INTRODUÇÃO

A planta daninha Senna obtusifolia (L.) H.S. Irwin & Barneby (fedegoso, fedegoso-branco, mata-pasto, mata-pasto-liso) é uma Fabaceae subarbustiva anual que se desenvolve de forma espontânea em regiões tropicais e subtropicais do mundo, infestando pastagens, terrenos baldios, bordas de fragmentos florestais e culturas anuais e perenes (^{Moreira e Bragança, 2011}; ^{Takano et al., 2015}; ^{Lima et al., 2016}). Esta leguminosa possui alto potencial reprodutivo, produzindo grandes quantidades de frutos com sementes deiscentes, mesmo em períodos de baixa disponibilidade de água no solo (Takano et al., 2015). As sementes dormentes podem permanecer viáveis no solo por vários anos, com germinação distribuída ao longo do tempo, o que dificulta as estratégias de controle nas áreas agrícolas (^{Carvalho e Nakagawa, 2012}; ^{Bandeira et al., 2018}).

Ao considerar as modalidades de gestão disponíveis, o controle de plantas de fedegoso nos diferentes sistemas agrícolas tem-se sustentado no uso de herbicidas (^{Takano et al., 2015}). No entanto, trata-se de uma planta de difícil gestão, visto que o aparecimento de resistência a herbicidas de populações desta espécie vegetal tem diminuindo as alternativas de controle químico (^{Simoni et al., 2006}; ^{Rizzardi et al., 2008}). Para minimizar os efeitos negativos do uso indevido de produtos químicos ao meio ambiente, bem como da ineficácia da ação de tais produtos sobre biótipos resistentes, buscam-se novas alternativas de controle que possam ser inseridas na gestão integrada de plantas daninhas (^{Galon et al., 2016}; ^{Costa et al., 2018}).

Nesta perspectiva, a adoção de tecnologias conservacionistas do solo, como o sistema sementeira direta, tem-se tornado uma estratégia essencial para a sustentabilidade da produção agrícola, uma vez que além de proteger e melhorar a qualidade do solo e aumentar a produtividade das culturas, a presença de palha, a partir de culturas de cobertura, reduz a infestação de plantas daninhas (^{Martins et al., 2016}; ^{Pacheco et al., 2016}, 2018; ^{Miguel et al., 2018}). A cobertura do solo pelos restos culturais, quando bem formada e distribuída uniformemente sobre a superfície do solo, pode atuar pelo impedimento físico sobre o banco de sementes de plantas daninhas, reduzindo competição por recursos naturais à germinação (^{Gomes et al., 2014}) ou pela libertação de substâncias inibidoras da germinação e/ou crescimento de plantas daninhas (^{Lamego et al., 2015}; ^{Zhang et al., 2016}).

O sorgo-forrageiro (Sorghum bicolor (L.) Moench) é uma espécie bastante utilizada como cultura de cobertura, pelo fato de apresentar elevada produção de biomassa seca, o que lhe permite contribuir para a melhoria de características físico-químicas do solo, além de promover a supressão de plantas daninhas (^{Lamego et al., 2015}). Alguns estudos com o sorgo identificaram a ação fitotóxica desta espécie, pela sua capacidade em sintetizar substâncias alelopáticas, como sorgoleone (^{Santos et al., 2012}), uma mistura de substâncias lipídicas associadas a enzimas especializadas de 2-hidroxi-5metoxi-3-[(Z,Z)-8’,11’,14’pentadecatrieno]-p-benzoquinona (^{Dayan, 2006}), sendo que, em contato com as plantas daninhas são capazes de inibir o seu crescimento (^{Czarnota et al., 2001}; Santos et al., 2012). Além disso, ela também atua no transporte de elétrons mitocondriais, interferindo na atividade da H+-ATPase e ainda na captura de água do solo (^{Hejl e Koster, 2004}; Dayan et al., 2009; Santos et al., 2012). Diversos autores destacam a utilização desta espécie com atividade alelopática notória em plantas daninhas como Amaranthus spp., Bidens pilosa L., Brachiaria plantaginea (Link) Hitchc, Commelina benghalensis L. (Combe), Digitaria horizontalis Willd. (Digho), Leucas martinicensis Jacq., Sida rhombifolia L., Spermacoce verticillata (L.) G. Mey e Tridax procumbens L. (^{Trezzi e Vidal, 2004}; ^{Correia et al., 2006}; ^{Fonseca et al., 2016}; ^{Oliveira et al., 2016}; ^{Vargas et al., 2018}). Por esse motivo, justificam-se estudos focados na avaliação do potencial desta planta na supressão de plantas espontâneas nos diferentes sistemas agrícolas.

Naqueles pressupostos, este trabalho teve por objetivos avaliar o potencial alelopático de Sorghum bicolor em diferentes quantidades de biomassa seca adicionada à superfície ou incorporada ao solo na emergência e no crescimento da planta daninha Senna obtusifolia.

MATERIAL E MÉTODOS

O estudo foi conduzido em estufa no período de agosto a outubro de 2014, no Campus da Universidade Federal do Piauí (UFPI/CPCE), localizada no município de Bom Jesus (Latitude 9º 16’ 78”S, Longitude 44º 44’ 25”W e Altitude de 300 metros) no estado do Piauí, Brasil.

O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, com quatro repetições, em esquema fatorial (2 x 4) + 1, sendo o primeiro fator constituído por duas formas de adição da biomassa seca de S. bicolor (incorporado e superfície), e o segundo fator por quatro quantidades de biomassa seca (3, 6, 9 e 12 t ha^-1), mais um tratamento testemunha adicional sem a cobertura do solo (controle), totalizando 36 unidades experimentais.

A composição de cada unidade experimental consistia em vasos com capacidade para 8 dm³ de solo, com diâmetro de 35 cm. Como substrato, foram utilizadas amostras de solo colhidas a partir da camada de 40 a 60 cm de um Latossolo Amarelo distrófico. Optou-se por essa profundidade a fim de se evitar o maior banco de sementes de plantas espontâneas existente nas camadas mais superficiais do solo. O solo foi corrigido com calcário dolomítico para atingir a saturação por bases de 50% e adubado com fertilizante NPK (10:20:20) na dose de 0,4 g dm^-3 de solo, o que corresponde à 800 kg ha^-1.

As sementes de S. obtusifolia utilizadas no estudo foram colhidas no mês de agosto de 2014, na área de pivô central do Colégio Técnico de Bom Jesus (CTBJ), Brasil. Aleatoriamente, foram semeadas 18 sementes por vaso, sendo cobertas com uma camada de aproximadamente 1,0 cm de solo.

As sementes da planta daninha foram semeadas, respectivamente, após a incorporação ao solo e antes da adição sobre a superfície do solo, das biomassas frescas da cultura de cobertura, nas quantidades correspondentes a biomassa seca de cada tratamento. Destaca-se que o material vegetal foi colhido e fracionado no dia da instalação do ensaio para evitar as possíveis perdas de aleloquímicos. Para a obtenção da biomassa da cultura de cobertura, as sementes de S. bicolor foram semeadas manualmente e cultivadas em canteiros de 5 m² e, as partes aéreas foram colhidas aos 60 dias após a sementeira. Os resíduos vegetais foram segmentados em seções de aproximadamente 2 a 3 cm, pesados e corrigidos pela referência de uma base seca, depois das amostras das plantas permanecerem em estufa a 65º C por 72 horas e/ou até atingir peso constante. O material úmido foi ajustado conforme a matéria seca desejada por hectare, onde posteriormente foi homogeneizada e mantida na superfície do solo (vaso) e incorporada ao solo (vaso), conforme os tratamentos. A irrigação foi realizada diariamente conforme as necessidades das plantas.

As variáveis avaliadas na planta daninha foram: número total de plantas emergidas, área foliar, biomassa seca de parte aérea, volume de raiz e biomassa seca de raiz. A área foliar foi determinada quando as plantas daninhas na sua maioria atingiram o estádio de pré-florescimento, com o auxílio do equipamento LI-3100 Área Meter (LI-COR, Inc. Lincoln, NE, EUA), no qual as folhas foram separadas do caule para efetuar a medida, expressa em cm² vaso^-1. Além disso, as raízes foram separadas da parte aérea, lavadas com água e removidas do solo e, em seguida, submetidas à medição do volume de raiz, expresso em cm³ vaso^-1, utilizando o método das provetas (^{Basso, 1999}). Tanto a parte aérea quanto a parte radicular foram submetidas à secagem em estufa à temperatura de 65ºC até atingir peso constante, para obtenção de suas biomassas secas, obtidas com o auxílio de balança semi-analítica.

Os dados das análises foram submetidos à análise de normalidade, pelo teste de Shapiro-Wilk, e análise de variância (ANOVA), pelo teste F (p<0,05). Quando eram significativas as médias para os tratamentos qualitativos (formas de adição de S. bicolor) foram comparadas pelo teste de Tukey (p<0,05), e as médias dos tratamentos com a testemunha adicional (sem cobertura do solo) foram comparadas pelo Teste de Dunnett (p<0,05), usando o programa estatístico “R” versão 3.5.1. Para as médias dos tratamentos quantitativos (quantidade de biomassa de S. bicolor) foram ajustadas equações de regressão, com auxílio do software SigmaPlot 11.0. Após o ajuste das equações de regressão, foram estimadas as quantidades de biomassa necessários (x) para reduzir 50% na média das variáveis de S. obtusifolia (QB₅₀) (1/2*Y).

RESULTADOS

Para as variáveis, área foliar, volume e massa seca de raiz de S. obtusifolia observou-se interação significativa (p<0,01) entre os fatores forma de adição (FA) e quantidades de biomassa (QB) de S. bicolor, enquanto as variáveis, número de plantas e massa seca da parte aérea foram afetadas apenas pelo efeito individual dos fatores (Quadro 1). Entretanto, para todas as variáveis houve efeito significativo (p<0,01) da interação dos fatores (FA x QB) com a testemunha adicional (Test. Ad.), sem cobertura do solo.

Para o número de plantas emergidas de S. obtusifolia, verificou-se que todos os tratamentos diferiram significativamente (p<0,05) da testemunha, a utilização da biomassa de S. bicolor em superfície, independentemente do nível de cobertura do solo, proporcionou um melhor controle na emergência da planta daninha em comparação com a biomassa incorporada (Quadro 2). Ao mesmo tempo, independente da forma de adição de S. bicolor utilizada, houve decréscimo exponencial do número de plantas emergidas de S. obtusifolia com o aumento da quantidade de biomassa (Figura 1A). Constatou-se que a utilização de biomassa de S. bicolor a partir de 2,81 t ha^-1 (QB₅₀) (Quadro 2) quer quando aplicada em superfície quer incorporada foi eficiente na redução de 50% na emergência de plantas de fedegoso, atingindo redução superior a 68,57% a partir de 6 t ha^-1 de biomassa (Figura 1A).

Figura 1 Número de plantas emergidas (A), área foliar (B) e massa seca da parte aérea (C) de Senna obtusifolia em função da forma de adição ao solo e da quantidade de biomassa seca de Sorghum bicolor. ** e * significativo a 1% e 5%, respectivamente. 

Para as variáveis, área foliar e massa seca da parte aérea de S. obtusifolia, observou-se que todos os tratamentos com a utilização de biomassa de S. bicolor em superfície ou incorporada a partir de 3 t ha^-1 diferiram estatisticamente (p<0,05) da testemunha (Quadro 2). Para essas variáveis, independentemente da quantidade de biomassa de S. bicolor, as maiores reduções foram obtidas quando a cultura de cobertura foi incorporada ao solo (Quadro 2).

Nas diferentes quantidades de biomassa de S. bicolor utilizado, independente do seu forma de aplicação ao solo, houve um decréscimo exponencial nos valores de área foliar (Figura 1B) e massa seca da parte aérea da planta daninha (Figura 1C), sugerindo que a quantidade de biomassa necessária (QB₅₀) para reduzir 50% destas variáveis é de 1,39 t ha^-1 e 2,29 t ha^-1 (Quadro 2), respectivamente. Enquanto um controle mais efetivo da planta daninha foi observado com o uso da biomassa a partir de 3 t ha^-1 e 6 t ha^-1, respectivamente, para área foliar e massa seca da parte aérea, com reduções na ordem de 67,30% e 63,05% (Figura 1B,C).

Para as variáveis do sistema radicular de S. obtusifolia, todos os tratamentos analisados, com exceção da biomassa a 3 t ha^-1 em superfície para volume radicular, diferiram significativamente (p<0,05) da testemunha, demonstrando que a utilização de biomassa de S. bicolor em superfície ou incorporada ao solo proporciona redução no desenvolvimento radicular desta planta daninha (Quadro 3). Ao confrontar a atuação das formas de aplicação dentro de cada quantidade de biomassa de S. bicolor, observou-se que a utilização de 3 e 6 t ha^-1 de biomassa incorporada ao solo proporcionou uma maior redução do sistema radicular das plantas de fedegoso.

As duas formas de aplicação da biomassa proporcionaram decréscimo exponencial do volume (Figura 2A) e massa seca radicular (Figura 2B) de S. obtusifolia com o aumento da quantidade de biomassa, indicando uma sensível redução radicular dessas variáveis, respectivamente, com a utilização de biomassa (QB₅₀) de S. bicolor incorporada ao solo nas quantidades de 2,04 e 1,09 t ha^-1 (Quadro 3). Uma redução mais efetiva dessas variáveis, foi observado com a incorporação de biomassa ao solo a partir de 3 t ha^-1, com reduções na ordem de 57,92% e 71,72%, respectivamente (Figura 2A,B). Enquanto uma sensível redução (50%) do volume e massa seca radicular para a aplicação em superfície somente foi observada com a utilização de biomassa (QB₅₀) nas quantidades a partir de 7,69 e 6,24 t ha^-1 (Quadro 3), respectivamente, atingindo reduções máximas de 69,06% e 79,22% na média dessas variáveis apenas com a utilização de 12 t ha^-1 de biomassa (Figura 2A,B).

Figura 2 Volume (A) e massa seca radicular(B) de plantas de Senna obtusifolia em função da forma de adição ao solo e da quantidade de biomassa seca de Sorghum bicolor. ** e * significativo a 1% e 5%, respectivamente. 

DISCUSSÃO

Os resultados com a utilização de biomassa de S. bicolor em superfície do solo demonstraram um controle eficiente de S. obtusifolia, com melhor efeito na redução da emergência de plântulas em relação à biomassa incorporada. A “palhada” sobre a superfície do solo atua no controle de plantas daninhas através dos efeitos físicos, com redução e modificação da qualidade da luminosidade necessária para estimular a germinação (^{Lamego et al., 2015}), bem como representa uma barreira física capaz de provocar exaustão no material de reserva das plântulas durante o processo inicial desenvolvimento (^{Santos et al., 2012}; ^{Pacheco et al., 2013}; ^{Vargas et al., 2018}). Estes efeitos podem ter ocorrido neste estudo, resultando numa maior redução do número de plantas emergidas da planta daninha.

Para os resultados de controle de S. obtusifolia observados com a utilização da biomassa incorporada ao solo, constatou-se que houve uma sensível redução nas variáveis, área foliar, massa seca da parte aérea, volume e massa seca radicular, quando comparado a aplicação da biomassa de sorgo em superfície. A atuação da biomassa incorporada no crescimento e desenvolvimento da planta daninha em estudo, pode estar relacionada além da redução do número de plantas emergidas, com o efeito alelopático do sorgo nos processos fisiológicos da planta. Isto pode ter ocorrido pela capacidade dos resíduos terem libertado aleloquímicos de forma mais rápida, devido a mineralização mais rápida dos resíduos quando incorporados. O efeito alelopático do sorgo tem sido atribuído ao sorgoleone (^{Santos et al., 2012}; ^{Dayan, 2006}), por atuar como inibidor da fotossíntese pela evolução do oxigénio através das interações com componentes do fotossistema II (^{Czarnota et al., 2001}; Santos et al., 2012). Além disso, ela também atua no transporte de eletrões mitocondriais, interferindo na atividade da H+-ATPase e ainda na captura de água do solo (^{Hejl e Koster, 2004}; Dayan et al., 2009; Santos et al., 2012).

No presente estudo, a biomassa de S. bicolor quando utilizada em superfície ou incorporada ao solo nas quantidades a partir de 2,81 t ha^-1 e 2,29 t ha^-1, respectivamente, proporcionou redução superior a 50% na emergência e desenvolvimento de S. obtusifolia. ^{Trezzi e Vidal (2004}) também referem que a utilização de palha de S. bicolor na superfície do solo, na quantidade de 4 t ha^-1 é suficiente para reduzir 91, 96 e 59% da população total dos táxones S. rhombifolia, B. plantaginea, e B. pilosa, respectivamente. (Em outro estudo, as quantidades de palhadas a partir de 3 t ha^-1 do sorgo, foram capazes de inibir, além da emergência, o crescimento e o desenvolvimento de B. pilosa, Amaranthus spp., C. benghalensis e L. martinicensis (^{Correia et al., 2006}). Enquanto que ^{Fonseca et al. (2016}), com diferentes culturas de cobertura no controle de D. horizontalis, verificaram que a utilização da biomassa de sorgo a partir de 3 t ha^-1 em superfície do solo reduziu em mais de 70% o número de plantas emergidas, bem como, reduções superiores a 85% no crescimento da parte aérea e radicular.

Assim, neste estudo os efeitos negativos na emergência e desenvolvimento do fedegoso indicam que a utilização da cobertura do solo com sorgo poderá ser uma alternativa viável para evitar ou atrasar a instalação das plantas daninhas na área, possibilitando às culturas que se desenvolvam durante o seu período crítico de infestação (^{Pacheco et al., 2016}, 2018; ^{Miguel et al., 2018}).

CONCLUSÕES

A biomassa de S. bicolor foi eficaz no controle cultural de S. obtusifolia, com sensível redução (superior a 50%) na emergência ao ser utilizada em superfície nas quantidades a partir de 2,81 t ha^-1. Enquanto uma sensível redução (superior a 50%) em todas as variáveis de crescimento de S. obtusifolia foi obtida com a utilização de biomassa de S. bicolor incorporada ao solo nas quantidades a partir de 2,29 t ha^-1.