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Os toletes para o plantio (colmos-semente) marcados com 15N, contendo um nó (uma gema) mais metade do entre-nó inferior e metade do superior, foram obtidos do terço médio de colmos colhidos em ensaio prévio em campo, com a variedade NA-5679, sendo o solo fertilizado com uréia enriquecida no isótopo pesado de nitrogênio. A colheita deu-se aos 10 meses do ciclo de cana-planta.
Um tolete foi selecionado ao acaso como amostra inicial dentre os obtidos de cada colmo, e nele foram feitas determinações de umidade, teor de N e abundância isotópica do 15N. Nos demais tomaram-se a massa fresca, sendo estimada a massa seca, conteúdo de N e abundância isotópica de 15N (átomos %), considerando-se os correspondentes valores da amostra inicial.
Os toletes foram plantados em vasos com capacidade para 6kg de solo (um por vaso) sendo cobertos com uma camada de 5cm de terra. A terra foi colhida na camada de O a 30cm de uma Terra Roxa Estruturada Latossólica, correspondendo a RHODIC KANHAPLUDALF na classificação Americana (Torrado2, 1989, citado por DOURADO NETO, 1989). A terra foi tamizada em peneira de 2mm de malha e apresentou as seguintes características químicas: 5,7 para pH em água (2:1); 13,4 mg.dm-3 de P, (H2S04 0,05N); K+, Ca2+, Mg2+, H++Al3+: 0,47, 4,10, 0,92, 6,40 cmol.kg-1 respectivamente; e teor de carbono orgânico (C%) de 0,73% (análise realizada no Laboratório do Departamento de Solos, Geologia e Fertilizantes da ESALQ/USP, Piracicaba, SP). Previamente ao plantio procedeu-se a correção da terra, aplicando-se carbonato de cálcio em dose equivalente a l,25cmol de Ca.kg-1 de solo. No plantio foi feita a fertilização da terra, aplicando-se 25mg de N.kg-1 de solo e 83mg de P2O5 .kg-1 de solo com sulfato de amônio e superfosfato triplo, respectivamente. Periódicamente foi procedida a reposição de água aos vasos, a fim de atingir 80% da capacidade de retenção do solo.
O experimento foi conduzido em casa de vegetação no Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA), Piracicaba, SP, no período de julho de 1984 a abril de 1985.
A emergência do broto primário dos toletes ocorreu no período entre o 12° e 29° dia após o plantio (dap). As médias de temperaturas máxima e mínima, dos 30 dias seguintes ao plantio, foram respectivamente de 28,0 e 11,1°C (dados fornecidos pelo Departamento de Física e Meteorologia, ESALQ/USP, Piracicaba, SP).
Colheitas foram realizadas em 16 tempos diferentes, do 37° ao 275° dia após o plantio (dap). Em cada tempo colheram-se plantas de 4 vasos que foram subdivididas em amostras de: parte aérea, raízes e tolete remanescente. Nas amostras, após serem secas a 60°C, em estufa ventilada, e moidas em moinho tipo Wiley (peneira com malha de 0,4mm), foram procedidas as determinações de nitrogênio total por digestão-destilação micro-Kjeldahl e de composição isotópica do nitrogênio (átomos % de 15N) por espectrometria de massas, segundo metodologias descritas por TRIVELIN et al. (1973).
A recuperação do nitrogênio original do tolete de plantio (R; mg. vaso-1) na parte aérea e raízes (N-translocado) e no tolete remanescente (N-remanescente) foi obtida com a equação (1):
significando: (at. % 15N exc.)p - átomos % de 15N em excesso na planta, obtido, subtraindo-se o valor de abundância natural (0,367 átomos % de 15N) da concentração de I5N (átomos %) da amostra; (at. % 15N exc.)tp - átomos % de 15N em excesso no tolete de plantio, obtido da abundância de 15N do tolete de plantio (átomos %) subtraída do valor de abundância natural; e (N-total)p o nitrogênio total na planta (mg. vaso-1).
No cálculo da recuperação porcentual (R'; %) do nitrogênio original do tolete de plantio, em diferentes partes da cana-planta, fez-se uso da expressão (2):
onde: (N-total)tp refere-se ao nitrogênio total do tolete no plantio (mg.vaso-1 ou mg.tolete-1).
O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente casualizado, com 16 tratamentos que corresponderam aos tempos (t) de: 37, 53, 69, 85, 109, 123, 148, 161,178, 195, 214, 223, 232, 248, 261, 275 dias após o plantio (dap). Cada tratamento constou de 4 repetições. Os resultados obtidos foram submetidos à análise de variância, comparando-se as médias pelo teste de Duncan ao nível de 5% de probabilidade. Utilizou-se também da correlação linear simples e múltipla. Nas regressões foram apresentados os coeficientes de correlação (r) e suas significâncias estatísticas pelo teste F a 5% e 1% de probabilidade, representados por um e dois asteriscos respectivamente.
Os resultados de massa seca, nitrogênio total e de abundância de 15N do tolete de cana no plantio (t = 0) e nas colheitas (t = dap) constam da TABELA 1.
A análise de variância dos resultados de massa seca e nitrogênio total do tolete no plantio (t = 0) evidenciou diferenças estatísticas significativas entre tratamentos, não ficando caracterizados os resultados pela aleatoriedade. Devido a esse fato, podem ocorrer distorções nas comparações entre tratamentos de grandezas absolutas como massa seca e nitrogênio total, porém, não ocorrerão entre valores relativos que normalizam os resultados dos tratamentos, como a porcentagem da massa seca do tolete à diferentes tempos (t = dap) relativa à do plantio (t = 0), porcentagem de exportação do N original do tolete com o tempo, e a porcentagem de recuperação do N do tolete de plantio em diferentes órgãos da cana-planta em função do tempo.
A massa seca final do tolete (t = dap) correlacionou-se inversamente com o tempo (dap) (r = -0,81**) mas não mostrou relação com a massa seca do colmo-semente no plantio (r = 0,24ns). Por sua vez, a variação da massa seca do tolete ( DMS) mostrou relação direta com o tempo (r = 0,71**), evidenciando que ocorreu a degradação da reserva orgânica do tolete com o tempo após o plantio.
O conteúdo de nitrogênio do tolete (t = dap) correlacionou-se diretamente com o tempo após o plantio (r = 0,54*) e com o nitrogênio total do tolete no plantio (r = 0,58*). A redução do N total do tolete (D N-total) não evidenciou relação com o tempo (dap) (r = -0,22ns). Esses resultados, por si, não evidenciam se ocorreu a liberação de nitrogênio do tolete de plantio para o desenvolvimento inicial da cana-planta.
Os resultados de abundância de 15N do nitrogênio do tolete no plantio (t = 0) e nas colheitas (t = dap) que constam da TABELA 1, revelaram que ocorreu significativa diluição isotópica do conteúdo inicial de nitrogênio. A despeito de as abundancias de 15N dos toletes no plantio terem sido obtidas indiretamente e os valores à diferentes tempos (t = dap) tratarem-se de medidas diretas, a redução das abundancias em todos os tratamentos possibilita afirmar que ocorreu significativa incorporação de nitrogênio, com concentração natural de 15N, no tolete. O mesmo efeito no nitrogênio do tolete foi verificado por SAMPAIO et al. (1988), em ensaio com solução nutritiva sem N, que sugeriram, naquela condição experimental, a ocorrência de fixação microbiológica do N atmosférico nas raízes das plantas.
LIMA et al. (1987) e URQUIAGA et al. (1992), fazendo crescer diferentes variedades e espécies de cana em solo marcado com 15N, constataram significativa redução na abundância do isótopo em alguns cultivares de Saccharum spp, e estimaram contribuições devido a fixação biológica de 30 a 60% no N-total acumulado pelas plantas. Como no presente trabalho não se efetuou o balanço isotópico nitrogenado no sistema solo-planta, a fim de estimar a possível contribuição da fixação biológica, doravante, o conteúdo de nitrogênio na planta oriundo de fontes que não da reserva original do tolete (o N do solo absorvido pelas raízes e o da atmosfera fixado por ação de microrganismos) será referido como nitrogênio incorporado.
Na TABELA 2 constam os resultados, à diferentes tempos (dap), de nitrogênio total no tolete, incluido o N incorporado, a recuperação do N original do tolete de plantio (N do tolete de plantio), o N incorporado no tolete, e a quantidade e porcentagem do N original do tolete de plantio exportado, O nitrogênio exportado do tolete de plantio não foi obtido da simples diferença entre os conteúdos de nitrogênio inicial (t = 0) e final (t = dap), visto que ocorreu a incorporação de nitrogênio, como sugeriram os resultados de abundância de 15N.
O nitrogênio exportado, à cada tempo, foi obtido da diferença entre o conteúdo de nitrogênio do tolete no plantio (TABELA 1) e o N original recuperado do tolete de plantio (TABELA 2), calculado com os resultados de concentração de 15N e de N-total (equação 1). O N incorporado a cada tempo (t = dap), dado à TABELA 2, refere-se a diferença entre o conteúdo de N-total do tolete e o valor correspondente ao N recuperado do tolete de plantio. Dessa forma, deve ser entendido por nitrogênio exportado o liberado do tolete e relativo ao conteúdo inicial (t = 0). Esse nitrogênio deve ter-se translocado aos novos tecidos da cana-planta: parte aérea (folhas e colmo) e raízes.
Os resultados do nitrogênio exportado do tolete (mg.tolete-1) revelaram que a redistribuição do nutriente foi função direta do tempo (r = 0,58*) e do conteúdo de N do tolete no plantio (r = 0,72**). A relação do nitrogênio exportado (Nexp.) com o tempo (t) e a reserva inicial de N do tolete (Nt = o) está representada na equação (3).
Os resultados acima permitem afirmar que toletes com maior reserva de nitrogênio no plantio (Nt = 0) foram os que liberaram maior quantidade do nutriente, podendo esse efeito relacionar-se com a resposta na brotação e desenvolvimento inicial da cana-planta de mudas pré-fertilizadas com nitrogênio, como mencionado por HUMBERT (1968).
O nitrogênio da reserva do tolete foi exportado em função do tempo após o plantio, como já observado dos resultados à TABELA 2, estando o fenômeno ilustrado na Figura 1. Da Figura 1 pode-se estimar que cerca de 20% da reserva exportável de N do tolete, ou seja, 10% do N da reserva original, translocou-se aos novos tecidos por volta de 20dap, portanto, à época (tempo médio) da emergência do broto primário. Aos 50-60dap, cerca de 40% do N original do tolete já havia sido exportado (aproximadamente 80% do N exportável); decorridos 5 a 6 meses do plantio 50 % do N original do tolete foi exportado (praticamente 100% do N-ex portável). Fica claro, portanto, que ocorreram nos 50-60 dias seguintes ao plantio, as maiores taxas de translocação do N do tolete, como suporte à emergência e ao desenvolvimento inicial de raízes de fixação e do perfilho primário.
Mesmo sendo o tolete uma fonte de N para o desenvolvimento inicial da cana-planta, a ele foi incorporado nitrogênio externo (N do solo e da fixação biológica) como função direta do tempo (r = 0,79**). O N incorporado não mostrou relação com o nitrogênio exportado (r = 0,33ns). Esses resultados colocam em evidência que o tolete é parte integrante da planta de cana-de-açúcar, mostrando-se metabolicamente ativo e participando como fonte e dreno de nitrogênio e provavelmente de outros nutrientes.
Os resultados de massa seca e nitrogênio total na cana-planta (raízes, parte aérea e planta toda) à diferentes tempos do plantio constam da TABELA 3. Na TABELA 4 são apresentados os resultados de recuperação do N original do tolete na cana-planta, em função do tempo (dap), obtidos com os dados de abundância de 15N (equações 1 e 2).
A massa seca de toletes diminuiu com o tempo (TABELA 1), significando que a energia produzida na degradação da reserva orgânica dos toletes foi utilizada no desenvolvimento inicial de novos tecidos da cana-planta. Dos resultados das TABELA 1 e 3 pode-se verificar que a redução da matéria seca do tolete (DMS) somente foi compensada pela produção de massa seca de novos tecidos (raízes e parte aérea) aos 85dap. Isso evidencia que nos estádios iniciais a taxa de respiração foi maior do que a de fotossíntese, ficando a emissão e crescimento inicial de raízes e do perfilho primário na dependência direta da reserva orgânica do tolete.
SIMÕES NETO & MARCOS (1987) verificaram existir influência direta da quantidade de reserva orgânica do tolete, no tempo de brotação e no desenvolvimento inicial da cana-planta. SAMPAIO et al. (1988) determinaram que aos 30 e 60 dias após a emergência, a formação de matéria nova compensou as perdas de massa seca do tolete, para plantas crescidas em solução nutritiva, respectivamente, com e sem nitrogênio.
Valores percentuais da variação, com o tempo, da matéria seca dos toletes (Figura 2) indicam que a taxa de degradação da reserva orgânica foi elevada até por volta de 60-70dap, estabilizando-se com baixas taxas mas crescentes, a partir de 70-80dap. Esse estádio é coincidente àquele em que a massa seca de novos tecidos se iguala à redução de massa dos toletes (TABELAS 1 e 3). Mais de 50% da reserva orgânica inicial foi degradada até por volta dos 6 meses do plantio. A grandeza desses valores são de mesma ordem que à do N exportado do tolete, possibilitando inferir que a degradação da reserva orgânica do colmo-semente liberou quan-
O nitrogênio original exportado do tolete (TABELA 2) correlacionou-se diretamente com o nitrogênio total nas raízes (r = 0,56*) e com o N-total da parte aérea (r = 0,59*), considerados todos os tempos após o plantio (TABELA 3). Por sua vez, a redução no conteúdo de nitrogênio do tolete (TABELA 1) não evidenciou correlação significativa com o tempo (r = 0,22ns), nem tampouco com o N-total dos novos tecidos da cana-planta (r = 0,17ns). Estes resultados colocam em evidência a utilidade da técnica isotópica com 15N na quantificação da redistribuição do N da reserva do tolete de plantio.
O nitrogênio recuperado do tolete de plantio em novos tecidos, aos 37dap (12,97mg.vaso-1), representou 55% do N-total (23,7mg.vaso-1) (TABELAS 3 e 4), sendo o restante 45% (10,7mg.vaso-1) devido ao N incorporado. Após 53, 69 e 85dap, o N original do colmo-semente representou 27, 23 e 16 %, respectivamente do N-total da parte aérea e raízes da cana-planta; após 148dap o N derivado do tolete foi de apenas 6 % do total. Assim, verifica-se acentuada redução, com o tempo, na participação do N da reserva do tolete de plantio no N-total em novos tecidos, como também está ilustrado na Figura 3. Novamente fica evidente que a contribuição fundamental do N-tolete na nutrição nitrogenada da cana-planta ocorreu nos estádios iniciais de desenvolvimento. Dos resultados do N do tolete de plantio translocado à cana-planta (TABELA 4), pode-se também verificar que, em média, mais de 80% foi recuperado na parte aérea. Mesmo em se considerando a limitação no crescimento de plantas de cana-de-açúcar em vaso, os resultados de acúmulo de N e de redistribuição da reserva do nutriente do tolete obtidos até por volta dos 80dap podem ser equiparados aos que se verificam em campo, devido o pequeno crescimento das plantas e uma vez que elas se desenvolvem, nesse período, as expensas da reserva orgânica do tolete. Assim posto, fica evidente que o N da reserva do tolete é fundamental para o desenvolvimento inicial da cana-planta, no período que vai do plantio até 30-40dias após a emergência do perfilho primário, nas condições do presente trabalho de 50-60dap, confirmando as afirmativas de BACCHI (1983) e CASAGRANDE (1991), no caso específico do nutriente nitrogênio.
Os resultados de recuperação do N do tolete de plantio na planta toda (TABELA 4) revelaram para todos os tempos valores inferiores a 100 %. Independentemente de terem ocorridos erros analíticos, alguns fatores podem explicar esses resultados, como: perdas de N por exsudação radicular, morte de raízes e descamação de tecidos do tolete, como também, perda de raízes junto ao material de solo nas colheitas. A tendência de queda na recuperação do N-tolete de plantio (%), na parte aérea e planta toda, pode ainda ser devida à perdas por volatilização de compostos nitrogenados na corrente transpiratória, que ocorre principalmente em folhas na maturidade e na senescência (STUTTE et al., 1979; SILVA & STUTTE, 1981).
No plantio da cana-de-açúcar (espaçamento de 1,40m entre linhas), no estado de São Paulo, são colocadas duas "canas" inteiras justapostas e cruzadas (pé com ponta) no fundo do sulco, média de 15 gemas por metro linear, o que resulta em l0t.ha1 de colmos destinados ao plantio (COLETI, 1987; STOLF & BARBOSA, 1990 e 1991). Para colmos com conteúdo de água de 70 %, a reserva de N das mudas será de 12 a 24kg.ha-1, considerado os teores de nitrogênio de colmos, para cana-planta com idades variando de 10 a 14 meses, respectivamente na faixa 0,4 a 0,8% de N (HAAG et al., 1987). Com base nos resultados do presente trabalho, pode-se estimar que 5-l0kg.ha-1 de nitrogênio dos toletes de plantio (liberação de cerca de 40% do N-tolete) são translocados à novos tecidos da cana-planta até 50-60dap (30-40dae). Pode-se também estimar que até os 6 meses do plantio, 6-12 kg.ha-1 do N-tolete transloca-se à novos tecidos (50% do N-tolete), valores estes que podem representar 5-10% das necessidades de N da cultura.
A produtividade final da cana-de-açúcar, quer seja cana-planta ou soqueira, está relacionada a fatores ambientais, fisiológicos e de manejo da cultura, sendo citado na literatura, entre outros: a temperatura, pluviosidade, tipo de solo, características genéticas da variedade, ocorrência de pragas e doenças, correção e fertilização mineral do solo, disponibilidade de nutrientes no solo, e recentemente a fixação biológica. Como a reserva orgânica e de nitrogênio do colmo-semente exerce influência direta na brotação e desenvolvimento inicial da cana-planta, deve a mesma passar a ser considerada um fator que, associado a vários outros, poderá influir na produtividade final da cana-planta.
1. As maiores taxas de exportação do N da reserva do tolete ocorreram nos 50-60 dias seguintes ao plantio (dap), sendo redistribuido nesse período cerca de 40% do N original (aproximadamente 80% do N exportável).
2. 50% do N original do tolete foi exportado até os 5 a 6 meses do plantio.
3. Intensa degradação da reserva orgânica do tolete ocorreu nos 60-70dap.
4. A redução da matéria seca do tolete somente foi compensada pela produção de massa de novos tecidos (raízes e parte aérea) por volta dos 3 meses do plantio.
5. Mais de 50% da reserva orgânica inicial foi degradada até por volta dos 6 meses do plantio.
6. Em condições de campo, cerca de 5-l0kg.ha-1 de nitrogênio dos toletes de plantio pode ser translocado à novos tecidos da cana-planta até 50-60dap (30-40dae).
7. 6-12 kg.ha-1 do N-tolete transloca-se aos novos tecidos da cana-planta, até os 6 meses do plantio, podendo representar até 5-10% das necessidades de N da cultura.
8. A reserva orgânica e de nitrogênio do colmo-semente influencia diretamente na brotação e desenvolvimento inicial da planta, devendo ser considerada um fator, associado a vários outros, a influir na produtividade da cana-planta.
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Notas
1. Parte da Dissertação de Mestrado do primeiro autor.
2. Torrado, P.V., Comunicação pessoal, 1989, citado por DOURADO NETO (1989).
A. E. V. CarneiroII; P .C. O. TrivelinIII, I; R. L. VictoriaIII, I
pcotrive[arroba]cena.usp.br
IBolsista do CNPq
IIUniversidade Metodista de Piracicaba - UNIMEP - C.P. 68, CEP: 13400-901 , Piracicaba, SP
IIICentro de Energia Nuclear na Agricultura - CENA/USP - C.P. 96, CEP: 13400-970, Piracicaba, SP.
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