Resposta do feijoeiro a relações variáveis entre cálcio e magnésio na capacidade de troca de cátions de latossolos

Common bean response to variable proportions of calcium and magnesium in the cation exchange capacity of oxisols

Resumos

Com o objetivo de avaliar a influência da relação entre Ca e Mg na CTC do solo sobre o rendimento do feijoeiro, foi realizado um experimento em casa de vegetação, em vasos com 3,5 dm³ de amostras de um Latossolo Vermelho distrófico psamítico-LVdp e um Latossolo Vermelho aluminoférrico típico-LVat. Os tratamentos, dispostos em blocos casualizados, com seis repetições, constaram das seguintes relações molares entre Ca e Mg: 1/2, 1, 2, 4, 6 e 8. Três repetições foram colhidas no florescimento e as demais mantidas até à colheita dos grãos. Os rendimentos da matéria seca do feijoeiro obtida no estádio de florescimento foram semelhantes nos dois solos, mas os rendimentos de grãos obtidos no LVat foram 40 % superiores aos obtidos no LVdp. Entretanto, estas variáveis não foram significativamente influenciadas pelas diferentes relações Ca:Mg no solo. As concentrações de Ca e Mg e suas relações no tecido da matéria seca do feijoeiro, obtida no florescimento, apresentaram estreita relação com os teores e relações destes elementos no solo. Os resultados obtidos mostraram que em solos com teores adequados de Ca e Mg trocáveis, a relação entre eles é de importância secundária para o desenvolvimento e rendimento do feijoeiro.

Phaseolus vulgaris; relação Ca/Mg; saturação por bases; calagem

A greenhouse experiment was carried out to evaluate the effect of the Ca/Mg ratio in the cation exchange capacity on common bean growth. Samples of a typic ferric aluminum Red Latosol (LVat) and a psamitic dystrophic Red Latosol (LVdp), both Haplortox (U.S. Soil Taxonomy) in pots containing 3.5 dm³ of soil were treated with Ca:Mg ratios of 1/2, 1, 2, 4, 6 and 8. The experiment was arranged in a completely randomized block design with six replications. Three replications were harvested at the flowering stage and the rest kept until the grain harvest. Dry matter weight, obtained at the flowering stage, was similar in both soils; the grain yield in the LVat, however, was 40 % higher than the one obtained in the LVdp. Nevertheless, these variables were not significantly affected by the Ca/Mg ratios. Ca and Mg contents in the tissue and their ratios during flowering were closely related to exchangeable soil Ca and Mg contents and Ca/Mg ratios. Results showed that in soils with suitable levels of exchangeable Ca and Mg, the Ca/Mg ratio is of secondary importance for the development and grain yield of common bean.

Phaseolus vulgaris; Ca/Mg ratio; base saturation; liming

SEÇÃO IV - FERTILIDADE DO SOLO E NUTRIÇÃO DE PLANTAS

Resposta do feijoeiro a relações variáveis entre cálcio e magnésio na capacidade de troca de cátions de latossolos¹

Common bean response to variable proportions of calcium and magnesium in the cation exchange capacity of oxisols

E. L. Oliveira; M. S. Parra

Pesquisador do Instituto Agronômico do Paraná — IAPAR. Rod. Celso Gacia Cid, km 375, Caixa Postal 481, CEP 86047-902 Londrina (PR). E-mails: [e-mail]; [e-mail]

RESUMO

Com o objetivo de avaliar a influência da relação entre Ca e Mg na CTC do solo sobre o rendimento do feijoeiro, foi realizado um experimento em casa de vegetação, em vasos com 3,5 dm³ de amostras de um Latossolo Vermelho distrófico psamítico-LVdp e um Latossolo Vermelho aluminoférrico típico-LVat. Os tratamentos, dispostos em blocos casualizados, com seis repetições, constaram das seguintes relações molares entre Ca e Mg: 1/2, 1, 2, 4, 6 e 8. Três repetições foram colhidas no florescimento e as demais mantidas até à colheita dos grãos. Os rendimentos da matéria seca do feijoeiro obtida no estádio de florescimento foram semelhantes nos dois solos, mas os rendimentos de grãos obtidos no LVat foram 40 % superiores aos obtidos no LVdp. Entretanto, estas variáveis não foram significativamente influenciadas pelas diferentes relações Ca:Mg no solo. As concentrações de Ca e Mg e suas relações no tecido da matéria seca do feijoeiro, obtida no florescimento, apresentaram estreita relação com os teores e relações destes elementos no solo. Os resultados obtidos mostraram que em solos com teores adequados de Ca e Mg trocáveis, a relação entre eles é de importância secundária para o desenvolvimento e rendimento do feijoeiro.

Termos de indexação:Phaseolus vulgaris, relação Ca/Mg, saturação por bases, calagem.

SUMMARY

A greenhouse experiment was carried out to evaluate the effect of the Ca/Mg ratio in the cation exchange capacity on common bean growth. Samples of a typic ferric aluminum Red Latosol (LVat) and a psamitic dystrophic Red Latosol (LVdp), both Haplortox (U.S. Soil Taxonomy) in pots containing 3.5 dm³ of soil were treated with Ca:Mg ratios of 1/2, 1, 2, 4, 6 and 8. The experiment was arranged in a completely randomized block design with six replications. Three replications were harvested at the flowering stage and the rest kept until the grain harvest. Dry matter weight, obtained at the flowering stage, was similar in both soils; the grain yield in the LVat, however, was 40 % higher than the one obtained in the LVdp. Nevertheless, these variables were not significantly affected by the Ca/Mg ratios. Ca and Mg contents in the tissue and their ratios during flowering were closely related to exchangeable soil Ca and Mg contents and Ca/Mg ratios. Results showed that in soils with suitable levels of exchangeable Ca and Mg, the Ca/Mg ratio is of secondary importance for the development and grain yield of common bean.

Index terms:Phaseolus vulgaris, Ca/Mg ratio, base saturation, liming.

INTRODUÇÃO

A acidez natural ou induzida pelo uso inadequado do solo ainda constitui uma das principais limitações para obtenção de altas produtividades das culturas no estado do Paraná. Oliveira et al. (1997), analisando os resultados do levantamento de reconhecimento dos solos do Paraná (EMBRAPA, 1984; IAPAR, 1984) mostraram que 61 % da área do Estado era ocupada por solos que apresentavam caráter álico ou distrófico, indicando a necessidade de aplicação de calcário para obtenção de rendimentos satisfatórios das culturas.

Os métodos de recomendação de calcário empregados no Paraná são baseados, analogamente, no conceito de suficiência de nutriente desenvolvido por Bray (1944; 1945). No entanto, os agentes da assistência técnica têm levantado que o uso deste conceito, aliado ao emprego contínuo de calcário dolomítico, está promovendo um estreitamento das relações entre os teores de cálcio e magnésio trocáveis que pode limitar a produtividade das culturas. Nestes casos, o emprego do conceito de relação entre a saturação por cátions básicos do solo, proposto por Bear & Toth (1948), tem sido indicado como alternativa para amenizar os possíveis prejuízos à produtividade das culturas. Neste conceito, a capacidade de troca de cátions do solo deve ser preenchida com 65 % de Ca, 10 % de Mg e 5 % de K, resultando em relações Ca:Mg, Ca:K e Mg:K , respectivamente, de 6,5:1 13:1 e 2:1. Contudo, grande número de trabalhos que relatam a aplicação deste conceito apresentam resultados contraditórios.

Freqüentemente, segundo os resultados apresentados, grande variação na saturação por cátions na CTC do solo não influiu ou teve pequena influência no rendimento de diversas espécies cultivadas (McLean & Carbonell, 1972; Lierop et al., 1979; Liebhardt, 1981; Fox & Piekielek, 1984). De maneira semelhante, a relação entre Ca e Mg não apresentou influência no rendimento das culturas (Foy & Barber, 1958; Simson et al., 1979; Muchovej et al., 1986; Oliveira, 1993). Grant & Racz (1987) salientaram ainda que as concentrações de Ca e Mg na solução do solo foram mais importantes para o crescimento de cevada do que as relações entre estes cátions na CTC do solo. Por outro lado, Oliveira et al. (1994 ) observaram efeitos significativos do aumento da saturação de Ca na CTC do solo no rendimento de matéria seca de mudas de cafeeiro. Silva (1980) obteve os melhores rendimentos de matéria seca de milho com a relação 3:1 entre Ca e Mg em solos com 60 e 70 % da CTC saturada com Ca, enquanto Mostafa & Ulrich (1976) concluíram que a relação Ca:Mg pode ser um fator limitante na nutrição de Ca para beterraba-açucareira.

Em decorrência de resultados relativamente contraditórios e da preocupação constante da assistência técnica com efeitos negativos da baixa relação Ca/Mg na produtividade das culturas, desenvolveu-se um experimento para avaliar os efeitos da relação Ca:Mg no rendimento e concentração destes cátions no feijoeiro.

MATERIAL E MÉTODOS

O experimento foi desenvolvido em casa de vegetação com amostras de um Latossolo Vermelho distrófico psamítico (LVdp) e de um Latossolo Vermelho aluminoférrico típico (LVat). As características químicas e granulométricas dos solos determinadas, respectivamente, segundo métodos descritos por Pavan et al. (1992) e EMBRAPA (1979), encontram-se no quadro 1. As amostras de solo foram coletadas na camada de 0-20 cm, tamizadas em peneira de 6 mm, homogeneizadas e secas ao ar.

Os tratamentos constaram da aplicação de uma mistura de CaCO₃ e MgCO₃, calculada para manter uma relação molar entre Ca e Mg de 1/2, 1, 2, 4, 6 e 8 e elevar a saturação por bases no solo para 80 %. As misturas, juntamente com quantidades de KCl suficientes para elevar a concentração de K trocável para 5 % da CTC de cada solo e 50 e 100 mg kg^-1 de fósforo na forma de Ca(H₂PO₄)₂ em pó, respectivamente, para LVdp e LVat, foram aplicadas em subamostras de 30 kg de solo seco. As subamostras foram homogeneizadas manualmente e umedecidas com água destilada, suficiente para atingir 80 % de água no solo submetida a uma tensão de 0,01 MPa. As subamostras, assim preparadas, foram incubadas em sacos plásticos e mantidas em temperatura ambiente por um período de dois meses e meio. Durante a incubação, os sacos foram abertos semanalmente e o solo revolvido para promover aeração das amostras incubadas.

Imediatamente antes do preparo dos vasos para instalação do experimento, foram retiradas amostras do material incubado para análise química de rotina, conforme Pavan et al. (1992), e de Ca e Mg na solução do solo. Para este procedimento, amostras de 60 cm³ de solo seco e moído (peneira de 2 mm) foram acondicionadas em seringas hipodérmicas, saturadas com água destilada e incubadas por uma período de 24 h. Após este período, foi obtido um extrato mediante filtragem com sucção, o qual foi considerado como solução do solo. Le Roux & Sumner (1967) mostraram que este período de incubação é suficiente para o equilíbrio entre a fase líquida e sólida do solo. O Ca e o Mg foram determinados por espectroscopia de emissão atômica — ICP. As análises foram efetuadas em triplicata.

Na semeadura do feijoeiro no experimento, as subamostras incubadas foram separadas em porções equivalentes a 3,5 dm³ de solo seco. Como adubação básica, foram aplicados em cada vaso 300 mg de N (NH₄NO₃), 400 mg de P [Ca(H₂PO₄)₂] com 1,0 < grânulos < 2,0 mm, 400 mg de K (K₂SO₄) e 300 mg de S (K₂SO₄ + CaSO₄.2H₂O + MgSO₄.7H₂O). Foram, também, aplicados 100 mL de uma solução que continha 2,0 mg de B (H₃BO₃); 3,0 mg de Mn (MnSO₄.H₂O); 3,0 mg de Zn (ZnSO₄.7 H₂O); 0,2 mg de Cu (CuSO4.5H₂O); 0,1 mg de Mo [(NH₄)₆Mo₇O₂₄ .4 H₂O] e 10 mL de uma solução com 5,0 mg Fe (FeCl₃.6H₂O). As porções foram umedecidas com água destilada suficiente para atingir a tensão de 0,01 MPa, homogeneizadas manualmente e acondicionadas em vasos de polipropileno com capacidade de 4 L. Foram utilizadas 10 sementes da variedade IAPAR 81 em cada vaso, efetuando-se, posteriormente, o desbaste, deixando-se três plantas por vaso.

Cada tipo de solo constituiu-se em um experimento isolado, sendo os tratamentos dispostos em um delineamento experimental de blocos casualizados com seis repetições. As plantas de três repetições foram colhidas por ocasião do florescimento do feijoeiro, aproximadamente 42 dias após a emergência, e as demais mantidas até à colheita de grãos.

Durante o desenvolvimento das plantas, a umidade dos solos foi ajustada, diariamente, mediante pesagem dos vasos e adição de água destilada até atingir a tensão de água equivalente a 0,01 MPa. Durante a execução desse procedimento, foi efetuada uma rotação entre os blocos e dos vasos dentro dos blocos. Como adubação complementar, foram aplicados, parceladamente, até o florescimento, 590 e 323 mg vaso^-1, respectivamente, de N e K nas formas de NH₄NO₃ e KNO₃. Nos vasos que continham LVat, partedo N foi suprido por (NH₄)₂HPO₄ para fornecer também 200 mg vaso^-1 de P. Nos vasos mantidos até à colheita de grãos, foram ainda adicionadas, parceladamente, 690 mg vaso^-1 de N, em ambos os solos, e 200 mg vaso^-1 de P, no LVat, nas formas de NH₄NO₃ e(NH₄)₂HPO₄.

A parte aérea das plantas colhidas em pleno florescimento foi seca em estufa com circulação forçada de ar, durante 72 h a 65 °C, pesada e moída em moinho equipado com navalhas e peneira de 2 mm. Em amostras destes materiais, foram determinadas as concentrações de macro e micronutrientes, conforme método descrito por Miyazawa et al. (1992). Nos grãos colhidos, foram determinadas a massa e a umidade, calculando-se a massa final dos grãos com umidade padronizada a 13 %.

Os dados foram analisados estatisticamente pelos procedimentos proc reg (SAS, 1989). Admitiu-se p < 0,05 como limite para significância estatística dos coeficientes de determinação e estimadores dos parâmetros dos modelos.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

As misturas de CaCO₃ e MgCO₃ não elevaram os teores de Ca e Mg trocáveis e a saturação por bases dos solos para os valores previamente estabelecidos, indicando uma reação parcial dos compostos. Entretanto, as relações Ca:Mg determinadas foram próximas às previstas (Quadro 2). Em geral, tem sido freqüente a observação de valores menores de saturação por bases e de concentrações de Ca e Mg trocáveis determinados analiticamente do que os estabelecidos previamente, tanto para resultados obtidos com incubação de solo em laboratório com carbonatos ou calcário (Oliveira,1993; Costa et al., 1996), quanto para experimentos com aplicação de calcário no campo (Morelli et al., 1992; Caires & Rosolem, 1993; Oliveira et al., 1997). As razões para esse comportamento são, geralmente, atribuídas não só ao tempo insuficiente para o equilíbrio das reações químicas dos carbonatos e ao poder de tamponamento dos solos, mas também às eventuais perdas de Ca e Mg por lixiviação e exportação dos elementos pelas colheitas.

Ao contrário da semelhança entre os rendimentos médios de matéria seca obtidos no florescimento nos dois solos, o rendimento médio de grãos no LVat foi 40 % superior ao obtido no LVdp (Figura 1). Esta diferença, entretanto, não pode ser atribuída às condições nutricionais do feijoeiro, visto que as concentrações de nutrientes na matéria seca obtida no florescimento (Quadro 3) foram semelhantes entre os solos e, com exceção do N nos dois solos e do Cu no LVdp que estavam levemente abaixo, os demais nutrientes encontravam-se dentro dos limites de suficiência para a cultura, tomando-se, como referência, os teores de nutrientes determinados na terceira folha madura do feijoeiro no início da floração, conforme descrito por Malavolta et al. (1989). Observou-se, ainda, uma estreita correlação entre a produção de grãos de feijão e o rendimento de matéria seca do feijoeiro no florescimento, obtida no LVat (r = 0,87*), bem como ausência de correlação entre estas variáveis no LVdp (r = 0,19^ns).

A relação Ca:Mg no solo não influenciou significativamente os rendimentos de matéria seca das plantas do feijoeiro no estádio de florescimento e de grãos, ainda que estas variáveis apresentassem valores mais elevados com a relação Ca:Mg em torno de 2,0 principalmente no LVat.

Os resultados mostraram comportamento semelhante aos relatados por Simson et al. (1979), Fox & Piekielek (1984), Muchovej et al. (1986) e Oliveira (1993) que verificaram a ausência de efeito de uma ampla variação na relação Ca:Mg do solo no rendimento das culturas. Para Key et al. (1962), na existência de quantidades suficientes de Ca e Mg, a relação entre estes cátions, desde que superior a 1:1, não tinha influência no rendimento de soja e milho.

Por outro lado, Oliveira et al. (1994) verificaram efeitos significativos da relação Ca:Mg em diferentes níveis de CTC do solo, no desenvolvimento de mudas de cafeeiro; Silva (1980) relatou que os melhores rendimentos de milho, cultivado em vasos que continham solos típicos de cerrado, foram obtidos com relação a Ca:Mg de 3:1; Munoz Hernandez & Silveira (1998) observaram efeito significativo da relação Ca:Mg em solo com 50 por cento de saturação por bases no rendimento de matéria seca de milho, enquanto Mostafa & Ulrich (1976 ) concluíram que a relação Ca:Mg pode ser limitante na nutrição de Ca para beterraba açucareira. Estas contradições indicam que a importância da relação Ca:Mg pode estar relacionada com a espécie cultivada e com o potencial de fornecimento destes nutrientes pelo solo.

As concentrações de Ca e de Mg na matéria seca da parte aérea obtida no florescimento do feijoeiro foram significativamente influenciadas pela relação Ca:Mg do solo (Figura 2). Os acréscimos nas concentrações de Ca e os decréscimos nas de Mg são decorrentes da variação simultânea entre as concentrações de Ca e Mg trocáveis no solo, necessária para o preenchimento da quantidade fixa de cargas da CTC do solo. Resultados semelhantes foram observados em experimentos similares, desenvolvidos com diferentes espécies e condições experimentais (Key et al., 1962; Silva, 1980; Oliveira, 1993; Munoz Hernandez & Silveira, 1998).

De maneira análoga ao comportamento das concentrações de Ca e Mg, as relações entre estes cátions no tecido da matéria seca da parte aérea do feijoeiro foram igualmente influenciadas pelas relações Ca:Mg dos solos (Figura 3). O modelo de resposta foi semelhante aos obtidos por Lierop et al. (1979), para cebola, e por Oliveira (1993), para milho, e indica a maior facilidade de absorção de Mg do que de Ca. Entretanto, observou-se uma diferença de magnitude entre a relação Ca:Mg no tecido das espécies citadas e a correspondente no solo, a qual pode ser atribuída às diferenças entre as espécies em termos de acúmulo destes nutrientes no tecido foliar, para satisfazer suas necessidades metabólicas.

A ausência de efeito da relação Ca:Mg do solo e, por conseguinte, dos elementos isolados nos rendimentos de matéria seca do feijoeiro e de grãos de feijão, bem como da relação entre estes e a concentração de Ca e Mg no tecido vegetal, aliada a teores dos demais nutrientes considerados suficientes, indica que a diferença de rendimentos de grãos de feijão entre os solos pode ser devida a fatores extranutricionais, visto que os solos apresentavam características distintas.

Ao contrário da redução observada nas concentrações de Mg de acordo com o aumento da relação Ca:Mg no solo, as concentrações de Ca e Mg no tecido foram positivamente relacionadas com os teores absolutos de Ca e Mg trocáveis e apresentaram diferenças entre solos (Figuras 4 e 5). Embora as concentrações médias de Ca e Mg na matéria seca do feijoeiro obtido no LVat fossem levemente superiores às observadas no LVdp, os resultados mostraram que, para obter concentrações de Ca ou Mg semelhantes na matéria seca do feijoeiro nos dois solos, mantendo-se a mesma relação Ca:Mg, as concentrações de Ca ou Mg trocáveis no LVat eram consideravelmente superiores às verificadas no LVdp.

Embora Németh et al. (1970) tenham demonstrado uma estreita correlação entre as concentrações de Ca e Mg trocável e suas respectivas concentrações na solução, independentemente da textura dos solos estudados, os resultados obtidos no presente trabalho mostraram acentuadas diferenças entre o LVdp e o LVat para estas correlações (Quadro 4). Os resultados evidenciam que o LVdp apresentava 2,0 vezes mais Ca e 1,8 vez mais Mg na solução do que o LVat e justificam a necessidade de concentrações de Ca e Mg trocáveis no LVat mais elevadas para manter concentrações semelhantes destes nutrientes na matéria seca da parte aérea do feijoeiro obtida nos dois solos.

CONCLUSÃO

A ausência de resposta do feijoeiro às variações na relação Ca:Mg do solo, tanto no rendimento de matéria seca no estádio de florescimento quanto na produção de grãos, não permitiu o estabelecimento de uma relação Ca:Mg no solo mais apropriada para o cultivo desta espécie.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem aos Técnicos Agrícolas Juarez Cassiano e Pedro L. Stringuetta, a ajuda operacional na execução do experimento.

LITERATURA CITADA

Recebido para publicação em dezembro de 2001 e aprovado em junho de 2003.

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1

Trabalho apresentado no XXVIII Congresso Brasileiro de Ciência do Solo, Londrina, 2001.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  05 Jan 2004
• Data do Fascículo
  Out 2003

Histórico

• Recebido
  Dez 2001
• Aceito
  Jun 2003