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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA
CENTRO DE CIÊNCIAS RURAIS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM AGRONOMIA
Crescimento, qualidade de tubérculos e
relação N/K da cultura da batata cultivada
sob doses elevadas de Potássio
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
CLARISSA MELO COGO
Santa Maria, RS, Brasil
2006
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UFSM
Dissertação de Mestrado
CRESCIMENTO, QUALIDADE DE TUBÉRCULOS E
RELAÇÃO N/K DA CULTURA DA BATATA CULTIVADA
SOB DOSES ELEVADAS DE POTÁSSIO
Clarissa Melo Cogo
PPGA
Santa Maria, RS, Brasil
2006
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I
CRESCIMENTO, QUALIDADE DE TUBÉRCULOS E
RELAÇÃO N/K DA CULTURA DA BATATA CULTIVADA
SOB DOSES ELEVADAS DE POTÁSSIO
por
Clarissa Melo Cogo
Dissertação apresentada ao Curso de Mestrado do Programa de Pós-
Graduação em Agronomia, Área de Concentração em Produção
Vegetal, da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM, RS),como
requisito parcial para obtenção do grau de
Mestre em Agronomia
Orientador: Jerônimo Luiz Andriolo
Santa Maria, RS, Brasil
2006
II
Universidade Federal de Santa Maria
Centro de Ciências Rurais
Programa de Pós-Graduação em Agronomia
A Comissão Examinadora, abaixo assinada,
aprova a Dissertação de Mestrado
CRESCIMENTO, QUALIDADE DE TUBÉRCULOS E RELAÇÃO N/K
DA CULTURA DA BATATA CULTIVADA
SOB DOSES ELEVADAS DE POTÁSSIO
Elaborada por
Clarissa Melo Cogo
Como requisito parcial para obtenção do grau de
Mestre em Agronomia
COMISSÃO EXAMINADORA:
____________________________
Jerônimo Luiz Andriolo, Dr.
(UFSM)
(Presidente Orientador)
____________________________
Nereu Augusto Streck, Ph.D
. (UFSM)
____________________________
Carlos Rogério Mauch, Dr.
(UFPel)
Santa Maria, 20 de fevereiro de 2006
III
IV
V
AGRADECIMENTOS
A Deus pela vida, pela natureza, pelas plantas e solos, pelo sol, o mar, as estrelas.
Por iluminar meus caminhos e por estar presente em cada momento de minha vida.
Ao Prof. Dr. Jerônimo Luiz Andriolo, pela paciência, orientação, amizade, carinho e
dedicação sem limites.
Aos professores, Dílson Bisognin e Nereu Augusto Streck, pela co-orientação,
convivência, amizade e aprendizado.
A todos os professores do Programa de Pós-Graduação em Agronomia, da UFSM,
por todos os conhecimentos adquiridos durante o Mestrado.
Aos funcionários do departamento de Fitotecnia, em especial, João Colpo pela
incansável disposição na instalação e no desenvolvimento do experimento.
Ao funcionário do Laboratório de Análises de Solos, do Departamento de Solos, da
UFSM, Luiz Francisco Finamor, pela total dedicação às análises minerais.
Aos colegas de graduação Benjamin D. Osório Filho, Alessandra Kieling, Rosana C.
Meneghetti, Átila Cardinal, Caroline Giraldi, Paula M. dos Santos, Rejane R. Kuss,
Luiz Fernando Siqueira, Mônica V. Reffatti, Aline de O. Fogaça, Angélica Bonumá,
Sérgio T. de Freitas, Léo Hoffman Jr., Rosane Martinazzo, Adriano Maixner e
Marcos Brum o meu muito obrigada pelo eterno companheirismo.
Aos bolsistas Rodrigo dos Santos Godoi, Orcial Ceolin Bortolotto, Gean da Luz e
Gisele Teixeira pela amizade e total ajuda na realização do experimento e análises
de minerais.
Aos colegas e amigos da Pós-graduação Cláudia, Jana, Beni, Liziany e Gustavo
Gimenez pelo carinho e conselhos sempre bem-vindos.
A meu namorado e amigo Rafael Brum de Souza pela paciência e apoio em todas
as horas.
A todos meus familiares e amigos que de alguma forma ajudaram na elaboração
dessa dissertação, em especial minha irmã Irani Cogo Bertolo pelo eterno incentivo.
A Coordenadoria de Aperfeiçoamento Pessoal de Ensino Superior (CAPES) pela
concessão da bolsa, sem a qual não seria possível a realização do meu Mestrado.
À Universidade Federal de Santa Maria, UFSM, e a coordenação do Curso de Pós-
Graduação em Agronomia pela realização do curso.
VI
SUMÁRIO
RESUMO
.................................................................................................
X
ABSTRACT
.............................................................................................
XII
LISTA DE TABELAS
..............................................................................
VIII
LISTA DE FIGURAS
...............................................................................
IX
INTRODUÇÃO
........................................................................................
1
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
..................................................................
3
CAPÍTULO I
Crescimento e desenvolvimento da cultura da batata sob
doses elevadas de potássio
10
CAPÍTULO II
Relação potássio-nitrogênio para o diagnóstico e manejo
nutricional da cultura da batata
.
19
DISCUSSÃO GERAL
31
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
32
VII
LISTA DE TABELAS
TABELA 1
– Interpretação do teor de potássio conforme as classes de CTC do
solo a pH 7,0. ROLAS, 2004. pág. 6
TABELA 2
– Recomendação de adubação potássica para a cultura da batata
em função da expectativa de rendimento (t. ha
-1
). ROLAS, 2004 pág. 6
TABELA 3
:
Quantidade de nutrientes exigidas para produção de 1 (uma)
tonelada de tubérculo pág. 7
TABELA 4
–
Composição das soluções nutritivas empregadas como
tratamentos para determinação do efeito da disponibilidade de nitrogênio sobre
o crescimento e desenvolvimento de plantas de batata cv. Asterix. Santa Maria,
RS, UFSM, 2004. pág.14
TABELA 5-
Indicações da extração de N e K pela cultura da batata para
diferentes níveis de produtividade. pág. 31
TABELA 6
- Estimativa do acúmulo de massa seca e de N durante o ciclo de
crescimento e desenvolvimento da batata cv. Asterix, para uma produtividade
de tubérculos de 52,7 t ha
-1
. Santa Maria, RS, UFSM, 2004. pág. 32
VIII
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1
– Índice de área foliar (A), massa seca total (MStot), de tubérculos
(MStub) e da parte aérea (MSaérea) (B) e coloração dos chips (C) da cultivar
Asterix de batata produzida sob doses de K de 3,5; 5,0; 6,5; 8,0 e 9,5 mmol L
-1
na solução nutritiva. Santa Maria, UFSM, 2004. pág17
FIGURA 2
– Teores de N e K na massa seca (MS) de planta inteira durante o
ciclo de crescimento e desenvolvimento de plantas de batata da cultivar
Asterix, cultivadas com cinco níveis de disponibilidade de K. Santa Maria, RS,
2004. pág.27
FIGURA 3
– Teores de N e K na massa seca (MS) de folhas (A) hastes e
tubérculos (B) durante o ciclo de crescimento e desenvolvimento de plantas de
batata da cultivar Asterix, cultivadas com cinco disponibilidades de K. Santa
Maria, RS, 2004. pág. 28
FIGURA 4
– Relação entre as concentrações de N e de K na massa seca (MS)
de planta inteira durante o ciclo de crescimento e desenvolvimento de plantas
de batata da cultivar Asterix, cultivadas com cinco disponibilidades de K. Santa
Maria, RS, 2004. pág. 29
IX
RESUMO
Dissertação de Mestrado
Programa de Pós-graduação em Agronomia
Universidade Federal de Santa Maria, RS, Brasil
CRESCIMENTO, QUALIDADE DE TUBÉRCULOS E RELAÇÃO N/K
DA CULTURA DA BATATA CULTIVADA SOB DOSES ELEVADAS DE
POTÁSSIO
AUTOR: Clarissa Melo Cogo
ORIENTADOR: Jerônimo Luiz Andriolo
Local e data da Defesa: Santa Maria, 20 de fevereiro de 2006
Os objetivos do trabalho foram quantificar o crescimento, a produtividade e a
qualidade de tubérculos produzidos sob alta disponibilidade de potássio e ajustar
uma relação entre as curvas de diluição máxima do K e crítica do N durante o ciclo
de produção, para ser empregada no diagnóstico e manejo nutricional da cultura da
batata. O experimento foi conduzido no Departamento de Fitotecnia da UFSM, RS,
em abrigo telado de 200 m
2
, no período entre 28/08/2004 e 30/11/2004. Foram
empregadas sacolas de polietileno contendo 1,4Kg de substrato orgânico
(Plantmax®), com um tubérculo por sacola. Os teores disponíveis de nutrientes
contidos no substrato foram de 95; 1.506; 7.831 e 2.948mg kg
-1
de P, K, Ca e Mg,
respectivamente. Os cinco tratamentos consistiram de doses suplementares de K
fornecidas diariamente por fertirrigação, através de cinco soluções nutritivas
contendo 3,5; 5,5; 6,5; 8,0 e 9,5mmol L
-1
de K. As quantidades totais de K
disponibilizadas em cada sacola através das soluções nutritivas ao longo do período
experimental foram de 912,3; 1.433,7; 1.694,3; 2.085,3 e 2.476,3mg por planta,
respectivamente. Quatro sacolas com plantas de cada tratamento foram coletadas
em intervalos semanais, para quantificar o crescimento, avaliar a qualidade dos
X
chips e determinar os teores de N e K. O crescimento da área foliar das plantas
aumentou linearmente com a disponibilidade de K. Não foram observados efeitos
significativos sobre o número, a massa seca, a produtividade de tubérculos e a
qualidade dos chips. Concluiu-se que níveis elevados de adubação potássica não
exercem efeito depressivo na produtividade de tubérculos e na qualidade dos chips
de batata. A curva máxima de diluição do K foi ajustada conforme a expressão
%K = 5,54MS
-0,317
, onde MS corresponde a massa seca acumulada. A extração
máxima de K pode ser obtida pela expressão: Kg ha
-1
de K = 55,4 MS
0,683
. A
estimativa dos teores máximos de K (Km) a partir dos teores críticos de N (Nc) pode
ser obtida através da expressão %Km = 1,137%Nc + 1,35. Essas equações
permitem estimar as quantidades de N e K a serem fornecidas pela adubação com
base em metas pré-estabelecidas de produtividade e parcelar as aplicações de
acordo com a demanda da cultura no decorrer do ciclo de crescimento e
desenvolvimento.
Palavras-chave:
Solanum tuberosum,
fertirrigação, solução nutritiva, massa seca,
nutrição mineral, curva crítica de nutrientes.
XI
ABSTRACT
Master’s Thesis
Graduation Program in Agronomy
Federal University of Santa Maria – RS, Brazil
GROWTH, TUBER QUALITY AND N/K RELATIONSHIP OF THE
POTATO CROP GROWN UNDER HIGH RATES OF K FERTILIZATION
AUTHOR: Clarissa Melo Cogo
ADVISOR: Jerônimo Luiz Andriolo
Location and date of presentation: Santa Maria, February 20
th
, 2006
The goal of this work was to quantify growth, yield and tuber quality under high
potassium availability and to adjust a relationship between the maximum K and the N
critical dilution curves during the crop growth cycle, to be used for nutrient diagnosis
and fertilization of the potato crop. The experiment was carried out in a 200m
2
polyethylene greenhouse at the crop science Department de Fitotecnia, UFSM, from
August 28 to November 30, 2005. Polyethylene bags were used containing 4dm
3
of
organic substrate (Plantmax ®) whit one tuber/bag. The P, K, Ca and Mg
availabilities were 95; 1,506; 7,831 and 2,948mg kg
-1
, respectively. Plants were daily
fertigated with nutrient solutions containing supplementary K doses of 3.5; 5.5; 6.5;
8.0 and 9.5mmol L
-1
. Total amounts of potassium available in each bag during the
experimental period was 912.3; 1,433.7; 1,694.3; 2,085.3 e 2,476.3mg per plant,
respectively. Four bags with plants of each treatment were harvested weekly to
quantify growth, yield, chip quality and to determine N and K tissue concentration.
The leaf area increased linearly with K availability. There was no effect on tuber
number, dry mass, yield and chip quality. It was concluded that high K fertilization
rates do not affect tuber yield and potato chip quality
.
The maximum K dilution curve
was %K = 5.54DM
-0.317
, where DM is dry matter accumulation at any time during the
XII
growing cycle. The maximum K uptake can be estimated by the equation
Kg ha
-1
of K = 55.4DM
0.683
. The relationship %Km = 1.137%Nc + 1.35 can be used
to estimate maximum K (Km) from critical N (Nc) concentrations. These equations
allow estimations of N and K fertilization rates assuming targeted yield levels and
delivering it to supply the crop nutrient demand at any time during the growth and
development cycle.
KEY WORDS
:
Solanum tuberosum
, fertigation, nutrient solution, dry mass,
mineral nutrition, diluition curve.
1
INTRODUÇÃO
Na Região Sul do Brasil, colhe-se por ano cerca de 1,2 milhões de toneladas
de batata, que correspondem a aproximadamente 50% da produção do país. Porém,
nos últimos anos, houve crescimento considerável da produção nas Regiões
Centro – Oeste e Sudeste, em particular no estado de Minas Gerais, que passou de
terceiro lugar para primeiro produtor nacional, com 29% da produção nacional e
produtividade média de 26 t ha
-1
, cuja produção esta concentrada (70%) no sul do
Estado. O Estado de São Paulo vem em segundo, responsável por 25% da
produção nacional e com uma produtividade média de 25 t ha
-1
. O Paraná vem em
terceiro e é responsável por 23% da produção nacional com uma produtividade
média de 18,9 t ha
-1
, tornando-se na região a hortaliça de maior importância
socioeconômica. O Rio Grande do Sul vem em quarto lugar em volume de produção,
responsável por 21% da produção nacional. Porém, é o estado que detém a menor
produtividade quando comparado com os outros três estados produtores, atingindo
apenas 10,9 t ha
-1
. A Região Sul destaca-se, ainda, na produção de batata-semente,
com uma produção anual aproximada de 40 mil toneladas, que corresponde a mais
de 50% da produção do país. A cadeia produtiva da batata envolve, na região,
considerável volume de recursos e significativa mão – de – obra, estimando-se que
25 mil famílias ocupam-se diretamente na produção (PEREIRA & DANIELS, 2003).
Os pequenos produtores de batata do sul do Brasil, principalmente, do Rio
Grande do Sul, vêm sendo excluídos do processo produtivo sem que haja políticas
públicas voltadas para enfrentar este problema socioeconômico que se agrava ano
após ano. Podem ser listadas algumas razões para o recrudescimento deste quadro,
nos últimos anos, mas a principal razão apontada pela maioria dos produtores e
técnicos está na comercialização e nos crescentes custos de produção da lavoura
de batata.
Algumas práticas culturais quando usadas incorretamente, como o uso
inadequado de fertilizantes e de corretivos que não satisfazem as reais
necessidades das culturas, elevam desnecessariamente os custos de produção da
lavoura.
O manejo da batata no Brasil não adota critérios técnico-científicos no
tocante a correção do solo e nutrição mineral. Esse fato pode comprometer a
produtividade e afetar o custo de produção. O custo com fertilizantes representa
2
aproximadamente 15% do custo
total de produção da batata (PEREIRA & DANIELS,
2003)
A cultura da batata na Região Sul do Brasil ocupa grande diversidade de
solos, os quais apresentavam variações quanto à textura, profundidade e fertilidade.
Possuem em comum elevada acidez, baixos teores de fósforo, de cálcio e de
magnésio e teores elevados de elementos tóxicos, principalmente alumínio e
manganês. Em razão disso, a adubação é uma prática indispensável e, em conjunto
com outras, proporciona altas produtividades.
As informações sobre a necessidade e a quantidade de fertilizantes e de
corretivos a serem utilizados devem estar à disposição dos bataticultores. Caso
contrário estarão sujeitos a interesses comerciais, podendo ocorrer o uso
inadequado de fertilizantes e de corretivos que poderão não satisfazer as
necessidades da cultura e, dessa forma, elevar desnecessariamente o custo de
produção.
PAULA (2005) ajustou o modelo potencial % N = 3,6 MS
-0,367
no manejo da
adubação para o Nitrogênio para a cultura da batata permitindo redução de custos,
diminuição das quantidades de NO
-
3
descartadas no ambiente e menores riscos de
queda na produtividade por doses excessivas de N. Nos sistemas de produção
comercial de tubérculos, os resultados poderão servir de base referencial para
estimar as épocas preferenciais de fornecimento do nitrogênio pela adubação, de
acordo com o acúmulo de massa seca de cada cultivar, de forma a aumentar a
eficiência de uso do nitrogênio pela cultura.
O K é o nutriente para o qual a curva crítica de diluição ao longo do ciclo de
crescimento e desenvolvimento da cultura não foi previamente determinada
,
o que
se torna uma necessidade para o manejo adequado da adubação, já que o mesmo é
indispensável para uma boa produtividade da cultura.
Os objetivos do trabalho foram quantificar o crescimento, a produtividade e a
qualidade de tubérculos sob doses elevadas de K e determinar a curva máxima de
diluição do K, ajustando uma relação com a curva de diluição do N durante o ciclo de
crescimento e desenvolvimento, para ser empregada no diagnóstico e manejo
nutricional da cultura da batata.
3
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 Aspectos gerais da cultura da batata
A batata é uma planta dicotiledônea, pertencente à família Solanácea, gênero
Solanum, o qual contém mais de 2000 espécies, das quais mais de 150 produtoras
de tubérculos. Cerca de 200 espécies silvestres de batata e 20 cultivadas são
conhecidas. Dentre as cultivadas, a mais importante economicamente produzida no
mundo é a espécie Solanum tuberosum. Esta espécie é dividida em duas
subspécies, S. tuberosum subsp. andigena e S. tuberosum subsp. tuberosum. A
subspécie andigena é adaptada a elevadas altitudes, com temperaturas amenas e
dias curtos, condições encontradas no centro de origem. A subspécie tuberosum
passou por uma adaptação a condições de dias longos e temperaturas mais
elevadas (LOPES & BUSO, 1997).
O centro de origem da cultura da batata é a região dos Andes, na América do
Sul, onde espécies silvestres ainda existem. Sua difusão ocorreu na Europa em
1570 e depois na América do Norte em 1691. Após sua chegada na Europa passou
a ser cada vez mais uma importante fonte de alimento. (PEREIRA & DANIELS,
2003)
No Brasil, ocorreu a intensificação do cultivo da batata, assim como de outras
hortaliças na década de 1920, no cinturão verde de São Paulo. Nos últimos 30 anos
a produção dobrou, mesmo com a redução das áreas plantadas. Atualmente o
consumo brasileiro é de 15 Kg por habitante/ano (IBGE, 2004). Estes valores são
considerados modestos quando comparados com alguns paises europeus, em que o
consumo é dez vezes maior. Mesmo assim, a batata é um item importante na dieta
alimentar brasileira, principalmente nas regiões Sul e Sudeste, onde se concentra a
produção (LOPES, 1997).
É a quarta cultura na ordem de importância no mundo, depois do trigo, arroz e
milho. É cultivada em mais de 140 países e consumida por mais de um bilhão de
pessoas. Atualmente, a produtividade média mundial é de 20,5 t ha
-1
. (IBGE, 2004)
A batata é uma solanácea anual, que apresenta caules aéreos, herbáceos, e
suas raízes originam-se da base desses caules ou hastes. O sistema radicular é
delicado e superficial, com raízes concentrando-se até 30 cm de profundidade no
4
solo. As folhas são compostas por folíolos arredondados e as flores hermafroditas
apresentam-se reunidas em inflorescências no topo da planta (FILGUEIRA 2000).
A cultura da batata tolera acidez moderada, produzindo bem na faixa de pH
5,0 a 6,5. Solos com textura leve, arejados e bem drenados, ricos em matéria
orgânica e com saturação por alumínio abaixo de 20%, são os mais favoráveis ao
crescimento dos tubérculos.
É classificada como uma cultura de clima temperado, porém cresce nas
regiões tropicais, com altitude elevada. A cultura é muito sensível ao estresse
hídrico, sendo necessário, portanto, o fornecimento adequado de água, desde o
início da tuberização até a maturidade.
2.2 Estado nutricional da planta de batata
Para a produção de uma tonelada de tubérculos são necessárias as seguintes
quantidades de nutrientes (Tabela 4)
TABELA 3
:
Quantidade de nutrientes exigidas para produção de 1 (uma)
tonelada de tubérculos de batata.
Macronutrientes
(Kg. t
-1
)
Micronutrientes
(g. t
-1
)
Nitrogênio
3,0-5,0
Boro
0,6-1,5
Fósforo
0,3-0,5
Zinco
3,0-5,0
Potássio
4,0-6,5
Ferro
2,0-4,0
Cálcio
0,5-1,5
Cobre
1,3-2,0
Magnésio
0,1-0,3
Manganês
1,7-2,1
Enxofre
0,3-0,8
Molibdênio
0,03-0,04
Tanto as análises de solo como o diagnóstico nutricional da cultura deve ser
adotado para avaliar o uso eficiente de fertilizantes e detectar a suficiência ou
deficiência dos nutrientes. A capacidade da planta absorver do solo os nutrientes
não pode ser prevista somente através de análise do solo, por não levar em
consideração os fatores abióticos que afetam o crescimento (FONTES, 2001).
As análises de tecidos das plantas podem dar um eficiente significado do
estado nutricional e também podem calibrar as exigências de fertilizantes para a
cultura da batata. Pelo monitoramento do estado nutricional da cultura, o potencial
da deficiência pode ser detectado cedo o suficiente para evitar redução no
5
crescimento. Quase todos os órgãos da planta de batata podem ser empregados
para avaliar o estado nutricional, incluindo: folíolos, pecíolos, folhas inteiras, hastes,
raízes, tubérculos e outros desmembramentos das partes da planta
. O pecíolo é a
parte da planta comumente selecionada para uso na análise nutricional da cultura da
batata, embora não seja o mais apropriado para todos os nutrientes ou todas as
situações (WALWORTH & MUNIZ, 1993, REIS JR. & MONNERAT, 2000).
Como a concentração do nutriente varia com o órgão amostrado da planta e
com a época da amostragem (LEWIS & LOVE, 1994), é necessário avaliar a
concentração de partes distintas da planta em diferentes épocas para construir
bancos de dados adequados a concentração nutricional. Várias tentativas foram
realizadas para determinar a concentração nutricional adequada para a cultura da
batata em várias amostras de partes da planta e épocas (REIS JR, 1995; ROCHA et
al., 1997; REIS JR. & MONNERAT, 2000). Entretanto, a quase totalidade dessas
informações aponta níveis nutricionais e doses de adubação relativas a tetos de
produtividade pré-determinados e não levam em conta as dinâmicas do crescimento
e partição da massa seca entre os diferentes órgãos da planta. No tocante aos
teores nutricionais nos tecidos, as informações de literatura não fazem distinção
entre os níveis crítico e máximo de cada nutriente no decorrer do ciclo de
crescimento e desenvolvimento da cultura.
2.3
O Potássio na cultura da batata
O Potássio é importante para a osmorregulação e manutenção do turgor
celular e, conseqüentemente, para expansão celular, função estomática, tropismos e
movimentos foliares. É ativador de um grande número de enzimas sendo
responsável por processos como, fotossíntese, síntese de proteínas e metabolismo
oxidativo. Também afeta o transporte via floema e supre o balanço de cargas
durante a transferência de íons através da membrana celular. (SHABALLA, 2003)
Na cultura da batata são fornecidas altas doses de fertilizantes, dentre os
quais se destacam os potássicos. Os tubérculos de batata removem do solo muito
mais potássio que outros nutrientes. A exportação de potássio é normalmente 1,5
vez a de nitrogênio e quatro a cinco vezes a de fósforo, enquanto que as
exportações de magnésio, enxofre e cálcio são bem menores quando comparadas a
de potássio (PERRENOUD, 1993; YORINORI, 2003). Embora o potássio seja
6
exigido em altas quantidades, doses acima daquelas necessárias para o satisfatório
crescimento e desenvolvimento das plantas podem reduzir a produção de
tubérculos, além de elevar os custos de produção. É interessante ressaltar que altas
doses de potássio podem alterar a relação de K, Ca e Mg. Essas interações ocorrem
tanto nas plantas assim como no solo, porque esses íons têm propriedades químicas
específicas similares e podem competir na absorção, adsorção e transporte na
superfícies das raízes (REIS JR et al., 1999; FAGERIA et al., 1991)
. Quando a
disponibilidade de K é abundante, pode ocorrer o “consumo de luxo”, afetando a
composição da planta e interferindo na absorção e na disponibilidade fisiológica de
Ca
2+
e Mg
-2
. (REIS JR. et al. 1999).
Essa interação ocorre geralmente sob níveis
baixos de Ca
2+
e Mg
-2
, ou alternadamente, quando as plantas são adubadas com
altos níveis de K. A recomendação de adubação potássica para a cultura da batata
para uma produtividade estimada acima de 20t ha
-1
varia de 140 a 220gha
-1
de K
2
O
entre as classes de interpretação muito alto e muito baixo, respectivamente
(COMISSÃO DE QUÍMICA E FERTILIDADE DO SOLO, 2004) (Tabelas 1 e 2).
7
TABELA 1
: Interpretação do teor de potássio conforme as classes de CTC do
solo a pH 7,0
INTERPRETAÇÃO
CTC pH
7,0
(cmol
c
dm
-3
)
> 15,0
5,1 – 15,0
< 5,0
mg de K dm
-3
Muito baixo
Baixo
Médio
Alto
Muito alto
< 30
31 - 60
61 – 90
91 – 180
>180
< 20
21 – 40
41 – 60
61 – 120
> 120
< 15
16 – 30
31 – 45
46 – 90
> 90
Fonte: COMISSÃO DE QUÍMICA E FERTILIDADE DO SOLO, 2004
TABELA 2
: Recomendação de adubação potássica para a cultura da batata
em função da expectativa de rendimento (t ha
-1
).
INTERPRETAÇÃO
Expectativa de rendimento
(t ha
-1
).
< 20
>20
Kg de K
2
O ha
-1
Muito baixo
Baixo
Médio
Alto
Muito alto
180
160
140
120
< 120
220
180
160
140
<140
Fonte: COMISSÃO DE QUÍMICA E FERTILIDADE DO SOLO, 2004
8
2.4 Curvas críticas de acumulação de nutrientes
Métodos de diagnósticos de deficiência de Nitrogênio (N) em plantas podem
ser usados para aumentar a eficiência da utilização do N e reduzir os riscos de
perdas para o ambiente. Esses métodos de diagnóstico devem ser baseados na
definição da concentração crítica de N, que é definida como a concentração mínima
requerida para alcançar o máximo crescimento de uma cultura. O N é o nutriente
para o qual a curva crítica de diluição ao longo do ciclo de crescimento e
desenvolvimento da cultura foi previamente determinada. (LEMAIRE E SALETTE,
1984;LEMAIRE et al., 1997
a;
COLNENNE et. al. 1998).
A curva crítica de N (Nc) é representada pela seguinte equação:
%N = a (MS)
-b
(eq. 1)
onde %N representa a concentração crítica de N (Nc), MS a massa seca da parte
aérea em t ha
-1
e a e b são coeficientes de ajuste do modelo.
A equação da Nc pode ser empregada para estimar a quantidade de N
extraída pela cultura com massa seca total acumulada igual ou superior a 1 t ha
-1
,
através da seguinte transformação:
Kg N = 10.a. MS
(1-b)
(eq. 2).
Os coeficientes do modelo de diluição do N foram ajustados para outras
culturas, como trigo (JUSTES et al., 1994) e tomateiro (TEI et al., 2002). No caso da
batata, estimativas dos coeficientes a e b do modelo foram feitas por GREENWOOD
et al., (1990), DUCHÈNNE et al. (1997) e BÉLANGER et al., (2001). Entretanto,
esses coeficientes não têm valor universal, devendo ser ajustados para diferentes
cultivares e condições ambientais.
No cultivo da batata para consumo há carência de informações detalhadas
sobre o manejo da adubação nitrogenada. PAULA (2005) ajustou um modelo
potencial %N = 3,6. MS
-0,367
à dinâmica de acúmulo de massa seca e nitrogênio
durante o crescimento e desenvolvimento, o qual pode ser empregado como
referência para diagnóstico nutricional, associado com análise foliar e acúmulo de
massa seca da cultura da batata.
No caso do Potássio (K), resultados sobre as curvas de diluição das
concentrações máxima (Km) e crítica (Kc) do K para a cultura da batata não estão
disponíveis na literatura.
9
O modelo de diluição do N durante o ciclo de crescimento e desenvolvimento
das plantas de batata descrito por LEMAIRE et al. (1997) foi estendido para o K
(GREENWOOD & STONE, 1998). Uma relação de proporcionalidade foi
estabelecida entre o teor crítico de N e as concentrações crítica e máxima de K.
Relações desse tipo permitiriam empregar o N como diagnóstico de base, a partir do
qual as necessidades dos demais nutrientes poderiam ser diagnosticadas e
quantificadas, sem a necessidade de proceder análises específicas para cada um
deles.
10
CAPÍTULO I – CRESCIMENTO, PRODUTIVIDADE E QUALIDADE DE
TUBÉRCULOS DE BATATA SOB ALTA DISPONIBILIDADE
DE
POTÁSSIO (Ciência Rural, v. 36, n. 3, 2006).
Crescimento, produtividade e qualidade de tubérculos de batata produzidos
sob alta disponibilidade de potássio
Growth, yield and quality of potato tubers grown under high potassium
availability
RESUMO
O objetivo do trabalho foi quantificar o crescimento e a produtividade e avaliar
a qualidade de tubérculos da cv. Asterix de batata produzidos sob alta
disponibilidade de potássio. O experimento foi conduzido no Departamento de
Fitotecnia da UFSM, RS, em abrigo telado de 200 m
2
, no período entre 28/08/2004 e
30/11/2004. Foram empregadas sacolas de polietileno contendo 1,4Kg de substrato
orgânico
(Plantmax®), com um tubérculo por sacola. Os teores disponíveis de
nutrientes contidos no substrato foram de 95; 1.506; 7.831 e 2.948mg kg
-1
de P, K,
Ca e Mg, respectivamente. Os cinco tratamentos consistiram de doses
suplementares de K fornecidas diariamente por fertirrigação, através de cinco
soluções nutritivas contendo 3,5; 5,5; 6,5; 8,0 e 9,5mmol L
-1
de K. As quantidades
totais de K disponibilizadas em cada sacola através das soluções nutritivas ao longo
do período experimental foram de 912,3; 1.433,7; 1.694,3; 2.085,3 e 2.476,3mg por
planta, respectivamente. Quatro sacolas com plantas de cada tratamento foram
coletadas para quantificar o crescimento e o desenvolvimento e avaliar a qualidade
dos chips. O crescimento da área foliar das plantas aumentou linearmente com a
disponibilidade de K. Não foram observados efeitos significativos sobre o número, a
massa seca e a produtividade de tubérculos e a qualidade dos chips. Níveis
elevados de adubação potássica não exercem efeito depressivo na produtividade de
tubérculos e na qualidade dos chips de batata.
Palavras-chave:
Solanum tuberosum,
fertirrigação, solução nutritiva, massa seca,
nutrição mineral.
11
ABSTRACT
The objective of. Study was to verify the effect of high potassium availability on
plant growth and yield and tuber processing quality of potato, cv. Asterix. The
experiment was conducted in a 200m
2
polyethylene greenhouse at the Departmento
de Fitotecnia, UFSM, from August, 28 to November, 30, 2005. Polyethylene bags
were filled with 4dm
3
of organic substrate (Plantmax ®) and one tuber was planted.
The P, K, Ca and Mg availabilities were 95; 1,506; 7,831 and 2,948mg kg
-1
,
respectively. Plants were daily fertigated with nutrient solutions containing
supplementary K doses of 3.5; 5.5; 6.5; 8.0 and 9.5mmol L
-1
. Potassium available in
each bag during the experimental period was 912.3; 1,433.7; 1,694.3; 2,085.3 e
2,476.3mg per plant, respectively. Four bags with plants of each treatment were
harvested to quantify growth and yield and determine chip quality. The leaf area
index increased with K availability. There were no effect on tuber number, dry mass
and yield and chip quality. High K fertilization rates does not affect tuber yield and
chip quality of potato.
KEY WORDS
:
Solanum tuberosum
, fertigation, nutrient solution, dry mass,
mineral nutrition.
Introdução
O K é um dos nutrientes minerais que, juntamente com o N, participa em
maior quantidade na produção de massa seca vegetal. Duas funções fisiológicas
ligadas diretamente à fotossíntese são atribuídas ao K, que são a regulação do
mecanismo de abertura e fechamento dos estômatos e a translocação dos
assimilados das folhas para regiões de drenos da planta. Além dessas funções, o K
participa como ativador enzimático de um grande número de processos vegetais
(SHABALA, 2003). Esse nutriente é importante para a translocação de açúcares e
síntese de amido (REIS JR & FONTES, 1996), afetando a produtividade
(WESTERMANN et al., 1994b) e a qualidade (WESTERMANN et al.,1994a) dos
tubérculos.
A exportação de K do solo pela cultura da batata é de aproximadamente 1,5
vezes superior ao N e 4 a 5 vezes ao P (PERRENOUD, 1993; YORINORI, 2003). A
recomendação de adubação potássica para uma produtividade estimada acima de
20t ha
-1
varia de 140 a 220gha
-1
de K
2
O entre as classes de interpretação muito alto
12
e muito baixo, respectivamente (COMISSÃO DE QUÍMICA E FERTILIDADE DO
SOLO, 2004). Sendo um elemento com perdas reduzidas por lixiviação, dependendo
da classe de solo e regime hídrico, o acúmulo no solo pode ocorrer após cultivos
sucessivos quando as doses aplicadas ultrapassam as quantidades exportadas pela
cultura. Essa possibilidade existe nos solos da região Sul do Brasil onde é realizado
o cultivo bianual da batata. Tais solos são naturalmente ricos em K, com níveis que
podem interferir no crescimento e produtividade da cultura, devido a distúrbios
nutricionais decorrentes dos antagonismos entre cátions, especialmente o Ca
++
e
Mg
++
. Distúrbios nutricionais têm causado redução de produtividade da batata em
solos onde o somatório de cátions atingiu níveis elevados (JAMES et al, 1994;
DAVENPORT & BENTLEY; 2001; ABDELGADIR et al., 2003). Os antagonismos
ocorreriam tanto entre os cátions considerados isoladamente quanto entre o
somatório dos cátions e os ânions, especialmente o NO
3
-
(GREENWOOD & STONE,
1998).
O objetivo deste trabalho foi, portanto, determinar o efeito de níveis elevados
de adubação potássica no crescimento, produtividade e qualidade de
processamento de tubérculos de batata da cultivar Asterix.
Materiais e Métodos
O experimento foi conduzido no Departamento de Fitotecnia da UFSM, Santa
Maria, em abrigo telado com 200m
2
de área. O plantio foi feito em 28/08/2004, em
sacolas de polietileno contendo 1,4kg de substrato orgânico (Plantmax®), com um
tubérculo da cultivar Asterix em cada sacola, na densidade de 4,4plantas m
-2
. A
análise química do substrato indicou teores disponíveis de 95; 1.506; 7.831 e
2.948mg kg
-1
de P, K, Ca e Mg, respectivamente. Os tratamentos foram constituídos
por cinco soluções nutritivas com concentrações de potássio de 3,5; 5,5; 6,5; 8,0 e
9,5mmol L
-1
, respectivamente para T1, T2, T3, T4 e T5. Os demais nutrientes foram
fornecidos nas concentrações de 13,0 de NO
3
-
/NH
4
+
; 2,0 de H
2
PO
4
-
; 1,0 de SO
4
--
;
1,0 de Mg
++
; 4,0mmol L
-1
de Ca
++
e de 0,03 de Mo; 0,26 de B; 0,06 de Cu, 0,50 de
Mn, 0,22 de Zn e 4,0mg L
-1
de Fe. A condutividade elétrica da solução nutritiva para
fornecimento de K, foi de 1,7; 1,87; 2,19; 2,51 e 2,72dS m
-1
. O pH situou-se entre os
limites de 5,3 e 6,0. As soluções nutritivas foram fornecidas diariamente por meio de
tubos gotejadores, em sistema aberto e com drenagem perdida. Empregou-se um
13
gotejador de vazão igual a 1,4Lh
-1
para cada sacola e um coeficiente de drenagem
de 20%. A freqüência das fertirrigações foi determinada com base na demanda
hídrica da cultura, estimada por unidade de radiação solar e de área foliar de
hortaliças cultivadas no mesmo local em ambiente protegido (DALSASSO et al.,
1997). O volume de solução nutritiva fornecida para cada planta no decorrer do
período experimental totalizou 6,7L, correspondendo a 912,3; 1.433,7; 1.694,3;
2085,3 e 2476,3mg de K para cada tratamento. Foi empregado o delineamento
experimental inteiramente casualizado com três repetições. Cada repetição foi
constituída por uma fileira com 25 sacolas.
Os tubérculos foram colhidos aos 73 dias após o plantio, quando da
senescência das plantas, correspondente ao estádio 87 da escala de BÄTZ et al.
(1980). Quatro sacolas com plantas de cada tratamento foram coletadas para
análise do crescimento a cada sete dias. Imediatamente após a coleta, foram
separados os limbos foliares, hastes e tubérculos, sendo pesados para
determinação da massa fresca. Para determinação da massa seca, essas frações
foram colocados em estufa de circulação forçada de ar, na temperatura de 60ºC, até
massa constante. A área foliar específica de cada planta coletada foi determinada
através da massa seca de 30 discos de 1 × 10
-4
m
2
de diâmetro. Uma relação foi
estabelecida entre a massa seca e a superfície dos discos, a qual foi empregada
para estimar o índice de área foliar da cultura. Foram considerados tubérculos
comerciais aqueles com diâmetro superior a 0,023m. Para as determinações
referentes a coloração dos chips, os tubérculos foram divididos ao meio no sentido
transversal e cortados em fatias de espessura entre 2,5 a 3,0×10
-3
m, fritando-se
apenas as duas fatias centrais para efetuar as determinações. Uma fritadeira
industrial (Top Taylor TTF-35-G) foi empregada para a fritura das fatias em óleo
vegetal a 180°C até cessar o borbulhamento. O tempo médio de fritura foi de três
minutos e a temperatura do óleo foi monitorada por termômetro. Após a fritura, foi
determinada a coloração dos chips através de um colorímetro digital (Minolta CR-
300), efetuando-se duas leituras em cada amostra, com base na metodologia
descrita por EDWARDS et al. (2002) e BLENKINSOP et al. (2002). Esse aparelho
determina a coloração através de três variáveis: L*, a* b*. O indicador L* refere-se a
tonalidade e varia do preto (L*=0) ao branco (L*=100), enquanto as escalas a*e b*
referem-se às cores, variando do vermelho ao verde e do amarelo ao azul,
respectivamente. Para a determinação da coloração dos chips foi utilizado somente
14
o L*, pois é esta variável que determina o escurecimento. Os dados foram
submetidos à análise de variância e as médias comparadas por regressão
polinomial.
TABELA 4
- Composição das soluções nutritivas empregadas como
tratamentos para determinação do efeito da disponibilidade de potássio sobre o
crescimento e desenvolvimento de plantas de batata cv. Asterix. Santa Maria,
RS, UFSM, 2004.
Tratamentos (g 100 L
-1
)
Fertilizantes
T1
T2
T3
T4
T5
KNO
3
141,4
141,4
202,2
202,2
202,2
Ca(NO
3
)
2
377,76
377,76
377,76
377,76
377,76
KH
2
PO
4
0
81,6
81,6
81,6
81,6
K
2
SO
4
0
0
0
52,28
52,28
KCl
0
0
0
0
44,76
MgSO
4
98,6
98,6
98,6
98,6
98,6
NH
4
NO
3
0
24,0
0
0
0
NH
4
H
2
PO
4
69,0
0
0
0
0
Resultados e Discussão
Houve efeito significativo das doses de K no crescimento da área foliar da
cultura. O índice de área foliar aumentou de 3,21 a 4,44, seguindo uma relação
linear (Figura 1A). O número total de tubérculos por planta variou entre 6 a 8 na
categoria comercial e de 14 e 18 na não comercial, sem diferença significativa entre
os tratamentos. Os resultados de massa seca e coloração dos chips não
apresentaram diferenças significativas (Figura 1B e 1C). As médias da massa seca
foram de 130,1; 108,2; 20,7 por planta de massa seca total, dos tubérculos e da
parte aérea, respectivamente (Figura 1B). A produção de massa seca
correspondente aos tubérculos foi de 83,2%. A produtividade de tubérculos foi de
34,4; 33,2; 29,7; 33,7 e 35,1t ha
-1
para as diferentes doses de K aplicadas, sem
diferenças significativas. A coloração dos chips variou de 59 a 64, sem diferenças
significativas (Figura 1C).
15
Os resultados do efeito de doses de K na produtividade da batata
apresentados na literatura são contraditórios, mostrando a ausência de resposta
(JAMES et al., 1994; DAVENPORT & BENTLEY, 2001; ABDELGADIR et al., 2003)
ou efeitos positivos (WESTERMANN et al., 1994; MARCHAND & BORRIÉ, 2000).
Essas discrepâncias podem ser atribuídas à composição química do solo, afetando a
disponibilidade do nutriente às plantas, ou a teores elevados no solo, acima das
necessidades da cultura. Em solos calcários com teores elevados de Ca
++
e Mg
++
, a
falta de resposta ao K foi atribuída a interações antagônicas entre os três elementos
(LOCASCIO et al 1992.; JAMES et al., 1994). A ausência de resposta foi associada
a teores de K disponível no solo superiores a 200mg L
-1
(ABDELGADIR et al., 2003).
Respostas positivas na produtividade foram obtidas em culturas conduzidas em
solos com baixos teores desse elemento e com adubação balanceada
(WESTERMANN et al., 1994). Neste experimento, a falta de resposta do K na
produtividade pode ser atribuída a níveis de disponibilidade acima das necessidades
das plantas de batata. As quantidades de K disponibilizadas para cada planta
através do substrato e do volume das soluções nutritivas fornecidas foram de 3.021;
3.540; 3.801; 4.192 e 4.582mg por planta em cada tratamento. Caso o experimento
tivesse sido realizado empregando-se solo com teor de K da ordem de 180mg kg
-1
,
considerado muito alto pela COMISSÃO DE QUÍMICA E FERTILIDADE DO SOLO
(2004), a quantidade disponível para cada planta teria sido de 252mg por planta.
Isso significa que as disponibilidades de K pelos tratamentos situaram-se entre 12 e
18 vezes acima daquela de um solo com teores muito altos.
Os níveis de K induziram efeito positivo sobre a área foliar, a qual aumentou
linearmente com as doses fornecidas (Figura 1A). Esse resultado é surpreendente,
uma vez que o crescimento da área foliar das culturas tem sido relacionado com a
disponibilidade de nitrogênio (YIN et al., 2003). Uma das funções do K na planta está
associada com o transporte dos assimilados (SHABALA, 2003). Esse processo
explicaria a influência do K no crescimento de órgãos de acumulação e reserva
como os tubérculos, pois os mesmos atingiram uma proporção superior a 80% da
massa seca total ao final do ciclo de crescimento e desenvolvimento da cultura.
Entretanto, o fluxo do K nas folhas poderia ter sido influenciado indiretamente pelo
crescimento dos tubérculos, pois existem indicações na literatura de que a taxa de
absorção mineral pelas raízes não seria suficiente para atender a demanda de
nutrientes decorrente da taxa de crescimento dos órgãos de acumulação e reserva.
16
A diferença entre essas taxas seria tanto maior quanto menor a disponibilidade de
nutrientes ao redor das raízes. O déficit de nutrientes decorrente dessa diferença
seria suprido pela remobilização da parte vegetativa da planta (SINCLAIR & DE WIT,
1975). Maiores quantidades de K disponíveis para as raízes reduziriam a
remobilização, aumentando a duração do período de vida das folhas, conforme
observações anteriores feitas em outras espécies (LE BOT et al., 1994). Isso
significa que o fornecimento do nutriente via solução nutritiva facilitaria a absorção
pelas raízes, confirmando uma das vantagens da fertirrigação como método de
adubação.
Conclusões
Os resultados deste experimento indicam que níveis elevados de adubação
potássica não exercem efeito depressivo na produtividade e nem promovem o
escurecimento dos chips de batata, em condições de níveis compatíveis dos demais
cátions macronutrientes. Isso é importante na produção comercial, uma vez que
grande parte da batata cultivada no Brasil provém de lavouras conduzidas em solos
com teores naturalmente elevados de K.
17
Figura 1
–
Índice de área foliar (A), massa seca total (MStot), de tubérculos (MStub) e da
parte aérea (MSaérea) (B) e coloração dos chips (C) da cultivar Asterix de batata
produzida sob doses de K de 3,5; 5,0; 6,5; 8,0 e 9,5mmol L
-1
na solução nutritiva. Santa
Maria, UFSM, 2004.
0
50
100
150
200
Massa seca total (g por planta)
MStot
MStub
MSveg
y = 0,2114x + 2,43
r
2
= 0,97
0
1
2
3
4
5
Índice de área foliar (m2 m
-2
)
A
0
30
60
90
0
2
4
6
8
10
Doses K (mmol L
-1
)
Coloração dos chips (L*)
B
C
18
CAPÍTULO II- RELAÇÃO POTÁSSIO-NITROGÊNIO PARA O DIAGNÓSTICO E
MANEJO NUTRICIONAL DA CULTURA DA BATATA, CV. ASTERIX.
Relação potássio-nitrogênio para o diagnóstico nutricional e manejo da
adubação da cultura da batata.
Resumo
-
O objetivo do trabalho foi determinar a curva máxima de diluição do K e
ajustar uma relação com a curva de diluição do N durante o crescimento e
desenvolvimento da cultura, para ser empregada no diagnóstico e manejo nutricional
da cultura da batata. O experimento foi conduzido no Departamento de Fitotecnia da
UFSM, RS, em abrigo telado de 200m
2
, no período entre 28 de agosto a 30 de
novembro de 2004. Foram empregadas sacolas de polietileno de 4dm
3
, contendo
1,4kg de substrato orgânico
(PlantmaxHA®), onde foi plantado um tubérculo da
cultivar Asterix por sacola. A disponibilidade de nutrientes no substrato foi de 95;
1.506; 7.831 e 2.948 mg kg
-1
de P, K, Ca e Mg, respectivamente. A solução nutritiva
com as concentrações de 13,0 de NO
3
-
/NH
4
+
; 2,0 de H
2
PO
4
-
; 1,0 de SO
4
--
; 1,0 de
Mg
++
; 4,0mmol L
-1
de Ca
++
e de 0,03 de Mo; 0,26 de B; 0,06 de Cu, 0,50 de Mn, 0,22
de Zn e 4,0mg L
-1
de Fe foi fornecida diariamente por fertirrigação. Os cinco
tratamentos consistiram de doses suplementares de K na solução nutritiva de 3,5
(T1); 5,5 (T2); 6,5 (T3); 8,0 (T4) e 9,5 (T5)mmol L
-1
. Foi empregado o delineamento
experimental inteiramente casualizado, com quatro repetições de 25 sacolas. Quatro
sacolas com plantas de cada tratamento foram coletadas em intervalos semanais,
para análise do crescimento e determinação dos teores de N e K. A curva de
máxima de diluição do K foi ajustada conforme a expressão %K = 5,54MS
-0,317
, onde
MS corresponde a massa seca acumulada. A extração máxima de K durante o ciclo
de crescimento e desenvolvimento pode ser obtida pela expressão: Kg ha
-1
de K
= 55,4 MS
0,683
. A estimativa dos teores máximos de K (Km) a partir dos teores
críticos de N (Nc) pode ser obtida através da expressão %Km = 1,137%Nc + 1,35.
Termos de indexação:
Solanum tuberosum, diluição, nutrição mineral, adubação.
19
A nitrogen-potassium relationship for diagnosis of plant nutritional status and
fertilization of the potato crop.
Abstract - The goal of study was to determine the K maximum dilution curve and to
adjust a relationship with the N dilution curve, during plant growth and development,
for the nutritional diagnosis and fertilization of the potato crop. The experiment was
carried out in a 200m
2
polyethylene greenhouse at the Department of Fitotecnia,
UFSM, from August 28 to November 30, 2004. Polyethylene bags of 4dm
3
were filled
with 1,4kg of the organic substrate (PlantmaxHA®). One tuber of the cv. Asterix was
planted per bag. The P, K, Ca and Mg availabilities in the substrate were respectively
95; 1,506; 7,831 and 2,948mg kg
-1
. Nutrients were supplied daily by solutions with
concentrations of 13.0 of NO
3
-
/NH
4
+
; 2.0 of H
2
PO
4
-
; 1.0 of SO
4
--
; 1.0 of Mg
++
; and
4.0mmol L
-1
of Ca
++
and 0.03 of Mo; 0.26 of B; 0.06 of Cu, 0.50 of Mn, 0.22 of Zn and
4.0mg L
-1
of chelated Fe. Treatments were additional K concentrations in the nutrient
solution of 3.5 (T1); 5.5 (T2); 6.5 (T3); 8.0 (T4) and 9.5 (T5)mmol L
-1
. A completely
randomised experimental design was used with four replications of 25 bags. Four
bags were harvested at week intervals to quantify plant growth and to determine N
and K tissue concentration. The maximum K dilution curve was %K = 5.54DM
-0.317
,
where DM correspond to dry matter accumulation. The maximum uptake during
growth and development was Kg ha
-1
of K = 55.4DM
0.683
. The relationship
%Km = 1.137%Nc + 1.35 can be used to estimate maximum K (Km) from critical N
(Nc) concentrations.
Index terms
: Solanum tuberosum, dilution, mineral nutrition, fertilization.
Introdução
A área plantada no Brasil com a cultura da batata tem sido de
aproximadamente 150.000ha ano
-1
, com uma produção de 2.500.000t e consumo de
15 kg por habitante/ano (IBGE, 2004). Os principais Estados produtores são Minas
Gerais, São Paulo, Paraná e Rio Grande do Sul, representando 98,5% da produção
nacional.
Elevadas doses de fertilizantes são empregadas na adubação dessa cultura.
A exportação de potássio é 1,5 vez maior do que a do nitrogênio e de quatro a cinco
vezes maior do que a do fósforo (PERRENOUD, 1993; YORINORI, 2003). As
indicações de adubação potássica para a cultura da batata para produtividades
20
acima de 20t ha
-1
são de 140 e 220kg ha
-1
de K
2
O, respectivamente para os teores
no solo considerados muito alto e muito baixo (COMISSÃO DE QUÍMICA E
FERTILIDADE DO SOLO, 2004).
Na região Sul do Brasil, são realizados dois cultivos anuais na mesma área,
conhecidos como safra e safrinha, em solos naturalmente ricos em K. Nessas
condições, as perdas desse nutriente por lixiviação são reduzidas e o acúmulo pode
ocorrer no decorrer dos anos. Embora o potássio seja exigido em altas quantidades,
quando em doses excessivas, pode reduzir a produção de tubérculos, por interferir
no equilíbrio eletroquímico das células, afetando a absorção e disponibilidade
fisiológica de Ca
++
e Mg
++
(REIS JR. et al, 1999).
As atuais indicações de adubação são unicamente baseadas na análise de
solo e não levam em conta a exportação de nutrientes pela cultura. A exportação de
K varia em função da produção de massa seca, do índice de colheita e de fatores
ambientais que interferem nos processos de crescimento e absorção mineral
(FONTES, 2001). Por esse motivo, métodos que levem em conta o teor de nutrientes
nos tecidos da planta devem ser empregados para maximizar a eficiência de uso da
adubação.
O N é o elemento para o qual os métodos indiretos de diagnóstico nutricional
estão mais desenvolvidos, especialmente a determinação in situ do teor de clorofila
das folhas (FONTES, 2001). Esse método pode ser diretamente relacionado com a
curva crítica de diluição, permitindo diagnósticos em nível de lavoura. No caso da
batata, a curva crítica de diluição do N (Nc) foi previamente ajustada para diferentes
cultivares e condições ambientais (GREENWOOD et al., 1990; DUCHÈNNE et al.,
1997; BÉLANGER et al., 2001). Para a cultivar Asterix, PAULA (2005) ajustou a
equação N% = 3,6 MS
-0,367
, a qual pode ser transformada na expressão Kg ha
-1
de N
= 36 MS
0,633
, onde MS é a massa seca acumulada. No caso do K, existem
indicações de literatura sobre os teores nos órgãos da planta associados a
determinados níveis de produtividade (FONTES et al. 1996; REIS JR &
MONNERAT, 2001; YORINORI, 2003). Porém, aqueles teores foram obtidos a partir
de diferentes doses de adubação potássica aplicadas no solo e não traduzem a
dinâmica de absorção em relação à acumulação de massa seca da cultura.
Resultados sobre as curvas de diluição das concentrações máxima (Km) e crítica
(Kc) do K para essa cultura não estão disponíveis na literatura.
21
O modelo de diluição do N durante o ciclo de crescimento e desenvolvimento
das plantas de batata descrito por LEMAIRE et al. (1997) foi estendido para o K
(GREENWOOD & STONE, 1998). Esse modelo está baseado no crescimento e
partição da massa seca entre um compartimento metabólico, formado pelas folhas, e
um compartimento estrutural ou de armazenamento. Os teores nos diferentes órgãos
da planta e a absorção do N são estimados através das dinâmicas de crescimento
desses dois compartimentos. Aqueles autores aplicaram o modelo para o K sob a
hipótese de que a concentração decresce com o aumento da biomassa das culturas,
mantendo uma relação de proporcionalidade com a concentração crítica de N. Os
autores validaram o modelo em 16 espécies de hortaliças e confirmaram a existência
desta relação, tanto para a concentração crítica quanto a máxima de K.
O objetivo do trabalho foi determinar a curva máxima de diluição do K e
ajustar uma relação com a curva de diluição do N durante o crescimento e
desenvolvimento das plantas, para ser empregada no diagnóstico e manejo
nutricional da cultura da batata.
Materiais e Métodos
O experimento foi conduzido no Departamento de Fitotecnia da UFSM, Santa
Maria, em abrigo telado com 200m
2
de área. O plantio foi feito em 28/08/2004, em
sacolas de polietileno contendo 1,4kg de substrato orgânico (Plantmax®), com um
tubérculo da cultivar Asterix em cada sacola, na densidade de 4,4plantas m
-2
. A
análise química do substrato indicou teores disponíveis de 95; 1.506; 7.831 e
2.948mg kg
-1
de P, K, Ca e Mg, respectivamente. Os tratamentos foram constituídos
por cinco soluções nutritivas com concentrações de potássio de 3,5; 5,5; 6,5; 8,0 e
9,5mmol L
-1
, respectivamente para T1, T2, T3, T4 e T5. Os demais nutrientes foram
fornecidos nas concentrações de 13,0 de NO
3
-
/NH
4
+
; 2,0 de H
2
PO
4
-
; 1,0 de SO
4
--
;
1,0 de Mg
++
; 4,0mmol L
-1
de Ca
++
e de 0,03 de Mo; 0,26 de B; 0,06 de Cu, 0,50 de
Mn, 0,22 de Zn e 4,0mg L
-1
de Fe. A condutividade elétrica da solução nutritiva para
fornecimento de K, foi de 1,7; 1,87; 2,19; 2,51 e 2,72dS m
-1
. O pH situou-se entre os
limites de 5,3 e 6,0. As soluções nutritivas foram fornecidas diariamente por meio de
tubos gotejadores, em sistema aberto e com drenagem perdida. Empregou-se um
gotejador de vazão igual a 1,4Lh
-1
para cada sacola e um coeficiente de drenagem
de 20%. A freqüência das fertirrigações foi determinada com base na demanda
hídrica da cultura, estimada por unidade de radiação solar e de área foliar de
22
hortaliças cultivadas no mesmo local em ambiente protegido (DALSASSO et al.,
1997). O volume de solução nutritiva fornecida para cada planta no decorrer do
período experimental totalizou 6,7L, correspondendo a 912,3; 1.433,7; 1.694,3;
2085,3 e 2476,3mg de K para cada tratamento. Foi empregado o delineamento
experimental inteiramente casualizado com três repetições. Cada repetição foi
constituída por uma fileira com 25 sacolas.
Os tubérculos foram colhidos aos 73 dias após o plantio, quando da
senescência das plantas, correspondente ao estádio 87 da escala de BÄTZ et al.
(1980). Quatro sacolas com plantas de cada tratamento foram coletadas para
análise do crescimento a cada sete dias. Imediatamente após a coleta, foram
separados os limbos foliares, hastes e tubérculos, sendo pesados para
determinação da massa fresca. Para determinação da massa seca, essas frações
foram colocados em estufa de circulação forçada de ar, na temperatura de 60ºC, até
massa constante. A área foliar específica de cada planta coletada foi determinada
através da massa seca de 30 discos de 1 × 10
-4
m
2
de diâmetro. Uma relação foi
estabelecida entre a massa seca e a superfície dos discos, a qual foi empregada
para estimar o índice de área foliar da cultura. Foram considerados tubérculos
comerciais aqueles com diâmetro superior a 0,023m.
A massa seca foi moída em moinho tipo Willey. Os teores de potássio foram
determinados por espectrofotometria de chama e de nitrogênio pelo método Kjeldahl,
conforme descrito por TEDESCO et al. (1995). Os teores de N e de K na massa
seca foram empregados para ajustar regressões polinomiais no decorrer do
crescimento e desenvolvimento da cultura, para planta inteira e diferentes órgãos.
Resultados
A maior disponibilidade de K não aumentou a produtividade de tubérculos,
que foi equivalente a 34,4; 33,2; 29,7; 33,7 e 35,1t ha
-1
, respectivamente para os
cinco tratamentos. As diferentes doses de K também não promoveram diferenças
nas concentrações na massa seca, em nível da planta inteira de cada coleta
efetuada durante o ciclo de crescimento e desenvolvimento (Figura 2). Os dados
entre coletas periódicas ajustaram-se ao mesmo modelo potencial empregado por
outros autores para explicar a diluição do N durante o ciclo da cultura da batata
(GREENWOOD et al., 1990; DUCHÈNNE et al., 1997; BÉLANGER et al., 2001;
PAULA et al., 2005). Uma única curva de diluição foi ajustada com os resultados de
23
todos os tratamentos, sendo %K = 5,54MS
-0,317
com r
2
= 0,90. A concentração de K
estimada pela equação nas fases iniciais do ciclo de desenvolvimento, representada
pelo coeficiente
α
de 5,54, foi 11,9% superior àquela proveniente dos resultados
adapatados de YORINORI (2003), que foi de 4,95. A intensidade da diluição foi
menos acentuada nos resultados atuais, representada pelo coeficiente
β
do modelo,
que foi de -0,32 nestes e de -0,40 naqueles. Os resultados atuais da concentração
de N também se ajustaram ao modelo potencial, sem diferir significativamente da
curva crítica de diluição ajustada anteriormente por PAULA et al. (2005) para a
mesma cultivar e no mesmo local.
O teor de K nas folhas não demonstrou relação com o acúmulo de massa
seca das plantas nas disponibilidades inferiores de K (T1, T2 e T3) (Figura 3A).
Entretanto, o teor aumentou em T4 e T5. Tendência oposta foi observada nas hastes
e tubérculos, onde os teores diminuíram linearmente à medida que avançou o ciclo
de crescimento e desenvolvimento das plantas (Figura 3B). Nesses dois órgãos, não
foram observadas diferenças significativas entre os tratamentos. Os teores de K
foram 2,2 vezes superiores nas hastes do que nos tubérculos.
Uma relação linear foi ajustada entre os teores de K e N em nível da planta
inteira durante todo o ciclo da cultura, indicando que o acúmulo desses dois
nutrientes obedece a uma relação simples de proporcionalidade (Figura 4).
Discussão
A diluição de K em plantas de batata no decorrer do ciclo de crescimento e
desenvolvimento seguiu o mesmo modelo descrito para o N por PAULA (2005). O
fato de os dois nutrientes ajustarem-se ao mesmo modelo de diluição pode ser
atribuído às funções fisiológicas no metabolismo das plantas. Enquanto o N está
associado, principalmente, com a síntese de proteínas e clorofila, o K é o principal
regulador iônico, afetando, dentre outros processos, a ativação das enzimas, o
transporte de solutos, os tropismos e a abertura e fechamento dos estômatos. Isso
significa que esses dois nutrientes concentram-se em órgãos com elevada atividade
metabólica, a qual está associada com o crescimento, a diferenciação dos órgãos
e/ou com mecanismos de regulação (SHABALLA, 2003; GREENWOOD & STONE,
1998). Em nível de planta inteira, os teores representam o resultado ponderal do
produto entre o teor nos tecidos de cada órgão e a respectiva fração na composição
da massa seca total da planta. A diluição no decorrer do ciclo da cultura é
24
determinada pelo metabolismo e também pelas relações de competição que regem a
partição da massa seca entre os órgãos da planta. Nas fases iniciais do ciclo de
crescimento e desenvolvimento, as folhas e hastes constituíram-se nos drenos
principais da planta, com teores máximos de K respectivamente de 4,3 e 10,4%
(Figura 3A). Nas fases finais, os tubérculos representaram aproximadamente 80%
da massa seca total, com teores máximos de K de 2,5%.
GREENWOOD & STONE (1998) demonstraram que durante o ciclo de outras
espécies de plantas, tanto o teor crítico de K quanto a máxima diluição decrescem
proporcionalmente com a taxa relativa de crescimento. Na busca de uma relação
N/K, esses autores partiram da curva crítica de diluição do N. Essa opção justificou-
se pelo fato de que, no manejo da adubação nitrogenada, os níveis excessivos de N
são evitados, porque reduzem a produtividade das culturas e podem poluir o
ambiente. Com relação ao K, esses riscos são reduzidos, porque a lixiviação é
menos acentuada do que a do N e teores na planta acima daqueles críticos podem
ser benéficos, por aumentar o período de atividade das folhas (LE BOT et al., 1994,
COGO et. al., 2006) e a qualidade dos tubérculos (MCNABNAY et al., 1999) e por
reduzir a suscetibilidade ao ataque de pragas (AZEREDO et al., 2004). No caso da
batata cultivada na região Sul do Brasil, a disponibilidade de K é naturalmente
elevada no solo e uma das estratégias de adubação tem por objetivo evitar o
esgotamento da fertilidade. Por esses motivos, o diagnóstico nutricional do K com
base no teor máximo na planta é preferível. Os resultados apresentados permitem
considerar a curva máxima de diluição do K como representando as doses máximas
possíveis em cada fase do ciclo de crescimento e desenvolvimento das plantas da
cultivar Asterix. Isso decorre do fato de que todos os tratamentos indicaram teores
similares em nível da planta inteira, mesmo com doses de 3.021; 3.540; 3.801; 4.192
e 4.582 mg disponibilizadas para cada planta através do substrato e do volume das
soluções nutritivas fornecidas em cada tratamento. Essas disponibilidades de K
situaram-se entre 12 e 18 vezes acima daquelas de um solo com teores
considerados muito altos (COMISSÃO DE QUÍMICA E FERTILIDADE DO SOLO,
2004).
A expressão %Km = 1,137%Nc + 1,35 (Figura 4) poderá ser empregada para
diagnosticar o estado nutricional das lavouras, com base no teor de N. Através
desse diagnóstico é possível estimar as quantidades extraídas desses nutrientes e
inferir sobre os níveis de suficiência (LEMAIRE et al., 1997). No caso de outros
25
genótipos de batata, ajustes poderão ser necessários, levando em conta
principalmente a partição da massa seca entre os órgãos da planta. Esses ajustes
poderão ser feitos em um primeiro momento através da média ponderada da massa
seca dos diferentes órgãos em relação à massa seca total, a qual é determinante da
concentração em nível da planta inteira.
Os teores de N empregados para estabelecer essa relação confirmaram
também a curva crítica de diluição do N ajustada anteriormente para a mesma
cultivar por PAULA (2005). Para este nutriente, são disponíveis métodos indiretos de
diagnóstico baseados no teor de clorofila e na reflexão/irradiação da cobertura
vegetal, os quais oferecem maior rapidez que as análises químicas. Além disto, o
diagnóstico pode ser automatizado em veículos altos, como ferramenta da
agricultura de precisão (FONTES, 2001). Uma vez concluída a diagnose do N,
aquela do K poderá ser estimada através da relação ajustada.
Através do emprego da equação transformada Kg ha
-1
= 10 αMS
(1-
β
)
, obteve-
se a quantidade de 1,9Kg de K extraído para cada unidade de N extraído pela
cultura. Essa quantidade é 26,6% superior àquela obtida dos dados adaptados de
YORINORI (2003), confirmando a hipótese de que o atual ajuste representa as
quantidades máximas extraídas pela cultura da batata. A extração máxima de K para
atingir a produtividade média de tubérculos de 33 t ha
-1
foi de 226Kg ha
-1
. Essa
quantidade é 61,4% superior a dose de adubação potássica recomendada pela
COMISSÃO DE QUÍMICA E FERTILIDADE DO SOLO (2004), que é de 140Kg ha
-1
para solos com teores muito altos desse nutriente. Isso significa que o manejo atual
da adubação da cultura da batata nessa região deve ser ajustada aos níveis de
produtividade, a fim de evitar o esgotamento da fertilidade do solo.
26
Conclusões
1. A curva máxima de diluição do K para a cultivar Asterix de batata é
%K = 5,54MS
-0,317
, sendo MS a massa seca acumulada.
2. A extração máxima de K durante o ciclo de crescimento e
desenvolvimento das plantas desta cultivar pode ser obtida pela expressão
Kg ha
-1
de K = 55,4 MS
0,683
.
3. A estimativa dos teores máximos de K a partir dos teores críticos de N
pode ser feita pela expressão %Km = 1,137%Nc + 1,35, sendo Km o teor
máximo de K e Nc o teor crítico de N.
4. Os resultados apresentados neste trabalho indicam a possibilidade de
manejar a cultura da batata através de critérios mais precisos do que
aqueles que têm sido empregados até o presente momento, baseados
unicamente na análise do solo.
27
FIGURA 2
– Teores de N e K na massa seca de planta inteira (MS aérea + MS
tub.) durante o ciclo de crescimento e desenvolvimento de plantas de batata da
cultivar Asterix, cultivadas com cinco níveis de disponibilidade de K. Santa Maria,
RS, 2004
%N = 3,75MS
-0,46
r
2
= 0,95
%K = 5,54MS
-0,317
r
2
= 0,901
0
2
4
6
8
0
2
4
6
8
Massa da matéria seca total (t ha
-1
)
Teores (dag Kg
-1
)
N
T1
T2
T3
T4
T5
Yorinori (2003)
Paula (2005)
28
Tuber. = -0,161x + 3,43
r2 = 0,68
Haste = -0,473x + 10,86
r2 = 0,72
0
2
4
6
8
10
12
0
2
4
6
8
MS total (t ha
-1
)
Teor de K haste e tubérculo (dag kg
-
1
)
B
y = 0,162x2 - 1,196x + 7,7
R2 = 0,85
y = 0,14x2 - 0,64x + 4,6
R2 = 0,88
0
2
4
6
8
0
2
4
6
8
Teor de K folha (dag Kg-1)
T1
T3
T4
T2
T5
FIGURA 3
– Teores de N e K na massa seca (MS) de folhas (A) hastes e
tubérculos (B) durante o ciclo de crescimento e desenvolvimento de plantas de
batata da cultivar Asterix, cultivadas com cinco disponibilidades de K. Santa
Maria, RS, 2004.
29
%K = 1,1371%N + 1,3457
r
2
= 0,90
0
1
2
3
4
5
6
7
0
2
4
6
8
Teores de N (dag Kg
-1
)
Teores de K (dag Kg
-1
)
FIGURA 4
– Relação entre as concentrações de N e de K na massa seca de
planta inteira (MS aérea + MS tub.) durante o ciclo de crescimento e
desenvolvimento de plantas de batata da cultivar Asterix, cultivadas com cinco
disponibilidades de K. Santa Maria, RS, 2004.
30
DISCUSSÃO GERAL
A primeira fase desse manejo consiste em estimar a extração de nutrientes
com base no nível de produtividade esperado para a lavoura, levando em conta o
potencial de produção da região e da época de cultivo. Essa estimativa pode ser
feita mediante o uso dos modelos ajustados neste trabalho, conforme exemplificado
na Tabela 5.
TABELA 5
- Indicações da extração de N e K pela cultura da batata para
diferentes níveis de produtividade de tubérculos.
Produtividade( t ha
-1
)
Massa seca total ( t ha
-1
)
Quantidades extraídas (Kg ha
-1
)
Nitrogênio
Potássio
15
3,6
75,06
136,37
20
4,8
87,71
160,97
25
6,0
98,97
187,35
30
7,2
109,24
212,08
33
7,9
114,86
225,89
35
8,4
118,74
235,52
40
9,6
127,65
257,90
45
50
10,8
12,0
136,05
144,04
279,41
300,16
55
13,2
151,66
320,26
60
14,4
158,98
339,78
A estimativa do acúmulo de massa seca total da cultura no decorrer do ciclo
de crescimento e desenvolvimento pode ser feita a partir de uma relação polinomial
conforme aquela ajustada por Paula (2005) (Tabela 6).
31
TABELA 6
- Estimativa do acúmulo de massa seca total (MS aérea + MS tub.) e
de N durante o ciclo de crescimento e desenvolvimento da batata cv. Asterix,
para uma produtividade de tubérculos de 52,7 t ha
-1
, no período de safra. Santa
Maria, RS, UFSM, 2004.
Dias após o
plantio
Massa seca acumulada (t ha
-1
)
(MS=0,0912DAP
2
–7,2756DAP+189,67)
40
1,961
47
2,964
54
2,760
61
3,749
68
5,132
75
6,908
82
9,077
A segunda fase do manejo consiste em verificar se as doses de fertilizantes
estimadas na etapa anterior estão ajustadas de forma a manter a lavoura no estado
nutricional adequado. Para tal, amostras de tecido poderão ser coletadas na lavoura
em diferentes fases do ciclo de crescimento e desenvolvimento para determinação
do teor de N. A suficiência desse teor poderá ser diagnosticada pela curva crítica de
diluição, bem como as quantidades de fertilizantes a adicionar pela adubação, no
caso de alguma deficiência ser detectada. O método poderá ainda vir a ser
estendido para outros nutrientes além do K, mantendo sempre o N como variável de
entrada para as relações de proporcionalidade.
32
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