DISPONIBILIDADE DE NITROGÊNIO NO SOLO E ADUBAÇÃO NITROGENADA DO ALGODOEIRO, EM FUNÇÃO DE CULTURAS ANTECESSORAS 1

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1 DISPONIBILIDADE DE NITROGÊNIO NO SOLO E ADUBAÇÃO NITROGENADA DO ALGODOEIRO, EM FUNÇÃO DE CULTURAS ANTECESSORAS 1 Maria da Conceição Santana Carvalho (Embrapa Algodão / mcscarva@cnpa.embrapa.br), Kézia de Assis Barbosa (Fundação GO); Marisa de C. Picclo (CENA/USP), Claudia Vieira Brasil (CENA/USP), Aexandre Cunha de Barcellos Ferreira (Embrapa Algodão), André da Silva Teobaldo (Fundação GO) RESUMO - Com o objetivo de avaliar os efeitos de doses de N sobre o algodoeiro, cultivado após as culturas da soja, do milho e de gramíneas forrageiras, nas condições do Cerrado goiano, foi conduzido, em Santa Helena de Goiás, o presente trabalho. Foram estudadas culturas antecessoras (algodão, Brachiaria decumbe, milho e soja), dispostas em faixas (parcelas) e cinco doses de nitrogênio em cobertura (0, 40, 80, 120 e 160 kg/ha de N), distribuídas nas subparcelas, totalizando vinte tratamentos. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, com quatro repetições. A quantidade de N mineralizado dos resíduos das culturas de algodão e soja, independente da velocidade de decomposição, foi suficiente para suprir a demanda do algodoeiro, no patamar de produção alcançado. O algodoeiro cultivado em sucessão à braquiária acumulou menor quantidade de N em suas folhas, cresceu menos, reteve maior número de capulhos, foi mais produtivo e apresentou maior rendimento de fibra, comparado com a monocultura de algodão e a sucessão à soja e ao milho. Durante o ciclo do algodoeiro, a presença de resíduos de soja favoreceu a mineralização líquida do nitrogênio do solo, tornando-o disponível nos primeiros estádios de desenvolvimento da planta. Palavras-chave: Gossypium hirsutum; sucessão de culturas, biomassa microbiana do solo. INTRODUÇÃO A recomendação de adubação com nitrogênio (N) em função da análise de solo ou análise foliar é uma tarefa muito difícil devido à dinâmica desse nutriente no solo, pois mais de 95% do nitrogênio do solo encontra-se na forma orgânica, enquanto apenas uma pequena parte está disponível nas formas de amônio e nitrato, que são absorvidas pelas plantas (STEVENSON, 1986). Por outro lado, resultados de experimentos de campo com o algodoeiro têm demotrado que é possível relacionar a resposta ao nitrogênio com a inteidade do uso da área e com o potencial de produtividade (SILVA e RAIJ, 1996; SOUZA e LOBATO, 2004). O entendimento dos mecanismos biogeoquímicos que mantêm a fertilidade do solo são extremamente importantes para implementar o seu manejo. As taxas líquidas de mineralização e nitrificação do N do solo são importantes indicadores da sua fertilidade, pois refletem a capacidade do solo em fornecer este nutriente para o crescimento das plantas. Na presença de resíduos com baixa concentração de N existe potencial de imobilização de N do solo, enquanto os resíduos com alta concentração de N promovem a mineralização do N no solo (JIGGOU e BAKKEN, 1997). Assim, quando o algodoeiro é cultivado no sistema plantio direto, especialmente em sucessão a gramíneas, a imobilização de nitrogênio pela biomassa microbiana pode ser um dos fatores respoáveis pela maior 1 Apoio financeiro: FIALGO, EMBRAPA, FUNDAÇÃO GO e FAPESP

2 demanda de nitrogênio mineral. Já no caso de algodão cultivado após a soja, estima-se que a adubação nitrogenada possa ser reduzida em até 20% (FERREIRA e CARVALHO, 2005). Os objetivos desse trabalho foram: 1) verificar se ocorre resposta diferenciada do algodoeiro à aplicação de doses de nitrogênio, em função da cultura antecessora no sistema de produção; e 2) avaliar a variação de nitrogênio inorgânico no solo e sua relação com o nitrogênio da biomassa microbiana, em função das culturas antecessoras ao algodoeiro na sucessão de culturas. MATERIAL E MÉTODOS O experimento foi italado na área experimental da Fundação GO, em Santa Helena de Goiás, em esquema de faixas em parcelas subdivididas. O solo é classificado como Latossolo vermelho, com as seguintes características físicas e químicas, na camada 0-20 cm, antes da italação do experimento: teores de argila, silte e areia iguais a 450, 150 e 400 g/kg, respectivamente; ph (CaCl2)=5,4; P=12 mg/dm 3, MO=4,7 g/kg; teores de K +, Ca 2+, Mg 2+, H+Al 3+ e CTC (em cmolc/dm 3 ) iguais a 0,32, 5,5, 1,2, 4,7 e 11,7, respectivamente. A precipitação no período totalizou mm, sendo que 66,7% das chuvas ocorreram nos meses de dezembro, fevereiro e março. As culturas antecessoras (algodão, braquiária, milho e soja) dispostas em faixas formaram as parcelas, enquanto as cinco doses de nitrogênio em cobertura (0, 40, 80, 120 e 160 kg/ha de N) formaram as subparcelas, totalizando vinte tratamentos. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso com quatro repetições. Cada subparcela foi formada por seis linhas de 5 m de comprimento, utilizando-se as quatro linhas centrais como área útil. Na safra 2003/2004, a área foi cultivada com algodão. No verão da safra 2004/2005 foram cultivadas as culturas antecessoras (soja, milho, algodão e braquiária). A cultura da soja foi adubada, na semeadura, com 500 kg/ha de ,5% de Zn + 0,2% de B, e a produtividade foi de kg/ha. A cultura do milho recebeu, na semeadura, 450 kg/ha de ,5% de Zn + 0,2% de B, e em cobertura, aos 45 dias após a emergência, 400 kg/ha de ,4% de B, e a produtividade foi de kg/ha. A cultura do algodão recebeu, na semeadura, 450 kg/ha de ,5% de Zn + 0,2% de B, e em cobertura, aos 30 dias após a emergência (fase B1), 270 kg/ha de ,4% de B, e a mesma quantidade do fertilizante aos 45 dias após a emergência (fase F1), obtendo-se produtividade de kg/ha. No dia 12/12/2005, realizou-se o plantio mecanizado com a cultivar BRS Ipê, em espaçamento 0,90 m. A adubação de plantio foi com 450 kg/ha da formulação ,5% Zn + 0,45 B; portanto todas as parcelas receberam o equivalente a 18 kg/ha de N no sulco de semeadura. As doses de nitrogênio em cobertura foram aplicadas em duas partes iguais entre as fases ficológicas B1 e F1, a primeira em 20/01/2006 e a segunda em 15/02/2006. Em cada adubação de cobertura, foram aplicados o equivalente a 20 kg/ha de N, na forma de sulfato de amônio em todos os tratamentos, exceto na dose zero; o restante foi aplicado na forma de uréia. Nas duas coberturas, foram aplicados também 40 kg/ha de K2O, na forma de cloreto de potássio, e 0,9 kg/ha de boro, usando-se fertilizante granulado (10%B). Antes de cada adubação de cobertura, foram realizadas amostrage de solo na camada 0-20 cm para análise de N inorgânico (nitrato e amônio). Os teores de N inorgânico (N-NH4 + e N-NO3 - ) foram determinados pelo sistema automático de injeção de fluxo contínuo (RUZICKA e HANSEN, 1981), após extração de 10g de amostras frescas com 100 ml de KCl 2 mol L -1. Análises de biomassa microbiana C e N foram realizadas nas amostras coletadas antes da primeira cobertura (fase B1), de acordo com Brookes et al. (1985) e Vance et al. (1987). No período de pleno florescimento, em 25/03/2006, foram coletadas amostras de folha (5ª folha a partir do ápice da haste principal, com pecíolo) em todas as parcelas, para posterior análise química, de acordo com os métodos descritos em Malavolta et al. (1997). Antes das duas adubações de cobertura e da amostragem de folhas (no florescimento), realizaram-se leituras na 5ª folha, por meio do clorofilômetro portátil Minolta SPAD 502.

3 As análises químicas do solo foram realizadas de acordo com os métodos recomendados pela EMBRAPA (1997). Na colheita, em 22/06/206, foram avaliados o número de capulhos, o peso médio de um capulho, a produtividade de algodão em caroço e em pluma, a altura das plantas e a percentagem de pluma. RESULTADOS E DISCUSSÃO Independentemente das doses de N, o melhor desempenho do algodoeiro foi quando em sucessão à braquiária (Tab. 1), cuja produtividade, tanto em caroço como em pluma, foi, respectivamente, 28% e 31% superior à sucessão algodão-algodão. As plantas de algodão em sucessão à braquiária cresceram menos e acumularam menos N em suas folhas (Tab. 1); porém houve maior retenção de capulhos e maior rendimento de fibra, comparado com as outras culturas antecessoras. Esses resultados sugerem que houve melhor distribuição dos fotoassimilados para a produção de fibras, em detrimento do crescimento vegetativo. O algodoeiro cultivado após a soja apresentou o segundo melhor desempenho; as plantas desenvolveram-se rapidamente após a emergência, provavelmente devido à maior disponibilidade de nitrogênio, e atingiram a maior altura final (Tab. 1). Os maiores teores de P e S (Tab.1) nas folhas do algodoeiro, cultivado após a braquiária, sugerem melhor distribuição do sistema radicular do algodoeiro em profundidade, o que explicaria também a retenção de capulhos no terço superior das plantas e a maior produtividade, como resultado do aproveitamento da água armazenada em camadas mais profundas do solo ou ainda pela menor perda de água por evaporação, devido à manutenção da cobertura do solo. Na literatura existem relatos da eficiência da braquiária como bomba biológica, absorvendo nutrientes de camadas abaixo de 20 cm do solo e tornando-os disponíveis após a decomposição dos resíduos (SOUSA e LOBATO, 2005). Os menores teores de Mg na folha do algodoeiro foram observados quando em sucessão à braquiária e ao milho, o que pode ser explicado pela baixa CTC de raízes de gramíneas, que as tornam mais eficientes na absorção de cátio monovalentes, principalmente K +, em detrimento dos divalentes (RAO et al., 1996). A produtividade do algodoeiro em resposta às doses de N em cobertura dependeu da cultura antecessora (Tab. 1); não houve efeito significativo da adubação nitrogenada de cobertura quando estas foram algodão e soja, o que deve estar associado aos efeitos residuais dessas culturas, que são ricos em proteínas, sobretudo a soja. Quando as culturas antecessoras foram braquiária e milho, houve aumento de produtividade e, com o ajuste das equações quadráticas, as doses de N em cobertura que possibilitaram as máximas produtividades de algodão em caroço foram estimadas em 94 kg/ha para braquiária e em 68 kg/ha, para a cultura do milho. A maior resposta do algodoeiro à adubação nitrogenada, tendo a braquiária como antecessora, pode ser explicada pela menor disponibilidade de nitrogênio do solo devido, provavelmente, à sua imobilização por maior período, tanto na biomassa da braquiária como pelos microrganismos do solo. Os maiores valores de biomassa microbiana C e N (Fig. 1), medidos na fase B1, foram obtidos no algodoeiro sobre palha de braquiária. Tais resultados sugerem elevada imobilização de N até aquele estádio de desenvolvimento do algodoeiro, o que pode ser confirmado pelo menor valor SPAD (Soil Plant Analyses Development), medido pelo clorofilômetro na fase B1, antes da adubação (Tab. 2). O valor SPAD (Tab. 2) medido com o clorofilômetro refletiu bem o estado nutricional em N, porém variou conforme o estádio de crescimento da planta, sendo que os valores máximos foram medidos na fase F1, pouco antes da segunda cobertura do algodoeiro. Confrontar com dados de literatura mais recentes sobre o assunto. Na fase B1, a taxa líquida de mineralização foi positiva (Tab. 3), apenas para a soja como cultura antecessora, sugerindo que o N foi disponibilizado mais cedo do que com as demais

4 antecessoras; no entanto, nesta fase, os teores de N inorgânico no solo foram semelhantes entre si. O maior valor SPAD na fase B1 com a soja como antecessora indica maior concentração de N nas folhas (Tab. 2). Já na fase F1, as taxas líquidas de mineralização de N do solo foram positivas, independente da cultura antecessora, indicando que o processo de mineralização foi maior que a imobilização. Os valores positivos de taxas líquidas de nitrificação significam que as condições químicas (ph, concentração de amônio) e físicas (umidade) do solo favoreceram a rápida traformação do amônio em nitrato. Como o algodoeiro cultivado após a soja não respondeu em produtividade às doses de N, mesmo havendo aumento do teor desse nutriente na folha (Tab. 1), pode-se inferir que a quantidade de N mineralizada dos resíduos dessa cultura, independente da velocidade de decomposição, foi suficiente para suprir a demanda das plantas, no patamar de produção alcançado. Tabela 1. Produtividade de algodão em caroço (A.caroço) e em pluma (Pluma), rendimento de fibra, altura de plantas, peso médio de um capulho (Pcap), número médio de capulhos por planta (Ncap) e teores foliares de macronutrientes, em função de culturas antecessoras e doses de nitrogênio. Santa Helena de Goiás, safra 2005/2006 Cultura antecessora/ Dose de N (kg/ha) Altura Pcap Ncap A.caroço Fibra Pluma N P K Ca Mg S (cm) (g) (kg/ha) (%) (kg/ha) g/kg Efeito geral de culturas antecessoras 1/ Algodão 130,1 c 5,1 ab 9,0 ab c 37,9 b 602 bc 40,6 a 3,3 b 14,4 a 29,9 b 4,8 a 4,1 b Braquiária 121,1 d 5,1 ab 10,5 a a 38,8 a 788 a 37,3 b 3,9 a 14,0 a 29,4 b 3,9 b 4,5 a Milho 136,5 b 4,9 b 7,9 b c 38,0 b 583 c 40,3 a 3,3 b 14,7 a 30,1 b 4,2 b 4,0 b Soja 144,3 a 5,3 a 8,2 b b 37,5 b 645 b 40,3 a 3,8 a 14,6 a 31,8 a 5,1 a 3,9 b Efeito geral de doses de N 0 130,1 5,1 7, , ,3 3,9 13,9 32,1 5,0 3, ,9 5,2 9, , ,3 3,6 13,9 29,7 4,3 4, ,9 5,2 9, , ,7 3,7 14,8 30,1 4,4 4, ,8 5,1 8, , ,3 3,4 14,7 29,1 4,3 4, ,2 5,1 9, , ,5 3,3 14,7 30,5 4,5 4,3 Análise de regressão 0,05 0,08 0, ,08 Culturas antecessoras vs. doses de N Algodão 0 128,5 5,1 6, , ,0 3,5 13,3 33,7 6,3 2, ,4 5,3 9, , ,6 3,3 13,3 29,1 4,4 4, ,4 5,3 10, , ,5 3,3 15,3 30,1 4,6 4, ,3 4,9 9, , ,6 3,2 14,7 26,5 4,5 4, ,1 4,9 9, , ,5 3,4 15,2 30,1 4,5 4,6 Análise de regressão 0,05 Braquiária 0 116,6 5,1 8, , ,0 4,5 14,2 31,4 3,7 4, ,8 4,9 10, , ,7 4,1 14,5 28,4 3,6 5, ,9 5,4 12, , ,6 4,1 13,8 29,5 4,0 4, ,3 5,2 9, , ,0 3,7 13,8 27,8 3,7 4, ,2 5,1 11, , ,0 3,3 13,7 29,7 4,6 4,3 Análise de EL < EL < EL < regressão 0,05 0,07 0,05 0,05 Milho 0 134,8 4,9 7, , ,4 3,4 13,7 29,6 4,5 2, ,3 5,0 7, , ,4 3,1 13,7 29,5 4,2 4, ,1 5,1 7, , ,2 3,5 15,3 28,7 3,9 4, ,1 4,9 8, , ,8 3,1 15,3 32,8 4,3 4,3

5 ,1 4,9 8, , ,9 3,3 15,5 30,1 4,2 4,5 Análise de regressão 0,10 0,10 Soja 0 140,6 5,3 7, , ,7 4,1 14,5 33,6 5,7 2, ,4 5,4 8, , ,6 4,0 14,2 32,0 5,0 4, ,3 5,2 9, , ,6 4,0 14,8 32,2 5,2 4, ,7 5,1 7, , ,6 3,5 15,0 29,3 4,6 4, ,5 5,4 7, , ,8 3,4 14,3 32,0 4,8 4,0 Análise de regressão 0,10 0,05 0,05 C.V. (%) 3,76 5,36 17,35 11,2 2,78 12,10 2,92 7,38 6,30 5,49 11,76 7,32 1/ Médias seguidas de mesma letra na coluna não diferem entre si pelo teste de Duncan, P<0,05; EQ = efeito quadrático; EL = efeito linear; = não-significativo. Biomassa C (mg/kg) A Algodão Braquiária Milho Soja Culturas antecessoras Biomassa N (mg/kg) Algodão Braquiária Milho Soja Culturas antecessoras Figura 1. Biomassa microbiana C (A) e biomassa microbiana N (B) do solo (camada 0-20 cm) medidas no tratamento testemunha (sem aplicação de N em cobertura) na fase B1 da cultura do algodoeiro, em função das culturas antecessoras. As barras verticais correspondem aos valores do erro padrão da média. Santa Helena de Goiás, safra 2005/2006. B Tabela 2. Valores SPAD da quinta folha do algodoeiro, medidos em três épocas, em função de culturas antecessoras e doses de nitrogênio em cobertura. Santa Helena de Goiás, safra 2005/2006. Culturas antecessoras Época/Dose de N (kg/ha) Média Algodão Braquiária Milho Soja Antes da 1 a cobertura (fase B1) 0 42,9 a 40,8 b 41,2 b 44,1 a 42,2 C Antes da 2 a cobertura (fase F1) 0 52,5 50,0 48,9 53,5 51,2 80 1/ 53,8 53,4 51,3 55,3 53, / 53,7 53,1 52,0 56,1 53,7 Média 53,3 ab 52,2 bc 50,7 c 55,0 a 52,8 A No florescimento 0 48,6 47,5 49,2 48,6 48, ,1 49,1 49,7 50,6 50, ,5 49,9 49,3 52,1 51,4

6 120 51,5 50,9 50,6 52,5 51, ,8 52,1 49,9 52,3 51,5 Análise de regressão EQ< EQ< EQ< EQ< Média 51,1 a 49,9 b 49,7 b 51,2 a 50,6 B 1/ Na época da leitura, havia sido aplicado a metade da dose de N, na primeira adubação de cobertura Médias seguidas de mesma letra minúscula (na linha) e maiúscula (na coluna) não diferem pelo teste de Duncan, P<0,05 CONCLUSÕES - O algodoeiro em sucessão à soja e ao algodão necessita de menor quantidade de fertilizante nitrogenado, em comparação com a sucessão à braquiária e ao milho. - O algodoeiro cultivado em sucessão à braquiária acumula menor quantidade de N em suas folhas, cresce menos, retém maior número de capulhos, é mais produtivo e apresenta maior rendimento de fibra, comparado com a monocultura de algodão e a sucessão à soja e ao milho. - Durante o ciclo do algodoeiro a presença de resíduos de soja favorece a mineralização líquida do nitrogênio do solo, tornando-o disponível nos primeiros estádios de desenvolvimento da planta. Tabela 3. Teores de nitrogênio mineral e taxas líquidas de mineralização e nitrificação do nitrogênio do solo (camada 0-20 cm) com seus respectivos erros padrão da média, em função das culturas antecessoras (tratamento testemunha, sem adubação nitrogenada de cobertura). Santa Helena de Goiás, safra 2005/2006 Época/ C. Antecessora N-NO3 - N-NH4 + N-(NO3 - + NH4 + ) Taxa de mineralização Taxa de nitrificação mg/kg solo seco mg/kg solo/dia Antes da 1 a cobertura (fase B1) Algodão 6,0 ± 0,72 3,5 ± 0,57 9,5 ± 1,26-0,42 ± 0,26-0,04 ± 0,19 Braquiária 3,7 ± 0,62 5,0 ± 0,73 8,6 ± 1,12-0,30 ± 0,12 0,00 ± 0,09 Milho 4,5 ± 0,60 5,4 ± 0,83 9,9 ± 1,01-0,49 ± 0,21-0,02 ± 0,10 Soja 2,6 ± 0,18 3,8 ± 0,45 6,5 ± 0,53 0,11 ± 0,13 0,17 ± 0,09 Antes da 2 a cobertura (fase F1) Algodão 2,5 ± 0,44 5,7 ± 0,09 8,2 ± 0,42 0,06 ± 0,04 0,18 ± 0,06 Braquiária 2,0 ± 0,12 3,7 ± 0,16 5,7 ± 0,27 0,62 ± 0,09 0,36 ± 0,02 Milho 2,2 ± 0,13 3,0 ± 0,19 5,2 ± 0,07 1,03 ± 0,11 0,40 ± 0,02 Soja 2,1 ± 0,24 4,7 ± 0,86 6,7 ± 1,10 0,10 ± 0,10 0,22 ± 0,11 CONTRIBUIÇÃO PRÁTICA E CIENTÍFICA DO TRABALHO As pesquisas focalizando a adubação nitrogenada do algodoeiro coiderando o seu cultivo dentro de programas de rotação de culturas são escassas, especialmente as que englobam avaliações de produtividade, estado nutricional das plantas e microbiologia do solo. Esse tipo de informação é fundamental para aprimorar o manejo da fertilidade do solo e da adubação do algodoeiro ierido nos sistemas de produção do Cerrado brasileiro. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BROOKES, P.C.; LANDMAN, A.; PRUDEN, B.; JENKINSON, D.S. Chloroform fumigation and the release of soil nitrogen: a rapid direct extraction method to measure microbial biomass nitrogen in soil. Soil Biology and Biochemistry, v.17, p , EMBRAPA Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Centro Nacional de Pesquisa de Solos. Manual de métodos de análise de solo. Rio de Janeiro: EMBRAPA-CNPS, p. (Documentos, 1)

7 FERREIRA, G.B; CARVALHO, M.C.S. Adubação do Algodoeiro no Cerrado: com resultados de pesquisa em Goiás e Bahia. Campina Grande: Embrapa Algodão, p. (Embrapa Algodão. Documentos, 138). JIGGOU, W.; BAKKEN, L.R. Competition for nitrogen during mineralization of plants residues in soil: microbial respoe to C and N availability. Soil Biology & Biochemistry, v.29, p , MALAVOLTA, E.; VITTI, G.C.; OLIVEIRA, S.A. Avaliação do estado nutricional das plantas: princípios e aplicações. 2.ed. Piracicaba: POTAFOS, p. RAO, I.M.; KERRIDGE, P.C.; MACEDO, M.C.M. Nutritional requirements of Brachiaria and adaptation to acid soils. In: MILES, J.W.; MAASS, B.L.; VALLE, C.B. (Ed.) Brachiaria: biology, agronomy and, improvement. Cali: CIAT/EMBRAPA, p RUZICKA, J.; HANSEN, E.H. Flow injection analysis. New York: Wiley Interscience, p. SILVA, N.M.; RAIJ, B. van. Fibrosas. In: RAIJ, B. van; CANTARELLA, H.; QUAGGIO, J.A.; FURLANI, A.M.C. (Ed.) Recomendações de adubação e calagem para o Estado de São Paulo, 2.ed. Campinas: Itituto Agronômico/ IAC, Cap. 24, p (Boletim Técnico, 100) SOUSA. D.M.G.; LOBATO, E (Ed.). Cerrado: correção do solo e adubação. Planaltina: Embrapa Cerrados, p. STEVENSON, F.J. Cycles of soil: carbon, nitrogen, phosphorus, sulfur, micronutrients. New York: J. Wiley, p. SOUSA. D.M.G.; LOBATO. Fertilidade dos solos no Cerrado. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA DO SOLO, 30, Recife. Anais... Recife: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, CD ROM VANCE, E.D.; BROOKES, P.C.; JENKINSON, D.S. An extraction method for measuring soil microbial biomass C. Soil Biology and Biochemistry, v.19, p , 1987.