Qual o índice de área foliar para atingir o potencial de produtividade em soja

Autores: Guilherme Vinicius Viesloski1, Nereu Augusto Streck1, Thiago Schmitz Marques da rocha1, Isabela Bulegon Pilecco1, Vladison Fogliato Pereira1, Simone Puntel1, Darlan Scapin Balest1, Gilmara Peripolli Tonel1, Fabricio Vendruscolo Pinto Filho1, Paulo Marcks1, Giovani Antonello Barcellos1 e Bruna San Martin Rolim Ribeiro1.

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

O índice de área foliar (IAF) é a relação entre a área foliar e a área de solo ocupada pelo cultivo. Através de medidas lineares das folhas, principal órgão fotossintetizante em plantas, podemos estimar a área foliar. O IAF pode ser utilizado para representar a eficiência fotossintética, para análise do crescimento e, também, como fator condicionante da produtividade, pois através do IAF, é definida a capacidade do dossel em interceptar a radiação solar, converter em matéria seca através da fotossíntese, e determinar o potencial produtivo da cultura. (BATTISTI et al., 2013; SENTELHAS et al., 2015; ZANON et al., 2016). Para a cultura da soja (Glycine max L. Merr), estudos determinaram que os valores de IAF entre 3,5 a 4 maximizavam a produtividade de grãos de soja, porém estes estudos foram realizados quando as máximas produtividades alcançadas em experimentos e lavouras eram de 3 a 4 Mg ha-1 (ZHOU; CHEN; OUYANG, 2011; SPECHT et al., 1999).

Com as mudanças nas características genéticas das cultivares e com o aumento do potencial de produtividade para aproximadamente 6 Mg ha-1 (ZANON et al., 2016), surge a necessidade de retomar estudos básicos para entender qual é o IAF necessário para atingir altas produtividades.



Os dados necessários para realizar este trabalho foram coletados de 21 experimentos realizados em institutos de pesquisa e lavouras comerciais do Rio Grande do Sul, nos anos agrícolas 2011/2012, 2012/2013, 2013/2014 e 2014/2015. O conjunto de dados inclui experimentos irrigados e não irrigados e um total de 16 cultivares de soja que apresentavam tipo de crescimento determinado ou indeterminado, grupo de maturidade relativa (GMR) entre 4.8 e 8.2, semeadas entre setembro e fevereiro. O espaçamento entre linhas foi de 0,45 m e a densidade foi de 30 plantas/m² em todos os locais. O manejo seguiu as práticas recomendadas para a soja no sul do Brasil.

Logo após a emissão do par de folhas unifolioladas foram marcadas aleatoriamente, as plantas usadas para as avaliações de área foliar e fenologia. As avaliações de área foliar foram realizadas através de um método não destrutivo, medindo-se o comprimento e largura do folíolo central de todas as folhas, e então extrapolado para o trifólio (RICHTER et al.,2014). Posteriormente foi calculada a área foliar total (AF) através do somatório da área de todos os trifólios, e dividido pela área de solo (AS), a fim de obter o índice de área foliar (IAF = AF(m²) / AS(m²)).

O índice de área foliar máximo (IAFmax) foi definido como o IAF no estágio R3 nas cultivares determinadas e R5 nas cultivares indeterminadas (TAGLIAPIETRA et al., 2018). A fenologia foi monitorada com frequência semanal seguindo a escala fenológica proposta por Fehr e Caviness (1977). Para determinação da produtividade de grãos (13% de umidade) foram colhidas áreas de 4 m² em cada parcela.

Para quantificar a influência do índice de área foliar na produtividade de grãos da cultura da soja foi adotado a metodologia da boundary function proposta por French e Schultz (1984). Equações foram ajustadas para a relação entre índice de área foliar máximo (IAFmax) e produtividade, para cultivares de tipo de crescimento determinado (1), cultivares de tipo de crescimento indeterminado (2) e para os dois tipos de crescimento (3):

Prod. = a + b x exp(-exp{-[IAFmax – c)/d]} – [(IAFmax – c)/d] +1) (1)

em que IAFmax é o índice de área foliar máximo e os coeficientes a, b, c e d são coeficientes empíricos cujos os valores são respectivamente, -2829.4801, 8378.67, 7.3044163 e 5.2927634 (R² = 0.69).

Prod. = a x b x {exp[-b x (IAFmax. – d)] – exp[-c x (IAFmax. – d)]}/(c – b) (2)

em que IAFmax é o índice de área foliar máximo e os coeficientes a, b, c e d são coeficientes empíricos cujos os valores são respectivamente, 15080.092, 0.14662102, 0.14535987 e 0.89989758 (R² = 0.93).

Prod. = (a + b)/{1 + [(IAFmax. – c)/d]2} (3)

em que IAFmax é o índice de área foliar máximo e os coeficientes a, b, c e d são coeficientes empíricos cujos os valores são respectivamente, -2045865.2, 2051633.8, 7.4020309 e 129.84214 (R² = 0.95).

A boundary bunction entre a produtividade e o IAFmax apresentou valores de IAF ótimo de 6.5 para as cultivares determinadas, 6.0 para as cultivares indeterminadas e 6.3 para ambas as cultivares. Ao atingir esses valores ocorre uma estabilização no potencial de produtividade em função do incremento de IAF, até que a produtividade comece a entrar em declínio em função do aumento excessivo de área foliar, que resultam num maior sombreamento entre as plantas, dificultando a interceptação de radiação solar pela parte inferior do dossel, gasto excessivo de fotoassimilados na produção de estruturas vegetativas, microclima favorável para a proliferação de doenças fúngicas e ao ataque de insetos pragas, além de dificultar a realização do manejo fitossanitário.

Os valores de IAFmax encontrados nesse estudo são maiores que os valores de IAF (3.5 a 4.5) encontrados na literatura para atingir elevadas produtividades de soja (ZHOU; CHEN; OUYANG, 2011; SPECHT et al., 1999), que muitas vezes não tem validação à campo e/ou foram realizados utilizando cultivares antigas, com menor potencial de produtividade (3.5 a 4.0 Mg ha-1).

Com o IAF preconizado atualmente próximo a 4.0, é possível atingir produtividades próximas a 4 Mg ha-1, produtividade maior que a produtividade média dos Estados Unidos, do Brasil e da Argentina, os três maiores produtores de soja a nível mundial. Entretanto, com o avanço genético das cultivares as produtividades em experimentos e lavouras de alto nível tecnológico chegam a 6 Mg ha-1 e, para atingir produtividades maiores que 4,5 Mg ha-1, valores de IAF menores que 4,0 passam a ser um fator limitante. Com valores de IAF maiores que 6,0, é necessário um manejo mais rigoroso em relação a perda de área foliar por pragas, doenças e competição com plantas daninhas, mantendo folhas mais velhas como reserva de fotoassimilados e principalmente de nitrogênio para translocação e enchimento de grãos.


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Através de fatores de manejo, como época de semeadura, genótipo, densidade de plantas e manejo fitossanitário é possível alterar a evolução do IAF durante o ciclo de crescimento. Como exemplo na região Sul do Brasil e na Argentina, o uso de cultivares de soja com tipo de crescimento indeterminado e GMR entre 4 e 6 contribuem para a redução do IAF e, consequentemente, a um manejo fitossanitário mais rígido, pensando em altas produtividades. Dentre os fatores de manejo que mais definem o IAF ótimo de uma lavoura e que podem ser mais facilmente definidos pelo produtor destaca-se o GMR (cultivar) e a época de semeadura.

Figura 1. Relação entre produtividade e índice de área foliar máximo (IAFmax) para cultivares não irrigadas (círculos amarelos) e irrigadas (círculos azuis) cultivadas no sul do Brasil durante quatro anos agrícolas. A linha sólida preta representa a boundary function para todas as cultivares, a linha sólida azul a boundary function para as cultivares indeterminadas e a linha sólida vermelha a boundary function para as cultivares determinadas.

As máximas produtividades observadas ocorreram quando os valores de IAFmax foram superiores aos valores de IAF (3.5 a 4.5) normalmente citados como próximo do ideal para a cultura da soja, independentemente do tipo de crescimento, GMR e a presença ou ausência de irrigação suplementar (Figura 1). Como o período de enchimento de grãos coincide com o IAFmax, e nessa fase inicia a redistribuição dos nutrientes minerais, carboidratos e compostos nitrogenados para os grãos, provenientes das folhas em senescência, ramos e caule, a nossa hipótese é que os valores ótimos de IAFmax estão entre 6.0 e 6.5 para as cultivares modernas de soja.

O IAFmax para atingir 100 sc/ha está entre 6.0 e 6.5, para as cultivares indeterminadas e determinadas, respectivamente.

As práticas de manejo na cultura da soja que envolvem o índice de área foliar e maximização da produtividade devem ser ajustadas de acordo com o grupo de maturidade relativa e tipo de crescimento.

Referências

BATTISTI, R.; SENTELHAS, P.C.; PILAU, F.G.; WOLLMANN, C.A. Climatic efficiency for soybean and wheat crops in the state of Rio Grande do Sul, Brazil, in different sowing date. (In Portuguese, with English abstract.) Ciência Rural, v. 43, p. 390-396, 2013.

FRENCH, R. J. & SCHULTZ, J. E. Water use efciency of wheat in a Mediterranean type environment. I. Te relation between yield, water use and climate. Aust. J. Agric. Res., v.35, p.743–764, 1984.

SPECHT J.E.; HUME D.J.; KUMUDINI S.V. Soybean yield potential a genetic and physiological perspective. Crop Science Society of America. v. 39, p.1560–1570, 1999.

TAGLIAPIETRA, E. L. et al. optimum leaf area index to reach soybean yield potential in subtropical environmet. Agronomy Journal, v.10, p.932-938,2018.

ZHOU, X. B.; CHEN, Y. H.; OUYANG, Z. Row spacing effect on leaf area development, light interception, crop growth and grain yield of summer soybean crops in Northern China. African Journal of Agricultural Research, Lagos, v.6, n.6, p.1430-1437, 2011.

ZANON, A.J.; STRECK, N.A.; GRASSINI, P. Climate and management factors influence soybean yield potential in a subtropical environment. Agronomy Journal, 2016.

Informações dos autores:  

1Universidade Federal de Santa Maria – UFSM, Santa Maria, RS.

Disponível em: Anais da 42ª Reunião de Pesquisa de Soja da Região Sul, Três de Maio – RS, Brasil, 2018.


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