ARTIGO

Desenvolvimento de Urochloa brizantha adubada com fonolito e inoculada com bactérias diazotróficas solubilizadoras de potássio

Development of Urochloa brizantha fertilized with phonolite and inoculated with potassium solubilizing diazotrophic bacteria

Cássia C. B. Miranda¹, Ligiane A. Florentino¹, Adauton V. de Rezende¹, Denismar A. Nogueira², Rafael F. Leite¹ e Luciana P. Naves¹

¹Universidade José do Rosário Vellano – UNIFENAS. Rodovia MG 179, Km 0 - Campus Universitário, Alfenas - MG, 37130-000, Brasil

²Universidade Federal de Alfenas – UNIFAL – Rua Gabriel Monteiro da Silva, 700, Alfenas – MG, 37130-000, Brasil

(*E-mail: ligiane.florentino@unifenas.br)

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RESUMO

Objetivou-se analisar a viabilidade de uso do pó da rocha fonolito em Urochloa brizantha cv. Marandu e se a inoculação com bactérias diazotróficas solubilizadoras de potássio (K) contribui para o maior desenvolvimento e características bromatológicas desta forrageira. O experimento foi conduzido em vasos contendo 15 dm³ de solo, durante três períodos de cortes. Foi utilizado o delineamento em blocos casualizados em esquema fatorial e um tratamento adicional (4x3+1), sendo quatro doses do fonolito (100%, 75%, 50% e 25%) e três variáveis inoculantes (UNIFENAS 100-13, UNIFENAS 100-94 e o controle sem inoculação), além do tratamento adicional com cloreto de potássio (KCl), com quatro repetições por tratamento. Na época de cada corte foram avaliados os parâmetros morfológicos e bromatológicos da forrageira. As diferentes doses de fonolito associadas à inoculação com as estirpes bacterianas não conduziram a diferenças significativas nos parâmetros morfológicos, como largura e comprimento de folha, densidade de perfilhos e matéria seca. No entanto, o fonolito promoveu uma melhoria nas características bromatológicas nos parâmetros de fibra em detergente ácido, hemicelulose, digestibilidade da matéria seca, nutrientes digestíveis totais, energia digestível e metabolizável, contribuindo, portanto, para a melhoria no valor nutricional, indicando o potencial de utilização desta rocha silicatada como fonte alternativa ao cloreto de potássio (KCl).

Palavras-chave: forrageiras, inoculação, pó de rocha.

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ABSTRACT 

The objective of this study was to analyze the feasibility of using phonolite rock powder in Urochloa brizantha cv. Marandu and whether the inoculation with potassium solubilizing diazotrophic bacteria (K) contributes to a greater development and bromatological characteristics of this forage. The experiment was conducted in pots containing 15 dm³ of soil, during three cutting periods. A randomized block design in a factorial scheme and an additional treatment (4x3 + 1) were used, with four doses of phonolite (100%, 75%, 50% and 25%) and three inoculant variables (UNIFENAS 100-13, UNIFENAS 100-94 and a control without inoculation), further, was added the additional treatment with potassium chloride (KCl), with four replicates per treatment. At the time of each cut, the morphological and bromatological parameters of the forage were evaluated. The different doses of phonolite associated with inoculation with the bacterial strains showed no significant differences in morphological parameters, such as leaf width and length, tillers density and dry matter. However, phonolite promoted an improvement in the bromatological characteristics in the parameters of acid detergent fiber, hemicellulose, dry matter digestibility, total digestible nutrients, digestible and metabolizable energy, thus contributing to the improvement in nutritional value, indicating the potential of this rock as an alternative source to potassium chloride (KCl).

Keywords: forage, inoculation, rock dust.

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INTRODUÇÃO

O gênero Urochloa (syn. Brachiaria) destaca-se entre as forrageiras mais cultivadas no Brasil devido, principalmente, à sua alta capacidade de adaptar às diferentes condições edafoclimáticas (De Bona e Monteiro, 2010). No entanto, cerca de 50% dessas áreas encontram-se degradadas e a ausência de adubação de manutenção tem sido apontada como uma das principais causas (Macedo et al., 2014).

Dentre os nutrientes, o nitrogênio (N) e o potássio (K) são os mais exigidos pela maioria das plantas, dentre elas as forrageiras (Mattos e Monteiro, 1998; Gama-Rodrigues et al., 2002; Coutinho et al., 2004). O K exerce papel fundamental na fotossíntese, favorece a formação e translocação de carboidratos, está relacionado com a regulação osmótica das células, além de participar de várias etapas da síntese de proteínas e ativação de enzimas (Malavolta, 2006). Segundo Monteiro et al. (1980) e Primavesi et al. (2006), a adubação potássica está diretamente relacionada à maior eficiência da adubação nitrogenada, o que se pode refletir na maior produção de matéria seca e também nas características bromatológicas das forrageiras (Andrade et al., 2000; Rodrigues et al., 2006 e 2008).

A disponibilidade de K para as plantas é dependente das reservas do solo e da aplicação de fertilizantes. Nos solos tropicais, geralmente as concentrações de K são baixas, necessitando, portanto, de altas doses de adubos potássicos, sendo o mais utilizado o cloreto de potássio (KCl), contendo cerca de 58% de K₂O. Os fertilizantes potássicos apresentam altos custos, podem ser lixiviados, uma vez que são solúveis e, além disso, o Brasil possui alta dependência do mercado externo, importando cerca de 90% do K utilizado na agropecuária (DNPM, 2014).

Uma das alternativas para a substituição dos adubos potássicos, consiste na utilização de pó de rochas silicatadas, dentre as quais o fonolito, proveniente do município de Poços de Caldas (MG), constituído principalmente por feldspato potássico (KAlSi₃O₈) (Teixeira et al., 2012). Esta rocha possui cerca de 8,0% de K₂O em sua composição química, além de outros nutrientes que são requeridos pelas plantas, como cálcio, magnésio e ferro (Teixeira et al., 2012 e 2015). Contudo, o fonolito como os demais pós de rochas, possui liberação lenta dos minerais (Martins, 2008), podendo inviabilizar a sua utilização na agricultura.

A liberação dos nutrientes da rocha pode ser aumentada por meio de tratamentos termoquímicos, como altas temperaturas e adição de NH₄OH (Martins et al., 2015) e por microrganismos do solo, os quais, por meio da liberação de ácidos orgânicos podem aumentar a solubilização de K das rochas silicatadas (Girgis et al., 2008; Meena et al., 2014; Brandão et al., 2014; Florentino et al., 2017). Destes, a utilização de microrganismos solubilizadores apresenta viabilidade econômica e ecológica. No entanto, são necessários estudos visando selecionar microrganismos para contribuir com a maior liberação de K das rochas silicatadas quando utilizadas como fertilizantes nos cultivos agrícolas.

Considerando a importância da adubação potássica para o manejo adequado das pastagens, objetivou-se com esta pesquisa analisar a viabilidade de uso do pó de rocha fonolito em Urochloa brizantha cv. Marandu e se a inoculação com bactérias diazotróficas solubilizadoras de potássio (K) contribuem para o desenvolvimento e qualidade nutricional desta forrageira.

MATERIAL E MÉTODOS

As plantas de U. brizantha cv. Marandu foram cultivadas em vasos contendo 15 dm³ de solo em casa de vegetação. O solo foi classificado como Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico, coletado na profundidade de 0 a 20 cm, apresentando as seguintes características químicas: pH (H₂O) = 5,3; pH (CaCl₂) = 4,7; P Mehlich = 1 mg dm^-3; K = 30 mg dm^-3; Ca²⁺ = 0,5 cmol_c dm^-3; Mg²⁺ = 0,3 cmol_c dm^-3; Al³⁺ = 0,3 cmol_c dm^-3; H + Al = 2,1 cmol_c dm^-3; Soma de bases (SB) = 0,9 cmol_c dm^-3; CTC efetiva (t) = 1,2 cmol_c dm^-3; CTC potencial (T) = 3,0 cmol_c dm^-3; V (%) = 29; m (%) = 26; matéria orgânica (M.O.) = 5 dag kg^-1; P remanescente = 9,0 mg L^-1.

Para correção do solo utilizou-se o calcário dolomítico para elevar a saturação de bases para 70%. Após adição do calcário, o solo foi incubado por 30 dias e a umidade mantida ao nível da capacidade de campo. Antes do plantio, as sementes foram colocadas para germinar em bandejas de isopor, contendo o substrato Plantmax^®. Assim que as plantas atingiram 10 cm de altura, estas foram transplantadas para os vasos, sendo utilizadas quatro plantas por vaso. Posteriormente, foi realizada a adubação de acordo com o recomendado por CFSEMG (1999), utilizando-se 300 kg ha^-1 de superfosfato simples, o qual foi incorporado três dias antes da semeadura. Na adubação nitrogenada utilizou-se ureia, equivalente a 114 kg N ha^-1 por superfície, sendo aplicado 1g dm^-3 de ureia por vaso após cada corte.

Já em relação ao potássio, foram utilizadas duas fontes, o cloreto de potássio (KCl), contendo 58% de K₂O, na dose de 100 kg ha^-1 (Catuchi et al., 2013) e o pó de rocha fonolito, contendo cerca de 8% de K₂O, em diferentes dosagens, representando, respectivamente 100, 75, 50 e 25% da dose recomendada de K₂O.

Foram selecionadas duas estirpes bacterianas, UNIFENAS 100-13 e UNIFENAS 100-94, com capacidade em fixar N₂ (Dias, 2015) e de solubilizar potássio in vitro (Florentino et al., 2017). Estas foram isoladas de meios de cultura semi-sólidos e semi-seletivos JNFb (Herbaspirillum spp.) (Döbereiner et al., 1995) e JMV (Burkholderia spp.) (Baldani et al., 2000), respectivamente por Dias (2015).

Para inoculação nas plantas de B. brizantha, as estirpes foram cultivadas em seus meios de origem por três dias para atingir a fase logarítmica de crescimento. Posteriormente, foram inoculados dois mL por planta, no momento do plantio e após cada período de corte.

O experimento foi conduzido durante três cortes, conforme metodologia descrita por Rodrigues et al. (2008), totalizando um período de cultivo de 243 dias. Todos os cortes foram realizados após a forrageira U. brizantha atingir o índice de área foliar 95 %, ou seja, aproximadamente 40 cm de altura, a 10 cm da superfície do solo. Após cada corte foram realizadas adubações de cobertura com N e também a inoculação as estirpes bacterianas (2 mL por planta).

Em todos os cortes foram avaliados os parâmetros: largura (LF) e comprimento foliar (CF), densidade de perfilhos (DP), matéria seca (MS), proteína bruta (PB), fibra em detergente neutro (FDN) e ácido (FDA), hemicelulose (HEM), produtividade de matéria seca (PMS), digestibilidade da matéria seca (DMS), energia metabolizável (EM) e digestível (ED).

As avaliações quanto à densidade de perfilhos, comprimento e largura foliar foram realizados manualmente, após atingir o ponto de corte. A densidade populacional de perfilhos (DP) foi avaliada por meio da contagem do número de perfilho contido em cada vaso. O comprimento foliar (CF) foi medido com o auxílio de régua (calculado desde a superfície do solo até o ápice foliar da última folha expandida) e a largura da folha (LF), medida com uma régua (calculando três pontos na folha sendo ponto A o localizado na parte superior, ponto B no centro e ponto C na extremidade inferior da folha). Para a largura da folha obteve-se a média de três perfilhos amostrados aleatoriamente por vaso (Rezende et al., 2011).

A porcentagem de matéria seca (MS), proteína bruta (PB % da MS), fibra em detergente neutro (FDN % da MS) e fibra em detergente ácido (FDA % da MS) foram determinados conforme as metodologias descritas por Silva e Queiroz (2002). Os teores de hemicelulose (HEM, Eq. 1), digestibilidade da matéria seca (DMS, Eq. 2), nutrientes digestíveis totais (NDT, Eq. 3), energia digestível (ED, Eq. 4), energia metabolizável (EM, Eq. 5) e foram calculados pelas equações descritas por Rodrigues (2009):

HEM = FDN – FDA                                                                                                        (1)

Onde: FDN é a fibra em detergente neutro; FDA é a fibra em detergente ácido

DMS = 88,9 - (0,779 × FDA)                                                                                          (2)

Onde:  DMS é a digestibilidade da matéria seca (%) e FDA é a fibra em detergente ácido (%)

NDT = 87,84 - (0,7 × FDA)                                                                                            (3)

Onde: NDT corresponde a nutrientes digestíveis totais (%) e FDA é a fibra em detergente ácido (%)

ED = NDT × 0,04409                                                                                                    (4)

Onde: ED é a energia digestível (Mcal kg^-1 de MS); NDT corresponde a nutrientes digestíveis totais (%)

EM = ED × 0,82                                                                                                            (5)

Onde: EM é a energia metabolizável (Mcal kg^-1 de MS), ED é a energia digestível (Mcal kg^-1 de MS).

O delineamento experimental foi em blocos casualizados em esquema fatorial com um tratamentos adicional (4x3+1). Os tratamentos utilizados foram: quatro doses do fonolito (Fonolito 100%, 75%, 50% e 25%), três variáveis inoculantes (estirpe UNIFENAS 100-13, estirpe UNIFENAS 100-94 e sem inoculante), mais um tratamento adicional de KCl com quatro repetições por tratamento, totalizando 13 tratamentos e 52 unidades experimentais. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância e quando significativos, foi realizado a análise de regressão para as doses de fonolito e o teste de Tukey para comparar as estirpes. Além desses testes, foi realizada a comparação por contraste do tratamento adicional versus o fatorial por meio do Software estatístico SISVAR^® (Ferreira, 2011).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

No Quadro 1 observa-se o resumo da análise de variância (quadrados médios) dos dados obtidos referentes a todos os parâmetros avaliados no experimento. Os parâmetros MS, PB, FDN, LF, CF, DP e PMS não apresentaram diferenças nos tratamentos em que foram utilizadas diferentes doses de fonolito e inoculados com as estirpes bacterianas (Quadro 2). A FDA, HEM, DMS, NDT, ED e EM apresentaram diferença significativa na interação doses de fonolito versus inoculantes (Quadro 3). A PB, FDN, FDA, DMS, NDT, ED e EM foram diferentes quando se comparou o tratamento adicional versus o fatorial pelo contraste (Quadro 4).

 

 

 

 

 

No desdobramento da interação doses de fonolito versus inoculantes, foram verificadas diferenças significativas para os inoculantes na dose de 50% de fonolito, sendo que a inoculação com a estirpe UNIFENAS 100-13 diferiu da estirpe UNIFENAS 100-94 e do tratamento sem inoculante para FDA, HEM, DMS, ED e EM (Quadro 3).

A FDA do tratamento 50% de fonolito e inoculação com a estirpe UNIFENAS 100-94 e do tratamento sem inoculante apresentaram menores teores quando comparados ao tratamento contendo 50% de fonolito e inoculado com a estirpe UNIFENAS 100-13. Em contrapartida, os valores de HEM, DMS, NDT, ED e EM foram maiores para o tratamento inoculado com a estirpe UNIFENAS 100-94 e o tratamento sem inoculação comparado à inoculação com a estirpe UNIFENAS 100-13.

Os resultados da comparação do contraste entre tratamento adicional versus fatorial para PB, FDN, FDA, HEM, LF, CF, DP, PMS, DMS, NDT, EM e ED de B. brizantha estão apresentados no Quadro 4. Houve diferença entre os parâmetros PB, FDN, FDA, DMS, ED e EM (P<0,05). Porém, a MS, HEM, LF, CF, DP e PMS não apresentam diferenças entre o tratamento adicional versus fatorial.

No desdobramento, quando avaliado por regressão as doses de fonolito na inoculação com a estirpe UNIFENAS 100-13, observou-se que houve efeito quadrático com a inclusão do fonolito, sendo que a inclusão de 50% de fonolito apresentou o menor valor para HEM, DMS, NDT, ED e EM. Para FDA houve também efeito quadrático com a inclusão de fonolito, porém na inclusão de 50% promoveu maior teor de FDA.

A utilização das diferentes doses de fonolito não interferiu nos valores de MS. Martins (2013) obteve maiores valores de MS de capim marandu de acordo com as doses crescentes deste pó de rocha. No entanto, é importante ressaltar que esse autor utilizou doses maiores de fonolito quando comparadas ao presente estudo.

A ausência de respostas da inoculação pode ser explicada pela dificuldade de manejo de inoculação destes microrganismos no solo, uma vez que em condições in vitro são observadas respostas positivas quanto à capacidade de solubilizar K, conforme resultados obtidos nos estudos desenvolvidos por Wu et al. (2005), Girgis et al. (2008), Basak e Biswas (2009); Leaungvutiviroj et al. (2010), Parmar e Sindhu (2013), Meena et al. (2014) e Brandão et al. (2014).

Além disso, é importante considerar que as estirpes inoculadas possuem capacidade de fixar N₂, no entanto, não foi observada contribuição das mesmas para o desenvolvimento de U. brizantha, bem como para os teores de proteína, o que pode ser atribuído à altas doses de N utilizadas no plantio e cobertura, conforme verificado por Vogel et al. (2013).

Analisando os resultados obtidos de FDN e FDA, podemos destacar que o uso de doses de fonolito associado à inoculação promoveu uma diminuição do FDN e FDA, como pode ser observado pelo contraste tratamento adicional versus fatorial. Essa diminuição nos teores de FDN e FDA influenciou diretamente na digestibilidade, uma vez que os teores de FDN e FDA nas forrageiras são inversamente proporcionais aos valores de digestibilidade da mesma (Mertens, 1987). Estes resultados foram também observados para DMS, NDT, ED e EM do presente estudo.

De acordo com Silva e Queiroz (2002), a solução em detergente neutro é utilizada para dissolver substâncias digeridas, como pectina e conteúdo celular da planta, deixando o resíduo fibroso (FDN), que são os principais componentes da parede celular das plantas (celulose, hemicelulose e lignina). Tal foi corroborado pelos dados encontrados por Silva et al. (2004), o qual determinou os teores de FDN em diferentes cortes e doses aplicadas a Brachiaria spp. e observou que estes apresentaram resultados médios significativos de 59,36 % de FDN.

Os resultados para os parâmetros de FDA e PB foram semelhantes aos apresentados por Velásquez et al. (2010), os quais observaram um declínio no valor nutricional do capim marandu com o avanço da idade, apresentando composição bromatológica com teores de PB (9,9%) e FDA (32,9%), valores próximos aos obtidos no presente trabalho.

CONCLUSÃO

O uso de pó da rocha silicatada fonolito associado a bactérias diazotróficas não influenciou as características morfológicas de U. brizantha cv. Marandu, no entanto, promoveu uma melhoria das características bromatológicas desta forrageira.

 

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AGRADECIMENTOS

À Capes pela bolsa de Mestrado, à Fapemig pelo auxílio financeiro (Processo: APQ-01115-14).

 

Recebido/received: 2017.01.19

Recebido em versão revista/received in revised form: 2017.08.01

Aceite/accepted: 2017.08.02