O objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade de predição da disponibilidade de N do NHA para o arroz irrigado e verificar a distribuição do NHA no perfil do solo.

Autores: Gerson Laerson Drescher(1); Qamar Sarfaraz(2); Natalia Tobin Aita(3); Allan Kokkonen(4); Gustavo Dal Molin(5); Laura Brondani Marzari(6); Augusto Ferreira Lopes(7); Leandro Souza da Silva(8)

 

Trabalho publicado nos Anais do evento e divulgado com a autorização dos autores.

INTRODUÇÃO

A recomendação da adubação nitrogenada para a cultura do arroz irrigado é baseada no teor de matéria orgânica do solo (MOS) da camada de 020cm do solo, a partir do qual se se obtêm as faixas de interpretação de disponibilidade de nitrogênio (N) (CQFS-RS/SC, 2004). No entanto, para uma mesma expectativa de produtividade de arroz, as doses de N a serem adicionadas ao solo são muito próximas para as diferentes classes de MOS. Isto acontece porque, para o arroz irrigado, não existe uma boa correlação entre rendimento relativo e teores de MOS (Scivittaro; Machado, 2004). Nos solos alagados, a entrada da água faz com que ocorram alterações de ordem física, química e biológica, as quais afetam a dinâmica da decomposição da MOS, bem como o ciclo do N, o que dificulta a predição da dose de fertilizante nitrogenado a ser indicado para o arroz irrigado a partir do teor de MOS.

A avaliação da disponibilidade de N por métodos que determinam frações orgânicas hidrolisáveis, que estão mais disponíveis ao ataque microbiano e que podem ser mineralizadas e disponibilizadas às plantas com maior facilidade, pode proporcionar melhor associação com quantidade de N absorvida e acumulada pelas plantas. Deste modo, o nitrogênio hidrolisável em meio alcalino (NHA) determinado por destilação a vapor direta (DVD) e que avalia frações lábeis da MOS, na forma de amino açúcares e aminoácidos + N mineral na forma de N-NH4+ (Roberts et al., 2009), traz melhorias na estimativa da disponibilidade de N para a cultura do arroz irrigado.

Com testes nas principais regiões produtoras de arroz do Arkansas nos Estados Unidos, foram obtidas boas correlações entre o teor de NHA e o N mineralizado, N acumulado e o rendimento relativo da cultura do arroz. Estas características permitiram a calibração do NHA obtido por DVD e o desenvolvimento de um protocolo de recomendação de adubação nitrogenada para o arroz chamado Nitrogen Soil Test for Rice (N-STaR). Contudo, para que a calibração do método tivesse êxito, foi nessessário o estabelecimento de protocolos de amostragem do solo específicos para solos arenosos e argilosos em função da disponibilidade e distribuição das formas de N lábil no perfil do solo.

Deste modo, o objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade de predição da disponibilidade de N do NHA para o arroz irrigado e verificar a distribuição do NHA no perfil do solo.

MATERIAL E MÉTODOS

NHA como índice de disponibilidade de N

Foram utilizadas 25 amostras de solo coletadas na camada de 0-20cm em áreas representativas de cultivo de arroz irrigado no Rio Grande do Sul (RS). As amostras foram secas ao ar, destorroadas e passadas em peneira com abertura de malha de 2 mm. Após o preparo da amostra, foi realizada a determinação dos atributos: MOS (Tedesco et al., 1995) (índice denominado de MOS-rotina), C e N totais em analisador elementar (modelo Flash EA 1112, Thermo Finnigan, Milão, Itália). O valor de C total foi convertido a teor de MOS por meio da equação: C total x 1,724 (fator de van Bemmelen), sendo posteriormente denominado de MOSautoanalisador. A quantidade de NHA extraída por DVD foi obtida conforme descrito por Roberts et al. (2009a). Para tanto, 1 g de solo foi transferido para tubo de digestão, ao qual foram adicionados 10mL de solução de NaOH 10 mol L1. A destilação a vapor foi feita em destilador semi-micro-Kjeldahl, recebendo o destilado em 5 mL solução de ácido bórico (H3BO3) mais indicadores. A quantidade de N capturado na solução indicadora foi quantificada por titulação acidimétrica.

Para quantificar o N disponível às plantas de arroz, realizou-se o cultivo de plantas da cultivar Puitá Inta CL em 3kg de solo em casa de vegetação. Após 45 dias de cultivo, a parte aérea das plantas foi coletada para posterior determinação da matéria seca por vaso, teor de N total no tecido e N acumulado pelas plantas.

Ajustaram-se modelos de regressão com as variáveis: NHA obtido por DVD; MOS-rotina; MOS-autoanalisador e N total do solo com o conteúdo de N absorvido pelas plantas. As relações entre estas variáveis foram comparadas pelo coeficiente de correlação (r) linear de Pearson e a significância avaliada pelo teste t de Student.


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Distribuição do NHA no perfil do solo

Foram selecionados seis solos de áreas representativas em termos de cultivo de arroz na Depressão Central do RS. Amostras de solo foram coletadas nas camadas 0-5; 5-10; 10-15; 15-20; 20-25; 25-30; 30-35; 35-40; 40-50 e 50-60cm de profundidade. Após a coleta, as amostras foram secas ao ar, destorroadas e passadas em peneira de malha de 2mm para posterior determinação do teor de NHA pelo método DVD. A análise granulométrica foi realizada pelo método da pipeta (Donagema et al., 2011). A relação entre as propriedades físicas do solo e os teores de NHA foi avaliada pelo coeficiente de correlação (r) linear de Pearson, e a significância dos coeficientes avaliada pelo teste t de Student.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os índices de disponibilidade de N avaliados (MOS-rotina, MOS-autoanalisador, N total e NHA) estiveram diferentemente correlacionados às quantidades de N acumulado pelas plantas de arroz (Figura 1). O índice MOS-rotina apresentou baixa correlação (r=0,45) com a quantidade de N acumulado (r=0,45). As maiores quantidades de N acumulado pelas plantas ocorreram nos solos com 15 a 25 g kg-1 de MOS-rotina que, segundo a classificação de Boeni et al. (2010), apresentam baixos teores de MOS (≤25 g kg-1 de MOS). Esses solos, no entanto, apresentaram elevada amplitude de N acumulado no tecido das plantas (24 a 71 mg kg-1), indicando diferente potencial de disponibilidade de N às plantas. Essa elevada amplitude, observada em solos de uma mesma classe de MOS, reforça as limitações do atual método de rotina de análise do solo para a estimativa da disponibilidade de N, justificando a baixa eficácia do atual sistema de recomendação de N para o arroz irrigado.

Figura 1- Relação dos índices de disponibilidade de N a) MOS rotina, b) MOS autoanalisador, c) N total e d) NHA com o teor de N acumulado na parte aérea (P.A.) das plantas de arroz irrigado (*p<0,05, **p<0,01).

Os índices MOS-autoanalisador e N total apresentaram maior coeficiente de correlação com o teor de N acumulado pelas plantas em relação a MOS-rotina (Figura 1), indicando um ganho na capacidade preditiva com a utilização de uma técnica de determinação mais precisa. A limitação do índice MOS-rotina em estimar a disponibilidade de N para a cultura do arroz observada no presente estudo, está de acordo com os resultados obtidos por Roberts et al. (2012) e Kader et al. (2013), que apontaram correlações insatisfatórias do C orgânico com o N mineralizável, a produção de arroz e com a absorção de N pelas plantas. Roberts et al. (2012) afirmam que, apesar da existência de relação intrínseca e indiscutível entre os teores de N total e C total, a relação entre essas variáveis e o potencial de mineralização em um determinado solo não está claramente definida.

Em geral, observou-se elevada dispersão em alguns solos quanto às quantidades de N acumulado pelas plantas (Figura 1) para os índices MOS-rotina, MOS-autoanalisador e N total. Em contrapartida, o teor de NHA apresentou distribuição mais uniforme, o que resultou em um maior coeficiente de correlação (r=0,72) como N acumulado pelas plantas. Por avaliar uma fração mais lábil do N, o NHA se caracteriza como um melhor índice para a estimativa de disponibilidade de N em comparação aos métodos que avaliam frações totais da MOS.

Roberts et al. (2011) observaram elevada correlação entre o NHA e as variáveis da planta, em solos do Arkansas nos Estados Unidos. Segundo os autores, as correlações do índice NHA com o N absorvido pelas plantas e com a produtividade da cultura foram de 0,68 (R2=0,46) e de 0,85 (R2=0,73), respectivamente. Além disso, os autores relataram elevado coeficiente de determinação (R2=0,89, equivalente a r=0,94) entre a dose de N necessária para atingir 95% da produtividade máxima de grãos e o teor de NHA. Esses resultados, aliados aos obtidos no presente trabalho, evidenciam que o NHA tem potencial para ser utilizado como índice de disponibilidade de N para a cultura do arroz irrigado.

Os teores de NHA no perfil possuem comportamento distinto entre os solos avaliados (Figura 2). Para os solos 1, 3 e 5 foi obsevado uma redução gradual no teor de NHA em profundidades maiores que 20cm, enquanto que nos solos 3 e 6 os teores decrescem apenas depois dos 35-40cm. Por sua vez, o solo 4 apresentou um aumento expressivo no teor de NHA na camada abaixo dos 30cm, atingindo teores mais elevados aos 50cm de profundidade do que na superfície do solo. Estes resultados estão de acordo com o trabalho de Roberts et al. (2009b), que ressaltam que o comportamento do NHA em profundidades maiores que 30cm não pode ser previsto com uma análise da camada de solo supercial, o que implica em amostragens e calibrações específicas para solos distintos.

Figura 2- Distribuição do teor de NHA no perfil de seis solos da Depressão Central do RS (nsnão significativo, **p<0,01).

Ao comparar profundidades específicas, é possível verificar que existe ampla variação nos teores de NHA entre os solos, o que evidencia que esta fração de N pode ser influenciada pelo manejo da área ao longo do tempo, como pela rotação de culturas e o preparo do solo, conforme apontado no trabalho de Roberts et al. (2009b). Além disso, propriedades intrínsicas de dada solo, como os teores de silte e argila exercem um efeito direto sobre os teores e o comportamento do NHA do solo, o que pode ser verificado pelos elevados coeficientes de correlação destas variáveis (Figura 2), exceto para o solo 5, onde a correlação não é significativa.

Considerando que as plantas de arroz possuem capacidade de utilizar o N de camadas superiores a 20cm de profundidade, o perfil de distribuição de NHA no solo 4 pode ajudar a explicar a falta de resposta à adubação nitrogenada em alguns solos, mesmo estes apresentando baixos teores de MOS. Dessa forma, ainda há necessidade de maiores informações sobre qual a melhor camada de amostragem de solo para a calibração do NHA para os solos do RS. Os resultados deste trabalho indicam que camadas superiores a 20cm precisam ser amostradas e que os atributos físicos do solo precisam ser levados em conta para uma correta predição da disponibilidade de N usando o NHA como índice de disponibilidade de N para a cultura do arroz irrigado por alagamento no RS.

CONCLUSÕES

O nitrogênio hidrolisável em meio alcalino obtido por DVD apresenta a melhor correlação com o N acumulado pelas plantas e pode ser utilizado como indicador de disponibilidade de N para o arroz irrigado por alagamento.

A distribuição do nitrogênio hidrolisável em meio alcalino no perfil do solo é distinta entre os solos avaliados e possui incrementos em profundidade, o que indica que camadas superiores a 0-20 cm precisam ser amostradas para uma correta predição da disponibilidade de N.

AGRADECIMENTOS: CNPq, CAPES, IPNI.

REFERÊNCIAS

Boeni M, Anghinoni I, Genro Jr AS, Osório Filho BD. Evolução da fertilidade dos solos cultivados com arroz irrigado no Rio Grande do Sul. Cachoeirinha: IRGA/Estação experimental. Seção de Agronomia, 2010. 40p. (Boletim técnico n° 10).

Comissão de Química e Fertilidade do Solo – RS/SC. Manual de adubação e de calagem para os Estados do Rio Grande do Sul e Santa Catarina.10. ed. Porto Alegre: NRS/SBCS, 2004. 400p.

Donagema GK, Campos DVB, Calderano SB, Teixeira WG, Viana JHM (Org.). Manual de métodos de análise de solo. 3. ed. rev. Rio de Janeiro: Embrapa Solos, 2011. 230 p. (Embrapa Solos. Documentos, 132).

Kader MA, Sleutel S, Begum SA, Moslehuddin AZM, De Neve S. Nitrogen mineralization in sub-tropical paddy soils in relation to soil mineralogy, management, pH, carbon, nitrogen and iron contents. Eur. J. Soil Sci. 2013, 64:47–57.

Roberts TL, Norman RJ, Slaton NA, Wilson Jr CE, Ross WJ, Bushong JT. Direct steam distillation as an alternative to the Illinois Soil Nitrogen Test. Soil Sci. Soc. Am. J. 2009a, 73:1268–1275.

Roberts TL, Norman RJ, Slaton NA, Wilson Jr CE. Changes in Alkaline Hydrolyzable Nitrogen Distribution with Soil Depth: Fertilizer Correlation and Calibration Implications. Soil Sci. Soc. Am. J. 2009b, 73:2151-2158.

Roberts TL, Ross WJ, Norman RJ, Slaton NA, Wilson Jr CE. Predicting nitrogen fertilizer needs for rice in Arkansas using alkaline hydrolyzable-nitrogen. Soil Sci. Soc. Am. J. 2011, 75:1161–1171.

Roberts TL, Norman RJ, Ross WJ, Slaton NA, Wilson CE. Soil depth coupled with soil nitrogen and carbon can improve fertilization of rice in Arkansas. Soil Sci. Soc. Am. J. 2012, 76:268-277.

Scivittaro WB, Machado MO. Adubação e calagem para a cultura do arroz irrigado. In: Gomes, A. da S., Magalhães Jr., A.M. de (Org). Arroz Irrigado no Sul do Brasil. Pelotas – RS: Sistemas de Produção 03, 2004. p.259-304.

Tedesco MJ, Gianello C, Bissani CA, Bohnen H, Volkweiss SJ. Análises de solo, plantas e outros materiais. 2a ed. Porto Alegre: Universidade Federal do Rio Grande do Sul; 1995. (Boletim técnico, 5).

Informações dos autores:

(1,2)Acadêmico do curso de Doutorado em Ciência do Solo, Universidade Federal de Santa Maria, Av. Roraima nº 1000, Santa Maria – RS, 97105-900;

(3)Acadêmica do curso de Mestrado em Agronomia, Universidade Federal de Santa Maria, Av. Roraima nº 1000, Santa Maria – RS, 97105-900;

(4,5,6,7)Acadêmico do curso de Agronomia, Universidade Federal de Santa Maria, Av. Roraima nº 1000, Santa Maria – RS, 97105-900;

(8)Professor do Departamento de Solos, Universidade Federal de Santa Maria, Av. Roraima nº 1000, Santa Maria – RS, 97105-900.

Disponível em: Anais da XII Reunião Sul-Brasileira de Ciência do Solo. Xanxerê – SC, Brasil.

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