Morfofisiologia de Tithonia diversifolia sob adubação fosfatada em Latossolo Vermelho distrófico ou Neossolo Quartzarênico

A M dos S Silva, M V Santos, L D da Silva, J B dos Santos¹, E A Ferreira¹ e H S dos Santos Júnior²

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 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Sul de Minas Gerais, Departamento de Zootecnia, Pouso Alegre, Minas Gerais, Brasil

Resumo

A Tithonia diversifolia (tithonia) é uma espécie forrageira perene utilizada para diversos fins, destacando-se na alimentação de animais em todo mundo. Apesar do seu múltiplo potencial de uso, é escasso o conhecimento científico, referente as suas características agronômicas, fator essencial para atingir maiores patamares de produção. Assim objetivou-se avaliar a morfofisiologia de tithonia cultivada sob adubação fosfatada em Latossolo Vermelho distrófico e Neossolo Quartzarênico. A pesquisa foi conduzida em casa de vegetação no Departamento de Zootecnia da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, em Diamantina, Minas Gerais, Brasil. O delineamento experimental foi em blocos casualizados em esquema fatorial 5 x 2, sendo os fatores as doses de adubação fosfatada (0, 30, 60, 90 e 120 kg/ha), e os tipos de solo (Latossolo Vermelho distrófico e Neossolo Quartzarênico), com cinco repetições. Após 60 dias de cultivo foi determinado a altura de plantas, diâmetro de ramificações, número de ramificações, número de folhas, peso de massa seca da parte aérea e raiz, volume de raiz e produção de clorofila a, b, total e relação a/b. As características morfofisiológicas da tithonia é maximizada com o aumento das doses de fósforo para ambos os solos avaliados. Recomenda-se para o Latossolo Vermelho distrófico e Neossolo Quartzarênico 90 kg/ha de fósforo para o estabelecimento da tithonia.

Palavras chaves: forrageira alternativa, morfologia, recomendações agronômicas

Tithonia diversifolia morphophysiology under phosphate fertilization in dystrophic Red Latosol or Quartzarenic Neosol

Abstract

Tithonia diversifolia (tithonia) is a perennial forage species used for several purposes, especially in the feeding of animals throughout the world. Despite its multiple use potential, there is scarce scientific knowledge, referring to the agronomic characteristics, essential factor to reach higher levels of production. The objective of this study was to evaluate the morphology of tithonia cultivated under phosphate fertilization in dystrophic Red Latosol and Quartzarenic Neosol. The research was conducted in a greenhouse at the Animal Science Department of the Federal University of the Jequitinhonha and Mucuri Valleys, in Diamantina, Minas Gerais, Brazil. The experimental design was a randomized complete block design in a 5 x 2 factorial scheme, with phosphorus fertilization rates (0, 30, 60, 90 and 120 kg/ha), and soil types (dystrophic Red Latosol and Quartzarenic Neosol), with five replicates. After 60 days of cultivation were determined the height of plants, diameter of branches, number of branches, number of leaves, shoot dry mass and root weight, root volume and production of chlorophyll a, b, total and a/b ratio. The morphological characteristics of tithonia are maximized with increasing phosphorus doses for both evaluated soils. It is recommended for dystrophic Red Latosol and Quartzarenic Neosol 90 kg/ha of phosphorus for the establishment of tithonia.

Key words: alternative forage, morphology, agronomic recommendations

Introdução

O fósforo é um importante nutriente para as plantas, atuando principalmente na fotossíntese, respiração, armazenamento e transferência de energia, divisão e crescimento de células e vários outros processos, sendo essencial no desenvolvimento inicial e enraizamento das plantas (Taiz et al 2017; Novais et al 2007).

Para a Tithonia diversifolia (Hemsl.) A. Gray (tithonia), informações referentes a padrões químicos e condições ideais de cultivo dos solos, bem como doses ideais de fósforo em diferentes tipos de solo, são escassas. As recomendações agronômicas, são na maioria das vezes, baseadas em informações existentes para outras culturas de características semelhantes. O Helianthus annuus (girassol) é um exemplo de cultura que vem sendo base para recomendações de adubação, no entanto o mesmo é uma cultura anual, e a tithonia uma cultura perene, o que pode resultar em um desbalanço nutricional das plantas (Silva et al 2018b; Reis et al 2018).

A falta dessas informações pode levar a erros de omissão ou excesso no uso de insumos, ocasionando possíveis gastos econômicos desnecessários e a expressão de distúrbios metabólicos resultantes do suprimento insuficiente ou elevado de determinado nutriente, fatores que podem influenciar no cultivo de plantas como um todo (Raviv e Lieth 2008).

O estabelecimento de padrões de cultivo e a adoção de técnicas mais específicas de manejo que possibilitem maiores ganhos em produtividade são essenciais para que a tithonia possa atingir maiores patamares de produção. Desta forma, novos estudos baseados em estratégias de adubação fosfatada em tipos diferentes de solo, poderam contribuir com o bom desenvolvilmento das plantas de tithonia.

Assim, objetivou-se com esta pesquisa avaliar a morfofisiologia de tithonia cultivada sob diferentes doses de adubação fosfatada em Latossolo Vermelho distrófico e Neossolo Quartzarênico.

Material e métodos

A pesquisa foi conduzida em casa de vegetação no Setor de Forragicultura do Departamento de Zootecnia da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM), Campus Juscelino Kubitschek de Oliveira, localizado no município de Diamantina, Minas Gerais, com coordenadas geográficas de 18º12’10,74’’ Latitude Sul; 43º34’21,10’’ Longitude Oeste e altitude de 1,404 m. O Município de Diamantina está localizado na região do Alto Jequitinhonha, Nordeste de Minas Gerais, Sudeste do Brasil. A temperatura e umidade média no interior da estufa durante o período experimental foi de 24,7 °C e 68,3%, respectivamente. A média da radiação fotossinteticamente ativa no topo das plantas ao longo do dia foi de 987 μmol m^-2 s^-1.

O delineamento experimental foi em blocos casualizados em esquema fatorial 5 x 2, sendo os fatores as doses de adubação fosfatada (0, 30, 60, 90 e 120 kg/ha), e os tipos de solo (Latossolo Vermelho distrófico e Neossolo Quartzarênico), com cinco repetições. As estacas de tithonia foram obtidas a partir de rebrotações com 70 dias de crescimento, selecionando aquelas que apresentavam diâmetro de 10 mm, aproximadamente, e posteriormente cortando-as com 40 cm de comprimento, com corte horizontal na base e em bisel no ápice, e retirando as folhas. Em seguida, as bases das estacas foram imersas por 6 horas em água a uma profundidade de 4 cm em posição vertical, seguindo recomendações de Silva et al (2018a). O plantio foi realizado no dia 10 de setembro de 2018, utilizando-se vasos de 12 litros e enterrando cerca de um terço de cada estaca na posição vertical. Os solos utilizados foram o Latossolo Vermelho distrófico (LVd) e Neossolo Quartzarênico (NQ), apresentando as seguintes características químicas e físicas (Tabela 1).

A correção dos solos, e adubação de estabelecimento e manutenção foram realizadas de acordo com a interpretação das análises químicas e físicas dos solos. A calagem foi calculada utilizando o método da saturação por bases, com objetivo de elevar a saturação para 60%. As recomendações de correção do solo e adubação foram realizadas de acordo com as recomendações para a cultura do girassol, pois a tithonia ainda não possui recomendações agronômicas (Alvarez e Ribeiro 1999). Foi utilizado para o LVd e NQ o equivalente a 340 e 612 kg/ha de calcário dolomítico, respectivamente. Antes do plantio os solos ficaram incubados por um período de 20 dias, sendo mantido úmido, na capacidade de campo para ocorrência da reação do calcário no solo. O fósforo foi aplicado no plantio, de acordo com as doses propostas (0, 30, 60, 90 e 120 kg/ha), utilizando como fonte o superfosfato simples, em aplicação única.

A adubação de manutenção foi realizada aos 25 dias após plantio (DAP), com aplicação de 70 kg/ha de K₂O e 60 kg/ha de nitrogênio, sendo como fonte o cloreto de potássio e sulfato de amônia, respectivamente, para ambos os solos, dividido em três aplicações com intervalo de sete dias entre aplicações.

A irrigação foi realizada com o auxílio da curva característica de retenção de água no solo e tensiômetros. Os dados para gerar as curvas para cada solo foram mensurados no laboratório de física do solo do Departamento de Agronomia da UFVJM, através de amostras indeformadas coletadas nos vasos, conforme procedimentos descritos por Libardi (2005). Posteriormente esses dados foram interpolados pela equação de Van Genuchten (1980), equação (1), com o auxílio do programa computacional Soil Water Retention Curve, desenvolvido por Dourado Neto et al (2000), que descreve o comportamento da umidade do solo em função das tensões (Figura 1).

Em que: θ - Umidade a base de volume (cm³); θr - Umidade residual (cm³); θs - Umidade de saturação (cm³); Ψ - Tenção de água no solo (kPa); α, m, n - Parâmetros do modelo.

Figura 1. Curva característica de retenção de água nos solos Latossolo Vermelho distrófico (LVd) e Neossolo Quartzarênico (NQ).

A tenção atual de água no solo (Ψ) foi corrigida em função do comprimento dos tensiômetros através da equação (2):
Ψ = L – 0,098 * H
Em que: Ψ - Tenção de água no solo (kPa); L - Leitura do tensiômetro (kPa); H - Comprimento do tensiômetro (da rolha ao centro da capsula porosa) (33 cm).

O monitoramento das tensões de água no solo foi realizado utilizando-se tensiômetros instalados nos vasos, sendo um em cada tratamento, totalizando cinco tensiômetros no LVd e cinco no NQ. A irrigação foi realizada de forma manual, com turno de rega de dois dias, utilizando a média dos tensiômetros para cada solo.

Com as tensões observadas, foram calculadas as umidades correspondentes, a partir da curva de retenção. De posse dessas umidades e com a correspondente a capacidade de campo, foi calculado o volume de reposição por meio da equação (3):
V = (θcc – θatual) x 12000
Em que: V - Volume de água (cm³); θcc - Umidade na capacidade de campo (cm³); θatual - Umidade atual (cm³); 12000 - Volume de solo no vaso (cm³).

As irrigações foram realizadas, elevando-se a umidade do solo a capacidade de campo, sendo o LVd (33 kPa) e NQ (10 kPa) (Bernardo et al 2006).

As avaliações morfofisiológicas e colheita das plantas foram realizadas aos 60 dias após plantio (DAP).

Para mensurar a altura de plantas (AP) foi utilizado uma régua graduada, tendo como referência o meristema apical até o nível do solo do vaso. O diâmetro das ramificações (DR) foi quantificado com o auxílio de um paquímetro, sempre no centro de cada brotação. O número de ramificações (NR) e folhas (NF) foi mensurado através da contagem visual.

Para determinar a produção de clorofila a (ClA), b (ClB), total (ClT) e relação a/b (RClA/B), foi utilizado um aparelho medidor de clorofilas, modelo ClorofiLOG CFA 1030. As medidas foram realizadas na segunda folha completamente expandida das plantas.

A colheita das plantas foi realizada aos 60 DAP, posteriormente, foram acondicionadas em sacos de papel para realizar a pré-secagem em estufa de ventilação forçada a 65 °C por 72 h, até peso constante, para determinar o peso de massa seca da parte aérea (MSPA) e raiz (MSR).

Das frações de raízes, antes de serem levadas a estufa, foi quantificado o volume de raiz (VR). As análises estatísticas foram realizadas com auxílio do pacote estatístico SAS (Statistical Analysis System, versão 6.0), ao nível de 5% de probabilidade. Quando verificado significância, foram ajustadas equações de regressão.

Resultados e discussão

Para a altura de plantas (AP), houve efeito das doses de fósforo (p<0.0001) e tipos de solo (p=0.0407) sem interação entre os fatores (p=0.4265). A AP aumentou de forma quadrática com o aumento na dose de fósforo e as plantas no solo LVd foram ligeiramente maiores que as plantas no solo NQ (Figura 2A).

Para o diâmetro de ramificações (DR), houve efeito das doses de fósforo (p<0.0001) e não houve entre os tipos de solo (p=0.2636) e interação dos fatores (p=0.2918). O DR das plantas aumentou quadraticamente na medida que aumentou as doses de fósforo, independentemente do tipo de solo (Figura 2B).

Para o número de ramificações (NR), houve efeito das doses de fósforo (p=0.0045), porém não houve para os tipos de solo (p=0.0885) e interação dos fatores (p=0.8730). O NR das plantas aumentou de forma quadrática com o aumento na dose de fósforo. Houve também uma tendência das plantas no solo LVd apresentarem um maior NR que as plantas no solo NQ (Figura 2C).

Para o número de folhas (NF), houve efeito das doses de fósforo (p<0.0001), não houve efeito para os tipos de solo (p=0.0608) e houve interação entre os fatores (p=0.0170). Em ambos os solos foi observado um aumento de forma quadrática para o NF com o aumento nas doses de fósforo, entretanto, sem a aplicação do fósforo, o NF foi maior no solo NQ e, a partir da dose de 60 kg/ha de fósforo, o NF foi maior no solo LVd (Figura 2D).

Figura 2. Altura (A), diâmetro de ramificações (B), número de ramificações (C) e número de folha (D) de plantas de tithonia em função das doses de fósforo e diferentes tipos de solos.

Resultado similar foi relatado por Pereira et al (2012), que observaram maior AP e NF em plantas de Manihot esculenta (mandioca), Bidens pilosa (picão preto) e Brachiaria decumbens cv. Basilisk (capim-decumbens), quando foram submetidas a níveis crescentes de fósforo em um Argissolo Vermelho distrófico. Silva et al (2016), observaram resposta quadrática para a AP, NF e DR, avaliando o Cajanus cajan (feijão guandu) sob níveis crescentes de adubação fosfatada em um Latossolo Vermelho, aumento de 101, 214 e 68%, respectivamente, em comparação a ausência de fósforo. Oliveira et al (2012), observaram comportamento quadrático para o número de perfilhos de plantas de Panicum maximum cv. Mombaça (capim-mombaça) sob doses crescentes de fósforo em solos com texturas argilosa e arenosa. Ferreira et al. (2008), trabalhando com doses de fósforo em um Nitossolo, observaram resposta linear para o perfilhamento do capim-mombaça. O aumento do perfilhamento, NR e NF é importante para as plantas forrageira, pois assegura a perenidade das plantas, além de contribuir com o incremento da produtividade.

Para ambos os solos avaliados, a maximização de praticamente todas as características morfofisiológicas da tithonia, quando submetidas a doses mais elevadas de fósforo, pode estar relacionado à baixa fertilidade natural destes dois tipos de solo avaliados e que quando submetidos à fertilização proporciona um melhor desenvolvimento das plantas, independente da textura.

A superioridade do LVd em relação ao NQ em algumas variáveis analisadas, pode estar relacionada com o fator capacidade desse solo, que lhe permite manter mais constante o teor de fósforo na solução do solo (Novais et al 2007).

Para a massa seca da parte aérea (MSPA), houve efeito das doses de fósforo (p<0.0001) e tipos de solo (p=0.0005), sem interação entre os fatores (p=0.7033). A MSPA aumentou quadraticamente com o aumento nas doses de fósforo e foi maior nas plantas no solo LVd em comparação com o solo NQ (Figura 3A).

Para a massa seca de raiz (MSR), houve efeito das doses de fósforo (p<0.0001), tipos de solo (p<0.0001) e interação entre os fatores (p=0.0001). A MSR aumentou de forma quadrática na medida que aumentou a dose de fósforo em ambos os solos, entretanto, sem a aplicação do fósforo, a MSR foi maior no solo NQ, e com a aplicação do fósforo a MSR foi maior no solo LVd (Figura 3B).

Para o volume de raiz (VR), houve efeito das doses de fósforo (p<0.0001) e tipos de solo (p<0.0189), sem interação entre os fatores (p=0.5725). O VR aumentou quadraticamente com o aumento nas doses de fósforo e foi maior nas plantas no solo LVd em comparação com o solo NQ (Figura 3C).

Figura 3. Massa seca da parte aérea (A), massa seca de raiz (B) e volume de raiz (C) de plantas de tithonia em função das doses de fósforo e diferentes tipos de solos.

Resultado similar foi relatado por Oliveira et al (2012), avaliando o capim-mombaça sob doses crescentes de fósforo em solos com texturas argilosa e arenosa, que observaram melhor desenvolvimento da parte aérea, quando as plantas foram submetidas a doses crescentes de fósforo, para as duas texturas avaliadas. Porto et al (2012), também observaram que o aumento das doses de fósforo ocasionou o maior desenvolvimento da parte aérea da Brachiaria brizantha cv. Marandu (capim-marandu), com incremento produtivo de aproximadamente 24% em relação à ausência de adubação fosfatada em um Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico. Para a MSR, Carneiro et al (2007), observaram para o Andropogon gayanus (capim-andropogon), melhor resultado quando as plantas foram cultivadas sob 120 mg dm^-3 de fósforo, aumento de 63%, aproximadamente, em comparação a ausência de fósforo, em um solo Latossolo Amarelo distrófico. Silva et al (2011), observaram aumento quadrático para a MSR da leguminosa Macrotyloma axillare cv. Java (Java), com o maior valor observado na maior dose utilizada em um Latossolo Vermelho. Mazza (2010), observou resultado quadrático com o aumento no VR do Lolium multiflorum Lam. (azevém) sob doses crescentes de fósforo, sendo o maior valor observado quando cultivado sob 180 kg/ha de fósforo, aumento de 102%, em comparação a ausência de fósforo em um Cambissolo Húmico distrófico.

O aumento da parte radicular e aérea com o aumento das doses de fósforo evidencia o estimulo desse nutriente em favorecer o desenvolvimento das plantas, e assim proporcionando maior produtividade.

Para a produção de clorofila a (ClA), houve efeito das doses de fósforo (p<0.0001), não houve para os tipos de solo (p=0.2110) e houve interação entre os fatores (p=0.0487).

A produção de ClA aumentou de forma quadrática com o aumento nas doses de fósforo, entretanto, na dose de 90 kg/ha, a produção de ClA foi maior para o solo NQ, e nas demais doses, a produção de ClA foi maior no solo LVd (Figura 4A).

Para a produção de clorofila b (ClB), houve efeito das doses de fósforo (p<0.0001), tipos de solo (p<0.0001) e interação entre os fatores (p=0.0002). A produção de ClB aumentou quadraticamente na medida que aumentou as doses de fósforo e foi maior para o solo LVd em comparação com o solo NQ (Figura 4B).

Para a produção de clorofila total (ClT), houve efeito das doses de fósforo (p=0.0001), tipos de solo (p<0.0001) e interação entre os fatores (p=0.0084). A produção de ClT aumentou de forma quadrática na medida que aumentou a dose de fósforo em ambos os solos (Figura 4C).

Para a relação clorofila a/b (RClA/B), houve efeito das doses de fósforo (p=0.0003) e tipos de solo (p=0.0002), sem interação entre os fatores (p<.5871). A RClA/B diminuiu de forma quadrática na medida que aumentou as doses de fósforo e foi menor no solo LVd em comparação com o solo NQ (Figura 4D).

Figura 4. Clorofila a (A), clorofila b (B), clorofila total (C) e relação clorofila a/b (D) de plantas de tithonia em função das doses de fósforo e diferentes tipos de solos.

Resultado similar foi relatado por Silva et al (2016), avaliando a produção de ClT do feijão guandu sob níveis crescentes de adubação fosfatada em um Latossolo Vermelho, que observaram aumento de 33% quando as plantas foram adubadas com dose máxima de fósforo, em comparação a ausência do nutriente. Silva et al (2010), observaram resposta quadrática na quantidade de ClT em folhas de Vigna unguiculata (feijão-caupi) em função da adubação fosfatada, com valor máximo de 41 na dose de 66 e 86 kg/ha, em um Neossolo Flúvico.

A menor quantidade de ClA, ClB e ClT em plantas de tithonia cultivadas sob doses de fósforo mais baixas, pode estar relacionado com a modificação do ciclo metabólico das plantas, com menor capacidade de fixação da radiação luminosa, fato de extrema importância para a produtividade primária, uma vez que as clorofilas são responsáveis pela transferência de energia, sendo a ClA, principal molécula responsável pela realização da fotossíntese. Isso ocorre devido o fósforo ser integrante do ATP, composto que libera energia para o processo ativo de absorção do nitrogênio (Taiz et al 2017), influenciando todas as outras características avaliadas.

Para a RClA/B, a resposta quadrática observada, pode estar relacionada a produção mais elevada de ClA, aumentando assim a eficácia das reações fotossintética, pois a ClA participa ativamente do primeiro processo fotoquímico da fotossíntese, enquanto a ClB tem como principal função a absorção de luz no espectro de comprimento de onda não absorvível pela ClB (Taiz et al 2017).

O cultivo da tithonia sob doses mais elevadas de fósforo, maximiza suas características morfofisiológicas, pois o fósforo é um elemento essencial ao crescimento e desenvolvimento das plantas, as quais não alcançam seu máximo potencial sem um adequado suprimento nutricional (Marschner 1995).

Conclusões

• As características morfofisiológicas da tithonia é maximizada com o aumento das doses de fósforo para ambos os solos avaliados.
  
  
• Recomenda-se para o Latossolo Vermelho distrófico e Neossolo Quartzarênico 90 kg/ha de fósforo para o estabelecimento da tithonia.

Agradecimentos

O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Código de Financiamento 001. Os autores reconhecem 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 10 December 2018; Accepted 13 January 2019; Published 1 February 2019

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