Lâmina de irrigação e aplicação de CO2 na produção de pimentão cv. Mayata, em ambiente protegido

Effect of irrigation water depth and CO2 application on sweet pepper yield cv. Mayata in plastic greenhouse

PESQUISA

Lâmina de irrigação e aplicação de CO₂ na produção de pimentão cv. Mayata, em ambiente protegido

Effect of irrigation water depth and CO₂ application on sweet pepper yield cv. Mayata in plastic greenhouse

Raquel A. Furlan^I; Fátima C. Rezende^I; Dálcio Ricardo B. Alves^I; Marcos Vinícius Folegatti

ESALQ, Av. Pádua Dias, 11, 13.418-900 Piracicaba, SP

^IDoutorandos em irrigação e Drenagem

^{Endereço para correspondência}

RESUMO

Avaliou-se o efeito da aplicação de diferentes lâminas de irrigação e do enriquecimento da atmosfera com CO₂, em experimento com a cultura do pimentão (cultivar Mayata) em dois ambientes protegidos similares, em Piracicaba (SP). Em um deles, foi aplicado CO₂ junto com a água de irrigação, elevando a concentração do gás na atmosfera para aproximadamente 800 mmolCO₂/mol e, no outro, foi mantida a concentração do CO₂ nas condições normais da atmosfera. Em cada ambiente, foram aplicadas quatro lâminas de irrigação, equivalentes a 60%, 80%, 100% e 120% da evaporação do tanque Classe A reduzido, arranjados no delineamento experimental inteiramente casualizado, com dez repetições de uma planta cada. O CO₂ foi injetado na linha de irrigação, durante aproximadamente 40 minutos. Foram selecionadas dez plantas para colheita dos frutos, aos noventa dias após o transplantio, das quais foram avaliados o comprimento, o diâmetro, a espessura da polpa, a massa média e o número de frutos por planta; além do rendimento da cultura (kg/ha). No ambiente protegido, com aplicação de CO₂, houve efeito da aplicação das lâminas de irrigação de 100 e 120% da evaporação do tanque reduzido, enquanto no ambiente protegido, sem aplicação de CO₂, não houve efeito. No ambiente protegido com aplicação de CO₂, foram encontradas diferenças significativas para comprimento, espessura de polpa, número de frutos por planta e rendimento, da ordem de 7,0%; 4,5%; 35,0% e 38,4%, respectivamente, superiores para lâminas de irrigação de 100% da evaporação do tanque reduzido comparando com os dados obtidos para as menores lâminas de aplicação de água. A aplicação de CO₂ no ambiente protegido possibilitou obtenção de maiores comprimento, diâmetro e número de frutos por planta, além da massa e rendimento, na ordem de 12,4%; 11,9%; 21,4%; 20,0% e 51,3%, respectivamente, em relação ao ambiente protegido, sem aplicação de CO₂.

Palavras-chave:Capsicum annuum L., dióxido de carbono, rendimento, irrigação por gotejamento, ambiente protegido.

ABSTRACT

The effect of different irrigation water depth applications and the atmosphere enrichment with CO₂ was evaluated. The experiment was carried out with sweet pepper (cultivar Mayata) in two similar plastic greenhouses in Piracicaba, Brazil. In one of them, CO₂ was applied with irrigation water, increasing the CO₂ concentration in the atmosphere to 800 mmolCO₂/mol and in the other greenhouse the irrigation water was not enriched with CO₂. In each greenhouse four irrigation water depths were applied, corresponding to 60; 80; 100 and 120% of a reduced pan evaporation (RPA), in a complete randomized block design with ten replications. The CO₂ was injected into irrigation pipeline during a period of 40 minutes. Fruits were harvested from ten selected plants, after 90 days of transplanting, evaluating fruit number, length, diameter, pulp thickness, weight and yield (kg/ha). The effect of different irrigation water depths was observed for length, pulp thickness and fruit number per plant in the greenhouse with CO₂ application. In the greenhouse with CO₂ enrichment and irrigation water depths corresponding to 100% of RPA, differences were observed in length, pulp thickness, fruits numbers per plant and yield of 7.0%, 4.5%, 35.0% and 38.4%, respectively. On the other hand, in the greenhouse without CO₂ application, different water depth applications did not affect any parameter. All analyzed parameters presented better results in the greenhouse with CO2 enrichment, except for the fruit pulp thickness. The CO₂ application in the plastic greenhouse resulted in increased length, diameter, fruit number per plant, weight and yield of 12.4%, 11.9%, 21.4%, 20.0% and 51,3%, respectively.

Keywords:Capsicum annuum L., carbon dioxide, yield, evapotranspiration, drip irrigation, fruit characteristics.

No Brasil, tem-se verificado aumento significativo do uso de ambientes protegidos para o cultivo de hortaliças, principalmente nas regiões Sul e Sudeste. No estado de São Paulo, o pimentão (Capsicum annuum L.) tem se adaptado muito bem ao cultivo em ambiente protegido.

Maximizar a produtividade, melhorar a qualidade dos produtos e reduzir os custos de produção exigem a adoção de tecnologias que minimizem os efeitos adversos dos fatores que limitam a produtividade. O uso de dióxido de carbono aplicado via água de irrigação apresenta-se como uma técnica promissora.

O principal constituinte da matéria seca da planta é o carbono, sendo de aproximadamente 45% (Salisbury & Ross, 1969). A concentração normal de CO₂ na atmosfera é de cerca de 365 mmol CO₂/mol, concentração essa muito baixa para a máxima fotossíntese. A principal razão para isso é a competição entre CO₂ e O₂ atmosféricos para serem fixados pela enzima ribulose 1,5 bifosfato carboxilase-oxigenase (rubisco). A concentração normal de O₂ de 21% inibe a absorção de CO₂ pela planta e aumenta a dependência respiratória de luz (fotorrespiração) (Johal & Chollett, 1980). Com o aumento do nível de CO₂ para 900 mmolCO₂/mol, essa inibição do O₂ à fotossíntese é quase eliminada devido ao aumento da razão CO₂/O₂ (Mortensen & Ulsaker, 1985).

O efeito do incremento da concentração de CO₂ é importante nos níveis de alta e de baixa luminosidade, por estimular o crescimento da planta. A magnitude do incremento depende da temperatura, sendo que quanto menor a temperatura menor o efeito. O aumento da velocidade de assimilação de CO₂ pode atingir 80% ao ativar a enzima rubisco, aumentando a fotossíntese líquida das plantas, devido à eliminação parcial ou total da fotorrespiração, melhorando o metabolismo, o crescimento e a produção de área foliar e matéria vegetativa (Morrison & Gifford, 1984; Durão & Galvão, 1995). A produtividade pode aumentar em 33% se a concentração de CO₂ da atmosfera for duplicada (Kimball, 1983).

A temperatura ótima para a fotossíntese varia com o estádio de desenvolvimento das plantas, estando na faixa de 20 a 30^oC para a maioria delas, sendo menor na fase de maturação (Acock et al., 1990). Para muitas espécies, é difícil estabelecer a concentração ótima de CO₂, porque em muitos experimentos com o enriquecimento da atmosfera, somente incluem-se poucas concentrações de CO₂. Entretanto, pelos dados da bibliografia consultada, poder-se-ia concluir que a concentração ótima de CO₂ para o crescimento da planta situa-se entre 600 e 900 mmolCO₂/mol de ar para a maioria das espécies. Em alguns casos, injúrias em plantas têm sido observadas em concentrações acima de 1000 mmolCO₂/mol, o que é também razão adicional para manter a concentração menor que 900 mmolCO₂/mol (Mortensen, 1987).

Mesmo em condições de luminosidade inadequada e de déficit hídrico, a taxa de crescimento das plantas é aumentada em ambientes com alta concentração de CO₂, o que ocorre devido ao fechamento dos estômatos e maior expansão do sistema radicular, possibilitando a exploração de maior volume de solo (Curtis et al., 1990).

Enoch et al. (1970) trabalharam com pimentão cultivado em túnel de plástico com concentração de CO₂ de aproximadamente 1000 mmolCO₂/mol, obtendo número maior de frutos e aumento de produtividade de 20%.

Kimball & Michell (1979) reportam que em seus estudos de enriquecimento de CO₂ aplicados na cultura de tomate, houve produção de frutos maiores e mais pesados em cerca de 11% quando comparados com o tratamento controle. D´Andria et al. (1990) também observaram aumento na produção de tomates pelo aumento do tamanho dos frutos, em cultivos com solo coberto com plástico e irrigado por gotejamento. Trabalhando com tomate cultivado em estufa e com enriquecimento de CO₂ (concentração variando de 700 a 900 mmolCO₂/mol), Islam et al. (1996) verificaram aumento significativo na produção, obtendo frutos maiores do que no tratamento controle (250-400 mmolCO₂/mol). Incrementos da ordem de 24% na produtividade da cultura de tomate, cultivado em câmaras de ambiente controlado, com enriquecimento de CO₂ (até 675 mmolCO₂/mol ), foram obtidos por Reinert et al. (1997).

A técnica de aumento da concentração de dióxido de carbono é recente no Brasil, havendo a necessidade de obter informações para contribuir com um manejo mais adequado. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da concentração do dióxido de carbono e das lâminas de irrigação na cultura de pimentão cultivado em ambiente protegido.

MATERIAL E MÉTODOS

O experimento foi realizado em dois ambientes protegidos de 130 m², da ESALQ em Piracicaba, de agosto a dezembro de 1998. O clima do local é do tipo Cwa, subtropical úmido, conforme classificação de Köppen.

Em um dos ambientes, a concentração de CO₂ foi elevada para 800 mmolCO₂/mol e no outro, foi mantida a da atmosfera (cerca de 365 mmolCO₂/mol). Em cada um deles, foram usadas quatro lâminas de irrigação (60; 80; 100 e 120%) definidas em função da percentagem da evaporação do tanque Classe A reduzido (ECAr). Utilizou-se o delineamento experimental inteiramente casualizado, com dez repetições, sendo que uma planta foi considerada uma repetição. O tanque Classe A reduzido, chamado de tanque reduzido, apresentava dimensões de 0,60 m de diâmetro por 0,25 m de altura, instalado no interior da casa de vegetação enriquecida com CO₂.

Utilizou-se o pimentão cultivar Mayata, cujas mudas foram formadas em bandejas de isopor, utilizando vermiculita como substrato, em casa de vegetação, e transplantadas com cerca de 40 dias, com as plântulas apresentando de três a quatro folhas. Cada parcela foi constituída de três linhas de plantas de 10,0 m de comprimento, espaçadas de 0,8 m entre elas e 0,4 m entre plantas. Considerou-se como área útil a linha central de plantas. As plantas foram tutoradas em fio de arame com fitilho plástico. A irrigação foi feita com o tubo gotejador "Rain Tape" com vazão de 1 L/h, pressão de serviço de 40 kPa e espaçamento entre gotejadores de 0,20 m. O solo das parcelas foi coberto com filme de polietileno preto para inibir o desenvolvimento de plantas daninhas e diminuir a evaporação de água.

O sistema de aplicação de CO₂ foi composto de um cilindro de dióxido de carbono de alta pressão, equipado com uma válvula dosadora para quantificar o CO₂ liberado do cilindro, manômetro e um injetor venturi para introduzir CO₂ na linha de irrigação. O CO₂ foi injetado na linha de irrigação a partir das 11:00 h, durante 40 minutos, o que correspondia ao período de aplicação da lâmina de irrigação de 60% da ECAr.

A adubação foi feita com base na análise química de solo e nas exigências da cultura, aplicando-se em cada ambiente protegido, 4,35 kg de superfosfato simples na adubação de plantio. Para a adubação de cobertura, foram adicionados 1,14 kg de uréia e 0,675 kg de KCl, divididos em seis aplicações via fertirrigação.

Aos noventa dias após o transplantio, foram colhidos os frutos das plantas da linha central, conforme indicação de Goto & Tivelli (1998). Avaliaram-se a massa e o número de frutos por planta; a espessura da polpa; o comprimento e o diâmetro. O diâmetro médio foi obtido com paquímetro metálico, sendo as medidas efetuadas no terço médio do fruto, conforme indicado por Melo (1997). A espessura média dos frutos foi obtida de três medições efetuadas com paquímetro metálico na polpa destes frutos cortados no terço médio. Determinou-se também o rendimento e a massa média de frutos. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste T, até o nível de 1%.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os maiores comprimentos médios dos frutos, no ambiente com CO₂, foram obtidos com a aplicação da lâmina de 100% da ECAr e foram de 13,5 cm e 11,8 cm para os experimentos com e sem a aplicação de CO₂, respectivamente, resultando num acréscimo de 16,9% (Tabela 1). No ambiente sem a aplicação de CO₂, não houve diferença significativa entre as diferentes lâminas de irrigação aplicadas. Pelos dados de comprimento dos frutos, houve diferença significativa entre os ambientes com e sem a aplicação de CO₂. Em cultivos tradicionais, sem aplicação de CO₂, Silva (1998), trabalhando com a mesma cultivar de pimentão obteve comprimento médio de frutos de 13,8 cm. Outros autores (Melo, 1997; Medeiros, 1998) encontraram valores desde de 11,5 cm a 14,5 cm.

Verificou-se aumento médio significativo de 11,8% no diâmetro de frutos (Tabela 1), no ambiente com aplicação de CO₂; entretanto, não houve diferença significativa em função das diferentes lâminas de irrigação aplicadas nos dois ambientes. Para todas as lâminas de irrigação aplicadas, o ambiente com CO₂ proporcionou os maiores diâmetros médios de frutos, sendo o maior de 7,7 cm, para a lâmina 120% ECAr. No ambiente sem CO₂, o maior diâmetro observado foi de 6,8 cm para a lâmina 80% ECAr. Valores semelhantes foram observados por Silva (1998) e Medeiros (1998), com diâmetro médio de frutos de pimentão de 7,3 cm e 7,2 cm, respectivamente. Avaliando diferentes níveis de tensão de água no solo com a cultivar de pimentão Marengo, Pereira (1995) observou que o diâmetro dos frutos de pimentão aumentou com o incremento do potencial mátrico do solo.

O ambiente com CO₂ proporcionou aumento de 9,9% na espessura média da polpa dos frutos (Tabela 1). Pelas médias obtidas, os frutos podem ser caracterizados como de polpa grossa (Medeiros, 1998). A espessura da polpa é uma das características mais importantes do pimentão, pois possibilita maior massa ao fruto, resistência à deformação e maior conservação pós-colheita (Melo, 1997). Os valores obtidos estão dentro da faixa encontrada de 4,2 e 5,1 mm por Melo (1997) entre 30 híbridos triplos estudados. Apenas no ambiente com CO₂, a espessura da polpa foi influenciada pela lâmina de irrigação.

O número de frutos foi influenciado pelo uso de CO₂ (Tabela 2). Além disso, aumentou com o aumento das lâminas de irrigação aplicadas, no ambiente protegido, com aplicação de CO₂. Resultado semelhante foi obtido por D´Andria et al. (1990).

Houve aumento na massa média dos frutos no ambiente com aplicação de CO₂ de cerca de 20,0% (Tabela 2). Trabalhando com a mesma cultivar de pimentão em ambiente protegido, sem a aplicação de CO₂, Silva (1998) obteve massa média de 176,0 g/fruto. Vários autores (Kimball & Mitchell, 1979; D´Andria et al., 1990; Islam et al., 1996) observaram que o enriquecimento do ambiente com CO₂ promoveu a produção de frutos mais pesados, provavelmente pelo maior acúmulo de carboidratos devido às altas taxas de fotossíntese encontradas nos ambientes com enriquecimento de CO₂. Não houve diferenças significativas na massa média dos frutos, em função das lâminas de irrigação aplicadas nos dois ambientes. No entanto, para aquele sem CO₂, nota-se que na massa média dos frutos, com a lâmina de 120% ECAr, houve redução, devido provavelmente ao início de uma incidência de pulgões, pouco antes dessa colheita.

Observou-se que o rendimento da cultura, no ambiente enriquecido com CO₂, foi maior sob lâminas de irrigação de 100 e 120% de ECAr (Tabela 2). No ambiente sem a aplicação de CO₂, o rendimento não apresentou diferença significativa sob diferentes lâminas, mas, em geral, foi significativamente menor do que com CO₂. Provavelmente, esse resultado seja devido à maior produção de carboidratos pela planta, uma vez que o enriquecimento do ambiente com dióxido de carbono promove maior eficiência fotossintética. Há evidências também que, sob enriquecimento com CO₂, as plantas utilizam com maior eficiência as reservas de água do tecido vegetal e interfere positivamente na absorção de micronutrientes, resultando, desta forma, em diferenças significativas na aplicação de lâminas de irrigação, especialmente as lâminas de irrigação de 100% e 120% da ECAr. Segundo Curtis et al. (1990), a taxa de crescimento das plantas é aumentada em ambientes com alta concentração de CO₂, devido ao fechamento dos estômatos e maior expansão do sistema radicular, possibilitando a exploração de maior volume de solo. O máximo rendimento observado no ambiente com CO₂ foi 54,8% maior do que o máximo no ambiente sem CO₂. O enriquecimento do ambiente em túneis de plástico com CO₂, cultivados com a cultura de pimentão, possibilitou acréscimo da ordem de 20% na produção (Enoch et al., 1970).

Verificou-se que com lâminas de irrigação de 60 e 80% ECAr, a aplicação de CO₂ não promoveu acréscimos significativos no número de frutos e rendimento (Tabela 2); portanto, para essa situação, a aplicação de CO₂ não é viável. No entanto, para as lâminas de irrigação de 100 e 120% ECAr onde houve maior disponibilidade de água, verificou-se que o CO₂ promoveu acréscimos de número de frutos e rendimento da ordem de 26,7% e 58,2%, respectivamente, quando comparados ao tratamento sem aplicação de CO₂.

LITERATURA CITADA

Marcos Vinícius Folegatti

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Recebido para publicação em 6 de setembro de 2000

Aceito em 12 de setembro de 2002

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  15 Abr 2003
• Data do Fascículo
  Dez 2002

Histórico

• Aceito
  12 Set 2002
• Recebido
  06 Set 2000