Eficiência e efeito residual de biofertilizantes de rochas com PK e enxofre com Acidithiobacillus em alface

Efficiency and residual effect of PK rock biofertilizers with sulfur and Acidithiobacillus on lettuce

Resumos

Entre agosto e novembro de 2005 foi realizado um experimento em campo, com dois plantios consecutivos de alface (cv. Grand Rapids), em solo do Cariri cearense, visando avaliar a eficiência da fertilização com biofertilizantes de rocha fosfatada (BP) e potássica (BK), em comparação com os fertilizantes minerais superfosfato simples(SFS) e cloreto de potássio (KCl). Os fertilizantes minerais foram aplicados nos níveis recomendados com base na análise de solo para alface (SFS e KCl), e os biofertilizantes em três níveis (BP1 e BK1 metade da recomendação; BP2 e BK2 nível recomendado e BP3 e BK3 uma vez e meia o recomendado para SFS e KCl), e o tratamento controle (P0K0) sem aplicação de P e K. O delineamento experimental foi de blocos casualizados, em esquema fatorial 5², com quatro repetições. Os resultados demonstraram que o desempenho dos biofertilizantes com P e K foi equivalente ao dos fertilizantes minerais, especialmente com aplicação no nível BP2BK3. No segundo cultivo ficou evidenciado o efeito residual para produtividade da alface (biomassa fresca da parte aérea), altura, número de folhas, avaliação comercial e acumulação de P e K na parte aérea. Os resultados sugerem que os biofertilizantes de rochas com P e K podem ser usados como alternativa a fertilizantes minerais.

Lactuca sativa; Cariri cearense; adubos PK; PK disponível; semi-árido

Production of rock biofertilizers is a practical process with reduction of energy consumption and increasing nutrients availability in soils. To evaluate the agronomic efficiency and the residual effect of P rock biofertilizer (PB) and potash rock (KB), compared to simple superphosphate (SSP) and potassium chloride (KCl), a field experiment with two consecutive lettuce crops (cv. Grand Rapids) was carried out in a soil at Cariri (Ceará, Brazil), from August to September 2005. The mineral fertilizers were applied in the levels recommended for lettuce (SSP and KCl), and the biofertilizers in three levels (PB1 and KB1 half of recommended levels; recommended levels PB2 and KB2 and 150% the recommended level PB3 and KB3 for SSP and KCl) and a control treatment with no P and K (P0K0). The experimental design was a factorial 5² in the randomized block, with four replicates. There was similar performance of the PK rock biofertilizers compared to the mineral fertilizers, especially when the level BP2BK3 was applied. The consecutive crop showed residual effect on lettuce yield (fresh shoot biomass), height, number of leaves, commercial evaluation, and P and K accumulation on shoot dry biomass. The results suggest that P and K rock biofertilizers may be used as an alternative in mineral fertilization.

Lactuca sativa L.; Cariri of Ceará; PK fertilizers; available P and K; semiarid

PESQUISA

Eficiência e efeito residual de biofertilizantes de rochas com PK e enxofre com Acidithiobacillus em alface

Efficiency and residual effect of PK rock biofertilizers with sulfur and Acidithiobacillus on lettuce

Rita de Cássia Matias de Lima; Newton Pereira Stamford; Carolina Etienne de Rosália e Silva Santos; Mário de Andrade Lira Júnior; Silvio Henrique Lino Dias

UFRPE, Depto. Agronomia, 52171-900 Recife-PE; [e-mail]

RESUMO

Entre agosto e novembro de 2005 foi realizado um experimento em campo, com dois plantios consecutivos de alface (cv. Grand Rapids), em solo do Cariri cearense, visando avaliar a eficiência da fertilização com biofertilizantes de rocha fosfatada (BP) e potássica (BK), em comparação com os fertilizantes minerais superfosfato simples(SFS) e cloreto de potássio (KCl). Os fertilizantes minerais foram aplicados nos níveis recomendados com base na análise de solo para alface (SFS e KCl), e os biofertilizantes em três níveis (BP₁ e BK₁ metade da recomendação; BP₂ e BK₂ nível recomendado e BP₃ e BK₃ uma vez e meia o recomendado para SFS e KCl), e o tratamento controle (P₀K₀) sem aplicação de P e K. O delineamento experimental foi de blocos casualizados, em esquema fatorial 5², com quatro repetições. Os resultados demonstraram que o desempenho dos biofertilizantes com P e K foi equivalente ao dos fertilizantes minerais, especialmente com aplicação no nível BP₂BK₃. No segundo cultivo ficou evidenciado o efeito residual para produtividade da alface (biomassa fresca da parte aérea), altura, número de folhas, avaliação comercial e acumulação de P e K na parte aérea. Os resultados sugerem que os biofertilizantes de rochas com P e K podem ser usados como alternativa a fertilizantes minerais.

Palavras-chave: Lactuca sativa, Cariri cearense, adubos PK, PK disponível, semi-árido.

ABSTRACT

Production of rock biofertilizers is a practical process with reduction of energy consumption and increasing nutrients availability in soils. To evaluate the agronomic efficiency and the residual effect of P rock biofertilizer (PB) and potash rock (KB), compared to simple superphosphate (SSP) and potassium chloride (KCl), a field experiment with two consecutive lettuce crops (cv. Grand Rapids) was carried out in a soil at Cariri (Ceará, Brazil), from August to September 2005. The mineral fertilizers were applied in the levels recommended for lettuce (SSP and KCl), and the biofertilizers in three levels (PB₁ and KB₁ half of recommended levels; recommended levels PB₂ and KB₂ and 150% the recommended level PB₃ and KB₃ for SSP and KCl) and a control treatment with no P and K (P₀K₀). The experimental design was a factorial 5² in the randomized block, with four replicates. There was similar performance of the PK rock biofertilizers compared to the mineral fertilizers, especially when the level BP₂BK₃ was applied. The consecutive crop showed residual effect on lettuce yield (fresh shoot biomass), height, number of leaves, commercial evaluation, and P and K accumulation on shoot dry biomass. The results suggest that P and K rock biofertilizers may be used as an alternative in mineral fertilization.

Keywords: Lactuca sativa L., Cariri of Ceará, PK fertilizers, available P and K, semiarid.

No Brasil, o cultivo de alface em escala comercial vem crescendo de forma rápida, destacando-se os estados de São Paulo, Minas Gerais e Rio Grande do Sul e, no Nordeste os estados da Paraíba Ceará e Pernambuco. A alface é uma espécie de hortaliça folhosa de grande expressão na economia, sendo uma das hortaliças de maior consumo e de grande importância para o Brasil. Um aspecto dos mais significativos é a utilização de técnicas de cultivo sem uso de produtos tóxicos para o consumidor e para o meio ambiente, sendo a tradicional cultivar americana Grand Rapids, a que goza de maior preferência em algumas regiões do Brasil (Filgueira, 1982; Marques et al., 2003).

O fornecimento adequado de nutrientes está diretamente relacionado com a fertilização, onde deve ser de especial importância a disponibilidade de nutrientes para a planta, principalmente em relação ao fósforo e potássio, em plantas de ciclo curto como a alface (Malavolta et al., 2002). Para uma produtividade satisfatória é exigido o uso adequado de fertilizantes e de água, e para a intensificação e especialização de sistemas de produção agrícola, deverão ser incrementadas tecnologias inovadoras e específicas para solos e plantas (Lal, 2000).

O nitrogênio e o fósforo são os nutrientes que mais comumente limitam a produção, por estarem geralmente, no solo em proporções abaixo dos níveis necessários para as plantas. O potássio também é um nutriente exigido em grande proporção, sendo as necessidades muito maiores que as de fósforo, e da mesma ordem de grandeza que as exigências de nitrogênio, quando se considera a quantidade dos três elementos na planta (Malavolta et al., 2002).

O fósforo aumenta a produtividade e mostra interação significativa com o nitrogênio, enquanto que para potássio nem sempre é constatado efeito elevado na produtividade, tanto aplicado isoladamente, como em combinações com outros nutrientes (Malavolta et al., 2002). Deve ser levado em consideração que o uso de biofertilizantes é importante para o desenvolvimento e produção das culturas, principalmente tendo em vista que o alto custo dos produtos solúveis contribui diretamente para reduzir a possibilidade de aplicação de fertilizantes por agricultores de baixa renda (Sanchez, 2002).

O desenvolvimento e aplicação do manejo integrado de nutrientes, com vista à produtividade e sustentabilidade agrícola implica na redução do uso de fertilizantes solúveis e incremento de outras fontes de nutrientes, como adubação orgânica, fixação biológica do N₂, em combinação com a reciclagem de resíduos (Santos et al., 2001).

Para a produção de fertilizantes fosfatados solúveis é necessário apreciável gasto de energia e mão de obra especializada. A utilização direta dos adubos naturais é muito restrita, principalmente devido à sua baixa solubilidade, sendo mais usados em misturas com os fertilizantes solúveis (Oliveira et al., 1977). Dentre os fertilizantes, o potássico é o segundo mais utilizado no Brasil, sendo quase inteiramente atendido por importações, calculada em mais de 6 milhões de t, e o País tem como produção atual apenas cerca de 650 mil t (Roberts, 2004).

O uso de microrganismos na solubilização de nutrientes de rocha vem recebendo a atenção dos pesquisadores (Ballestero et al., 1996; Nahas, 1999). Na solubilização de rochas vêm sendo utilizadas as bactérias oxidantes do enxofre do gênero Acidithiobacillus (Kelly & Wood, 2000), que ocorrem naturalmente nos solos agrícolas; entretanto, alguns trabalhos realizados sem a adição da bactéria específica mostraram que a sua atuação na solubilidade de fosfatos naturais é lenta e com resultados bastante variáveis (Oliveira et al., 1977, Lombardi, 1981). Por outro lado, a adição da bactéria em concentração conhecida e aplicada diretamente no enxofre, deverá promover ação mais rápida e eficiente, favorecendo o desenvolvimento das plantas (Stamford et al., 2003, 2004, 2005 e 2006). O ácido sulfúrico produzido na reação microbiológica pode atuar no fosfato natural disponibilizando nutrientes, bem como promovendo redução no pH (He et al., 1996; Stamford et al., 2002).

O objetivo principal do presente trabalho foi verificar a eficiência e o poder residual de biofertilizantes produzidos com rocha fosfatada (apatita) e com rocha potássica (biotita xisto), mais enxofre inoculado com Acidithiobacillus, comparando com os fertilizantes solúveis superfosfato simples e cloreto de potássio, em alface cultivada em dois ciclos consecutivos em solo do Cariri cearense com baixo P e médio K disponíveis.

MATERIAL E MÉTODOS

No experimento foram utilizados os biofertilizantes (BP), produzidos a partir de rocha fosfatada (apatita de Irecê, Bahia), e (BK) a partir de rocha potássica (biotita xisto, Paraíba), com adição de enxofre elementar, inoculado com a bactéria oxidante do enxofre Acidithiobacillus. Os biofertilizantes foram produzidos em condições de campo, na horta experimental da UFRPE, utilizando canteiros com 10 m de comprimento, 1 m de largura e 0,5 m de profundidade, seguindo a metodologia descrita por Moura (2006).

O experimento foi conduzido na horta da Escola Agrotécnica Federal de Crato, Ceará, em solo com baixo P disponível e médio K disponível, representativo da região do Cariri, classificado como Latossolo Amarelo húmico, textura média argilosa, fase floresta tropical, sub-perenifolia, com relevo suavemente ondulado. A camada de 0-20 cm do solo apresentou os atributos químicos: pH (H₂O) 6,2; cations trocáveis (cmolc dm^-3) Ca²⁺ 2,0; Mg²⁺ 0,8; K⁺ 0,2; Al³⁺ 0,0; P (mg dm^-3) 0,6 e M.O. (g kg^-1) 2,6.

Como planta teste utilizou-se a alface (cv. Crespa Grand Rapids). Na adubação orgânica básica aplicou-se o vermicomposto de minhoca, tendo como produto base o esterco de curral, aplicado na dose de 600 g m^-2, conforme quadro de utilização do húmus para hortaliças da empresa Febra Húmus (registrada na SAG, PE). O vermicomposto contém: 0,5 g kg^-1 de N total; e solúvel em água, 2 mg kg^-1 de P; 5 mg kg^-1 de K, e apresenta pH 7,9. Foram realizadas duas aplicações, sendo a primeira no plantio (300 g m^-2) e 15 dias após o transplante das mudas foi feita a segunda aplicação (300 g m^-2).

O delineamento experimental adotado foi de blocos casualizados, com quatro repetições, em esquema fatorial 5², sendo dois nutrientes: fósforo (P) e potássio (K). Como fontes de P usou-se: 1) quantidade de SFS, calculada com base na recomendação para alface (IPA, 1998), de acordo com a análise do solo; 2) biofertilizante (BP₁) correspondente à metade do calculado como SFS; 3) biofertilizante (BP₂), equivalente à quantidade usada como SFS; 4) biofertilizante (BP₃) 1,5 vez a quantidade calculada para SFS; e 5) controle, sem adição de P (P₀). Como fontes de K usou-se: 1) quantidade de KCl, calculada com base na recomendação para alface (IPA, 1998), de acordo com a análise do solo; 2) biofertilizante BK₁ (nível correspondente à metade do calculado como KCl); 3) biofertilizante BK₂ (equivalente ao recomendado como KCl); 4) biofertilizante BK₃ 1,5 vez a quantidade recomendada para KCl; e 5) controle sem adição de K (K₀).

Os tratamentos com P e K foram adicionados juntamente com a primeira aplicação do vermicomposto de minhoca (300 g m^-2), após homogeneização manual, para facilitar a distribuição dos fertilizantes, que foram aplicados a lanço. A solubilidade dos fertilizantes e dos biofertilizantes foi feita em água, citrato de amônio (C.N.A.), e em ácido cítrico a 2%, (Tedesco et al., 1985), com o extrator Mehlich 1 (Embrapa, 1997) e pelo método biológico com Aspergillus sidowii (Dias et al., 2005).

As mudas foram produzidas em bandejas de polietileno de 128 células, preenchidas com o substrato " plantmax" usado pelos horticultores que trabalham na área onde foi conduzido o experimento. O transplante da sementeira para o campo foi realizado quando as plantas atingiram a altura de 8 a 10 cm e com 5 a 6 folhas definitivas (cerca de 30 dias). Nos canteiros o espaçamento adotado foi de 0,25 cm x 0,25 cm, compreendendo 5 plantas por fileira e 25 plantas por parcela. As mudas permaneceram no campo por 30 dias sendo irrigadas duas vezes ao dia por microaspersão. Em amostras de solo, observou-se que a umidade ficou próxima da capacidade de campo, durante a fase experimental. Foram realizados dois plantios consecutivos (ciclo 1 e ciclo 2), sendo o segundo cultivo sem fertilização com P e K, para verificação do efeito residual. Não houve necessidade de aplicação de inseticidas ou fungicidas, nos dois cultivos.

Em amostragem com coleta de 4 plantas parcela^-1, foram determinados:

massa fresca (MF) da parte aérea por planta (cabeça), número de folhas, altura, produção comercial (considerando massa, aspecto foliar, coloração, número de folhas, para avaliação por nota de 0 a 5). O sistema radicular foi coletado junto com a parte aérea, e, após lavagem em água corrente, as raízes foram separadas da parte aérea, colocadas para secagem ao ar, retirando o excesso de umidade, e pesadas para determinação da massa fresca (MF).

A análise estatística foi realizada utilizando o programa SAS versão 8.0 (Guided Data Analysis Procedure), do SAS Institute (1999), para identificação da necessidade de transformação dos dados e adequação aos requisitos da análise de variância e análises de regressão. A comparação de médias foi procedida pelo teste de Tukey (p d" 0,05).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Houve resposta positiva da fertilização com P e K, na MF da parte aérea da alface, comparando com o tratamento sem fertilização P₀K₀ (Tabela 1). Os biofertilizantes mostraram efeitos similares ao tratamento com aplicação dos fertilizantes SFS e KCl. Os melhores resultados foram obtidos com BP₂ BK₃, seguido de BP₃ BK₂ e BP₃ BK₃, e os menores desenvolvimentos da matéria fresca foram obtidos com os tratamentos BP₀ BK₂, BP₀ KCL, BP₂ BK₀, no 1º ciclo, e com BP₀ KCl e BP₁ KCl no 2º ciclo.

Menezes Junior et al. (2000) relatam que na alface o fósforo é essencial à formação de raízes, sendo necessário durante a germinação, na emergência, e durante toda a formação do sistema radicular, enquanto o potássio tem maior efeito na qualidade do produto. Moura (2006) em Latossolo Amarelo da Vale do São Francisco observou efeito similar de biofertilizantes de rochas com P e K em comparação com SFS e KCl, em meloeiro.

Verifica-se que houve efeito residual da fertilização com P e K na cultura da alface, com aumento na biomassa fresca da parte aérea para todos os tratamentos no 2º ciclo, em relação ao 1º ciclo (Tabela 1). Os biofertilizantes apresentaram efeito residual nos níveis mais elevados, mostrando resultados superiores aos tratamentos com aplicação da mistura com SFS e KCl.

Em trabalhos com biofertilizantes de rochas com P e K, comparando com fertilização mineral (SFS e KCl), Moura (2006) verificou efeito na MF da parte aérea e em frutos de melão cultivado em Argissolo do vale do São Francisco. Stamford et al. (2006), trabalhando com biofertilizantes de rochas fosfatadas e potássicas, também encontraram efeito na MS dos colmos da cana-de-açúcar cultivada em solo de tabuleiro costeiro da Zona da Mata de Pernambuco, sendo os resultados semelhantes aos encontrados no presente trabalho.

Os resultados obtidos com a aplicação dos biofertilizantes de rochas, com enxofre inoculado com Acidithiobacillus, estão de acordo com Lombardi et al. (1981), o qual considerou que com baixos teores de enxofre, a população de Acidithiobacillus natural do solo é limitada. Portanto, com a adição do S elementar no solo, pode ocorrer multiplicação das bactérias, resultando em maior disponibilização de P para as plantas. O efeito dos biofertilizantes de forma similar aos fertilizantes minerais também pode ser explicado levando em consideração que ocorrem bactérias oxidantes do enxofre, além de Acidithiobacillus, e bem como fungos que produzem fosfatases, quitina e quitosana, como Aspergillus e Cunninghamela (Franco et al., 2005). Esses microrganismos podem atuar na solubilização de P e K dos biofertilizantes, bem como nos minerais do solo; portanto, podem participar efetivamente no aumento da disponibilidade de P e K para as plantas.

Dias et al. (2005) também constataram efeito residual quando aplicaram biofertilizantes de rochas com P e K, na cultura do caupi, trabalhando em vasos, com solo de tabuleiro costeiro da Zona-da-Mata de Pernambuco.

Verificou-se resposta da fertilização com P e K no número de folhas por planta. No 1º ciclo os melhores resultados foram obtidos com aplicação dos tratamentos SFS BK₂ , BP₂ BK_3, e BP₂ BK₂, e no 2º ciclo com BP₃ BK_2, BP₃ BK_3, BP₂ BK_1, BP₂ BK₂ e BP₂ BK_3. O tratamento com SFS e biofertilizante BK₂ foi superior ao SFS com KCl (Tabelas 3 e 4). Houve redução no número de folhas, com aplicação de níveis mais baixos de P e K, ou seja, a fertilização com baixo nível de P e K não foi suficiente para atender as necessidades da planta na formação de folhas, e KCl no nível recomendado não mostrou efeito residual, provavelmente por ser um nutriente bastante solúvel e que é facilmente percolado para camadas mais inferiores do solo.

De acordo com Malavolta (2002) a alface é muito sensível à deficiência de potássio, sendo que a planta mostra aparência seca, crestamento nas bordas das folhas, e superfícies foliares desigualmente cloróticas. Todavia, a sintomatologia característica de deficiência de potássio não foi observada no presente trabalho.

A fertilização com P e K teve efeito pronunciado na altura das plantas de alface no 1º ciclo (Tabela 3), comparado com o controle sem P e K. Entretanto, pode ser verificado que, mesmo com pequeno efeito entre os tratamentos com fertilização, os melhores resultados foram obtidos com SFS aplicado com BK₂ e BK₃.

No 2º ciclo observou-se resposta da aplicação de fertilização com P e K na altura das plantas, embora menos pronunciado em relação ao primeiro ciclo. Em geral, os melhores resultados com aplicação de P foram obtidos com os biofertilizantes, em comparação com a aplicação de KCl e com o tratamento controle. Para altura das plantas os melhores resultados no 1º ciclo foram com SFS BK_2, SFS BK_3, SFS KCl e no 2º ciclo com BP₃ BK₃ e BP₃ BK₂ Só foi observado efeito residual com aplicação dos biofertilizantes BP₃ BK₁, BP₃ BK₂ e BP₃ BK₃.

O aspecto comercial é um fator muito importante quando se trata de aceitação do produto, pois influencia diretamente na escolha pelo consumidor. Pela tabela 4 verifica-se que houve efeito da fertilização com P e K e efeitos residuais significativos, principalmente com os biofertilizantes BP₂ BK_3, BP₂ BK₂. Os melhores resultados no 1º ciclo foram com os tratamentos: SFS BK₂, SFS BK₃, SFS KCL, e no 2º ciclo com BP₂ BK₂, BP₂ BK₂. Os resultados com menor avaliação comercial, sem considerar o tratamento controle, foram BP₀ BK₂, BP₀ KCl, mostrando que a aplicação de nível muito baixo de biofertilizante com K e de KCl, no nível recomendado, não foram suficientes para a boa qualidade do produto. Moura (2006), trabalhando com melão no Vale do São Francisco, com aplicação de biofertilizantes de rochas com P e K, em comparação com fertilizantes convencionais, encontraram resultados semelhantes para a avaliação comercial do meloeiro.

Os resultados obtidos permitem concluir que os biofertilizantes produzidos a partir de rochas com fósforo e com potássio com adição de enxofre inoculado com Acidithiobacillus podem ser aplicados como fonte alternativa de P e K em substituição a fertilizantes minerais solúveis. A fertilização com P e K mostra efeito residual, especialmente quando aplicados os biofertilizantes com P e K na planta.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem ao CNPq pelas bolsas de produtividade e de iniciação científica (PIBIC) e pelo apoio concedido com aporte de recursos para a realização da pesquisa.

(Recebido para publicação em 23 de maio de 2006; aceito em 1 de agosto de 2007)

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  11 Jan 2008
• Data do Fascículo
  Set 2007

Histórico

• Aceito
  01 Ago 2007
• Recebido
  23 Maio 2006