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Fertilizer management in areas with soil residual of imidazolinone herbicides: effects on algae growth and irrigated rice yield/Manejo da adubacao e seus efeitos na ocorrencia de algas e na produtividade de arroz irrigado em areas com residual de imidazolinonas.

INTRODUCAO

O arroz e um produto de importancia economica e social, em funcao de sua ampla adaptabilidade, resposta a aplicacao de tecnologias e diversas formas de cultivo. No entanto, a elevacao de produtividade e desafio para todos os niveis de tecnologia, sendo o arroz-vermelho um dos principais entraves. Entre as ferramentas mais recentes para o controle de arroz-vermelho esta o desenvolvimento de cultivares tolerantes a herbicidas do grupo das imidazolinonas (OTTIS et al., 2003), sendo esse sistema denominado Clearfield[R]. Entretanto, esse sistema e recomendado para utilizacao por no maximo dois anos consecutivos e, apos, sugere-se fazer rotacao com outros sistemas ou com outras culturas, pois o uso continuado pode provocar injurias em culturas sucessoras devido a persistencia do herbicida no solo (KRAEMER et al., 2009). Quando da migracao do sistema Clearfield[R] para outro sistema, o efeito residual as cultivares de arroz nao tolerantes a esses herbicidas, principalmente no estadio inicial das plantas, pode causar retardamento no crescimento e desenvolvimento das plantas de arroz. Em trabalho realizado por KRAEMER et al. (2009), o residual da mistura formulada de imazethapyr e imazapic causou fitotoxicidade de 50% na cultivar nao tolerante IRGA 417, reduziu o estande de plantas, mas sem alterar a produtividade. No entanto, devido ao menor crescimento inicial das plantas em funcao da fitotoxicidade, ocorre maior penetracao de luz no dossel das plantas e aumento da temperatura da agua, condicoes que favorecem o desenvolvimento de algas (BECARES et al., 2008).

Alem dos fatores climaticos, a quantidade, a natureza quimica dos fertilizantes e a forma de sua aplicacao influenciam na biomassa de algas. Segundo ROGER (1996), a aplicacao de fertilizantes em superficie resulta em maior desenvolvimento de algas quando comparado a incorporacao dos fertilizantes. A adubacao de base, aliada a elevacao da temperatura, propicia o desenvolvimento de algas (DIAZ-PULIDO & MCCOOK, 2005). Segundo MATSUZAKI et al. (2004), fertilizantes tais como o nitrogenio e o fosforo sao os principais responsaveis pelo desenvolvimento do fitoplancton e acumulacao de biomassa algacea. Embora as algas nao sejam daninhas ao arroz, quando ha grande desenvolvimento no inicio do cultivo, pode haver reducao na produtividade (ROGER, 1996).

Em vista disso, o trabalho teve como objetivo avaliar o efeito de diferentes manejos da adubacao de arroz na composicao e estrutura das comunidades de algas e na produtividade de arroz irrigado em areas com residual de herbicidas do grupo quimico das imidazolinonas.

MATERIAL E METODOS

O experimento foi conduzido na safra 2008/ 09, na area experimental da Universidade Federal de Santa, onde havia sido aplicada imazethapyr + imazapic (120+40g i.a. [ha.sup.-1]), produto comercial Only[R], na safra 2007/08. O solo apresentava as seguintes caracteristicas: argila = 24%; [pH.sub.gua] (1:1) = 5,3; P = 6,0mg [dm.sup.-3]; K = 52mg [dm.sup.-3]; Ca = 6,3cmolc [dm.sup.-3]; Mg = 2,5c[mol.sub.c] [dm.sup.-3] e MO=2,0%. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso, em esquema fatorial (5x2), com quatro repeticoes. Os tratamentos foram compostos por manejos de adubacao e duas cultivares de arroz irrigado: (T1) adubacao de base N, P e K na linha incorporada ao solo no momento da semeadura e com nitrogenio por ocasiao da entrada da agua, (T2) adubacao em superficie aplicada ao solo no momento da semeadura e com nitrogenio por ocasiao da entrada da agua, (T3) adubacao em superficie aplicada ao solo por ocasiao da entrada da agua e com nitrogenio, (T4) sem adubacao e com nitrogenio por ocasiao da entrada da agua e (T5) sem adubacao e sem nitrogenio. Utilizou-se a cultivar nao tolerante as imidazolinonas, 'IRGA 417', e a tolerante, 'IRGA 422 CL', semeadas em cinco de novembro em sistema convencional na quantidade de 110kg [ha.sup.-1] de semente. A adubacao foi aplicada nas quantidades de 15kg [ha.sup.-1] de N, 45 de [P.sub.2][O.sub.5] e 90 de [K.sub.2]O. O N em cobertura foi aplicado no inicio do perfilhamento (V4) e na iniciacao do primordio floral (R0), segundo a escala de COUNCE et al. (2000), nas doses 70 e 35kg [ha.sup.-1], respectivamente. Dez dias apos a semeadura, ocorreu a emergencia das plantas, sendo a irrigacao no estadio V4.

Avaliaram-se as concentracoes de nitrogenio (N) e ortofosfato (P) na agua de irrigacao nas datas: 1, 8, 15, 22 e 100 dias apos a irrigacao definitiva (DAI), determinadas em laboratorio segundo TEDESCO et al. (1995). Alem disso, aos 15, 22 e 100DAI, coletou-se uma amostra de agua (90mL) na subsuperficie de cada parcela e uma planta de arroz para identificacao da riqueza de algas e estimativa da densidade de celulas no fitoplancton e no perifiton, respectivamente. A analise qualitativa foi realizada em microscopio otico de campo claro e a quantitativa foi realizada segundo UTERMOHL (1958), em microscopio otico invertido. Para o enquadramento dos taxons identificados em classes, utilizou-se a classificacao de ROUND (1971).

A fitotoxicidade foi avaliada por observacao visual aos 5, 12 e 19DAI, utilizando escala de 0 a 100%, na qual 0 corresponde a ausencia de sintomas e 100% corresponde a mortalidade total das plantas. A produtividade foi estimada atraves da colheita manual de uma area de 3,57[m.sup.2] quando os graos se encontravam com grau de umidade media de 22%. Apos a trilha, limpeza e pesagem dos graos com casca, os dados foram corrigidos para 13% de umidade e convertidos em kg [ha.sup.-1]. O numero de paniculas [m.sup.-2] foi determinado pela contagem das paniculas em um metro de linha e nessa mesma area foram coletadas dez paniculas por ocasiao da colheita para a estimativa do numero de graos por panicula, massa de mil graos e esterilidade de espiguetas.

Os resultados obtidos foram submetidos a analise de variancia e as medias foram comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade de erro. Para a analise estatistica, os dados de fitotoxicidade foram transformados para yt = arccoseno

[square root of y + 0,5/100] e a densidade total de celulas no fitoplancton e esterilidade foram transformados para yt = [square root of y + 0,5]. A riqueza de especies foi obtida pelo somatorio do numero de especies que compuseram as comunidades em tres repeticoes para o fitoplancton e uma para o perifiton. As densidades medias de celulas do fitoplancton foram obtidas de tres repeticoes e para o perifiton uma repeticao. A densidade total de celulas no fitoplancton foi determinada pela soma das celulas em cada tratamento.

RESULTADOS E DISCUSSAO

Para a fitotoxicidade de plantas (Tabela 1), nao houve interacao entre os manejos de adubacao e cultivares e nao foi constatada diferenca entre os manejos de adubacao nas tres epocas de avaliacao, realizadas aos 5, 12 e 19DAI. A cultivar 'IRGA 417' apresentou maior fitotoxicidade em comparacao a 'IRGA 422 CL', estando de acordo com KRAEMER et al. (2009), o qual relata que a persistencia do herbicida no solo pode provocar injurias em culturas sucessoras. Embora houvesse fitotoxicidade nas plantas ate os 19DAI, isso nao se refletiu na produtividade de graos (Tabela 1), concordando com os resultados de KRAEMER et al. (2009). Entre os manejos de adubacao, verificaram-se diferencas na produtividade apenas em T5, em que nao houve adubacao, corroborando os dados obtidos por MARCHEZAN et al. (2007), os quais relatam que a produtividade de arroz irrigado no sistema pregerminado nao e influenciada pelo momento e modo de realizacao da adubacao fosfatada e potassica. Em funcao da fitotoxicidade, a cultivar 'IRGA 422 CL' apresentou maior numero de paniculas [m.sup.-2] e maior massa de mil graos, porem, nao resultou em produtividade, pois a 'IRGA 417' compensou com maior numero de graos por paniculas e menor esterilidade de espiguetas, com media de produtividade do experimento de 9.500kg [ha.sup.-1].

As concentracoes de N e P na agua variaram entre os manejos de adubacao e a epoca de avaliacao (Figura 1). O tratamento T3, com aplicacao do adubo sobre a superficie, proporcionou maior concentracao de N em comparacao aos demais tratamentos em um DAI. Com o decorrer das avaliacoes, observou-se que diminuem as diferencas entre os manejos de adubacoes, bem como se reduzem as concentracoes do fertilizante na agua. De maneira semelhante ao N, o P demonstrou as maiores concentracoes no T3 para a maioria das avaliacoes. A aplicacao direta de fertilizantes em agua torna'os prontamente soluveis, resultando em maior concentracao. A reducao da concentracao na agua com o decorrer do tempo pode estar relacionada ao potencial de perdas do N e para o P, adsorcao as particulas do solo, alem da absorcao pelas plantas de arroz, somada a utilizacao pelas algas.

Embora tenha havido maior disponibilidade de fertilizantes no T3, isso nao resultou em maior desenvolvimento de algas no fitoplancton aos 15, 22 e 100DAI (Tabela 2). As elevadas temperaturas da agua ate o 22DAI (26[degrees]C a 37[degrees]C) e o pH favoravel (5,8 a 6,7; dados nao apresentados), associados a radiacao solar incidente, que foi de 720; 778; 709; 556 e 545MJ [m.sup.-2] para os meses de novembro, dezembro, janeiro fevereiro e marco, respectivamente (INMET, 2010), favoreceu o desenvolvimento de comunidades metafiticas. Essas floracoes podem ter sombreado o fitoplancton, diminuindo sua atividade fotossintetica e reproducao, conforme tambem observado por McCORMICK et al. (2001). O fitoplancton e capaz de assimilar nitrogenio inorganico dissolvido em concentracoes bastante abaixo daquelas do presente experimento, o que leva a crer que os nutrientes presentes foram suficientes para suprir as necessidades das microalgas. ARIYADEJ et al. (2004) e OZKAN et al. (2010) tambem registraram baixas densidades de fitoplancton mesmo com niveis altos de nutrientes.

Entre as cultivares, tambem nao houve diferenca na densidade do fitoplancton (Tabela 2). Isso pode ser explicado pela rapida recuperacao das plantas da fitotoxicidade, pois aos 19DAI (Tabela 1) estas praticamente nao apresentavam mais sintomas, o que provavelmente nao afetou diferenciadamente os tratamentos quanto a penetracao de luz no dossel.

Ao todo, oito classes estiveram representadas na comunidade fitoplanctonica. A figura 2 (A, B, e C) ilustra a riqueza de especies e densidade de celulas em cada classe aos 15, 22 e 100DAI. As classes Euglenophyceae e Cyanophyceae estiveram bem representadas nas tres epocas de avaliacao (Figura 2D, 2E e 2F). FURTADO & DE LUCA (2003) tambem documentaram a predominancia dessas classes no fitoplancton em cultura de arroz, especialmente no final do ciclo. A riqueza total do fitoplancton foi maior aos 22DAI no T4 e aos 100DAI no T2, ambos com 22 especies identificadas. Aos 15DAI (Figura 2A) os representantes de Chlorophyceae apresentaram o maior numero em todos os tratamentos, enquanto que aos 22DAI (Figura 2B) Euglenophyceae predominou, demonstrando uma substituicao do grupo mais rico, possivelmente com um maior numero de especies adaptadas ao ambiente raso. SILVA & TAMANAHA (2008) e PEREIRA et al. (2000) tambem documentaram riquezas altas de Euglenophyceae em arrozais.

[FIGURE 1 OMITTED]

No perifiton, foram identificados individuos dos filos Chlorophyta, Bacillariophyta e Cyanobacteria tambem citados por GOLDSBOROUGH & ROBSON (1996) como predominantes no epifton de areas umidas e ricas em nutrientes. Em relacao a riqueza total de especies no perifiton (Figura 3A, 3B e 3C), as maiores medias foram aos 100DAI em T3 e T1. Mudancas nas caracteristicas gerais das comunidades perifiticas ao longo do processo de maturacao sao bem documentadas (JANSEN & ALTENBURGER, 2005). Quanto a distribuicao da riqueza, Bacillariophyceae e Chlorophyceae apresentaram o maior numero de especies aos 15, 22 e 100DAI. Ate os 22DAI, Bacillariophyceae predominou, porem, aos 100DAI, Chlorophyceae foi melhor representada. Esta substituicao se deve as formas de crescimento predominantes e as variacoes na arquitetura da comunidade perifitica ao longo do processo de amadurecimento. Enquanto as Bacillariophyceae apresentam formas de crescimento de prostradas a verticalmente aderidas, as algas verdes podem se estabelecer nos estratos superiores da comunidade, geralmente predominando em comunidades mais proximas do plato de crescimento (OLIVEIRA & SCHWARZBOLD, 1998).

A densidade total do perifiton apresentou um incremento aos 22 e 100DAI em relacao a primeira data. Diversos trabalhos documentam o pico de crescimento das comunidades aderidas em torno de quatro a seis semanas, sendo que apos esse periodo existem perdas de biomassa devido ao pastejo e a senescencia (VILLENEUVE et al., 2010). Quanto a distribuicao da densidade do perifiton por classe, Oedogoniophyceae e Zygnemaphyceae foram as predominantes aos 15 e 22DAI, respectivamente. Por outro lado, aos 100DAI Cyanophyceae e Chlorophyceae estiveram melhor representadas. VILLENEUVE et al. (2010) descreve a sucessao das comunidades perifiticas como quantitativamente dominadas inicialmente por diatomaceas, em seguida, desenvolvem-se as formas filamentosas como Oedogonium e Zygnema. Finalmente, apos alcancado o plato de crescimento, passa a haver predominio de cianobacterias.

[FIGURE 2 OMITTED]

[FIGURE 3 OMITTED]

CONCLUSAO

Os manejos de adubacao utilizados e o grau de fitotoxicidade proporcionado pelos herbicidas as plantas de arroz nao influenciam no desenvolvimento de microalgas no fitoplancton e no perifiton, bem como a produtividade das cultivares de arroz irrigado 'IRGA 422 CL' e 'IRGA 417'.

AGRADECIMENTOS

Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico (CNPq), pela bolsa de apoio tecnico a pesquisa para Gerson Meneghetti Sarzi Sartori e pela bolsa de produtividade em pesquisa para Enio Marchesan.

Recebido para publicacao 26.03.10 Aprovado em 26.05.11

REFERENCIAS

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OTTIS, B.V. et al. Imazethapyr application methods and sequences for imidazolinone-tolerant rice (Oryza sativa). Weed Technology, v.17, n.3, p.526-533, 2003.

OZKAN, K. et al. The response of periphyton and submerged macrophytes to nitrogen and phosphorus loading in shallow warm lakes: a mesocosm experiment. Freshwater Biology, v.55, n.2, p.463-475, 2010.

PEREIRA, I. et al. Cyanophyceae, Euglenophyceae, Chlrophyceae, Zygnematophyceae & Charophyceae em arrozales de Chile. Gayana: Botanica, v.57, p.29-53, 2000.

ROGER, P.A. Biology and management of the floodwater ecosystem in rice fields. Manila 1099, Philippines: International Rice Research Institute (IRRI), P. O. Box 933, 1996. 250p.

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SILVA, S.M.A da.; TAMANAHA, M. da S. Ocorrencia de Euglenophyceae pigmentadas em rizipiscicultura na regiao do Vale do Itajai, SC, Sul do Brasil. Acta Botanica Brasilica, v.22, n.1 p.145-163, 2008.

TEDESCO, M.J. et al. Analise de solo, plantas e outros minerais. Porto Alegre: UFRGS, Departamento de Solos, Faculdade de Agronomia, 1995. 174p.

UTERMOHL, H. Zur Vervollkommung der quantitativen Phytoplankton metodik. Mitt Int. Rer Theor. Argrew. Limnology, v.9, p.1-38, 1958.

VILLENEUVE, A. et al. Influence of slight differences in environmental conditions (light, hydrodynamics) on the structure and function of periphyton. Aquatic Sciences, v.72, n.1, p.3344, 2010. Disponivel em: <http://www.springerlink.com/content/ u72w2718p21wk855/> Acesso em: 11 mar. 2010. doi: 10.1007/ s00027-009-0108-0.

Gerson Meneghetti Sarzi Sartori (I) * Enio MarchesanI Danieli Saul da Luz (II) Ana Paula Vestena Cassol (II) Maria Carolina dos Santos Figueiredo (II) Maria Angelica Oliveira (II) Marcos Venicios Evaldt da Silveira (I) Rafael Bruck Ferreira (I)

(I) Departamento de Fitotecnia, Centro de Ciencias Rurais (CCR), Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), 97105-900, Santa Maria, RS, Brasil. E-mail: gersonmss@yahoo.com.br. * Autor para correspondencia.

(II) Departamento de Ficologia, Centro de Educacao (CE), UFSM, Santa Maria, RS, Brasil.
Tabela 1--Fitotoxicidade de plantas por acao residual no
solo de herbicidas do grupo das imidazolinonas, em tres
epocas de avaliacao em dias apos a irrigacao (DAI),
produtividade, paniculas por metro quadrado (PMQ), massa
de mil graos (MMG), rendimento de engenho (RE), numero de
graos por panicula e esterilidade de espiguetas, em funcao
da aplicacao dos tratamentos nas cultivares
'IRGA 417' e 'IRGA 422' CL. Santa Maria, RS, 2010.

Tratamentos     Fitotoxicidade (%)               Produtividade
                                                 (kg [ha.sup.-1])

                5DAI        12DAI     19DAI

T1 *            35 (ns)     12 (ns)   2 (ns)     9.497 a1
T2              45          26        7          9.797 a
T3              51          32        7          9.414 a
T4              42          20        3          9.846 a
T5              36          18        2          7.590 b

                Cultivar

'IRGA 417'      64 a        35 a      7 a        9.086 ns
'IRGA 422 CL'   19 b        8 b       1 b        9.372
Media           42          22        4          9.223
CV (%)          18          23        60         6

                Numero de graos por panicula

                T1*         T2        T3         T4
'IRGA 417'      66 bB       72 nsA    64 bB      65 aB
'IRGA 422 CL'   73 aAB      73 AB     68 aB      59 bC
Media           69,5        72,5      66         62
CV (%)                                3,7

                Esterilidade de espiguetas (%)

'IRGA 417'      12,9 nsAB   9,6 bAB   11 bAB     11,8 nsAB
'IRGA 422 CL'   11,2 BC     12 aBC    16,2 aAB   13,5 ABC
Media           12          10,8      13,6       12,6
CV (%)                                13

Tratamentos

                PMQ       MMG (g)     RE (%)

T1 *            606 a     25,0 (ns)   60,0 (ns)
T2              573 a     24,2        59,7
T3              616 a     25,1        59,6
T4              491 b     24,9        59,4
T5              478 b     25,5        59,9

'IRGA 417'      507 b     24,3 b      60,6 a
'IRGA 422 CL'   592 a     25,6 a      58,9 b
Media           549,5     24,9        59,7
CV (%)          9,3       3,5         1,5

                          Media

                T5
'IRGA 417'      75 aA     68,4 a
'IRGA 422 CL'   55 bC     65,6 b
Media           65
CV (%)

'IRGA 417'      7,3 nsB   10,5 b
'IRGA 422 CL'   9 C       12,3 a
Media           8,1
CV (%)

* T1: adubacao de base N, P e K (adubacao) na linha
incorporada ao solo no momento da semeadura e com
nitrogenio por ocasiao da entrada da agua;
T2: adubacao em superficie aplicada ao solo no momento
da semeadura e com nitrogenio por ocasiao da entrada
da agua; T3: adubacao em superficie aplicada ao solo
por ocasiao da entrada da agua e com nitrogenio;
T4: sem adubacao e com nitrogenio por ocasiao da
entrada da agua; T5: sem adubacao e sem nitrogenio.

(1) Medias seguidas da mesma letra minuscula na vertical
e maiuscula na horizontal nao diferem entre si pelo teste
Tukey P=0,05.

(ns) Nao significativo em nivel P=0,05.

Tabela 2--Densidade total (celulas [mL.sup.-1]) do
fitoplancton em tres epocas de avaliacao em dias apos
a irrigacao (DAI), em funcao da aplicacao dos
tratamentos nas cultivares 'IRGA 417' e 'IRGA 422 CL'.
Santa Maria, RS, 2010.

Tratamentos          Celulas [mL.sup.-1]

                15DAI     22DAI       100DAI

T1 *            25 (ns)   2374 (ns)   1152 (ns)
T2              47        1791        1174
T3              25        1714        489
T4              24        1750        606
T5              71        1000        2114

                          Cultivar

'IRGA 417'      30 (ns)   1963 (ns)   983 (ns)
'IRGA 422 CL'   47        1488        1231

Media           38        1726        1107
CV (%)          43        36          45

* T1: adubacao de base N, P e K (adubacao) na linha
incorporada ao solo no momento da semeadura e com
nitrogenio por ocasiao da entrada da agua;

T2: adubacao em superficie aplicada ao solo no momento
da semeadura e com nitrogenio por ocasiao da entrada
da agua;

T3: adubacao em superficie aplicada ao solo por ocasiao
da entrada da agua e com nitrogenio;

T4: sem adubacao e com nitrogenio por ocasiao da entrada
da agua;

T5: sem adubacao e sem nitrogenio.

(ns) Nao significativo em nivel P=0,05.
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Author:Sartori, Gerson Meneghetti Sarzi; Marchesan, Enio; da Luz, Danieli Saul; Cassol, Ana Paula Vestena;
Publication:Ciencia Rural
Article Type:Report
Date:Aug 1, 2011
Words:3637
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