http://dx.doi.org/10.1590/S0103-90162000000100020
Vigor de sementes de populações de aveia preta: II. Desempenho e utilização de nitrogênio1
Luis Osmar Braga Schuch2*; Jorge Luis Nedel2,3; Francisco Neto de Assis2,3; Manoel de Souza Maia2
RESUMO: O efeito do vigor das sementes e das possíveis interações com a variação na população de plantas (150, 300 e 450 pl/m2), sobre o desempenho a campo de dois cultivares de aveia preta (Avena strigosa Schreb), e sobre alguns componentes envolvidos na utilização do nitrogênio, foi avaliado neste trabalho. O rendimento biológico na antese e na maturação, a remobilização de nitrogênio, a eficiência de remobilização e de utilização de nitrogênio, a concentração de nitrogênio nos tecidos na maturação e a qualidade fisiológica das sementes produzidas, não foram afetados pela diferença nos níveis de vigor das sementes e pela variação na população de plantas. O rendimento de grãos e os componentes do rendimento não foram afetados pelo nível de vigor das sementes, embora as baixas populações de plantas tenham reduzido o rendimento de grãos. As plantas provenientes de sementes de menor vigor foram mais eficientes na alocação de produtos da fotossíntese nas sementes. A cultivar Embrapa 29 foi menos eficientes na acumulação de nitrogênio na biomassa da parte aérea na época da antese, e na biomassa da parte vegetativa aérea na época da maturação, do que a cultivar Embrapa 140. Ocorreram diferenças genotípicas na resposta ao vigor das sementes para algumas características ligadas a eficiência no uso de nitrogênio. Não foram observadas interações entre níveis de vigor de sementes e populações de plantas.
Palavras-chave: Avena strigosa, rendimento de grãos, índice de colheita, nitrogênio
Seed vigor of plant populations of black oats: II. Performance and nitrogen utilization
ABSTRACT: This study evaluated the effects of seed vigor and of possible interactions with different plant populations (150, 300, and 450 pl/m2), on the growth of two cultivated black oats cultivars, and on some components of the nitrogen utilization. The biological yield at anthesis and at maturity, nitrogen remobilization and nitrogen utilization efficiency, nitrogen concentration in plant tissues at maturity and physiological quality of the produced seeds, were not affected by differences of the levels of seed vigor, and by plant population variation. Yield and its components were not affected by seed vigor, altough low plant populations reduced grain yield. Plants from seeds of lower vigor were more efficient at allocation photosynthetic products to the seeds. The cultivar Embrapa 29 was less efficient in aerial biomass nitrogen assimilation at antesis and in the aerial vegetative tissues at maturity, than the cultivar Embrapa 140. Genotipic differences were related to the seed vigor for some characteristics linked to the nitrogen utilization efficiency. No interactions were observed between seed vigor levels and plant populations.
Key words: Avena strigosa, grain yield, harviest index, nitrogen
O plantio direto é uma importante alternativa tecnológica para o setor primário, pois reduz os custos de produção, além de melhorar a fertilidade do solo, proteger o solo e a água contra erosão e controlar invasoras. Dentre as alternativas de culturas de coberturas do solo no inverno, verifica-se a preferência pela aveia preta, devido ao baixo custo de produção em relação a outros cultivos utilizados para essa finalidade, à quantidade de massa verde produzida, ao bom desenvolvimento do sistema radicular, que melhora as condições físicas do solo, e ao controle de doenças e invasoras proporcionado por essa espécie. Assim, a grande utilização dessa espécie, e o elevado potencial para o crescimento ainda maior da área cultivada com a mesma, exige um grande volume de sementes com elevada qualidade, para a implantação das lavouras. As sementes de aveia preta são produzidas com relativa facilidade. Os agricultores apenas deixam uma área da lavoura de aveia, para que as plantas completem o ciclo, realizando então a colheita desta área com colheitadeiras tradicionais de trigo e soja. Até o momento, no entanto, não têm sido tomados maiores cuidados quanto as práticas agronômicas para a obtenção de sementes de alta qualidade, razão da baixa qualidade fisiológica que elas, em geral, apresentam.
Segundo Perry (1978), o vigor pode afetar a performance de sementes para regenerar a cultura, podendo influenciar aspectos de desempenho da mesma, tais como o crescimento e o rendimento. Diversos trabalhos tem mostrado efeitos interativos de vigor de sementes com população de plantas e com época de semeadura, onde os efeitos significativos estariam associados com densidades populacionais em níveis subótimos (Schuch & Lin, 1982a; Schuch, 1999), ou em semeaduras mais tardias que o normal.
O progresso na obtenção de cultivares de cereais com alto rendimento de grãos está associado a seleção de genótipos com maiores índices de colheita (Donald & Hamblin, 1976). Os mesmos autores destacam a densidade de semeadura, a adubação nitrogenada e a disponibilidade de água como os principais fatores que afetam a expressão do índice de colheita em cereais. Verifica-se o declínio no índice de colheita a partir de densidades que produzem o maior rendimento de grãos em cereais, devido ao fato que esse rendimento teto é alcançado em densidades menores do que aquelas que produzem o máximo rendimento biológico (Deloughery & Crookston, 1979).
O nitrogênio é o fertilizante que mais onera o custo de produção no cultivo de cereais. Assim, há grande interesse no desenvolvimento de cultivares e práticas de manejo que proporcionem maior absorção de nitrogênio do solo e maior alocação de nitrogênio nos grãos. Para estimar alguns dos componentes envolvidos no uso eficiente do nitrogênio, Moll et al. (1982) desenvolveram uma metodologia que utiliza a produção de matéria seca e o teor de nitrogênio nos tecidos.
O objetivo deste trabalho foi determinar o efeito do vigor das sementes sobre o desempenho a campo de diferentes cultivares de aveia preta, e sobre alguns componentes envolvidos no uso eficiente do nitrogênio, bem como verificar as possíveis interações com a variação na população de plantas.
O experimento foi conduzido em condições de campo, no Centro Agropecuário da Palma, pertencente a Universidade Federal de Pelotas - CAP/UFPEL, localizado no município do Capão de Leão - RS. O CAP/UFPEL está localizado na região fisiográfica denominada Encosta do Sudeste do Estado do Rio Grande do Sul, e situado a 31o 45'45" de latitude Sul, 52o 19'55"de longitude Oeste de Greenwich.
O solo da região onde foi instalado o experimento pertence à Unidade de Mapeamento "Matarazo", Brunizem Avermelhado na classificação brasileira e, na classificação de taxonomia de solos americana ("USA Soil Taxonomy") é denominado de Hapludalf. Os resultados da análise de solo realizada no Laboratório de Análise de Solos, do Departamento de Solos da Faculdade de Agronomia "Eliseu Maciel", da Universidade Federal de Pelotas, conforme as normas da ROLAS (Comissão de Fertilidade do Solo - RS/SC, 1989), foram os seguintes: Textura: 21 g 100g-1; Matéria Orgânica: 1,91 g 100g-1; pH em H2O: 6,5; Al+++: zero cmolc dm-3; Índice SMP: 6,9; Na: 17 mg kg-1; Ca+: 4,5 cmolcdm-3; Mg+: 1,8 cmolcdm-3; P: 9,1 mg kg-1; K: 111 mg kg-1.
Foram testados em uma combinação fatorial, duas cultivares de aveia preta (Avena strigosa Schreb), três níveis de vigor de sementes e três densidades de semeadura, utilizando o delineamento experimental de blocos ao acaso, com quatro repetições. As parcelas foram constituídas por 10 linhas de 5 metros de comprimento, espaçadas de 23 centímetros. As cultivares utilizados foram Embrapa 29 (Garoa) e Embrapa 140 (Campeira-Mor), sendo ambas recomendados para cultivo nos estados do Rio Grande do Sul, Santa Catarina e Paraná. Os níveis alto, médio e baixo vigor, corresponderam a percentagens de germinação de 100%, 85% e 75%, respectivamente. Os níveis médio e baixo vigor foram obtidos pela técnica de hidrotermoterapia modificada (Bhattacharyya et al., 1985), através da imersão das sementes de um lote de alta qualidade em água aquecida a 50ºC por 150 minutos, e 55ºC por 60 minutos, respectivamente. O nível alto vigor foi obtido pela utilização de sementes sem tratamento hidrotérmico. As populações de plantas foram de 150, 300 e 450 pl/m2, obtidas por ajustes nas densidades de semeadura em função das percentagens de germinação das sementes e das populações de plantas desejadas.
A semeadura foi realizada em 04/07/96, sobre solo corrigido, e sob sistema convencional de preparo de solo, utilizando semeadora de parcelas. A adubação foi realizada a lanço com posterior incorporação com grade de discos, de acordo com a análise do solo e recomendação da ROLAS para culturas forrageiras de inverno, tendo sido aplicado na semeadura 12,5 kg/ha de N, 50 kg/ha de P2O5 e 50 kg/ha de K2O. A adubação de cobertura constou de 40 kg/ha de N, aplicada aos 40 dias após a emergência. Para o controle de plantas invasoras foi aplicado, durante o perfilhamento, o herbicida 2,4-D (amina), na dosagem de 1,5 l/ha do produto comercial. No emborrachamento, estádio de crescimento 10 (Large, 1954), foi aplicado o fungicida Tebuconazole e o inseticida Permetrina em mistura de tanque, nas dosagens de 750 g/ha e 50 ml/ha dos produtos comerciais, para controle da ferrugem da folha e lagarta da folha, respectivamente.
Por ocasião da maturação das sementes foram colhidas todas as plantas presentes em um metro de fileira, dentro da área útil de cada parcela, onde foram determinados o número de panículas por planta e calculado o número de panículas por m2 em função do número de plantas por m2 em cada parcela. O número de sementes por panícula foi determinado pela contagem das sementes presentes nessas panículas e dividido pelo número total de panículas. Essas plantas após trilhadas foram separadas nos componentes sementes e material vegetativo, os quais após secagem em estufa a 55ºC por 72 horas, foram pesadas separadamente. O índice de colheita (I.C.) foi calculado pela fórmula: I.C.= Rendimento de sementes/Rendimento de biomassa. Do total de plantas colhidas em um metro de fileira, foram separadas 10 plantas ao acaso, para determinação dos teores de nitrogênio total, tanto no material vegetativo como nas sementes, pelo método micro-Kjeldahl (Association of Official Analytical Chemists, 1990). Por ocasião da antese também determinou-se a produção de matéria seca por unidade de área, através da coleta das plantas em um metro de fileira da área útil, e o teor de nitrogênio total nos tecidos.
O rendimento de grãos foi determinado pela colheita das áreas úteis das parcelas, transformado para kg/ha e corrigido para 13% de umidade. Com as sementes colhidas nas áreas úteis de cada parcela foi determinado o peso de 1.000 sementes e, realizados testes para avaliação da qualidade das sementes, segundo metodologia descrita nas Regras para Análises de Sementes (Brasil, 1992), que constaram do Teste Padrão de Germinação (TPG) e avaliação da primeira contagem do TPG, no qual foi estipulado 3 cm como padrão mínimo de comprimento das plântulas normais. Os testes de qualidade de sementes e determinações de nitrogênio foram realizados no Laboratório Didático de Análise de Sementes e no Laboratório de Biossementes, do Departamento de Fitotecnia da Faculdade de Agronomia "Eliseu Maciel", da Universidade Federal de Pelotas.
Para estimar alguns componentes envolvidos no uso eficiente do nitrogênio, foi utilizada metodologia descrita por Moll et al. (1982), a qual utiliza a produção de matéria seca e teor de nitrogênio nos tecidos. Com os valores de matéria seca obtidos na antese e na maturação, onde as plantas foram separadas em sementes e material vegetativo, juntamente com os teores de nitrogênio total de cada componente, calculou-se as seguintes variáveis:
- Nitrogênio acumulado na biomassa da parte aérea das plantas na antese (kg/ha);
- Nitrogênio acumulado na biomassa da parte aérea das plantas após a antese (kg/ha);
- Nitrogênio acumulado na biomassa da parte aérea vegetativa das plantas (kg/ha), nas sementes (kg/ha) e na biomassa total da parte aérea das plantas na maturação (kg/ha);
- Remobilização de nitrogênio para as sementes (kg/ha)= N acumulado na biomassa total da parte aérea das plantas na maturação - N acumulado na biomassa da parte aérea das plantas na antese;
- Eficiência de remobilização do nitrogênio (%)= (remobilização de nitrogênio para as sementes/ N acumulado na biomassa da parte aérea das plantas na antese) X 100;
- Eficiência de utilização do nitrogênio pelas plantas (kg de sementes/kg de N total na parte aérea das plantas)= rendimento de grãos produzido/ N acumulado na biomassa total da parte aérea das plantas na maturação.
Os dados experimentais foram submetidos a análise da variância sendo os efeitos dos tratamentos e interações avaliados pelo teste F, enquanto que as médias dos tratamentos foram comparadas entre si pelo teste de Duncan, ao nível de 5% de probabilidade.
Os diferentes níveis de vigor de sementes não provocaram efeitos sobre os componentes do rendimento e rendimento de grãos (TABELA 1). Resultados similares foram encontrados por Schuch & Lin (1982b), trabalhando com a cultura do trigo. Esses resultados estão de acordo com as observações de Roberts (1986) e TeKrony & Egli (1991), onde o efeito do vigor das sementes sobre o desempenho da cultura tende a se reduzir com a evolução do crescimento, sendo que para culturas colhidas na maturação, geralmente não tem sido observado relação entre o vigor de sementes e o rendimento, sob condições normais de cultivo. A variação na população de plantas porém, produziu efeitos consistentes sobre essas variáveis, tendo a população de 150 pl/m2 provocado redução no rendimento de grãos. Essa população proporcionou também um menor número de panículas por m2, que não diferiu entretanto da população de 300 pl/m2. O número de panículas por m2 foi significativamente superior na população de 450 pl/m2 em relação as populações de 300 e 150 pl/m2, não tendo porém refletido em maior rendimento de grãos, comparado a população de 300 pl/m2. Tanto o rendimento de grãos como os componentes do rendimento não diferiram entre as cultivares, com exceção do peso de mil sementes que apresentou interação entre cultivares e níveis de população de plantas, tendo a cultivar Embrapa 29 apresentado menor peso de 1.000 sementes na população de 150 pl/m2, enquanto que a cultivar Embrapa 140 não foi afetada pela variação na população. Diferentes taxas de semeadura freqüentemente tem causado pequenos efeitos sobre o rendimento de grãos devido a compensação nos componentes do rendimento (Marshall et al., 1992). A situação de compensação nos componentes do rendimento mais comum é observada quando um acréscimo em um componente é acompanhado por uma redução em outro componente (Sangoi et al., 1997). A variação do grau de competição entre plantas de aveia provoca uma adaptação morfológica, devido a ocorrência de maior ou menor disponibilidade de espaço entre as mesmas, com variável oferta de luz, água e nutrientes por planta (Galli & Mundstock, 1996). Essa adaptação é expressa pela variação do tamanho da planta, formando panículas de tamanho diferente, e pela diferença no número de afilhos, alterando o número de panículas por planta e/ou panículas por área.
O índice de colheita (I.C.) não diferiu entre as duas cultivares, apresentado um valor médio 0,220 (TABELA 1). O índice de colheita expressa a eficiência da alocação dos produtos da fotossíntese para as partes economicamente importantes da planta. O progresso na obtenção de cultivares de cereais com alto rendimento de grãos está associado a seleção de genótipos com maiores índice de colheita (Donald & Hamblin, 1976; Nedel, 1994). Em cultivares de aveia branca para produção de grãos no Rio Grande do Sul, tem sido observado I.C. acima de 0,450 (Floss & Alves, 1995). Para a aveia preta entretanto, tem sido observado valores de I.C. bem inferiores e muito variáveis entre genótipos. Viau et al. (1992), caracterizaram alguns genótipo de aveia preta como produtores de grãos (I.C. acima de 0,180), enquanto outros foram caracterizados como produtores de palha, em função dos baixos I.C.
O índice de colheita foi afetado tanto pelos níveis de vigor de sementes como por populações de plantas (TABELA 1). Os índices de colheita mais altos foram produzidos pelas sementes de vigor mais baixo, e, nas populações de plantas médias e altas. Mundstock & Gerhardt (1994), entretanto, trabalhando com sementes de aveia de diversos tamanhos, constataram que o rendimento de grãos e o I.C. foram similares entre os tratamentos. A expressão do I.C. pode ser influenciada por fatores ambientais. Donald & Hamblin (1976) destacam a densidade de semeadura, a adubação nitrogenada e a disponibilidade de água como os principais fatores que afetam a expressão do I.C. em cereais. Tem sido observado um declínio no I.C. a partir de densidades que produzem o maior rendimento de grãos em cereais, em razão do rendimento teto ser alcançado em densidades menores do que aquelas que produzem o máximo rendimento biológico (Deloughery & Crookston, 1979). Mundstock & Galli (1995) também observaram menor I.C. na densidade mais baixa de semeadura.
A qualidade fisiológica das sementes colhidas, avaliada pelo teste de germinação e pela primeira contagem do teste de germinação, não foi afetada tanto pela variação no nível de vigor das sementes semeadas, como pela população de plantas, apresentado valores médios de 97% e 63%, respectivamente (resultados não apresentados). Também não constatou-se diferenças entre as cultivares na qualidade das sementes.
A quantidade de nitrogênio acumulada na parte aérea das plantas até o período da antese, atingiu um valor médio de 68 kg/ha (TABELA 2). Na maturação observou-se um acúmulo total de nitrogênio na parte aérea de 56,7 kg/ha, distribuidos entre os tecidos vegetativos e as sementes nas quantidade de 24,8 e 32,0 kg/ha, respectivamente. Constata-se desse modo, uma perda de 11,3 kg de N/ha no período pós-antese, na média dos tratamentos. Essa perda de nitrogênio pode ser parcialmente explicada pela perda de matéria seca ocorrida nesse experimento entre a antese e a maturação das plantas. Nedel et al. (1997a) também observaram redução de nitrogênio na parte aérea das plantas durante o enchimento de grãos, para alguns genótipos de cevada.
Observou-se uma tendência de interação entre as cultivares e os níveis de vigor de sementes, para a quantidade de nitrogênio acumulada na biomassa da parte aérea até a antese (TABELA 2). Na cultivar Embrapa 29, o acúmulo de nitrogênio nessa fase foi afetado pelo nível de vigor das sementes, tendo as sementes de baixo vigor proporcionado menor acúmulo de nitrogênio do que as sementes de alto vigor. Já na cultivar Embrapa 140 não se verificou efeito da variação no vigor das sementes. O acúmulo de nitrogênio nos tecidos vegetativos por ocasião da maturação, também mostrou tendência a interação entre cultivares e níveis de vigor, tendo o baixo vigor de sementes acumulado significativamente menos nitrogênio do que os demais níveis, na cultivar Embrapa 29. As quantidades de nitrogênio acumulada nas sementes, na planta toda e no período pós-antese, não foram afetadas pela qualidade das sementes.
Para o fator população de plantas, observa-se que, de todas as variáveis avaliadas, relativas ao acúmulo de nitrogênio, apenas a quantidade de nitrogênio nas sementes foi afetada, tendo acumulado menor quantidade de nitrogênio na população mais baixa. Este fato está associado ao menor rendimento de grãos proporcionado por essa população (TABELA 1), uma vez que o teor de nitrogênio nas sementes não foi afetado pela variação na população de plantas (TABELA 3).
Foram remobilizados para as sementes, na média dos tratamentos, 43,2 kg por hectare do nitrogênio acumulado na biomassa da parte aérea das plantas na antese, representando uma eficiência de remobilização de 64,2 %. As variações nos níveis de vigor das sementes e nas populações de plantas, entretanto, não afetaram essas duas variáveis, não se constatando também diferenças entre as cultivares (TABELA 3). Nedel et al (1997b), observaram em cevada eficiência de remobilização superior a 75%, tendo encontrado diferenças entre os genótipos. Também nessa tabela constata-se que foram produzidos em média 27,7 kg de sementes para cada kg de nitrogênio acumulado pela cultura na parte aérea, sendo que essa eficiência de utilização de nitrogênio não foi influenciada pelo vigor das sementes e pelas populações de plantas, não observando-se também diferenças entre as cultivares.
Os tecidos aéreos das plantas na antese apresentaram, em média, 7,72 g de N/kg de matéria seca, enquanto que na maturação, os tecidos vegetativos e as sementes apresentaram em média 3,87 e 19,43 g de N/kg de matéria seca, respectivamente (TABELA 3). Nedel et al. (1997a) encontraram valores bastante superiores para concentração de nitrogênio por ocasião da antese na cultura da cevada, tendo verificado um forte efeito de ano de cultivo. Observaram também que a concentração de nitrogênio nas sementes foi superior aos apresentados na TABELA 3 em um dos anos de cultivo e inferior no outro ano, constatando também diferenças entre as cultivares para as duas variáveis. Por ocasião da antese ocorreu interação entre as cultivares e os níveis de vigor de sementes, de modo que a concentração de nitrogênio nos tecidos das plantas da cultivar Embrapa 29 tendeu a reduzir com a redução do vigor das sementes, o que não ocorreu na cultivar Embrapa 140. Essa menor concentração de nitrogênio nas plantas oriundas de sementes de menor vigor, poderia estar associada a uma menor produção de matéria seca, nas fases iniciais do desenvolvimento dessas plantas. Na maturação, a concentração de nitrogênio na palha e em sementes não foi afetada pelo vigor das sementes. A variação na população de plantas não provocou alterações na concentração de nitrogênio nos tecidos nem por ocasião da antese, nem na maturação.
As diferenças no vigor de sementes não afetam o rendimento de grãos e os componentes do rendimento.
As baixas populações de plantas podem comprometer o rendimento de grãos.
As plantas provenientes de sementes de menor vigor são mais eficientes na alocação do rendimento biológico.
As diferenças no vigor das sementes e na população de plantas não afetam o rendimento biológico, a qualidade fisiológica das sementes produzidas, a remobilização, a eficiência de remobilização, a eficiência de utilização e a concentração de nitrogênio nos tecidos na maturação, em aveia preta.
Ocorrem diferenças genotípicas na resposta ao vigor das sementes para algumas características ligadas a eficiência no uso de nitrogênio.
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