Manejo de água e de fertilizante potássico na cultura de arroz irrigado

Water and potassium fertilization management for irrigated rice cultivation

MANEJO DE ÁGUA E DE FERTILIZANTE POTÁSSICO NA CULTURA DE ARROZ IRRIGADO¹

ALBERTO BAÊTA DOS SANTOS², NAND KUMAR FAGERIA³, LUIS FERNANDO STONE² e CYNTIA SANTOS⁴

RESUMO - O manejo da água de irrigação e as doses e épocas de aplicação de fertilizantes tornam-se aspectos de extrema importância no êxito do aproveitamento das várzeas para o cultivo de arroz (Oryza sativa L.) irrigado ou este seguido de outras espécies. Com o objetivo de comparar distintas formas de manejo de água e de fertilizante potássico no comportamento do arroz irrigado, foram conduzidos experimentos por três anos consecutivos, em um Inceptissolo. Foram estudados os efeitos de manejo de água (MA₁ - inundação contínua e MA₂ - inundação intermitente seguida de contínua) e o modo de aplicação de fertilizante potássico (K₁ - na semeadura; K₂ - parcelada e K₃ - meia dose parcelada). O manejo de água apresentou efeito mais expressivo sobre o comportamento do arroz que o do fertilizante potássico. A inundação contínua durante todo o ciclo da cultura proporcionou maiores rendimentos de grãos, expressando maiores valores dos parâmetros produtivos, e melhorou a qualidade industrial dos grãos. Com esta irrigação, o parcelamento da adubação potássica aumentou o aproveitamento do fertilizante. Os manejos do fertilizante potássico afetaram diferentemente o comportamento da cultura do arroz nas distintas formas de manejo de água.

Termos para indexação: inundação contínua, inundação intermitente, parcelamento de potássio, rendimento de grãos, componentes do rendimento, qualidade tecnológica dos grãos, Oryza sativa.

WATER AND POTASSIUM FERTILIZATION MANAGEMENT FOR IRRIGATED RICE CULTIVATION

ABSTRACT - Irrigation water levels and timing of potassium fertilization is extremely important for the use of lowlands for irrigated rice (Oryza sativa L.) cultivation in crop rotation. A field experiment was conduced for three consecutive years in Inceptisol to study the effects of water management (WM₁ - continuous flooding and WM₂ - intermittent flooding followed continuous flooding) and mode of potassium fertilizer application (K₁ - at sowing; K₂ - fractional application and K₃ - fractional application of half levels) on grain yield and yield components of irrigated rice. Water management presented expressive effect on rice performance as compared to potassium fertilization. Continuous flooding during whole growing cycle of crop had higher grain yield as well as higher values of yield components and grain quality. Fractional potassium fertilization increased its utilization efficiency. Potassium fertilizer management affected differently rice crop performance according to forms of water management.

Index terms: continuous flooding, intermittent flooding, fractional potassium application, grain yield, yield components, grain quality, Oryza sativa.

INTRODUÇÃO

O comportamento das culturas nas várzeas é extremamente influenciado pelo manejo destas áreas, visto que apresentam características químicas e físico-hídricas bastante distintas. Por conseguinte, há necessidade de desenvolver sistemas adequados de produção conforme suas peculiaridades, uma vez que é fundamental a manutenção, em níveis elevados, da fertilidade do solo e da produtividade das espécies cultivadas nestas áreas.

O uso de cultivares de alto potencial de rendimento e de quantidades adequadas de nutrientes constituem medidas que visam o aumento do rendimento de grãos do arroz irrigado. Com isso, é necessário aumentar a eficiência de absorção e utilização dos nutrientes pelas plantas.

Vários fatores determinam a eficiência de absorção dos nutrientes. Entre estes, De Datta (1978) citou o solo, a cultivar, a época de plantio, o manejo de água, o controle de pragas, a seqüência de cultivos, as fontes, as doses e as épocas de aplicação dos fertilizantes. Goswami & Banerjee (1978) enfatizaram a importância do monitoramento da fertilidade do solo para o cultivo de arroz irrigado com cultivares modernas.

Muitos trabalhos mostram que, além da deficiência quase universal de N, a deficiência de P é generalizada, e que as respostas ao K ocorrem principalmente em cultivos intensivos de arroz. A magnitude da deficiência de K é baixa e depende da classe do solo. Em muitos solos, a adição do fertilizante potássico resultou em resposta pequena e variável no rendimento de grãos de arroz (De Datta, 1981). Com a introdução de cultivares de maior potencial produtivo, tem-se verificado aumento na resposta do arroz irrigado a esse nutriente. Fageria et al. (1990) obtiveram aumento significativo no rendimento de grãos de arroz irrigado graças à aplicação de K; entretanto, a resposta ao nutriente variou com o ano de cultivo e com a cultivar usada. A aplicação a lanço do fertilizante potássico propiciou aumento de 14,3% no rendimento de grãos, enquanto a aplicação no sulco de semeadura o incremento foi de 10,4%.

Maiores rendimentos de grãos foram obtidos por Fageria (1991) com o parcelamento de K em arroz de sequeiro e irrigado, em solos dos grupos oxissolo e hidromórfico. Neste, maiores produtividades foram obtidas com a aplicação de 60 kg ha^-1 de K₂O, parcelada em quantidades iguais na semeadura, na diferenciação do primórdio floral e na floração, e também com apenas 30 kg ha^-1 de K₂O aplicados na diferenciação do primórdio floral. Lopes et al. (1995) verificaram maior eficiência de utilização de K aplicado por ocasião da semeadura que quando parcelado. Em cultivos sucessivos de arroz irrigado na mesma área, a dose para manter os rendimentos máximos mostrou tendência de estabilizar-se em torno de 70 a 80 kg ha^-1 de K₂O. Por outro lado, Lopes (1991), Eberhardt et al. (1995) e Machado & Franco (1995) não obtiveram respostas no rendimento de grãos com a adição e o parcelamento de K.

A maioria dos estudos tem demonstrado que a irrigação por inundação contínua propicia maior produtividade que a inundação intermitente (Reddy & Raju, 1987; Dotto et al., 1990; Alves & Machado, 1991; Hassan & Sarkar, 1993). Em alguns estudos, a produtividade não diferiu significativamente em função das formas de manejo de água (Loeb et al., 1987; Beyrouty et al., 1992; Medeiros et al., 1995), enquanto que para Stone et al. (1990), a combinação das duas modalidades de irrigação apresentou melhor resposta no rendimento de grãos, pois favoreceu o perfilhamento, o maior número de grãos por panícula e a massa de grãos.

O retardamento do estabelecimento da lâmina de água durante a fase vegetativa tem-se mostrado favorável ao comportamento de cultivares de porte baixo, desde que a umidade do solo seja mantida acima da capacidade de campo e haja um eficiente controle de plantas daninhas. Oliveira et al. (1995), estudando os efeitos das épocas de início de irrigação verificaram que o atraso de sete dias na aplicação da lâmina definitiva propiciou maior produtividade e teve a metade da população larval da bicheira- da-raiz (Oryzophagus oryzae).

O emprego da inundação intermitente durante todo o ciclo do arroz, ou durante parte dele, propicia menor consumo de água, e perdas por percolação e fluxo lateral, aumentando a eficiência do uso da água (Duarte et al., 1974; Stone et al., 1990; Hassan & Sarkar, 1993; Medeiros et al., 1995), embora favoreça a ocorrência de plantas daninhas, em comparação com a inundação contínua.

O objetivo deste estudo foi comparar distintas formas de manejo de água e de fertilizante potássico na cultura de arroz irrigado.

MATERIAL E MÉTODOS

O estudo foi conduzido por três anos consecutivos (1991/92, 1992/93 e 1993/94), na Fazenda Palmital, da Embrapa-Centro Nacional de Pesquisa de Arroz e Feijão, no município de Goianira, GO, em um solo Gley Pouco Húmico, textura argilo-arenosa. As análises químicas e granulométricas das amostras de solo coletadas no início do estudo, na camada de 0,0 a 0,2 m de profundidade, na área experimental, revelaram as seguintes características: pH em água (1:2,5) = 4,9; Ca²⁺ = 1,2 cmol_c kg^-1; Mg²⁺ = 0,5 cmol_c kg^-1; P = 9,7 mg kg^-1; K⁺ = 69 mg kg^-1; CTCef = 2,0 cmol_c kg^-1; CTC₇ = 9,4 cmol_c kg^-1; S = 1,88 cmol_c kg^-1; MO = 12 g kg^-1; V = 20,0%; m = 5,1%; argila = 350 g kg^-1; silte = 70 g kg^-1; areia = 580 g kg^-1.

O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, com oito repetições, no esquema fatorial (2 x 3), sendo duas formas de manejo de água: MA₁ - inundação contínua durante todo o ciclo, e MA₂ - inundação intermitente na fase vegetativa, seguida de inundação contínua nas fases reprodutiva e maturação, e três de fertilizante potássico: K₁ - adubação potássica (70 kg ha^-1 de K₂O) aplicada por ocasião da semeadura; K₂ - adubação potássica parcelada (70 kg ha^-1 de K₂O), 1/3 aplicado no sulco de plantio, 1/3 por ocasião da diferenciação do primórdio floral e 1/3 na floração; e K₃ - meia dose da adubação (35 kg ha^-1 de K₂O) parcelada, sendo a metade na diferenciação do primórdio floral, e o restante, na floração.

No início do estudo, antes da primeira semeadura, foram incorporadas ao solo 3 t ha^-1 de calcário dolomítico com 90% de PRNT. Na semeadura foram aplicados a lanço 30 e 120 kg ha^-1 de N e P₂O₅, respectivamente. Em cobertura, efetuaram-se duas aplicações de 35 kg ha^-1 de N, sendo a primeira por ocasião da diferenciação do primórdio floral, e a segunda, na floração. As fontes de N, P₂O₅ e K₂O foram sulfato de amônio, superfosfato simples e cloreto de potássio, respectivamente. Apenas no primeiro cultivo foram usados 40 kg ha^-1 de FTE BR 12 como fonte de micronutrientes. Usou-se a cultivar Aliança de arroz irrigado no espaçamento de 0,20 m entre linhas e 80 sementes m^-1. A competição com as plantas daninhas foi prevenida com a aplicação dos herbicidas pendimenthalin (no primeiro ano) e oxadiazon (nos demais) nas doses de 1.500 e 750 g ha^-1, respectivamente, em pré-emergência e 2,4-D amina na dose de 1.340 g ha^-1, em pós-emergência.

Por ocasião do florescimento, realizaram-se amostragens da parte aérea de dez perfilhos, para estabelecer a área foliar e a produção de matéria seca. A área foliar foi determinada nesses perfilhos utilizando-se um medidor automático modelo LI 3000 da "Lambda Instruments Corporation". Ao mesmo tempo, foi contado o número de perfilhos em 2 m. Após a secagem a 75ºC, em estufa com circulação forçada de ar, determinou-se a produção de matéria seca da parte aérea dos perfilhos. O índice de área foliar (IAF) foi obtido pela multiplicação da área foliar média de um perfilho, em m², pelo número de perfilhos por m². O índice de colheita (IC) foi obtido pela relação entre a produção de grãos e a de matéria seca total em 1 m². Foram determinados, por ocasião da colheita, o número de perfilhos e de panículas por m², o número de grãos e de espiguetas vazias por panícula, a massa de 100 grãos, a altura de plantas e a produção de grãos, a qual foi expressa em kg ha^-1, após ajustada em 13% de umidade.

Efetuaram-se, também, análises de qualidade tecnológica dos grãos, como: rendimento industrial de grãos, "centro branco", temperatura de gelatinização e amilose.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

A análise de variância conjunta de rendimento de grãos nos três anos de cultivo foi significativa, havendo, portanto, necessidade de se fazer a discussão ano por ano. A interação entre manejo de água e ano mostra que houve comportamento diferenciado da cultura do arroz em cada experimento, o que pode ser atribuído à variabilidade do ambiente. Isto enfatiza a importância de avaliar os efeitos dos manejos de água sobre o rendimento de grãos em várias colheitas.

No primeiro experimento, não houve influência dos manejos do fertilizante potássico sobre as características estudadas da cultivar Aliança, exceto no rendimento de grãos, onde ocorreu resposta diferenciada em cada manejo de água. O MA₁ propiciou maior número de grãos e menor número de espiguetas vazias por panícula, em relação ao MA₂, o que reflete a maior porcentagem de fertilidade de espiguetas (Tabela 1). Ademais, aumentou a massa de 100 grãos e a altura das plantas. Com isso, estes efeitos contribuíram para a obtenção de maior produção de matéria seca de grãos e, conseqüentemente, maior índice de colheita (IC). O manejo MA₂ reduziu significativamente o rendimento de grãos em todos os manejos de K (Tabela 2). Com esta forma de irrigação não houve diferença significativa no rendimento de grãos em função dos manejos do fertilizante potássico. Com MA₁, a aplicação parcelada de 70 kg ha^-1 de K₂O proporcionou rendimento de grãos significativamente superior ao obtido com a menor dose do fertilizante, embora estes não tenham diferido do observado com a aplicação total de 70 kg ha^-1 de K₂O por ocasião da semeadura.

No segundo ano do experimento, a irrigação intermitente aumentou significativamente o número de perfilhos e de panículas por m², mas afetou negativamente a fertilidade das espiguetas e a massa de 100 grãos (Tabela 3). Outros estudos também mostraram efeito favorável do uso da irrigação intermitente durante a fase vegetativa no perfilhamento (Stone et al., 1979, 1990). A altura das plantas foi afetada pelos manejos de K, obtendo-se o maior valor com a aplicação parcelada de 70 kg ha^-1 de K₂O (Tabela 4), independentemente dos manejos de água.

Houve interação significativa entre as distintas formas de manejo da água e do fertilizante potássico sobre o número de grãos por panícula, o IC, a produção total de matéria seca da parte aérea (MSTotal), e o rendimento de grãos (Tabela 5). No MA₁, a aplicação parcelada de 70 kg ha^-1 de K₂O propiciou significativamente maior número de grãos por panícula, enquanto no MA₂ não houve diferença. Com a inundação contínua obteve-se maior IC que no MA₂, independentemente dos manejos do fertilizante potássico. Assim, as plantas no MA₁ investiram mais na produção de grãos do que na de palha e, com isso, mostraram-se menos competitivas que as do MA₂. No MA₁, o manejo do fertilizante potássico não afetou o IC, enquanto em MA₂ o parcelamento de 70 kg ha^-1 de K₂O proporcionou menor IC, e os tratamentos K₁ e K₃ não diferiram.

Onde a irrigação intermitente foi utilizada, o K₁ reduziu significativamente a MSTotal, ao passo que esta não foi afetada pelos manejos de K no MA₁. O rendimento de grãos foi reduzido em todos os tratamentos do fertilizante potássico, quando se empregou a irrigação intermitente. Nesta, o menor rendimento foi verificado com a aplicação parcelada de 70 kg ha^-1 de K₂O, enquanto K₁ e K₃ não diferiram entre si. Isto reflete os menores IC e número de grãos por panícula obtidos nesse manejo. Com MA₁ não houve diferença significativa no rendimento de grãos, em função dos manejos do fertilizante.

Em 1993/94, no tratamento MA₁ houve significativamente maior produção de matéria seca por perfilho determinada por ocasião do florescimento (Tabela 6). Isto significa que a inundação contínua promoveu exportação mais eficiente de matéria seca das folhas para outras partes do perfilho. Com MA₂ obtiveram-se valores significativamente superiores de razão de peso de folha (RPF), de fertilidade de perfilhos e de temperatura de gelatinização (TG) que no MA₁. A RPF, que é um componente da razão de área foliar (RAF) é basicamente fisiológica, já que é a razão entre as produções de matéria seca retida nas folhas e a acumulada na planta toda. Maior valor de RPF indica maior distribuição de matéria seca das folhas (MSFolha) em relação à do perfilho (MSTotal), ou seja, maior fração da matéria seca não exportada da folha para o resto da planta.

A temperatura de gelatinização do amido refere- se à temperatura de cozimento, na qual a água é absorvida e os grânulos de amido aumentam irreversivelmente de tamanho, com simultânea perda de cristalinidade. O MA₂ aumentou significativamente os valores de TG, mas esse incremento não foi suficiente para alterar a classificação dos grãos, no que diz respeito às características físico-químicas do produto. Assim, em ambas as formas de irrigação, os grãos foram classificados com TG alta a intermediária, o que pode não ser uma condição muito favorável, pois requer mais água e maior tempo de cozimento. Independentemente do manejo da água, o índice de área foliar (IAF) determinado na floração no tratamento K₂ foi significativamente superior ao K₃ e estes não diferiram daquele obtido com todo o fertilizante aplicado por ocasião da semeadura (Tabela 4). Portanto, a aplicação parcelada da maior dose de potássio promoveu maior capacidade da área foliar de cobrir o terreno disponível à planta, ou seja, a capacidade que a comunidade vegetal teve de explorar o espaço disponível. Maior IAF obtido naquele tratamento indica maior intensidade de competição por luz que ocorreu nas plantas individuais dentro da população. O K₃ acarretou aumento significativo nos valores de TG em relação à aplicação total da maior dose na semeadura, e estes não diferiram de K₂. Com isso, a menor quantidade parcelada de K alterou a classificação dos grãos de TG alta a intermediária para intermediária, melhorando o comportamento culinário do arroz.

Houve interação significativa entre os manejos da água e os de fertilizante potássico sobre diversas características estudadas (Tabela 7). O rendimento de grãos diferiu significativamente entre os manejos de K dentro dos da água. Com MA₁, os resultados foram semelhantes aos obtidos no primeiro experimento, ou seja, K₂ foi superior ao K₃, e estes não diferiram do K₁. Yoshida (1981) mostrou que a quantidade de grãos produzida por unidade de K absorvido é geralmente alta nos primeiros estádios de crescimento; então, cai, e depois sobe. Conclui- se, daí, ser necessário um suprimento contínuo até o crescimento da panícula, quando se completa a fase reprodutiva. Com MA₂, os resultados assemelharam-se aos verificados no segundo ano, isto é, menores rendimentos de grãos foram obtidos com a aplicação parcelada de 70 kg ha^-1 de K₂O. A melhor resposta do arroz ao uso do fertilizante potássico por ocasião da semeadura pode estar associada à menor lixiviação do nutriente na combinação das formas de manejo de água intermitente e contínua. Com MA₁, a maior produtividade obtida com o parcelamento da maior dose de K refletiu o maior número de grãos por panícula, altura das plantas e área de uma folha. Com a irrigação intermitente, apenas a fertilidade de espiguetas foi influenciada pelos tratamentos de K, e houve redução com o parcelamento da maior dose do nutriente.

Em todos os manejos do fertilizante, houve menor número de grãos por panícula no MA₂. Este comportamento pode ser atribuído à emissão tardia de perfilhos, os quais resultam em panículas com menor número de grãos.

O teor de amilose não foi influenciado pelos manejos de água e de potássio, situando em valor intermediário a alto, cujos grãos quando cozidos apresentam-se secos e soltos, atendendo as preferências de consumo no Brasil.

Com MA₁, a menor dose do fertilizante contribuiu para o aumento dos valores de "centro branco" nos grãos, ao passo que, com a irrigação intermitente, o K₂ aumentou significativamente a ocorrência de áreas opacas no endosperma. Em conseqüência disso, houve menor rendimento de grãos inteiros e total. Com MA₁, sempre se obteve maior rendimento de grãos inteiros. O comportamento dos grãos no beneficiamento é de grande importância econômica para a indústria do arroz, pois há grande diferença na valorização do produto inteiro e do produto quebrado, além de um produto uniforme, sem a presença de grãos quebrados e, ou, danificados é normalmente preferido pela maioria dos consumidores. Grãos de arroz com áreas opacas no endosperma ("centro branco" ou "barriga branca"), causadas por um acondicionamento mais frouxo das partículas de amido e proteína, são mais sujeitos a quebras no beneficiamento e têm o seu valor de mercado diminuído, embora essas manchas desapareçam naturalmente durante o cozimento e não alterem o valor nutritivo do produto (Jennings et al., 1979). Os manejos do fertilizante potássico influenciaram o rendimento de grãos inteiros e total apenas quando se empregou a irrigação intermitente. O parcelamento de 70 kg ha^-1 de K₂O reduziu significativamente tanto o rendimento de inteiros quanto o industrial de grãos.

A irrigação intermitente causou desuniformidade na maturação dos grãos, possivelmente devido à emissão tardia de perfilhos. Com isso, na colheita, muitos grãos poderiam estar ainda imaturos e com alto teor de umidade, o que acarretaria o gessamento do endosperma (grãos gessados) e, conseqüentemente, mais sujeitos a quebras no beneficiamento e maiores valores de "centro branco", haja vista que nesta avaliação se incluem grãos com "centro branco", "barriga branca" e gessados.

CONCLUSÕES

1. O comportamento da cultura do arroz irrigado é afetado diferentemente pelos manejos de K nas distintas formas de manejo de água.

2. A influência do manejo de água sobre o comportamento das plantas de arroz é mais expressiva que a do fertilizante potássico.

3. A inundação contínua aumenta a produtividade e melhora a qualidade industrial dos grãos de arroz.

4. Com a inundação contínua, o parcelamento de K aumenta o seu aproveitamento e deve ser empregado, especialmente em várzeas de solos mais arenosos.

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  08 Jun 2006
• Data do Fascículo
  Abr 1999

Histórico

• Aceito
  16 Set 1998
• Recebido
  16 Set 1998