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Biochar added to a red oxisol benefits the sugar beet seedlings development?/Biochar adicionado em latossolo vermelho beneficia o desenvolvimento de mudas de beterraba?

Introducao

A producao agricola apresentou um rapido crescimento economico e atualmente representa parte significativa da economia de muitos paises, necessitando cumprir padroes de producao com qualidade, regularidade e quantidade de forma a se estabelecer no mercado.

A producao de olericolas esta entre os setores agricola que precisam apresentar maxima eficiencia para atingir a lucratividade que justifique a producao (Costa et al., 2011). Nesse sistema o substrato esta entre os principais fatores que alteram a lucratividade, visto que afetam o desenvolvimento das plantas (Medeiros et al., 2008). Com isso, os produtores sao altamente dependentes da disponibilidade de materiais para o preparo de substratos adequados ou de substratos comerciais que oneram a producao de olericolas.

Visando diminuir custos de producao e a dependencia de insumos comerciais como substratos e fertilizantes, o uso de biochar, ou biomassa carbonizada, na agricultura, tem sido foco de maiores estudos (Glaser et al., 2001; Lehmann, 2007; Mukome et al., 2013). O crescente interesse nesse produto se deu a partir da constatacao de que a alta fertilidade das Terras Pretas de Indio na Amazonia era resultado de residuos carbonizados de populacoes pre-Colombianas (Glaser et al., 2001). Assim, a fertilidade promovida pelo descarte de residuos carbonizados ao longo do tempo tenta ser reproduzida para a producao agricola atraves da adicao de biochar em solos.

Esses estudos tem verificado o potencial do biochar em melhorar as caracteristicas fisicas e quimicas dos solos (Lehmann, 2007; Mukome et al., 2013). Sendo ainda, alternativa para pequenos produtores que podem obter o produto atraves do aproveitamento de residuos de suas propriedades, como carvao oriundo das cozinhas (Mulcahy et al., 2013), diminuindo custos de producao e dependencia dos insumos externos.

O uso do biochar na agricultura e, portanto, uma estrategia economica e sustentavel, devido ao aproveitamento de residuos descartados no ambiente (Atkinson et al., 2010), e ao potencial de diminuicao dos gastos com adubacoes quimicas e com substratos comerciais que oneram a producao vegetal. Com isso, o objetivo deste trabalho consistiu em avaliar o efeito de diferentes doses de biochar adicionadas a Latossolo Vermelho e sua interferencia no crescimento e na qualidade de mudas de beterraba (Beta vulgaris L.).

Material e Metodos

O experimento foi realizado no viveiro de mudas da Universidade do Estado de Mato Grosso (UNEMAT), municipio de Nova Xavantina (14[degrees] 41' 25" S; 52[degrees] 20' 55" W) entre os meses de abril e maio de 2011. Essa regiao apresenta clima do tipo Aw, segundo a classificacao de Koppen (Silva et al., 2008), com uma estacao seca, de abril a setembro, e outra chuvosa, de outubro a marco.

As mudas de beterraba, cultivar Tall Top Early Wonder, foram produzidas em bandejas de poliestireno expandido de 200 celulas, semeando-se tres sementes por celula a 1,0 cm de profundidade. As bandejas foram dispostas em bancadas sobre suporte de ferro a uma altura de 1,20 m com sombreamento de 50% e irrigacao diaria por microaspersao com taxa diaria de aplicacao ajustada conforme as condicoes microclimaticas observadas. Realizou-se o desbaste das plantulas aos sete dias apos a semeadura (DAS) com o objetivo de manter a plantula mais vigorosa por celula.

O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com quatro repeticoes, sendo consideradas 12 plantas por repeticao e utilizando celulas vazias entre as repeticoes para evitar efeitos de borda. Foram avaliadas cinco concentracoes (v/v) de biochar (0, 5, 10, 20 e 40%) adicionadas ao Latossolo Vermelho, sendo as doses de biochar calculadas em relacao ao volume total de substrato necessario. Foram determinadas em laboratorio as caracteristicas quimicas dos materiais utilizados, biochar e Latossolo Vermelho (Tabela 1).

O carvao vegetal foi produzido com a carbonizacao parcial de madeira de eucalipto em forno de alvenaria do tipo convencional, proporcionando um ambiente pirolitico com temperatura controlada e baixas concentracoes de oxigenio. Posteriormente o material foi moido e peneirado, apresentando caracteristica de granulometria inferior a 0,5 mm.

Realizou-se o tratamento previo de ativacao do biochar, com o intuito de eliminar os residuos do processo de pirolise e desobstruir os seus poros. Para tanto, o biochar foi agitado com agua em betoneira eletrica durante uma hora. A solucao formada ficou em descanso por cerca de quatro dias, periodo apos o qual o biochar foi escorrido e secado ao ar livre. A mistura do solo com o biochar foi realizada por meio de betoneira eletrica para perfeita homogeneizacao.

Aos 30 dias apos a semeadura (DAS) foram avaliados a altura, o diametro do coleto e a biomassa seca da parte aerea e do sistema radicular de 12 plantas centrais em cada repeticao. Para determinacao dos parametros de biomassa o material foi pesado em balanca de precisao (0,001 g) apos a secagem em estufa de circulacao forcada de ar a 65[degrees]C. Com os dados de massa seca da parte aerea e massa seca radicular foi determinada a massa seca total em cada tratamento

Com os resultados foram calculadas as relacoes entre altura e diametro (H/D), altura e massa seca da parte aerea (H/MSPA), massa seca da parte aerea e massa seca radicular (MSPA/MSR) e o Indice de Qualidade de Dickson, atraves da formula IQD=MST/(H/D) + (MSPA/ MSR) (Dickson et al., 1960), para efeitos de comparacao da qualidade das mudas entre os tratamentos.

Para testar as diferencas entre os tratamentos quanto aos parametros de crescimento e qualidade das mudas, efetuou-se o estudo de regressao, com nivel de significancia de 5%, usando o software Statistica (Statsoft, 1999).

Resultados e Discussao

Os parametros de crescimento das mudas de beterraba, altura, massa seca da parte aerea, massa seca radicular e massa seca total nao foram influenciados estatisticamente pelos tratamentos avaliados (Tabela 2). Esses resultados demostram que a adicao de biochar ao Latossolo Vermelho nao beneficiou o crescimento das mudas de beterraba.

Outros estudos avaliando mudas de beterraba em diferentes tipos de substratos, como Echer et al. (2007), Silva et al. (2013) e Costa et al. (2014), demonstraram resultados superiores aos encontrados nesse trabalho para altura, com uma diferenca media de 76% (5,5 cm) mesmo com epocas de avaliacao semelhante.

O mesmo foi verificado quanto a producao de biomassa seca da parte aerea e radicular, em que Echer et al. (2007) e Leal et al. (2011) observaram resultados com media de 94% (0,063 g) acima dos que foram verificados nesse estudo. Tambem para a quantidade de massa seca total, os resultados de Echer et al. (2007) foram, em media, 97% (0,27 g) superiores.

Ainda Lima et al. (2013b), avaliando o crescimento de mudas de beterraba com a adicao de biochar em substratos comerciais, observaram resultados acima destes aqui verificados, com diferenca media de 56% (2,18 cm) para altura, 53% (0,004 g) para MSPA e 58% (0,005 g) para MSR, em condicoes experimentais semelhantes a desse estudo.

Entre os parametros de crescimento, apenas o diametro apresentou diferencas estatisticas quanto a adicao de biochar ao Latossolo Vermelho, onde se observou um acrescimo de 3% (0,001 mm) em diametro a cada 10% de biochar adicionado, o que resulta em um aumento de 12% (0,004 mm) com a maior dose de biochar utilizada, 40% (Figura 1).

[FIGURE 1 OMITTED]

O uso de biochar tambem demostrou beneficiar o incremento em diametro de mudas de beterraba quando associado a um substrato comercial (Lima et al., 2013b), no entanto o resultado verificado por esses autores foi em media 60% (0,05 mm) maior do que o verificado nesse estudo para o diametro das mudas.

Com isso, para o crescimento das plantas observou-se que nao houve melhorias com a adicao do biochar em Latossolo Vermelho, e os substratos foram ineficientes, visto que todos os parametros avaliados estavam abaixo do esperado, apresentando mais de 50% de diferenca em relacao aos valores observados em outros estudos com diferentes arranjos de substratos.

Os resultados de qualidade das mudas de beterraba, avaliados pelo Indice de Qualidade de Dickson e pelas relacoes H/D, H/ MSPA e MSPA/MSR, tambem foram semelhantes estatisticamente entre os tratamentos (Tabela 2). Os valores observados para o IQD foram em media 67% (IQD = 0,0002) menores do que os verificados por Lima et al. (2013b) para mudas de beterraba em condicoes experimentais semelhantes. Tambem os valores da relacao MSPA/MSR foram em media 53% (1,45 g) menores do que os observados por Echer et al. (2007). Essas diferencas reforcam a hipotese de que os substratos nao foram eficientes para garantir adequado crescimento e qualidade das mudas.

Para que a producao de biomassa seja eficiente precisa estar associada a nutricao adequada das plantas, o que e garantido pelo fornecimento dos nutrientes essenciais atraves do solo ou substrato (Fageria, 2008). Assim, o desenvolvimento abaixo do ideal das mudas de beterraba poderia estar relacionado a baixa fertilidade natural do Latossolo Vermelho utilizado para a producao das mudas (Tabela 1).

Principalmente, visto que, para o crescimento adequado a beterraba apresenta alta exigencia nutricional para N, P, K, Ca e Mg (Grangeiro et al., 2007; Gondim et al., 2011) e micronutrientes como Mn, Zn e Fe (Gondim et al., 2011), alem de ser muito sensivel a acidez do solo (Tivelli et al., 2011). Ainda a maior producao de biomassa nessa especie esta diretamente relacionada com o suprimento adequado principalmente de N (Trani et al., 2005; Tivelli et al., 2011) e P (Avalhaes et al., 2009).

Como as caracteristicas quimicas do Latossolo nao foram alteradas a fim de verificar possiveis respostas da adicao do biochar, a capacidade de nutricao das plantas foi limitada pela baixa fertilidade da mistura utilizada como substrato. No entanto, esperava-se que a adicao de biochar promovesse acrescimo no desenvolvimento vegetal, visto que em geral, a literatura aponta esse produto como um condicionante que promove a melhoria das condicoes fisico-quimicas do solo e consequentemente do rendimento da cultura (Lehmann, 2007; Gaskin et al., 2010).

Ainda, alguns estudos verificaram que o biochar age como fertilizante, adicionando quantidade consideravel de alguns nutrientes ao solo ou substrato, como o Ca, Mg, P e K (Altland & Locke, 2012; Carter et al., 2013). Isso sustentaria a hipotese de que a adicao do produto em um substrato base resultaria em beneficio no crescimento vegetal. Tambem nesse estudo verificou-se que o biochar adicionado apresentava altas concentracoes de K (Tabela 1), mas nao houve interferencia no desenvolvimento das plantas, provavelmente devido ao desbalanco nutricional promovido pelo suprimento inadequado dos outros elementos essenciais.

Alem disso, o potencial do biochar em melhorar as condicoes nutricionais dos solos varia conforme as caracteristicas do produto, afetadas pelos tipos de materia prima e de formas de producao, e do tipo de solo ou substrato utilizado (Mukherjee & Zimmerman, 2013; Mukome et al., 2013). Isso acarreta em caracteristicas distintas e resultados muito variados em estudos com o produto.

Devido ao potencial de uso do biochar e da diversidade de resultados encontrados com produtos obtidos de diferentes materias primas e formas de producao faz-se necessario novos estudos que identifiquem as caracteristicas do solo e do biochar para utiliza-lo conforme cada condicao e objetivo, proporcionando resultados que possam direcionar o produto para uso em tecnicas de producao agricola.

Ainda, segundo Petter et al. (2012), os resultados tambem podem apresentar diferencas devido a longevidade do material no solo, o que pode influenciar o processo de producao de mudas de olericola, que tem um ciclo bastante rapido. Assim, o biochar pode apresentar melhor desempenho na producao de olericolas apos o transplante das mudas, devido ao maior tempo de reacao do produto, beneficiando o desenvolvimento das culturas. Estudos que avaliem o uso desse produto durante toda a fase de producao de diferentes especies de olericolas podem direcionar o uso eficiente do biochar nesse setor produtivo.

Outros estudos tambem discutem que alguns tipos de biochar nao atuam como fonte de nutrientes, devido a baixa quantidade de elementos em sua composicao (Winsley, 2007; Lima et al., 2013a). Assim sua acao se da apenas na melhoria das caracteristicas fisicas dos solos e substratos, o que auxilia na retencao dos elementos que ja estao disponiveis no material principal. Com isso, o substrato base pode influenciar na quantidade de nutrientes disponiveis e, consequentemente, afetar a eficiencia do produto e o desenvolvimento vegetal.

O potencial do biochar em atuar no beneficio das caracteristicas fisicas do solo e substrato e sustentado por alguns estudos que demonstram maior desenvolvimento e produtividade vegetal quando o produto e adicionado em conjunto com um solo ou substrato base quimicamente adequados (Altland & Locke, 2012; Marimon-Junior et al., 2012; Lima et al., 2013b). Isso sugere a necessidade de identificar as caracteristicas do biochar antes de justificar seu uso como fonte de nutrientes ou com a necessidade de adicionalo a um substrato quimicamente adequado. Isso podera direcionar o uso pratico do mesmo em sistemas de producao e incentivar sua producao sustentavel para uso agricola.

Conclusoes

A adicao de biochar ao Latossolo Vermelho sem fertilizacao nao promove incremento no crescimento e na qualidade das mudas de beterraba.

Novos testes com biochar e substratos quimicamente adequados para a nutricao vegetal sao sugeridos a fim de verificar a eficiencia do produto em tecnicas de producao de mudas.

Considerar o uso de biochar com maior quantidade de nutrientes e a avaliacao em maior periodo de tempo pode apresentar respostas favoraveis a producao agricola em novos estudos.

DOI: 10.14295/CS.v7i1.787

Referencias

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Stefany Lorrayny Lima (1), Ben Hur Marimon-Junior (1) *, Suelen Tamiozzo (1), Fabiano Andre Petter (2), Beatriz Schwantes Marimon (1), Mariangela Fernandes Abreui

(1) Universidade do Estado de Mato Grosso, Nova Xavantina, MT, Brasil

(2) Universidade Federal de Mato Grosso, Sinop, MT, Brasil

*Autor correspondente, e-mail: bhmjunior@gmail.com

Recebido: 22 Maio 2014

Aceito: 27 Julho 2015
Tabela 1. Caracteristicas quimicas do Latossolo Vermelho e
do biochar utilizados para a producao de mudas de beterraba
cv. Tall Top Early Wonder.

                 pH       Ca    Mg    H+Al   CTC

                 Ca             [cmol.sub.c]
             [Cl.sub.2]         [dm.sup.-3]

Latossolo       4,5       2,5   1,2   8,7    12,5
  Vermelho
Biochar         5,8       2,1   0,9   1,6    5,4

               P       K      V         MO

                                         g
             mg [dm.sup.-3]   %     [dm.sup.-3]

Latossolo    18,5     24     30,2      55,8
  Vermelho
Biochar      9,9      330    71,0      17,4

Conforme metodologia proposta por Silva (1999).

Tabela 2. Altura (H), massa seca da parte aerea (MSPA),
massa seca da raiz (MSR), massa seca total (MST), Indice de
Qualidade de Dickson (IQD) e relacoes altura/diametro (H/
D), altura/massa seca da parte aerea (H/MSPA) e massa seca
da parte aerea/massa seca radicular (MSPA/MSR) de mudas de
beterraba, cv. Tall Top Early Wonder, aos 30 DAS, com a
adicao de doses de biochar em Latossolo Vermelho.

Biochar
(%)           H (cm)      MSPA (g)     MSR (g)      MST (g)

0           1,73         0,0043       0,0028       0,0072
5           1,74         0,0051       0,0043       0,0094
10          2,01         0,0042       0,0033       0,0075
20          1,67         0,0042       0,0035       0,0078
40          1,47         0,0039       0,0032       0,0071
p           0,21 (ns)    0,25 (ns)    0,85 (ns)    0,52 (ns)
[R.sup.2]   0,46         0,40         0,01         0,15

Biochar
(%)            IQD          H/D         H/MSPA      MSPA/MSR

0           0,0001       64,07        402,33       1,54
5           0,0002       58,00        341,18       1,19
10          0,0001       69,31        478,57       1,27
20          0,0001       52,19        397,62       1,20
40          0,0001       44,54        376,92       1,22
p           0,58 (ns)    0,08 (ns)    0,83 (ns)    0,37 (ns)
[R.sup.2]   0,11         0,69         0,02         0,27

ns = nao significativos a 5% de probabilidade pelos
testes de regressao linear.
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Author:Lima, Stefany Lorrayny; Marimon-Junior, Ben Hur; Tamiozzo, Suelen; Petter, Fabiano Andre; Marimon, B
Publication:Comunicata Scientiae
Article Type:Report
Date:Jan 1, 2016
Words:3498
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