Azospirillum brasiliense e Adubação nitrogenada na cultura da brachiaria decumbens

Azospirillum brasiliense e Adubação nitrogenada na cultura da brachiaria decumbens

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Azospirillum brasilense e adubação nitrogenada na Brachiaria decumbens

DOURADOS MATO GROSSO DO SUL 2016

Azospirillum brasilense e adubação nitrogenada na Brachiaria decumbens

JUCINEI SOUZA FERNANDES Engenheiro Agrônomo

Dissertação apresentada à Universidade Federal da Grande Dourados, como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação em Agronomia – Produção Vegetal, para obtenção do título de Mestre.

Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP).

F363a Fernandes, Jucinei Souza.

Azospirillum brasilense e adubação nitrogenada na

Brachiaria decumbens. / Jucinei Souza Fernandes. – Dourados, MS : UFGD, 2016.

49f.

Orientadora: Profa. Dra. Alessandra Mayumi Tokura Alovisi.

Dissertação (Mestrado em Agronomia) – Universidade Federal da Grande Dourados.

1. Bactérias diazotróficas. 2. Nitrogênio. 3. Forrageira. I. Título.

Ficha catalográfica elaborada pela Biblioteca Central – UFGD. ©Todos os direitos reservados. Permitido a publicação parcial desde que citada a fonte.

4 iv

5 AGRADECIMENTOS

Primeiramente agradeço a Deus por me dar força a cada dia de trabalho. A professora Alessandra por me orientar e sempre me apoiar em todos os momentos de trabalho.

A minha namorada Carol, por me ajudar em várias etapas do meu experimento, e sempre estar me apoiando e me dando força.

Aos meus pais, por disponibilizarem tempo e por estar sempre ao meu lado me ajudando.

Aos meus irmãos, cunhado, cunhada e sobrinhos, por me dar apoio sempre.

Ao amigo Robervaldo por contribuir com o meu trabalho, me ajudando a fazer algumas análises químicas.

As professoras Alzira e Elisângela, por tirarem um tempo de seus trabalhos e me auxiliarem na minha qualificação.

As professoras Elaine e Silvia, por participarem da minha defesa e me darem ótimas contribuições.

A todos que direto ou indiretamente participaram do meu trabalho. Ao Cnpq, pela bolsa concedida. A UNIVERSIDADE FEDERAL DA GRANDE DOURADOS, pelo fornecimento do curso.

6 RESUMO

SOUZA, JUCINEI FERNANDES. Universidade Federal da Grande Dourados, Junho de 2015. Azospirillum brasilense e adubação nitrogenada na Brachiaria decumbens. Orientadora: Profª. Drª. Alessandra Mayumi Tokura Alovisi.

A atividade pecuária a pasto continua sendo a técnica mais utilizada, viável e econômica no Brasil, no entanto, a forma extrativista de exploração pecuária vem aumentando as áreas degradadas de pastagem ou em processo de degradação. O esgotamento da fertilidade do solo, em falta de adubação, tem sido apontado como uma das principais causas da degradação de pastagens cultivadas. A fixação biológica de nitrogênio, nesse contexto, pode ser utilizada como alternativa para aumentar a produtividade da forrageira, além de reduzir os gastos com fertilizantes nitrogenados. Diante do exposto, a realização dessa pesquisa teve como objetivo determinar a altura de plantas, número de perfilhos, massa seca de parte aérea (MSPA), massa seca de raiz (MSR), teor de clorofila, eficiência de nitrogênio, relação MSPA/MSR da Brachiaria decumbens, teor de nutrientes na parte aérea da forrageira e os atributos químicos do solo em função da adubação nitrogenada associada ou não com Azospirillum brasilense. O experimento foi realizado em casa de vegetação da Universidade Federal da Grande Dourados, no município de Dourados – MS, utilizando solo classificado como Neossolo Quartzarênico. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, arranjado num fatorial 2x5, com quatro repetições. Os tratamentos adotados foram constituídos pela combinação de dois fatores: inoculação com Azospirillum brasilense (presença ou ausência) e doses de nitrogênio (0, 50, 100, 150 e 200 kg ha-1). A inoculação das sementes de Brachiaria decumbens com Azospirillum brasilense contribuiu de forma positiva no desenvolvimento e produção da forrageira, com aumento na altura de plantas, número de perfilhos, produção de matéria seca da parte aérea e matéria seca de raiz quando associado com nitrogênio até a dose de 100 kg ha-1. O Azospirillum brasilense com a adubação nitrogenada ocasionou interação em relação aos teores de nutrientes na planta e nos atributos químicos do solo. A inoculação com Azospirillum brasiliense, em geral, contribuem de forma positiva para a nutrição da Brachiaria decumbens.

Palavra-chave: bactérias diazotróficas, nitrogênio, forrageira.

vi

7 ABSTRACT

SOUZA, JUCINEI FERNANDES. Universidade Federal da Grande Dourados, Junho de 2015. Azospirillum brasilense e adubação nitrogenada na Brachiaria decumbens. Orientadora: Profª. Drª. Alessandra Mayumi Tokura Alovisi.

Livestock grazing activity remains the most widely used technique, feasible and cheap in Brazil, however, the extractive form of livestock is increasing the degraded pasture areas or in the degradation process. Depletion of soil fertility as a result of fertilization, has been touted as one of the main causes of degradation of cultivated pastures. Biological nitrogen fixation in this context can be used as an alternative to increase forage productivity and reduce spending on nitrogen fertilizers. Given the above, the realization of this research was to determine the height of plants, number of tillers, dry matter (MSPA), root dry weight (MSR), chlorophyll content, nitrogen efficiency ratio MSPA / MSR Brachiaria decumbens, nutrient content in the shoot of forage and soil chemical properties due to the nitrogen fertilization associated or not with Azospirillum brasilense. The experiment was conducted in a greenhouse at the Federal University of Grande Dourados, in the municipality of Dourados - MS, using a completely randomized Quartzarenic. The experimental design was completely randomized in a factorial 2x5, with four replications. The treatments were constituted by the combination of two factors: inoculation with Azospirillum brasilense (presence or absence) and nitrogen (0, 50, 100, 150 and 200 kg ha-1). Inoculation of Brachiaria decumbens seeds with Azospirillum brasilense contribute positively in the development and production of forage, with an increase in plant height, number of tillers, dry matter production of the part and root dry matter when combined with nitrogen to the dose 100 kg ha-1 of nitrogen. The Azospirillum brasilense with nitrogen fertilization caused interaction in relation to nutrient content in plant and soil chemical properties. Inoculation with Azospirillum brasiliense generally contribute positively to the nutrition of Brachiaria decumbens.

Keyword : diazotrophs , nitrogen, forage.

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AGRADECIMENTOSi
RESUMOiv
ABSTRACTv
1. INTRODUÇÃO6
2. REVISÃO DE LITERATURA8
2.1.Brachiaria decumbens8
2.2.Adubação nitrogenada nas pastagens9
2.3.Fixação biológica de nitrogênio1
2.4.Inoculação com bactéria Azospirillum brasilense12
2.5.Relação da bactéria com o nitrogênio15
3MATERIAL E MÉTODOS................................................................................15
3.1.Preparo do solo e tratamentos15
3.2.Caracterização química e física do solo16
3.3.Condução do experimento16
3.4.Análise estatística17
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO18
4.1.Altura de plantas19
4.2.Número de perfilho20
4.3.Massa seca da parte aérea2
4.4.Massa seca de raiz23
4.5.Relação massa seca de parte aérea e raiz25
4.6.Índice SPAD26
4.7.Eficiência da utilização de nitrogênio28
4.8.Teores de nutriente na planta29
4.9.Atributos químicos no solo3
5. CONCLUSÃO35

Sumário 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS................................................................36

1. INTRODUÇÃO

No Brasil existem aproximadamente 180 milhões de hectares cultivados com pastagens principalmente gramíneas do gênero Brachiaria (BODDEY et al., 2006; DIAS, 2011). No entanto, aproximadamente 70 milhões de hectares dessas pastagens estão em processo de degradação ou já degradadas (DIAS, 2011).

A conquista do Cerrado foi um marco na área agrícola dos trópicos no século X e a introdução do gênero Brachiaria foi fundamental na expansão da pecuária no Centro- Oeste, que representa 34% dos 212 milhões de bovinos do rebanho nacional (BELING, 2013) e 38% da produção de carne 2013.

Mesmo as espécies do gênero Brachiaria sendo tolerantes às condições edafoclimáticas do Cerrado, o manejo inadequado e a falta de adubação corretiva no estabelecimento e da adubação de manutenção para a reposição dos nutrientes no solo contribuem para a degradação das áreas de pastagens cultivadas, que passam a apresentar menor tolerância ao estresse hídrico, tornando mais evidente os efeitos dos extremos climáticos sobre seu desenvolvimento. Ao contrário, pastagens bem manejadas proporcionam maior cobertura vegetal do solo favorecendo a retenção de água no sistema e minimizando os efeitos dos extremos climáticos no seu próprio desenvolvimento (SILVA et al., 2011).

Solos de baixa fertilidade ou não corrigidos geram baixos rendimentos das pastagens, sendo o nitrogênio um dos nutrientes mais limitantes ao crescimento e manutenção das plantas forrageiras (BATISTA, 2002), uma vez que é extraído em grande quantidade do solo pelas plantas forrageiras e faz parte de inúmeras moléculas fundamentais como proteínas, aminoácidos, ácidos nucleicos, adenosina trifosfato, enzimas, aminas e amidas, clorofila, entre outros (MALAVOLTA, 2006).

A principal forma de absorção de nitrogênio pelas plantas é através do fluxo de massa, nas formas nítricas e/ou amoniacal, sendo a forma nítrica predominante em condições naturais. No entanto absorção do nitrogênio proporciona aumento na quantidade e tamanho de células ou a expansão das células, no entanto, só ocorrerá quando houver disponibilidade de água numa resposta compensatória da planta (CAMARGO e NOVO, 2009).

Grande quantidade de nitrogênio é perdida por lixiviação, desnitrificação, erosão ou, principalmente, por volatilização, resultando em redução na concentração deste elemento no solo e, consequentemente, reduzindo a produção de pastagem e a capacidade de suporte, resultante da menor oferta de forragem (BENETT et al., 2008).

Em função das perdas de nitrogênio, a eficiência média da forrageira é de 50% do total do nitrogênio aplicado, assim, a utilização de fertilizantes nitrogenados acaba sendo considerada, apesar de prática comum para manter a produtividade, técnica de custo financeiro e ecológico elevado (MELLO et al., 2008). Por isso, é crescente a necessidade de maior uso do potencial da fixação biológica de nitrogênio atmosférico (FBN) através da associação de microrganismos com gramíneas tropicais, como alternativa sustentável para a adubação nitrogenada.

Os microrganismos diazotróficos endofíticos podem desempenhar importante papel na recuperação e sustentabilidade de ecossistemas uma vez que são capazes de incorporar ao solo o nitrogênio atmosférico (N2), por meio da fixação biológica em quantidades que podem variar de 25 a 50 kg N ha1ano-1, e ainda, produzirem e liberarem substâncias reguladoras do crescimento vegetal, como auxinas, giberelinas e citocininas, que proporcionam aumento do sistema radicular e, assim, contribuindo para a melhoria da nutrição mineral e a utilização da água pelas plantas (BAZZICALUPO e OKON, 2007).

Assim objetivou-se avaliar o efeito da inoculação de bactérias do gênero

Azospirillum brasilense e da adubação nitrogenada sobre as componentes de produção da Brachiaria decumbens e dos atributos químicos na planta e no solo.

1 2. REVISÃO DE LITERATURA

2.1 Brachiaria decumbens

O estabelecimento de pastagem do gênero Brachiaria ocorre devido a sua maior tolerância as condições de solos ácidos e de baixa fertilidade, aliada ao seu valor forrageiro, sendo as espécies de maior importância a B. decumbens, B. brizantha, B. ruziziensis e B. humidicola (SOBRINHO et al., 2005).

A forma extrativista de exploração pecuária vem aumentando as áreas degradadas de pastagem ou em processo de degradação (SOUZA e PEDREIRA, 2004). Na degradação das pastagens, a produtividade e a composição botânica podem ser substancialmente alteradas ao longo do tempo, devido ao declínio da fertilidade do solo e ao manejo inadequado das plantas forrageiras.

Os capins do gênero Brachiaria, que possui aproximadamente 90 espécies, comumente chamados de braquiária, têm distribuição marcadamente tropical, tendo como centro de origem primário a África Equatorial (GHISI, 1991). No Brasil, a forrageira é conhecida desde a década de 1950 (ALCANTARA, 1986). As Brachiarias entraram no Brasil juntamente com os escravos, pois serviam de colchão nos navios negreiros.

As gramíneas do gênero Brachiaria são largamente utilizadas em pastagens na

América Tropical. As braquiárias são as pastagens mais plantados no país, sendo utilizados nas fases de cria, recria e engorda dos animais. Adaptam-se às mais variadas condições de solo e clima, ocupando espaço cada vez maior em todo o território brasileiro, por proporcionar produções satisfatórias de forragem em solos com baixa e média fertilidade (SOARES, 1994). Desde que sejam bem manejados, apresentam alta produção de matéria seca e eficiência na cobertura do solo (GHISI, 1991).

A B. decumbens é originária da Região dos Grandes Lagos em Uganda (África).

Essa gramínea foi introduzida no Brasil em 1960, onde se adaptou muito bem, principalmente nas áreas dos cerrados. A espécie é vigorosa e perene. É resistente à seca, adaptando-se bem em regiões tropicais úmidas. É pouco tolerante ao frio e cresce bem em diversos tipos de solo, porém, requer boa drenagem e condições de média fertilidade, vegetando bem em terrenos arenosos e argilosos. Os melhores resultados são obtidos quando se usam 2 a 5 kg de sementes puras e viáveis (1 kg de sementes tem cerca de 220.0 a 225.0 sementes ha-1) (VILELA, 2008).

A B. decumbens é caracterizada como gramínea perene, estolonífera, de hábito de crescimento de semi-ereto a prostrado. Pode alcançar de 30 a 100 cm de altura. Suas raízes são fortes e duras, com presença de pequenos rizomas. Os colmos são de formato cilíndrico a ovalados, podendo ser eretos ou decumbentes de coloração verde escura, glabros ou pilosos, com a presença de seis a 18 entrenós medindo em média 20 centímetros. Os nós são verdes, glabros ou pouco pilosos. As folhas medem entre 20 a 40 centímetros de comprimento e de 10 a 20 milímetros de largura, fortemente pilosas. Suas bordas são ásperas e duras. Estas são de coloração verde escura, principalmente durante o seu primeiro ano de implantação, devido ao seu alto conteúdo de clorofila. A inflorescência é em forma de panícula racemosa, de 25 a 47 centímetros de altura. É formada de dois a cinco racimos de 4 a 10 centímetros de comprimento. As sementes são de tamanho médio, arredondadas e férteis, o que facilita a sua disseminação. É uma espécie tetraploide com 36 cromossomos (OLIVERA et al, 2006).

2.2 Adubação nitrogenada nas Pastagens

A adubação de pastagens é prática agrícola que consiste na aplicação de adubos ao solo para recuperar ou conservar a sua fertilidade. Com a adubação, é possível suprir a deficiência de nutrientes do solo e, assim, proporcionar adequado desenvolvimento das plantas forrageiras. A adubação é fundamental para manter a sustentabilidade e, ou, incrementar a produtividade da pastagem (SANTOS et al., 2010).

O nitrogênio é um dos elementos necessários em maior quantidade para o desempenho adequado das plantas, fazendo parte de nucleotídeos de fosfato e aminoácidos, que compõe a estrutura dos ácidos nucléicos e das proteínas, respectivamente. É considerado um dos nutrientes mais exigido pelas plantas (DOBBELAERE e OKON, 2007).

O uso de fertilizante nitrogenado é uma prática comum e responsável por elevar os custos da produção agrícola, além de poder gerar danos ao ambiente, uma vez que parte do total aplicado é geralmente perdido. A eficiência de utilização dos fertilizantes nitrogenados é em média 50%, devido às perdas por lixiviação do NO3-, volatilização de amônia, desnitrificação, erosão e imobilização microbiana (REIS et al., 2011).

O nitrogênio proporciona aumento imediato e visível na produção de forragem, isso ocorre porque a quantidade disponibilizada pelo solo, a partir da MO, não tem sido suficiente para suprir adequadamente a necessidade das plantas forrageiras (KLUTHCOUSKI e AIDAR, 2003).

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