçã, para decrescer na dse seguinte, quand crreu um mair acúmul de nitrgêni nas raízes. Cmparand-se as variações ns teres e cnteúds de nitrgêni na matéria seca (Tabela 3), bserva-se que s acréscims relativs seguiram a mesma tendência. A relaçã parte aérea/raízes referente as cnteúd de nitrgêni nã variu muit até nível de 120 mgn/i de sluçã. Entretant, nível de 240 mgn/i de sluçã huve um decréscim de 15,6% em relaçã a nível imediatamente inferir (120 mgn/i de sluçã). Iss pde ser justificad em ra- zã d cnteúd d nitrgêni nas raízes que receberam nível mais elevad ter crescid 3,2 vezes mais que na parte aérea. Eficiência de Absrçã e Relaçã de Eficiência Os dads da Tabela 4 mstram um cmprtament decrescente para a eficiência de absrçã e relaçã de eficiência à medida que as quantidades de nitrgêni dispníveis às plantas aumentaram. assim send, a eficiência de absrçã atingiu 86% quand fi ferecid 30 mgn/i de sluçã e caiu para 38% (2,2 vezes mens) quand nível de nitrgêni subiu para 240 mgn/i de sluçã. Ns níveis de 60 a 120 mgn/i de sluçã, a eficiência de absrçã fi semelhante. É pssível que a queda bservada esteja asciada à saturaçã ds carregadres já que a absrçã d nitrgêni é ativa, cnfrme descrevem MENGEL & KIRKBy7: A eficiência de utilizaçã d nitrgêni pelas plantas, caiu em 2,8 vezes quand se cmpara s valres btids entre nível mais baix e nível mais elevad de nitrgêni. Essa queda crreu em tds s níveis e de frma mais acentuada d que aquela crrida cm a eficiência de adsrçã, especialmente, ns últims níveis de nitrgêni. Ist mstra que grande parte d nitrgêni nã fi utilizad. Esses dads estã de acrd cm as variações ns teres de nitrgêni na matéria seca da parte aérea e das raízes, apresentadas na Tabela 1. Variaçã n ph das Sluções Nutritivas Na Figura 1 estã registrads s valres médis de ph medids durante cresciment das plantas cm a finalidade de avaliar a capacidade d sistema radicular de variar ph da sluçã nutritiva. Observu-se que ph decresceu até atingir um mínim, num períd de variu entre dez a quinze dias, para s três primeirs níveis, e só as 22 dias para últim nível de nitrgêni. O valr desse mínim e temp em que crreu dependeram da cncentraçã de N-NH+4 e de N-NO-3 na sluçã nutritiva, send tant menr e mais 94 Ciên. Agrn., Frtaleza, 22 (1/2): pág Junh/Dezembr, 1991

7 TABELA 3 - Ter e Cnteúd de Nitrgêni na Matéria Seca de Plantas, de Srg, Cultivar EA 116, Crescidas em Sluçã Nutritiva cm Níveis Crescentes de Nitrgêni, até as 45 Dias de Idade (média das quatr repetições). Ter de N Cnteúd de N Níveis d N mg/l Parte Aérea Raízes Relaçã Parte Aérea/Raízes Parte Aérea Raízes Relaçã Parte Aérea/Raízes mgn % 9 % a % a % ,68 0,86 1,36 1,97 100,0 0,54 100,0 126,5 0,62 114,8 158,1 0,98 158,1 144,9 1,68 171,4 1,26 1,34 1,39 1,16 0,126100,00,029100,0 0,201159,50,043148,2 0,398198,00,088104,7 0,436109,50,115130,7 4,30 4,70 4,50 3,80 TABELA 4 - Eficiência de Absrçã e Relaçã de Eficiência de Plantas de Srg, Cultivar EA 116, Crescidas em Sluçã Nutritiva cm Níveis Crescentes de Nitrgêni, até as 45 Dias de Idade (média das quatr repetições). Níveis de N mg/1 Eficiência de Absrçã* % Relaçã de Eficiência mg M.S./mg N N matéria seca N tratament x 100 demrad quant mais elevada era a cncentraçã d pri,eir. A seguir, huve uma elavaçã d ph, bastante acentuada, atingind valr 7,0 t 0,2 pr um interval de 2 dias, quand crreu um nv decréscim. O temp necessári para alcançar esse máxim fi inversamente prprcinal a nível de nitrgêni. N nível de 240 mgn/1 de sluçã temp nã fi suficiente para atingí-l pis a elevaçã d ph só teve iníci às vésperas da clheita. Nesse nível mais elevad ph manteve-se inferir a 4,5 durante a mair parte d períd de cresciment das plantas. Iss pde explicar as quedas bservadas ns índices de cresciment das plantas e na eficiência de absrçã e utilizaçã d nitrgêni (Tabelas 1 e 4). Os autres sã unânimes em afirmarem que esta queda inicial d ph é cnsequência da presença de N-NH+4 na sluçã nutritiva, devid à absrçã preferen- Ciên. Agrn., Frtaleza, 22 (1/2): pág Junh/Dezembr,

8 cial desses íns que sã trcads pr H+. Cm seu esgtament, as plantas passam a absrver N-NO-3 e ph sbe, pis a trca iônica, nesse cas, é pr OHu HCO-3 (BERNARDO et alii1, CLARK2). FURLANI et alii3 afirmam que, n final, quand se esgta N-NO-3 da sluçã, crre nva reduçã d ph em funçã da mudança n equilíbri da absrçã, passand a predminar a absrçã de utrs cátins. CONCLUSÕES O cresciment de plantas de srg, cultivar EA 116, em sluçã nutritiva cm diferentes níveis de nitrgêni, pr um períd de 45 dias, permitiu as seguintes cnclusões:. Os níveis de nitrgêni da rdem de 120 mg/1 de sluçã fram respnsáveis pel mair cresciment das plantas medid em term de altura da planta, diâmetr d clm e pes de matéria seca da parte aérea e das raízes;. O nível de 240 mgn/1 de sluçã prejudicu cresciment das plantas, mantend s valres de ph da sluçã nutritiva muit baixs durante td períd d ensai;. A eficiência de absrçã e de utilizaçã d nitrgêni pelas plantas cairam à medida que s níveis de nitrgêni aumentaram, send esta mais prejudicada d que aquela. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 01. BERNARDO, L.M.; CLARK, R.B. & MA- RANVILLE, J.W. Effect f nitrate/ammnium ratis f srghum. Agrn. Abstracts, 1982, p CLARK, R.B. Nutrient slutin grwth f srghum and crn in mineral nutritin studies. J. Plant Nutr. New Yrk, 5: FURLANI, A.M.C.; BATAGLlA, O.C. & AZZINI, L.E. Cmprtament diferencial de linhagens de arrz na absrçã e utilizaçã de nitrgêni em sluçã nutritiva. R. bras. Ci Sl, 10:51-59, FURLANI, A.M.C.; BATAGLlA, O.C. & LIMA, M. Diferenças entre linhagens de milh cultivares em sluçã nutritiva quant à absrçã e utilizaçã de nitrgêni. Bragantia, Campinas, 44(2): , FURLANI, A.M.C. & FURLANI, P.R. Cmpsiçã de ph de sluçã nutritivas para estuds fisilógics e seleçã de plantas em cndições nutricinais adversas. B. Téc.lnst. Agrn., Campinas, 121, MARANVILLE, J.W.; CLARK, R.B. & ROSS, W.M. Nitrgen efficiency in grain srghum. J. f Nutritin, 2(5): , MENGEL, K. & E.A. KIRKBY. Principies f Plant Nutritin. Internacinal Ptash Institute. Berna. 3a. ed. 1982; p Cíên. Agrn., Frtaleza, 22 (1/2): pág Junh/Dezembr, 1991