Resposta fenotípica de arroz de terras altas ao estresse de fósforo no solo

Response of upland rice in soils with low content of phosphorus

MANEJO DE SOLO, ÁGUA E PLANTA

Resposta fenotípica de arroz de terras altas ao estresse de fósforo no solo

Response of upland rice in soils with low content of phosphorus

Cleber M. Guimarães; Luís F. Stone; Péricles C. F. Neves

EMBRAPA Arroz e Feijão, CP 179, CEP 75375-000, Santo Antônio de Goiás, GO. Fone: (62) 3533-2178. E-mail: [e-mail]; [e-mail]

RESUMO

Avaliaram-se, neste trabalho, em condições de baixo e alto teor de fósforo (P) no solo, 51 linhagens de arroz provenientes do Banco Ativo de Germoplasma da Embrapa Arroz e Feijão, com o objetivo de identificar indicadores de eficiência no uso de P e linhagens com eficiência diferenciada no uso desse nutriente. O índice de eficiência do uso de fósforo mostrou ser mais adequado que a produtividade em baixo teor de fósforo no solo, na avaliação da eficiência diferenciada das linhagens no uso do P. Três linhagens, CNA 4634, CNA 4120 e CNA 3178, apresentam bom comportamento produtivo, tanto em alto como em baixo teor de P no solo e 22 mostraram bom comportamento produtivo em alto teor de P no solo; entretanto, não foram eficientes no aproveitamento de baixo P disponível no solo enquanto as demais foram desconsideradas em razão de indicarem baixo comportamento produtivo sob boa disponibilidade de P.

Palavras-chave:Oryza sativa L., índice de eficiência do uso de fósforo, cultivares eficientes e não eficientes

ABSTRACT

Fifty-one lines from Embrapa Rice & Beans Germplasm Bank were evaluated under conditions of low and high soil phosphorus (P) content, in order to identify P use efficiency indicators as well as lines with differentiated response to P use efficiency. Phosphorus use efficiency index was more suitable to evaluate lines in relation to P use efficiency than grain yield at low soil P content. Three lines, CNA 4634, CNA 4120, and CNA 3178 showed good grain yield performance at high as well as at low soil P content, while 22 lines showed good grain yield performance at high soil P content, but were not efficient in the use of low available soil P, while the rest were not considered because they showed low yield performance at high soil P content.

Key words:Oryza sativa L., phosphorus use efficiency index, P-efficient and non-efficient cultivars

INTRODUÇÃO

A deficiência de fósforo é considerada um dos principais fatores que limitam a produtividade do arroz em muitos solos da região do Cerrado (Fageria, 1982), agravada quando ocorre não só a baixa concentração do elemento no solo como, também, a intensa adsorsão às partículas do solo (Sanchez & Salinas, 1981; Fageria & Baligar, 1997; Dobermann et al., 1998).Esses autores estimaram que mais de 90% do total de fósforo aplicado no solo podem ser rapidamente transformados em formas não prontamente disponíveis. Considerando-se esses aspectos, a identificação de germoplasma capaz de utilizar os nutrientes menos disponíveis no solo se constitui em importante estratégia de baixo custo para promover a sustentabilidade da agricultura das regiões marginalizadas (Otani & Ae, 1996). Esta estratégia foi confirmada por Wissuwa & Ae (2001) ao transferirem QTL de alta capacidade de absorção de P, da cultivar 'Kasalath', tolerante à deficiência de P, para a cultivar moderna de arroz 'Nipponbare', com alto índice de colheita, o que triplicou sua produtividade em condições de baixa disponibilidade de P. Um sistema radicular bem desenvolvido, capaz de explorar grande volume de solo, é reconhecido como um dos mais significativos mecanismos de adaptação da planta para garantir uma absorção suficiente de P (Sattelmacher et al., 1994; Horst et al., 2001); por outro lado, a arquitetura radicular das plantas pode sofrer alterações em resposta à deficiência de fósforo. Tem-se observado aumento no crescimento radicular lateral e nas ramificações secundárias laterais, em detrimento do alongamento da raiz primária do feijoeiro (Lynch & Brown, 2001). Uma adaptação comumente constatada na maioria das espécies é o aumento do comprimento e da densidade dos pêlos absorventes que contribuem para o aumento da absorção de fósforo através da expansão da superfície radicular (Aboulroos & Nielsen, 1979; Eissenstar, 1992; Gahoonia & Nielsen, 1997; Lynch & Brown, 2001). Wissuwa (2005) observou que a correlação entre a absorção de fósforo e o crescimento relativo das raízes sob condições de deficiência de P era maior que em ambiente de boa disponibilidade de fósforo porém Otani & Ae (1996) mostraram que a absorção de P foi fortemente correlacionada com o comprimento radicular em solos com alta disponibilidade de P. Haynes & Ludecke (1981) também não observaram relação entre a absorção de P e a massa radicular total em Lotus pedunculatus Cav mas se sabe que vários são os fatores que se interrelacionam e atuam conjuntamente no aumento da eficiência da absorção de P, pois a quantidade adicional de P absorvida em função da maior eficiência externa das raízes, associada à morfologia e à fisiologia, contribuirá para o maior crescimento radicular (Wissuwa, 2003) e este, por sua vez, para o aumento da absorção do nutriente. Define-se como germoplasma eficiente, aquele que requer menos nutriente que o ineficiente para atingir patamares semelhantes de produtividade (Gourley et al., 1993).

Objetivou-se, com este trabalho, identificar indicadores da eficiência do uso de fósforo no solo pelo arroz, assim como linhagens com eficiência diferenciada no uso deste nutriente quando em baixa disponibilidade, porém com eficiência produtiva sob altas condições de P.

MATERIAL E MÉTODOS

O estudo foi conduzido em condições de campo, no período das águas do ano agrícola de 2003-2004, na área experimental da Embrapa Arroz e Feijão, em Santo Antônio de Goiás, GO, de coordenadas geográficas 16° 28' de latitude sul, 49° 17' de longitude oeste e altitude de 823,77 m, em sua estação agroclimática, em Latossolo Vermelho distrófico, de textura argilosa. A análise química inicial dos solos na camada de 0-20 cm de profundidade, apresentou os seguintes resultados: pH (H₂O) 5,6; Ca²+ 24,3 mmol_c dm^-3, Mg²⁺ 11,4 mmol_c dm^-3; Al³⁺ 1,0 mmol_c dm^-3; P 0,4 mg dm^-3 e K 90 mg dm^-3, determinadas segundo metodologia apresentada pela Claessen (1997). Avaliaram-se 51 linhagens de arroz (Oryza sativa L.) provenientes do Banco Ativo de Germoplasma da Embrapa Arroz e Feijão, em condições de baixo e alto teor de fósforo no solo, no delineamento de blocos ao acaso, com três repetições. As condições de fósforo no solo constituíram os experimentos, que foram submetidos a análise individual e conjunta, de variância. No tratamento de baixo teor de fósforo aplicaram-se 12, 48, 20 e 20 kg ha^-1 de N, K₂O, FTE BR 12 e sulfato de zinco, respectivamente e, no tratamento de alto teor de fósforo, aplicou-se a mesma adubação acrescida de duas doses de fósforo, 600 + 150 kg ha^-1 de P₂O₅, a primeira no ano agrícola 2002-03 e a segunda em 2003-04. Determinaram-se: a produtividade de grãos e os parâmetros agronômicos, a massa de matéria seca das plantas e dos grãos, o índice de colheita, a esterilidade de espiguetas, o número de grãos por panícula e a altura das plantas. A secagem da biomassa foi efetuada em estufa com circulação interna forçada de ar, a 70 °C, até massa constante e, depois, pesada em uma balança de precisão; adotou-se também o índice de susceptibilidade (Fisher & Maurer, 1978) adaptado para a eficiência do uso de fósforo, conforme apresentado abaixo:

IP = (Y_c/P - Y_s/P)/ (Y_c/P * D)

D = 1 - (X_s/P / X_c/P)

em que: IP é o índice de eficiência do uso de fósforo, D é a severidade do estresse induzido pela baixa disponibilidade de P, Y_c/P e Y_s/P são, respectivamente, as produtividades individuais das linhagens nos tratamentos de alto e baixo teor de P e X_c/P e X_s/P são, respectivamente, as produtividades médias de todas as linhagens nos tratamentos de alto e baixo teor de P. A produtividade é tanto menos afetada pelo nível de estresse induzido pela baixa disponibilidade de P quanto menor for o valor de IP. As linhagens foram divididas em quartis, conforme a média da produtividade sob condições de alta disponibilidade de P e a média do seu índice de eficiência do uso de P. O quartil 1 foi definido pelas produtividades superiores à produtividade média em ambiente com alta disponibilidade de P (X_c/P), e pelos IPs inferiores ao IP médio (IP_x); o quartil 2, pelas produtividades superiores a X_c/P e IPs superiores ao IP_x; o quartil 3, pelas produtividades inferiores a X_c/P e IPs superiores ao IP_x e, finalmente, o quartil 4, pelas produtividades inferiores a X_c/P e IPs inferiores ao IP_x.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Verificou-se grande variabilidade entre as linhagens de arroz de terras altas quanto ao comportamento em baixo e alto teor de fósforo no solo, conforme todos os parâmetros avaliados, como pode ser observado nas Tabelas 1, 2 e 3. Os tratamentos com fósforo afetaram, com intensidade diferenciada, a produtividade das linhagens, por se ter observado efeito significativo na interação nível de fósforo x linhagens; o mesmo ocorreu quanto ao acúmulo de matéria seca das plantas (Tabelas 1, 2 e 3). As linhagens produziram, em média, 1619 kg ha^-1 no tratamento com alto fósforo e 478 kg ha^-1 no tratamento com baixo fósforo, enquanto o acúmulo de matéria seca foi de 3046 e 2025 kg ha^-1, nos tratamentos com alto e baixo P, respectivamente. O nível de fósforo também afetou significativamente a esterilidade de espiguetas, o número de grãos por panícula e a altura das plantas (Tabelas 1 e 3); entretanto, a intensidade do efeito de P sobre esses componentes agronômicos foi semelhante em todas as linhagens, por não ter sido observado efeito significativo nas interações nível de fósforo x linhagens em cada um dos referidos componentes agronômicos. Fageria & Baligar (1997) também mostraram efeito do nível de fósforo sobre o crescimento das plantas de arroz de terras altas, porém em solução nutritiva. A média da esterilidade de espiguetas foi 16,0 e 19,1%, nos tratamentos com alto e baixo teor de P, respectivamente, enquanto as panículas produziram, em média, 115 e 83 grãos e as plantas apresentaram altura máxima, por ocasião da colheita, de 97 e 80 cm nos tratamentos com alto e baixo teor de fósforo, respectivamente. Verificou-se que o índice de eficiência do uso de fósforo se correlacionou significativamente com a produtividade de grãos, massa de 100 grãos, esterilidade de espiguetas e com o número de grãos por panícula em baixo teor de fósforo no solo; por outro lado a produtividade de grãos em baixo teor de fósforo se correlacionou com a esterilidade de grãos e com o número de grãos por panícula porém não se correlacionou com a massa de 100 grãos (Tabela 4). Considerando-se que esses componentes da produtividade, massa de 100 grãos, esterilidade de espiguetas e número de grãos por panícula, são influenciados pelo nível de P no solo (Fageria, 1999) e que a massa de 100 grãos não se correlacionou com a produtividade do arroz de terras altas sob condições de baixa disponibilidade de P no solo, este não pode ser considerado um indicador confiável da eficiência do uso do P no solo pelo arroz de terras altas; fato explicado em razão da produtividade em baixo P não expressar apenas o efeito da disponibilidade do P no solo, enquanto o IP expressa o diferencial relativo de produtividade das linhagens em condições de alta e baixa disponibilidade de P no solo, considerando-se também a pressão do estresse em que as linhagens foram avaliadas.

Na seleção das linhagens considerou-se a produtividade em alto P, pois são desejáveis a divergência fenotípica na eficiência do uso do P quando em baixa disponibilidade no solo e a eficiência produtiva quando em alta disponibilidade. Conforme a distribuição das linhagens em quartis, dois grupos foram selecionados: o primeiro se compunha das linhagens CNA 4634, CNA 4120 e CNA 3178, caracterizadas por apresentarem produtividade acima de 1619 kg ha^-1 (média da produtividade das linhagens sem o estresse de baixa disponibilidade de P no solo) e IP inferior a 0,95 (média do índice de eficiência do uso de P), ou seja, apresentam bom comportamento produtivo tanto em alto como em baixo P no solo; o outro grupo das linhagens, CNA 4108, CNA 4141, CNA 4640, CNA 2721, CNA 4150, CNA 4476, CNA 4474, CNA 5171, CNA 4181, CNA 1462, CNA 4125, CNA 2042, CNA 1168, CNA 4178, CNA 5165, CNA 2720, CNA 5164, CNA 8521, CNA 4140, CNA 5166, CNA 4617 e CNA 4164, que produziram acima de 1619 kg ha^-1, porém IP superior a 0,95, isto é, apresentam bom comportamento produtivo em alto P no solo; entretanto, não são eficientes no aproveitamento de baixo P disponível no solo (Figura 1). Os outros quartis, por enquadrarem as linhagens que apresentam baixo comportamento produtivo sob boa disponibilidade de P no solo, não foram considerados.

CONCLUSÕES

1. O índice de eficiência do uso de fósforo mostrou ser mais adequado que a produtividade de grãos em baixo teor de fósforo no solo na avaliação da eficiência diferenciada das linhagens no uso do P.

2. As linhagens CNA 4634, CNA 4120 e CNA 3178 apresentam bom comportamento produtivo tanto em alto como em baixo teor de P no solo, enquanto as CNA 4108, CNA 4141, CNA 4640, CNA 2721, CNA 4150, CNA 4476, CNA 4474, CNA 5171, CNA 4181, CNA 1462, CNA 4125, CNA 2042, CNA 1168, CNA 4178, CNA 5165, CNA 2720, CNA 5164, CNA 8521, CNA 4140, CNA 5166, CNA 4617 e CNA 4164, indicaram bom comportamento produtivo em alto teor de P no solo; entretanto, não são eficientes no aproveitamento de baixo P disponível no solo.

LITERATURA CITADA

Protocolo 041.06 - 11/04/2006 - Aprovado em 22/08/2007

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  28 Set 2009
• Data do Fascículo
  Dez 2007

Histórico

• Recebido
  11 Abr 2006
• Aceito
  22 Ago 2007