Comissão Química do solo IMPACTO DO MANEJO DA ÁGUA NA TOXIDEZ POR FERRO NO ARROZ IRRIGADO POR ALAGAMENTO (1)

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1 1226 Fin Shmidt et l. Comissão Quími do solo IMPACTO DO MANEJO DA ÁGUA NA TOXIDEZ POR FERRO NO ARROZ IRRIGADO POR ALAGAMENTO (1) Fin Shmidt (2), Mgli de Ávil Fortes (3), Jons Wesz (4), Gerson Luke Buss (4) & Rogério Oliveir de Sous (5) RESUMO A toxidez por ferro é o distúrio nutriionl de mior oorrêni em rroz (Oryz stiv L.) ultivdo em sistems lgdos, derivd d quntidde exessiv de íons ferrosos (Fe 2+ ) gerdos pel redução de óxidos de ferro em solos lgdos. Em experimento onduzido em s de vegetção, form vlidos os efeitos de mnejos d águ de irrigção n dinâmi de redução de um Plnossolo e n mnifestção d toxidez por ferro em rroz. Os trtmentos dispostos em loos ompletos o so om qutro repetições onstrm de ino mnejos d águ: T1- iníio do lgmento no estádio V2-V3 do rroz; T2- iníio do lgmento no estádio V6-V7; T3- T1 e drengem no estádio V1-V11; T4- T2 e drengem no estádio V1-V11; e T5- T1 e drengens nos estádios V7-V8 e V1-V11. O trso do iníio do lgmento pr o estádio V6-V7 do rroz mnteve os vlores do Eh d solução do solo mis elevdos, promovendo menor disponiilidde de Fe 2+ n solução do solo e deslondo máxim lierção de Fe 2+ n solução do solo pr estádios fenológios mis vnçdos do rroz. A relizção de drengens o longo do ilo vegettivo do rroz promoveu reoxidção do solo, que osionou o umento dos vlores de Eh e redução d onentrção de Fe 2+ n solução do solo. O uso de drengens durnte o período vegettivo do rroz foi efiiente no ontrole d toxidez por exesso de ferro, em rroz ultivdo em solo lgdo. Termos de indexção: solos sumersos, mudnçs de ph, mudnçs de Eh, redução do ferro, ferro no rroz irrigdo. (1) Prte d Dissertção de Mestrdo d primeir utor presentd o Progrm de Pós-Grdução em Agronomi, Universidde Federl de Pelots - UFPEL. Reeido pr pulição em 28 de mrço de 212 e provdo em 5 de junho de 213. (2) Professor do Instituto de Edução, Ciêni e Tenologi do Rio Grnde do Sul, Cmpus Sertão. Rodovi RS 135, km 25, distrito Engenheiro Luiz Englert. CEP Sertão (RS). E-mil: finshmidt@yhoo.om.r (3) Doutor em Agronomi, UFPEL. E-mil: mglifortes7@yhoo.om.r (4) Mestrndos em Agronomi, UFPEL. E-mil: jonswesz@yhoo.om.r; gersonluke@yhoo.om.r (5) Professor Assoido d Universidde Federl de Pelots- UFPEL. Bolsist CNPq. Cmpus Universitário, s/n. CEP Cpão do Leão (RS). E-mil: rosous@ufpel.the.r R. Brs. Ci. Solo, 37: , 213

2 IMPACTO DO MANEJO DA ÁGUA NA TOXIDEZ POR FERRO NO ARROZ IRRIGADO POR ALAGAMENTO 1227 SUMMARY: THE IMPACT OF WATER MANAGEMENT ON IRON TOXICITY IN FLOODED RICE Iron toxiity is reognized s the most widely distriuted nutritionl disorder in flooded nd irrigted rie (Oryz stiv L.), derived from the exessive mounts of ferrous ions (Fe 2+ ) generted y the redution of iron oxides. The effets of wter mngement on the redox potentil of flooded Alqulf soil nd on iron toxiity symptoms in rie were evluted in greenhouse experiment. Tretments were rrnged in rndomized omplete lok design with four replitions, nd onsisted of five wter mngement: T1 - Beginning of flooding in the stge V2-V3; T2 - Beginning of flooding in the stge V6-V7; T3 - s T1 nd dringe in the stge V1- V11; T4 - T2 nd dringe in the stge V1-V11; nd T5 - T1 nd dringes in the stge V7- V8 nd V1-V11. The dely of flooding until V6-V7 mintined higher potentil of the soil resulting in less ville Fe nd shifting the mximum Fe relese in soil solution to lter stges of rie growth. Drining throughout the rie vegettive growth promoted soil re-oxidtion, whih inrese the redox potentil nd derese Fe onentrtion in the soil solution. The use of repeted dringes during the vegettive growth ws effiient to ontrol Fe toxiity in rie grown in flooded soil. Index terms: sumerged soils, ph hnges, Eh hnges, iron redution, iron in flooded rie. INTRODUÇÃO As lterções iogeoquímis que ompnhm o lgmento do solo podem influenir produtividde d ultur do rroz (Oryz stiv L.). Mudnçs eletroquímis servem de prtid pr o desendemento do proesso de redução resultnte d diminuição do oxigênio, levndo lterções signifitivs no potenil de oxirredução (Eh) e no ph (Kögel-Knner et l., 21). Esss mudnçs são muito importntes pr ultur do rroz, pois interferem n fertilidde do solo, determinndo s forms estáveis dos elementos e su disponiilidde pr plnt. As reções de oxirredução nos solos são ontrolds priniplmente pel tividde miroin, que utiliz sustânis orgânis omo fontes de rono pr doção de elétrons durnte respirção. N usêni do oxigênio, s tividdes miroins pssm de eróis (ou sej, ondição óxi) pr fulttivs (ex., ondição hipóxi) e neróis (ex., ondições nóxis); os mirorgnismos neróios fulttivos e origtórios usm NO 3 -, Mn 4+, Fe 3+, SO 4 2- et, produtos d dissimilção d mtéri orgâni (CO 2, N 2 ) e té íons H + omo eletroeptores em su respirção e esses vão sendo trnsformdos pr forms reduzids, onferindo o solo rterístis de redução (Brtlett & Jmes, 1993). Em termos de quntidde, o Fe 3+ é o mis importnte oxidnte nos solos om ultivo de rroz (Yo et l., 1999). Em ondições neróis, elevds quntiddes de Fe n form reduzid (Fe 2+ ) são lierds pr solução do solo e, onsequentemente, umentm su possiilidde de sorção pels plnts, podendo, em sos de exesso, tingir níveis de toxidez prejudiiis à ultur do rroz irrigdo. A toxidez por Fe é desordem nutriionl de mior oorrêni ns áres de ultivo do rroz irrigdo em sistems lgdos (Beker & Ash, 25). O prinipl sintom d toxidez por exesso de Fe no rroz é o ronzemento ds folhs, que é rterizdo por pigmentos mrrons que iniim ns folhs mis velhs, podendo levr retrdo no resimento, ix produtividde, esterilidde ds espiguets e, em sos mis severos, morte d plnt (Shrwt, 24). Perds n produção de rroz deorrentes d toxidez por exesso de Fe podem levr prejuízos de 15 2 %; perds totis d produção já form desrits n litertur (Winslow et l., 1989; Audeert & Shrwt, 2). O mior ou menor estdo de oxirredução do solo, que interfere n redução do Fe, é ondiiondo pel tividde de mirorgnismos neróios, que, por su vez, é influenid pelo mnejo d águ (Kirk, 24; Cheng et l., 29). O lgmento ontínuo ument s ondições de neroiose, o que fvoree lierção de mior onentrção de Fe pr solução do solo. A noxi e redução do ph deorrentes do lgmento reduzem os óxidos férrios (Fe 3+ ) óxidos ferrosos (Fe 2+ ), om onsequente elevção d soluilidde e disponiilidde desse íon. A entrd d águ muito preoe n lvour nteip os pios de lierção do Fe, fzendo om que, em muitos sos, esses oinidm om o finl do perfilhmento, que é fse de desenvolvimento d ultur do rroz mis sensível à toxidez por Fe (Sous et l., 24). O mnejo dequdo d águ pode diminuir soluilidde do Fe e impedir que lts onentrções do elemento oinidm om s fses em que o rroz é mis sensível. Retrdr o iníio do período de lgmento, drenr lvour ntes dos estádios de desenvolvimento em que o rroz é mis sensível à toxidez e, ou, mnejr lvour om irrigção intermitente são lgums prátis desrits n litertur omo potenil pr reduzir toxidez por Fe às plnts (Rtering & Shnell, 2; Jkel et l., 21; Krüger et l., 21; Sous et l., 24). O ultivo do rroz irrigdo está presente em tods s regiões rsileirs e dest-se n Região Sul, que R. Brs. Ci. Solo, 37: , 213

3 1228 Fin Shmidt et l. é responsável por 7 % d produção nionl desse erel. O sistem de ultivo de rroz irrigdo, trdiionlmente prtido ness Região utiliz irrigção por inundção ontínu, om lâmin de águ estáti (IRGA, 29). Segundo Sous et l. (24), esse sistem pode fvoreer o desenvolvimento d toxidez por exesso de Fe n ultur do rroz irrigdo em solos sulftdos extremmente áidos e mldrendos, de ix CTC e ix fertilidde nturl e em solos luviis rgilosos, áidos ou moderdmente áidos e om ix CTC. Desse modo, ondução de experimentos pr vlir os efeitos de mnejos d águ n dinâmi do Fe em solos lgdos e no desenvolvimento d toxidez por Fe no rroz irrigdo fz-se neessári, de mneir que se possm esteleer mnejos de águ diferenidos pr áres susetíveis o preimento de toxidez por Fe às plnts de rroz. Neste estudo, o solo utilizdo foi o Plnossolo Háplio eutrófio solódio, enontrdo ns regiões do Litorl Sul e Plníie Costeir Extern e Intern do RS. Esse solo é típio de áres ixs, onde o relevo ondiion o exesso de águ permnente ou temporário, osionndo fenômenos de redução que resultm no desenvolvimento de perfis om olorção inzentd. As prinipis limitções à su utilizção são má drengem e os vlores ixos de som de ses, o que requer duções frequentes (Pinto et l., 24). Nesse ontexto, relizou-se um experimento pr vlir o efeito de mnejos diferenidos d águ de irrigção no potenil de oxirredução desse solo e n mnifestção d toxidez por Fe em plnts de rroz irrigdo. MATERIAL E MÉTODOS O experimento foi onduzido em vsos em s de vegetção d Universidde Federl de Pelots (UFPel), Cpão do Leão, RS. O solo utilizdo pr ondução do experimento foi um Plnossolo Háplio eutrófio solódio (Emrp, 26), oletdo n Estção Experimentl de Terrs Bixs (EETB) d Emrp Clim Temperdo, em Cpão do Leão, RS, Brsil, so oordends geográfis de 31 o 48 S e 52 o 24 O. A olet d md rável do solo (-2 m) foi relizd em áre de ultivo de rroz irrigdo om histório de oorrêni de sintoms visuis de toxidez por Fe. Relizou-se rterizção quími d md rável do solo (-2 m). O teor de mtéri orgâni (MO) foi determindo pelo método Wlkley-Blk, onforme Alison (1965). Os átions troáveis (C, Mg, N, Al, e Mn), o P e K extríveis (método Mehlih-1) e o ph em águ form determindos, onforme desrito por Tedeso et l. (1995). Os óxidos de ferro tivo ou livre (Fe d ) form extrídos pelo método CDB (itrto-ditionitoironto), desenvolvido por Mehr & Jkson (196). As forms de ferro ml-ristlizdos (Fe o ) form retirds om oxlto de mônio,2 mol L -1 ph 3,, segundo Tedeso et l. (1995). As rterístis químis do solo n profundidde de -2 m, por osião d instlção do experimento form: ph (H 2 O) 5,4; 15 g dm -3 de MO; 8,4 mg dm -3 de P; 65 mg dm -3 de K;,1 mol dm -3 de Al; 2,4 mol dm -3 de C; 1,8 mol dm -3 de Mg; 29 mg dm -3 de Mn; sturção por ses de 62 %; rgil 17 %; e 3,17 g kg -1 de Fe d e 1,21 g kg -1 de Fe o ph 3,. O delinemento experimentl utilizdo foi loos o so, om qutro repetições, sendo vlidos ino mnejos de águ: T1: entrd d águ 1 dis pós emergêni ds plnts - estádio V2-V3 do rroz, de ordo om esl propost por Coune et l. (2), om inundção ontínu durnte todo o ilo; T2: entrd d águ 2 dis pós emergêni do rroz - estádio V6-V7, om inundção ontínu durnte todo o ilo; T3: T1 e drengem os 42 dis, pós emergêni - estádio V1-V11, om retorno d irrigção ontínu sete dis pós drengem; T4: T2 e drengem os 42 dis pós emergêni - estádio V1-V11, om retorno d irrigção ontínu sete dis pós drengem; T5: T1 e inundção intermitente n fse vegettiv - drengens os 32 e 42 dis pós emergêni orrespondente os estádios V8-V9 e V1- V11, respetivmente, om retorno d irrigção ontínu sete dis pós d drengem. A ondição de solo drendo esteleid durnte o período de sete dis proporionou umidde grvimétri próxim 12 %, n md de -1 m do solo ontido nos vsos. As mostrs de solo oletds no mpo utilizds n ondução do experimento form ses, destorrods e peneirds em mlh de 4 mm. Após o prepro, o solo foi olodo em vsos plástios om pidde de 1 L, n quntidde de 9 kg de solo seo por vso. Em d vso, form plids duções de se ns doses equivlentes 2 kg h -1 de N (,9 g de N ou,2 g de (NH 2 ) 2 CO), 1 kg h -1 de P 2 O 5 (,45 g de P 2 O 5 ou 1,9 g de SFT) e 12 kg h -1 de K 2 O (,54 g de K 2 O ou,93 g de KCl). As plições de N, P e K pels fontes urei ((NH 2 ) 2 CO), superfosfto triplo (SFT) e loreto de potássio (KCl), respetivmente, seguirm s reomendções definids om se nos resultdos ds nálises do solo e d interpretção ds tels de reomendção de dução d Comissão de Quími e Fertilidde do Solo (CQFSRS/SC, 24). Os duos form plidos individulmente ns mostrs de solo de d vso, sendo misturdos uniformemente os 9 kg de solo, em um lon plásti. Pr filitr plição dos duos o solo sore lon, em rzão ds pequens quntiddes, diluiu-se urei, o loreto de potássio e o superfosfto triplo em águ destild, plindo solução om um sering lird. Aos 25 e 52 dis pós emergêni ds plântuls, plirm-se em oertur doses equivlentes 1 kg h -1 de N (,45 g de N ou 1,2 g (NH 2 ) 2 CO). As doses de N, P e K plids nos vsos orresponderm o doro d reomendção de dução no mpo. À medid que s mostrs de solo dudo form olods nos vsos, instlrm-se os dispositivos de R. Brs. Ci. Solo, 37: , 213

4 IMPACTO DO MANEJO DA ÁGUA NA TOXIDEZ POR FERRO NO ARROZ IRRIGADO POR ALAGAMENTO 1229 olet d solução do solo e diionrm-se 6 ml de águ por vso, de modo que umidde grvimétri (Ug) no solo fosse igul 18 % (Ug próxim à pidde de mpo). Os vsos form oertos om um plástio trnsprente e firm inudos por um período de 1 dis. Após o período de inução, foi relizd semedur d vriedde de rroz BRS Pelot, sensível à toxidez por Fe. O desste ds plântuls de rroz foi relizdo 1 dis pós emergêni (DAE), no estádio V2-V3, deixndo-se qutro plnts por vso. Ness fse, pliou-se um lâmin de águ de 5 m nos trtmentos T1, T3 e T5. A mnutenção d lâmin de águ onstnte té o finl do experimento foi feit por irrigções diáris om águ destild. O sistem utilizdo pr oletr solução do solo foi semelhnte o desenvolvido por Sous et l. (22), instldo n profundidde de 15 m d superfíie do solo. As olets d solução do solo form relizds os 17, 24, 31, 41, 48, 55, 63 e 7 DAE ds plântuls de rroz. As nálises do ph e Eh d solução do solo form efetuds om eletrodos espeífios ligdos um poteniômetro e previmente instldos em um élul eletrométri onstruíd em vidro, semelhnte à utilizd por Sous et l. (22). A élul possui pequeno tuo de entrd n prte inferior, que n mostrgem foi onetdo diretmente n extremidde do sifão de olet d solução. Como élul permneeu hei de solução durnte s leiturs, foi possível minimizr o ontto dess om o oxigênio (O 2 ), diminuindo os risos de lterção ds sus rterístis eletroquímis. Os vlores do potenil de oxirredução medidos form orrigidos pr o potenil pdrão do eletrodo de referêni (AgCl), omo reomendm Rowel (1994) e Zusig (1995), segundo equção: Eh= E medido + 22 mv. Após s determinções do ph e Eh, s mostrs form pssds por um sering trvés de um filtro de memrn de,45 mm (Millipore), pr remoção de prtíuls que pudessem interferir n preprção e nálise ds mostrs. Form trnsferidos proximdmente 3 ml de solução pr frsos de vidro, ontendo 1 ml de HCl 3, mol L -1, pr que onentrção finl de HCl d mostr fisse em torno de,1 mol L -1, possiilitndo nálise d omposição quími ds mostrs em lortório. N solução do solo, form vlids s onentrções de Fe, onforme desrito em Sous et l. (22). O rroz foi ultivdo por 7 dis, pós emergêni ds plântuls, que oinidiu om o estádio R3 d fse reprodutiv. As olets d prte ére ds plnts de rroz form relizds om o orte rente o solo em dus épos de mostrgens. A primeir mostrgem foi efetud os 42 DAE (estádio V1- V11), sendo oletds dus plnts por vso. A segund mostrgem oorreu os 7 DAE, oletndo-se s dus plnts restntes no vso. O mteril vegetl olhido foi olodo pr ser em estuf de irulção forçd de r 65 o C, té tingir mss onstnte, om posterior pesgem em lnç de preisão pr otenção d produção de mss de mtéri se d prte ére ds plnts. Posteriormente, s mostrs vegetis form frionds em moinho do tipo Willey pr determinção dos teores de Fe n mtéri se, segundo Tedeso et l. (1995). Relizrm-se s ontgens do número totl de folhs e perfilhos os 7 DAE ds plnts. Os sintoms visuis de toxidez por exesso de Fe n prte ére do rroz rterizdos pelo ronzemento ds folhs, em rzão d formção de pigmentos mrrons, form vlidos os 5, 6 e 7 DAE. A intensidde d presenç de sintoms ns plnts foi mensurd pel ontgem do número de folhs om sintoms, lulndo-se porentgem de folhs om sintoms: (nº folhs om sintoms/nº totl de folhs) x 1. Os ddos form sumetidos à nálise de vriâni e, qundo signifitiv (p<,5), s médis dos trtmentos form omprds pelo Teste de Dunn 5 %, utilizndo-se o progrm esttístio Winstt (Mhdo & Coneição, 22). RESULTADOS E DISCUSSÃO O lgmento ontínuo (T1 e T2) osionou derésimo nos vlores do Eh d solução do solo por us d intensifição ds ondições de redução do solo (Figur 1). Qundo o iníio do lgmento oorreu no estádio V2-V3 do rroz (T1), os vlores do Eh dereserm de 27 mv n primeir semn de lgmento pr 17 mv n segund semn, se estilizndo em vlores próximos 15 mv, prtir d tereir semn, que oinidiu o estádio vegettivo V8-V9 do rroz (31 DAE). Segundo Shulze et l. (25), vlores de Eh próximos 15 mv são requeridos pr que oorr redução do Fe 3+ pr Fe 2+. Portnto, no sistem de lgmento ontínuo iniido no estádio V2-V3 do rroz, s ondições de oxirredução propíis à redução do Fe e lierção desse pr solução do solo oinidirm om o estádio de diferenição do primórdio d pníul do rroz - estádio V9, onsiderdo rítio pr toxidez por Fe, onforme esl de desenvolvimento propost por Coune et l. (2). O trso do iníio do lgmento pr o estádio V6-V7 do rroz (T2) proporionou vlores de Eh mis positivos n solução do solo do que o lgmento no estádio V2-V3 do rroz (T1), té fse reprodutiv do rroz (63 DAE). Aos 31 DAE, o vlor do Eh d solução do solo no trtmento T2 estv em 25 mv e somente os 55 DAE os vlores do Eh se proximrm de 15 mv. Logo, o trso de 2 dis no iníio do lgmento evideniou-se efiiente pr mnutenção de ondições menos reduzids, pelo menos té 48 DAE do rroz. As drengens relizds nos trtmentos T3, T4 e T5 form efiientes pr umentr os vlores do Eh os 55 e 63 DAE, tingindo vlores próximos 24 e 185 mv, respetivmente (Figur 1). Aos 7 DAE R. Brs. Ci. Solo, 37: , 213

5 123 Fin Shmidt et l. não houve diferenç do Eh d solução do solo entre os ino trtmentos de mnejo de águ, que tingirm vlores em torno de 12 mv. Esse omportmento pode ser explido pelo fto de que os 42 dis form deixds no solo s rízes de 5 % d populção ds plnts, om signifitivs quntiddes de C-deomponível, o que pode ter influenido tividde miroin e uniformizdo o potenil redox os 7 DAE. A oxidção d mtéri orgâni do solo fornee energi pr os proessos vitis dos mirorgnismos, sendo fonte de elétrons pr redução (Sous et l., 24). No entnto, onsiderndo-se um situção práti de lvour, onde não seri feit retird d prte ére ds plnts, o porte diionl de rono orgânio pels rízes não oorreri e os umentos nos vlores ph Eh, mv Fe, mg L ,5 6,25 6, 5,75 5,5 5,25 5, 4, () () () T5 D I T3, T4 e T5 D I V8-V9 V1-V11 D- drengem I- irrigção DAE T1- Algmento no estádio V2-V3 T2- Algmento no estádio V6-V7 T3- T1 e drengem no estádio V1-V11 T4- T2 e drengem no estádio V1-V11 T5- T1 e drengens nos estádios V8-V9 e V1-V Di pós emergêni, DAE Figur 1. Eh (), ph () e onentrção de Fe 2+ () n solução do solo dos 17 té 7 DAE do rroz ultivdo om mnejos diferenidos d águ. Letrs minúsuls diferem entre si pelo teste de Dunn 5 %, dentro de d épo de mostrgem (DAE). de Eh pelo efeito d drengem provvelmente serim mis pronunidos. A expressividde e o omportmento do ph e Eh dos trtmentos form dependentes dos dis pós emergêni (Figur 1,). Com o vnçr dos dis de lgmento oorreu grdtivmente o umento do ph e diminuição dos vlores do Eh. Os vlores de Eh mis reduzidos oinidirm om o umento dos vlores do ph (Figur 1,), em rzão d tividde dos mirorgnismos neróios, que o promoverem redução dos ompostos oxiddos onsomem íons H +, o que diminui idez do solo (Shrwt, 24). Entretnto, s drengens relizds nos trtmentos T3, T4 e T5 promoverm reoxidção do solo, ou sej, inversão ds reções de redução (Figur 1,). Os ompostos que form reduzidos pssrm se oxidr, lierndo H + pr solução do solo, o que osionou diminuição do ph dess solução. Tl omportmento foi verifido nos trtmentos T3 e T4, em que os vlores do ph diminuírm de 6,2 e 5,96 (41 DAE) pr 5,55 e 5,36 (55 DAE), respetivmente. No trtmento T5, om relizção nteipd d drengem (31 DAE), o ph de 6,15 diminuiu pr 5,12 (41 DAE). As lterções no Eh d solução do solo promovids pelos mnejos d águ tmém lterrm onentrção de Fe 2+ n solução do solo lgdo (Figur 1,). Em ondições de ixo Eh oorreu redução dos óxidos de Fe e o onsequente umento d onentrção de Fe 2+ n solução do solo. As txs de lierção de Fe 2+ pr solução do solo são ontrolds pel evolução ds ondições redox dos solos lgdos. Nierop et l. (22), Kirk (24) e Thompson et l. (26) oservrm em seus estudos que s trnsformções que oorrem no solo lgdo são profundmente influenids pel quími do Fe, em rzão d grnde quntidde de óxidos e hidróxidos de Fe que podem sofrer redução, e d retividde do Fe om outros ompostos no solo. Ns semns iniiis do lgmento, s txs de lierção do Fe 2+ não diferirm signifitivmente entre s épos d entrd d águ, sugerindo que ção miroin foi rzovelmente uniforme nesse período. No entnto, os níveis de Fe 2+ n solução do solo posteriormente umentrm om o tempo de lgmento (Figur 1). As onentrções mis lts de Fe 2+ n solução do solo oorrerm os 31 DAE e form oservds nos trtmentos om lgmento iniil no estádio V2-V3 (T1, T3 e T5). Retrdndo-se o iníio do lgmento pr o estádio V6-V7 do rroz (T2 e T4), houve o deslomento do período de mior oorrêni de Fe 2+ n solução do solo pr 63 DAE (Figur 1). Nesse so, o retrdmento do iníio do período de lgmento foi efiiente em deslor o pio de lierção do Fe pr períodos em que o rroz é menos sensível à toxidez por Fe. A onentrção de Fe 2+ n solução do solo no T1 diminuiu nturlmente logo pós tingir o seu pio de lierção n tereir semn de lgmento; os 48 DAE, s onentrções de Fe 2+ n solução do solo no T1 e T2 não diferirm esttistimente. R. Brs. Ci. Solo, 37: , 213

6 IMPACTO DO MANEJO DA ÁGUA NA TOXIDEZ POR FERRO NO ARROZ IRRIGADO POR ALAGAMENTO 1231 Segundo Dorn et l. (26), durnte o lgmento, onentrção de Fe 2+ n solução do solo ument té tingir um máximo, diminuindo em seguid. Esse omportmento vri em rzão do ph, d tempertur, do teor e d degrdilidde d mtéri orgâni, do tmnho e d diversidde d populção miroin e d omposição do solo, priniplmente d onentrção e retividde dos óxidos de Fe (Kögel-Knner et l., 21). Qunto mior for quntidde de mteril orgânio filmente deomponível, mior será tividde dos mirorgnismos e mis intens será redução do solo. Esse speto tem prtiulr importâni qundo o rroz é utilizdo em rotção de ulturs, pois dição de resíduos ulturis de mis fáil deomposição e rios em nitrogênio pode retrdr redução dos óxidos de Fe; entretnto, são pzes de produzir sustânis ou elementos tóxios, omo os áidos orgânios e H 2 S (Sous et l., 24). Sous et l. (29) reltrm que solos áidos om ltos teores de mtéri orgâni e óxidos de Fe podem tingir onentrções de 3 mg L -1 de Fe n solução do solo em qutro semns de lgmento, deresendo té onentrções de 5 1 mg L -1. Solos medinmente áidos presentm pio de lierção de Fe mis ixo; os levemente áidos evidenim onentrções máxims de 5 1 mg L -1 de Fe n solução do solo; e os llinos normlmente não demonstrm pios miores do que 3 mg L -1. Esses resultdos estão de ordo om o oservdo pr o Plnossolo Háplio eutrófio solódio (ph em águ ixo e ixo teor de MOS), que tingiu onentrções máxims de 8 1 mg L -1 de Fe n solução do solo os 31 DAE (tereir semn de lgmento), nos trtmentos T1, T3 e T5. Nos estádios V1-V11 (41 DAE), que orrespondem às fses finis do período vegettivo do rroz, onentrção de Fe 2+ n solução do solo foi 62 % inferior qundo o iníio do lgmento foi trsdo pr o estádio V6-V7 (2 DAE) (Figur 1), omprtivmente o lgmento no estádio V2-V3. Gomes et l. (199) tmém onsttrm efiiêni do retrdmento no íniio do período de lgmento de 2 pr 4 DAE omo práti pr diminuição do Fe n solução do solo e deslomento dos pios de lierção de Fe. No entnto, Vhl (1991) omentou que esses mnejos d águ não são efiientes pr solos que mntêm ltos teores de Fe em solução por váris semns. Neste estudo, verifiou-se que, emor o trso no íniio do lgmento tenh sido efiiente em reduzir s onentrções de Fe n solução do solo e ns plnts de rroz n fse vegettiv (té o estádio V1-V11), o mnejo qundo dotdo isoldmente não foi pz de proteger s plnts d toxidez por Fe em estádios mis vnçdos d ultur e não promoveu inrementos n produção de mtéri se, omprtivmente às plnts sumetids o lgmento prtir de 1 DAE (Figurs 4 e 5). A drengem do solo relizd nos trtmentos T3 e T4 diminuiu s onentrções de Fe 2+ n solução do solo de 78 e 47 mg L -1 (41 DAE), respetivmente, pr 16 mg L -1 os 55 DAE. Ness dt, s onentrções de Fe 2+ n solução do solo nos trtmentos om drengem (T3 e T4) form 77 % menores do que nos trtmentos de lgmento ontínuo (T1 e T2). De modo semelhnte, relizção de dus drengens (T5) foi o mnejo mis efetivo n redução ds onentrções de Fe 2+ n solução do solo desde os 41 té 7 DAE do rroz. N primeir semn pós relizção de d drengem (41 DAE e 55 DAE), s onentrções de Fe 2+ n solução do solo form próxims 1 mg L -1. N segund e tereir semns de lgmento (63 e 7 DAE), pós relizção d últim drengem, s onentrções de Fe 2+ n solução do solo em T5 voltrm suir, tingindo onentrção máxim de 38 mg L -1 os 7 DAE. No entnto, esses vlores mntiverm-se signifitivmente inferiores qundo omprdos om trtmentos om pens um drengem - T3 e T4 (6 mg L -1 ), os 7 DAE. Gomes et l. (199) tmém onsttrm reduções signifitivs nos teores de Fe n solução do solo om drengem, hegndo vlores de 8 % inferiores o lgmento ontínuo, o que se deve à reoxidção dos óxidos de Fe pel entrd de oxigênio no interior do solo. As plnts ultivds om entrd d águ 1 DAE n ondição de lgmento ontínuo (T1) presentrm s onentrções mis lts de Fe n prte ére do rroz os 42 (24 mg kg -1 ) e 7 (153 mg kg -1 ) DAE e o surgimento de sintoms visuis de toxidez por Fe (Figur 2). As lts onentrções de Fe n solução do solo promovids por esse mnejo tmém interferirm no desenvolvimento do rroz, diminuindo o perfilhmento, o número de folhs e, onsequentemente, produção de mtéri se os 7 DAE (Figurs 3 e 4). De ordo om Au et l. (1989) e Cheem et l. (199), oorrêni de onentrções exessivs por Fe durnte fse vegettiv do rroz osion redução d ltur e do úmulo de mtéri se d plnt e formção de perfilhos; o número de perfilhos produtivos pode ser severmente reduzido. Em dição, o exesso de Fe n plnt ns fses vegettivs trdis pode estr ssoido à formção de pous pníuls (Singh et l., 1992), o umento d esterilidde ds espiguets (Virmni, 1977) e o floresimento trsdo. Audeert & Shrwt (2) oservrm fortes orrelções entre severidde de sintoms d toxidez por Fe e o rendimento do rroz, verifindo o efeito dess sore o resimento e desenvolvimento do rroz que osionou reduções n mss de mtéri se e no número de perfilhos e pníuls. O lgmento trdio (T2) diminuiu s onentrções de Fe n prte ére do rroz no estádio V1-V11 (42 DAE), onsiderd um ds fses mis rítis do rroz pr toxidez por Fe, pois orresponde fses preedentes à diferenição d pníul (Figur 2). Aos 7 DAE, s plnts ultivds om lgmento trdio ssoido à drengem (T4) presentrm onentrções de Fe n R. Brs. Ci. Solo, 37: , 213

7 1232 Fin Shmidt et l. prte ére 35 % inferiores às otids om lgmento ontínuo e entrd de águ no estádio V2-V3 (Figur 2). No entnto, em mos os sos, s onentrções de Fe ind usrm o surgimento de sintoms visuis de toxidez por Fe ns plnts (Figur 5). A relizção de dus drengens n fse vegettiv do rroz (T5) reduziu os teores de Fe n prte ére do rroz em 2 % os 42 DAE e 28 % os 7 DAE, qundo omprdos os ds plnts resids em T1. Além disso, s dus drengens nesse período promoverm mior perfilhmento e número de folhs, seguido do lgmento trdio, om e sem drengem (Figur 3,). A diminuição n onentrção de Fe n solução do solo pel utilizção desss drengens (Figur 1) foi efiiente no ontrole do preimento dos sintoms de toxidez por exesso de Fe, fvoreendo otenção d mior produção de mss de mtéri se os 7 DAE (Figur 4). A mnifestção dos sintoms visuis de toxidez por Fe no rroz oorreu os 4 DAE (estádio V1-V11), em plnts om lgmento iniido no estádio V2- V3. O exesso de Fe ns plnts promoveu mnifestção de sintoms denomindos de ronzemento, que se trt de váris mnhs pequens, de olorção stnho-esur origind d umulção de polifenóis oxiddos n folh (Ymuhi & Peng, 1993). Esss mnhs oorrerm tnto ns folhs omo nos olmos e ns inhs ds plnts, om predominâni ns folhs mis velhs. Com o vnço dos dis de sumersão, esses sintoms evoluírm pr s folhs mis velhs, tingindo tod su extensão. Porém, ns folhs, esses sintoms oorrerm n form de pontos irulres e isoldos de olorção stnho-esur, enqunto n inh ds folhs os sintoms form ompreendidos por mnhs dess mesm olorção. O Fe, qundo livre e em exesso dentro d élul, é pz de gerr rdiis livres, omo o rdil hidroxil, por meio d reção de Fenton (Ben et l., 1998). Esse rdil é extremmente tóxio pr o metolismo elulr, sendo responsável pel oxidção 3 42 DAE () 25 () , 191, 232,3 183,4 192, Perfilho, unidde/vso , 17,4 14,5 16,9 19,9 5 5 Fe, mg kg DAE 152,6 136,3 118,1 98,9 () 11,4 Folh, unidde/vso () 67,9 77,2 63,7 7,2 82,5 5 2 T1 T2 T3 T4 T5 Mnejo d águ Figur 2. Conentrção de ferro n prte ére do rroz os 42 () e 7 () dis, pós emergêni (DAE). T1 T2 T3 T4 T5 Mnejo d águ Figur 3. Número de perfilhos () e folhs () de plnts de rroz os 7 dis, pós emergêni (DAE). R. Brs. Ci. Solo, 37: , 213

8 IMPACTO DO MANEJO DA ÁGUA NA TOXIDEZ POR FERRO NO ARROZ IRRIGADO POR ALAGAMENTO 1233 de mromoléuls iológis omo proteíns, áidos nuleios e lipídios de memrn (Hlliwell & Gutteridge, 1984). A regenerção do átomo de íon ferroso pode oorrer pel reção de Her-Weiss, om redução do íon férrio prtir do ânion superóxido, tornndo produção de rdiis hidroxils um proesso ílio (Floyd, 1983). Em folhs destds de rroz sumetids níveis tóxios de Fe, ltos níveis de peroxidção lipídi form detetdos, indindo oxidção de lipídeos usd por rdiis livres, gerdos pelo úmulo elulr de Fe (Fng et l., 21), em omo pelo umento n tividde de peroxidses, envolvids n detoxifição de peróxido de hidrogênio (Fng & Ko, 2). O perentul de folhs om sintoms de ronzemento os 5, 6 e 7 DAE demonstrrm que os trtmentos em que entrd d águ oorreu no estádio V2-V3 (T1 e T3) form os que presentrm os miores níveis de dno, priniplmente os 5 e 6 DAE. O mior perentul de folhs tingids om sintoms de toxidez por Fe no T1 oorreu os 5 DAE do rroz, enqunto pr os demis mnejos oorreu os 7 DAE (Figur 5) () 42 DAE 4,5 4,5 4,12 3,68 4,51 A onentrção elevd de Fe 2+ n solução do solo no T1 ns semns nteedentes à ontgem de sintoms (31 e 41 DAE) pode estr reliond à intens mnifestção dos sintoms de toxidez por Fe os 5 DAE. Nos trtmentos T2 e T4, o preimento do mior perentul de folhs om sintoms de toxidez oorreu mis trdimente por us do mnejo diferenido d águ, que promoveu o preimento desses sintoms em fses mis trdis d ultur, diminuindo os risos de perds (Figur 5). Qundo entrd d águ oorreu no estádio V2-V3, houve intens mnifestção de sintoms ns folhs, que foi minimizdo om relizção d drengem no T3, o que onferiu um gru intermediário de mnifestção de sintoms, enqunto no T1 presenç de sintoms foi intens. As plnts de rroz ultivds no T5 não presentrm presenç de sintoms de toxidez por Fe (Figur 5). Este trlho de se se propôs estudr o efeito do mnejo d águ de irrigção em miente ontroldo e solo representtivo d região produtor de rroz do RS, visndo reduzir toxidez por Fe ns plnts. Este estudo servirá de se pr elorção de novos estudos de mpo, plindo os trtmentos que demonstrrm resultdos expressivos. O estudo demonstrou que determindos trtmentos de mnejo de irrigção reduzem onentrção de Fe n solução do solo, diminuem toxidez por Fe ns plnts e, onsequentemente, limitm os efeitos deletérios do exesso de Fe nos prâmetros de plnt (perfilhos, Mss de mtéri se, g/vso () 7 DAE 39,6 4,1 33,8 37,8 44,1 T1 T2 T3 T4 T5 Mnejo d águ Figur 4. Produção de mtéri se d prte ére de dus plnts de rroz oletds os 42 dis () e ds dus plnts restntes, os 7 () dis, pós emergêni (DAE). Folh om sintom, % # d # # # Di pós emergêni, DAE T1- Algmento no estádio v2-v3 T2- Algmento no estádio v6-v7 T3- T1 e drengem no estádio v1-v11 T4- T2 e drengem no estádio v1-v11 T5- T1 e drengens nos estádios v8-v9 e v1-v11 Figur 5. Perentul de folhs om sintoms de toxidez por ferro os 5, 6 e 7 dis, pós emergêni (DAE) do rroz ultivdo em diferenidos mnejos d águ. # Não presentou sintoms visuis de toxidez. R. Brs. Ci. Solo, 37: , 213

9 1234 Fin Shmidt et l. folhs, produção de mtéri se), que definem produção finl d ultur. Futuros estudos de mpo, visndo vlidr o experimento de s de vegetção, são neessários pr vlição de prâmetros produtivos omo o rendimento de grãos. CONCLUSÕES 1. A relizção de drengens o longo do ilo vegettivo do rroz umentou os vlores do potenil de oxirredução e reduziu onentrção de Fe 2+ n solução do solo, enqunto o lgmento trdio desloou máxim lierção do Fe 2+ pr estádios fenológios mis vnçdos do rroz. 2. O uso de drengens durnte o período vegettivo do rroz foi efiiente no ontrole d toxidez por exesso de ferro no rroz ultivdo em solo lgdo. LITERATURA CITADA ABU, M.B.; TUCKER, E.S.; HARDING, S.S. & SESAY, J.S. Culturl prties to redue iron toxiity in rie. Rie Res. News., 14:19-19, ALISON, L.E. Orgni ron. In: BLACK, C.A., ed. Methods of soil nlysis. Mdison, Amerin Soiety of Agronomy, p AUDEBERT, A. & SAHRAWAT, K.L. Mehnisms for iron toxiity tolerne in lowlnd rie. J. Plnt Nutr., 23: , 2. BARTLETT, R.R. & JAMES B.R. Redox hemistry of soils. In: SPARKS, D.A., ed. Advnes in gronomy. Sn Diego, Ademi Press, p BECANA, M.; MORAN, J.F. & ITURBE-ORMAETXE, I. Irondependent oxygen free rdil genertion in plnts sujeted to environmentl stress: toxiity nd ntioxidnt protetion. Plnt Soil, 21: , BECKER, M. & ASCH, F. Iron toxiity - Conditions nd mngement onepts. J. Plnt Nutr. Soil Si., 168: , 25. CHEEMA, S.S.; CHAUDHARY, U.; TAKKAR, P.N. & SHARMA, B.D. Effet of dtes of trnsplnting on uptke of mironutrients y rie ultivrs of different growth stges. J. Res. Punj Agri. Univ., 27:199-26, 199. CHENG, Y.-Q.; YANG, L.-Z.; CAO, Z.-H. & YIN, S. Cronosequentil hnges of seleted pedogeni properties in pddy soils s ompred with non-pddy soils. Geoderm, 151:31-41, 29. COMISSÃO DE QUÍMICA E FERTILIDADE DO SOLO - CQFSRS/SC. Mnul de dução e lgem pr os Estdos do Rio Grnde do Sul e de Snt Ctrin. 1.ed. Porto Alegre, SBCS - Núleo Regionl Sul/UFRGS, 24. 4p. COUNCE, P.A.; KEISLING, T.C. & MITCHELL, A.J. A uniform, ojetive, nd dptive system for expressing rie development. Crop Si., 4: , 2. DORAN, G.; EBERBACH, P. & HELLIWELL, S. The impt of rie plnt roots on the reduing onditions in flooded rie soils. Chemosphere, 63: , 26. EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA - EMBRAPA. Centro Nionl de Pesquis de Solos. Sistem rsileiro de lssifição do solo. 2.ed. Rio de Jneiro, p. FANG, W.C. & KAO, C.H. Enhned peroxidse tivity in rie leves in response to exess iron, opper nd zin. Plnt Si., 158:71-76, 2. FANG, W.C.; WANG, J.W.; LIN, C.C. & KAO, C.H. Iron indution of lipid peroxidtion nd effets on ntioxidtive enzyme tivities in rie leves. Plnt Growth Regul., 35:75-8, 21. FLOYD, R.A. Diret demonstrtion tht ferrous iron omplexes of di- nd triphosphte nuleotides tlyse hydroxyl free rdil formtion from hydrogen peroxide. Arh. Biohem. Biophys., 225:263-27, GOMES, A.S.; SOUSA, R.O.; DIAS, A.D.; MACHADO, M.O. & PAULETTO, E.A. A prolemáti d toxiidde do Fe em rroz irrigdo no RS. In: REUNIÃO NACIONAL DE PESQUISA DE ARROZ, 199, Goiâni. Anis Goiâni, CNPAF/Emrp, 199. p.116. HALLIWELL, B. & GUTTERIDGE, J.M.C. Oxygen toxiity, oxygen rdils, trnsition metls nd disese. Biohem. J., 219:1-14, INSTITUTO RIO GRANDENSE DO ARROZ - IRGA. Ddos de sfr. Porto Alegre. Disponível em: < Aesso em: 2 out. 29. JACKEL, U.; SCHNELL, S. & CONRAD, R. Effet of moisture, texture nd ggregte size of pddy soil on prodution nd onsumption of CH 4. Soil Biol. Biohem., 33: , 21. KIRK, G.J.D. The iogeohemistry of sumerged soils. Los Bnõs, Reserh Institute, p. KÖGEL-KNABNER, I.; AMELUNG, W.; CAO, Z.; FIEDLER, S.; FRENZEL, P.; JAHN, R.; KALBITZ, K.; KÖLBL, A. & SCHLOTER, M. Biogeohemistry of pddy soils. Geoderm, 157:1-14, 21. KRÜGER, M.; FRENZEL, V. & CONRAD, R. Miroil proesses influening methne emission from rie fields. Glol Chnge Biol., 7:49-63, 21. MACHADO, A. & CONCEIÇÃO, A.R. Progrm esttístio WinStt: Sistem de nálise esttístio pr Windows, versão 2.. Pelots, 22. MEHRA, O.P. & JACKSON, M.L. Iron oxide removl from soil nd lys y dithionite-itrte system uffered with sodium ironte. Clys Cly Miner., 5: , 196. NIEROP, K.G.J.; JANSEN, B. & VERSTRATEN, J.A. Dissolved orgni mtter, luminium nd iron intertions: preipittion indued y metl/ron rtio, ph nd ompetition. Si. Totl Environ., 3:21-211, 22. R. Brs. Ci. Solo, 37: , 213

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