Comportamento da Planta e a Resposta à Adubação Nitrogenada De Genótipo de Milho Transgênico

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1 Comportamento da Planta e a Resposta à Adubação Nitrogenada De Genótipo de Milho Transgênico FAGIOLI, M. 1, SOUZA, N.O.S. 1 e COSTA, E.N. 2 1 Prof. Dr. do Curso de Agronomia da FAV/UnB, Asa Norte, , Brasília-DF - mfagioli@unb.br. 2 Estudante de Agronomia - FEIT/Campus da UEMG - Ituiutaba-MG. Palavras-chave: Zea mays L., OGM, adubação com nitrogênio. 1. Revisão Bibliográfica A importância econômica do milho é caracterizada pelas diversas formas de sua utilização, que vai desde a alimentação animal até a indústria de alta tecnologia. Na realidade, o uso do milho em grão como alimentação animal representa a maior parte do consumo desse cereal, isto é, cerca de 70% no mundo. Nos Estados Unidos, cerca de 50% é destinado a esse fim, enquanto que no Brasil varia de 60 a 80%, de ano para ano. Associando o consumo humano ao consumo animal, além de se verificar também o crescimento do uso de milho em aplicações industriais, pode ser observado um aumento de sua importância no contexto da produção de cereais na esfera mundial e, mais, recentemente na produção de etanol. Dentre os entraves da produção os danos causados pelas pragas são inquestionáveis, tanto na fase vegetativa, como na reprodutiva do milho e variam de acordo com o estádio fenológico da planta, condições edafoclimáticas, sistemas de cultivo e fatores bióticos localizados. O milho é uma cultura que remove grandes quantidades de nitrogênio e usualmente requer o uso de adubação nitrogenada em cobertura para complementar a quantidade suprida pelo solo, quando se deseja produtividades elevadas. Resultados de experimentos conduzidos no Brasil, sob diversas condições de solo, clima e sistemas de cultivo, mostram resposta generalizada do milho à adubação nitrogenada (GROVE et al., 1980; COELHO et al., 1992). Esses autores mostraram que, em geral, de 70 a 90% dos ensaios de adubação com milho realizados a campo no Brasil respondem à aplicação de nitrogênio. A produtividade esperada pode ser estimada com certa margem de segurança quando se conhece a tecnologia usada pelo agricultor. Nesta avaliação deve-se levar em conta o manejo de solo e água, cultivares adaptadas e práticas culturais utilizadas. Dados de pesquisas realizadas no Brasil por Grove et al. (1980) e Coelho et al. (1992), indicam que a concentração de N na parte aérea (grão+palhada) do milho, para produções máximas, é de 1,18% e 1,06%, respectivamente. A lagarta do cartucho do milho, Spodoptera frugiperda, é uma das mais importantes pragas do milho no Brasil. O dano pode reduzir a população em ate 34%, e o controle é feito principalmente com inseticidas químicos: em Barreiras-BA são feitas até 15 aplicações por ciclo de cultura. A bactéria Bacillus thuringienses é uma alternativa viável no controle deste inseto. É uma bactéria Gran positiva, forma esporos e produz cristal protéico durante o processo de esporulação. Tem ocorrência natural no solo. O cristal protéico contém as delta endotoxinas que possuem propriedade inseticida. Este cristal é responsável por 20-30% da proteína total da bactéria. É ativo contra várias espécies de insetos, considerado seguro em relação a mamíferos e, é específico em relação aos insetos alvos. Hoje se estima que existam mais de cepas de Bt em todo o mundo em coleções governamentais e não governamentais (VALICENTE, 2005). Para o manejo do milho Bt, recomenda-se que 20% da área plantada seja com milho não Bt. Isto para que não haja casos de resistência do inseto contra a planta que expresse a toxina Bt (VALICENTE, 2005). 1316

2 O desenvolvimento da tecnologia de transformação genética permitiu que plantas de milho expressassem genes que codificam proteínas com ação tóxica aos insetos, com o caso de Bacillus thuringienses Berliner, comumente referido como Bt (KOZIEL et al., 1993). Híbridos de milho Bt têm sido obtidos e selecionados para o controle de Diatraea grandiosella Dyar (Lepidóptera: Crambidae), D. saccharalis, H. zea e S. frugiperda (BOHOOVA et al., 1999). A tecnologia desenvolvida (plantas transgênicas) foi uma ferramenta muito importante para a solução dos problemas comuns observados com os inseticidas sintéticos e até mesmo com o Bt convencional. O milho Bt possui um sistema interno que consistentemente disponibiliza a proteína Cry para o inseto alvo durante todo o estágio de desenvolvimento da planta. Assim, problemas de manejo tais como períodos críticos de aplicação e cobertura inadequada dos inseticidas sintéticos ou degradação rápida pelo calor e/ou raios ultravioletas sobre o próprio bioinseticida convencional à base de Bt, bem como sua menor eficiência em larvas mais desenvolvidas foram eliminados (OSTLIE et al., 1997; PILCHER et al., 1997). De acordo com Bauer (1995) e Ostlie et al. (1997) as proteínas expressas de Bt comercializadas não são tóxicas para insetos benéficos, pessoas, animais domésticos, organismos aquáticos, vida silvestre, ou meio ambiente de modo geral. A pesquisa com milho transgênico no Brasil é ainda incipiente, e por isso, pouco documentada. No entanto, pelos resultados apresentados em congressos científicos nacionais podem ser verificados avanços, especialmente em relação ao manejo da S. frugiperda (CRUZ, 2003). Para combater a maior causadora de danos na produção de milho, a lagarta do cartucho (Spodoptera frugiperda), estudos vem mostrando grande eficácia com o uso de milho Bt. Segundo a Agroceres-Monsanto, o milho AG-8088, de tecnologia transgênica YieldGard, foi desenvolvido com objetivo de proteger as plantas do ataque de algumas pragas do milho, graças à inserção em seu código genético do gene da proteína do Bacillus thuringiensis (Bt), uma bactéria encontrada naturalmente no solo, que possui ação inseticida, principalmente, contra a lagarta do cartucho do milho. Desta maneira, o objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento da planta e a resposta à adubação nitrogenada de semeadura e em cobertura, no sistema plantio convencional, de genótipo de milho transgênico (tecnologia YeldGard ). 2. Material e Métodos 2.1. Localização da área experimental: o experimento foi desenvolvido na Fazenda Experimental (FAEXP) da Fundação Educacional de Ituiutaba, Campus da Universidade do Estado de Minas Gerais, localizada na BR 365, km 767, no município de Ituiutaba, situada a 18 o 58 Latitude Sul, 49 o 31 Longitude Oeste e 560 m de altitude Preparo do solo e práticas culturais: no preparo do solo para a instalação do experimento foi utilizado o método convencional, mediante uma aração e duas gradagens com niveladora. As sementes dos genótipos AG-8088 e AG-8088 transgênico, foram tratadas com fungicida e inseticida na semeadura (GASSEN, 1999 e 2001; FANCELLI; DOURADO-NETO, 2000), para proporcionar proteção e obtenção do estande adequado. A recomendação da adubação de semeadura e adubação nitrogenada em cobertura foi feita conforme a interpretação da análise de solo (CFSEMG, 1999). A adubação nitrogenada em cobertura foi feita no estádio V6 (seis folhas completamente abertas) (FORNASIERI-FILHO, 1992). O controle fitossanitário contra doenças e, eventualmente, contra pragas, foi feito com produtos recomendados pelo MAPA (FANCELLI; DOURADO-NETO, 2000). O manejo de plantas daninhas na área experimental foi realizado com herbicida aplicado em pré-emergência (FANCELLI; DOURADO-NETO, 2000; CHRISTOFFOLETI; MENDONÇA, 2001) Descrição dos tratamentos e montagem no campo: foram utilizados tratamentos na verificação da resposta de genótipos de milho AG-8088, convencional e transgênico, ao manejo da adubação nitrogenada, sendo os seguintes: 1317

3 ADUBAÇÃO DE SEMEADURA ADUBAÇÃO DE COBERTURA kg ha T1) (V6) + 60 (V10) T2) (V6) + 55 (V10) T3) (V6) + 40 (V10) T4) (V6) + 70 (V10) Cada parcela dentro de cada bloco foi constituída de 4 linhas de 4 m de comprimento, no espaçamento de 0,70 m e densidade de plantas ha -1. Para as avaliações foram aproveitadas apenas as 2 fileiras internas com comprimento de 2 m, consideradas como área útil, descartando as fileiras externas e 1 m de cada extremidade. A fonte de nitrogênio usada foi Uréia Levantamento dos dados meteorológicos da área: foram requeridos, junto à Estação Agroclimatológica da FAEXP, os dados meteorológicos referentes à temperatura máxima e mínima, umidade relativa do ar e precipitação, durante o período de condução do experimento no campo Avaliações das características agronômicas: foram avaliadas nos experimentos as seguintes características: - Diâmetro do colmo: as medições foram feitas após sessenta dias (60) da implantação da cultura, na altura da espiga, com paquímetro digital em mm; - Diâmetro do sabugo: as medições foram feitas após a colheita, após debulha, no centro da espiga, com paquímetro digital em mm; - Diâmetro da espiga: as medições foram feitas após a colheita, após despalha, no centro da espiga, com paquímetro digital em mm; - Número de fileiras na espiga: a contagem foi feita após a colheita, no centro da espiga; - Peso de 1000 grãos (g): foram realizadas quatro pesagens de 100 grãos cada, foi obtida a média e feita a regra de três para a obtenção do peso de 1000 grãos. - Produtividade: os valores da produtividade foram obtidos pela produção da área útil alcançada, sendo dado em kg ha -1, após ajuste para 13% de umidade Análise estatística: os tratamentos foram montados em campo utilizando um delineamento em blocos ao acaso, com 4 repetições. Utilizou-se do esquema de variância, para a interpretação dos resultados, sendo as médias dos tratamentos comparadas pelo teste de Tukey, em nível de 5% de probabilidade (BANZATTO; KRONKA, 1995). 3. Resultados e Discussão Ao analisar a estatística das Tabelas 1 a 6, verificou-se que existiram diferenças significativas (P<0,05) entre os tratamentos no genótipo convencional para diâmetro do colmo, diâmetro do sabugo, diâmetro da espiga. Na produtividade os dois genótipos apresentaram diferenças (P<0,05). Nas avaliações de número de fileiras da espiga e peso de 1000 grãos não existiram diferenças significativas (P>0,05) entre os tratamentos para os dois genótipos. Na comparação entre os dois genótipos com base nos resultados das médias, independente dos tratamentos, e tomando o resultado do genótipo de milho convencional como 100%, verificouse nas avaliações, com exceção do diâmetro do colmo, que o genótipo de milho transgênico foi superior nas respostas, mostrando que a tecnologia Bt influenciou no comportamento da planta de milho culminando com um resultado de 12,5% a mais em produtividade do que o genótipo de milho convencional (Tabelas 1 a 6). Tabela 1. Diâmetro do colmo, em mm, de genótipos de milho híbrido convencional e transgênico 1318

4 mm T1) 20 + [60(V6) + 60(V10)] 20,92 b 1 19,17 a T2) 30 + [55(V6) + 55(V10)] 23,13 a 17,74 a T3) 60 + [40(V6) + 40(V10)] 24,14 a 18,91 a T4) 60 + [70(V6) + 70(V10)] 23,18 a 19,75 a Média 22,84 (100%) 18,89 (82,7%) Teste F - Tratamentos 9,08** 1,83 NS Teste F - Blocos 0,43 NS 0,02 NS DMS (Tukey 5%) 1,99 2,76 CV (%) 3,96 6,62 Tabela 2. Diâmetro do sabugo, em mm, de genótipos de milho híbrido convencional e transgênico mm T1) 20 + [60(V6) + 60(V10)] 30,18 b 1 31,12 a T2) 30 + [55(V6) + 55(V10)] 30,02 b 31,87 a T3) 60 + [40(V6) + 40(V10)] 31,97 a 32,81 a T4) 60 + [70(V6) + 70(V10)] 30,07 b 31,97 a Média 30,56 (100%) 31,97 (104,5%) Teste F - Tratamentos 0,06 NS 1,18 NS Teste F - Blocos 8,56** 1,32 NS DMS (Tukey 5%) 1,42 2,82 CV (%) 2,11 4,00 Tabela 3. Diâmetro da espiga, em mm, de genótipos de milho híbrido convencional e transgênico mm T1) 20 + [60(V6) + 60(V10)] 46,38 ab 1 47,49 a T2) 30 + [55(V6) + 55(V10)] 45,40 b 50,30 a 1319

5 T3) 60 + [40(V6) + 40(V10)] 48,01 a 49,39 a T4) 60 + [70(V6) + 70(V10)] 46,37 ab 48,32 a Média 46,54 (100%) 48,87 (105,0%) Teste F - Tratamentos 1,45 NS 2,43 NS Teste F - Blocos 3,39 NS 1,15 NS DMS (Tukey 5%) 2,59 3,47 CV (%) 2,53 3,22 Tabela 4. Número de fileiras da espiga de genótipos de milho híbrido convencional e transgênico número de fileira T1) 20 + [60(V6) + 60(V10)] 16,63 a 1 17,56 a T2) 30 + [55(V6) + 55(V10)] 17,10 a 17,19 a T3) 60 + [40(V6) + 40(V10)] 17,66 a 17,83 a T4) 60 + [70(V6) + 70(V10)] 16,73 a 17,16 a Média 17,03 (100%) 17,43 (102,3%) Teste F - Tratamentos 2,77 NS 1,14 NS Teste F - Blocos 0,43 NS 0,33 NS DMS (Tukey 5%) 1,23 1,31 CV (%) 3,29 3,40 Tabela 5. Peso de 1000 grãos, em g, de genótipos de milho híbrido convencional e transgênico g T1) 20 + [60(V6) + 60(V10)] 265,05 a 1 280,97 a T2) 30 + [55(V6) + 55(V10)] 273,55 a 316,50 a 1320

6 T3) 60 + [40(V6) + 40(V10)] 295,85 a 306,82 a T4) 60 + [70(V6) + 70(V10)] 293,90 a 304,22 a Média 282,08 (100%) 302,12 (107,1%) Teste F - Tratamentos 1,25 NS 1,55 NS Teste F - Blocos 0,94 NS 0,40 NS DMS (Tukey 5%) 60,13 53,47 CV (%) 9,65 8,01 Tabela 6. Produtividade, em kg ha -1, de milho híbrido convencional e transgênico submetidos a diferentes doses de nitrogênio em adubações de semeadura e de cobertura kg ha T1) 20 + [60(V6) + 60(V10)] 9204,35 b ,92 b T2) 30 + [55(V6) + 55(V10)] 9863,00 ab 11723,24 ab T3) 60 + [40(V6) + 40(V10)] 11766,55 a 13258,45 a T4) 60 + [70(V6) + 70(V10)] 11302,29 ab 12452,17 ab Média 10534,04 (100%) 11858,44 (112,5%) Teste F - Tratamentos 6,03* 5,17* Teste F - Blocos 0,82 NS 0,62 NS DMS (Tukey 5%) 2161, ,73 CV (%) 9,29 10,31 Quanto ao emprego da adubação nitrogenada (na semeadura e em cobertura) todos os tratamentos proporcionaram elevados resultados visando rendimentos maiores que 8 t ha -1, mesmo o tratamento 1, considerado como padrão (ALVES et al., 1999). Contudo, de acordo com Fancelli e Dourado Neto (2007) o início da definição do rendimento potencial do milho ocorre entre a emissão completa da 4 a e 6 a folha e exige a disponibilidade para a planta de pelo menos 25 kg N ha -1. Neste trabalho os melhores resultados de produtividade foram obtidos com a adubação nitrogenada de semeadura fornecendo 30 ou 60 kg N ha -1 (tratamentos 2, 3 e 4), independente da quantidade em cobertura. Essas observações corroboram com as recomendações de adubação nitrogenada inicial de Fancelli e Dourado Neto (2007) de 30 a 45 kg N ha -1 e Fancelli (2009) de 30 a 50 kg N ha -1. A adubação de semeadura com 60 kg N ha -1, apesar de não indicada por Fancelli e Dourado Neto (2007) e Fancelli (2009), por provocar redução na taxa de absorção de micronutrientes, ainda pode predispor a planta à ação de patógenos de solo e à maior taxa de perfilhamento, mas, pelos resultados obtidos neste trabalho os tratamentos 3 e 4 proporcionaram os melhores resultados (Tabela 6). Na avaliação de grãos ardidos, cujo mercado exige valor menor de 6%, os dois genótipos apresentaram valores muito baixos que variaram entre 0 e 1%, independente do tratamento, por este motivo os dados não foram apresentados. 1321

7 4. Conclusões Pela interpretação dos resultados pode-se concluir que: 1 - O genótipo de milho híbrido transgênico AG-8088 possui resposta superior ao genótipo AG-8088 convencional; 2 - Adubações nitrogenadas, de semeadura e em cobertura, acima dos valores recomendados podem ser utilizadas para se almejar maior ganho em rendimento na área. 5. Literatura Citada ALVES, V.M.C. et al. Milho. In: RIBEIRO, A.C.; GUIMARÃES, P.T.G.; ALVAREZ V., V.H. (Eds.). Recomendações para o uso de corretivos e fertilizantes em Minas Gerais: 5 a aproximação. Viçosa: CFSEMG, p BANZATTO, D.A.; KRONKA, S.N. Experimentação agrícola. 3.ed. Jaboticabal: FUNEP, p. BAUER, L.S. Resistance: a treat to the insecticidal crystal proteins of Bacillus thuringiensis. Florida Entomologist, v.78, p , BOHOROVA, N.; ZHANG, W.; JULSTRUM, P.; McLEAN, S.; LUNA, B.; BRITO, R. M.; DIAZ, L.; RAMOS, L. E.; ESTANOL, P.; PACHECO, M. Production of transgenic tropical maize with Cry1Ab and Cry1Ac genes via microprojectile bombardment of inmature embryos. Theorical and Applied Genetic, v.99, p , CHRISTOFFOLETI, P.J.; MENDONÇA, C.G. Controle de plantas daninhas na cultura de milho: enfoque atual. In: FANCELLI, A.L.; DOURADO-NETO, D. (Eds.). Milho: tecnologia e produtividade. Piracicaba: ESALQ/LPV, p COELHO, A.M.; FRANÇA, G.E.; BAHIA FILHO, A.F.C.; GUEDES, G.A.A. Balanço de nitrogênio (15N) em um latossolo vermelho-escuro, sob vegetação de cerrado, cultivado com milho. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.15, p , COELHO, A.M.; FRANÇA, G.E.; BAHIA FILHO, A.F.C.; GUEDES, G.A.A. Doses e métodos de aplicação de fertilizantes nitrogenados na cultura do milho sob irrigação. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.16, p.61-67, CRUZ, I. Manejo de pragas da cultura de milho. In: FANCELLI, A.L.; DOURADO NETO, D. (Eds.). Milho: estratégias de manejo para alta produtividade. Piracicaba: FEALQ, p FANCELLI, A.L. Nutrição e adubação do milho. In: FANCELLI, A.L.; DOURADO NETO, D. (Eds.). Milho: manejo e produtividade. Piracicaba: ESALQ/USP/LPV, p FANCELLI, A.L.; DOURADO NETO, D. Enfoque fisiológico da nutrição e adubação do milho. In: FANCELLI, A.L.; DOURADO NETO, D. (Eds.). Milho: fatores determinantes da produtividade. Piracicaba: ESALQ/USP/LPV, p FANCELLI, A.L.; DOURADO-NETO, D. Produção de milho. Guaíba: Editora Agropecuária, p. 1322

8 FORNASIERI-FILHO, D. A cultura do milho. Jaboticabal: FUNEP, p. GASSEN, D.N. Manejo de pragas associadas ao milho. In: FANCELLI, A.L.; DOURADO-NETO, D. (Eds.). Milho: tecnologia e produtividade. Piracicaba: ESALQ/LPV, p GROVE, L.T.; RITCHEY, K.D.; NADERMAN JR, G.C. Nitrogen fertilization of maize on oxisol of the cerrado of Brazil. Agronomy Journal, v.27, n.2, p , KOZIEL, M.G.; BELAND, G.L.; BOWMAN, C.; CAROZZI, N.B.; CRENSHAW, R.; CROSSLAND, L.; DWASON, J.; DESAI, N.; HILL, M.; KADWELL, S.; LAUNIS, K.; LEWIS, K.; MADDOX, D.; McPHERSON, K.; MEGJHI, M.R.; MERLIN, E.; RHODES, R.; WARREN, G.W.; WRIGHT, M.; EVOLA, S.V. Field performance of elite transgenic maize plants expressing an insecticidal protein derived from Bacillus thuringiensis. Bio/Tecnology, v.11, p , OSTLIE, K.R.; HUTCHISON, W.D.; HELLMICH, R.L. Bt corn and European corn borer. NCR pub. 602, University of Minessota, St. Paul. MN PILCHER, C.D.; RICE, M.E.; OBRYCKI, J.J.; LEWIS, L.C. Field and laboratory evaluations of transgenic Bacillus thuringiensis corn on secondary lepidopteran pests (Lepidoptera: Noctuidae). Journal of Economic Entomology, v.90, p , VALICENTE, F.H. Milho Bt: produção e manejo. In: FANCELLI, A.L.; DOURADO NETO, D. (Eds.). Milho: tecnologia & produção. Piracicaba: ESALQ/USP/LPV, p