Os objetivos deste estudo foram: (i) analisar a concentração média de K nos grãos de soja produzida em diferentes regiões do Brasil ao longo dos anos; (ii) analisar a relação da concentração de K nos grãos entre os grupos de materiais genéticos; e (iii) analisar a exportação de K com o aumento do rendimento de grãos.

Autores: Dionata Filippi¹; Lucas Aquino Alves²; João Pedro Moro Flores²; Vítor Gabriel Ambrosini²; Tales Tiecher³

Introdução 

O Brasil é um dos maiores produtores mundiais de soja [Glycine max (L.) Merril], ultrapassando 120 milhões de toneladas de grãos na safra 2019/2020 (USDA, 2020). Esse montante de grãos, exporta da lavoura mais de duas milhões de megagramas (Mg) de potássio (K). O K é o cátion mais abundante nas plantas. Sendo que a soja necessita em torno de 47 kg do nutriente para produzir uma megagrama de grãos (Bender et al., 2015). As plantas absorvem todo K da solução do solo, que por sua vez é abastecida pelo equilíbrio com o K retido no solo. Para manter um suprimento adequado de K para o desenvolvimento da soja, é necessário aumentar o teor de K no solo através da adubação de correção, e depois disso, adicionar a cada safra a mesma quantidade de K exportado pelos grãos para evitar exaurir a fertilidade do solo e garantir a manutenção das altas produtividades da cultura.

Dessa forma, em sistemas de produção que as perdas de K por lixiviação ou escoamento superficial são mínimas, o manejo da adubação de reposição pode basear-se na exportação desse nutriente pelos grãos. Contudo, ao longo dos anos a cultura da soja passou por mudanças genéticas e melhoria nas práticas de manejo do solo e de plantas, aumentando o rendimento (Balboa et al., 2018). Essas interações entre fatores genéticos e ambientais podem influenciar na composição química dos grãos (Juhász et al., 2017). Portanto é importante entender a variabilidade na concentração de K nos grãos de soja ao longo dos anos e como essa mudança pode estar relacionada com os grupos de materiais genéticos da soja.

Devido à extensão continental do Brasil, realizar amostragens de grãos nas diferentes regiões produtoras despende alto custo financeiro e logístico. Uma maneira de obter um banco de dados representativo e confiável, é compilar os dados já disponíveis na literatura e avaliar por meio de uma meta-análise. Os objetivos deste estudo foram: (i) analisar a concentração média de K nos grãos de soja produzida em diferentes regiões do Brasil ao longo dos anos; (ii) analisar a relação da concentração de K nos grãos entre os grupos de materiais genéticos; e (iii) analisar a exportação de K com o aumento do rendimento de grãos.

Material e Métodos 

Foi avaliado a concentração de K nos grãos de soja produzida em diferentes regiões do Brasil. Os valores foram retirados de trabalhos da literatura através das fontes: Science Direct, Scielo e Google Scholar. A base de dados é oriunda de experimentos a campo, em casa de vegetação e lotes de sementes. Foram retiradas informações complementares como a produtividade de grãos (kg.ha-1) e o grupo de material genético que as cultivares pertenciam, classificando-as em três grupos: genótipo convencional (Não-RR); Roundup Ready (RR-1) e Intacta RR2 PRO (RR-2).

Foram selecionados artigos científicos (35), teses de doutorado (5), dissertações de mestrado (10) e informativos técnico e resumos científicos de anais de congressos (4). Cada valor apresentado contendo a concentração de K nos grãos foi considerado como uma observação. No total, foram catalogadas 772 observações. As observações que estavam três desvio-padrão acima ou abaixo da média, foram considerados como outliers e excluídas (44 observações).

Para quantificar o teor médio de K nos grãos, o conjunto de dados foi submetido à análise estatística bootstrap usando StatKey v.2.1.1, gerando 5.000 observações. Para análise da tendência temporal (1974 a 2018) do teor de K nos grãos utilizou-se 524 observações, submetendo a análise de regressão linear (p < 0.05) usando o software Stat Soft (2004). As cultivares foram categorizadas de acordo com seu grupo de material genético: Não-RR (n = 227 observações), RR-1 (n = 258) e RR-2 (n = 27). Essa foi uma maneira alternativa de avaliar indiretamente a melhoria genética que os materiais receberam ao longo dos anos. Um teste não paramétrico (Kruskal-Wallis H-test) foi utilizado para avaliar a diferença do teor de K nos grãos desses genótipos. Também foi realizado análise de regressão linear entre a concentração de K nos grãos e o rendimento de grãos (n = 468 observações), calculado a remoção de K através dos grãos (kg.ha-1).

Resultados e Discussão 

A concentração média de K nos grãos de soja foi 16,7 kg Mg-1 grãos, variando de 9,3 até 23,9 kg.Mg-1 grãos. Durante os 44 anos avaliados (1974 até 2018) a concentração de K nos grãos aumentou (Figura 1A), cerca de 0,043 kg.Mg-1 de grãos/ano, representando acréscimo de 20% na concentração desse nutriente nos grãos para o período avaliado. Dessa forma, uma tonelada de grãos de soja produzida em 2018 possui em torno de 1,9 kg de K a mais, que em 1974.

Houve influência do material genético da soja na concentração de K nos grãos. As cultivares do grupo de material genético RR-2 possuem concentração de K nos grãos 17% superior comparadas com cultivares do grupo Não-RR e RR-1 (Figura 1B). Essa diferença na concentração de K nos grãos entre os grupos de material genéticos, pode estar associada a fatores relacionados ao melhoramento genético das variedades ou influenciada por fatores ambientais.

O K atua no transporte de carboidratos na planta, favorecendo a síntese de óleo nos grãos (Usherwood, 1994). Ao longo dos anos, as cultivares têm demonstrado menor teor de proteínas nos grãos e aumento do teor de óleo (Rotundo et al., 2014), onde o aumento nas doses de K aplicadas na adubação também aumentaram o teor de óleo nos grãos (Veiga et al., 2012). Logo, a interação entre fatores genéticos e ambientais podem favorecer o aumento na concentração de K nos grãos. Além disso, fica evidente que as doses de reposição de K devem ser diferentes de acordo com o material genético implantado.

Figura 1. Tendência temporal (1974-2018) da concentração de potássio (K) nos grãos de soja (n = 524 observações) (A). Média da concentração de K nos grãos em cada grupo de material genético (Não-RR; RR-1 e RR-2) (B). As médias seguidas pela mesma letra minúscula não diferem estatisticamente pelo teste H de Kruskal-Wallis (p <0,05). As barras representam o desvio padrão. A linha vermelha representa uma inclinação positiva (p <0,05). Coloração azul representa genótipo Não-RR; amarela representa genótipo RR1; vermelha representa genótipo RR-2; e verde representa dados sem informação (A e B).

A exportação de K apresentou forte relação linear com o aumento da produtividade de grãos (0,4 para 4,8 Mg ha-1) (Figura 2C). Isso demonstra que essa boa relação pode ser aplicável para determinar a exportação de K da lavoura pela cultura da soja e recomendar a adubação de reposição do nutriente.

Conclusão 

Uma megagrama de grãos de soja exporta em média 16,7 kg de K e a exportação total de K é proporcional ao aumento no rendimento de grãos. Houve aumento na concentração de K nos grãos de soja nos últimos 44 anos, e isso pode estar relacionado com o material genético, pois as cultivares de soja mais recentes do grupo genético RR-2 possuem maior concentração do nutriente nos grãos comparado com cultivares do grupo Não-RR e RR-1. Esses resultados podem ajudar a aumentar a eficiência no uso dos fertilizantes potássicos, aportando quantidades de acordo com a demanda da cultura, além de servir de informações para futuras pesquisas buscando melhorar o entendimento da influência genética na composição química dos grãos.

Referências:

BALBOA, G. R.; SADRAS, V. O. & CIAMPITTI, I. A. Shifts in soybean yield, nutrient uptake, and nutrient stoichiometry: A historical synthesis-analysis. Crop Science. 58:43–54, 2018.

BENDER, R. R.; HAEGELE, J. W. & BELOW, F. E. Nutrient Uptake, partitioning, and remobilization in modern soybean varieties. Agronomy Journal, 107(2)-563, 2015.

COMISSÃO DE QUÍMICA E FERTILIDADE DO SOLO. Manual de calagem e adubação para os Estados do Rio Grande do Sul e de Santa Catarina. 11ª ed. Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 2016. 376p.

JUHÁSZ, A. C. P.; CIABOTTI, S. & TEIXEIRA, L. C. A. A. Melhoramento para obtenção da qualidade nutricional. In: SILVA, F.; BORÉM, A.; SEDIYAMA, T. & LUDKE, W. (Org.). Melhoramento da Soja. 1 ed. Viçosa: Editora UFV, 2017, v. 1, p. 479-505.

ROTUNDO, J. L.; BORRÁS L.; BRUIN, J. D. & PEDERSEN P. Spybean Nitrogen Uptake and Utilization in Argentina and United States Cultivars. Crop Science. 54:1153–1165, 2014

UNITED STATES DEPARTMENT OF AGRICULTURE. World agricultural supply and demand estimates. Washington, DC, 2020.

USHERWOOD, N. R. Potassium interactions and balanced plant nutrition. Better Crops with Food, Atlanta, v. 77, n. 1, p. 26-27, 1994.

VEIGA, A. D.; PINHO, É. V. R. V.; VEIGA, A. D.; PEREIRA, P. H. A. R.; OLIVEIRA, K. C. & PINHO, R. G. V. Influência do potássio e da calagem na composição química, qualidade fisiológica e na atividade enzimática de sementes de soja. Ciência e Agrotecnologia, Lavras, v. 34, n. 4, p. 953-960, 2010.

Informações sobre os autores:

  • ¹Acadêmico do Curso de Agronomia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre/RS. E-mail: dionatafilippi7@hotmail.com
  • ²Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo, UFRGS. E-mail: lucasalves.la@hotmail.com/m.fjoaopedro@gmail.com / vgambrosni@gmail.com
  • ³Professor do Departamento de Solos, Faculdade de Agronomia, UFRGS. E-mail: tales.tiecher@gmail.com

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