Influência da inclusão de biocarvão sob a taxa de germinação e crescimento do feijão guandu [Cajanus cajan (L.)] submetida à restrição hídrica

Influence of the inclusion of biochar under the germination and growth rate of [Cajanus cajan (L.)] bean subjected to water restriction

ABSTRACT - Pigeon pea is a species used in animal feed due to its nutritional and adaptive characteristics. The objective of this study was to evaluate the inclusion levels of biochar under the twinning rate, root length and length of the aerial part of the pigeon pea [Cajanus cajan (L.)] under water restriction. During the 12 days, the protrusion of plants after potting with 0, 5, 15, 30 and 50% inclusion of biochar in the soil and with irrigation restricted to 30% of the indicated was observed. Fully randomized delineamnet (DIC) with three replicates per treatment was used. The data were analyzed statistically by the Tukey test at 5% and polynomial regression. There was no significant difference for all variables studied. It is indicated the maximum inclusion of 15% of biochar to the soil for cultivation of pigeon pea in order to provide greater shoot length and germination rate.

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Introdução

O feijão guandu possui uma elevada resistência a déficit hídrico, alta taxa fotossintética, apresenta mecanismos eficientes na fixação biológica de nitrogênio do solo, podendo ser utilizado na adubação verde, recuperação e enriquecimento de solos degradados, fonte de proteína na dieta de ruminantes (MARIN & SANTOS, 2008). Um dos fatores fundamentais no sucesso da produção de forragens são a quantidade disponível de água e a eficiência do seu uso pelo vegetal. O quanto e quando irrigar é relevante, pois o estresse hídrico causa prejuízos para as culturas, e cada fase de desenvolvimento necessita de determinada demanda hídrica, podendo variar de acordo com a cultura, condições físicas do solo, capacidade de armazenamento de água no solo e condições ambientais (CARVALHO et al., 2013). O uso do biocarvão como um aditivo do solo tem sido proposto como um meio para atenuar as alterações climáticas antropogênicas e simultaneamente, melhorar a fertilidade do solo agrícola (WOOLF, 2008). No entanto, a quantidade de biocarvão que pode ser adicionado ao solo, é o fator limitante na utilização como um aditivo no solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar níveis de inclusão de biocarvão sob a taxa de geminação, comprimento de raiz e comprimento da parte aérea do feijão guandu [Cajanus cajan (L.)] sob o estresse hídrico.

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Revisão Bibliográfica

O feijão guandu [Cajanus cajan (L.)] pertence à família Fabaceae, subfamília Faboideae, tribo Phaseoleae e subtribo Cajaninae. Destaca-se pelas suas características morfológicas, fisiológicas, potencial produtivo e potencial nutricional, fornecendo forragem de qualidade mesmo nos períodos de pouca chuva e seca. No período seco, apresenta-se verde, mantém sua produtividade, palatabilidade e aceitação pelos animais (BENEDETTI, 2005). Devido à ocorrência de fatores limitantes de natureza hídrica nas regiões tropicais e subtropicais, há necessidade de se identificar a tolerância e a susceptibilidade das pastagens às condições de estresse hídrico visando à recomendação de cultivares que expressem o máximo de seu potencial produtivo em condições de déficit hídrico e alagamento do solo (KROTH et al., 2015). De acordo com Carvalho et al. (2013) no momento de implantar determinada cultura, o produtor deve compreender a necessidade hídrica, para quantificar o volume de água necessário durante o seu ciclo de desenvolvimento. Para tal, determinar os períodos em que a cultura encontra-se susceptível a falta de água é em última análise para reduzir perdas de rendimento. Novas tecnologias de produção, que sejam adequadas para as diferentes condições ambientais, aliando a produção de alimentos com a preservação da biodiversidade do solo e da água pode contribuir de forma positiva no desenvolvimento da planta. Dentre as técnicas de manejo, o uso de substratos, como o biocarvão, é uma alternativa para melhorar as propriedades do solo (CHEN et al., 2013) O biocarvão compreende, essencialmente, formas estáveis aromáticas de carbono orgânico, e, em comparação com o carbono de uma matéria-prima de pirólise, não pode ser prontamente devolvido à atmosfera como CO₂, mesmo sob condições ambientais e biológicas favoráveis, tais como aqueles que podem prevalecer no solo (SOHI et al., 2010). O aumento nas adições de carbono orgânico melhora a retenção de nutrientes que se tornam acessíveis aos microrganismos na superfície da partícula (LEHMANN et al., 2011). O biocarvão estimula o crescimento das plantas por meio da indução de efeitos na rizosfera, com efeitos diretos e indiretos na qualidade e quantidade de exsudatos radiculares (JONES et al., 2012). Os exsudatos de raízes de diferentes plantas afetam a atividade microbiana e, diferentemente, a composição de bactérias no solo. (ANDERSON et al., 2011).

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Materiais e Métodos

O experimento foi realizado na Casa de Vegetação da Embrapa Semiárido, localizado na cidade de Petrolina, Pernambuco entre os dias 8 a 22 de abril de 2015. Foi feita a semeadura do feijão guandu em baldes com capacidade para 10 litros cada contendo solo e diferentes níveis de inclusão de biocarvão vegetal, sendo os níveis de 0, 5, 15, 30 e 50%. O solo utilizado foi um Argissolo, coletado no Campo Experimental da Caatinga, e o biocarvão utilizado foi doado para a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA) para fins de pesquisa, pelo Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis (IBAMA). Os vasos foram preenchidos com a mistura de solo e biocarvão com ajuda de uma balança de precisão. Em cada vaso foram feitas 30 covas e em cada cova semeada uma semente. Os baldes foram semeados aleatoriamente e dispostos nas bancadas da Casa de Vegetação. Foi simulada a umidade do solo em 30%, de modo que a irrigação diária foi feita com base em 30% da necessidade hídrica da cultura. Diariamente os baldes foram pesados a fim de verificar a umidade perdida em comparação ao dia anterior e a quantidade de água perdida era reposta de acordo coma condição hídrica que a cultura foi submetida. Durante 12 dias foram feitas anotações diárias referentes ao número de sementes germinadas. Aos 12 dias experimentais (fase final) foram verificados comprimento de parte aérea e raiz de cada indivíduo com auxílio de régua graduada. Foi utilizado o delineamento inteiramente casualizado (DIC) com cinco tratamentos e três repetições os dados foram analisados pelo software ASSISTAT STATISTICAL (SILVA & AZEVEDO, 2006), em que aplicou-se o teste de Tukey e posteriormente análise de regressão ambos a 5% de probabilidade.

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Resultados e Discussão

Os dados referentes ao comprimento de parte aérea (CPA), comprimento de raiz (CR) e Taxa de germinação (TG) podem ser observados na Tabela 1. Não houve influência significativa para todas as variáveis estudadas (CPA), (CR) e (TG). Em relação ao comprimento parte aérea (CPA), o níveis de 0% e 15% de biocarvão proporcionaram menor e maior (CPA) respectivamente. Silva et al. (2013) avaliaram as características estruturais do feijão guandu [Cajanus cajan (L.)] em função da adubação com seis doses de cinza vegetal 0; 3; 6; 9; 12 e 15 g dm^-3 de cinza vegetal em Latossolo Vermelho de Cerrado. A umidade do solo foi mantida a 60% da capacidade máxima de retenção de água. Os autores constataram que a adubação com cinza vegetal proporcionou aumento de 28,13; 23,57 e 40,04% respectivamente, para altura de plantas, diâmetro do caule e número de folhas, ao comparar a máxima dose de cinza vegetal (15 g dm^-3) com o tratamento sem adubação com esse resíduo. Quanto ao crescimento de raízes (CR) os níveis de 0% e 50% de biocarvão foram observados maiores e menores (CR) respectivamente. De acordo com Van Zwieten et al. (2010) as respostas iniciais das plantas ao biocarvão variam de acordo com os componentes (principalmente nutrientes do biocarvão), com o tipo de solo e estado nutricional da espécie de planta utilizada, assim como do tipo de resíduo utilizado para a produção do biocarvão. A menor taxa de germinação (TG) foi observada ao incluir 5% de biocarvão ao solo e a maior ao nível de 15%. Resultados contraditórios foram encontrados por Cavalcanti (2011) ao verificar diferentes substratos que proporcionassem melhores condições para a germinação e emergência de plântulas de feijão de porco (Canavalia ensiformes L.). O autor verificou que os substratos compostos com areia, solo e esterco apresentaram as maiores taxas de emergência e índice de velocidade de emergência. Segundo Menezes et al. (2004) a baixa percentagem de germinação de espécies leguminosas pode ser devida a problemas como dormência das sementes, baixo vigor ou a fatores ambientais como temperatura, presença ou ausência da luz, dificuldades de embebição, que, por não serem bem conhecidos, dificultam o manuseio e causam prejuízos.

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Conclusões

É indicada a inclusão máxima de 15% de biocarvão ao solo para cultivo de feijão guandu a fim de proporcionar maior comprimento de parte aérea e taxa de germinação.

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Gráficos e Tabelas

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Referências

ANDERSON, C.R.; CONDRON, L.M.; CLOUGH, T.J.; FIERS, M.; STEWART, A.; HILL, R.A.; SHERLOCK, R.R. Biochar induced soil microbial community change: Implications for biogeochemical cycling of carbon, nitrogen and phosphorus. Pedobiologia, v. 54, n. 6, p. 309-320, 2011. BENEDETTI, E. Leguminosas na produção de ruminantes nos trópicos. Uberlândia, MG: EDUFU, 2005. 118 p. CARVALHO, R.I.; KORCELSKI, Ç.; PELISSARI, G.; HANUS, D.A.; ROSA. M.G. Demanda hídrica das culturas de interesse agronômico. Enciclopédia biosfera, v. 9, n. 17, p. 969, 2013. CAVALCANTI, B.N. Influência de diferentes substratos na emergência e crescimento de plantas de feijão de porco (Canavalia ensiformes L.). Engenharia Ambiental. v. 8, n. 3, p. 51-70, 2011. CHEN, J.; LIU, X.; ZHENG, J.; ZHANG, B.; LU, H.; CHI, Z.; PAN, G.; LI, L.; ZHENG, J.; ZHANG, X.; WANG, J.; YU, X. Biochar soil amendment increased bacterial but decreased fungal gene abundance with shifts in community structure in a slightly acid rice paddy from Southwest China. Applied Soil Ecology, v. 71, p. 33-44, 2013. JONES, D.; ROUSK, J.; EDWARDS-JONES, G.; DELUCA, T.; MURPHY, D. Biocharmediated changes in soil quality and plant growth in a three year field trial. Soil Biologyand Biochemistry, v. 45, p. 113-124, 2012. KROTH, E.B.; SILVA, B.M.E.; SILVA, A.J.T.; KOETZ, A.; SCHLICHTING, F.A. Cultivares de Brachiaria brizantha sob diferentes disponibilidades hídricas em Neossolo Flúvico. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental v. 19, n. 5, p. 464-469, 2015. LEHMANN, J. Bio-energy in the black. Frontiers in Ecology and the Environment, v. 5, n. 7, p. 381-387, 2011. MARIN, A.; SANTOS, D.M.M. Interação da deficiência hídrica e da toxidade do alumínio em guandu cultivado em hidroponia. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 43, n. 10, p. 1267-1275, 2008. MENEZES, N.L.; FRANZIN, S.M.; ROVERSI, T.; NUNES, E.P. Germinação de sementes de Salvia splenden Sellow em diferentes temperaturas e qualidades de luz. Revista Brasileira de Sementes, v. 26, n. 1, p. 32-37, 2004. SILVA, B.M.; SANTOS, C.C.; MENESES, S.M.; FARIAS, N.L.; SILVA, A.J.T. Características estruturais do feijão guandu adubado comcinza vegetal em latossolo vermelho de cerrado.Enciclopédia biosfera, v. 9, n. 17, p. 543, 2013. SILVA, F.A.S.; AZEVEDO, C.A.V. The Assistat Software Version 7.7 and its use in the analysis of experimental data. African Journal of Agricultural Research, v. 11, n. 39, p. 3733-3740, 2016. SOHI, S.; KRULL, E.; LOPEZ-CAPEL, E.; BOL, R. A review of biochar and its use and function in soil. Advances in Agronomy, v. 105, p. 47-82, 2010. VAN ZWIETEN, L.; KIMBER, S.; MORRIS, S.; CHAN, K.; DOWNIE, A.; RUST, J.; JOSEPH, S.; COWIE, A. Effects of biochar from slow pyrolysis of papermill waste on agronomic performance and soil fertility. Plant and soil, v. 327, n. 1-2, p. 235-246, 2010. WOOLF, D. Biochar as a soil amendment: A review of the environmental implications. 2008.