Inserção do Feijão-Caupi no Centro-Oeste e a Importância da Fixação Biológica de Nitrogênio no Manejo do Solo

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1 Inserção do Feijão-Caupi no Centro-Oeste e a Importância da Fixação Biológica de Nitrogênio no Manejo do Solo Insertion of Cowpea in the Midwest and the Importance of Biological Nitrogen Fixation in Soil Management SILVA JÚNIOR, Elson Barbosa 1 ; OLIVEIRA, Suzinei Silva 2 ; OLIVEIRA, Paulo Jansen 1 ; ZILLI, Édson Jerri 3 ; XAVIER, Gustavo Ribeiro 3 e BODDEY, Robert Michael 3. 1 Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro/UFRRJ; Embrapa Agrobiologia, Seropédica- RJ, elsonlica@yahoo.com.br; pjansen@ufrrj.br, 2 Embrapa Agrossilvipastoril, Sinop-MT, suzinei.oliveira@embrapa.br; 3 Embrapa Agrobiologia, Seropédica-RJ, jerri.zilli@embrapa.br; gustavo.xavier@embrapa.br; robert.boddey@embrapa.br Resumo: O feijão-caupi conhecido por ter um processo de fixação biológica de nitrogênio (FBN) eficiente, comum nas regiões Norte e Nordeste vem se expandido no Centro-Oeste do Brasil. Desta forma o objetivo deste trabalho foi inferir a contribuição da fixação biológica de nitrogênio na cultura do feijão-caupi inoculado com estirpes de Bradyrhizobium sp em Primavera do Leste-MT. O ensaio foi realizado em um agroecossistema de produção no município de Primavera do Leste-MT, com as estirpes BR3267 em veículo polimérico e líquido; BR3262 em veículo polimérico e a interação das quatro estirpes recomendadas. A maior contribuição da fixação biológica de nitrogênio foi encontrada nos grãos com a BR3267 Líquido 56% e com a avaliação da parte aérea a BR3262 e a interação das quatro estirpes recomendadas possibilitaram uma entrada de quase todo o nitrogênio exportado pelos grãos, tendo a estirpe BR3262 fixado 80% do N exportado e a interação 71%. Palavras-chave: inoculação, estirpes, contribuição, Vigna unguiculata. Abstract: The cowpea is known to have an process efficient of biological nitrogen fixation (BNF), common in the North and Northeast regions has been expanding in the Midwest of Brazil. The objective of this study was to infer the contribution of biological nitrogen fixation in the culture cowpea culture inoculated with Bradyrhizobium sp in Primavera do Leste-MT. The test was conducted in an agroecosystem production in Primavera do Leste-MT, with the BR3267 strains in polymeric and liquid vehicle; BR3262 in polymeric vehicle and the interaction of the four recommended strains. The major contribution of biological nitrogen fixation was found in the grains with 56% liquid BR3267 and the assessment of shoot the BR3262 and the interaction of the four recommended strains allowed an entry of almost all the nitrogen exported by grain, taking the strain BR3262 fixed 80% of the exported N and the interaction 71%. Keywords: inoculation, strains, contribution, Vigna unguiculata. 1

2 Introdução A cultura do feijão-caupi [Vigna unguiculata (L.) Walp], tradicionalmente cultivada nas regiões Norte e Nordeste do país por agricultores de base familiar, está em processo de expansão na região Centro-Oeste, destacando-se o estado do Mato Grosso. Nas regiões Norte e Nordeste o feijão-caupi é base na alimentação das famílias, com uma composição de aproximadamente 25% de proteína, sendo essencial na soberania alimentar das famílias destas regiões. E diferente das culturas tradicionais cultivadas no Centro-Oeste, como soja, milho e algodão, o feijão-caupi é destinado diretamente à alimentação humana, portanto a expansão do feijão-caupi no Centro-Oeste contribui para a segurança alimentar. Contudo ainda existe um déficit de ,7 e ,3 toneladas na oferta do produto, respectivamente para o Norte e Nordeste, muito em virtude da baixa produtividade obtida nestas regiões, enquanto que na região Centro-Oeste há um superávit de ,7 toneladas (FREIRE FILHO et al., 2011). O nutriente mais extraído do solo pela cultura do feijão-caupi é o nitrogênio. A cultura é conhecida por ter um processo de fixação biológica de nitrogênio (FBN) eficiente, o que provavelmente garantiu sua produção por agricultores de base familiar, sem a adição do nutriente. Os trabalhos de seleção de bactérias eficientes na FBN para cultura começaram a mais de 10 anos e culminaram na recomendação de quatro estirpes junto ao MAPA (Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento): SEMIA6461 (UFLA3-84= BR3301); SEMIA6462 (BR3267); SEMIA6463 (INPA3-11B= BR3301) e SEMIA6464 (BR3262). Mas ainda não existem trabalhos sobre a contribuição da FBN nessa cultura na região Centro-Oeste, uma vez que os trabalhos envolvendo o desempenho das estirpes recomendadas pelo MAPA estão concentrados nas regiões Norte e Nordeste (ZILLI et al. 2009, CHAGAS JÚNIOR et al. 2010, COSTA et al. 2011). Os trabalhos até então, avaliaram o desempenho das estirpes recomendadas em virtude do rendimento de grãos e de fato os trabalhos ainda não se concentram em estimar a quantidade de nitrogênio proveniente da FBN. A importância de se quantificar a FBN nos agroecossistemas deve-se ao fato de estimar a entrada do N derivado da atmosfera, inferir sobre o balanço nutricional de nitrogênio no solo e apontar para um manejo sustentável no sistema solo-planta. Como exemplo, em condições de Semi-Árido, Freitas et al. (2012) observaram o feijão-caupi obteve 79% do nitrogênio oriundo da fixação biológica, enquanto que Brito et al. (2009) em vasos obtiveram a partir dos 31 dias de emergência um valor de FBN acima dos 70%. Um dos motivos que dificulta estimar a quantidade de nitrogênio proveniente da FBN e a falta de difusão das técnicas, entre as mais usadas para quantificar a contribuição da FBN para uma cultura, destaca-se a diluição isotópica de 15 N, utilizando substrato enriquecido com este isótopo, ou simplesmente utilização de sua abundância natural (BODDEY et al. 2000). Esta última possibilidade tem sido largamente utilizada a exemplo de Belane e Dakora (2009 e 2010) e Nyemba e Dakora (2010), devido ao menor custo e a possibilidade de aplicação imediata em sistemas naturais e agrícolas. O manejo adequado destas áreas cultivadas com feijão-caupi deve seguir a visão de Altieri (1998), que o equilíbrio entre plantas, solos, nutrientes, luz solar, umidade e 2

3 outros organismos coexistentes são fundamentais para garantir a produção sustentável em um agroecossistema, que traz a luz a agroecologia, que de acordo com Gliessman (2000) procura utilizar o que há de mais avançado em termos de ciência e tecnologia para criar agroecossistemas sustentáveis e de alta produtividade. Nesta ótica a interação solo-planta assume grande importância, pois conforme Primavesi (2008) os nossos solos de clima tropical são empobrecidos em elementos minerais, porém os ecossistemas tropicais têm uma produtividade biológica 5 a 6 vezes superior aos dos ecossistemas temperados, que são mais ricos quimicamente. Desta forma a FBN é o resultado da simbiose, processo prático da interação entre planta, solo e microorganismos de forma equilibrada. Este processo biológico é mais eficiente quando se faz uso da tecnologia da inoculação de sementes, que é uma prática agrícola que equilibra a entrada e saída de nitrogênio do agroecossistema. Porém, o inoculante apesar de ser um processo ecológico, depende veículos líquidos e turfosos que possam garantir a sobrevivência das bactérias, que no caso dos turfosos, a trufa é um recurso natural que requer longo período geológico de formação, sendo limitado e pode se tornar escasso futuramente. Enquanto que os líquidos não suportam o aumento de temperatura, tendo dificuldades de manter a população de microrganismos viáveis no inoculante. Como alternativa, o inoculante polimérico obtido a partir do veículo à base carboximetilcelulose e amido têm apresentado eficiência diante dos veículos atuais (SILVA JÚNIOR et al., 2012), apresentando propriedades ideais para a formulação de inoculantes, como formação de gel e retenção de água. O objetivo deste trabalho foi inferir a contribuição da fixação biológica de nitrogênio na cultura do feijão-caupi inoculado com inoculante líquido e polimérico contendo diferentes estirpes de Bradyrhizobium, em um agroecossistema em Primavera do Leste-MT, para melhor manejo do nitrogênio no solo. Metodologia O ensaio foi conduzido em um sistema agrícola real de produção no município de Primavera do Leste-MT de abril a junho de 2011 em parceria com a empresa Sementes Tomazetti, na fazenda Horizonte I e II em área de Latossolo Vermelho Amarelo Distrófico (SANTOS et al. 2006). O inoculante comumente utilizado pela empresa nas sementes de feijão-caupi é na forma líquida (Legumax) contendo a estirpe BR3267. Como teste, foi utilizado o inoculante polimérico IPC 2.2, produzido na Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro/ Instituto de Tecnologia (Seropédica, RJ, Brasil), contendo 1 parte de inóculo e 3 partes de veículo. Foram realizados testes do controle de qualidade, preconizando a recomendação do MAPA de concentração mínima de 10 9 UFC g -1 de inoculante e ausência de contaminantes até a diluição de 10-5 (BRASIL, 2011). O ensaio foi instalado em área irrigada sob pivô central de 60 ha-¹, sendo fornecidos 400 mm de água durante o ciclo da cultura, que nos meses do experimento (abril, maio e junho) registrou apenas 65 mm de precipitação pluvial. Foi utilizada a cultivar BRS Guariba, em quatro tratamentos: 1) estirpe BR3267 em veículo polimérico, 2) 3

4 estirpe BR3262 em veículo polimérico, 3) interação das quatro estirpes recomendadas (BR3267, BR3262, BR3301= INPA 03-11B e BR3302= UFLA 3-84) em veículo polimérico e 4) estirpe BR3267 em veículo líquido (Legumax), que normalmente utilizado pela propriedade. A fertilidade do solo no local de cultivo foi avaliada previamente, na camada de 0-20 cm, de acordo com metodologia da Claessen (1997), com as seguintes características: ph, 5,5; alumínio trocável, 0,02 cmol c dm -3 ; Ca, 3,30 cmol c dm -3 ; Mg, 0,53 cmol c dm -3 ; K, 128 mg dm -3 ; P, 7,79 mg dm -3 ; matéria orgânica, 25,5 g kg -1 ; e N, 1,2 g kg -1. A área havia sido previamente cultivada com arroz, que foi colhido para o plantio do feijão-caupi. O inoculante comercial (Legumax) com a estirpe BR3267 em veículo líquido (Legumax) foi aplicado nas sementes na proporção de 300 ml por 50 kg sementes. Os inoculantes poliméricos com as estirpes BR3267, BR3262 e a interação foram aplicados na proporção de 100 ml por 50 kg sementes, sendo que o inoculante líquido foi usado em dose três vezes superior a do inoculante polimérico, prática utilizada no sistema de produção. A primeira amostragem de plantas para massa de nódulos secos (mg planta -1 ), massa de matéria seca da raiz (mg planta -1 ) e da parte aérea seca (g planta -1 ), N- total da parte aérea (mg planta -1 ) e abundância natural de 15 N (delta 15 N) foi realizada aos 35 dias após a emergência (DAE) e a segunda amostragem para avaliar a produtividade de grãos (kg ha-¹,13% de umidade), N-total nos grãos (kg ha- ¹) e abundância natural de 15 N (delta 15 N) foi realizada aos 75 DAE. Para a amostragem, cada tratamento de 15 ha foi dividido em 10 áreas de 1,5 ha e nesta área 0,5 ha foi considerado bordadura. Assim dentro de 1,0 ha foram retiradas cinco plantas/ponto em um total de 10 pontos equidistantes, de modo a se obter 10 repetições para cada tratamento. O acúmulo de nitrogênio na parte aérea foi obtido com (ANPA = matéria seca da parte aérea x % N na parte aérea/100) e o acúmulo de nitrogênio nos grãos (ANG = produtividade x % N no grão/100). A massa seca de nódulos e a matéria seca de parte aérea e raízes foram avaliadas após secagem em estufa de circulação forçada a 65ºC até massa constante e os teores de nitrogênio total na parte aérea e nos grãos pelo método Kjeldahl na Embrapa Agrobiologia. A estimativa da FBN foi realizada pela técnica de abundância natural do isótopo de nitrogênio 15 N em plantas de feijão-caupi no período de floração (35 dias após a emergência- DAE) e nos grãos (75 DAE). Foram coletadas cinco plantas por parcela e na mesma oportunidade foram coletadas plantas de capim pé-de-galinha (Eleusine indica), invasora não fixadora de N 2 que se estabeleceram nas respectivas parcelas e foram utilizadas como plantas de referência. As plantas foram secas a 65ºC em estufa de circulação forçada até massa constante, moídas e analisadas quanto à abundância natural do isótopo 15 N por espectrômetro de massa de razão isotópica, modelo Delta Plus (Finnigan MAT, Bremen, Germany) na Embrapa Agrobiologia. A abundância do isótopo 15 N foi mensurada através da diferença do número de átomos de 15 N para 14 N, usando a atmosfera como padrão. E para o cálculo da estimativa da FBN por meio da abundância natural utilizou-se a seguinte expressão (SHEARER; KOHL 1986): %Ndfa = [100 x (( 15 N ref) ( 15 N planta fixadora)/ ( 15 N ref B))] Onde: 4

5 %Ndfa = Porcentagem de nitrogênio derivado da fixação 15 N ref = Valor de 15 N do solo obtido nas plantas não fixadoras (Eleusine indica), utilizadas como testemunha e coletadas em cada parcela experimental; 15 N planta fixadora = Valor de 15 N da planta fixadora de N 2 (feijão-caupi); B = Valor da discriminação isotópica de 15 N, sendo B a proporção de 15 N da planta fixadora crescida totalmente dependente da FBN. Para este trabalho foi estimado o valor B para na parte aérea de feijão-caupi de - 1,66 deltas (BODDEY et al. 2000). Também foi estimada a quantidade de nitrogênio na parte aérea e nos grãos oriunda da FBN, de acordo Shearer e Kohl 1986: N derivado FBN = (%Ndfa/ 100) x N acumulado massa seca da parte aérea ou nos grãos. Para o cálculo da quantidade de N fixado na parte aérea foi utilizada a seguinte expressão: N fixado kg ha-¹ = N derivado FBN (kg planta-¹) x (população plantas ha-¹). Os resultados foram analisados por meio do programa Assistat 7.6 beta (SILVA e AZEVEDO 2006), sendo realizada a análise de variância e a comparação das médias pelo teste Tukey ao nível de probabilidade de 0,05. Resultados e discussões A inoculação proporcionou uma massa de nódulos e de biomassa da parte aérea similar entre os tratamentos, não havendo diferença estatística entre as estirpes inoculadas, tendo a interação das quatro estirpes a maior massa de nódulos secos em valores absolutos, acima da BR3262, a BR3267 em veículo líquido e polimérico (Tabela 1). A BR3267 proporcionou uma nodulação similar em ambos os veículos, como observado por Silva Júnior et al. (2012). Chagas Júnior et al. (2010) avaliaram as mesmas estirpes para feijão-caupi e encontraram a menor massa de nódulos secos nas plantas inoculadas com a estirpe BR3262, para uma das cultivares testadas, ao passo que para outras duas cultivares testadas esta estirpe proporcionou maior massa de nódulos, confirmando que a nodulação é uma variável que pode sofrer oscilações em virtude da cultivar testada e de fatores edafoclimáticos de cada região. É relevante ressaltar a superioridade da massa de raiz seca (Tabela 1) do tratamento com a BR3262 diante dos demais tratamentos, diferindo da interação e da BR3267 em veículo líquido e polimérico. Apesar do tratamento inoculado com BR3262 apresentar a menor nodulação, este apresentou o maior crescimento radicular. Fato que pode ter correspondência com a atuação como rizobactéria promotora de crescimento, que já foi estudado por Silva et al. (2006) em feijão-caupi. Tabela 1. Massa de nódulos secos, massa de raiz seca, massa de matéria da parte aérea seca (caule, ramos e folhas) e nitrogênio acumulado na parte aérea de plantas de feijão-caupi (BRS Guariba), 35 dias após emergência. Tratamento (Estirpes/ veículo) Nódulos secos (mg planta -1 ) Raiz seca (mg planta -1 ) Parte aérea seca (g planta -1 ) N acumulado parte aérea (mg planta -1 ) 5

6 BR3267 (líquido) 101,4A 612,6B 4,4A 211,9B BR3262 (polímero) 91,4A 934,8A 5,7A 292,0A BR3267 (polímero) 167,2A 587,2B 4,6A 219,4BA Interação (polímero) 186,8A 709,0B 5,1A 259,5BA F (Tratamento) ns 9.224** ns * QMR DMS ¹CV% 13,14 3,29 16,82 6,40 ns não significativo, *Significativo a 5%, **Significativo 1%, QMR= quadrado médio residual, DMS= diferença mínima significativa, CV = coeficiente de variação. Médias seguidas da mesma letra nas colunas não diferem entre si de acordo com o teste de Tukey, a 5% de probabilidade. ¹Dados transformados com log de X. O nitrogênio acumulado na parte aérea no tratamento inoculado com a estirpe BR3262 foi superior a estirpe BR3267 no inoculante líquido e similar ao tratamento com a interação e a BR3267, ambos em veículo polimérico (Tabela 1). Assim, notase que a BR3262 mesmo inoculada em uma densidade de células na semente menor que a BR3267 em veículo líquido promoveu o maior valor de N acumulado na parte aérea. Em feijão-caupi não existe uma recomendação da densidade ideal de células na semente, tornando este estudo necessário, pois a densidade poderá aumentar a eficiência da FBN, mais também uma densidade elevada pode introduzir uma população bacteriana que altere o equilíbrio dos microorganismos que ocupam este determinado ambiente do solo, opondo a proposta de equilíbrio para produção sustentável em um agroecossistema (ALTIERI, 1998). Independente da inoculação o rendimento de grãos foi praticamente o mesmo, aproximadamente 1000 kg ha -1 (Figura 1), que é a média da região. Diferente do observado por Costa et al. (2011) na região Nordeste, onde a estirpe BR3267 apresentou uma produtividade inferior a 750 kg ha-¹. No Cerrado de Gurupi- TO, Chagas Júnior et al. (2010) obtiveram uma produtividade abaixo 700 kg ha-¹ com a cultivar Nova Era inoculada com as estirpes recomendadas, com a BR3267 sendo superior a BR3262. Por outro lado Zilli et al. (2009) também no Cerrado, em Boa Vista-RR, obtiveram rendimento de grãos superior a 1500 kg ha-¹, tendo a inoculação com a BR3262 proporcionado rendimentos superiores a 2300 kg ha-¹. 6

7 Figura 1. Rendimento de grãos secos (13% umidade) do feijão-caupi BRS-Guariba aos 75 DAE. (1) Não há diferença estatística entre os tratamentos. Os resultados da abundância natural do delta 15 N indicam que houve diluição isotópica em todos os tratamentos, consequentemente ocorreu fixação de nitrogênio via simbiótica (Tabela 2), apesar do tratamento inoculado com a estirpe BR3267 em veículo polimérico ter apresentado um valor de 15 N estatisticamente similar ao da planta de referência. Porém os valores na parte aérea estão bem abaixo dos encontrados por Brito et al. (2009), onde aos 31 dias o feijão-caupi já tinha obtido 76% do N oriundo da FBN e com 78 dias atingiu 93%, mas estes valores são oriundos de experimento em vasos. Tabela 2. Delta 15 N ( ), nitrogênio proveniente da FBN (%Ndfa), nitrogênio derivado da FBN na parte aérea e nitrogênio fixado (kg ha-¹) de plantas de feijãocaupi (BRS Guariba), 35 dias após a emergência. Tratamento (Estirpes/ veículo) 15 N ( ) Ndfa(%) N derivado FBN parte aérea (mg planta -1 ) kg ha-¹ N fixado BR3267 (líquido) 3,28A 27B 56,30B 13,5B BR3262 (polímero) 2,43A 39A 108,61A 26,0A BR3267 (polímero) 4,32B 11C 26,55B 6,4B Interação (polímero) 2,59A 37AB 96,06A 23,0A Planta de Referência 15 N ( ) Pé de galinha (Eleusine indica)¹ 5,10B F (Tratamento) ** ** ** ** QMR DMS CV% 19,45 28,93 35,24 35,24 **Significativo 1%, QMR= quadrado médio residual, DMS= diferença mínima significativa, CV = coeficiente de variação. Médias seguidas da mesma letra nas colunas não diferem entre si de acordo com o teste de Tukey, a 5% de probabilidade. 7

8 A quantidade de nitrogênio fixado ha-¹ no sistema baseado na população de plantas e no nitrogênio proveniente da FBN (%Ndfa) na avaliação aos 35 DAE na parte aérea, mostra-se que o tratamento inoculado com a BR3262 e a interação das quatro estirpes recomendadas possibilitaram uma entrada de nitrogênio de 26 kg ha- ¹ e 23 kg ha-¹, respectivamente (Tabela 2). Estes resultados são promissores, pois foram apenas de 15 dias de fixação biológica, considerando que em feijão-caupi por volta de 10 DAE começam a surgir os primeiros nódulos e o início do processo de fixação biológica de nitrogênio começa apartir de 20 dias. Na avaliação feita nos grãos (75 DAE) para determinar o nitrogênio proveniente da FBN (%Ndfa), diferente do encontrado aos 35 DAE na parte aérea, agora é possível notar que o nitrogênio oriundo de todo o processo da FBN está em torno 45%, com 39% para BR3267 polímero, 43% para a BR3262, 38% para a interação e 56% para BR3267 Líquido (Figura 2). Com destaque para a BR3267 que tinha proporcionado os menores valores (%Ndfa) na primeira avaliação, agora obteve o maior valor com 56% para BR3267 Líquido, mais mesmo assim não há diferença entre as estirpes. Figura 2. Nitrogênio proveniente da FBN (%Ndfa) na parte aérea (35 DAE) e nos grãos (75 DAE) de plantas de feijão-caupi BRS-Guariba. (1) Não há diferença estatística entre os tratamentos na avaliação realizada nos grãos e para a parte aérea idem a tabela 2. A variação nos valores de Ndfa(%) em feijão-caupi é evidente. Belane e Dakora (2009) avaliaram 30 genotipos de feijão-caupi (não inoculado com rizóbio) em Ghana no ano de 2005, com plantas de 46 DAP encontraram variação de 7,91% a 58,2%, porém quando analisados em 2006, com 15 genotipos com plantas de 72 DAP, a variação foi de 55,7% a 89%. Neste experimento a estirpe BR3267, apresentou variação nos valores Ndfa(%), quando comparada a avaliação na parte aérea (35 DAE) com a dos grãos (75 DAE). Apesar de não ser um aspecto bem estudado ainda, não só a idade da planta na avaliação pode influenciar diretamente nos resultados de fixação, mais o componente raiz também. Em Belane e Dakora (2009) uma das cultivares utilizadas 8

9 na avaliação aos 46 DAP obtiveram 25,3% do Ndfa na parte aérea e na raiz com 76,1%, já com 72 DAP a fixação na parte aérea passou para 89% e na raiz foi para 7,8%, isto indica que a taxa de fixação biológica obtida na raiz pode influenciar os resultados de fixação da parte aérea. Basedo no nitrogênio exportado e o nitrogênio oriundo da FBN (Ndfa%), ambos nos grãos, observa-se que existe um balanço negativo de nitrogênio no sistema, que provavelmente está sendo oriundo do solo, sendo este déficit aproximado de 15; 18; 20 e 20 kg ha-¹, respectivamente para BR3267 Liq, BR3262, BR3267 e a interação (Figura 3). Porém todo o nitrogênio fixado não esta sendo transferido para os grãos, pois sabe-se que parte do nitrogênio fixado retorna para o sistema na forma de palhada, desta forma com a avaliação da FBN (Ndfa%) realizada da na parte aérea aos 35 DAE (Tabela 2), considerando a população de plantas, o tratamento inoculado com a BR3262 e a interação das quatro estirpes recomendadas possibilitaram uma entrada de quase todo o nitrogênio exportado pelos grãos (Figura 3), tendo a estirpe BR3262 fixado 80% do N exportado e a interação 71%, chegando a fixar 26 kg ha-¹ e 23 kg ha-¹, respectivamente (Tabela 2). Assim, a tendência de uma avaliação da fixação biológica na parte aérea, quando feita em uma coleta acima dos 35 DAE e que ultrapasse os 35 kg ha-¹ de N fixado, gerando um balanço positivo, já que que N exportado está em torno de 32 kg N ha-¹ (Figura 3), como mostrado por Freitas et al. (2012), onde foi possível uma fixação de 45 kg N ha-¹. (1) Não houve diferença estatística entre os tratamentos. Figura 3. Quantidade de nitrogênio exportado ha-¹ nos grãos do sistema derivado da FBN e do solo. O sistema de plantio direto adotado na propriedade pode interferir nos resultados, neste experimento o solo apresentou 25,5 g kg -1 de MO e 1,2 g kg -1 de nitrogênio, levando a inferir que as plantas podem limitar a fixação biológica em uma preferência de obtenção de N via solo, já que o mesmo não é limitante no solo, e 9

10 este fato já foi confirmado por Brito et al. (2009). A importância do balanço do N no sistema de plantio direto está diretamente ligado ao manejo da matéria orgânica, pois de acordo Urquiaga et al. (2005) em sistemas que as perdas de N, com a exportação de N nos grãos, sejam maiores do que as entradas de N, promoverão também a perda de C do solo, ou matéria orgânica, pois os conteúdos de C e de N do solo estão relacionados, geralmente os solos apresentam uma relação entre 12:1 e 18:1, assim esta perda de N ao longo do tempo, desestabilizará a matéria orgânica estável do solo, tornando estes sistemas de produção insustentáveis. Não se pode afirmar que nestas áreas de plantio direto, onde o sistema favorece a simbiose, que a FBN na cultura do feijão-caupi atingirá níveis acima de 60% do nitrogênio oriundo da fixação biológica, pois nestes solos com alto teor de matéria orgânica e nitrogênio, as plantas poderam optar em obter N via solo. Porém a inoculação permitirá tanto o aumento de produtividade quanto manter o nível de nitrogênio no sistema, para não gerar um balanço negativo de entrada e saída de N. Como, por exemplo, Nyembra e Dakora (2010), em estudo em zona agroecológica central da Zâmbia, um sistema estabilizado, encontraram que o feijão-caupi fixou de forma biológica 35,4 kg N ha-¹. Assim indicando que em sistemas onde o nitrogênio não seja o fator limitante a porcentagem de N oriundo da fixação biológica será reduzida em função principalmente do teor de matéria orgânica e do próprio N no solo. Conclusões 1. A quantificação do nitrogênio oriundo da FBN em feijão-caupi com 35 DAE, possibilitou uma entrada de mais 50% do N exportado pelo sistema, tendo a BR3262 fixado 80% do N exportado e a interação 71%; 2. A inoculação com a estirpe BR3262 e a interação das quatro estirpes recomendadas, possibilitaram com apenas 15 dias do processo de fixação biológica de nitrogênio uma entrada no sistema de mais 20 kg ha-¹ de nitrogênio; 3. Na média, dos 32,7 kg N ha-¹ exportados na forma de grãos do sistema, 18,2 kg N ha-¹ são oriundos do solo. Agradecimentos A sementes Tomazetti pela parceria e interesse no desenvolvimento científico, a CAPES pela bolsa concedida junto ao programa de pós-graduação Agronomia- Ciência do solo/ufrrj, a Embrapa Agrobiologia e a Embrapa Agrossilvipastoril pela atuação conjunta de trabalho. Referências bibliográficas ALTIERI, M. A. Agroecologia - a dinâmica produtiva da agricultura sustentável. Porto Alegre: Editora da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, p. BELANE, A. K.; DAKORA, F. D. Measurement of N2 fixation in 30 cowpea (Vigna unguiculata L. Walp.) genotypes under field conditions in Ghana using 15 N natural abundance technique. Symbiosis, Philadelphia, v.48, n.1, p.47-56,

11 BELANE, A. K.; DAKORA, F. D. Symbiotic N2 fixation in 30 field-grown cowpea (Vigna unguiculata L. Walp.) genotypes in the Upper West Region of Ghana measured using 15 N natural abundance. Biology and Fertility of Soils, Berlin, v.46, n.2, p , BODDEY R. M.; PEOPLES M. B.; PALMER B.; DART P. J. The use of 15 N natural abundance technique to quantify biological nitrogen fixation by woody perennials. Nutrient Cycling in Agroecosystems, Dordrecht, v.57, n.3, p , BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Instrução normativa n o 13, de 24 de março de Aprova as normas sobre especificações, garantias, registro, embalagem e rotulagem dos inoculantes destinados à agricultura, bem como as relações dos micro-organismos autorizados e recomendados para produção de inoculantes no Brasil. Diário Oficial [da] República Federativa do Brasil, 25 mar Seção 1, p.3 7. BRITO, M. M. P.; MURAOKA, T.; SILVA, E. C. Marcha de absorção do nitrogênio do solo, do fertilizante e da fixação simbiótica em feijão-caupi (Vigna unguiculata L. walp.) e feijão-comum (Phaseolus vulgaris L.) determinada com uso de 15N. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v.33, n.4, p , CHAGAS JUNIOR, A.F.; RAHMEIER, W.; FIDELIS, R.R.; SANTOS, G.R.; CHAGAS, L. F. B. Eficiência agronômica de estirpes de rizóbio inoculadas em feijão-caupi no Cerrado, Gurupi-TO. Revista Ciência Agronômica, Fortaleza, v.41, n.4, p , CLAESSEN, M.E.C. (Org.). Manual de métodos de análise de solo. 2.ed. rev. atual. Rio de Janeiro: Embrapa CNPS, p. COSTA, E. M.; NÓBREGA, R. S. A.; MARTINS, L. V.; AMARAL, F. H. C.; MOREIRA, F. M. S. Nodulação e produtividade de Vigna unguiculata (L.) Walp. por cepas de rizóbio em Bom Jesus, PI. Revista Ciência Agronômica, Fortaleza, v.42, n.1, p.1-7, FREIRE FILHO, F.R. (Ed.). Feijão caupi no Brasil: produção, melhoramento genético, avanços e desafios. Teresina: Embrapa Meio Norte, p. FREITAS, A. D. S.; SILVA, A. F.; SAMPAIO, E. V. S. B. Yield and biological nitrogen fixation of cowpea varieties in the semi-arid region of Brazil. Biomass and Bioenergy, Brighton, v.45, n.1, p , GLIESSMAN, S. R. Agroecologia - processos ecológicos em agricultura sustentável. Porto Alegre: Editora da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, p. 11

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