Produção e valor nutritivo da Tithonia diversifolia em período de estabelecimento

Alex Marciano dos Santos Silva, Leandro Diego da Silva, Priscila Junia Rodrigues da Cruz, Márcia Vitória Santos, Claudio Marcio Pereira de Souza¹, Múcio Magno de Melo Farnesi² e Elizzandra Marta Martins Gandini²

Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, Departamento de Zootecnia, Diamantina, Minas Gerais, Brasil
alex.marciano.agro@outlook.com
¹ Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, Departamento de Agronomia, Diamantina, Minas Gerais, Brasil
² Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, Departamento de Engenharia Florestal, Diamantina, Minas Gerais, Brasil

Resumo

Objetivou-se avaliar a produção e composição química da tithonia (Tithonia diversifolia) em diferentes idades no período de estabelecimento. A pesquisa foi conduzida no Departamento de Zootecnia da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, Minas Gerais, Brasil. O clima da região é classificado como temperado húmido de inverno seco e verão temperado. Foram avaliados cinco períodos de estabelecimento (100, 110, 120, 130 e 140 dias após plantio) em um delineamento experimental inteiramente casualizado com quatro repetições. O plantio foi realizado no dia 17 de novembro de 2017, utilizando partes vegetativas de plantas cultivadas a um ano no mesmo setor. O solo foi classificado como Neossolo Quartzarênico, de textura franco-arenoso e foi fertilizado no plantio com adubação química e orgânica, sem adubação de manutenção. A reposição hídrica foi realizada a cada dois dias. Aos 20, 40, 60, 80, 100, 110, 120, 130 e 140 dias após plantio (DAP), foi mensurado a altura de plantas (AP). Aos 100, 110, 120, 130 e 140 DAP foi mensurado o número de ramificações (NR), produção de massa verde (PMV) e seca (PMS), matéria seca (MS), matéria orgânica (MO), proteína bruta (PB), fibra em detergente neutro (FDN) e ácido (FDA), celulose (CEL), hemicelulose (HEM) e lignina (LIG) das plantas de tithonia.

Houve diferença (p <,0001) para AP, PMV e PMS em função dos DAP. Para NR não foi observado efeito (p = 0,987), sendo uma média de 4 ramificações por planta. Para a composição química observou-se, no geral, um aumento dos componentes estruturais e diminuição da concentração de PB. Com isso, recomenda-se a colheita da tithonia aos 140 DAP, com altura média de manejo de 2,9 metros, período em que as plantas apresentam elevada produtividade e adequada composição química. O ótimo desenvolvimento da tithonia em poucos dias de cultivo, evidencia à adaptação e potencial de utilização da espécie.

Palavras chaves: alimento alternativo, elevada produção, espécie forrageira, estabelecimento

Production and nutritional value of Tithonia diversifolia in establishment period

Abstract

The aim of this study was to evaluate the yield and chemical composition of tithonia (Tithonia diversifolia) at different ages in the establishment period. The research was conducted at the Animal Science Department of the Federal University of the Jequitinhonha and Mucuri Valleys, Minas Gerais, Brazil. The climate of the region is classified as wet temperate with dry winter and temperate summer. Five establishment periods (100, 110, 120, 130 and 140 days after planting) were evaluated in a completely randomized experimental design with four replications. The planting was carried out on November 17, 2017, using vegetative parts of plants grown at one year in the same sector. The soil was classified as Quartzarenic Neosol, with a sandy-loam texture and was fertilized at the planting with chemical and organic fertilization, without maintenance fertilization. The water replenishment was performed every two days. At 20, 40, 60, 80, 100, 110, 120, 130 and 140 days after planting (DAP), plant height (AP) was measured. The number of branches (NR), green mass (PMV) and dry matter (PMS), dry matter (DM), organic matter (OM), crude protein (PB), neutral detergent fiber (NDF) and acid (FDA), cellulose (CEL), hemicellulose (HEM) and lignin (LIG) from the plants of tithonia. There was a difference ((p <, 0001) for AP, PMV and PMS as a function of DAP. For NR, no effect was observed ( p = 0.987), with an average of 4 branches per plant. For the chemical composition, an increase of the structural components and a decrease of the PB concentration were observed. Therefore, it is recommended to harvest tithonia at 140 DAP, with an average height of 2.9 meters, during which time the plants show high productivity and adequate chemical composition. The excellent development of tithonia in a few days of cultivation, evidences to the adaptation and potential of use of the species.

Key words: alternative food, high production, forage species, establishment

Introdução

O aumento no consumo de alimentos de origem animal no mundo, ocasionado principalmente pelo crescimento populacional e aumento da renda per capita, tem demonstrado à necessidade de novas abordagens em relação à utilização dos recursos produtivos (Lemaire et al 2014). Além disso, o forte apelo por sistemas menos agressivos ao meio ambiente tem aumentado a pressão sobre os produtores, estimulando a procura por sistemas de produção agropecuária mais sustentáveis (Alexander et al 2015; Boggess et al 2013).

Algumas técnicas como recuperação de pastagens degradadas, sistemas de integração entre culturas e utilização de espécies forrageiras de alta produtividade são alternativas para aprimorar os sistemas de produção e consequentemente a oferta de alimentos de origem animal.

A Tithonia diversifolia (Hemsl.) A. Gray (tithonia), arbusto nativo da América Central e amplamente encontrado nas regiões tropicais do mundo, vem sendo cultivada como planta forrageira e resultando em excelente desempenho animal (Rodríguez et al 2018; Mauricio et al 2017; Ribeiro et al 2016). Além disso, a tithonia tem demostrado ótimo potencial adaptativo, com elevada produção mesmo em condições de baixa precipitação pluviométrica e fertilidade do solo, mostrando ser uma espécie potencial para regiões semiáridas do mundo (Reis et al 2016; Ruiz et al 2014; Pérez et al 2009). No entanto uma adequada fertilização do solo, reposição hídrica e o momento certo de colheita pode otimizar significativamente o sistema produtivo, elevando ainda mais a produção e qualidade da tithonia.

Apesar do múltiplo potencial de uso, é escasso o conhecimento científico referente à caracterização produtiva da tithonia em período de estabelecimento, sendo a maioria das informações referentes ao período de rebrota.

O conhecimento do potencial produtivo e o melhor momento da colheita ou pastejo das espécies forrageira em período de estabelecimento é de grande importância, pois plantas inicialmente bem desenvolvidas, de rápido estabelecimento e colhida no momento certo pode reduzir custos e maximizar o sistema produtivo. Além disso espécies forrageiras de rápido estabelecimento podem ser utilizadas como rotação de culturas, sistemas consorciados e até mesmo como adubação verde.

Assim, objetivou-se avaliar a produção e composição química da tithonia em diferentes idades durante o período de estabelecimento, em clima Cwb e solo Neossolo Quartzarênico, de textura franco-arenoso.

Material e métodos

A pesquisa foi conduzida no campo experimental do Setor de Forragicultura do Departamento de Zootecnia da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri - UFVJM, Campus Juscelino Kubistchek, localizado no município de Diamantina, Minas Gerais, Brasil com coordenadas geográficas de 18º12’13.30’’ Latitude Sul; 43º34’23.76’’ Longitude Oeste e altitude de 1.401 m. O clima da região classifica-se, segundo Koppen, como Cwb (clima temperado húmido com Inverno seco e Verão temperado) (Sá Júnior et al 2012).

O solo foi classificado como Neossolo Quartzarênico, de textura franco-arenoso (Embrapa, 2006), apresentando as seguintes características químicas e físicas, na profundidade de 0 a 0,2 m: pH em (HH₂O) = 6,60; MO = 0,99 dag kg^-1; P = 4,53 mg dm^-3; K = 31,2 mg dm^-3; Ca = 1,02 cmol_c dm^-3; Mg = 0,54 cmol_c dm ^-3; Al = 0,04 cmol_c dm^-3; CTC (t) = 1,68 cmol_c dm^-3; CTC (T) = 3,60 cmol_c dm ^-3; SB = 1,64 cmol_c dm^-3; H + Al = 1,95 cmol_c dm^-3; m = 2,38 %; V = 45,7 %; Cu = 0,24 mg dm ^-3; Zn = 2,52 mg dm^-3; Fe = 130,7 mg dm^-3; Mn = 1,64 mg dm^-3; areia = 77,9 %; argila = 11,0 %; silte = 11,1 %; densidade do solo = 1,25 g/cm³; densidade de partículas = 1,35 g/cm³ e porosidade do solo = 47,0 %.

Antes do plantio o solo foi previamente fertilizado segundo a análise química, com 70 kg/ha de P₂O₅ e 774 kg/ha de calcário, sendo como fonte o superfosfato simples e calcário dolomítico, respectivamente. Também foi aplicado 33000 kg/ha de composto orgânico, nos sulcos de plantio e incorporado ao solo. O composto orgânico foi obtido a partir da mistura de restos vegetais (capins), cama de codorna, resíduos de restaurante e de ração, apresentando as seguintes características químicas: pH em (H₂O) = 6,22; CO = 22,5 %; N = 2,30 %; P = 0,95 %; K = 1,36 %; Ca = 2,68 %; Mg = 0,59 %; S = 0,71 %; Na = 0,11 %; Zn = 254 ppm; Fe = 5915 ppm; Mn = 220 ppm; Cu = 98 ppm; B = 25,1 ppm. Não foi realizado adubação de manutenção.

O plantio foi realizado no dia 17 de novembro de 2017, utilizando partes vegetativas de plantas com um ano de cultivo, sendo distribuídas no esquema pé com ponta nos sulcos de plantio, a uma profundidade de 0,1 m e posteriormente cortando-as a cada 0,4 m. Foram instaladas 20 unidades experimentais, cada uma composta por cinco sulcos de 6.9 m lineares, com espaçamento de 0,3 m entre plantas e 0,5 m entre sulcos, totalizando 120 plantas e 13,8 m². Aos 20 DAP foi realizado um replantio para alcançar o número de plantas desejado nas unidades experimentais. Foram avaliados cinco períodos de estabelecimento da tithonia até o primeiro corte (100, 110, 120, 130 e 140 DAP) em um delineamento inteiramente casualizado com quatro repetições.

Durante o período experimental foram coletados os dados meteorológicos com o propósito de calcular a evapotranspiração de referência (ETo). Os dados foram coletados através da estação meteorológica do instituto de ciências agrárias da UFVJM, distante da área experimental, aproximadamente, 270 m (Figura 1).

Figura 1. ETo - Evapotranspiração de referência (mm), precipitação (mm), reposição hídrica (mm), acumulado a cada dez dias, e temperatura média do ar (°C), umidade média do ar (%) e radiação média (W/m 2) durante o período experimental, de (17/11/2017 à 05/04/2018)

A reposição hídrica foi realizada com base na ETo, calculada diariamente por meio do método de Penman Monteith (Allen et al 1998), sendo realizada a cada dois dias, repondo o acumulado da evapotranspiração (mm) e descontado a precipitação, quando ocorrido. A reposição hídrica foi através de um sistema de irrigação por aspersão, sendo os aspersores de modelo Agropolo NY-25, pressão de serviço de 30 mca, vazão nominal 0,901 m³/h e espaçamento de 12 m entre aspersores. A água utilizada na irrigação é proveniente da rede de distribuição da UFVJM, cuja classifica-se, segundo à United States Department of Agricultural (USDA), como C₁S₁, indicando ausência de riscos referentes à salinização e sodificação do solo (Richards 1954).

Aos 20, 40, 60, 80, 100, 110, 120, 130 e 140 DAP foi mensurado a altura de plantas (AP) e aos 100, 110, 120, 130 e 140 DAP o número de ramificações (NR), produção de massa verde (PMV), seca (PMS), matéria seca (MS), matéria orgânica (MO), proteína bruta (PB), fibra em detergente neutro (FDN) e ácido (FDA), celulose (CEL), hemicelulose (HEM) e lignina (LIG) das plantas de tithonia. Para mensuração da AP foi utilizado uma régua graduada, tendo como referência o meristema apical até o nível do solo. O NR foi mensurado através da contagem visual das ramificações. Posteriormente, cortou-se as plantas, pesou-se em balança analítica para quantificar a PMV, sendo a média dos valores multiplicado pelo número de plantas por hectare (66.666). Concomitantemente, subamostras foram separadas e acondicionadas em sacos de papel para realizar a pré-secagem em estufa de ventilação forçada à 65 °C por 72 h. Após a pré-secagem, as subamostras foram moídas em moinho de facas tipo “Willey” com malha de 1 mm, e levadas ao laboratório para avaliação da composição química, conforme metodologias descritas por Silva e Queiroz (2002). A PMS foi quantificada multiplicando o peso médio após seco pelo número de plantas por hectare.

Os dados foram submetidos à análise de variância utilizando o programa SAS (2002) ao nível de 5% de probabilidade. Quando verificado a significância, foi ajustada uma equação de regressão utilizando o programa Excel do Windows. Para a composição química as médias dos tratamentos foram comparadas pelo teste de Tukey (p <0,05).

Resultados e discussão

Foi observado efeito (p <0,0001) de DAP para a AP de tithonia durante o período de estabelecimento. Foi ajustada uma equação quadrática aos dados de AP. O crescimento médio da tithonia nos primeiros 60 dias de implantação do experimento foi de 0,010 m/dia, dos 60 até os 100 DAP o crescimento médio foi de 0,025 m/dia e após 100 DAP a AP apresentou um crescimento médio de 0,035 m/dia (Figura 2).

Figura 2. Altura de plantas (AP) de tithonia em função dos dias após o plantio

Todos os organismos vegetais nos seus distintos estágios de desenvolvimento são capazes de apresentar crescimento. O crescimento inicial lento ocorre pela dependência de reservas orgânicas nas partes vegetativas utilizadas como mudas. Com o aumento da idade das plantas e emissão e expansão de novas folhas acontece a maior interceptação de luz, além do desenvolvimento do sistema radicular, absorvendo água e nutrientes do solo, em que se desenvolve e inicia os processos anabólicos dependentes da fotossíntese (Taiz e Zeiger 2013; Magalhães 1985).

Alturas diversas da tithonia foram observadas em várias pesquisas (Souza 2017; Reis et al 2016; Lazo et al 2015; Alonso et al 2013; Katto et al 1995; Nash 1976), essas variações foram ocasionadas principalmente pelas condições edafoclimáticas e períodos de avaliação.

Reis (2016) avaliando a AP de tithonia em diferentes idades de rebrota em área irrigada e não irrigada, no período de junho a novembro de 2015, no Brasil, observou altura média de dois cortes de 1,40 m para plantas irrigadas, enquanto as não irrigadas atingiram 0,89 m, com taxa de crescimento médio de 0,012 e 0,006 m ao dia, respectivamente, aos 80 dias de rebrota. Souza (2017) encontrou altura média de 3,00 m, com taxa de crescimento médio de 0,03 m ao dia em plantas de tithonia aos 84 dias de rebrota, no período de maio a junho de 2016, em área irrigada no Brasil.

O crescimento acelerado após os 100 DAP ocorre devido a maior participação de folhas novas na assimilação do carbono durante o processo de fotossíntese (Taiz e Zeiger 2013), após esse período, inicia-se a floração e grande parte das reservas orgânicas e a partição de fotoassimilados é direcionada para o sistema reprodutivo das mesmas.

Não foi observado efeito (p = 0,987) de DAP para o NR no período de estabelecimento, sendo uma média de 4 ramificações por planta. Foi observado efeito (p <,0001) de DAP para a PMV de tithonia durante o período de estabelecimento. Foi ajustada uma equação quadrática aos dados de PMV. A PMV apresentou um aumento mais evidente até os 130 DAP (Figura 3).

A PMV na pré-floração aos 103 DAP, encontrado por Gualberto et al (2011), no Brasil, para a tithonia em três espaçamentos (0,50 x 0,75; 0,75 x 0,75 e 1,00 x 0,75) foi de 17,6, 17,7 e 14,2 t/ha, respectivamente, valores inferiores ao encontrado na presente pesquisa para o período de estabelecimento. Sao et al (2010) avaliando a PMV e PMS de tithonia no Vietnã, encontraram PMV superior a 170 t/ha ano, o equivalente a mais de 25 t/ha ano de PMS. No entanto a elevada produção da tithonia observada na presente pesquisa foi em apenas 140 DAP, o que pode estar relacionado a boa adaptação as características edafoclimáticas, adubação e reposição hídrica.

A PMS teve aumento (p <,0001)ao longo do período de avaliação. Ajustou-se uma função polinomial aos dados, os quais apresentaram os maiores valores aos 140 DAP (Figura 3).

Figura 3. Produção de massa verde (PMV) e seca (PMS) de plantas de tithonia em função dos dias após o plantio

Souza (2017) avaliando a produção da tithonia em diferentes períodos de rebrota no Brasil, observou uma PMS superior a 25 t/ha, aos 77 dias de rebrota, no período de maio a junho de 2016, em área irrigada. Lazo et al (2015) em Cuba, avaliando a PMS e MS de tithonia em sistemas silvipastoris sob períodos de descanso após pastejo, na época chuvosa e seca do ano, observou maiores valores no período chuvoso aos 120 dias após pastejo, sendo 4,00 t/ha e 27,9 %, respectivamente, já no período seco do ano, os maiores valores de PMS foi aos 90 dias após pastejo, com 2,90 t/ha, e o MS foi maior aos 120 dias, com 31,7%.

Na presente pesquisa a PMS aos 120 DAP foi superior a 25 t/ha (Figura 3), no entanto a MS apresentou comportamento crescente (Tabela 1), o que pode ter sido devido ao aumento na proporção de tecidos fibrosos, resultantes do aumento de tecidos de sustentação, como caule. Conforme relatado por Souza (2017), a relação folha/caule é reduzida com o aumento da idade das plantas, e consequente perda na umidade e valor nutricional das mesmas.

Reis et al (2016) avaliando a produção de tithonia irrigada e não irrigada no Brasil, observou valores médios de PMV e PMS de 44,6 e 9,80 t/ha, no primeiro corte, e 43,7 e 6,35 t/ha, no segundo corte, respectivamente, com períodos de 80 dias de rebrota. As plantas não irrigadas apresentaram valores de massa verde e seca de 7,96 e 2,09 t/ha, no primeiro corte, e de 31,4 e 4,01 t/ha no segundo corte, respectivamente, demonstrando o potencial adaptativo da tithonia a irrigação, maximizando a produção de forragem na época de escassez hídrica.

Todas as variáveis analisadas da composição química da tithonia foram influenciadas (p <0,05) pelos DAP (Tabela 1).

A concentração de MS aumentou em função dos DAP, sendo observado aos 140 DAP os maiores valores. Valores superiores foram observados por Calsavara et al (2016) , cerca de 20 e 22,4 % de MS em plantas de tithonia colhidas nos períodos de emborrachamento e pré-floração, respectivamente.

O conteúdo de MO foi maior aos 130 e 140 DAP, possivelmente devido a uma estabilização nutricional da planta, no entanto a variação foi pequena entre os DAP.

A PB apresentou comportamento decrescente em função dos DAP. Dos 100 até os 140 DAP a concentração de PB diminuiu 11,8 %, está redução pode ser considerada pequena pois as plantas ainda não estavam em processo de floração e senescência. Entretanto, Souza (2017) encontrou valores de PB na tithonia que varia de 20,8 % aos 21 dias de rebrotação e 7,33% aos 77 dias, comportamento característico das forrageiras tropicais, que apresentam esse declínio ao atingirem a maturidade. Isso acontece provavelmente pela redução da relação folhas/caules e do processo de lignificação dos caules. Verdecia et al (2011) encontrou valores de PB de 28,9%, 26,1% e 18,0% nas respectivas idades de corte: 60, 120 e 180 dias em períodos chuvosos.

A concentração de PB de uma planta pode ser decisiva para o momento de colheita da forragem, por ser um dos ingredientes mais caros da dieta animal. Sendo assim, no presente estudo, apesar da concentração de PB diminuir em função dos DAP, o incremento significativo na produção resultou em um aumento na produção de PB por área de 37% na comparação do corte aos 100 e 140 DAP.

Além disso, a quantidade e a qualidade da PB na dieta são fatores importantes associados ao desempenho animal em condições tropicais, devido à relação positiva entre a ingestão de PB e a ingestão de forragem (Leng 1990; Detmann et al 2014). Entretanto, a melhora do estado nutricional com inclusão de proteína, principalmente com farelo de soja na dieta, pode aumentar o custo de produção, o que pode reduzir a rentabilidade (Valadares Filho et al 2006). Uma alternativa seria a utilização da tithonia como fonte proteica em substituição a concentrados proteicos, o que pode tornar o sistema de produção mais lucrativo.

A FDN e FDA aumentou em função dos DAP, no entanto os valores foram inferiores aos observados por Calsavara et al (2016), cerca de 47,6 e 52,0 % para FDN, e 33,3 e 36,4 para FDA, em plantas de tithonia colhidas nos períodos de emborrachamento e pré-floração, respectivamente. Teores similares de FDN foram relatados por Souza (2017), cerca de 38,2 e 56,8% aos 21 e 84 dias de rebrota, respectivamente. Os teores de FDN observados nesta pesquisa estão abaixo dos valores estipulados por Van Soest (1965), considerado como teores limitante ao consumo, entre 55-60%.

Os teores de CEL e HEM apresentaram pouca variação em função dos DAP, sendo os maiores valores observados aos 130 e 140 DAP, respectivamente, concordando com o fato de que com o avanço da maturidade ocorre o espessamento da parede celular (Wilson 1997).

A LIG também aumentou em função dos DAP, no entanto os valores foram inferiores ao observado por Castro et al (2014), que observaram teores de 6,62 e 7,15 % para o período chuvosos e pouco chuvoso, respectivamente. No presente estudo a baixa concentração em LIG foi esperada devido ao período de estabelecimento e desenvolvimento inicial das plantas.

Com o decorrer do desenvolvimento aumenta os teores de CEL, HEM e LIG, assim as mesmas tendem a ampliar o teor de fibras devido ao crescimento do caule e a diminuição do número de folhas (Taiz e Zeiger 2013).

Um fator que possivelmente está relacionado com a composição química observada nesta pesquisa, pode ser resultante do adequado suprimento de água, evitando a desidratação e principalmente a lignificação e elevação dos tecidos fibrosos, e assim possibilitando plantas mais nutritivas.

Conclusões

• Recomenda-se o primeiro corte da tithonia aos 140 DAP, com altura média de manejo de 2,9 metros, devido a elevada produtividade e adequada composição química.
  
  
• O ótimo desenvolvimento da tithonia em poucos dias de cultivo, evidencia à adaptação e potencial de utilização da espécie em clima Cwb e solo Neossolo Quartzarênico de textura franco-arenoso.

Agradecimentos

À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoas de Nível Superior (CAPES), ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), à Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG), e à Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM), pelo apoio à pesquisa.

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Received 15 May 2018; Accepted 17 August 2018; Published 3 September 2018

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