Manejo da irrigação associada a coberturas mortas vegetais no cultivo orgânico da beterraba

Irrigation management and mulching in organic beet planting

Resumos

Práticas agrícolas orgânicas, como a cobertura do solo com palha, foram testadas em área irrigada por gotejamento na Baixada Fluminense, no Estado do Rio de Janeiro. O cultivo de inverno da beterraba nesta região é favorecido por temperaturas mais amenas, coincidindo com a época de maior disponibilidade do produto no Estado. No cultivo da beterraba, foram adotados três tipos de cobertura do solo e seis lâminas de irrigação (0; 29; 48; 78; 100 e 148% da ETc) determinadas com base no balanço de água no solo utilizando a técnica da TDR. O delineamento estatístico adotado foi blocos casualizados, com seis tratamentos e quatro repetições. Sob cobertura morta de Pennisetum purpureum, de Gliricidia sepium e na ausência de cobertura morta, os valores máximos relativos de EUA, no cultivo de beterraba, foram de 21,00; 32,90 e 17,90 kg m-3, respectivamente. A maior e a menor lâmina de irrigação acumulada para cada tipo de manejo foram de 2.746 e 951 m³ ha-1 nas parcelas sem cobertura morta. Em comparação, as parcelas com cobertura do solo reduziram em 34,5 e 10,5% as lâminas acumuladas, respectivamente. Os valores acumulados de nitrogênio nas partes das plantas foram maiores no cultivo sob cobertura morta de G. sepium, indicando vantagens desta prática cultural associada à irrigação por gotejamento.

Beta vulgaris; Gliricidia sepium; Pennisetum purpureum; olericultura orgânica; gotejamento; TDR

Organic farming practices, like mulching, were tested in drip irrigated area in Baixada Fluminense, state of Rio de Janeiro, Brazil. In this region, the winter crop of sugar beet is favored by mild temperatures, coinciding with the period of higher product availability in the State. For the beet planting were used three soil management practices (different conditions of coverage). In each one, six irrigation depth(0, 29, 48, 78, 100 and 148% of ETc), estimated based on soil water balance using TDR technique were applied through drip of different flow rates. Moreover, it was also included a plot without irrigation. The statistical design used was randomized blocks with six treatments. Under mulch of Pennisetum purpureum, Gliricidia sepium and without mulching, the maximum values of WUE in beet planting, were 40.25, 25.63, 26.08 kg m-3, respectively. The higher depth accumulated in the treatment relative to 29% of ETc (951 m³ ha-1) was obtained in plots without mulch. The nitrogen accumulated in the plant was higher in the experiment with Gliricidia mulching, indicating advantages of this cultural practice associated with drip irrigation.

Beta vulgaris; Gliricidia sepium; Pennisetum purpureum; organic horticulture; drip irrigation; TDR

ARTIGOS CIENTÍFICOS

ENGENHARIA DE ÁGUA E SOLO

Manejo da irrigação associada a coberturas mortas vegetais no cultivo orgânico da beterraba

Irrigation management and mulching in organic beet planting

Daniel F. de Carvalho^I; Dionizio H. de Oliveira Neto^II; Raul de L. D. Ribeiro^III; José G. M. Guerra^IV; Janaína R. C. Rouws^V

^IEngº Agrícola, UFRRJ, Instituto de Tecnologia, Departamento de Engenharia, BR 465, km 7, Seropédica - RJ, Bolsista do CNPq

^IIEngº Agrônomo, Doutorando na UFRRJ, BR 465, km 7, Seropédica - RJ

^IIIEngº Agrônomo, Professor aposentado da UFRRJ, BR 465, km 7, Seropédica - RJ

^IVEngº Agrônomo, Pesquisador da Embrapa-Agrobiologia, BR 465, km 7, Seropédica - RJ

^VEngª Agrônoma, Pesquisadora da Embrapa-Agrobiologia, BR 465, km 7, Seropédica-RJ

RESUMO

Práticas agrícolas orgânicas, como a cobertura do solo com palha, foram testadas em área irrigada por gotejamento na Baixada Fluminense, no Estado do Rio de Janeiro. O cultivo de inverno da beterraba nesta região é favorecido por temperaturas mais amenas, coincidindo com a época de maior disponibilidade do produto no Estado. No cultivo da beterraba, foram adotados três tipos de cobertura do solo e seis lâminas de irrigação (0; 29; 48; 78; 100 e 148% da ETc) determinadas com base no balanço de água no solo utilizando a técnica da TDR. O delineamento estatístico adotado foi blocos casualizados, com seis tratamentos e quatro repetições. Sob cobertura morta de Pennisetum purpureum, de Gliricidia sepium e na ausência de cobertura morta, os valores máximos relativos de EUA, no cultivo de beterraba, foram de 21,00; 32,90 e 17,90 kg m^-3, respectivamente. A maior e a menor lâmina de irrigação acumulada para cada tipo de manejo foram de 2.746 e 951 m³ ha^-1 nas parcelas sem cobertura morta. Em comparação, as parcelas com cobertura do solo reduziram em 34,5 e 10,5% as lâminas acumuladas, respectivamente. Os valores acumulados de nitrogênio nas partes das plantas foram maiores no cultivo sob cobertura morta de G. sepium, indicando vantagens desta prática cultural associada à irrigação por gotejamento.

Palavras-chave:Beta vulgaris, Gliricidia sepium, Pennisetum purpureum, olericultura orgânica, gotejamento, TDR

ABSTRACT

Organic farming practices, like mulching, were tested in drip irrigated area in Baixada Fluminense, state of Rio de Janeiro, Brazil. In this region, the winter crop of sugar beet is favored by mild temperatures, coinciding with the period of higher product availability in the State. For the beet planting were used three soil management practices (different conditions of coverage). In each one, six irrigation depth(0, 29, 48, 78, 100 and 148% of ETc), estimated based on soil water balance using TDR technique were applied through drip of different flow rates. Moreover, it was also included a plot without irrigation. The statistical design used was randomized blocks with six treatments. Under mulch of Pennisetum purpureum, Gliricidia sepium and without mulching, the maximum values of WUE in beet planting, were 40.25, 25.63, 26.08 kg m^-3, respectively. The higher depth accumulated in the treatment relative to 29% of ETc (951 m³ ha^-1) was obtained in plots without mulch. The nitrogen accumulated in the plant was higher in the experiment with Gliricidia mulching, indicating advantages of this cultural practice associated with drip irrigation.

Keywords:Beta vulgaris, Gliricidia sepium, Pennisetum purpureum, organic horticulture, drip irrigation, TDR

INTRODUÇÃO

A beterraba (Beta vulgaris) é uma das hortaliças mais consumidas no mundo, sendo seu cultivo realizado durante períodos livres de temperatura e umidade extremas (COSTA et al., 2008). No Estado do Rio de Janeiro, o plantio e o consumo de beterraba são amplamente difundidos, sendo a estação de inverno, o período de cultivo mais apropriado desta hortaliça na região da Baixada Fluminense.

Por se caracterizar como uma hortaliça de inverno, a técnica da irrigação torna-se uma importante prática no seu cultivo, devendo, no entanto, apresentar manejo adequado a fim de serem obtidas maiores eficiências do uso da água (EUA) (SOUSA et al., 2005).

Alguns dos problemas que afetam o uso racional da irrigação envolvem a quantidade excessiva de água percolada e evaporada da superfície do solo, e a baixa capacidade de retenção natural de determinadas classes de solos, intensificando os processos erosivos e a baixa eficiência dos sistemas produtivos (KEMPER, 1993).

Os métodos de irrigação localizada são aqueles que reúnem reconhecidas vantagens com relação à maior EUA e economia de mão de obra, além de contribuir para a redução da incidência de importantes fitopatógenos (CARVALHO et al., 2009).

O monitoramento da umidade do solo em tempo real, visando a um adequado manejo do sistema de irrigação, pode ser realizado pela técnica TDR (Reflectometria no Domínio do Tempo) (TOPP et al., 1980), que se baseia na medida da propagação de um pulso eletromagnético por meio de uma sonda instalada no solo, sendo a velocidade de propagação do sinal elétrico relacionada com a constante dielétrica do meio (Ka). SOUZA et al. (2006a) consideram essa técnica como um método confiável para a determinação da umidade do solo (θ), sendo fundamental a calibração de uma curva específica para cada local de estudo. Além da calibração, COELHO et al. (2003) alertam para o local de instalação e o número de sensores no campo, a fim de possibilitar uma amostragem adequada da área a ser irrigada.

Além do manejo do sistema de irrigação, MEDEIROS et al. (2006) ressaltam o papel de outros métodos culturais indutores de melhoria do ambiente em áreas de produção de hortaliças, destacando o emprego de cobertura morta vegetal do solo. No semiárido brasileiro, em cultivo não irrigado, ANTONINO et al. (2000) observaram, durante um período de 120 dias, diferenças de variação no volume de água armazenada da ordem de 100 m³ ha^-1 entre parcelas com e sem cobertura morta vegetal.

A cobertura do solo com palha é apresentada como uma prática cultural mitigadora dos processos naturais que aumentam a eficiência do uso da água. O emprego de resíduos vegetais como cobertura morta do solo promove uma barreira ao fluxo de água do solo para a atmosfera (ALLEN et al., 1998), conservando-a por mais tempo no solo. Outro efeito benéfico desta prática está na oferta de nutrientes, em particular o nitrogênio (ALMEIDA et al., 2008), os quais são disponibilizados durante o processo de decomposição dos resíduos, além de um relevante potencial de controle da vegetação espontânea reinfestante (RESENDE et al., 2005; SANTOS et al., 2008).

O presente estudo teve por objetivo avaliar a resposta da cultura da beterraba cultivada na Baixada Fluminense, sob diferentes coberturas do solo e lâminas de irrigação.

MATERIAL E MÉTODOS

Três tipos de coberturas do solo foram testados no cultivo da beterraba (Beta vulgaris) cv. Early Wonder Tall Top em áreas contíguas, conduzidos simultaneamente, no inverno de 2008, no Sistema Integrado de Produção Agroecológica (SIPA), localizado no Município de Seropédica (22º46`S; 43º41`W e 32 m de altitude). A pluviosidade, a temperatura média do ar e a evapotranspiração de referência estimada pelo método de Penman-Monteith FAO 56 (ALLEN et al., 1998), durante o ciclo da cultura, estão apresentadas na Figura 1. Os dados meteorológicos foram obtidos de uma estação climatológica localizada ao lado da área experimental.

Os diferentes manejos diferiram quanto ao tipo de cobertura morta do solo. Foram utilizadas palhada de Pennisetum purpureum (capim Cameroon), palhada de Gliricidia sepium (gliricídia) e parcelas sem cobertura do solo. O solo da área experimental foi classificado por ALMEIDA et al. (2003) como Argissolo Vermelho-Amarelo (22% de argila, 8% de silte e 70% de areia na camada de 0-20 cm). A umidade do solo correspondente à capacidade de campo é de 0,255 cm³ cm^-3, e os valores de água facilmente disponível (AFD) estão na faixa de 5,67 a 7,56 mm (VILLELA, 2007). Segundo o mesmo autor, a área apresenta porosidade de aeração, na profundidade de 0-0,10 m, entre 10 e 30% e resistência à penetração (RP) de 0 a 132 MPa. A análise química forneceu os seguintes resultados: pH (H₂O) = 6,3; Al = 0,0 cmol_c dm^-3; Ca = 3,5 cmol_c dm^-3; Mg = 1,8 cmol_c dm^-3; P = 84 mg dm^-3, e K = 85 mg dm^-3. A adubação orgânica para a cultura da beterraba foi realizada cinco dias antes do transplantio, utilizando esterco bovino na dosagem de 25 Mg ha^-1, conforme recomendação de DE-POLLI & ALMEIDA (1988). O experimento ocupou canteiros contíguos, em condições edáficas semelhantes, que foram preparados com auxílio de rotoencanteiradora acoplada ao trator.

A biomassa empregada como cobertura do solo foi obtida de cortes de capineira de capim-cameroon e de ramos tenros, com folhas oriundas da poda de árvores adultas de gliricídia. Esses materiais foram processados em picadeira elétrica e desidratados à sombra. A quantidade de palha para a formação das coberturas mortas correspondeu a 2,5 kg m^-2 (OLIVEIRA et al., 2008).

As mudas de beterraba foram produzidas em bandejas abastecidas com substrato à base da vermicompostagem de esterco bovino, em casa de vegetação, e transplantadas 26 dias após a semeadura, no espaçamento de 0,25 m x 0,15 m. As coberturas mortas foram colocadas sobre os canteiros, imediatamente após o transplantio das mudas de beterraba.

As espécies vegetais para as coberturas mortas foram escolhidas em função da farta disponibilidade de biomassa no local do experimento. A leguminosa arbórea gliricídia apresenta relevantes atributos, dentre os quais sua adaptação às condições ambientais da região, rusticidade e tolerância a podas drásticas sazonais, com acelerada e total regeneração da copa, e é particularmente rica em nitrogênio (ALMEIDA et al., 2008).

Durante o período de estabelecimento da cultura no campo, a aplicação de água foi realizada por aspersão, sendo a lâmina aplicada correspondente a 100% da evapotranspiração da cultura (ETc). Para isso, valores de evapotranspiração de referência (ETo) foram estimados a partir da evaporação de um tanque Classe ‘A’, utilizando coeficiente Kp sugerido por CARVALHO et al. (2006). Para o cálculo da ETc, adotou-se coeficiente de cultura (kc) de 0,45, conforme ALLEN et al. (1998). Após o período de estabelecimento das mudas e para cada tipo de cobertura, as diferentes lâminas de irrigação foram aplicadas por gotejamento, sendo os tratamentos caracterizados por 0 (T1), 29 (T2), 48 (T3), 78 (T4), 100 (T5) e 148% (T6) da ETc, obtida com base na lâmina de água aplicada necessária para elevar a umidade volumétrica do solo à capacidade de campo.

As lâminas correspondentes aos tratamentos T2, T3, T4, T5 e T6 foram aplicadas utilizando gotejadores com vazões de 2,30; 3,75; 6,10; 7,80 e 11,60 L h^-1, respectivamente, conectados a mangueiras de polietileno de 16 mm, com espaçamento de 0,30 m. Em cada parcela experimental (1,5 m x 1,0 m), o sistema de irrigação era composto de três linhas laterais espaçadas de 0,25 m, totalizando 18 gotejadores por parcela.

O tratamento T1 recebeu apenas o volume de água aplicado no período de estabelecimento da cultura, somado à precipitação efetiva (Pe) ocorrida durante a realização do experimento, considerada como a lâmina de água precipitada (mm), que proporcionou elevação do conteúdo de água nas parcelas até a umidade correspondente à capacidade de campo. O monitoramento da umidade do solo, utilizado na determinação das lâminas de irrigação e precipitação efetiva, foi realizado por meio de sondas TDR (SILVA et al., 2005; SOUZA et al., 2006b), instaladas horizontalmente nas parcelas referentes ao tratamento-controle (T5), e nas profundidades de 0,10 e 0,20 m. O equipamento de TDR foi calibrado previamente na área de cultivo, possibilitando a obtenção da umidade volumétrica (θ) a partir de leituras da Ka.

A eficiência de uso da água (EUA), em kg m^-3, foi obtida pela equação citada por LOVELLI et al. (2007):

em que,

P - produtividade em raízes de beterraba, kg ha^-1;

I - lâmina de irrigação acumulada, mm, e

Pe - precipitação efetiva acumulada, mm.

A determinação dos teores de nitrogênio acumulados nas plantas de beterraba obedeceu à metodologia preconizada por ALVES et al. (1994). Os dados foram submetidos, separadamente, à análise de variância, conforme o delineamento em blocos casualizados, com seis tratamentos (lâminas irrigação acumuladas), em quatro repetições. Modelos de regressão foram ajustados para os valores de EUA em função das lâminas de irrigação acumulada. As médias de EUA e os teores médios de N-total nas partes das plantas de beterraba foram submetidos ao teste de Scott-Knott. Para isso, com auxílio de uma planilha eletrônica, foram geradas médias das quatro repetições de cada tratamento, obtendo-se um valor médio relativo, permitindo uma análise comparativa entre os mesmos.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

A lâmina de irrigação acumulada no período de estabelecimento da cultura, estimada pelo tanque classe ‘A’, foi de 65 mm. Durante o experimento, a precipitação acumulada foi de 147 mm, tendo a maior precipitação (58 mm) ocorrida no dia 10 de agosto (Figura 1). Na parcela-controle, referente ao tratamento 100% da ETc, as precipitações efetivas (Pe) foram de 9,6; 9,9 e 14,9 mm, respectivamente, para a cobertura do solo com capim-cameroon, gliricídia e sem cobertura. As lâminas totais aplicadas (I + Pe) em cada tipo de manejo do solo estão apresentadas na Tabela 1.

Considerando as parcelas referentes ao tratamento-controle (100% da ETc), contata-se que a lâmina de irrigação total acumulada sob cobertura morta de gliricídia foi 9,2% maior que aquela aplicada na parcela de coberta com palhada de capim-cameroon. Comparada com a parcela sem cobertura, a lâmina aplicada foi 28,7% inferior. Com os dados de lâmina total aplicada e produtividade da beterraba apresentados na Tabela 1 foram estimadas as EUAs e, após análise estatística, verificou-se que o manejo com cobertura morta de capim-cameroon não apresentou efeito significativo ao nível de 5%, nas diferentes lâminas de água aplicadas. Na Figura 2, apresentam-se os resultados de EUA e as equações de regressão obtidas.

Os valores mais elevados de EUA da beterraba foram obtidos para o manejo com cobertura morta de gliricídia, configurando um maior efeito do uso da irrigação neste tratamento. O ajuste linear obtido para este tipo de manejo demonstra que somente os eventos de precipitação somados às irrigações do período de estabelecimento da cultura (85 mm) foram suficientes para suprir a demanda por água da cultura, gerando uma eficiência de 42,27 kg m^-3.

Para o manejo do solo sem cobertura morta vegetal, obteve-se um ajuste quadrático para a EUA. Analisando a equação, constata-se que o ponto de máxima EUA está associado a um volume de 937,5 m³ ha^-1, valor inferior àquele correspondente ao tratamento 1, caracterizado pela aplicação da lâmina de irrigação no período estabelecido, somada à precipitação efetiva.

FABEIRO et al. (2003), trabalhando com a cultura da beterraba açucareira sem cobertura morta do solo, registraram a máxima EUA (17,05 kg m^-3) quando aplicaram a menor lâmina de irrigação (6.898 m³ ha^-1). É importante ressaltar que a beterraba é uma planta C3 que apresenta adaptação ao déficit hídrico, podendo desenvolver-se em tensões de água no solo ao nível de -5,0 MPa (PIMENTEL, 1998). TAIZ (2004) refere-se a esse fenômeno como uma “aclimatação que aumenta a tolerância à desidratação”.

Para a análise da Figura 3, valores relativos de EUA foram comparados entre os tipos de manejo, considerando as médias das 4 repetições por tratamento. Pode-se inferir que este incremento na produtividade, no manejo com cobertura morta de gliricídia, seja resultado da decomposição e liberação de nutrientes oriundos da palha, potencializadas, pelas condições de temperatura e umidade mais adequadas. Deste modo, com base nos valores médios das lâminas de irrigação acumulada entre os três manejos do solo, fica evidenciada a significativa superioridade do manejo com cobertura morta de gliricídia, proporcionando aumento relativo de 36% na EUA para o mesmo valor de lâmina de irrigação aplicada.

Os máximos valores relativos de EUA foram de 21,01; 32,86 e 17,85 kg m^-3, respectivamente, obtidos no manejo com capim-cameroon, gliricídia e ausência de cobertura morta, evidenciando, também, o destacado desempenho agronômico da beterraba com os resíduos da leguminosa. Associada a isso, a redução do gradiente de temperatura na superfície do solo devido à colocação da palha (RESENDE et al., 2005) favorece os fatores biológicos do solo, melhorando as condições de desenvolvimento das plantas. Esses resultados de pesquisa referendam a conveniência de se utilizar palha de leguminosas como cobertura morta na cultura da beterraba.

ALMEIDA et al. (2008) demonstraram que o emprego de folhas desidratadas e moídas de gliricídia (fertilizante de gliricídia) é capaz de promover aumentos no conteúdo de N-total, em rúcula e alface, superiores à cama de aviário industrial, sob doses equivalente de N-total (300 kg ha^-1). Os valores percentuais de nitrogênio obtidos dos materiais fertilizantes que entraram no sistema foram de 1,47; 0,55 e 2,10%, respectivamente, para o esterco curtido de curral, palha de capim-cameroon e palha de gliricídia.

O nitrogênio acumulado nas várias partes da planta de beterraba (raiz, limbo foliar e pecíolo), ao final do ciclo produtivo da cultura, não sofreu influência das diferentes lâminas de irrigação em qualquer dos manejos. Entretanto, ocorreram diferenças significativas quanto ao tipo de manejo adotado (Tabela 2). Dessa forma, considerando as concentrações de N-total no limbo foliar e na planta inteira, a cobertura morta de gliricídia superou a cobertura morta de capim-cameroon.

Quanto às raízes, os dois tipos de cobertura morta do solo foram equivalentes, porém diferenciando-se dos valores obtidos na ausência de cobertura morta (solo descoberto). Finalmente, nos pecíolos, não foram detectadas diferenças significativas entre os experimentos, com referência à acumulação de nitrogênio. Nota-se que cerca de dois terços do nitrogênio acumulado pela beterraba encontravam-se na folhagem, sinalizando a qualidade nutricional da parte aérea (ainda pouco utilizada na culinária), possivelmente correlacionada ao seu valor protéico. É também possível que o manejo orgânico com cobertura morta da leguminosa gliricídia tenha contribuído para o percentual relativamente alto do N-total na folhagem (acima de 65%) da beterraba, superando o valor divulgado por GRANGEIRO et al. (2007), de 52,7% em cultivo convencional.

CONCLUSÕES

Máximo valor relativo de EUA obtido com uso de cobertura morta de gliricídia está associado à lâmina de irrigação que aplicou aproximadamente 70% da ETc, e

O cultivo orgânico da beterraba irrigado por gotejamento associado à cobertura do solo com palha da leguminosa Gliricidia sepium, aumentou o teor de nitrogênio na planta de beterraba e demonstrou a importância da irrigação suplementar durante o inverno, na Baixada Fluminense do Rio de Janeiro.

AGRADECIMENTOS

À Fundação ‘Carlos Chagas Filho’ de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (FAPERJ), pelo auxílio financeiro; à Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), pela bolsa de mestrado concedida ao segundo autor.

Recebido pelo Conselho Editorial em: 11-8-2010

Aprovado pelo Conselho Editorial em: 19-1-2011

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  06 Maio 2011
• Data do Fascículo
  Abr 2011

Histórico

• Recebido
  11 Ago 2010
• Aceito
  19 Jan 2011