Aproveitamento do nitrogênio (15N) da crotalária e do milheto pelo milho sob plantio direto em Latos (página 2)

O experimento foi conduzido na fazenda experimental da Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira – UNESP, Selvíria, MS, cujas coordenadas geográficas são 51°22'W e 20°22'S, com 335m de altitude, apresentando média anual de 24,5°C, 1.370mm e 64,8%, respectivamente, para temperatura, precipitação e umidade relativa. O solo do local foi classificado como Latossolo Vermelho distrófico (LVd), fase cerrado tropical subcaducifólio (EMBRAPA, 1999), contendo 530g kg^-1 de argila na camada de 0 a 0,20m. O experimento foi conduzido nos anos agrícolas 2001/02 e 2002/03, em áreas individuais, com o mesmo histórico de uso e manejo, apresentando 19 anos de plantio convencional com culturas anuais e os últimos cinco anos em SPD, tendo sido cultivadas com arroz no último ano agrícola (2000/01). Na caracterização química do solo, em amostras coletadas em julho de 2001 e julho de 2002, encontrou-se nas camadas de 0 a 0,10 e 0,10 a 0,20m, respectivamente: pH (CaCl₂) 5,1 e 4,7; N total 0,9 e 0,8g kg^-1; M.O. 20,4 e 17,7g dm^-3; P (resina) 13,6 e 5,5mg dm^-3; Ca 18,5 e 10,0mmol_c dm^-3; Mg 16,2 e 7,2mmol_c dm^-3; K 2,9 e 1,3mmol_c dm^-3; H+Al 23,3 e 27,2mmol_c dm^-3; S 6,6 e 6,1mg dm^-3; SB 37,6 e 18,5mmol_c dm^-3; CTC 60,9 e 45,7mmol_c dm^-3 e V de 61,7 e 40,5%.

O delineamento experimental foi o de blocos casualizados com 15 tratamentos e quatro repetições, dispostos em esquema fatorial 5 x 3, sendo cinco doses de N-uréia: 0, 30, 80, 130 e 180kg ha^-1, aplicando-se, exceto para a testemunha, 30kg ha^-1 de N na semeadura e o restante no estádio quatro folhas expandidas e três sistemas de cobertura: crotalária e milheto, marcados com ¹⁵N e o solo em pousio na entressafra. As parcelas experimentais constituíram-se de oito linhas espaçadas de 0,80m, com 7,0m de comprimento, considerando-se como área útil as quatro linhas centrais, desprezando-se 1,0m nas extremidades.

A crotalária e o milheto foram semeados mecanicamente em 17/09/01, no primeiro ano agrícola, e em 14/09/02, no segundo. A crotalária foi semeada na densidade de 30 a 40 sementes por m², com espaçamento de 0,40m entre linhas. Para o milheto, foi utilizada a variedade BN 2, em linhas espaçadas de 0,17m, na dose de 20kg ha^-1 de sementes. A marcação isotópica do milheto e da crotalária foi realizada no campo, em área adjacente à do experimento, utilizando-se a dose de 30kg ha^-1 de N-uréia, enriquecida em 10% de átomos de ¹⁵N em excesso, exceto para o milheto no segundo ano agrícola, em que se utilizou a mesma dose, porém com um enriquecimento de 5% de átomos de ¹⁵N em excesso. Os tratamentos que receberam milheto ou crotalária marcados tiveram microparcelas próprias, dentro das respectivas parcelas, de 1,0 x 2,40m (três linhas de milho de 1,0 x 0,80m). A parte aérea das plantas não marcadas destas microparcelas foi substituída pela parte aérea das plantas marcadas com ¹⁵N, previamente fragmentadas com facão, tentando simular o triturador de palha (triton), que foi passado em toda a área do experimento em 30/11/01 e 26/11/02. Realizou-se irrigação suplementar por aspersão nos períodos de estiagem prolongada para as plantas de cobertura.

As semeaduras do milho foram realizadas mecanicamente em 05/12/01, no primeiro ano agrícola, e em 28/11/02, no segundo, utilizando-se o híbrido simples Pioneer 30F80, de ciclo semiprecoce, numa densidade de 65.000 sementes por hectare. A adubação de semeadura foi de 105kg ha^-1 de P₂O₅, 60kg ha^-1 de K₂O e 4kg ha^-1 de Zn, aplicadas a 0,05m abaixo e ao lado das sementes. As coberturas nitrogenadas foram realizadas manualmente, em um sulco superficial a 0,20m da linha da cultura, e coberta com uma camada de solo no dia 28/12/01, no primeiro ano agrícola, e em 20/12/02, no segundo. As produtividades de matéria seca da parte aérea das plantas de cobertura do solo foram determinadas em quatro amostras de 0,25m², coletadas com auxílio de uma armação metálica na área útil das parcelas, um dia antes do seu manejo mecânico, retirando-se também amostras para avaliar o teor de N, que foi determinado conforme metodologia descrita em MALAVOLTA et al. (1997). Nestas mesmas amostras, foi determinado também o teor de C, por meio da combustão via seca a 1.400°C no aparelho LECO C/N. A altura da planta de milho foi determinada, por ocasião da maturação fisiológica, medindo a distância entre o colo da planta e a inserção da última folha. Para a altura da espiga, foi considerada a distância entre o colo da planta e a inserção da espiga principal (superior), em amostras de 10 plantas, na área útil da parcela. As colheitas foram realizadas no final do mês de abril, coletando-se manualmente as espigas das quatro linhas centrais da área útil da parcela com os dados transformados em kg ha^-1, a 13% de umidade.

Para análise do enriquecimento isotópico em % de átomos de ¹⁵N e N total nos grãos e na parte aérea do milho, foram coletadas, após a maturação fisiológica dos grãos, três plantas na linha central das microparcelas. As espigas foram debulhadas manualmente e o restante da parte aérea, a palha (colmos, folhas, bainha, pendões, sabugos cabelos e palhas da espiga) foi fragmentada, retirando-se uma amostra para as análises isotópicas, que foram determinadas em espectrômetro de massa (IRMS), interfaceado com um analisador elementar de N no Laboratório de Isótopos Estáveis do CENA/USP, conforme metodologia descrita em BARRIE & PROSSER (1996). A determinação da eficiência de utilização do N da crotalária e do milheto baseou-se no princípio da diluição isotópica, utilizando-se a seguinte seqüência de cálculos:

a) Nitrogênio acumulado (NA)

Onde,

NA = Nitrogênio acumulado (kg ha^-1); N = Concentração de nitrogênio (g kg^-1); MS = Matéria seca do milho (kg ha^-1).

b) Percentagem de nitrogênio no milho proveniente dos adubos verdes (%NMPAV)

c) Quantidade de nitrogênio no milho proveniente dos adubos verdes (QNMPAV, kg ha^-1).

d) Aproveitamento (%AP) do nitrogênio dos adubos verdes

Onde,

QNA = quantidade de nitrogênio aplicado como adubo verde marcado (kg ha^-1).

Os dados foram submetidos à análise de variância, aplicando-se o teste F, à comparação de médias pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade de erro e à análise de regressão.

O milheto marcado com ¹⁵N (Tabela 1), em ambos os anos agrícolas, apresentou maior enriquecimento em % de átomos em excesso em relação à crotalária. Isso ocorreu apesar de, no segundo ano agrícola, ter sido utilizada para a sua marcação uréia com menor enriquecimento (5% em átomos de ¹⁵N em excesso), em virtude do alto enriquecimento (4,299% em átomos de ¹⁵N) obtido no primeiro ano agrícola, o que é desnecessário para estudo do aproveitamento do N pelo milho (AMBROSANO et al., 2003). O menor enriquecimento em ¹⁵N da crotalária comparado ao do milheto provavelmente foi em razão da fixação biológica de N² atmosférico, a qual normalmente aumenta muito após os 40 dias da sua germinação, que ficou caracterizado visualmente pela nodulação radicular, promovendo, assim, a diluição do ¹⁵N pelo influxo de ¹⁴N (AMBROSANO et al., 1997). Por outro lado, a maior produtividade de matéria seca da crotalária em relação à do milheto, em média superior a 2,40Mg ha^-1, certamente também contribuiu para a diluição do ¹⁵N. A crotalária apresentou também maior teor de N na matéria seca, o que é comum em função de ser uma leguminosa, podendo adquirir N² atmosférico pela fixação simbiótica (AMADO et al., 2002). Ressalta-se que, embora as quantidades de matéria seca da parte aérea de crotalária e milheto adicionadas nas microparcelas fossem equivalentes àquelas das parcelas, as quantidades de N e a sua relação C/N provavelmente devem ter sido diferentes, especialmente no milheto, devida terem a sido adubadas com 30kg ha^-1 de N.

As doses de N e as plantas de cobertura do solo influenciaram significativamente na altura de planta, na altura de inserção da espiga e na produtividade de grãos de milho, em ambos os anos agrícolas (Tabela 2). Para a produtividade de grãos, houve também interação significativa entre doses de N versus sistemas de cobertura do solo. Os maiores valores para a altura da planta e da inserção da espiga foram para o milho cultivado em sucessão à crotalária, diferindo estatisticamente da sucessão pousio-milho e milheto-milho, as quais não diferiram entre si. Isto se deve provavelmente à maior adição de N ao solo pela crotalária, e também à maior mineralização desse N, em função da menor relação C/N dessa espécie em relação ao milheto e à vegetação espontânea do pousio (Tabela 1). Resultados semelhantes com maior disponibilidade e absorção de N para o milho em sucessão a leguminosas foram também encontrados em outros estudos (GONÇALVES et al., 2000; AITA et al., 2001; CERETTA et al., 2002).

Quanto às doses de N, a altura de planta aumentou de forma quadrática como incremento da dose aplicada, sendo que a mesma tendência ocorreu em relação à altura de inserção da espiga, indicando que esta variável está intimamente associada à altura da planta. SÁ (1996), estudando a combinação das doses 0, 30 e 60 kg ha^-1 de N na semeadura do milho com as doses de 0,60 e 120 em cobertura, aos 35 e 55 dias após a semeadura, também verificou redução de crescimento das plantas no nível de 0kg ha^-1 de N, sendo que a aplicação de 30 kg ha^-1 de N na semeadura eliminou a deficiência inicial de N, devido à imobilização.

Verifica-se, nas figuras 2a e 2b, que a quantidade de N na planta de milho (palha + grãos) proveniente da parte aérea dos adubos verdes crotalária e milheto (QNMPAV), em ambos os anos agrícolas, aumentou com o incremento da dose de N. O milho cultivado em sucessão à crotalária apresentou um comportamento linear, sendo que, na média dos dois anos, o N proveniente da leguminosa foi de 27,2kg ha^-1. Para o milho em sucessão ao milheto, no segundo ano agrícola, a QNMPAV aumentou de forma quadrática, no entanto, independente da dose de N inorgânico aplicada, a QNMPAV em média, para os dois anos agrícolas foi inferior à 6kg ha^-1.

O aproveitamento do N da crotalária pelo milho aumentou de forma linear com o incremento da dose de N-uréia aplicada, variando de 12,9 a 17,2% no primeiro ano agrícola (Figura 2c) e de 12,0 a 21,2% no segundo (Figura 2d). Esses valores são próximos aos observados para o aproveitamento do N de leguminosas por SCIVITTARO et al. (2003), de 10 a 14%. Ao contrário do verificado no presente estudo, SCIVITTARO et al. (2000) não observaram influência da associação de adubos verdes com uréia sobre a utilização do N de adubos verdes, discordando dos resultados obtidos por HESTERMAN et al. (1987), que também verificaram um efeito sinérgico, semelhante ao deste estudo. No entanto, a maioria dos estudos demonstram que a maior proporção do N dos adubos verdes acumula-se no solo, predominantemente sob forma de N orgânico (JENKINSON et al., 1985; HARRIS & HESTERMAN, 1990). A magnitude de respostas ao aproveitamento do N de adubos verdes pelo milho deve-se, principalmente, às distintas condições edafoclimáticas, sobretudo o potencial de fornecimento deste nutriente pelo solo (SCIVITTARO et al., 2000; MURAOKA et al., 2002).

Para o milho em sucessão ao milheto, independente da dose de N aplicada, o aproveitamento do N foi inferior ao do N da crotalária, variando de 3,4 a 5,9% (Figura 2c) no primeiro ano agrícola, e de 7,2 a 11,9% (Figura 2d) no segundo. O relativo baixo aproveitamento pelo milho do N dessas espécies pode ser atribuído principalmente à lenta liberação do N de adubos verdes, sobretudo de gramíneas, pela sua maior relação C/N, seguindo, assim, um padrão gradual de mineralização (MURAOKA et al., 2002). Esse fato é favorecido ainda pela não incorporação dos resíduos em SPD (SÁ, 1996; AMADO et al., 2002; LARA CABEZAS et al., 2004).

Apesar da tendência ao aumento tanto na QNMPAV como no aproveitamento do N do milheto com o incremento da dose de N, no primeiro ano agrícola, os dados não se ajustaram a nenhum modelo testado. O menor aproveitamento do N do milheto sem a aplicação de N mineral (inferior a 6%) comparado ao do N da crotalária (inferior a 13%), provavelmente foi devido à menor mineralização desta gramínea durante a fase de maior absorção e acúmulo de N pelo milho, em virtude da sua maior relação C/N. Isto fez com que os microrganismos utilizassem o N mineral para compor a sua biomassa, imobilizando temporariamente este nutriente para o milho (SÁ, 1996; LARA CABEZAS et al., 2004), podendo ter condicionado reimobilização do próprio N mineralizado (SALET et al., 1997; AMADO et al., 2002).

O aumento na dose de N inorgânico provavelmente contribuiu para acréscimo de N mineral na solução do solo, além de favorecer a atividade dos microrganismos, resultando em maior absorção de N pelo milho, condicionando uma maior produtividade de grãos e aproveitamento do N dos adubos verdes. Resultados nesse sentido foram também observados por AITA et al. (2001), verificando efeito positivo do fertilizante inorgânico sobre a utilização do N de resíduos de leguminosas. Por outro lado, podem ter ocorrido perdas de N mineralizado dos adubos verdes pelos processos de lixiviação, volatilização, desnitrificação e erosão. Além disso, não foi considerado o N contido no sistema radicular do milho, podendo, portanto, a contribuição ser superior à observada neste estudo, visto que grande parte do N do adubo verde absorvido pelo milho fica retido nas suas raízes (AZAM et al., 1995).

Embora a QNMPAV crotalária sem a aplicação de N-uréia tenha sido, na média dos dois anos agrícolas, de 21,1kg ha^-1 de N (Figura 2a e 2b), a produtividade de grãos de milho no primeiro ano agrícola (Figura 1a), nessa sucessão (6,41Mg ha^-1), equivaleria à mesma produtividade com a aplicação de 60,5kg ha^-1 de N-uréia para o milho cultivado no solo em pousio e de 89,0kg de N-uréia para o milho em sucessão ao milheto. Já no segundo ano agrícola, a produtividade somente com o uso de crotalária (5,92Mg ha^-1) equivaleria à produtividade com a aplicação de 51,0 e de 57,0kg ha^-1 de N-uréia (Figura 1b), respectivamente, para o milho cultivado no solo em pousio e em sucessão ao milheto. Observa-se ainda que, mesmo com a aplicação de 30kg ha^-1 de N na semeadura, a produtividade do milho em sucessão ao solo em pousio e ao milheto foi baixa quando comparada à da crotalária, indicando que essa dose pode ter sido insuficiente para suprir a demanda da planta em função do processo de imobilização e da mais lenta mineralização que geralmente ocorre no SPD, sobre resíduos de alta relação C/N (SÁ, 1996; SALET et al., 1997; CERETTA et al., 2002).

A partição média do N absorvido do milheto e da crotalária foi semelhante, em média, 36% na palha e 64% nos grãos, demonstrando que essa característica é de alta herdabilidade e mais dependente do genótipo do que das condições externas do meio ou da quantidade de N absorvida. Partição de N na planta semelhante também foi observada em outros estudos, tanto em plantio direto como em convencional (COELHO et al., 1991; TIMMONS & BAKER, 1992; SOUSA & LOBATO, 2004). Verifica-se que grande parte do N da crotalária e do milheto (36%) absorvido pelo milho foi restituído ao solo por meio dos resíduos culturais. Ressalta-se ainda que a porção de N dos adubos verdes que retorna ao solo deve ser superior à observada, por não estar sendo considerado o N contido no seu sistema radicular e no do milho.

O nitrogênio inorgânico promoveu um efeito sinérgico na quantidade de N absorvida e no aproveitamento pelo milho do N da crotalária e do milheto. A crotalária, na média dos dois anos agrícolas, proporcionou, no milho cultivado sem a aplicação de N, um efeito equivalente à aplicação de 56,0 e 73,0kg ha^-1 de N-uréia, comparado ao do milho cultivado no solo em pousio e em sucessão ao milheto, respectivamente. A produtividade de grãos aumentou de forma quadrática em função das doses de N, nos dois anos agrícolas, sendo que a altura da planta e da inserção da espiga foram superiores no milho em sucessão à crotalária.

À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), pela concessão de bolsa ao pesquisador Silva.

Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), pela concessão de bolsa aos pesquisadores Muraoka, Buzetti, Veloso e Trivelin.

Parte da Tese de Doutorado em Ciências do primeiro autor. Programa de Pós-graduação em Ciências, Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA), Universidade de São Paulo (USP). Financiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) e pela International Atomic Energy Agency (IAEA).

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