avaliação de carcaças bovinas
TRANSCRIPT
CIÊNCIAS AGRÁRIAS
Tecnologias e Perspectivas
Organizadores Odair José Kuhn
Ricardo Vianna Nunes
José Renato Stangarlin
Leandro Rampim Rubens Fey
Neumárcio Vilanova da Costa Patrícia Barcellos Costa
Vandeir Francisco Guimarães
Maximiliane Alavarse Zambom
Universidade Estadual do Oeste do Paraná Marechal Cândido Rondon
Março 2015
Copyright ©
Centro de Ciências Agrárias/ Unioeste 1ª Edição 2015 Organização: Odair José Kuhn Ricardo Vianna Nunes José Renato Stangarlin Leandro Rampim Rubens Fey Neumárcio Vilanova da Costa Patrícia Barcellos Costa Vandeir Francisco Guimarães Maximiliane Alavarse Zambom Universidade Estadual do Oeste do Paraná Rau Pernambuco 1777, Centro 85.960-000 – Marechal Cândido Rondon – PR – Brasil Fone: (45) 3284 7878 www.unioeste.br Reitor Paulo Sergio Wolff Diretor do Campus de Marechal Cândido Rondon Paulo José Koling Diretor do Centro de Ciências Agrárias Ricardo Vianna Nunes
Dados Internacionais de Catalogação-na-Publicação (CIP)
(Biblioteca da UNIOESTE – Campus de Marechal Cândido Rondon – PR., Brasil)
Ciências agrárias: tecnologias e perspectivas / organizado por Odair José Kuhn et al C574c Marechal Cândido Rondon: Universidade Estadual do Oeste do Paraná, 2015.
360 p.
ISBN: 978-85-68205-03-7
1. Agricultura. 2. Fitopatologia. 3. Pragas – Controle biológico. 4. Alimentação dos
animais. I. Kuhn, Odair José et al. II. Título.
CDD – 22.ed. 630
CIP-NBR 12899
Ficha catalográfica elaborada por Marcia Elisa Sbaraini Leitzke CRB-9ª/539
Capa elaborada por Vinícius Mattia e Leamdro Rampim
Contracapa: Araucária, árvore símbolo do Paraná - propriedade rural em Larangeras do Sul-PR
APRESENTAÇÃO
As ciências agrárias desempenham papel imprescindível no crescimento da
nação brasileira, por ser um país essencialmente agrícola, grande produtor de
alimentos para si e para o mundo. O conhecimento de métodos, técnicas e
tecnologias modernas para produtividades adequadas ao patamar de excelência,
depende desta ciência que vem ao longo de décadas não só produzindo pesquisa
de ponta, mas ensino e extensão, favorecendo o desenvolvimento do rural brasileiro,
elevando os rendimentos sejam de empresários ou famílias rurais, cuja função social
é produzir alimentos e matérias primas renováveis.
Neste contexto a Universidade Estadual do Oeste do Paraná, através de seu
Centro de Ciências Agrárias tem desenvolvido o Congresso de Ciências Agrárias da
Unioeste (SECIAGRA) que na sua sétima edição propôs debater assuntos
relacionados a tecnologia e suas perspectivas, reunindo pesquisadores, professores
e técnicos especializados que compartilharam seus conhecimentos no VII
SECIAGRA – Congresso de Ciências Agrárias da Unieste conjuntamente com o IV
ERCA – Encontro Regional de Controle Alternativo de Pragas e Doenças, ocorrido
no mês de junho de 2014. Deste encontro elaborou-se esta obra agrupando a
maioria das paletras em forma de capítulos sendo uma preciosa fonte para
consultas.
Nesta obra são abordados temas como geotecnologias para o meio rural,
agricultira conservacionista para conservação dos solos, aplicação de modelagem
matemática na recomendação de adubação, método de calagem com base na
participação de cálcio e magnésio no comlexo de troca, fixação biológica de
nitrogênio, Helicoverpa armigera como uma nova praga agrícola, perspectivas para
o controle biológico de doenças, fitoquímicos no controle alternativo de nematoides,
tecnologia de aplicação de defensivos agrícolas, secagem de grãos, zootecnia de
precisão, tecnologias para produção de forragens, alimentos funcionais, alimentos
alternativos para suínos, modelagem para simulação de crescimento de suínos,
coprodutos na alimentação de ovinos, alimentação de vacas de alta produção de
leite e avaliação de carcaça bovina.
O objetivo desta obra é manter disponível os assuntos debatidos no VII
SECIAGRA e IV ERCA, valorizando o trabalho desenvolvidos pelos pesquisadores,
professores, tornando a informação da pesquisa disponível para consulta pelas
comunidades acadêmica, técnica e rural fomentando a formação continuada exigida
pelo mercado de trabalho nos ramos das Ciências Agrárias.
SUMÁRIO
1 Geotecnologia para o meio rural: avanços e potencial de
utilização da de veículos aéreos não tripulados (VANTs)
Vanildo Heleno Pereira;Adriana Maria De Grandi; Luciano Lizzoni; Henrique Botan
Bauermann ......................................................................................................................
1
2 Agricultura conservacionista como alternativa para minimizar
processos físicos de degradação do solo Cezar Francisco Araujo-Junior; Fábio Rogério Trizotti Rosa; Paola Caroline Lammel;
Bruno Henrique Martins ...................................................................................................
19
3 Aplicação de modelagem matemática na recomendação de
adubação fosfatada e potássica na cultura da soja em sistema de
agricultura de precisão
Leandro Rampim; Maria do Carmo Lana; Jean Sérgio Rosset; Marcos Vinicius
Mansano Sarto .................................................................................................................
33
4 Calagem: determinação da quantidade de calcário com base na
participação do cálcio e magnésio no complexo de troca Alfredo Richart; Evertom Dutra Gressele; Daniel Schwantes; Jeferson Klein; Ricardo
Menon; Rubens Fey; Leandro Rampim; Jacir Daga; João Edson Kaefer; Martios Ecco;
Alexandre Luís Müller .......................................................................................................
59
5 Inoculantes contendo bactérias fixadoras de nitrogênio para
aplicação na cultura do milho Veronica Massena Reis; Gabriela Cavalcanti Alves ........................................................
82 6 Uso de Bactérias diazotróficas no Oeste do Paraná: eficiência
agronômica de bactérias promotoras de crescimento de plantas
dos gêneros Azospirillum e Herbaspirillum em gramíneas
Vandeir F. Guimarães; Leandro Rampim; Jeferson Klein; Andréia C. P. Rodrigues-
Costa; Débora K. Klein; Artur S. P. Junior; Adriano M. Inagaki; Janaina Dartora; Luan
F. O. S. Rodrigues; Deniele Marini; André G. Battistus; Lucas G. Bulegon; Luiz C.
Offemann; Juliane M. Lemos; Elisiane I. D. Chaves; Walkyria Neiverth; Aline K. P.
Souza ...............................................................................................................................
98
7 Fixação biológica de nitrogênio e efeitos do tratamento químico
das sementes na sua eficiência Rubens Fey; Gabriel Felipe Vogel; Lais Martinkoski; Alfredo Richart; Leandro Rampim;
Jeferson Klein ...................................................................................................................
139
8 Helicoverpa armigera: Nova praga na Agricultura
Lúcia Madalena Vivan; Crébio José Ávila; Germison Vital Tomquelski ...........................
171
2
9 Perspectivas do controle biológico de doenças de plantas no
Brasil Flávio Henrique Vasconcelos de Medeiros; Fernando Pereira Monteiro ......................
182
10 Fitoquimicos como controle alternativo de nematoides Sidiane Coltro-Roncato; Edilaine Della Valentina Gonçalves; Omari Dangelo Forlin
Dildey; José Renato Stangarlin; Odair José Kuhn ...........................................................
188
11 Tecnologia de aplicação de defensivos agrícolas: inovações.
Jose Antonio Brandão Bonadio; Rafael Arcuri Neto; Neumárcio Vilanova da Costa;
João Ricardo Pompermaier Ramella ...............................................................................
207
12 Secagem de Grãos
Adriano Divino Lima Afonso .............................................................................................
226
13 Ferramentas utilizadas em Zootecnia de Precisão
Silvia Regina Lucas de Souza, Daniela Jorge de Moura; Arilson José Oliveira Júnior ...
240
14 Novas tecnologias aplicadas na produção e qualidade de
forragens
Bruno Borges Deminicis ...................................................................................................
247
15 Alimentos funcionais
Paula Toshimi Matumoto-Pintro; Denise Félix da Silva ...................................................
257
16 Alimentos Alternativos para Suínos
Paulo Levi de Oliveira Carvalho; Tiago Junior Pasquetti; Dani Perondi; Silvana Teixeira
Carvalho ...........................................................................................................................
272
17 Modelos de simulação do crescimento suíno
Vladimir de Oliveira; Bruno Neutzling Fraga ....................................................................
304
18 Utilização de coprodutos na alimentação de ovinos
Hélio de Almeida Ricardo; Marco Antonio Previdelli; Orrico Junior Alexandre Rodrigo
Mendes Fernandes...........................................................................................................
320 19 Alimentação de vacas de alta produção
João Arlindo Gouveia Gonçalves; Maximiliane Alavarse Zambom...................................
336
20 Avaliação de carcaças bovinas
Ana Maria Bridi; Ana Paula de Souza Fortaleza ..............................................................
349
Capítulo 1
Geotecnologia para o meio rural: avanços e
potencial de utilização de veículos aéreos não
tripulados (VANTs)
Vanildo Heleno Pereira
Adriana Maria De Grandi
Luciano Lizzoni
Henrique Botan Bauermann
Programa de Pós-Graduação em Desenvolvimento Rural Sustentável - PPGDRS. Universidade Estadual do
Oeste do Paraná - UNIOESTE. Campus de Marechal Cândido Rondon. Rua Pernambuco, 1777, Marechal
Cândido Rondon – PR. E-mail: [email protected]
Introdução
As geotecnologias são o conjunto de tecnologias para coleta, processamento,
análise e disponibilização de informações georreferenciadas. Basicamente são compostas
por soluções de hardware, software e o componente humano, que somados constituem-se
em poderosas ferramentas para apoio à tomada de decisões, neste caso para o meio rural.
Fazem parte do arcabouço de ferramentas de geotecnologias os Sistemas de
Informações Geográficas (SIG), Sensoriamento Remoto, Sistema de Navegação por Satélite
(GNSS/GPS), aerofotogrametria e demais técnicas de geoprocessamento, bem como de
cartografia, geodésia e topografia.
À medida que as técnicas e o emprego das geotecnologias vêm evoluindo,
diferentes aplicações têm sido identificadas e em relação ao meio rural essa tecnologia pode
ser usada em diversas áreas de atuaçãol, como agricultura e pecuária, meio ambiente,
serviços públicos em geral e gestão pública no meio rural.
Dentre as diferentes ferramentas de geotecnologias estão as técnicas de
sensoriamento remoto.
Segundo Novo (2008) sensoriamento remoto corresponde à utilização de sensores
Geotecnologia para o meio rural
2
para a aquisição de informações sobre objetos ou fenômenos sem que haja contato direto
entre eles. De maneira mais específica Schowengerdt (2007) descreve sensoriamento
remoto como o processo de medição de propriedades de objetos da superfície terrestre
usando dados adquiridos de aeronaves e satélites.
Até o final do século XX a utilização de sensoriamento remoto em sua maior parte se
dava principalmente pelo emprego de sensores orbitais, através de satélites de observação
terrestre. A tecnologia de satélites de observação terrestre sofreu substancial avanço a partir
da década de setenta (1970dc) até chegar ao início dos anos 2000 com a capacidade de
geração de imagens de alta resolução (espectral, espacial e temporal).
No período citado anteriormente e até os dias atuais a agricultura e o meio rural
como um todo são grandes consumidores de imagens oriundas de sensoriamento remoto
orbital. Atualmente existem dezenas de satélites de observação terrestres cujo uso
específico é o imageamento terrestre, incluindo as áreas rurais, com vistas à obtenção de
mapeamento agroambiental para fins de monitoramento e controle agrícola, bem como de
análises de estimativas de safra.
Paralelamente ao desenvolvimento dos satélites de observação, outro importante
meio empregado para suportar sensores de imageamento terrestre são os aviões.
Aeronaves tripuladas sempre foram utilizadas para imageamento terrestre, tendo seu auge
com o desenvolvimento das tecnologias relacionadas aerofotogrametria, onde se utiliza
câmeras fotográficas para geração de aerofotos, que dentre os diversos usos também é
utilizado para mapeamento agroambiental.
Um vôo aerofotogramétrico pode ser realizado utilizando tanto câmeras
convencionais que geram imagens convencionais (RGB) como também com câmeras
especiais, que possuem sensores que operam outras faixas do espectro eletromagnético,
como exemplo: sensores infravermelho e termal. As imagens geradas por esses sensores
podem ser utilizadas não somente como base para mapeamento e monitoramento, mas
também para realizar cálculos através de algoritmos específicos que permitem estimar a
quantidade de biomassa e em determinado ciclo da cultura, realizar de maneira antecipada
estimativas de produção para a mesma.
E mais recentemente, observa-se uma verdadeira revolução tecnológica no que diz
respeito à observação terrestre e a utilização de seus produtos pelas geotecnologias, trata-
se do uso de VANTs (Veículos Aéreo Não Tripulado) para imageamento. Certamente esse
será um divisor de águas no desenvolvimento e no uso das geotecnologias, pois muda-se o
patamar da coleta de dados por imageamento aéreo, no mínimo o usuário passa a ter uma
nova opção (e muito poderosa) para realização desse tipo de aerolevantamentos, neste
caso, do meio rural.
Pereira et al.
3
Veículos Aéreo Não Tripulado – VANT
VANT (Veículo Aéreo Não Tripulado), do inglês UAV (Unmanned Aerial Vehicle) é
qualquer tipo de aeronave em que não há piloto embarcado para navegação. Podem ser
controlados através de comunicação em rádio frequência, ou navegar de forma autônoma
após um plano de vôo definido anteriormente.
Há três classificações para aeronaves sem pilotos, excluindo os mísseis, que são
considerados armamentos. Segundo Fahlstrom e Gleason (2012). Os VANTs, o VARPs
(Veículos Aéreo Remotamente Pilotado) e os chamados “drones”. A princípio todos são
considerados VANTs, pois este termo é genérico e serve para qualquer aeronave sem piloto
a bordo. O VARP obrigatoriamente possui um piloto em base terrestre que controla
remotamente a aeronave em tempo real. A trajetória, a altitude e a velocidade, são
ajustadas por dispositivos com alavancas que transmitem os comandos por rádio
frequência. Em se tratando de um VARP com objetivo de lazer, é denominado de
aeromodelo, um hobby amplamente praticado em todo o mundo.
Por outro lado, o termo “drone” foi incluso pela imprensa e público em geral para
qualquer aeronave não tripulada, desde militar até para uso pessoal. O correto para o termo
“drone” é somente aeronaves com funcionalidades limitadas, persistentemente maçantes,
monótonos, de forma indiferente, com a principal serventia ser um avião de alvo
(FAHLSTROM; GLEASON, 2012).
Histórico da Tecnologia
O desenvolvimento dessas aeronaves se intensificou nas últimas duas décadas,
sobretudo devido ao estrondoso avanço tecnológico que se tem observado principalmente
no que diz respeito à eletrônica, a robótica, a fabricação de materiais especiais e as TICs
(Tecnologias da Informação e Comunicação). As TICs, da qual fazem parte a informática e a
Internet, tem permitido uma verdadeira revolução no que diz respeito à disseminação do
conhecimento e compartilhamento de informações, que tem promovido uma rápida
popularização da tecnologia.
Mas apesar dos avanços tecnológicos mais significativos em relação aos VANTs
serem recentes, essa é uma indústria cujo esforço de desenvolvimento vem de mais longe.
Os estudos sobre VANT iniciaram em 1911, quando Elmer Sperry, inventor do
giroscópio, intrigou-se com a aplicação de aeronaves rádio controladas. Sperry obteve
suporte financeiro da Marinha, e em 1915, junto com Dr. Peter Cooper Hewitt, conhecido
pelo seu trabalho com rádio, iniciaram suas pesquisas (KEANE; CARR, 2013).
Geotecnologia para o meio rural
4
Neste período iniciou-se a Primeira Guerra Mundial, e Nikola Tesla, importante
cientista e inventor (naturalizado americano) acreditava que aeronaves armadas e sem
pilotos poderiam ser utilizados para defender os EUA (DEMPSEY, 2014). O primeiro vôo de
um VANT foi durante a Primeira Guerra Mundial, em 1918, patrocinada pela Força Aérea
Americana. O protótipo Kettering Bug, criado por Charles Kettering, era denominado de
“torpedo aéreo”, pois consistia em um míssil com asas duplas com um lançador rudimentar.
Foi o primeiro VANT que não era necessário um piloto dentro do veículo (KATZ, 2014).
Em 1935, Reginal L. Denny, veterano da Primeira Guerra Mundial, fundou a
Radioplane Corporation, com o objetivo de desenvolver VANTs relativamente grandes como
alvo de treinamento para artilharia antiaérea (KATZ, 2014).
Os VANTs foram utilizados para fins militares tanto na primeira como segunda guerra
mundial, porém, teve grandes avanços na década de 60 em missões na guerra da Korea
(KEANE, CARR, 2013). Mas o mercado de VANTs no setor bélico consolidou-se em 1985
com a criação da aeronave não tripulada Pionner, que participou em mais de 300 missões
durante a Operação Tempestade no Deserto (DEMPSEY, 2014).
No Brasil, o primeiro VANT foi desenvolvido pela extinta Companhia Brasileira de
Tratores (CBT) em parceria com o Centro Tecnológico da Aeronáutica (CTA). O CBT BQM-
1BR, com peso de 61 kg e velocidade máxima de 560 km/h, foi fabricado em 1982 com o
objetivo de mapear e vigiar áreas perigosas e principalmente servir de alvo aéreo para
treinamento militar (Figura 1.1).
Figura 1.1 Protótipo do VANT CBT BQM-1BR fabricado pela CBT no
Brasil.
Fonte: http://www.museutam.com.br/aeronaves_detalhe.php?id=88596
Pereira et al.
5
Outro projeto que iniciou os experimentos sobre VANT no Brasil foi o Acauã,
desenvolvido pelo Centro Técnico Aeroespacial (CTA). Uma aeronave rádio controlada com
5,1 metros de envergadura com peso de 120 kg e velocidade máxima 100 km/h. Este
projeto foi paralisado por falta de recursos, mas foi precursor para os futuros projetos no
Brasil (ANAC, 2014).
Em 1996, o Centro de Pesquisas Renato Archer (CenPRA) com apoio do Ministério
da Ciência e Tecnologia do Governo Federal Brasileiro, idealizou o projeto Aurora com o
objetivo de desenvolver um VANT autônomo, utilizando dirigíveis como plataforma. Este
projeto iniciou as operações no Brasil para sensoriamento remoto, pois um dirigível em
escala menor pode voar em baixa altitude e velocidade, tem capacidade de pairar, alta
manobrabilidade e principalmente baixo custo (ANAC, 2014).
Com o avanço da tecnologia e abertura de mercado de vários países, a utilização de
VANTs passou a tomar conta no mercado civil. Circuitos integrados em escala reduzida,
motores elétricos mais econômicos e menores, e o grande avanço no armazenamento de
energia em baterias leves, permitiram que não só indústrias como pessoas construírem seu
próprio VANT.
Situação atual do mercado
Segunda uma pesquisa da Teal Group (2014), empresa de pesquisa sobre a
indústria aeroespacial e de defesa, estima-se que o orçamento para desenvolvimento de
VANTs para a próxima década seja em torno de 91 bilhões de dólares, sendo 86% de uso
militar e 14% de uso civil.
No Brasil, há diversas empresas que entraram no ramo de drones atendendo
objetivos variados, algumas delas especializadas na prestação de serviços para a
agricultura, porém, a maioria é construtora de VANTs e disponibilizam no mercado seus
protótipos.
Devido ao crescimento do hobby pelo aeromodelismo, houve um crescimento na
indústria de peças de reposição a nível mundial. O Brasil é um grande importador de peças
dos Estados Unidos e China. Este crescimento impactou no desenvolvimento de VANTs
caseiros de baixo custo.
O mercado brasileiro
Algumas empresas brasileiras são destaques no desenvolvimento de VANTs. A
XMobots, por exemplo, foi a primeira empresa a ganhar autorização da ANAC a fazer vôos
experimentais. Seu produto atual, o Echar 20B (Figura 1.2), é um VANT com asa fixa com
Geotecnologia para o meio rural
6
envergadura pouco mais de 2 metros indicado para um monitoramento de propriedades
rurais com áreas de 1 hectare a 2000 hectares.
Figura 1.2 VANT Echar 20B sob sua plataforma de lançamento.
Fonte: http://www.xmobots.com/Versions/BR/Sistemas/VANT/VANT.html
Por outro lado, a SkyDrones desenvolve microVANTs desde 2008, especializados
em plataformas multirotores que são também conhecidos como Quadricópteros e
Hexacópteros. Seus drones possuem a capacidade de gerar fotografias georeferenciadas
para a agricultura de precisão (Figura 1.3).
Figura 1.3 VANT SPYDER XL.
Fonte: http://www.skydrones.com.br/content/skydrones/produtos.aspx?pid=9
Seu modelo mais atual, o Zangão V (Figura 1.4) possui plataforma de asa fixa com
envergadura de 1,60 metros e autonomia de 30 a 60 minutos. Ainda, permite um vôo
autônomo após um pré-planejamento de vôo.
Pereira et al.
7
Figura 1.4 VANT Zangão V em sobre sua plataforma de lançamento e em vôo.
Fonte: http://skydrones.com.br/content/skydrones/produtos.aspx?pid=12
Outra empresa brasileira de destaque internacional é a Flight Tech. Seus produtos
foram desenvolvidos em parceria com as Forças Armadas Brasileiras visando também
atender o mercado privado. A FT foi a primeira empresa brasileira a fazer um VANT voar
autonomamente, sendo responsável pela tecnologia de pouso e decolagem automática. É
pioneira em exportação de VANTs (Figura 1.4).
Figura 1.5 VANT Horus FT100 utilizado pelo
Exército Brasileiro.
Fonte:http://www.defesanet.com.br/laad2011/noticia/5
30/Flight-Technologies--agora-parte-do-grupo-
Synergy-Defesa-e-Seguranca/
Já a Harpia Sistemas tem como meta ser a Embraer das aeronaves remotamente
pilotadas. Esta empresa foi concebida a partir de três empresas atuantes no segmento:
Embraer Defesa e Segurança, AEL Sistemas e Avibras. Sua característica comparada com
as demais é a utilização de tecnologia de ponto. Ela desenvolve VANTs de várias categorias
para diversas finalidades.
Geotecnologia para o meio rural
8
E por último, outra empresa brasileira, a AGX, também tem desenvolvido tecnologia
nacional na fabricação e controle de VANTs agrícolas, bem como em softwares de
tratamento de imagens. A AGX trabalha em projetos com parceria da Embrapa e USP,
ambas de São Carlos - SP (Figura 1.6).
Figura 1.6 VANT AGPlane.
Fonte: http://www.agx.com.br/n2/pages/?opt=airplane_history
Em relação a empresas estrangeiras que se destacam no Brasil, a SenseFly é líder
em atuação nacional. Além de revender seus VANTs para o consumidor final, diversas
empresas tem adquirido sua solução para prestar serviços aos agricultores. A solução
específica para a agricultura é o drone “eBee Ag“ (Figura 1.7), que possui cinco tipos de
câmeras com funcionalidades diferentes, como para indicação de biomassa, discriminação
de culturas e acompanhamento de crescimento, medição de estresse da planta, etc.
Figura 1.7 VANT eBee Ag juntamente com seu aparato de imageamento.
Fonte: https://www.sensefly.com/drones/ebee-ag.html
Pereira et al.
9
Produtos gerados pelos VANTs
O emprego de VANTs em geral é diverso o que permite uma ampla gama de
aplicações, indo desde os usos militares (exemplo: reconhecimento de alvos e ataques com
misseis) até a utilização civil mais popular como geração de fotografias panorâmicas e
filmagens de evento.
Atualmente, em geral os produtos oriundos das ações dos VANTs mais utilizado são
as imagens aéreas, sejam fotografias ou vídeos (que podem ser transmitido em tempo real).
As diversas aplicações que se tem notícia trabalham basicamente com esses dois tipos de
dados.
Fotografias aéreas
Essas imagens podem ser geradas já georreferenciadas caso o VANT e/ou a câmera
possua sistema GPS integrado. Caso não possua GPS, as imagens podem ser
georreferenciadas posteriormente através de correção geométrica em softwares
convencionais. Existem softwares específicos para georreferenciamento e ortorretificação de
imagens de imagens oriundas de VANTs, inclusive tais software são oferecidos juntamente
com a aeronave.
Mosaico de imagens aéreas
Como resultado do imageamento, são produzidas diversas cenas de foto e essas
precisam ser mosaicadas para a obtenção de uma visualização de toda a área imageada
(Figura 1.8). Podem ser utilizados softwares convencionais de processamento digital de
imagens ou os softwares oferecidos no pacote comercial dos VANTs.
Figura 1.8 Cenas de fotografias aéreas de VANT e mosaico gerado.
Fonte: http://www.geoagri.com.br/sensefly/fotos.html
Geotecnologia para o meio rural
10
Geração vídeos aéreos
Assim como para as fotografias os vídeos (Figura 1.9) podem ser gerados e
armazenados na memória da câmera para posteriormente serem visualizados ou podem ser
transmitidos em tempo real. Para a transmissão em tempo real, é necessário que haja uma
estrutura que permita transmissão e recepção, via rádio, wireless, etc. (Figura 1.10).
Figura 1.9 Exemplo de vídeo gravado com VANT para
monitoramento panorâmico de lavouras.
Fonte: www.youtube.com/watch?v=OP93qa1ExZU
Figura 1.10 Exemplo de estrutura para transmissão
em tempo real com First Person View (FPV).
Fonte: Adaptado de http://www.droneimages.com.br/
noticias/transmissao-ao-vivo-de-imagens-aereas-com-drone
Potencial de aplicação no meio rural
O potencial de utilização desta tecnologia no meio rural é grande. O meio rural em si
já é vasto, portanto, vasta também é a gama de possibilidades de aplicações utilizando
VANTs, sobretudo no que diz respeito à utilização de imagens áreas.
Pereira et al.
11
O uso de fotografias aéreas oriundas de vôos com aeronaves convencionais é
utilizado desde o início do século passado para ações de reconhecimento, monitoramento e
mapeamento de áreas rurais.
Já no final do século XX iniciou-se outro tipo de imagens que passaram a ser
utilizadas, que são as oriundas de satélites de observação, que passam a gerar imagens por
meio de sensores especiais, que veem além do visível ao olho humano. Dentre esses
sensores, estão os que operam na região (comprimento de onda) do infravermelho médio e
próximo e os termais. À utilização e manipulação desse tipo imagens dá-se o nome de
sensoriamento remoto.
Apesar das aerofotos e das imagens de satélite ser cada uma em seu tempo uma
revolução tecnológica, proporcionaram uma visão diferenciada da superfície terrestre,
contudo, essas tecnologias possuem algumas limitações. Dentre as limitações estão o custo
do imageamento, seja ele por avião ou satélite, uma vez que as câmeras são caras, no caso
de avião, sem falar no custo da aeronave em si. No caso dos satélites, o custo e a
complexidade de desenvolvimento bem como de lançamento são altíssimos, o que implica
em risco elevado. E ambos, satélite e avião, possuem outra limitação importante que é a
climática, principalmente em relação a chuvas e cobertura de nuvens, que podem inviabilizar
completamente o imageamento em períodos específicos.
Com o advento da utilização dos VANTs para imageamentos, cria-se mais uma
opção para realização deste tipo de levantamento, ou seja, os VANTs vêm para somar,
sendo mais uma alternativa de altíssima tecnologia para os trabalhos de mapeamento e
monitoramento, sejam eles com imagens comuns ou de sensoriamento remoto.
Dessa forma o geoprocessamento, o ramo da geografia e da cartografia que trata do
processamento de informações geográficas, passa a contar com mais uma ferramenta, os
drones ou VANTs. E dentro da vastidão do meio rural a utilização das técnicas de
geoprocessamento podem fornecer importantes subsídios para contribuir com seu
desenvolvimento sustentável.
Agricultura
Na agricultura as técnicas de geoprocessamento podem apoiar à tomada de
decisões de agricultores e técnicos, de diversas maneiras.
Monitoramento agrícola
O monitoramento pode ser realizado de várias formas, que podem ser por vídeo
oriundo de sobrevoo dos talhões para vistoria ou acompanhamento do desenvolvimento das
Geotecnologia para o meio rural
12
culturas (Figura 1.9). Essa possibilidade permite ampliar a visão do técnico ou do agricultor,
de modo que possam ver o comportamento da cultura, diferentemente da visão que se tem
estando em solo. Além da geração de vídeos de sobrevoo, podem ser feitas fotografias da
área em questão, que são processadas posteriormente. No caso das fotografias, quando
processadas em um sistema de informação geográfica (SIG) ou sistemas de desenho
assistido por computador (CAD) é possível realizar análises temporais comparando os
diferentes estágios de desenvolvimento e inclusive comparar fases de uma safra com outra.
Para a agricultura o grande diferencial da utilização de VANTs para imageamento é a
possibilidade de realizar diversos vôos durante todos os estádios de desenvolvimento da
cultura, sem ter que aguardar a passagem do satélite, que tem período de revisita longo e
predeterminado, podendo ainda coincidir com existência de nuvens.
Algumas verificações automatizadas podem ser realizadas em softwares específicos
utilizando as imagens geradas por VANTs, para mapeamento de falhas nas linhas de plantio
(Figura 1.11).
Figura 1.11 Mapeamento de falhas nas linhas de plantio.
Fonte: http://droneng.com.br/wp-content/uploads/2015/02/DronENG_Agricultura.pdf
Integração com sistemas de Agricultura de precisão.
Além de ter a função de monitoramento um levantamento com VANT, desde que
possua os instrumentos necessários, pode servir como importante ferramenta de apoio às
técnicas de agricultura de precisão. Pois através das imagens é possível verificar a
existência de manchas ou reboleiras não vistas ao nível do solo, permitindo assim o
georreferenciamento das mesmas para análise e enventual correção localizada.
Apenas utilizando câmeras comuns (RGB) isso é possível de ser feito, mas podem
ser utilizadas também câmeras com sensores especiais, como os de infravermelho próximo
(NIR) ou multispectrais, que permitem medir as condições de saúde da planta em termos de
quantidade de biomassa, atividade fotossintética, etc.
Pereira et al.
13
Uma das técnicas que permitem esse medição é a geração do indíce de vegetação
(NDVI) (Figura 1.12 e 1.14). De posse desse índice é possível, inclusive, a realização de
estimativas de safra com relativa antecedência.
Figura 1.12 Mapa com índice vegetação de um talhão de cana-de-
açúcar revelando a existência de falhas e machas (áreas em vermelho)
e a produção estimada.
Fonte: http://www.geoagri.com.br/sensefly/fotos.html
Figura 1.13 Índice de vegetação revelando nível de
stress em plantações (áreas em amarelo e vermelho).
Fonte: http://droneng.com.br/wp-content/uploads/2015/ 02/
DronENG_Agricultura.pdf
Geotecnologia para o meio rural
14
Outra técnica importante que pode auxiliar técnicos e agricultores na condução de
uma cultura é a detecção de plantas invasoras, que dependendo do estádio de
desenvolvimento da mesma, não é possível ser visualizada em nível de solo. Como o
comportamento espectral de uma espécie tende a ser diferente da outra é possível
diferenciar a invasora.
Figura 1.14 Detecção de plantas invasoras (em verde claro)
em um talhão agrícola.
Fonte: Embrapa CNPDIA http://www.cnpm.embrapa.br/
projetos/agspec/apres/vants.pdf
Pecuária
As possíveis aplicações do uso de VANTs epecificamente para a pecuária ainda são
poucas, apesar de possível a utilização de parte das técnicas utilizadas em agricultura e
meio ambiente, pela similaridade dos meios, podendo ser aplicado para a contagem de
amimais em pastejo (Figura 1.15).
Figura 1.15 Contagem de bovinos em pasto.
Fonte: http://www.xmobots.com/Content/Photos/AerialSurvey/IMG_2672.JPG
Pereira et al.
15
Meio ambiente
No campo ambiental há uma série de aplicações que pode ser empreendidas com
VANTs, seja em tarefas de mapeamento, monitoramento, vigilância e apoio a missões de
fiscalização.
Alguns exemplos do potencial de utilização de VANTs em aplicações relacionadas a
meio ambiente:
Mapeamento agroambiental.
Mapeamento e monitoramento de APPs (área de preservação permanente).
Monitoramento de áreas de mananciais.
Monitoramento de uso e ocupação do solo.
Monitoramento de reservas e parques.
Monitoramento de rios e lagos.
Vigilância para detecção de invasão em áreas protegidas em geral.
Apoio à fiscalização ambiental em geral (ex: desmatamento).
Apoio à fiscalização de e de uso do solo.
Apoio à fiscalização de mineração ilegal.
Figura 1.16 Área com exploração mineral ilegal.
Fonte: CORDEM/DNPM - UNB http://wiki.dpi.inpe.br/lib/exe/fetch.php?media=
workshopvants:workshopvants:vant_dnpm_sjc2.pdf
Geotecnologia para o meio rural
16
Figura 1.17 Dragagem ilegal de areia.
Fonte: CORDEM/DNPM - UNB http://wiki.dpi.inpe.br/lib/exe/fetch.php?
media=workshopvants:workshopvants:vant_dnpm_sjc2.pdf
Aplicações em geral para o meio rural
Além de aplicações voltadas especificamente para a agropecuária e meio ambiente,
os VANTs podem ser muito úteis para outros fins no meio rural.
A administração pública pode utilizar os VANTs para ações que auxiliam na gestão
pública do meio rural, como por exemplo:
Mapeamento de uso e ocupação do solo para subsidiar a elaboração de planos e
políticas municipais.
Mapeamento e monitoramento de estradas rurais.
Reconhecimento de áreas e acompanhamento de obras.
Acompanhamento de eventos climáticos (desastres, enchentes, etc.).
Empresas e cooperativas agropecuárias também podem utilizar VANTs para
mapeamento de suas áreas atuação.
Considerações finais
Os VANTs ou drones e todo o seu potencial de utilização em qualquer segmento,
sem dúvida nenhuma, já é considerado como uma impressionante revolução tecnológica.
Pereira et al.
17
A possibilidade do emprego de VANTs em aplicações voltadas ao meio rural marcará
um importe avanço no que diz respeito à gestão e controle do meio rural, seja em atividades
mapeamento e monitoramento ou mesmo de fiscalização.
Tal tecnologia evoluiu muito rapidamente nas últimas décadas e permitiu a essas
aeronaves substituir o uso de instrumentos e meios até então utilizados, como aviões
convencionais e satélites.
Os VANTs são capazes de executar o mesmo tipo de serviço dos demais e com
custo de aquisição e operação muito inferior. Além disso, tem a facilidade de operação
devido ao tamanho reduzido e também a capacidade de voar em baixa altitude e podendo
ser operados em espaços reduzidos. Tudo isso proporcionando menor risco para pessoas,
animais e edificações.
Obviamente que tais aparelhos também possuem desvantagens em relação ao seu
uso e operação, como menor estabilidade de vôo, exigindo a restrição de vôo em
determinadas condições de vento, bem como algumas dificuldades e pousos e decolagens
para alguns modelos de aeronaves. Também possuem limitações em relação altitude de
vôo, pois possuem condições inferiores a de uma aeronave convencional e principalmente a
limitação quanto à autonomia de vôo, uma vez que a maioria dos VANTs de uso civil
utilizam baterias elétricas, diferentemente de alguns drones de emprego militar ou policial
que utilizam combustível especial, tendo assim maior autonomia.
Porém mesmo considerando as desvantagens que até então são observadas, o uso
de VANTs no meio rural é absolutamente promissor, e isso já pode ser observado em
trabalhos que algumas instituições de pesquisas vêm desenvolvendo, como a Embrapa
(CNPDIA - São Carlos/SP e CNPM - Campinas/SP), a USP São Carlos/SP entre outras.
Além das empresas de geotecnologias e agricultura de precisão que já comercializa esse
tipo de equipamento, inclusive já prestando serviços a clientes do meio rural.
Sendo assim, com base no estudo apresentado neste artigo, sugere-se que as
instituições de ensino e de pesquisa incorporem o tema VANT ou os produtos e serviços
relacionados ao mesmo, como parte de ementas cursos e como motivo de pesquisa
científica, para que os benefícios propostos pela tecnologia sejam efetivamente
empregados.
Referências consultadas
ANAC. Projeto Aurora. Disponível em <http://www2.anac.gov.br/certificacao/svant/Apresetacoes/ 10_Projeto%20Aurora_CenPRA.pdf> Acesso em: 15 out. 2014.
DEMPSEY, M. E. Eyes of the Army: U.S. Army Roadmap fro Unmanned Aircraft Systems 2010-2035. Disponível em:<http://www-rucker.army.mil/usaace/uas/ US%20Army%20UAS%20RoadMap%202010%202035.pdf> Acesso em: 13 out. 2014.
Geotecnologia para o meio rural
18
FAHLSTROM, P.; GLEASON, T. Introduction to UAV Systems. 4. Ed. Chichester: John Wiley & Sons, 2012.
KATZ, K. P. Before Predator: The History os USAF Remotely Piloted Aircraft. Disponível em <http://www.sfte2013.com/files/75234565.pdf> Acesso: 13 out. 2014.
KEANE, J. F.; CARR, S. S. A Brief History of Early Unmanned Aircraft. Johns Hopkins APL Technical Digest. v. 32, n. 3, p. 558-571, 2013.
NOVO, E. M. L. M. Sensoriamento Remoto, Princípios e Aplicações. 3ed. São Paulo: Edgard Blucher, 2008. 363p.
SCHOWENGERDT, R. A. Remote Sensing - Models and Methods for Image Processing. 3ed. San Diego: Academic Press, 2007. 515p.
TEAL GROUP. Teal Group Predicts Worldwide UAV Market. Disponível em < http://www.tealgroup.com/index.php/about-teal-group-corporation/press-releases/118-2014-uav-press-release> Acesso: 10 out. 2014.
Capítulo 2
Agricultura conservacionista como alternativa
para minimizar processos físicos de
degradação do solo
Cezar Francisco Araujo-Junior1
Fábio Rogério Trizotti Rosa2
Paola Caroline Lammel3
Bruno Henrique Martins4
1 Pesquisador do Instituto Agronômico do Paraná - IAPAR, Rodovia Celso Garcia Cid, km 375, CEP: 86047-902
Londrina, Paraná, e-mail: [email protected]; Professor do curso de pós-graduação em Agricultura
Conservacionista do IAPAR e coordenador da Área de Concentração Manejo Conservacionista dos Recursos
Naturais. 2 Engenheiro Agrônomo, Mestrando em Agricultura Conservacionista do Instituto Agronômico do Paraná -
IAPAR, Bolsista da CAPES. e-mail: [email protected] 3 Engenheira Agrônoma, Mestranda em Agricultura Conservacionista do Instituto Agronômico do Paraná -
IAPAR. e-mail: [email protected] 4 Químico, Doutor em Química, Bolsista do Programa Nacional de Pós-Doutorado – PNPD / Coordenação de
Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – CAPES vinculado ao Programa de Pós-Graduação em
Agricultura Conservacionista do IAPAR. . e-mail: [email protected]
__________________________________________________________________________________________
Introdução
A Agricultura Conservacionista (AC) é definida como um sistema de produção
agrícola baseado no manejo integrado do solo, água e recursos agrícolas (Food and
Agriculture Organization of the United Nations – FAO, 2002). Tal sistema tem por objetivo
fazer melhor uso dos recursos naturais por meio do manejo integrado do solo, água e
recursos biológicos combinado com entradas externas limitadas (fertilizantes minerais,
defensivos agrícolas e etc.).
A prática agrícola de caráter conservacionista contribui para a preservação ambiental
e para a sustentabilidade agrícola da produção pela manutenção permanente ou
semipermanente de cobertura orgânica do solo, nesse sentido, a Agricultura
Conservacionista tem surgido como uma alternativa à agricultura convencional (preparo do
Agricultura conservacionista como alternativa para minimizar...
20
solo, uso indiscriminado de defensivos agrícolas, fertilizantes e maquinários), os quais,
resultam em perdas na produtividade do solo devido à processos de degradação do solo tais
como, erosão, compactação, encrostamento superficial, depleção da matéria orgânica,
perda da biodiversidade, acidificação, lixiviação entre outros.
A Agricultura Conservacionista é considerada uma abordagem holística para o
manejo e conservação do solo e da água e preservação dos recursos naturais (REICOSKY;
SAXTON, 2007). O sistema de semeadura direta de qualidade é a prática da Agricultura
Conservacionista mais difundida e eficiente para o manejo integrado do solo e da água. Este
sistema implica na interação de práticas biológico-culturais com práticas mecânico-químicas,
pressupondo os requisitos básicos deste sistema (MUZILLI, 2006) similares aos princípios
básicos da Agricultura Conservacionista.
Os princípios básicos da agricultura conservacionista propostos pela FAO e adotados
amplamente na literatura são: (i) redução crítica ou inexistência de quaisquer distúrbios no
solo (ii) preservação de cobertura permanente ou semipermanente (resíduos de culturas) e
(iii) rotação de culturas economicamente viáveis (FAO, 2002; CASÃO JUNIOR et al., 2006;
REICOSKY; SAXTON, 2007; GOVAERTS et al., 2009; DERPSCH, 2013). Conforme relata
Derpsch (2013) o quarto princípio, consiste na manutenção das raízes sempre vivas no
campo e tem recebido atenção crescente devido ao papel destas estruturas na manutenção
da atividade biológica e regulagem de processos entre o solo e a atmosfera.
Além dos princípios atrelados aos sistemas conservacionistas de produção, a
sustentabilidade do sistema de semeadura direta depende de fatores relacionados às
culturas envolvidas no sistema de produção, às condições edafoclimáticas e ambientais
(SOANE et al., 2012) bem como, suas interações.
Benefícios proporcionados pela agricultura conservacionista
Os resíduos de culturas remanescentes na superfície de solo e redução de distúrbios
mecânicos do solo minimizam a taxa de decomposição de coberturas vegetais e
mineralização de matéria orgânica do solo - MOS, reduzem o fluxo de gases de efeito estufa
emitido em áreas submetidas às atividades agrícolas e os processos de degradação físicos
do solo. Práticas de agricultura conservacionista tem o potencial de aumentar o conteúdo de
MOS e carbono acumulado no solo na ordem de 1,0 Mg ha-1 ano-1 em regiões de clima
tropical (BLANCHART et al., 2007) e 0,4 Mg ha-1 ano-1 em temperado (OORTS et al., 2007).
A proteção trazida pela cobertura do solo é decisiva sobre formação da matéria
orgânica do solo a temperatura e umidade do solo, reduzindo as oscilações de temperatura
da camada superficial do solo, e como reflexo a menor evaporação e maior disponibilidade
de água às plantas (DERPSCH et al., 1991). Além disso, a matéria orgânica do solo
Araujo Júnior et al.
21
desempenha função crucial para a manutenção da produtividade em solos tropicais,
atuando como fonte de energia, geradora de cargas dependentes de pH, além de promover
a diversidade biológica, auxiliando na qualidade do solo e composição dos ecossistemas.
A definição clássica de MOS é a de conjunto heterogêneo de substâncias (húmicas e
não húmicas) derivadas da decomposição microbiana de resíduos de plantas e animais
(JENKINSON, 1988). Segundo Trumbore (1997), a fração não-húmica da MOS é, por
convenção, dividida em três parcelas, sendo: (i) parcela ativa com taxa de decomposição de
anos (exsudatos de raiz, resíduos de plantas rapidamente decompostos), (ii) parcela
intermediária com taxa de decomposição de décadas e, (iii) parcela passiva com período de
decomposição de séculos ou milênios, constituída por matéria orgânica estabilizada por
mecanismos físicos ou químicos.
A MOS pode ser caracterizada em definição mais contemporânea como sendo
mistura complexa de substâncias parcialmente decompostas (moléculas orgânicas, tais
como polissacarídeos, lignina, biopolímeros alifáticos, taninos, lipídeos, proteínas e amino
açúcares) derivadas tanto de resíduos de plantas e animais, quanto de biomassa microbiana
(STOCKMANN et al., 2013). Existe uma série de fatores ambientais interdependentes que
influenciam diretamente em sua composição, tais como: tipo de solo, condições climáticas,
topografia da região, vegetação, microbiota do solo e práticas de uso (VEUM et al., 2014).
A cobertura vegetal resultante de palhada de trigo picada aplicada em superfície em
Cambissolo Háplico com 70 g kg-1 de argila, influenciaram a compactação do solo, a
nodulação e a fixação biológica de nitrogênio em soja (SICZEK; LIPIEC, 2011). Estes
autores concluíram que o efeito benéfico da cobertura na fixação biológica de nitrogênio
caracterizado pela atividade da nitrogenase poderia em grande parte ser devido a melhoria
no regime hídrico. Além do regime hídrico, a cobertura aplicada na superfície reduz a
amplitude térmica e o conteúdo de água no momento da semeadura o que pode contribuir
para aumentar a eficiência da nodulação e fixação de nitrogênio.
Após 125 dias, a aplicação de palha de aveia até 20 Mg ha-1 em Latossolo Vermelho
eutroférrico muito argiloso (680 g kg-1 de argila) de Cascavel – PR, contribuiu para menores
índices de vazios textural, o que pode estar relacionado ao aumento na porosidade
estrutural (PEREIRA et al., 2013). Os benefícios proporcionados pela aplicação de altas
quantidades de palha na estrutura podem estar relacionados à elevada relação C/N (> 30),
grande volume radicular e alta capacidade de aprofundamento das raízes no perfil do solo
como ressaltado por Muzili (2006) para a aveia preta IAPAR 61.
Agricultura conservacionista como alternativa para minimizar...
22
Processos de degradação físicos do solo
A principal causa dos processos de degradação do solo é o uso intensivo e
inadequado, o que acelera a degradação da matéria orgânica, causa alterações nas
propriedades físicas, químicas e biológicas do solo, reduz a produtividade das culturas, que
nessas condições não conseguem expressar todo seu potencial genético (CALEGARI,
1995).
No Estado do Paraná, os processos físicos de degradação dos solos tem sido uma
ameaça constante à maioria dos sistemas de produção. Dentre os principais processos de
degradação físico do solo pode-se citar o encrostamento superficial, erosão hídrica
acelerada, a compactação do solo, depleção da matéria orgânica pela oxidação do carbono
orgânico do solo.
O encrostamento superficial é caracterizado por modificações específicas da
estrutura do solo na superfície, devido ao impacto direto das gotas de chuva que promove a
quebra dos agregados e o entupimento dos poros (FARIA et al., 1998; PAGLIAI, 2007). Sua
espessura varia de menos de 1 mm até 5 cm a partir da superfície do solo (PAGLIAI, 2007).
Em Argissolo Vermelho-Amarelo com 510 g kg-1 de argila na camada de 0―10 cm, mantido
sem vegetação pela associação dos herbicidas de pré e pós-emergência, o encrostamento
superficial foi observado até 15 mm (FARIA et al., 1998).
As modificações da estrutura na superfície do solo causadas pelo impacto direto das
gotas de chuva são resultantes da redução no tamanho e na quantidade dos poros, na
condutividade hidráulica do solo saturado (PAGLIAI, 2007), no aumento da resistência
mecânica do solo, medida pela resistência à penetração ou outro índice de resistência do
solo, bem como, aumento nos valores de capacidade de suporte de carga, os quais podem
ser utilizados na identificação do encrostamento superficial (ARAUJO JUNIOR et al., 2008).
Em Latossolo Vermelho distroférrico com 520 g kg-1 de argila, a utilização constante
de herbicidas de contato e ou de translocação (herbicidas de pós-emergência) apresentam a
vantagem de deixar uma cobertura morta que protege o solo contra erosão, além de
conservar a umidade do solo, contribuindo para a sustentabilidade do sistema. Em
contrapartida, a utilização de herbicidas de pré-emergência em cultivos perenes, promove
redução no teor de matéria orgânica, aumento na densidade do solo, redução no volume
total de poros e menor estabilidade de agregados, além de permitir a formação do
encrostamento superficial e de apresentar baixa argila dispersa em água, indicando alta
dispersão seguida de processo erosivo (ALCÂNTARA; FERREIRA, 2000).
A compactação do solo é definida como deformação volumétrica resultante da
expulsão de ar dos poros quando submetido à pressões externas. A compactação do solo
tem sido identificada como uma das principais causas de degradação do solo ao redor do
Araujo Júnior et al.
23
mundo, ameaçando a produtividade do solo, aumento da erosão e do escorrimento
superficial (CANILLAS; SALOKHE, 2001).
Nos anos 70, o rápido crescimento da agricultura no Estado do Paraná trouxe
também o aumento da erosão hídrica. Para contornar o problema, programas estaduais
passaram, então, a incentivar a construção de terraços, geralmente comunitários. No
entanto, o problema principal de degradação das terras naquele momento era a
compactação do solo causada pelo uso intensivo, por dezenas de anos, de grades aradoras.
Embora o tamanho dos terraços tenha aumentado, chegando a barreiras gigantes
chamadas “murundus” bastante eficazes em barrar o escorrimento de água sobre a
superfície do terreno, não se resolveu definitivamente o problema, porque os terraços não
têm efeito sobre a compactação (CASTRO FILHO et al., 2002).
A cobertura presente na superfície do solo no sistema de semeadura direta tem por
finalidade a proteção do solo contra o impacto das gotas de chuva e do escorrimento
superficial durante o período chuvoso, reduzindo os efeitos da erosão e auxiliando na
recuperação das propriedades físicas e químicas do solo (BERTONI; LOMBARDI NETO,
2012).
A cobertura do solo com resíduos vegetais é o fator mais importante que influi sobre
a infiltração da água no solo, independente do tipo de preparo utilizado (DERPSCH;
CALEGARI, 1985). As plantas de cobertura auxiliam a infiltração da água também pela
redução da velocidade de escoamento da enxurrada e a formação de canalículos após a
decomposição das raízes (bioporos), agindo como subsolador biológicos nas camadas
adensadas e/ou compactadas do solo por meio do sistema radicular agressivo (KEMPER;
DERPSCH, 1981).
Além da influência da cobertura vegetal, o processo erosivo é afetado por muitos
outros fatores tais como método de preparo do solo e nível de declividade do solo (Cogo et
al., 2003). Em áreas extremamente degradadas pelo processo erosivo com a presença de
voçorocas, ocorre a exposição do horizonte B, baixo conteúdo de carbono orgânico do solo
e ausência de vegetação em Cambissolo Húmico alumínico com 700 g kg-1 de argila
(THOMAZ, 2012). O autor observou que a erosão nas ravinas foi caracterizada como
transporte limitado, embora a perda de solo registrada na área degradada tenha sido, em
média, de 394 g m-2 em cada simulação.
A atividade agrícola deliberada modifica substancialmente o conteúdo de matéria
orgânica do solo, devido às alterações estruturais do solo inerentes à prática. Ainda, o setor
agrícola, em função de suas peculiaridades, é extremamente vulnerável aos efeitos de
mudanças climáticas, distinguindo-se dos demais setores no que se refere ao tratamento do
tema. Em decorrência desta característica, há maior decomposição e mineralização em
regiões de clima tropical, causando perdas significativas de carbono orgânico do solo.
Agricultura conservacionista como alternativa para minimizar...
24
Nas últimas décadas, práticas de agricultura conservacionista, tais como: sistema de
semeadura direta, manejo integrado de plantas daninhas, consórcio de culturas
diversificadas, utilização de resíduos de culturas, minimização de operações de manejo, têm
sido empregadas como ferramenta de manutenção de estrutura, fertilidade e qualidade do
solo e, também, como práticas com potencial de mitigação de emissão de gases de efeito
estufa. Neste contexto, o sistema de semeadura direta se destaca como uma das principais
técnicas da agricultura conservacionista para mitigar os efeitos antropogênicos de uso e
manejo do solo, bem como técnica capaz de reduzir os impactos das mudanças climáticas
globais.
O sistema de semeadura direta é definido como sendo um sistema de plantio /
semeadura em solo sem preparo pela abertura de um sulco, trincheira ou cova com largura
e profundidades suficientes para proporcionar uma cobertura adequada das sementes ou
raízes com ausência de qualquer outro preparo (DERPSCH et al., 1991).
Na Europa, Soane et al. (2012) estabeleceram que para caracterizar o sistema de
semeadura direta, o revolvimento do solo deve ser inferior a cinco centímetros (5 cm) após a
passagem dos órgãos ativos da semeadora, os quais mantém de 30% a 100% da superfície
do solo coberta com resíduos das plantas. Além disso, ressaltaram que a sustentabilidade
do sistema de semeadura direta na Europa depende de fatores edafoclimáticos, das culturas
e ambientais. Nesta região, a compactação do solo também tem sido apontada como crítica
à sustentabilidade do sistema além dos resíduos das culturas e a competição por plantas
daninhas são os principais fatores que influenciam negativamente a produtividade das
culturas em sistema semeadura direta.
Apesar dos efeitos nocivos ao crescimento e ao desenvolvimento de plantas e danos
ambientais, a compactação do solo nem sempre é nociva. Alguns autores relatam que certo
nível de compactação pode ser benéfico por aumentar a área de contato entre as raízes e
as partículas sólidas do solo, o que promove aumento na disponibilidade de nutrientes e na
retenção e absorção de água (NHANTUMBO; CAMBULE, 2006). Para distinguir o nível de
compactação benéfico e nocivo ao crescimento e desenvolvimento de plantas, Gupta;
Allmaras (1987) propuseram o termo compactação excessiva.
Dentre os fatores que influenciam o uso, manejo e conservação do solo e da água
bem como a sustentabilidade do sistema de semeadura direta e sistemas conservacionistas
de produção, destacam-se a declividade e a forma do relevo, pois estes atributos
geomorfológicos influenciam utilização de máquinas (trafegabilidade e trabalhabilidade).
Assim sendo, mapas de declividade dos solos do Estado de Paraná e
potencialidades à mecanização tem sido gerados por meio de técnicas de
geoprocessamento (HӦFIG; ARAUJO-JUNIOR, 2014) para estabelecer relações entre
classes de declividade e potencialidades à mecanização (Figura 2.1), os quais podem ser
Araujo Júnior et al.
25
utilizados para estabelecer relações entre a ocorrências e severidade de processos de
degradação físicos do solo causados pela erosão hídrica e compactação do solo.
Os resultados indicaram que 39,41% das terras do município de Marechal Cândido
Rondon são extremamente aptas à mecanização (declividades entre 0―5%), 40,88% são
muito aptas (declividades entre 5,1―10%), 11,91% são aptas (declividades entre
10,1―15%), 4,65% são moderadamente aptas (declividades entre 15,1―20%) e apenas
3,15% das áreas não são recomendadas ou restritas a mecanização. Os dados
apresentados para o município de Marechal Cândido Rondon demonstram o elevado
potencial à mecanização dos solos deste município quanto à declividade. Além disso,
ressalta-se que para o Estado do Paraná de forma geral, 86% dos solos são recomendados
para mecanização, por possuírem declividades menores que 20% (HӦFIG; ARAUJO-
JUNIOR, 2014). Além dos aspectos de potencialidade à mecanização, a declividade
influencia as perdas de solo e água por erosão (COGO et al., 2003), os teores de matéria
orgânica e a compactação do solo (IORI et al., 2014).
O aumento da erosão com a declividade do terreno se deve ao aumento da
capacidade erosiva da enxurrada nos declives mais acentuados (COGO et al., 2003).
Perdas de solo reduzem os teores de matéria orgânica e alteram propriedades físicas como
a microporosidade e a estabilidade dos agregados em água (IORI et al., 2014).
Figura 2.1 Mapa de declividade com seus respectivos potenciais à mecanização para o município de Marechal Cândido Rondon, Paraná. Fonte: “Adaptado de Hӧfig; Araujo-Junior, 2014”
Agricultura conservacionista como alternativa para minimizar...
26
As plantas de cobertura ou resíduos de plantas daninhas nas entrelinhas de culturas
perenes podem agir como protetoras da estrutura do solo, minimizando o impacto direto das
máquinas e implementos das gotas de chuva e também atuando como melhoradoras da
estrutura degradada, pela redução da energia cinética da gota que é quebrada pela
cobertura do solo, seja pelas plantas em estado vegetativo, ou pelos restos culturais
deixados por elas, dessa forma evitando a desagregação do solo e o encrostamento
superficial (BERTONI; LOMBARDI NETO, 2012).
Os bioporos derivados das raízes decompostas fazem parte do processo natural de
melhoria das propriedades do solo, devendo ser desenvolvidos e explorados, por possuírem
ótimo potencial para melhorar as propriedades do solo a custos moderados (DEXTER,
1991). Plantas com maior habilidade em penetrar suas raízes em camadas compactadas e
sistemas radiculares mais desenvolvidos em profundidade, oferecem melhores condições de
funcionarem como processos naturais de melhoria das propriedades do solo, aumentando o
número de bioporos após seu cultivo, o que favorece o desenvolvimento das culturas em
sequência e proporciona a recuperação da estrutura do solo em subsuperfície (MÜLLER et
al. 2001).
O comprimento radicular estimado pelo método da parede do perfil do solo alcançou
11,7 km m-2 para a chicória cultivada por dois anos consecutivos, em que, 95% do sistema
radicular encontra-se distribuído na camada de 0―180 cm. Para uma pastagem perene de
clima temperado da família Poaceae - festuca alta (Festuca arundinacea Schreb) a qual
possui um sistema radicular fibroso após cultivo de aveia (Avena sativa L. `Max`) o
comprimento radicular para esta espécie alcançou 10,4 km m-2 com 95% do sistema
radicular na camada 0―80 cm (PERKONS et al., 2014). Estes autores demonstraram que
no geral, o número de bioporos por unidade de área superficial reduziu com a profundidade.
Além disso, observaram que apenas os bioporos com diâmetro superior a 5 mm
aumentaram de 45―55 mm de profundidade. Portanto, os bioporos são fundamentais na
condução de água no perfil do solo (KEMPER; DERPSCH, 1981), e no crescimento das
culturas cultivadas posteriormente (DEXTER, 1991) pois, são responsáveis pelos processos
de troca de gases entre o perfil do solo e a atmosfera.
O grau de compactação ou compactação relativa é um parâmetro mais útil que
densidade do solo ou a porosidade em estudos de degradação física do solo e nas
respostas das raízes e das culturas (LIPIEC; HATANO, 2003). Neste texto, o termo grau de
compactação foi utilizado para expressar a relação entre a densidade do solo no
minirhizotrons e a densidade do solo máxima obtida pelo ensaio de Proctor com energia
intermediária de compactação.
A relação entre o crescimento radicular e diferentes estados de compactação em
subsuperfície pode ser estudada em minirhizotrons, os quais são tubos de observação
Araujo Júnior et al.
27
transparentes (Figura 2.2). Pela Figura 2.2, observa-se que o sistema radicular da ervilhaca
peluda (Vicia villosa R.) é do tipo fasciculado ou em cabeleira em que, a raiz principal
atrofia-se precocemente e todas as raízes são semelhantes. Ressalta-se ainda, que o
sistema radicular explora diferentemente as colunas de solo dependendo do grau de
compactação (GC) estabelecido em subsuperfície (GC = 66%; GC = 80% e GC = 93%).
Para estabelecer os diferentes graus de compactação, amostras deformadas da
camada subsuperficial de um Latossolo Vermelho-Amarelo, muito argiloso (670 g kg-1 de
argila) de Arapongas-PR foram submetidas a esforços de compactação sob diferentes
conteúdos de água no solo em minirhizotrons com dimensões de 14 cm de diâmetro interno
por 50 cm de altura e foram compactadas utilizando o soquete com massa de 4,55 kg, altura
de queda de 45,7 cm e diâmetro de 5,08 cm do ensaio de Proctor com energia intermediaria
de compactação (Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT, 1986) (Figura 2.2). O
experimento foi instalado em casa de vegetação na sede do Instituto Agronômico do Paraná
- IAPAR em Londrina, PR, entre os meses de agosto (semeadura) a outubro (florescimento)
de 2012, com temperatura ambiente controlada entre 20―30 ºC.
Figura 2.2 Ervilhaca peluda submetida a diferentes graus de compactação em subsuperfície de um Latossolo Vermelho distrófico – LVd, muito argiloso, em minirhizotron. Da esquerda para direita, densidade do solo Ds = 1,0 kg dm-3, Ds = 1,2 kg dm-3 e Ds = 1,4 kg dm-3. GC é o grau de compactação obtido pela relação entre a densidade nas colunas de solo e densidade do solo máxima obtida pelo Ensaio de Proctor com energia intermediária de compactação. Fonte: “Fotografia Paola Caroline Lammel, 2012”
LVd
Arapongas - Paraná
Ds = 1,0 kg dm-3
GC = 66 %
LVd
Arapongas - Paraná
Ds = 1,2 kg dm-3
GC = 80 %
LVd
Arapongas - Paraná
Ds = 1,4 kg dm-3
GC = 93 %
SEMEADURA: 09/08/2012 FOTOGRAFIA: 03/10/2012
Agricultura conservacionista como alternativa para minimizar...
28
Em cada minirhizotron, seis sementes de ervilhaca peluda (Vicia villosa R.) foram
semeadas a cinco centímetros de profundidade e a irrigação foi controlada para 60% do
volume total de poros a partir do controle diário da massa dos vasos. A água foi aplicada na
superfície de modo a manter a umidade adequada. Após a emergência, realizou-se o
desbaste mantendo quatro plantas por coluna até o estádio de florescimento.
Este estudo (Figura 2.2) auxiliou estabelecer um valor de referência para o estado de
empacotamento das partículas sólidas do solo que pode ser obtido pelo grau de
compactação (relação entre a densidade máxima obtida em laboratório pelo ensaio de
Proctor com energia intermediária de compactação e a densidade do solo na coluna de
solo), para definir o grau de compactação benéfico ou excessivo ao crescimento e
desenvolvimento das plantas de cobertura e das culturas comerciais.
O aumento do grau de compactação reduziu a massa seca de raízes da ervilhaca
peluda na camada superficial 0―10 cm (Figura 2.3). Assim, tanto a parte aérea como o
sistema radicular das plantas cultivadas bem como, das plantas de cobertura são
comprometidas pelo processo de compactação do solo.
Figura 2.3 Massa seca de raízes em Latossolo Vermelho Distrófico – LVA, muito argiloso nas diferentes camadas do minirhizotrons submetido graus de compactação em sub-superfície (10―30 cm). GC é o grau de compactação obtido pela relação entre a densidade nas colunas de solo e densidade do solo máxima obtida pelo Ensaio de Proctor com energia intermediária de compactação. GC = 60 % (Densidade do solo - Ds = 1,0 kg dm-3); GC = 80 % (Ds = 1,20 kg dm-3) e GC = 93 % (Ds = 1,40 kg dm-3). Fonte: Cezar Francisco Araujo-Junior (dados não-publicados).
LVd - ARAPONGAS
ERVILHACA PELUDA
670 g kg-1
de argila
MASSA SECA DE RAÍZES, g vaso-1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
PR
OF
UN
DID
AD
E, cm
0
10
30
45
GC = 60 %
CG = 80 %
GC = 93 %
Araujo Júnior et al.
29
Além dos fatores do solo, o processo de compactação do solo é influenciado pelos
fatores relacionados às máquinas, equipamentos e da operação propriamente dita. Assim, o
maior grau de compactação é obtido quando a carga por eixo é maior com maior pressão de
contato média entre os rodados e o solo combinado a maiores intensidade de tráfego
(CANILLAS; SALOKHE, 2001). Estes autores observaram que os maiores efeitos da
compactação ocorrem nas três primeiras passadas do pneu. Destaca-se ainda, que para
qualquer conteúdo de água no solo e resíduo na superfície o estado de empacotamento das
partículas sólidas será maior com o aumento das cargas de compactação (BARZEGAR et
al, 2000).
Para o manejo da compactação do solo, o conteúdo de água no solo no momento do
tráfego das máquinas e implementos é o fator principal controlador da deformação do solo
(DIAS JUNIOR; PIERCE, 1996). Além disso, o conteúdo de água no perfil do solo determina
a reação do solo ao preparo. Entre as propriedades físicas, o conteúdo de água no perfil do
solo é a mais importante para a interação solo-máquina, uma vez que, controla a
consistência do solo (HILLEL, 1998). Outro aspecto que vale ser observado, é que a água
no solo também age como um lubrificante e ligante entre as partículas sólidas do solo
afetando a estabilidade estrutural e a resistência mecânica (TOPP; FERRÉ, 2002).
Considerações finais
Pelo exposto neste texto, verifica-se que a sustentabilidade de sistemas
conservacionistas de produção depende de fatores ambientais, ações antropogênicas e das
condições edafoclimáticas, os quais influenciam a ocorrência e a severidade dos processos
de degradação físicos do solo. Além disso, os princípios da Agricultura Conservacionista são
essenciais para minimizar os processos físicos de degradação do solo que ameaçam a
sustentabilidade de sistemas conservacionistas de produção independente das condições
edafoclimáticas.
Os principais processos de degradação do solo que ameaçam a sustentabilidade de
sistemas conservacionistas de produção são: a compactação do solo, a erosão hídrica
acelerada, o encrostamento superficial e a depleção da matéria orgânica do solo. Dentre os
aspectos a serem considerados para minimizar tais processos de degradação do solo
destacam-se o controle do tráfego e da umidade do solo no momento da realização das
operações mecanizadas, o revolvimento mínimo do solo e a utilização de plantas que
propiciam cobertura vegetal permanente ou semipermanente do solo e sistemas que
mantenham as raízes sempre vivas no solo.
Portanto, sistemas conservacionistas de produção são as maneiras mais eficientes
para o manejo integrado e conservação do solo e da água, incrementos da matéria orgânica
do solo e fixação dos estoques de carbono orgânico no solo.
Agricultura conservacionista como alternativa para minimizar...
30
Referências bibliográficas
ALCÂNTARA, E. N.; FERREIRA, M. M. Efeito de métodos de controle de plantas daninhas na cultura do cafeeiro (Coffea arabica L.) sobre a qualidade física do solo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 24, n. 4, p. 711-721, 2000.
ARAUJO JUNIOR, C. F.; DIAS JUNIOR, M. S. de; GUIMARÃES, P. T. G.; PIRES, B. S. Resistência à compactação de um Latossolo cultivado com cafeeiro, sob diferentes sistemas de manejos de plantas invasoras. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 32, n. 1, p. 25-32, 2008.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR: 7182: Solo - Ensaio de Compactação. 1986.
BARZEGAR, A. R.; ASOODAR, M. A.; ANSARI, M. Effectiveness of sugarcane residue incorporation at different water contents and the Proctor compaction loads in reducing soil compactibility. Soil and Tillage Research, Amsterdam, v. 57, n. 3, p. 167-172, 2000.
BERTONI, J.; LOMBARDI NETO, F. Conservação do solo. 8. ed. São Paulo: Ícone, 2012. 355p.
BLANCHART, B.; BERNOUX, M.; SARDA, X.; SIQUEIRA NETO, M.; CERRI, C. C.; PICCOLO, M.; DOUZET, J. M.; SCOPEL, E.; FELLER, C. Effect of direct seeding mulch-based systems of soil carbon storage and macrofauna in Central Brazil. Agriculturae Conspectus Scintificus, Zagreb, v. 72, p. 81-87, 2007.
CALEGARI, A. Leguminosas para adubação verde de verão no Paraná. Londrina: Instituto Agronômico do Paraná, 1995. 118 p. ilust. (IAPAR. Circular, 80).
CANILLAS, E. C.; SALOKHE, V. M. Regression analysis of some factors influencing soil compaction. Soil and Tillage Research, Amsterdam, v. 61, n. 3-4, p. 167-178, 2001.
CASÃO JUNIOR, R. C.; SIQUEIRA, R.; MEHTA, Y. R.; PASSINI, J. J. Sistema plantio direto com qualidade. Londrina: Instituto Agronômico do Paraná/ITAIPU Binacional, 2006. 212 p.:il.
CASTRO FILHO, C.; COCHRANE, T. A.; NORTON, L. D., CAVIGLIONE, J. H.; JOHANSSON, L.P. Land degradation assessment: tools and techniques for measuring sediment load. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON LAND DEGRADATION AND MEETING OF THE IUSS SUBCOMMISSION C – SOIL AND WATER CONSERVATION, 3., 2001., Rio de Janeiro. Proceedings...Rio de Janeiro: Embrapa Solos/SBCS,IUSS, 2002. 1 CD ROM.
COGO, N. P., LEVIEN, R.,; SCHWARZ, R. A. Perdas de solo e água por erosão hídrica influenciadas por métodos de preparo, classes de declive e níveis de fertilidade do solo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 27, p. 743-753, 2003.
DERPSCH, R. Sistemas conservacionistas de produção: como assegurar a sua sustentabilidade. In: RESUMOS DA III REUNIÃO PARANAENSE DE CIÊNCIA DO SOLO, 3., 2013., Londrina. Anais... Londrina: Instituto Agronômico do Paraná (IAPAR)/Sociedade Brasileira de Ciência do Solo (SBCS), 2013. p. 383-393.
DERPSCH, R.; CALEGARI, A. Guia de plantas para adubação verde de inverno. Londrina: IAPAR, 1985. 96 p.
DERPSCH, R.; ROTH. C. H.; SIDIRAS, N.; KӦPKE, U. Controle da erosão no Paraná, Brasil: Sistemas de cobertura do solo, plantio direto e preparo conservacionista do solo. Eschborn, (GTZ) GmbH, 1991. [Cooperação técnica IAPAR/GTZ. Traduzido p/ português].
DEXTER, A. R. Amelioration of soil by natural processes. Soil; Tillage Research, Amsterdam, v. 20, n. 1, p. 87-100, 1991.
DIAS JUNIOR, M. de S.; PIERCE, F. J. Revisão de literatura: o processo de compactação do solo e sua modelagem. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 20, n. 1, p. 175-182, 1996.
FARIA, J. C.; SHAEFER, C. E. R.; RUIZ, H. A.; COSTA, L. M. Effects of weed control on physical and micropedological properties of brazilian ultisol. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 22, n. 3, p. 731-741, 1998.
Araujo Júnior et al.
31
FOOD AND AGRICULTURAL ORGANIZATION OF THE UNITED NATIONS - FAO. Conservation agriculture when agriculture is profitable and sustainable. Roma: Land and Water Development Division/FAO, 2002. (FAO Land and Digital Media Series, 18) CD-ROM.
GOVAERTS, B.; VERHULST, N.; CASTELLANOS-NAVARRETE, A.; SAYRE, K. D.; DIXON, J.; DENDOOVEN, L. Conservation agriculture and soil carbon sequestration: between myth and farmer reality. Critical Reviews in Plant Science, v. 28, n. 1, p. 97-122, 2009.
GUPTA, S. C.; ALLMARAS, R. R. Models to acess the susceptibility of soil to excessive compaction. Advances Soil Science, v. 6, p. 65-100, 1987.
HILLEL, D. Environmental soil physics. San Diego: Academic Press, 1998. 771p.
HӦFIG, P.; ARAUJO-JUNIOR, C. F. Classes de declividade dos solos e potencial à mecanização no Estado do Paraná. 2014 (no prelo).
IORI, P.; DIAS JUNIOR, M. de S.; AJAYI, A. E.; GUIMARÃES, P. T. G.; ABREU JÚNIOR, A. A. Influence of field slope and coffee plantation age on the physical properties of a Red-Yellow Latosol. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 38, n. 1, p. 107-117, 2014.
KEMPER, B.; DERPSCH, R. Results of studies made in 1978 and 1979 to control erosion by cover crops and no-tillage techniques in Paraná, Brazil. Soil; Tillage Research, Amsterdam, v. 1, p. 253-267, 1980/1981.
JENKINSON, D. C. The turnover of organic matter in soil. In: WILD, A. (Ed.) Soil conditions and plant growth. Harlow: Longmans, 1988. p. 564-607.
LIPIEC, J.; HATANO, R. Quantification of compaction effects on soil physical properties and crop growth. Geoderma, Amsterdam, v. 116, n. 1-2, p. 107-136, 2003.
MÜLLER, M. M. L.; CECCON, G.; ROSOLEM, C. A. Influência da compactação do solo em subsuperfície sobre o crescimento aéreo e radicular de plantas de adubação verde de inverno. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 25, n. 3, p. 531-538, 2001.
MUZILLI, O. Manejo do solo em sistema plantio direto. In: CASÃO JUNIOR, R. C.; SIQUEIRA, R.; MEHTA, Y. R.; PASSINI, J. J. (Ed.). Sistema plantio direto com qualidade. Londrina: Instituto Agronômico do Paraná/ITAIPU Binacional, 2006. p. 9-28.
NHANTUMBO, A. B. J. C.; CAMBULE, A. H. Bulk density by Proctor test as a function of texture for agricultural soils in Maputo province of Mozambique. Soil and Tillage Research, Amsterdam, v. 87, n. 2, p. 231-239, 2006.
OORTS, K.; MERCKX, R.; GRÉHAN, E.; LABREUCHE, J.; NICOLARDOT, B. Determinants of annual fluxes of CO2 and N2O in long-term no-tillage and conventional tillage systems in northern France. Soil and Tillage Research, Amsterdam, v. 95, n 1, p. 133-148, 2007.
PAGLIAI, M. Soil structure. Trieste: College on Soil Physics, International Centre for Theoretical Physics, 2007. 27 p. Lecture Notes.
PEREIRA, J. O.; KELLER, T.; DANTAS, V. B.; ARAUJO-JUNIOR, C. F.; OLIVEIRA, F. A. Comportamento estrutural e textural do solo em função da aplicação de palhas de aveia na superfície do solo. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA, - CONBEA, 43, 2013., Fortaleza. Anais... Jaboticabal: ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE ENGENHARIA AGRÍCOLA - SBEA, 2013. v. 1. p. 1-4.
PERKONS, U.; KAUTZ, T.; UTEAU, D.; PETH, S.; GEIER, V.; THOMAS, K.; HOLZ, K. L.; ATHMANN, M.; PUDE, R.; KӦPKE, U. Root-length densities of various annual crops following crops with contrasting root systems. Soil and Tillage Research, Amsterdam, v. 137, p. 50-57, 2014.
REICOSKY, D. C.; SAXTON, K. E. The benefits of no-tillage. BAKER, C. J.; SAXTON, K. E. (Ed.). No-tillage seeding in conservation agriculture. 2nd ed. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations – FAO, 2007. p. 11–20.
SICZEK, A.; LIPIEC, J. Soybean nodulation and nitrogen fixation response to soil compaction and surface straw mulching. Soil; Tillage Research, v. 114, n. 2, p. 50-56, 2011.
SOANE, B. D.; BALL, B. C.; ARVIDSSON, J.; BASCH, G.; MORENO, F.; ROGER-ESTRADE, J. No-till in northern, western and south-western Europe: A review of problems and opportunities for crop production and the environment. Soil and Tillage Research, Amsterdam, v. 118, n. 1, p. 66-87, 2012.
Agricultura conservacionista como alternativa para minimizar...
32
STOCKMANN, U.; ADAMS, M. A.; CRAWFORD, J. W.; FIELD, D. J.; HENAKAARCHCHI, N.; JENKINS, M.; MINASNY, B.; McBRATNEY, A. B.; COURCELLES, V. R.; SINGH, K.; WHEELER, I.; ABBOTT, L.; ANGERS, D. A.; BALDOCK, J.; BIRD, M.; BROOKES, P. C.; CHENU, C.; JASTROW, J. D.; LAL, R.; LEHMANN, J.; O’DONELL, A. G.; PARTON, W. J.; WHITEHEAD, D.; ZIMMERMANN, M. The knowns, known unknowns and unknowns of sequestration of soil organic carbon. Agriculture Ecosystem and Environment, v. 164, n.1, p. 80-99, 2013.
THOMAZ, E. L. Runoff and sediment transport in a degraded area. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 36, n. 1, p. 243-252, 2012.
TOPP, G. C.; FERRÉ, P. A. Water content. In: DANE, J. H.; TOPP, G. C. (Ed.). Methods of soil analysis: physical methods. Madison: Soil Science Society of America, 2002. v. 4, p. 417–424.
TRUMBORE, S. E. Potential responses of soil organic carbon to global environmental change. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, v. 94, n. 16, p. 8284-8291, 1997.
VEUM, K. S.; GOYNE, K. W.; KREMER, R. J.; MILES, R. J.; SUDDUTH, K. A. Biological indicators of soil quality and soil organic matter characteristics in an agricultural management continuum. Biogeochemistry, Ithaca, v. 117, p. 81-99, 2014.
Capítulo 3
Aplicação de modelagem matemática na
recomendação de adubação fosfatada e
potássica na cultura da soja em sistema de
agricultura de precisão
Leandro Rampim1
Maria do Carmo Lana2
Jean Sérgio Rosset3
Marcos Vinicius Mansano Sarto4
1 Engenheiro Agrônomo, Doutor, Pesquisador Científico CAPES/PNPD, Centro de Ciências Agrárias, Programa
de Pós-graduação em Agronomia - PPGA, Universidade Estadual do Oeste do Paraná - Unioeste, campus
Marechal Cândido Rondon, Rua Pernambuco, 1.777, Caixa Postal 1.008, Centro, 85.960-000, Marechal Cândido
Rondon, PR; [email protected]; 2
Engenheira Agrônoma, Doutora, Docente, Professora Associado-B do Centro de Ciências Agrárias, Unioeste;
Engenheiro Agrônomo, Doutorando Unioeste, Docente, Professor Instituto Federal de Educação, Ciência e
Tecnologia do Paraná, Avenida Cívica, Centro Cívico, CEP 85935-000, Assis Chateaubriand, PR;
Engenheiro Agrônomo, Doutorando, Universidade Paulista Júlio de Mesquita Filho – Unesp, Fazenda Lageado,
Rodovia Alcides Soares, km 3, CEP 18610-300, Botucatu, SP; [email protected]
Introdução
A intensificação do levantamento de informações sobre as áreas de cultivo com o
uso de tecnologias de amostragem de solo, e obtenção de dados de produtividade para
conhecer a variabilidade de cada sistema de cultivo, abre espaço para utilizar as técnicas de
modelagem matemática para a recomendação de adubação fosfatada e potássica na cultura
da soja em sistema de agricultura de precisão, permitindo aumentar a eficiência do
aproveitamento da reserva de nutrientes presentes no solo, resíduos vegetais e, aplicar a
dose de fertilizante adequada para cada local e expectativa de produtividade específica para
cada cultura.
Aplicação da modelagem matemática na adubação...
34
Agricultura de precisão
Na agricultura brasileira, a maior parte das áreas de produção de grãos são
consideradas homogêneas quanto a variabilidade química do solo. Desta forma, a
necessidade média de utilização dos insumos promove o uso de doses iguais de
fertilizantes, podendo resultar em desequilíbrio nutricional além da baixa produtividade em
outros locais deficientes. Como consequência, há desbalanço no uso de fertilizantes,
comprometendo o rendimento das lavouras e tornando alto o custo de produção, além de
prejudicar o ambiente com a aplicação em excesso de fertilizantes (FOLEY et al., 2011).
Portanto, é necessário avaliar cada sistema de cultivo, pois, ao utilizar tabelas de
recomendação, indicações semelhantes para locais diferentes podem resultar em nível
elevado de alguns nutrientes. Neste contexto, também há possibilidade de repor os
nutrientes exportados pelas culturas para cada sítio específico, principalmente em sistema
de agricultura de precisão (AP) ou suprimir a adubação.
Desta forma, diversas técnicas tem sido avaliadas com a possibilidade de aplicar a
AP para aumentar a produção de grãos, em busca do manejo sustentável, sendo capaz de
maximizar a produção de forma racional, com uso adequado de insumos (GUEDES et al.,
2008; INAMASU et al., 2011).
A preocupação com a variabilidade do solo tem sido amplamente estudada,
principalmente em sistema de AP, para definir o formato adequado para dividir a área para
realizar o monitoramento do solo, podendo utilizar glebas (RAIJ, 2011), malha/”grids”
(DALCHIAVON et al., 2012), célula (GIMENEZ, 2012), zonas de produtividade (INAMASU et
al., 2011), zonas de manejo (QUEIROZ, 2013) e unidades de manejo (POVH ; GIMENEZ,
2011).
A utilização de unidade de manejo (UM) ou células proporcionam condições para
monitorar a evolução do sistema de produção ao longo dos anos em áreas menores, assim
como acompanhar as características químicas, físicas e produtividade, palhada para cada
local, reduzindo os efeitos das avaliações ao longo do tempo, as quais podem proporcionar
mapas diferentes a cada ano, ao utilizar a metodologia de malha. Para Rampim et al.
(2012), a definição de unidades de manejo pode ser realizada ao utilizar os conhecimentos
agronômicos assim como as condições edafoclimáticas regionais e específicas de cada
propriedade, permitindo capturar a variabilidade da fertilidade do solo intrínseca de cada
local.
A aplicação da AP no manejo de nutrientes é fundamentado em esquema de
amostragem de solo, permitindo o mapeamento da variabilidade e necessidades do solo,
possibilitando otimizar interpretação e recomendações para aplicações de insumos em
áreas menores e mais homogêneas, tanto quanto a tecnologia e os custos envolvidos o
Rampim et al.
35
permitam, reduzindo a contaminação ambiental, uniformizando e/ou elevando a
produtividade (CARVALHO et al., 2008).
Adubação fosfatada e potássica
Devido à importância da cultura da soja para o Brasil, são contínuos os estudos em
busca da elevação da produtividade para atingir o teto produtivo de cada cultivar. Para
Malavolta (2006), a utilização de fertilizantes fosfatados e potássicos na adubação está
entre as práticas culturais que podem proporcionar maior incremento na produtividade de
grãos.
De fato, recentemente, Foloni e Rosolem (2008) identificaram incremento da
produtividade de grãos em soja cultivada em Latossolo Vermelho distroférrico de textura
média, em Botucatu/SP com dose de 90 kg ha-1 de K2O e Gonçalves Júnior et al. (2010)
verificaram incremento de produtividade em soja com doses de 160 kg ha-1 de P2O5 e 120 kg
ha-1 de K2O em Palotina/PR em Argissolo Vermelho-Amarelo eutrófico com teor de 12,23 mg
dm-3 de P e 0,12 cmolc dm-3 de K e 242 g kg-1 de argila
Contudo, tem-se obtido respostas diferenciadas em todo o Brasil, principalmente,
sendo identificado ausência de resposta a adubação fosfatada e potássica em
produtividade, tanto no sulco de semeadura quanto à lanço, que está relacionada ao tipo de
solo, teores adequados dos nutrientes no solo e condução da cultura da soja em sistema
plantio direto (SPD) (RICHART et al., 2006; SFREDO, 2008a; GUARESCHI et al., 2008;
BERNARDI et al., 2009; FONTOURA et al., 2010; PAULETTI et al., 2010; VIEIRA et al.,
2013; SCHIAVO et al., 2013), não sendo detectada influência na produtividade de grãos de
soja ao testarem doses crescentes em solo com nível adequado de P e K (SCHIAVO et al.,
2013).
Moterle et al. (2009) ao realizarem estudos em Argissolo Vermelho eutroférrico de
textura argilosa, com 10 mg dm-3 de P e 0,3 cmolc dm-3 de K, encontraram resultados
semelhantes ao utilizar adubação formulada com as doses recomendadas de P e K, tanto
com aplicação na linha à 3 e 7 cm de profundidade, na entre linha à 7 cm de profundidade e
na superfície. Vieira et al. (2013) verificaram que teor de P > 6 mg dm-3 e de K > 0,30 cmolc
dm-3 possibilitou estabelecer rendimento relativo acima de 90% para a cultura da soja na
ausência da adubação fosfatada e potássica, em 15 experimentos realizados em Latossolo
Bruno com mais de 15 anos de plantio direto.
Em estudos realizados por Broggi et al. (2011), as características dos solos que
melhor se correlacionaram com a taxa de recuperação do fósforo (P) aplicado, foram o P
remanescente (P-rem). Segundo Vilar et al. (2010), quanto maior P-rem menor é a adsorção
de fósforo pelo solo, demandando menores doses de P na adubação para manter a
Aplicação da modelagem matemática na adubação...
36
disponibilidade de P adequada ao desenvolvimento das plantas. Neste sentido, uma das
metodologias usadas para recomendar a adubação fosfatada é a utilização do P-rem em
conjunto com o teor de P no solo (ALVAREZ V. et al., 2000; SOUSA et al., 2004), assim
como para interpretar os níveis de P nas diferentes classes texturais do solo (RIBEIRO et
al., 1999; EMBRAPA, 2011).
Quanto ao K, os Latossolos caracterizam-se por pouca ou nenhuma reserva mineral
de K nas frações mais grossas (NOVAIS et al., 2007), porém teores importantes tem sido
constatados nas frações silte e argila (SILVA et al., 1995). De fato, para Kaminski et al.
(2007), o suprimento de K parece ser mais dependente das características do próprio solo
do que da adição de fertilizantes potássicos. Para Yamada e Roberts (2005), a soja
apresenta grande capacidade de utilização de reservas não-trocáveis de K, mas a
capacidade de usar esta fração é variável entre cultivares e diminui com a adubação
potássica.
A ausência de efeitos com a adubação fosfatada e potássica, provavelmente está
relacionada aos níveis dos atributos químicos no solo em conjunto com a utilização do
sistema de semeadura direta (MUZILLI, 1983; COSTA et al., 2011) que intensifica a
ciclagem de nutrientes (BISSANI et al., 2004) e aumenta a taxa de difusão de P (MUZILLI,
1983; COSTA et al., 2011), principalmente em condição de umidade elevada no solo
(MUZILLI, 1983). Para Povh e Gimenez (2011), há situações em que a adubação uniforme
em toda a área de cultivo pode ser boa estratégia, pois há casos em que as variações locais
e dos atributos químicos podem ter menor impacto na produtividade do que a flutuação de
clima de um ano para outro, além da distribuição de plantas da linha de semeadura e
espaçamento diferenciado entre cultivares (TOURINO et al., 2002; SANGOI et a., 2012;
HÖRBE et al., 2013; D’AVILA, 2013).
Contudo, é preciso ressaltar a importância da correção do solo e adubação em solos
de fertilidade reduzida, principalmente durante o período de implantação do sistema plantio
direto. De modo que, recentemente, Veronese et al. (2012) verificaram respostas da
adequação da fertilidade do solo, com elevação dos teores de P foliar e também no
incremento da produtividade da cultura da soja em solo de baixa fertilidade.
Formas de recomendação de adubação
A recomendação de adubação de base em tabelas de recomendação relacionam a
disponibilidade do nutriente no solo para definir dose a ser aplicada e atingir produtividade
correlacionada aos níveis no solo e teor na planta (CQFS-RS/SC, 2004; RIBEIRO et al.,
1999; MALAVOLTA, 2006; EMBRAPA, 2009; EMBRAPA, 2011; RAIJ, 2011). CQFS-RS/SC
(2004) consideram a produtividade na recomendação da dose. No entanto, desconsideram
Rampim et al.
37
as condições edafoclimáticas regionais e específicas a cada microclima, apresentando
ampla faixa de suficiência para interpretar os níveis dos atributos químicos no solo e
também nutrientes no tecido foliar. Para Kurihara et al. (2013), as faixas de suficiência
necessitam de adequações, ao considerar diferenças na eficiência de absorção dos
nutrientes e o potencial produtivo atual das cultivares para cada região.
Neste sentido, diversos trabalhos tem sido realizados para oferecer alternativa para
recomendar corretivos e fertilizantes para culturas anuais como no algodão (POSSAMAI,
2003), milho (CARVALHO et al., 2006) e soja (SANTOS et al., 2008a), com a utilização de
modelagem matemática para determinar a disponibilidade e absorção dos nutrientes pelas
plantas para alcançar a produtividade esperada de cada cultivar, região e sistema de
manejo utilizado.
O sistema de recomendação de corretivos e fertilizantes para a cultura da soja
(SIRSo) utiliza modelagem (SANTOS et al., 2008a). A modelagem matemática tem como
princípio o balanço nutricional, ou seja, a recomendação se faz a partir da diferença entre o
requerimento de nutrientes pela planta e o suprimento de nutrientes pelo solo, por resíduos
orgânicos, por fertilizantes e pela calagem. O sistema considera ainda o fator
sustentabilidade, visando manter uma quantidade de nutriente no solo capaz de garantir
produtividade mínima em cultivo subsequente.
Recomendação de adubação em sistema de agricultura de precisão
Em testes realizados no Paraná, durante o cultivo da soja na safra 2012/13, foram
selecionadas cinco UM (Unidades de manejo) inseridas em um sistema de AP com 127 UM.
O solo presente nas UM é classificado como Latossolo Vermelho eutroférrico de textura
muito argilosa (EMBRAPA, 2013a). Os atributos químicos e granulométricos do solo de cada
UM estão dispostos na Tabela 3.1. As UM selecionadas para realizar a validação da
recomendação de adubação apresentam altitude compreendida entre 260 a 320 metros.
As UM selecionadas apresentavam níveis dos atributos químicos menores dentre as
127 UM, simulando a realização de adubação com semeadoras à taxa variável em cada
UM. As cinco UM selecionadas são cultivadas em sistema de semeadura direta por: 20 anos
na UM 1; 15 anos na UM 25; 17 anos nas UM 45; e 26 anos nas UM 79 e 111, com a
utilização de soja no verão e trigo/milho no inverno (Tabela 3.1).
As três formas de recomendação estabelecidas para recomendar a adubação
fosfatada e potássica para a cultura da soja nos ensaios nas UM, conforme Tabela 3.2,
foram:
1- Embrapa (omissão de adubação, pois as UM se enquadraram em sistema de
sucessão de culturas soja com trigo/milho segunda safra, e em solo com teor de argila > 400
Aplicação da modelagem matemática na adubação...
38
g kg-1, teor de P > 9 mg dm-3 e K > 0,3 cmolc dm-3¸ permitindo a recomendação do cultivo
sem de adubação com P e K) (EMBRAPA, 2011 p.88-89);
2- adubação com base na tabela oficial de recomendação para cultura da soja,
considerando a disponibilidade de P e K no solo nas UM (todas as UM apresentaram teor de
P > 6 mg dm-3 e K > 0,3 cmolc dm-3), sendo recomendado a dose de 60 kg ha-1 P2O5 e 40 kg
ha-1 K2O para as cinco UM na linha de semeadura (EMBRAPA, 2011 p. 87);
3- recomendação de adubação na linha de semeadura baseado no balanço
nutricional com uso da modelagem, através do programa SIRSo (Sistema de recomendação
de corretivos e fertilizantes para a cultura da soja) (SANTOS et al., 2008a), com o auxílio do
programa NutriSoja 1.5 (SANTOS et al., 2008b).
Tabela 3.1 Atributos químicos e granulométricos do Latossolo Vermelho eutroférrico coletado na camada de 0-0,20 m, nas cinco unidades de manejo cultivadas com a cultura da soja na safra 2012/13 em sistema de AP, Paraná, 2012
(1)
MO (K2Cr2O7 com H2SO4); pH (Extrator CaCl2, relação 1:2,5); P, K, Cu, Zn, Fe e Mn (Extrator Mehlich-1); S (Extrator Ca (H2PO4)2 500 mg L
-1 de P em HOAc 2 mol L
-1); Ca, Mg e Al (Extrator KCl 1
mol L-1
); H+Al (Extrator acetato de cálcio 0,5 mol L-1
pH 7,0) em amostragem realizada em setembro de 2012 (EMBRAPA, 2009);
(2) P-rem (CaCl2 0,01 mol L
-1 com 60 mg L
-1 de P) (ALVAREZ V. et al., 2000) com dados de
amostragem de solo realizada em setembro de 2010; (3)
argila, silte e areia (Método densímetro) (EMBRAPA, 1997). FONTE: dos autores.
Na recomendação pelo SIRSo foi considerada algumas especificidades:
1 – nível de K+ e P (Mehlich-1) e P-rem (P remanescente), conforme Tabela 3.1;
2 - produtividade esperada de 4000 kg ha-1, visto que no cultivo da soja no estado do
Paraná tem alcançado níveis mais elevados em anos com condições climáticas adequadas
(SEAB, 2013);
3 - profundidade efetiva das raízes de 0-0,20 m;
Unidade de
Manejo MO (1) pH V P S Ca
2+Mg
2+K
+Al
3+ H+Al SB CTC
-- g dm-3
-- -- CaCl2 -- --- % ---
1 30,07 5,08 53,38 15,27 19,32 3,89 1,32 0,47 0,10 4,96 0.00 0.00
25 30,07 5,58 70,88 24,08 31,09 6,46 2,06 0,78 0.00 3,82 0.00 0.00
45 41,01 5,89 76,21 25,00 27,72 7,46 2,22 1,02 0.00 3,34 0.00 0.00
79 20,51 5,56 75,05 25,40 25,71 8,61 1,56 1,05 0.00 3,73 0.00 0.00
111 23,24 5,78 76,91 16,23 13,04 7,98 2,22 0,66 0.00 3,26 0.00 0.00
Micronutrientes
Cu Zn Fe Mn
-- g dm-3
--
1 36,56 12,00 4,40 6,90 32,80 39,00 184.00 34,57 630 190 180
25 49,23 15,70 5,90 15,60 26,30 23,60 399.00 25,81 650 220 130
45 53,13 15,81 7,26 14,90 24,30 23,40 368.00 31,82 600 270 140
79 57,60 10,43 7,02 17,10 33.00 19,60 366.00 22,15 680 200 120
111 56,51 15,72 4,60 19,80 27.00 15,90 411.00 20,28 660 200 140
KCa
-------------- %CTC --------------- ------------------- mg dm-3
------------------
------ mg dm-3
------ ---------------------------------- cmolc dm-3
--------------------------------------
-------------- g kg-1
--------------
Mg P-rem (2)
Argila (3) Silte Areia
Rampim et al.
39
4 - fator de sustentabilidade para produzir 2000 kg ha-1 ao instalar o próximo cultivo
sem adubação, semelhante às menores produtividades obtidas nos locais utilizados para
instalar os testes;
4 - resíduos da cultura de milho;
5 - além de ter sido considerado a aplicação de 100% da demanda de K em
aplicação única, caso fosse necessário, de fato os teores de K no solo em conjunto com
aqueles disponibilizados pelos resíduos orgânicos foram suficientes para fornecer o K
necessário para o desenvolvimento da cultura de soja para todos os experimentos.
Tabela 3.2 Dose da adubação utilizada em cada experimento tanto pela utilização de tabela de recomendação quanto através do SIRSo oriundo de modelagem para cada experimento corresponde às informações da análise química do solo da respectiva unidade de manejo, em sistema de agricultura de precisão, Paraná, 2012
(1)
Embrapa (omissão de adubação, pois as UM se enquadraram em sistema de sucessão de culturas soja com trigo/milho segunda safra, e em solo com teor de argila > 400 g kg
-1, teor de P > 9 mg dm
-3 e
K > 0,3 cmolc dm-3
¸ permitindo a recomendação do cultivo sem de adubação com P e K) (EMBRAPA, 2011); (2)
adubação com base na Tabela oficial de recomendação para cultura da soja, considerando a disponibilidade de P e K no solo nas unidades de manejo (todas as UM apresentaram teor de P > 6 mg dm
-3 e K > 0,3 cmolc dm
-3), sendo recomendado a dose de 60 kg ha
-1 P2O5 e 40 kg ha
-1 K2O para
os cinco experimentos na linha de semeadura (EMBRAPA, 2011); (3)
recomendação de adubação na linha de semeadura baseado no balanço nutricional com uso da modelagem, através do programa SIRSo (Sistema de recomendação de corretivos e fertilizantes para a cultura da soja) (SANTOS et al., 2008a), com o auxílio do programa NutriSoja 1.5 (SANTOS et al., 2008b). FONTE: dos autores.
O cálculo dos resíduos da cultura do milho utilizados no cálculo da recomendação
SIRSo foi baseado na produtividade de milho de cada local, conforme Tabela 3.3, a qual foi
considerada à cada UM. Para obter os resíduos produzidos pela cultura do milho, foi
considerado índice de colheita de 40%, conforme Dourado Neto e Fancelli (2000) e
Brambilla et al. (2009), com o qual obteve-se a matéria seca total (grãos e resíduos) e por
diferença foi obtido a massa de resíduos (em kg) para cada experimento.
P2O5 K2O P2O5 K2O P2O5 K2O
linha lanço linha lanço linha lanço
1 0 0 60 40 183 0
25 0 0 60 40 163 0
45 0 0 60 40 155 0
79 0 0 60 40 158 0
111 0 0 60 40 199 0
Modelagem SIRSo (3)
Formas de recomendação de adubação
Embrapa (1)
----------------------------------------------------- kg ha-1
--------------------------------------------------------
Unidades de
Manejo
Tabela Embrapa (2)
Aplicação da modelagem matemática na adubação...
40
Desta forma, conforme os dados de cada UM (Tabelas 3.1, 3.2 e 3.3), foi definida a
dose de fertilizante para as diferente formas de recomendação de adubação fosfatada e
potássica (Tabela 3.2).
Tabela 3.3 Produtividade de grãos, matéria seca total e resíduos de milho cultivado no inverno, anteriormente à instalação nas cinco unidades de manejo (UM), em sistema de agricultura de precisão, Paraná, 2012
(1)
índice de colheita de 40%, conforme Dourado Neto e Fancelli (2000) e Brambilla et al. (2009);
(2) produtividade média de grãos obtidos em cada local;
(3) considerando que os grãos colhidos foram apenas 40% da matéria seca total;
(4) produtividade obtido pela diferença entre matéria seca total e produtividade de grãos.
FONTE: dos autores.
Disponibilidade de fósforo no solo
Em áreas com níveis adequados de P no solo pode haver ausência de
recomendação de adubação fosfatada pela Embrapa, pois os teores de P no solo são
superiores a 6 mg dm-3 de P, sendo adequado para a cultura da soja (EMBRAPA, 2011;
VIEIRA et al., 2013), não ocorrendo incremento de P oriundo da adubação fosfatada no
tecido foliar e sem alterar a produtividade da cultura.
Contudo, é sabido que a adubação fosfatada incrementa níveis de P no solo com a
utilização de fosfatos solúveis de alta disponibilidade do P, como superfosfato simples
(BISSANI et al., 2004; COSTA et al., 2011; LUCHINI et al., 2012), independente da forma de
aplicação em solo argiloso manejado com SPD (YAMADA; ROBERTS, 2005; GALVANI et
al., 2008; MOTERLE et al., 2009; ALTMANN, 2012).
Níveis elevados de P no tecido foliar podem ser observados, sendo relacionado ao
mecanismo de transporte de nutrientes no solo até as raízes, que no caso do P ocorre
principalmente através da difusão (SILVA et al., 2008; COSTA et al., 2009), o qual é
potencializado com o desenvolvimento das raízes e pelo aumento da umidade no solo
(FAGERIA, 1998; SAMPAIO et al., 2010; TAIZ; ZEIGER, 2013). Costa (1998) verificou que o
fluxo difusivo de P e K no solo aumentou 4x e 5x, respectivamente, ao alterar a condição de
Matéria seca total (3)
resíduos (4)
(grãos + resíduos)
1 0,40 6198,35 15495,87 9297,52
25 0,40 5528,93 13822,31 8293,39
45 0,40 5256,20 13140,50 7884,30
79 0,40 6595,04 16487,60 9892,56
111 0,40 6371,90 15929,75 9557,85
------------------------------------ kg ha-1
---------------------------------
Produtividade de grãos
de milho no inverno (2)
Unidade de
Manejo
Índice de
colheita (1)
Rampim et al.
41
umidade do solo de 20% para 80% da porosidade; de fato Novais et al. (2007) evidencia a
superioridade do transporte de P e K por difusão em solo úmido.
A ausência de efeito da adubação fosfatada pode estar relacionada também pelos
níveis de P no solo, principalmente quando se tem manejo adequado da calagem, que
interfere nas propriedades químicas do solo, mantendo o pH alto, e consequentemente
favorece a disponibilidade de P (ZAMBROSI et al., 2007). Tal situação foi constatada por
Viviani et al. (2010), sendo observado elevação de P no solo até pH 7 em CaCl2. Por outro
lado, tem sido constatado que, a utilização do gesso agrícola também pode adicionar e/ou
disponibilizar P no solo (CAIRES et al., 2011; RAMPIM et al., 2013), podendo ser
aproveitado pelas plantas.
Outro fator importante na absorção de P pelo solo está relacionado a acidificação da
rizosfera da soja ao absorver elementos catiônicos (MARSCHNER, 2012); fato que, em
situações de pH acima da faixa adequada, devido à alcalinização da rizosfera provocada
pela cultura de trigo e milho (HAYNES, 1990), permite conter tal elevação do pH na rizosfera
e assim aumentar a disponibilidade de P para a cultura, visto que pode ocorrer valores de
pH acima da faixa adequada, a qual também indisponibiliza P no solo (NOVAIS et al., 2007),
principalmente ao observar os níveis elevados de pH nas unidade de manejo 25 e 111.
Disponibilidade de potássio no solo
Ao observar os índices de saturação dos cátions Ca+2, Mg+2 e K+ no solo, no qual fez-
se ensaios de recomendação de adubação (Tabela 3.1), é possível constatar níveis
inferiores a 20% para o Mg+2 para todos as UM e níveis superiores de K+ para as UM 25, 45
e 79, e próximo a 5% nas UM 1 e 111. Quanto ao Ca+2, a UM 25 apresentou índice próximo
a 50%, as UM 45, 79 e 111 foram superiores e exceção foi a UM 1, com 36,56%,
evidenciando desequilíbrio entre os cátions. Para Sfredo (2008b), a saturação destes
cátions no complexo de troca catiônica (CTC) é o parâmetro que mais representa o
equilíbrio destes no solo, tanto que cita valores para equilíbrio em solos com CTC ≥ 8 cmolc
dm-3, sendo valores de 50% de Ca+2, 20% de Mg+2 e 5% de K+.
Em adição, solos cultivados com SPD tem sido constatado maior presença de Ca
ligado a matéria orgânica, aumentando sua disponibilidade (ZAMBROSI et al., 2007), além
da liberação de K+ pelos resíduos vegetais, os quais também prejudicam o Mg+2 na relação.
Watanabe et al. (2005) evidenciaram que a aplicação de CALPOT, produto obtido com a
mistura de calcário com potássio, adequaram a relação Ca+2:Mg+2:K+, resultando em
elevação da produtividade. Enquanto, Scherer (1998) observou aumento do teor de Mg nas
folhas da soja com a redução na disponibilidade de K+ no solo. Gerendás e Führs (2013), ao
detectar deficiência de Mg, recomendam avaliar a relação entre Ca+2:Mg+2:K+, sendo que a
Aplicação da modelagem matemática na adubação...
42
resposta à adubação tem ocorrido em situações de níveis adequados de P no solo e com
água livre no solo, sendo necessário realizar a avaliação de cada sistema de cultivo para a
recomendação do produto e dose adequada.
Ao comparar os teores de K+ no solo das UMs, acima de 0,47 cmolc dm-3 (Tabela
3.1), constata-se o nível elevado de K nas UMs utilizadas para o ensaio, evidenciando a
ausência de recomendação de adubação potássica pela modelagem. Steiner et al. (2009)
encontraram relação direta dos níveis de K+ no solo com o K acumulado em plantas de soja
avaliadas aos 42 dias após a emergência, com níveis no solo variando de 0,13 até 0,5 cmolc
dm-3, o qual já é considerado elevado (EMBRAPA, 2011).
Tal fato evidencia o quão elevados são os teores de K trocável encontrados nas UM,
que também são constatados com a % K, principalmente para as UM 25, 45 e 79 (Tabela
3.1). Provavelmente, os níveis expressivos de K+ podem estar relacionados a formação dos
solos, mesmo se tratando de solo altamente intemperizado, caso dos Latossolos, que
também podem apresentar minerais contendo K (SILVA et al., 1995; MELO et al., 2004;
VILLA et al., 2004), além do K não trocável, que também pode disponibilizar K+, quando
ocorre redução de K+ (VILLAR et al., 2004; MELLO et al., 2004).
Além dos níveis adequados de K+ no solo, tem-se destaque à utilização de plantas
de cobertura, que em SPD tem incrementado a reciclagem de K, principalmente com
gramíneas, como no consórcio com a cultura de milho (PACHECO et al., 2013), condição
evidenciada na Tabela 3.3, com os níveis de resíduos proporcionados pela cultura de milho,
variando de 7.884,30 a 9.892,56 kg ha-1. Tanto que, Heinzmann (2009) verificou que a
aplicação de 150 kg ha-1 de K2O à lanço em pré-plantio e em cobertura quanto Schiavo et al.
(2013) com 800 kg ha-1 de K2O à lanço no estádio V4 da cultura da soja não interferiu na
produtividade em Latossolo Vermelho Eutroférrico em SPD.
Por outro lado, a adubação potássica com doses até 180 kg ha-1 de K2O na cultura
da soja em Latossolo com nível médio de K+, 0,2 cmolc dm-3, proporcionou incremento em
produtividade tanto ao ser utilizada na pré-semeadura, pré-semeadura+cobertura, sulco
quanto em sulco+cobertura (BERNARDI et al., 2009). Yamada e Roberts (2005) verificaram
que níveis abaixo de 0,3 cmolc dm-3 no solo e teor de K foliar inferior a 20 g kg-1 na soja
incrementam a produtividade.
A adição do K lavado da palhada (ROSOLEM et al., 2007) pode causar problemas
nutricionais, devido ao desequilíbrio entre Ca+2:Mg+2:K+, prejudicando a absorção de Mg e
intensificando a deficiência de Mg no tecido foliar, principalmente em solo com elevado nível
de Ca+2 e K+ (Tabela 3.1). Segundo Zambrosi et al. (2007), em estudo realizado em
Latossolo Vermelho distrófico textura argilosa, encontraram 60% do cálcio como Ca+2 e 40%
como Ca-Corgânico,e 90% do magnésio como Mg+2 e 10% como Mg-Corgânico., mostrando que
Rampim et al.
43
mesmo em SPD, onde ocorre maior acúmulo de matéria orgânica (MO), pode ocorrer maior
liberação de Ca devido a ligação com o Corgânico.
Monitoramento da adubação pelo balanço nutricional do tecido foliar
Neste contexto, o Sistema Integrado de Diagnose e Recomendação (DRIS)
(BEAUFILS, 1973) é uma ferramenta importante para monitorar a interferência da adubação
nas plantas. A diagnose pelo DRIS tem sido utilizada na cultura da soja (CASTAMANN et
al., 2012) para avaliar o equilibro nutricional, e avaliar a probabilidade de excesso ou
deficiência dos nutrientes (WADT, 2005), podendo ser verificado através do potencial de
resposta à adubação (LANA et al., 2010). Assim, a utilização do DRIS permite identificar o
desequilíbrio nutricional (WAIREGI; ASTEN, 2011). Nas cinco UMs cultivadas na safra
2012/13 em sistema de AP é possível observar o balanço nutricional com os Índices DRIS e
Índice de Balanço Nutricional médio (IBNm) a partir do tecido foliar da cultura da soja
(EMBRAPA, 2013b) e potencial de resposta à adubação (LANA et al., 2010) (Tabela 3.4).
É importante ressaltar os resultados obtidos por Stalenga (2007) durante a
identificação de problemas nutricionais na cultura de trigo pelo DRIS. Os autores verificaram
índice DRIS excessivo para o K ao utilizarem a adubação mineral com N, P e K; contudo na
adubação orgânica + rotação de culturas houve índice deficiente ao K; e no caso da
utilização conjunta de adubação orgânica + rotação de culturas + adubação mineral
encontraram equilíbrio nutricional para o nutriente K; mas nos três sistemas de adubação
ocorreu deficiência de N e excesso de P.
Sfredo (2008b), Prochnow (2010) e Salvador et al. (2011) destacam a importância da
relação entre Ca:Mg:K na agricultura brasileira. De maneira que, segundo Oliveira Júnior et
al. (2013), para realizar a recomendação de adubação potássica é importante analisar a
relação Ca+2:Mg+2:K+, em conjunto com as faixas de suficiência e balanço nutricional DRIS.
Destaca-se o caso do Mg+2, pois sua deficiência na planta, além de suas funções diretas,
também pode prejudicar o transporte de P dentro das células (MARSCHNER, 2012).
É crescente o número de produtores que tem realizado a semeadura da cultura da
soja sem a aplicação de fertilizantes fosfatados e potássicos, devido aos níveis adequados
de P e K+ no solo, conforme recomendação da Embrapa (2011). Nesta situação, reduz-se a
disponibilidade K e Ca na linha de semeadura, pois são constituintes de fertilizantes
(YAMADA; STIPP-ABDALLA, 2004). Além do fato, de que a ausência de fertilizantes de alta
solubilidade próximo às raízes pode proporcionar condições favoráveis ao equilíbrio entre
Ca+2, K+ e Mg+2 no solo, facilitando a absorção de Mg+2, consequentemente elevação dos
teores foliares de Mg e maior equilíbrio no balanço nutricional, com provável aumento na
Aplicação da modelagem matemática na adubação...
44
produtividade (SANTI et al., 2012), principalmente ao constatar deficiência de Mg (Tabela
3.4, 3.5 e 3.6).
Tabela 3.4 Balanço nutricional com os Índices DRIS e IBNm a partir do tecido foliar da
cultura da soja na cultivar Vmax RR (EMBRAPA, 2013b) e potencial de resposta à adubação
LANA et al., 2010) nas cinco unidades de manejo conforme as recomendação de adubação
da Embrapa (ausência de adubação) e tabela da Embrapa (EMBRAPA, 2011) e modelagem
SIRSo (SANTOS et al., 2008a; SANTOS et al., 2008b) cultivada na safra 2012/13 em
sistema de AP, Paraná, 2012
Recomendação de adubação Índice DRIS
N P K Ca Mg S Zn Mn Fe Cu IBNm
Unidade de Manejo 1
Embrapa (0) -70,5 19,3 -11,6 -34,0 -8,9 -1,6 1,6 -1,0 -9,8 60,7 21,9
Tabela Embrapa 5,1 10,2 -14,6 21,2 -8,8 -6,3 -2,4 -1,0 -6,4 15,1 9,1
Modelagem 1,1 5,3 -18,5 18,8 -11,2 -10,6 5,8 -5,1 -8,2 34,9 11,9
Unidade de Manejo 25
Embrapa (0) -2,3 3,7 -31,6 7,4 -24,1 -20,2 8,1 -11,5 -17,5 100,2 22,7
Tabela Embrapa 1,5 6,6 -23,4 14,7 -12,8 -11,1 4,6 -11,7 -12,4 56,2 15,5
Modelagem -0,2 -1,0 -23,1 10,6 -15,3 -12,2 9,5 -6,3 -19,8 69,9 16,8
Unidade de Manejo 45
Embrapa (0) -16,8 -9,5 -29,0 4,4 -34,6 -18,9 -4,0 -10,6 -27,6 158,9 31,4
Tabela Embrapa 5,6 7,4 -12,1 5,9 -12,0 4,0 7,9 -4,4 -3,4 13,1 7,6
Modelagem 5,3 8,5 -10,2 5,9 -0,7 -0,4 -4,3 -5,4 -1,8 15,3 5,8
Unidade de Manejo 79
Embrapa (0) 10,5 19,3 -25,5 17,2 -18,9 -7,5 -0,9 -8,5 -2,7 29,1 14,0
Tabela Embrapa -4,8 1,6 -22,3 4,9 -26,0 -22,3 3,4 -5,9 -6,3 89,9 18,7
Modelagem 18,8 15,4 -17,7 22,7 -17,3 2,2 -0,1 -10,1 3,4 -4,9 11,3
Unidade de Manejo 111
Embrapa (0) 13,6 15,4 -1,9 25,5 -27,0 2,0 0,0 2,7 -4,1 -14,1 10,6
Tabela Embrapa 8,2 12,7 -10,5 17,0 -1,6 -0,4 0,6 1,3 -5,1 -10,2 6,8
Modelagem -3,6 12,9 -16,2 23,1 -42,3 -5,8 -17,0 -0,7 -24,0 85,9 23,2
Potencial de resposta à adubação:
Positiva (P)
Positiva ou nula (PZ) Nula (Z)
Negativa ou nula (NZ) Negativa (N)
Resposta Positiva (P) – tem probabilidade de ocorrer quando o índice DRIS do nutriente mais negativo for
maior, em módulo, que o IBNm (Índice de Balanço Nutricional Médio) (DRIS<0; DRIS>IBNm; maior valor ‘negativo’); Resposta Positiva ou Nula (PZ) – tem probabilidade de ocorrer quando o índice DRIS do nutriente for maior em módulo que o IBNm e não for o mais negativo (DRIS<0; DRIS>IBNm); Resposta Nula (Z) – tem
probabilidade de ocorrer quando o índice DRIS do nutriente em módulo for menor ou igual ao IBNm (demais); Resposta Negativa ou Nula (NZ) – tem probabilidade de ocorrer quando o índice DRIS do nutriente for maior em módulo que o IBNm, porém sem ser o índice DRIS de maior valor (DRIS>0; DRIS>IBNm); Resposta Negativa (N) – tem probabilidade de ocorrer quando o índice DRIS do nutriente for maior que o IBNm e maior
que todos os índices DRIS (DRIS>0; DRIS>IBNm; maior valor ‘positivo’) (LANA et al., 2010a); FONTE: dos autores.
Rampim et al.
45
Adubação fosfatada e aproveitamento de resíduos
É importante comentar sobre a recomendação de doses elevadas de P baseado no
balanço nutricional com uso da modelagem SIRSo (Tabela 3.2), pois a modelagem
matemática considera a retenção de P pelo solo, que está relacionado à capacidade
máxima de adsorção de P no solo (VILAR et al., 2010), principalmente devido à presença de
óxidos de ferro e alumínio no solo (SANTOS; KLIEMANN, 2005; COSTA et al., 2009) quanto
ligado ao Ca após cultivo de soja (OLIBONE; ROSOLEM; 2010), sendo avaliada pelo P-rem
(ALVAREZ V. et al., 2000; BROGGI et al., 2011). Assim, em níveis de P-rem encontrados
em solos do Paraná em sistema de AP (Tabela 3.1), indicam elevada demanda de P para
suprir a adsorção do solo, fato que ocorre principalmente em solos com elevada quantidade
de argila (RIBEIRO et al., 1999; ALVAREZ V. et al., 2000; CORRÊA et al., 2011).
A importância do fornecimento do P foi destacada por Machado et al. (2011), que
identificaram incremento de P disponível ao utilizar até 400 kg ha-1 de P2O5 na forma de
fosfato monoamônico em solo argiloso com elevada capacidade de adsorção de P (P-rem
de 4,38 mg dm-3) e nível baixo de P. Semelhantemente, Fageria (1998) verificaram aumento
crescente na produtividade de soja até 400 kg ha-1 de P2O5 com platô até 1200 kg ha-1 de
P2O5, sendo os efeitos evidenciados em presença de água.
De fato, em casa de vegetação, Steiner et al. (2012) identificaram acúmulo linear
crescente de P em plantas de soja até o nível mais elevado de P no solo testado
(50 mg dm - 3, extrator Mehlich-1), demonstrando que, em situações de elevada precipitação
pluviométrica realmente ocorre intensificação da absorção de P pelas plantas, pois aumenta
o fluxo difuso (SILVA et al., 2008; COSTA et al., 2009), ampliado pela interceptação
radicular.
Neste contexto, destaca-se a influência dos resíduos na recomendação de adubação
pelo SIRSo (Tabela 3.2). De maneira que, a utilização de braquiária (Brachiaria ruziziensis),
no consórcio com a cultura de milho tem se destacado, principalmente no cultivo de milho no
inverno, intensificando a produção de resíduos com ciclagem de nutrientes (BRAMBILLA et
al., 2009), principalmente quanto ao K (RAMELLA et al., 2013); simulando a “produção dos
nutrientes” no próprio sistema de cultivo. Tem sido observado também que a utilização de
braquiária em consórcio com a cultura de milho reduz a produtividade da cultura principal
(BRAMBILLA et al., 2009; CRUZ et al., 2009), contudo, o fornecimento de nutrientes pelo
aumento da produção de matéria seca pode reduzir ou até mesmo permitir a omissão da
adubação, intensificando o SPD e atingindo a sustentabilidade do sistema de cultivo.
Vale a pena destacar que tem sido observado ausência de efeito na produtividade da
cultura de milho, ao realizar a semeadura da braquiária à lanço na época de adubação de
cobertura na cultura de milho (CHIODEROLI et al., 2010; RAMELLA et al., 2013),
Aplicação da modelagem matemática na adubação...
46
demonstrando o potencial da utilização da consorciação na redução de adubação, por
elevar os resíduos, potencializando a ciclagem de nutrientes, e reduzindo a adubação.
Forma de aplicação dos adubos
Em relação a forma de adubar, é pertinente fazer alguns comentários. A adubação à
lanço tem proporcionado produtividade semelhante à adubação no sulco de semeadura
(YAMADA; ROBERTS, 2005; GALVANI et al., 2008; MOTERLE et al., 2009; ALTMANN,
2012), contudo alertam para o acúmulo de P na camada superficial com a aplicação em
superfície total (SANTOS et al., 2008c; FRANCISCO et al., 2013), além de possíveis perdas
de P e K por escorrimento superficial (BERTOL et al., 2011). Aliado a situação de que, ao
realizar a adubação com Ca e K no sulco de semeadura também pode prejudicar a relação
entre Ca:Mg:K (SFREDO, 2008b; SALVADOR et al., 2011; GERENDÁS; FÜHRS, 2013) em
solo com níveis adequados.
Desta forma, é possível sugerir a utilização de adubação de sistema (ALTMANN,
2012), aumentando o rendimento operacional durante a semeadura da soja, ao direcionar à
adubação para apenas o cultivo de inverno; sendo necessário fornecer nutrientes deficientes
para elevar a produtividade e intensificar a produção de resíduos (FONSECA et al., 2011),
elevando a ciclagem de nutrientes, melhorando o sistema plantio direto, e ampliando a
sustentabilidade do sistema de AP.
Ao realizar toda a adubação necessária para as culturas implantadas no sistema de
cultivo soja/trigo, especificamente na cultura de trigo, tanto com a dose recomendada para a
cultura de trigo (IAPAR, 2013) quanto adicionar a dose recomendada para a cultura de soja
(EMBRAPA, 2011) e/ou utilizar os dados de quantidade de nutrientes exportados, conforme
Tabela 3.5. Desta forma, estabelece a adubação de sistema (ALTMANN, 2012), visto que o
nível crítico de P para a cultura de trigo é 9 mg dm-3 de P, valor maior que o da soja, 6 mg
dm-3 (RCTT, 2013) e aproveitando os nutrientes disponíveis no solo (EMBRAPA, 2011;
IAPAR, 2013).
Outro ponto importante está relacionado com a distribuição do fertilizante na linha de
semeadura de trigo, com a aplicação de doses menores em cada linha, pois a cultura do
trigo é cultivada em espaçamento de 0,17 m enquanto a cultura de soja em 0,45 m, ou seja,
o acúmulo do fertilizante necessário para os dois cultivos não implicam em doses elevadas
no sulco de semeadura da cultura do trigo. Neste sentido, LIMA et al. (2013) verificaram que
o elevado fornecimento de nutrientes à cultura de trigo com a aplicação de 3000 kg ha-1 de
cama sobreposta de aves incrementou a produtividade; assim a aplicação da adubação para
a cultura de soja juntamente com a do trigo pode elevar a produtividade desta cultura.
Rampim et al.
47
Adubação pela exportação de nutrientes nos grãos e a produtividade
A recomendação da adubação conforme a exportação de nutrientes deve ser
utilizada de forma sustentável ao fornecer os nutrientes para as plantas, visto que com as
cultivares utilizadas atualmente em áreas conforme as UMs do sistema de AP utilizado nos
ensaios de recomendação de adubação (Tabela 3.1), os nutrientes disponibilizados pelo
solo são suficientes para atingir a produtividade média para o Estado do Paraná (SEAB,
2013), sendo adequado apenas realizar a reposição de nutrientes exportados pela cultura
de soja, atentando para níveis excessivos de nutrientes no solo.
Desta forma, UMs utilizadas em sistema de AP, também podem utilizar dados de
exportação de nutrientes obtidos durante o cultivo da soja, tanto seguindo as tabelas de
teores segundo a literatura, quanto obtido em condições regionais, como em áreas
manejadas em sistema de AP nas culturas de soja e trigo em Guaíra/Paraná (Tabela 3.5).
Sobretudo, mantendo sempre o monitoramento do tecido foliar com o DRIS, em busca do
equilíbrio nutricional.
Com a determinação dos teores dos nutrientes nos grãos pode-se realizar a
adubação de manutenção, considerando a ausência de resposta a adubação (RICHART et
al., 2006; SFREDO, 2008a; GUARESCHI et al., 2008; BERNARDI et al., 2009; FONTOURA
et al., 2010; PAULETTI et al., 2010; VIEIRA et al., 2013; SCHIAVO et al., 2013), relacionada
aos níveis adequados dos atributos químicos do solo para o desenvolvimento da cultura da
soja em diversas situações, semelhante às UMs utilizadas no ensaio de recomendação, com
UM dentro de sistema de AP (Tabela 3.1). Assim, com os teores nos grãos da Tabela 3.5,
permite repor os nutrientes extraídos relacionados às condições locais de cultivo, clima, tipo
de solo, proporcionando ao produtor rural maior eficiência no uso dos recursos financeiros,
adicionando apenas a quantidade extraída.
Também é necessário considerar a produtividade esperada, considerando o histórico
de produtividade das culturas nos últimos anos, pois tal informação incorpora problemas
climáticos que ocorrem na região, reduzindo a produtividade média ao longo dos anos, não
havendo necessidade de adubar conforme a produtividade desejada. Por outro lado, se o
produtor realizar a recomendação de adubação conforme produtividade desejada e
considerar os nutrientes exportados pelos grãos, gera altas doses com elevação dos custos,
pois desconsidera outros fatores que interferem na produtividade, fato que é ponderando ao
avaliar o histórico de produtividade.
Ao considerar que, as doses recomendadas pela Tabela da Embrapa e pelo SIRSo
(que considerou elevada produtividade, fator sustentabilidade e resíduos) (Tabela 3.2 e 3.3)
são superiores às doses recomendadas pela Tabela 3.6 para a cultura da soja; e também
por aqueles tratamentos testados (Tabela 3.2) não terem interferido diretamente na
Aplicação da modelagem matemática na adubação...
48
produtividade de grãos, é pertinente fazer considerações sobre a recomendação de
adubação utilizando o SIRSo em conjunto com exportação de grãos.
Tabela 3.5 Teores de nitrogênio (N), fósforo (P), enxofre (S), cálcio (Ca), magnésio (Mg), potássio (K), cobre (Cu), zinco (Zn), manganês (Mn) e ferro (Fe) nos grãos da cultura da soja safra 2011/12 e trigo na safra 2011 em 127 unidades de manejo em sistema de agricultura de precisão, para evidenciar a exportação de nutrientes pela colheita dos grãos, Paraná, 2013
(1)
Dados originados de avaliação de teor de nutrientes nos grãos na safra 2011/12 para a cultura da soja e safra 2011 para o trigo, a partir de 127 unidades de manejo em sistema de agricultura de precisão no Paraná; (2)
EMBRAPA (2011); (3)
PAULETTI (2004); (4)
COELHO et al. (2001); (5)
Valores exportados pela colheita dos grãos, tanto em g do nutriente para cada kg de grão ou kg do nutriente para cada tonelada de grão. FONTE: dos autores.
As alternativas de recomendação de adubação para as UM foram calculadas
conforme a produtividade média de 2900 kg ha-1 em áreas de cultivo com soja no Paraná
(Tabela 3.1), ao longo das safras 2003/04 a 2012/13, que estão sendo monitorados em 127
UM em sistema de AP. Tal produtividade é semelhante a produtividade média do estado do
Paraná de 2961 kg ha-1, obtida ao longo das safras 2007/08 a 2012 (SEAB, 2013).
N P S Ca Mg K
UM - Guaíra (1)
Soja 59,45 2,63 1,90 5,78 1,43 9,42
Trigo 25,60 2,09 2,22 3,92 0,99 3,82
Referência
Soja (2) 51,00 4,36 5,40 3,00 2,00 16,60
Soja (3) 59,20 5,50 3,00 2,90 2,30 18,80
Trigo (3) 17,20 1,30 1,40 0,20 0,80 2,00
Trigo (4) 21,50 3,35 1,20 0,60 2,50 3,34
Cu Zn Fe Mn
UM - Guaíra
Soja 32,44 81,47 104,24 29,96
Trigo 39,43 94,53 94,34 45,56
Referência
Soja (2) 10,00 40,00 30,00 70,00
Soja (3) 13,00 37,70 134,30 33,70
Trigo (3) 3,00 14,80 13,90 13,00
Trigo (4) 6,00 44,50 49,00 44,00
Macronutrientes (5)
Cultura
------------------------------ g Kg-1 ou kg (1000kg)-1 -----------------------------
-------------- mg Kg-1 ou g (1000kg)-1 ------------------
Micronutrientes
Rampim et al.
49
Tabela 3.6 Simulação da recomendação de adubação fosfatada (P2O5) e potássica (K2O) para as unidades de manejo 1, 25, 45, 79 e 111 em sistema de AP, Paraná, 2013
(1)
produtividade média obtida ao longo das safras 2003/04 a 2012/13 nos locais que são monitorados em 127 unidades de manejo (UM) em sistema de agricultura de precisão no Paraná; (2)
Recomendação de adubação SIRSo (SANTOS et al., 2008a), com o auxílio do programa NutriSoja 1.5 (SANTOS et al., 2008b), considerando os resíduos da cultura de milho cultivada anteriormente (Tabela 3.2) e sem fator sustentabilidade para o cultivo da próxima safra; (3)
Recomendação de adubação considerando a exportação de nutrientes pelos grãos com os dados médios de teores de nutrientes no grão obtidos da colheita na safra 2011/12 na cultura da soja, em 127 unidades de manejo em sistema de agricultura de precisão no Paraná (Tabela 3.9); (4)
Recomendação de adubação considerando a exportação de nutrientes pelos grãos com os teores de nutrientes no grão obtidos da colheita na safra 2011/12 na cultura da soja, especificamente para cada unidade de manejo em sistema de agricultura de precisão no Paraná. Teores de P no grão foram: 2,94; 2,77; 2,52; 3,64 e 1,52 g kg
-1 de P nas UM 1, 25, 45, 79 e 111, respectivamente; e teores de K no grão foram: 7,98; 9,92; 9,40; 9,95
e 11,85 g kg-1
de K nas UM 1, 25, 45, 79 e 111, respectivamente. FONTE: dos autores.
Modelagem matemática SIRSo
A situação descrita na Tabela 3.6, remete-se a recomendação de adubação pelo
SIRSo (SANTOS et al., 2008a) para as UMs estudadas em conjunto com valores dos
atributos químicos do solo (Tabela 3.1), considerando como intuito, atingir a produtividade
média de 2900 kg ha-1, sem fator de sustentabilidade, mas utilizando as informações de
resíduos do cultivo anterior e aplicar 100% da possível necessidade de K, conforme Tabela
3.2. Nesta situação houve ausência de recomendação de K, o qual está sendo suprido pelos
resíduos e níveis elevados de K nas UMs (Tabela 3.1) e recomendação da dose de P
inferior àquelas recomendadas para a cultura da soja de acordo com a Embrapa (2011)
(Tabela 3.3); com destaque para a possibilidade de recomendação específica da adubação
para cada UM inserida no sistema de AP.
Também é possível utilizar os dados de exportação de grãos de cada unidade de
manejo, e realizar recomendação específica para cada UM, retornando os nutrientes que
serão exportados na UM.
P2O5 K2O P2O5 K2O P2O5 K2O
1 53 0 17 33 20 28
25 25 0 17 33 18 35
45 23 0 17 33 17 33
79 16 0 17 33 24 35
111 53 0 17 33 11 41
Unidade de Manejo
(U.M.) SIRSo sem fator
Alternativas de recomendação de adubação
-------------------------------------------- kg ha-1
---------------------------------------
produtividade esperada de 2900 kg ha-1 (1)
Exportação grãos
média de 127 U.M. (3)
da respectiva U.M. (4)
sustentabilidade (2)
Aplicação da modelagem matemática na adubação...
50
Conforme os dados de teores de nutrientes nos grãos na cultura de soja da safra
2011/12 referente aos valores médios obtidos nas 127 unidades de manejo (Tabela 3.5)
pode ser realizada a recomendação de adubação para atingir produtividade de 2900 kg ha-1
de grãos de soja. Com os teores no grão de 2,63 g kg-1 de P e 9,42 g kg-1 de K, pode ser
recomendado 17 kg ha-1 de P2O5 e 33 kg ha-1 de K2O para todas as UMs com finalidade
“simplista” de repor os nutrientes exportados (Tabela 3.6), considerando apenas o
fornecimento dos nutrientes exportados pela adubação de reposição, ou seja,
desconsiderando o sistema de cultivo envolvido (Tabela 3.6).
Da mesma forma, ao considerar produtividade de 2900 kg ha-1 de soja e teores de P
e K no grão específico para cada unidade de manejo obtém-se a recomendação de P2O5 e
K2O para cada UM, conforme Tabela 3.6; logicamente com maior precisão de
recomendação, mas mantendo-se a recomendação de K.
Tais formas alternativas de recomendação mostram a utilização dos teores
exportados, sem considerar a disponibilidade de nutrientes no solo, como no caso do K, que
apresenta em níveis elevados no solo (Tabela 3.1), além de desconsiderar a disponibilidade
parcial do P adicionado pela adubação, o qual é influenciado por reações de adsorção no
solo. De fato, Oliveira Júnior et al. (2013) evidencia a importância do monitoramento do
balanço nutricional para realizar a recomendação de adubação adequada. Portanto, nos
dois casos de recomendação foi considerado apenas os teores de nutrientes nos grãos e
desconsiderado demais processos existentes no sistema de cultivo, como resíduos,
atributos químicos do solo, adsorção de nutrientes no solo, os quais são tão importantes
quanto avaliar os nutrientes exportados no grão pelas culturas.
Desta forma, verifica-se que a recomendação da Embrapa (2011) (Tabela 3.3), para
o K está mais relacionada aos valores de K exportados, assim como verificado na Tabela
3.5, que ao recomendar adubação foi considerado a exportação de grãos. Contudo, para o
P, a recomendação da Embrapa (2011) provavelmente considera a taxa de recuperação do
P aplicado, visto que a recomendação de P é superior à recomendação através dos teores
de nutrientes nos grãos da safra 2011/12 (Tabela 3.5).
De forma geral, ao considerar a recomendação apenas pela exportação de nutrientes
pelos grãos, com valores específicos para os locais ou para a UM (Tabela 3.6) não
demonstra recomendação pertinente, pois desconsidera peculiaridades do sistema de
cultivo, visto que na recomendação por SIRSo há elevada influência dos resíduos nas
recomendações.
Enfatiza-se a preocupação em recomendar a adubação fosfatada e potássica
utilizando apenas os valores de exportação nos grãos, pois pode aplicar nutrientes
Rampim et al.
51
desnecessários e ainda, prejudicar o equilíbrio de cátions no solo, ou até mesmo perder os
nutrientes disponibilizados pelos resíduos por escorrimento superficial.
Importância da modelagem matemática na recomendação de adubação em sistema de
agricultura de precisão
É válido ressaltar a oportunidade de utilizar o SIRSo na recomendação de adubação
para a cultura da soja (SANTOS et al., 2008a; SANTOS et al., 2008b), o qual considera a
produtividade média alcançada para cada UM ao longo dos anos (ao realizar o
monitoramento da produtividade em cada UM em sistema de AP, os nutrientes fornecidos
pelos resíduos e pelo solo, sendo opcional a inclusão do fator sustentabilidade. Este fato
pode ser importante, ao realizar a adubação para o próximo cultivo com o intuito de
aproveitar o momento de preços menores de insumos. Ainda, é necessário ressaltar que o
SIRSo considera os fatores de liberação de cada atributo químico no solo de acordo com as
reações que ocorrem no solo.
De maneira que, ao utilizar o SIRSo para a recomendação de adubação, pode-se
aperfeiçoá-lo conforme as peculiaridades de cada UM, ou seja, utilizar a produtividade,
resíduos, níveis no solo e agora sim, utilizar os teores de nutrientes exportados pelos grãos
para cada UM. Desta forma, a recomendação de adubação SIRSo pode trazer benefícios
para a sustentabilidade do sistema de cultivo para a cultura da soja.
Ressalta-se ainda que, em solos de elevada fertilidade, com as cultivares atuais,
deve-se adubar para manter a fertilidade do solo e/ou adequar o equilíbrio dos atributos
químicos do solo, pois níveis elevados no solo podem prejudicar o balanço nutricional da
cultura, consequentemente impedir alcançar o teto produtivo das cultivares em condição de
adequado sistema de semeadura e umidade adequada no solo.
É necessário salientar também que a aplicação, continuidade e evolução da
recomendação de adubação em sistema de AP precisa integrar profissionais de diversas
áreas. Segundo Bramley e Trengove (2013), os produtores rurais da Austrália tiveram
problemas com equipamentos e softwares, situação agravada pela baixa relação entre
produtor e prestadoras de serviços, fato que resultou na utilização dos conhecimentos
próprios pelo produtor para o manejo das culturas. Tal situação pode servir de alerta para a
agricultura brasileira, sendo necessário organizar grupos de profissionais, engenheiro
agrônomo, produtor e pesquisador, para avaliação da situação econômica, tecnológica,
sistema de cultivo, presença de terraços e relevo de cada propriedade, com elaboração de
protocolo para ser conduzido a campo; e em seguida contratar a empresa prestadora de
serviços para executá-los e, posteriormente, com o grupo de profissionais realizar a
recomendação dos procedimentos de recomendação de adubação. Certo que, D’Avila
Aplicação da modelagem matemática na adubação...
52
(2013) destaca a necessidade de parceria entre produtores, professores e pesquisadores
para atingir elevada produtividade na cultura da soja.
Considerações finais
A recomendação da Embrapa para omitir a adubação para a cultura da soja em solo
com teor de argila > 400 g kg-1 e com teor de P > 9 mg dm-3 e K > 0,3 cmolc dm-3 ou utilizar a
dose de 60 kg ha-1 P2O5 e 40 kg ha-1 K2O é válida para Latossolo Vermelho eutroférrico
perante produtividade média de 2900 kg ha-1, sendo necessário avaliar a possibilidade de
ocorrer níveis elevados de K+ no solo no Paraná.
A utilização da recomendação por modelagem no sistema de recomendação de
corretivos e fertilizantes para a cultura da soja (SIRSo) com fator sustentabilidade sugere
elevadas doses de fósforo, possibilitando a elevação dos níveis de P no solo, conforme a
capacidade de adsorção de P de cada solo.
A recomendação por modelagem SIRSo pode ser utilizada para otimizar a adubação
em unidades de manejo inseridas em sistema de agricultura de precisão com adubação em
taxa variável.
A utilização de metodologias de recomendação de adubação que englobam várias
especificidades de cada sistema de produção de grãos, como na cultura da soja, permite
aumentar a eficiência do uso dos fertilizantes com produtividade sustentável.
Em sistemas mais avançados como o sistema de agricultura de precisão, que pode
utilizar inúmeras informações georreferenciadas de cada local da propriedade rural,
necessita de formatos mais amplos de recomendação de adubação, como se faz com a
modelagem matemática SIRSo, a qual resgata diversas informações do sistema de
produção para definir a dose para a adubação fosfatada e potássica na cultura da soja.
Referências bibliográficas
ALTMANN, N. Adubação de sistemas integrados de produção em plantio direto: resultados práticos no Cerrado. IPNI – International Plant Nutrition Institute. Informações Agronômicas, Piracicaba, n. 140, p. 1-20, 2012.
ALVAREZ V., V. H.; NOVAIS, R. F.; DIAS, L. E.; OLIVEIRA, J. A. Determinação e uso do fósforo remanescente. Boletim Informativo Sociedade Brasileira de Ciências do Solo. Viçosa, v. 25, p. 27-33, 2000.
BEAUFILS, E. R. Diagnostics and Recommendation Integrated System (DRIS). Pietermaritzburg: University Natal, 1973. 130p. (Soil Science. Bulltein, 1)
BERNARDI, A. C. C.; OLIVEIRA JÚNIOR, J. P.; LEANDRO, W. M.; MESQUITA, T. G. S.; FREITAS, P. L.; CARVALHO, M. C. S. Doses e formas de aplicação da adubação potássica na rotação soja, milheto e algodão em sistema plantio direto. Pesquisa Agropecuária Tropical. Goiânia, v. 39, n. 2, p. 158-167, 2009.
Rampim et al.
53
BERTOL, O. J.; RIZZI, N. E.; FEY, E.; LANA, M. C. Perda de nutrientes via escoamento superficial no sistema plantio direto sob adubação mineral e orgânica. Ciência Rural. Santa Maria, v. 41, n. 11, p. 1914-1920, 2011.
BISSANI, C. A.; GIANELLO, C.; TEDESCO, M. J.; CAMARGO, F.A.O. Fertilidade dos solos e manejo da adubação de culturas. Porto Alegre: Gênesis, 2004. 328p.
BRAMBILLA, J. A.; LANGE, A.; BUCHELT, A. C.; MASSAROTO, J. A. Produtividade de milho safrinha no sistema de integração lavoura-pecuária, na região de Sorriso, Mato Grosso. Revista Brasileira de Milho e Sorgo. Sete Lagoas, v. 8, n. 3, p. 263-274, 2009.
BRAMLEY, R.; TRENGOVE, S. Precision agriculture in Australia: present status and recent developments. Engenharia Agrícola. Jaboticabal, v. 33, n. 3, p. 575-588, 2013.
BROGGI, F.; OLIVEIRA, A. C.; FREIRE, F. J.; FREIRE, M. B. G. S.; NASCIMENTO, C. W. A. Fator capacidade de fósforo em solos de Pernambuco mineralogicamente diferentes e influência do pH na capacidade máxima de adsorção. Ciência e Agrotecnologia. Lavras, v. 35, n. 1, p. 77-83, 2011.
CAIRES, E. F.; MASCHIETTO, E. H.; GARBUIO, F. J.; CHURKA, S.; JORIS, H. A. W. Surface application of gypsum in low acidic Oxisol under no-till cropping system. Scientia Agricola. Piracicaba, v. 68, n. 2, p. 209-216, 2011.
CARVALHO, F. B.; OLIVEIRA, W. C.; PEREIRA, M. G.; ANJOS, L. H. C.; PICCOLO, M. C.; JACCOUD, C. F. Fertilidade e carbono do solo e uso da água pelo eucalipto numa topossequência em Seropédica, RJ. Revista Árvore. Viçosa, v. 32, n. 1, p. 153-162, 2008.
CARVALHO, F. T.; NOVAIS, R. F.; ALVAREZ V., V. H.; BARROS, N. F.; CANTARUTTI, R. B.; BAHIA FILHO, A. F. C. Sistema de interpretação de análise de solo para recomendação de NPK para cultura do milho. Revista Ceres. Viçosa, v. 53, n. 306, p. 211-223, 2006.
CASTAMANN, A.; ESCOSTEGUY, P. A. V.; BERRES, D.; ZANELLA, S. Diagnosis and recommendation integrated system (DRIS) of soybean seed oil content. Revista Brasileira Ciência do Solo. Viçosa, v. 36, n. 6, p. 1820-1827, 2012.
CHIODEROLI, C. A.; MELLO, L. M. M.; GRIGOLLI, P. J.; SILVA, J. O. R.; CESARIN, A, L. Consorciação de braquiárias com milho outonal em plantio direto sob pivô central. Engenharia Agrícola. Jaboticabal, v. 30, n. 6, p. 1101-1109, 2010.
COELHO, M. A. O.; SEDIYAMA, T.; SOUZA, M. A.; RIBEIRO, A. C.; SEDIYAMA, C. S. Composição mineral e exportação de nutrientes pelos grãos do trigo irrigado e submetido a doses crescentes e parceladas de adubo nitrogenado. Revista Ceres. Viçosa, v. 48, n. 275, p. 81-94, 2001.
CORRÊA, R. M.; NASCIMENTO, C. W. A.; ROCHA, A. T. Adsorção de fósforo em dez solos do Estado de Pernambuco e suas relações com parâmetros físicos e químicos. Acta Scientiarum: Agronomy. Maringá, v. 33, n. 1, p. 153-159, 2011.
COSTA, J. P. V. Fluxo de fosforo e de potássio em Latossolos. 1998. 67f. Tese (Doutorado), Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 1998.
COSTA, J. P. V.; BASTOS, A. L.; REIS, L. S.; MARTINS, G. O.; SANTOS, A. F. Difusão de fósforo em solos de Alagoas influenciada por fontes do elemento e pela umidade. Revista Caatinga. Mossoró, v. 22, n. 3, p. 229-235, 2009.
COSTA, M. S. S. M.; STEINER, F.; COSTA, L. A. M.; CASTOLDI, G.; PIVETTA, L. A. Nutrição e produtividade da Cultura do Milho em Sistemas de Culturas e Fontes de adubação. Revista Ceres. Viçosa, v. 58, n. 2, p. 249-255, 2011.
CQFS-RS/SC - COMISSÃO DE QUÍMICA E FERTILIDADE DO SOLO. Manual de adubação e de calagem para os estados do Rio Grande do Sul e de Santa Catarina. 10.ed. Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 2004. 400p.
CRUZ, A. C. S.; PEREIRA, F. R. S.; BICUDO, S. J.; SANTOS, J. R.; ALBUQUERQUE, A. W.; MACHADO, C. G. Consórcio de milho e Brachiaria decumbens em diferentes preparos de solo. Acta Scientiarum: Agronomy. Maringá, v. 31, n. 4, p. 633-639, 2009.
D’AVILA, T. Reportagem de capa: Soja na produtividade extrema. Revista A Granja. Porto Alegre, v. 69, n. 779, nov., 2013.
Aplicação da modelagem matemática na adubação...
54
DALCHIAVON, F. C.; PASSOS E CARVALHO, M.; ANDREOTTI, M.; MONTANARI, R. Variabilidade espacial de atributos da fertilidade de um Latossolo Vermelho Distroférrico sob Sistema Plantio Direto. Revista Ciência Agronômica. Fortaleza, v. 43, n. 3, p. 453-461, 2012.
DOURADO NETO, D.; FANCELLI, A. L. Produção de milho. Guaíba: Agropecuária, 2000. 360 p.
EMBRAPA - EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA. DRIS – Diagnóstico Nutricional para a Soja. Londrina: Embrapa Soja, 2013b. Acesso em: 18/11/2013. Disponível em: <http://www.cnpso.embrapa.br/dris/index.php>.
EMBRAPA - EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA. Manual de Análises Químicas de Solos, Plantas e Fertilizantes. 2.ed. Brasília: Informação Tecnológica, 2009. 628p.
EMBRAPA - EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA. Manual de métodos de análise do solo. Rio de Janeiro: Centro de Pesquisa de Solos, 1997. 212p.
EMBRAPA - EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA. Sistema brasileiro de classificação de solos. 3.ed. Brasília: Embrapa, 2013a. 353 p.
EMBRAPA - EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA. Tecnologias de produção de soja – região central do Brasil 2012 e 2013. Londrina: Embrapa Soja, 2011. 261 p.
FAGERIA, N. K. Otimização da eficiência nutricional na produção das culturas. Revista Brasileira Engenharia Agrícola Ambiental. Campina Grande, v. 2, n. 1, p. 6-16, 1998.
FOLEY, J. A.; RAMANKUTTY, N.; BRAUMAN, K. A.; CASSIDY, E. S.; GERBER, J. S.; JOHNSTON, M.; MUELLER, N. D.; O’CONNELL, C.; RAY, D. K.; WEST, P. C.; BALZER, C.; BENNETT, E. M.; CARPENTER, S. R.; HILL, J.; MONFREDA, C.; POLASKY, S.; ROCKSTROM, J.; SHEEHAN, J.; SIEBERT, S.; TILMAN, D.; ZAKS, D. P. M. Solutions for a cultivated planet. Nature. Londres, v. 478, p. 337-342, 2011.
FOLONI, J. S. S.; ROSOLEM, C. A. Produtividade e acúmulo de potássio na soja em função da antecipação da adubação potássica no sistema plantio direto. Revista Brasileira de Ciência do Solo. v. 32, n. 4, p. 1549-1561, 2008.
FONTOURA, A. M. V.; VIEIRA, R. C. B.; BAYER, C.; ERNANI, P. R.; MORAES, R. P. Eficiência técnica de fertilizantes fosfatados em Latossolo sob plantio direto. Revista Brasileira de Ciências do solo. Viçosa, v. 34, n. 6, p. 1907-1914, 2010.
FRANCISCO, E. A. B.; CÂMARA, G. M. S. Desafios atuais para o aumento da produtividade da soja. Piracicaba:INPI, 2013. 16p. (INPI. Informações Agronômicas, 143)
GALVANI, R.; HOTTA, L. F. K.; ROSOLEM, C. A. Phosphorus sources and fractions in an oxisol under no-tilled soybean. Scientia Agrícola. Piracicaba, v. 65, n. 4, p. 415-421, 2008.
GERENDÁS, J.; FÜHRS, H. The significance of magnesium for crop quality. Plant Soil. Alemanha, v. 368, p. 101-128, 2013.
GIMENEZ, L. M. Os benefícios da amostragem de solos localizada. Revista A Granja. Porto Alegre, v. 68, n. 761, p. 34-37, 2012.
GONÇALVES JÚNIOR, A. C.; NACKE, H.; MARENGONI, N. G.; CARVALHO, E. A.; COELHO, G. F. Produtividade e componentes de produção da soja adubada com diferentes doses de fósforo, potássio e zinco. Ciência e Agrotecnologia. Lavras, v. 34, n. 3, p. 660-666, 2010.
GUARESCHI, R. F.; GAZOLLA, P. R.; SOUCHIE, E. L.; ROCHA, A. C. Adubação fosfatada e potássica na semeadura e a lanço antecipada na cultura da soja cultivada em solo de Cerrado. Semina: Ciências Agrárias. Londrina, v. 29, n. 4, p. 769-774, 2008.
GUEDES, L. P. C.; URIBE-OPAZO, M. A.; JOHANN, J. A.; SOUZA, E. G. Anisotropia no estudo da variabilidade espacial de algumas variáveis químicas do solo. Revista Brasileira de Ciência do Solo. Viçosa, v. 32, n. 6, p. 2217, 2008.
HAYNES, R. J. Active ion uptake and maintenance of cation-anion balance: A critical examination of their role in regulating rhizosphere pH. Plant Soil. v. 126, n. 2, p. 247-264, 1990.
HEINZMANN, C. L. Efeito da adubação potássica na produtividade da soja. Revista Cultivando o Saber. Cascavel, v. 2, n. 4, p. 26-32, 2009.
Rampim et al.
55
HÖRBE, T.; AMADO, T.; FERREIRA, A. Agricultura de precisão: a relação semeadura “precisa” e altas produtividades. Revista A Granja. Porto Alegre, v. 69, n. 779, nov., 2013.
IAPAR - Instituto Agronômico do Paraná. Informações técnicas para trigo e triticale – safra 2013 / Reunião da Comissão Brasileira de Pesquisa de Trigo e Triticale, Londrina, PR, 2013. 220 p.
INAMASU, R. Y.; NAIME, J. M.; RESENDE, A. Y.; BASSOI, L. H.; BERNARDI, A. C. C. Agricultura de Precisão: Um Novo Olhar. São Carlos: Embrapa Instrumentação, 2011. 334p.
KAMINSKI, J.; BRUNETTO, G.; MOTERLE, D. F.; RHEINHEIMER, D. S. Depleção de formas de potássio do solo afetada por cultivos sucessivos. Revista Brasileira de Ciência do Solo. Viçosa, v. 31, n. 5, p. 1003-1010, 2007.
KURIHARA, C. H.; ALVAREZ V., V. H.; NEVES, J. C. L.; NOVAIS, R. F.; STAUT, L. A. Faixas de suficiência para teores foliares de nutrientes em algodão e em soja, definidas em função de índices DRIS. Revista Ceres. Viçosa, v. 60, n. 3, p. 412-419, 2013.
LANA, R. M. Q.; OLIVEIRA, S. A.; LANA, A. M. Q.; FARIA, M. V. Levantamento do estado nutricional de plantas de Coffea arabica L. pelo DRIS, na região do Alto Paranaíba – Minas Gerais. Revista Brasileira de Ciência do Solo. Viçosa, v. 34, n. 4, p. 1147-1156, 2010.
LIMA, P. R.; RAMPIM, L.; MATTEI, D.; KOPPO, J.; DIEL, P. S.; LANA, M. C. Validação da adubação orgânica na cultura de trigo e soja cultivado em Latossolo Vermelho Eutroférrico em sistema de semeadura direta. IN: CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA DO SOLO. 34. 2013. Florianópolis. Anais... Florianópolis: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 2013. CDRom
LUCHINI, I.; TIRITAN, C. S.; FOLONI, J. S. S.; SANTOS, D. H. Fósforo disponível em solos ácidos e corrigidos com aplicação de fosfatos solúvel, reativo e natural. Scientia Agraria Paranaensis. Marechal Cândido Rondon, v. 11, n. 1, p. 82-94, 2012.
MACHADO, V. J.; SOUZA, C. H. E.; ANDRADE, B. B.; LANA, R. M. Q.; KORNDORFER, G. H.; Curvas de disponibilidade de fósforo em solos com diferentes texturas após aplicação de doses crescentes de fosfato monoamônico. Bioscience Journal. Uberlândia, v. 27, n. 1, p. 70-76, 2011.
MALAVOLTA, E. Manual de nutrição mineral de plantas. São Paulo: Editora Agronômica Ceres, 2006. 638p.
MARSCHNER, H. Mineral Nutrition of Higher Plants. 3. Ed. London: Academic Press, 2012. 651p.
MELO, G. W.; MEURER, E. J.;PINTO, L. F. S. Fontes de potássio em solos distroférricos cauliníticos originados de basalto no Rio Grande do Sul. Revista Brasileira de Ciência do Solo. Viçosa, v. 28, n. 4, p. 597-603, 2004.
MOTERLE, L. M.; SANTOS, R. F.; BRACCINI, A. L.; SCAPIM, C. A.; LANA, M. C. Influência da adubação com fósforo e potássio na emergência das plântulas e produtividade da cultura da soja. Revista Ciência Agronômica. Fortaleza, v. 40, n. 2, p. 256-265, 2009.
MUZILLI, O. Influência do sistema de plantio direto comparado ao convencional sobre a fertilidade da camada arável do solo. Revista Brasileira de Ciências do Solo. Viçosa, v. 7, n. 1, p. 95-102, 1983.
NOVAIS, R. F.; ALVAREZ V., V. H.; BARROS, N. F.; FONTES, R. L. F.; CANTARUTTI, R, B.; NEVES, J. C. L. Fertilidade do solo. Viçosa: Sociedade Brasileira de Ciências do Solo, 2007, 1017p.
OLIBONE, D.; ROSOLEM, C. A. Phosphate fertilization and phosphorus forms in an Oxisol under no-till. Scientia Agrícola. Piracicaba, v. 67, n. 4, p. 465-471, 2010.
OLIVEIRA JÚNIOR, A.; CASTRO, C.; OLIVEIRA, F. A.; JORDÃO, L. T. Adubação potássica da soja: cuidados no balanço de nutrientes. Piracicaba: INPI 2013. 10p. (INPI. Informações Agronômicas, 143)
PACHECO, L. P.; BARBOSA, J. M.; LEANDRO, W. M.; MACHADO, P. L. O. A.; ASSIS, R. L.; MADARI, B. E.; PETTER, F. A. Ciclagem de nutrientes por plantas de cobertura e produtividade de soja e arroz em plantio direto. Pesquisa Agropecuária Brasileira. Brasília, v. 48, n. 9, p.1228-1236, 2013.
PAULETTI, V. Nutrientes: teores e interpretações. 2ª. ed., Castro: Fundação ABC, 2004. 86p.
Aplicação da modelagem matemática na adubação...
56
PAULETTI, V.; SERRAT, B. M.; MOTTAI, A. C. V.; FAVARETTO, N.; ANJOS, A. Yield response to fertilization strategies in no-tillage soybean, corn and common bean crops. Brazilian Archives of Biology and Technology. Curitiba, v. 53, n. 3, p. 563-574, 2010.
POSSAMAI, J. M. Sistema de recomendação de corretivos e fertilizantes para o cultivo do algodoeiro. 2003. 91f. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2003.
POVH, F.; GIMENEZ, L. M. Aplicação de fertilizantes e corretivos em taxa variável. IN: FONSECA, A. F.; CAIRES, E. F.; BARTH, G. Fertilidade do Solo e Nutrição de Plantas no Sistema Plantio Direto. 1ª edição. Ponta Grossa: Associação dos Engenheiros Agrônomos dos Campos Gerais e Universidade Estadual de Ponta Grossa, 2011. 217-248p.
PROCHNOW, L. I.; CASARN, V.; STIPP, S. R. (Eds.) Boas práticas para uso eficiente de fertilizantes. Vol 2. Piracicaba: IPNI, p. 66-132, 2010.
QUEIROZ, D. M. A ferramenta da agricultura de precisão vai muito além de máquinas sofisticadas e caras, mas ainda é preciso desenvolver pesquisas para que pequenos e médios produtores tenham acesso às possibilidades e ganhos. Revista A Granja. Porto Alegre, v. 69, n. 772, p. 38-41, 2013.
RAIJ, B. van. Fertilidade do solo e manejo de nutrientes. Piracibaba: International Plant Nutrition Institute - IAC, Piracicaba, 2011. 420p.
RAMELLA, J. R. P.; BATTISTUS, A. G.; SILVA, C.; LIBARDI, K. D. C.; CASTAGNARA, D. D.; OLIVEIRA, P. S. R.; NERES, M. A. Influência do sistema lavoura-pecuária com Zea mays L. e Brachiaria brizantha nas variáveis produtivas da cultura do milho. Scientia Agraria Paranaensis. Marechal Cândido Rondon, v. 12, n. 2, p. 96-104, 2013.
RAMPIM, L.; LANA, M. C.; FRANDOLOSO, J. F. Fósforo e enxofre disponível, alumínio trocável e fósforo remanescente em latossolo vermelho submetido ao gesso cultivado com trigo e soja. Semina: Ciências Agrárias. Londrina, v. 34, n. 4, p. 1623-1638, 2013.
RAMPIM, L.; LANA, M. C.; FEIDEN, A.; KLEIN, J.; SARTO, M. V. M.; ROSSET, J. S.; DAL MOLIN, P. V. Unidades de manejo em sistema de agricultura de precisão na cultura da soja. Scientia Agraria Paranaensis. Marechal Cândido Rondon, v. 11, n. (suplemento), p. 70-83, 2012.
RIBEIRO, A.C.; GUIMARÃES, P.T.G.; ALVAREZ, V.H. Recomendações para o uso de corretivos e fertilizantes para o estado de Minas Gerais: 5ª aproximação. Viçosa: Comissão de Fertilidade do Solo do Estado de Minas Gerais - CFSEMG, 1999. 325p.
RICHART, A.; LANA, M. C.; SCHULZ, L. R.; BERTONI, J. C.; BRACCINI, A. L. Disponibilidade de fósforo e enxofre para a cultura da soja na presença de fosfato natural reativo, superfosfato triplo e enxofre elementar. Revista Brasileira de Ciência do Solo. Viçosa, v. 30, n. 4, p. 695-705, 2006.
ROSOLEM, C. A.; CALONEGO, J. C.; FOLONI, J. S. S.; GARCIA, R. A. Potássio lixiviado da palha de aveia-preta e milheto após a dessecação química. Pesquisa Agropecuária Brasileira. Brasília, v. 42, n. 8, p. 1169-1175, 2007.
SALVADOR, J. T.; CARVALHO, T. C.; LUCCHESI, L. A. C. Relações cálcio e magnésio presentes no solo e teores foliares de macronutrientes. Revista Acadêmica: Ciências Agrárias e Ambientais. Curitiba, v. 9, n. 1, p. 27-32, 2011.
SAMPAIO, F. M. T.; FERREIRA, M. M.; OLIVEIRA, M. S.; ALMEIDA, A. C.; JOSÉ, M. R. Variabilidade espacial da umidade de um Latossolo Vermelho Amarelo sob plantio direto. Engenharia Agrícola. Jaboticabal, v. 30, n. 5, p. 854-861, 2010.
SANGOI, L.; SCHMITT, A.; VIEIRA, J.; PICOLI JR., G. J.; SOUZA, C. A.; CASA, R. T.; SCHENATTO, D. E.; GIORDANI, W.; BONIATTI, C. M.; MACHADO, G. C.; HORN, D. Variabilidade na distribuição espacial de plantas na linha e rendimento de grãos de milho. Revista Brasileira de Milho e Sorgo. Sete Lagoas, v. 11, n. 3, p. 268-277, 2012.
SANTI, A. L.; AMADO, T. J. C.; CHERUBIN, M. R.; MARTIN, T. N.; PIRES, J. L.; FLORA, L. P. D.; BASSO, C. J. Análise de componentes principais de atributos químicos e físicos do solo limitantes à produtividade de grãos. Pesquisa Agropecuária Brasileira. Brasília, v. 47, n. 9, p. 1346-1357, 2012.
SANTOS, D. R.; GATIBON, L. C.; KAMINSK, J. Fatores que afetam a disponibilidade do fósforo e o manejo da adubação fosfatada em solos sob sistema plantio direto. Ciência Rural. Santa Maria, v. 38, n. 2, p. 576-586, 2008c.
Rampim et al.
57
SANTOS, E. A.; KLIEMANN, H. J. Disponibilidade do fósforo de fosfatos naturais em solos de cerrado e sua Avaliação por extratores químicos. Pesquisa Agropecuária Tropical. Goiânia, v. 35, n. 3, p. 139-146, 2005.
SANTOS, F. C.; NEVES, J. C. L.; NOVAIS, R. F.; POSSAMAI, J. M. Programa NutriSoja 1.5 - Sistema Para Cálculo de Balanço Nutricional e Recomendação de Calagem e Adubação de Soja. Viçosa: UFV, 2008b.
SANTOS, F. C.; NEVES, J. C. L.; NOVAIS, R. F.; ALVAREZ V., V. H.; SEDIYAMA, C. S. Modelagem da recomendação de corretivos e fertilizantes para a cultura da soja. Revista Brasileira de Ciência do Solo. Viçosa, v. 32, n. 4, p. 1661-1764, 2008a.
SCHERER, E. E. Níveis críticos de potássio para a soja em Latossolo Húmico de Santa Catarina. Revista Brasileira de Ciências do Solo. Viçosa, v. 22, n. 1, p. 57-62, 1998.
SCHIAVO, J. A.; RAMPIM, L.; DAL MOLIN, P. V.; SARTO, M. V. M; ROSSET, J.; LANA, M. C. Adubação fosfatada e potássica na cultura da soja em Latossolo Vermelho Eutroférrico. IN: CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA DO SOLO, 34., 2013. Florianópolis. Anais.... Florianópolis: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 2013. CDRom
SEAB – Secretaria de Estado da Agricultura e do Abastecimento. Acompanhamento de Safra em 28 de outubro de 2013. Disponível em: http://www.agricultura.pr.gov.br/. Acesso em: 31 out. 2013.
SFREDO, G. J. Soja no Brasil: Calagem, adubação e nutrição mineral. Londrina: Embrapa Soja, 2008a. 147p. (Embrapa Soja. Documentos, 305)
SFREDO, G. J. Calagem e adubação da soja. Londrina: Embrapa Soja, 2008b. 11p. (Embrapa Soja. Circular Técnica, 61)
SILVA, D. N.; MEURER, E.; KAMPF, N.; BORKET, C. M. Mineralogia e formas de potássio em dois Latossolos do Estado do Paraná e suas relações com a disponibilidade para as plantas. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 19, n. 3, p. 433-439, 1995.
SILVA, S. R.; BARROS, N. F.; SOUZA, C. M. Fluxo difusivo de fósforo e zinco influenciado pela compactação de dois latossolos. Revista Ceres. Viçosa, v. 55, n. 6, p. 619-624, 2008.
SOUSA, D. M. G.; LOBATO, E. Adubação com nitrogênio. In: SOUSA, D. M. G.; LOBATO, E., eds. Cerrado: correção do solo e adubação. 2.ed. Planaltina: Embrapa Cerrados, 2004. p. 129-144.
STALENGA, J. Applicability of different indices to evaluate nutrient status of winter wheat in the organic system. Journal of Plant Nutrition. v. 30, n. 3, p. 351-365, 2007.
STEINER, F.; LANA, M. C.; FRANDOLOSO, J. F.; FEY, R.; ZOZ, T. Disponibilidade de potássio para a soja em solos do estado do paraná extraído pelas soluções de acetato de amônio, Mehlich-1, Mehlich-3 e Bray-1. Synergismus Scyentifica. Pato Branco, v. 4, n. 1, 2009.
STEINER, F.; LANA, M. L.; ZOZ, T.; FRANDOLOSO, J. F.; FEY, R. Extraction methods and availability of phosphorus for soybean in soils from Paraná State, Brazil. Semina: Ciências Agrárias. Londrina, v. 33, n. 3, p. 1005-1014, 2012.
TAIZ, L.; ZEIGER, E. Fisiologia vegetal. Porto Alegre: Artmed, 2013. 918 p.
TOURINO, M. C. C.; REZENDE, P. M.; SALVADOR, N. Espaçamento, densidade e uniformidade de semeadura na produtividade e características agronômicas da soja. Pesquisa Agropecuária Brasileira. Brasília, v. 37, n. 8, p. 1071-1077, 2002.
VERONESE, M.; FRANCISCO, E. A. B.; ZANCANARO, L.; ROSOLEM, C. R. Plantas de cobertura e calagem na implantação do sistema plantio direto. Pesquisa Agropecuária Brasileira. Brasília, v. 4 7, n. 8, p. 1158-1165, 2012.
VIEIRA, R. C. B.; BAYER, C.; FONTOURA, S. M. V.; ANGHINONI, I.; ERNANI, P. R.; DE MORAES, R. P. Critérios de calagem e teores críticos de fósforo e potássio em latossolos sob plantio direto no centro-sul do Paraná. Revista Brasileira de Ciências do Solo. Viçosa, v. 37, n. 1, p. 188-198, 2013.
VILAR, C. C.; COSTA, A. C. S.; HOEPERS, A.; SOUZA JÚNIOR, I. G. Capacidade máxima de adsorção de fósforo relacionada a formas de ferro e alumínio em solos subtropicais. Revista Brasileira de Ciências do Solo. Viçosa, v. 34, n. 4, p. 1059-1068, 2010.
Aplicação da modelagem matemática na adubação...
58
VILLA, M. R.; FERNANDES, L. A.; FAQUIN, V. Formas de potássio em solos de várzea e sua disponibilidade para o feijoeiro. Revista Brasileira de Ciência do Solo. Viçosa, v. 28, n. 4, p. 649-658, 2004.
VIVIANI, C. A.; MARCHETTI, M. E.; VITORINO, A. C.; NOVELINO, J. O.; GONÇALVES, M. C. Disponibilidade de fósforo em dois Latossolos argilosos e seu acúmulo em plantas de soja, em função do aumento do pH. Ciência e Agrotecnologia. Lavras, v. 34, n. 1, p. 61-67, 2010.
WADT, P. G. S. Relationship between soil class and nutritional status of coffee plantations. Revista Brasileira de Ciência do Solo. Viçosa, v. 29, n. 2, p. 227-234, 2005.
WAIREGI, L.; ASTEN, P. van Norms for multivariate diagnosis of nutrient imbalance in the east African Highland bananas (Musa spp. AAA), Journal of Plant Nutrition. v. 34, n. 10, p.1453-1472, 2011.
WATANABE, R. T.; FIORETTO, R. F.; FONSECA, I. F. DA; SEIFERT, A. L.; SANTIAGO, D. C.; CRESTE, J. E.; HARADA, A.; CUCOLOTTO, M. Produtividade da cultura de soja em função da densidade populacional e da porcentagem de cátions (Ca, Mg e K) no complexo sortivo do solo. Semina: Ciências Agrárias. Londrina, v. 26, n. 4, p. 477-484, 2005.
YAMADA, T.; ROBERTS, T. L. Potássio na agricultura brasileira. Piracicaba: Associação Brasileira para pesquisa da potassa e do fosfato – Potafós, 2005. 841p.
YAMADA, T.; STIPP E ABDALLA, S. R. Fósforo na agricultura brasileira. Piracibaba: Associação Brasileira para pesquisa da potassa e do fosfato - Potafós. 2004. 726p.
ZAMBROSI, F. C. B.; ALLEONI, L. R. F.; CAIRES, E. F. Aplicação de gesso agrícola e especiação iônica da solução de Latossolo sob sistema plantio direto. Ciência Rural. Santa Maria, v. 37, n. 1, p. 110-117, 2007.
Capítulo 4
Calagem: determinação da quantidade de
calcário com base na participação do cálcio e
magnésio no complexo de troca
Alfredo Richart1
Evertom Dutra Gressele2
Daniel Schwantes1
Jeferson Klein1
Ricardo Menon1
Rubens Fey3
Leandro Rampim4
Jacir Daga1
João Edson Kaefer1
Martios Ecco1
Alexandre Luís Müller1
1
Professor do curso de Agronomia da Escola de Ciências Agrárias e Medicina Veterinária da Pontifícia
Universidade Católica do Paraná, Campus Toledo. Avenida da União, 500, CEP: 85902-532. Toledo, Paraná. 2 Acadêmico do curso de Agronomia da Escola de Ciências Agrárias e Medicina Veterinária da Pontifícia
Universidade Católica do Paraná, Campus Toledo. Avenida da União, 500, CEP: 85902-532. Toledo, Paraná. 3
Professor da Universidade Federal Fronteira Sul, Campus de Laranjeiras do Sul, Paraná. BR-158, Km 7, CEP:
85.301-970, Laranjeiras do Sul – PR. 4 Pesquisador do Programa Nacional de Pós-Doutorado (PNPD) da Universidade Estadual do Oeste do Paraná,
Campus de Marechal Cândido Rondon. Rua Pernambuco, 1777, CEP: 85960-000. Marechal Cândido Rondon,
Paraná.
__________________________________________________________________________
Introdução
O conhecimento agronômico comprova, de maneira irrevogável, que a prática de
manejo de correção da acidez, especialmente em solos situados nas regiões tropicais, com
acentuado grau de intemperismo, torna a prática da calagem uma das técnicas mais
importantes visando elevar produtividade com sustentabilidade econômica e socioambiental.
Calagem: determinação da quantidade de calcário...
60
A realização da calagem nos solos em que se diagnosticou excessiva acidez e
toxicidade do alumínio trocável livre (Al3+), por meio de competente análise laboratorial, é
prática de manejo que os produtores agrícolas devem se preocupar. A correção da acidez e
a inativação do Al3+ contribuem para pleno desenvolvimento radicular e, consequentemente,
melhorar as condições de nutrição da planta, condicionando-a à alta produtividade (VEGRO,
2013).
Em estudo conduzido por Oliveira et al. (1997), analisando os resultados do
levantamento de reconhecimento dos solos do Paraná (EMBRAPA, 1984), mostraram que
61% da área do Estado eram ocupadas por solos que apresentavam caráter álico ou
distrófico, indicando necessidade de aplicação de calcário para obtenção de rendimentos
economicamente viáveis às culturas.
O uso de corretivos da acidez com elevados teores de cálcio (Ca) ou magnésio (Mg),
pode interferir nas relações entre estes cátions, restringindo os efeitos benéficos esperados
na correção da acidez, por promover desbalanços entre o Ca2+ e o Mg2+ no solo,
prejudicando a absorção de nutrientes, causando desiquilíbrio nutricional de Ca e Mg nas
plantas. Assim, na escolha do corretivo, deve ser considerado o poder de neutralização da
acidez, bem como, sua proporção entre cátions acompanhantes, principalmente, relação
entre Ca/Mg presente no corretivo (ALBUQUERQUE et al., 2001).
Esta preocupação é pertinente, especialmente na região Oeste do Estado do Paraná,
pois, os produtores vêm utilizando exclusivamente nas correções da acidez, o calcário
dolomítico, o qual, tem provocado estreitamento da relação Ca/Mg, que com passar dos
anos, tem promovido desequilíbrios no solo, prejudicando absorção de Ca pelas plantas,
mas também, do potássio (K), uma vez que este nutriente tem sido adicionado em menores
quantidades nas adubações de manutenção, acarretando em deficiência do mesmo as
culturas anuais exploradas nesta região.
Outro fator que merece destaque está relacionado ao procedimento utilizado para
definir quantidade de calcário a ser aplicado, o qual normalmente é realizado interpretando-
se os resultados analíticos da análise de solo e a partir disto, realiza-se o cálculo para definir
a quantidade de calcário a ser aplicada ao solo. Para o Estado do Paraná, o método oficial
para recomendação de calagem é o da Saturação por Bases (OLIVEIRA, 2003). Este
método considera saturação por bases (V%) adequada para cada cultura, porém, esta
metodologia não permite ajuste individual de cada nutriente fornecido via calagem (Ca e
Mg). Além disso, não possibilita discriminar os solos pela participação dos cátions Ca, Mg e
K no complexo de troca. Em virtude desta limitação, surge a possibilidade de definir as
quantidades de calcário a serem aplicadas pelo ajuste estequiométrico entre os cátions Ca,
Mg e K. Nesta situação, para realização deste cálculo, leva-se em consideração a
participação do Ca, Mg e K na capacidade de troca catiônica (CTC), a qual foi estabelecida
Richart et al.
61
por Bear et al. (1945), visando atingir crescimento máximo das plantas, o qual somente
ocorre quando as concentrações trocáveis do solo de Ca, Mg e K são cerca de 65%, 10% e
5%, respectivamente.
Em termos de respostas das culturas agrícolas, às relações entre cátions básicos no
solo, tem sido verificado que relações equilibradas dos elementos Ca, Mg e K no complexo
de troca de um Latossolo Distroférrico de Cambé, PR, resultou em aumento de
produtividade da cultura da soja (WATANABE et al., 2005). Já para a cultura do milho em
solos do cerrado, os melhores rendimentos foram obtidos com relação Ca:Mg de 3:1
(SILVA, 1980).
Embora na literatura tenha informações de que estejam estabelecidas as
participações do Ca, Mg e K na CTC para as plantas, fica a dúvida entre os profissionais
que atuam na assessoria técnica, de como determinar o tipo e as quantidades de calcário a
serem adicionadas ao solo para promover a elevação dos teores destes nutrientes nos solos
cultivados na Região Oeste do Paraná. Assim, objetiva-se expor aos profissionais da
Ciências Agrárias como estes conceitos básicos envolvendo a participação do Ca, Mg e K
na CTC podem influenciar no desenvolvimento e produtividade das culturas; além de
demonstrar como podem ser determinados por meio de cálculos matemáticos o ajuste
estequiométrico entre este cátions buscando o equilíbrio ideal entre eles no solo.
Reservas minerais de cálcio e magnésio no Estado do Paraná
As rochas carbonáticas ou calcários, são rochas constituídas por calcita (carbonato
de cálcio) e/ou dolomita (carbonato de cálcio e magnésio). O termo “calcário” é empregado
para caracterizar grupo de rochas com mais de 50% de carbonatos. O calcário se destaca
entre os recursos minerais explorados no Paraná, tanto pela importância econômica quanto
pela diversidade de aplicações na indústria do cimento, cal e corretivo de solo. O calcário
representa cerca de 50% do volume e valor da produção mineral paranaense,
proporcionando terceiro estado produtor no Brasil (MINEROPAR, 2005).
No Estado do Paraná existem três faixas de ocorrência distintas em terrenos
metamórficos, Nordeste, Central e Sudeste, como mostra a Figura 4.1. As ocorrências da
faixa Nordeste (Formação Itaiacoca), constitui pacote metassedimentar de baixo grau com
predomínio de rochas dolomíticas, cuja história metamórfica complexa envolveu
metamorfismo regional em fácies xisto verde, metamorfismo associado a zonas de
cisalhamento regionais, metamorfismo de contato com o Complexo Granítico Cunhaporanga
e com os diques de diabásio do Arco de Ponta Grossa (SAUNITE et al., 2011).
Calagem: determinação da quantidade de calcário...
62
Figura 4.1 Ocorrências de rochas calcárias no estado do Paraná.
Fonte: Mineropar (2005).
A Sudeste, ocorre a Formação Capiru, são constituídas exclusivamente por
dolomitos, ocorrendo pequenas lentes de calcários. Estas faixas apresentam teores de
MgCO3 entre 3,65 a 4,1% e CaCO3 entre 55% a 61%. As Formações Capiru, Votuverava e
Antinha podem ser subdivididas em pelo menos nove conjuntos litológicos diferentes. As
divisões feitas levam em conta tipos e associações de litologias, estruturas sedimentares,
características estruturais, aspectos morfológicos e, principalmente, as falhas de
cavalgamento, que quase sempre representam os limites de diferentes conjuntos litológicos
(Figura 4.2). A deformação do Grupo Açungui é heterogênea, havendo rochas muito
deformadas ao lado de pouco deformadas. Nessas últimas, é possível recuperar estruturas
sedimentares, que aliadas a outras evidências, permitem discutir ambientes de
sedimentação. A Formação Capiru engloba todos os metassedimentos do Grupo Açungui a
Sul da Falha da Lancinha. Pode ser subdividida em pelo menos três conjuntos litológicos
distintos, denominados de Juruqui, Rio Branco e Morro Grande (FIORI, 1991, 1992).
Richart et al.
63
Figura 4.2 Localização das formações geológicas que compõem os depósitos carbonáticos do Escudo paranaense. Fonte: Mineropar (2005).
O Conjunto Juruqui compõe-se basicamente por filitos avermelhados, com
intercalações não muito frequentes de quartzitos, com exceção de área próxima a Bocaiúva
do Sul. Já o Conjunto Rio Branco engloba mármores e/ou metacalcários e suas
intercalações de filitos e quartzitos, apresentando maior extensão areal dentre os conjuntos
litológicos da Formação Capiru, além de estar posicionada tectonicamente sobre a anterior,
através das falhas da Colônia Venâncio e das Aranhas. O Conjunto Morro Grande
caracteriza-se pela alternância de bancos ou camadas de quartzitos, filitos e mármores, com
espessuras da ordem de centenas de metros. Os filitos e os mármores são geralmente
bandados ou rítmicos e os quartzitos mais homogêneos. Posiciona-se tectonicamente sobre
o Conjunto Rio Branco, através das falhas de Tranqueira-Pessegueiro (FIORI; GASPAR,
1993).
A Formação Votuverava pode também ser subdividida em três conjuntos litológicos
distintos, designados de Bromado, Coloninha e Saivá. Em termos areais, o segundo é mais
importante e característico dessa formação. O Conjunto Bromado é composto por filitos,
Cobertura sedimentar mesozoica
Magmatismo mesozoico Cobertura sedimentar paleozoica
Escudo do Paraná Sedimentos cenozoicos
Calagem: determinação da quantidade de calcário...
64
quartzitos e metaconglomerados polimíticos, que, inclusive, representam sua litologia mais
característica, aparecendo em camadas relativamente contínuas, podendo atingir várias
centenas de metros de espessura. Correlaciona-se com a Formação Iporanga
(LEONARDOS, 1943), estando posicionado tectonicamente sobre o Conjunto Coloninha,
através da Falha do Bromado. Por outro lado, o Conjunto Coloninha é mais variado,
compreendendo meta-arenitos, metassiltitos, metarritmitos e metaconglomerados,
frequentemente com litologia gradando para a outra, com estruturas sedimentares e
sequências litológicas compatíveis com aquelas definidas por Bouma (1962) para turbiditos.
A Formação Antinha foi subdividida em três conjuntos litológicos, denominados de
Tacaniça, Capivara e Vuturuvu. O primeiro engloba as rochas clásticas das unidades A e B
de Dias e Salazar Jr. (1987), constituídas respectivamente por metarritmitos sílticos cinza,
com intercalações de metassiltitos arenosos e metarritmitos síltico-arenosos, meta-arenitos,
e metaconglomerados; o segundo, pelos metacalcários calcíticos, geralmente rítmicos e de
coloração cinza escuro, da Unidade C, ou Carbonática, dos autores supramencionados, e o
último, os metarritmitos arenosos, níveis de metaconglomerados, metassiltitos, quartzitos e
meta-argilitos da unidade D.
As ocorrências da faixa Central (Formação Votuverava) são constituídas por
calcários puros e calcários dolomíticos, englobando as localidades de Bateias, norte de Rio
Branco do Sul e Cerro Azul. Os teores variam entre 20,5% a 52,8% de CaO e 0,5% a 14,1%
de MgO. Outra faixa calcária, de origem sedimentar, é a Formação Irati na Bacia do Paraná,
cujo calcário dolomítico é utilizado como corretivo de solos (MINEROPAR, 2005). Portanto,
nestes locais apresentados, podem ser constatadas variações nos teores de CaO e MgO
nas rochas que compões a base geológica do Estado Paraná, como ilustrado nas Figuras
4.3 e 4.4.
Richart et al.
65
Figura 4.3 Mapa de distribuição do CaO (%) nas 43 amostras de solo no estado do Paraná. Fonte: Mineropar (2005).
Figura 4.4 Mapa de distribuição do MgO (%) nas 43 amostras de solo no estado do Paraná. Fonte: Mineropar (2005).
Calagem: determinação da quantidade de calcário...
66
Manejo da calagem no sistema de plantio direto
O processo de semeadura em solo não revolvido e protegido por resíduos vegetais,
com rotação diversificada de culturas, nominado de Sistema de Plantio Direto (SPD),
destaca-se entre as estratégias mais eficazes para melhorar a sustentabilidade da
agricultura em regiões tropicais e subtropicais, contribuindo para minimizar perdas de solo e
de nutrientes por erosão (CAIRES, 2013).
A maior adoção deste sistema pelos agricultores ocorreu à partir da década de 1990,
ocupando área cultivada no Brasil em 2012 de aproximadamente 32 milhões de hectares,
conforme dados da FEBRAPDP (2014). A expansão do SPD no Brasil pode ser explicada,
também, pelo menor custo de produção e facilidades de operação de práticas de campo
neste sistema de cultivo, aliado à proteção do solo, água e fauna.
A adoção do SPD em substituição ao sistema de Preparo Convencional do solo (PC),
promove alterações na dinâmica de nutrientes e da acidez, principalmente na camada
superficial do solo. Os efeitos nocivos da acidez são minimizados em solos em médio e
longo prazo em SPD, sobretudo pelo incremento de matéria orgânica (CIOTTA et al., 2002).
Compostos orgânicos de alta (SALET, 1998) e baixa massa molecular (MIYAZAWA et al.,
1993; BAYER; AMARAL, 2003) atuam na complexação de formas monoméricas do Al3+, o
que possivelmente contribui para obtenção de altas produtividades de grãos no SPD em
solos com acidez elevada (SALET, 1998; FRANCHINI et al., 1999; VIEIRA et al., 2009).
Assim, as alterações que ocorrem na dinâmica da acidez e na disponibilidade dos nutrientes
em solos sob SPD, possivelmente influenciam a relação solo-planta, o que pode refletir nos
critérios de calagem e de adubação das culturas (SCHLINDWEIN; GIANELLO, 2004).
A amenização da acidez abaixo da camada de deposição do calcário somente ocorre
quando o pH em CaCl2 0,01 mol L-1, na zona de dissolução do calcário atinge valores da
ordem de 5,0 a 5,6 (RHEINHEIMER et al., 2000; CAIRES et al., 2005). Em outros estudos,
nos quais foram avaliadas camadas mais profundas de solo, abaixo de 20 cm, verificou-se
que calcário aplicado na superfície em SPD proporcionou melhoria nas condições de acidez
não só nas camadas superficiais, como também nas do subsolo (OLIVEIRA; PAVAN, 1996;
CAIRES et al., 2000a, 2008a).
Trabalhando com aplicação superficial de calcário dolomítico em SPD na região
Centro-Sul do Paraná, Caires et al. (2005) verificaram alterações no pH e nos teores de Al3+,
Ca2+ e Mg2+ trocáveis do solo, ocorrendo também aumento do pH e dos teores de Ca2+ e
Mg2+ trocáveis e redução do teor de Al3+ trocável em todo o perfil do solo. Nas camadas de
20 – 80 cm, a elevação no pH e nos teores de Ca2+ e Mg2+ trocáveis assim como redução do
Al3+ trocável mostraram que calcário aplicado na superfície exerceu correção da acidez no
subsolo. Estes resultados sugerem que ao longo do tempo, após a aplicação superficial de
Richart et al.
67
calcário em plantio direto, ocorre melhorias nos gradientes de acidez da superfície em
direção ao subsolo. Nesta condição, a reaplicação superficial de calcário em solo já corrigido
com calagem na superfície pode facilitar a movimentação do calcário em direção ao subsolo
e proporcionar melhoria ainda mais acentuada na acidez do perfil do solo.
Em outro estudo conduzido por Caires et al. (2008b), verificaram reduzida influência
da calagem superficial abaixo de 5 cm até três anos após a aplicação de 3 Mg ha-1 de
calcário em parcelas anteriormente sem calagem. Na camada superficial do solo (0-5 cm), o
efeito da aplicação de 3 Mg ha-1 de calcário, após três anos, ou da aplicação de 6 Mg ha-1 de
calcário, após 10 anos, foi semelhante. No entanto, após 10 anos da aplicação de 6 Mg ha-1
de calcário, o pH foi maior e os níveis de Al3+ trocável e de saturação por Al3+ foram mais
baixos que os do tratamento sem calagem, até a profundidade de 40 ou 60 cm, o que não
ocorreu após três anos da aplicação de 3 Mg ha-1 de calcário. Quando se realizou a calagem
(3 Mg ha-1) sobre as parcelas que já haviam recebido calcário (6 Mg ha-1), a reaplicação do
corretivo ocasionou aumento acentuado no pH até a profundidade de 60 cm, em relação ao
tratamento que havia recebido apenas 6 Mg ha-1 de calcário, indicando que ocorreu
movimentação do calcário reaplicado na superfície para maiores profundidades do solo
quando a acidez na camada mais superficial era menor. A reaplicação do calcário
(3 Mg ha-1) sobre as parcelas anteriormente calcariadas (6 Mg ha-1) resultou em níveis
baixos de Al3+ trocável (≤ 0,2 cmolc dm-3) e de saturação por Al3+ (≤ 5%) em todo o perfil do
solo (0-60 cm). A partir destes resultados, Caires (2013) sugere que os mecanismos que
podem estar envolvidos na melhoria das condições de acidez no subsolo por meio da
calagem na superfície em SPD são: (i) deslocamento vertical de partículas finas de calcário
decorrente de condições favoráveis de estruturação do solo, e (ii) mobilização química do
calcário nas formas inorgânicas, principalmente com sais de nitrato, sulfato e orgânicas.
Recomendações de calagem em uso no Brasil
Quanto as recomendações de calagem em uso no Brasil, as mesmas foram
desenvolvidas originalmente para o sistema de PC. Em função da manutenção de restos
culturais e nutrientes na superfície do solo sob SPD, alguns estados brasileiros têm
estabelecido modificações na metodologia de recomendação de calagem, porque tem sido
observado em solos cultivados sob SPD rendimentos adequados após longos períodos sem
reaplicação de calcário em solos com pH baixo e Al3+ alto (ANGHINONI; SALET, 2000).
Além disso, fatores dependentes da natureza do solo, das condições climáticas, do
grau de acidez original e da capacidade de reter água e nutrientes no solo, também podem
estar ocasionando respostas diferenciadas das culturas à prática da calagem. Assim, é
importante ressaltar que as características locais da região e a qualidade dos dados de
Calagem: determinação da quantidade de calcário...
68
pesquisa disponíveis são essenciais para auxiliar na escolha do método de recomendação
de calagem, que se adapte às peculiaridades da região considerada (NOLLA; ANGHINONI,
2004).
Apesar da relevante contribuição na produção agrícola nacional e atenção especial
ao manejo conservacionista do solo, o Paraná não possui sistema de recomendação de
adubação e de calagem desenvolvido para o SPD. Usualmente, são utilizadas indicações
técnicas para as culturas isoladamente ou os sistemas de recomendação desenvolvidos em
outros estados ou regiões, principalmente no Rio Grande do Sul e Santa Catarina
(CQFSRS/SC, 2004) e São Paulo (RAIJ et al., 1997). Além disso, a maioria dessas
recomendações foram originalmente desenvolvida para sistema de PC do solo (MUZILLI et
al., 1978; RAIJ et al., 1997; CQFSRS/SC, 2004; EMBRAPA, 2008a,b; EMBRAPA, 2009).
De maneira geral, a saturação por bases tem sido usada como critério de verificação
da necessidade de calagem, devido à flexibilidade de adaptação para diferentes culturas,
conforme suas exigências (RAIJ, 1991) e por ser método que sofre menores oscilações que
o pH especificamente (QUAGGIO, 2000). Além disso, a possibilidade da comparação dos
valores de pH com os de saturação por bases permite controle eficiente dos resultados de
laboratório. Outro motivo da utilização da saturação por bases, como índice de calagem é a
sua fundamentação teórica mais completa, pois engloba importantes conceitos agronômicos
para o desenvolvimento das plantas, tais como a soma de bases (englobando Ca, Mg e K),
a capacidade de troca de cátions (CTC) e a acidez potencial (H + Al) (RAIJ, 1991). Este
método é adotado nos estados de São Paulo, Paraná e alguns estados do Centro-Oeste do
Brasil para indicar se existe necessidade ou não de calagem (QUAGGIO, 1983; RAIJ, 1986;
SOUSA et. al., 1989; RAIJ et. al., 1997; QUAGGIO, 2000; RAIJ et. al., 2001).
Uma opção de recomendação de calagem utilizada para o SPD na região Centro-Sul
do Estado do Paraná estabelece critérios de tomada de decisão de calagem. A saturação
por bases igual a 65% e o pH de 5,6 em CaCl2 0,01 mol L-1, com amostragem do solo
efetuada na camada de 0-5 cm em solos argiloso (CAIRES et al., 1998 e 2000b),
recomenda-se 1/3 a 1/2 da necessidade de calcário baseada no método da saturação por
bases visando elevar a mesma aos critérios estabelecidos (amostragem na camada de 0-20
cm), aplicando-se máximo de 2,5 Mg ha-1 de calcário, e 1/2 para solos argilo-arenosos,
aplicando-se no máximo de 1,5 a 2,0 Mg ha-1 de calcário (SÁ, 1997).
Estabelecimento das relações entre cátions no solo
Conforme salientam Kopittke e Menzies (2007), o objetivo da análise química do solo
é fornecer medida da disponibilidade dos nutrientes, bem como, fornecer informações da
atuação do fator intensidade (nutriente imediatamente disponível na solução do solo), o fator
Richart et al.
69
quantidade (montante total disponível) e a influência da capacidade tampão (a taxa de
variação em quantidade em relação a intensidade). Estas informações recolhidas a partir de
análise química do solo são frequentemente utilizadas para orientar as práticas de
fertilização.
Os cátions Ca, Mg e K, estão presentes na solução do solo (fator intensidade), mas
são predominantemente adsorvido no complexo de troca do solo (fator quantidade). Haby et
al. (1990) constataram que, embora seja relativamente simples medir cátions trocáveis do
solo, é mais difícil relacionar os dados analíticos obtidos de disponibilidade no solo com o
crescimento das plantas. As concentrações de Ca, Mg e K no solo são geralmente,
interpretadas utilizando dois métodos diferentes: a suficiência de nutrientes disponíveis e o
conceito da relação básica de saturação de cátions (McLEAN, 1977).
De acordo com o conceito de nível de suficiência, há níveis definidos de nutrientes
acumulados no solo, abaixo do qual as culturas irão responder aos fertilizantes adicionados
e acima dos quais provavelmente não irá responder (ECKERT, 1987). Assim, uma vez que o
nutriente está presente em quantidade suficiente, o crescimento da planta será máximo em
toda uma gama de concentrações de nutrientes antes de, eventualmente, ocorrer a
diminuição quando os níveis de excesso/toxidez são atingidos.
Em contraste com o conceito de grau de suficiência, a relação básica de saturação
de cátions, também conhecida como "solo equilibrado", destina-se a fertilizar de acordo com
as necessidades do solo (ECKERT, 1987). O conceito da relação básica de saturação de
cátions afirma que há proporção equilibrada de cátions básicos (Ca2+, Mg2+ e K+) para
capacidade de troca catiônica do solo (CTC), e que o crescimento da planta vai ser reduzido
em solos que não contêm os cátions presentes na proporção especificada (McLEAN, 1977).
O conceito da relação básica de saturação de cátions para fazer recomendações de
aplicação de calcário e fertilizante potássico foi proposto por Bear et al. (1945). Este e outros
trabalhos foram realizados em Nova Jersey por Bear e Toth (1948), resultando no conceito
de "solo ideal". Conforme estes autores, solo ideal pode ser definido como solo que contém
o complexo de troca saturado com 65% de Ca2+, 10% de Mg2+, 5% de K+ e 20% de H+.
Estas saturações vão resultar em um solo com proporções de Ca/Mg de 6,5:1, Ca/K de
13:1, Ca/H de 3,25:1 e Mg/K de 2:1.
Estas percentagens de saturação de cátions e as relações sugeridas foram resultado
do crescimento de alfafa em 20 solos de New Jersey, experimentos estes conduzidos em
casa de vegetação por Bear et al. (1945). Nestes estudos, o calcário e os fertilizantes
potássicos foram aplicados como tentativa de atingir equilíbrio de bases adequado no solo,
porém, foi identificado que as relações Ca/Mg foram totalmente fora do equilíbrio sugerido
por Bear et al. (1951) por causa do K. No entanto, as relações Ca/K foram próximas do
ideal. Além disso, Bear e Toth (1948) descobriram que a calagem em solos ácidos até o
Calagem: determinação da quantidade de calcário...
70
ponto em que H+ trocável foi substituído por Ca2+ tendem a causar deficiências de
manganês em diferentes plantas perenes de raízes profundas.
Na busca pelo equilíbrio ideal entre os cátions, outros estudos foram desenvolvidos
por pesquisadores como Hunter et al. (1943), os quais verificaram que a alfafa cresceu bem
em relação Ca/K bem ampla, ocorrendo crescimento normal entre 1:1 e 100:1. Em
continuidade com suas pesquisas, Hunter (1949) verificou em casa de vegetação que o
rendimento de alfafa não foi afetado pelas relações Ca/Mg de 1:4 a 32:1, representando
proporções tanto maiores e menores do que normalmente encontrados em solos. Adams e
Henderson (1962) mostraram resposta ao Mg em cultivo de sorgo (Sorghum vulgare Pers.)
e trevo ladino (Trifolium repens L.) em casa de vegetação, quando a saturação de Mg foi
menor de 4% na CTC.
Este "solo ideal" proposto por Bear et al. (1945) foi amplamente promovido por
William Albrecht como "solo equilibrado", particularmente por meio de publicações, tais
como os papéis de Albrecht (ALBRECHT, 1975). Albrecht foi professor de Solos e
Presidente do Departamento de Solos da Universidade do Missouri (Escola Superior de
Agricultura), e fez excelente contribuição para a Ciência do Solo durante um longo período
de tempo. Embora vários valores tenham sido propostos para a relação entre os cátions,
eles geralmente caem dentro do seguinte intervalo aproximado (porcentagem de saturação
da CTC): 65% a 85% para o Ca, de 6% a 12% de Mg e de 2% a 5% de K (GRAHAM, 1959).
Vale ressaltar que Grahm e Fox (1971) chegaram a esses valores modificando os dados do
Bear et al. (1945) e Bear e Toth (1948) para ajustar as condições no Missouri, os quais têm
sido utilizados há muitos anos neste estado nos EUA.
Em experimento conduzido em casa de vegetação por McLean e Carbonell (1972),
buscaram avaliar crescimento do painço (Setaria italica L.) e alfafa (Medicago sativa L.) em
dois solos com saturações de Ca variando 75%; Mg de 5% a 55% de Ca e Mg 25% em dois
níveis K. Estes autores constataram que o rendimento do painço e da alfafa não foram
afetados pelo tratamento de qualquer solo nessas saturações. No entanto, os rendimentos
de alfafa mais do que duplicaram com o aumento das saturações Ca e Mg iniciais, a partir
de 3% e de 18% para 5% e 75%, respectivamente (aumento do pH de 4,5 para 6,8). Fisher
(1974) não encontraram nenhuma resposta a fertilizantes potássicos em solo do Missouri
(CTC = 8-10 cmolc dm-3) quando a saturação do K foi maior que 2,3%. Yuan et al. (1976)
avaliando três solos arenosos na Flórida com saturações de K menores de 3% constataram
que a planta não tinha respondido a fertilizante K e, atribui esta falta de resposta ao K
liberado de minerais como feldspatos e micas.
Frequentemente, conforme os resultados apresentados por McLean e Carbonell
(1972), Lierop et al. (1979), Liebhardt (1981) e Fox e Piekielek (1984), ocorre grande
variação na saturação por cátions na CTC do solo, a qual não influenciou ou teve pequena
Richart et al.
71
influência no rendimento de diversas espécies cultivadas. De maneira semelhante, a relação
entre Ca e Mg não apresentou influência no rendimento das culturas (FOY; BARBER, 1958;
MUCHOVEJ et al., 1986; OLIVEIRA, 1993). Por outro lado, Grant e Racz (1987) salientaram
ainda que as concentrações de Ca e Mg na solução do solo foram mais importantes para o
crescimento de cevada (Hordeum vulgare L.) do que as relações entre estes cátions na CTC
do solo. Todavia, Mostafa e Ulrich (1976) verificaram que a relação Ca:Mg pode ser um
limitante na nutrição de Ca para beterraba açucareira (Beta vulgaris L.)
No Brasil, Oliveira et al. (1994) observaram efeitos significativos do aumento da
saturação de Ca na CTC do solo sobre o rendimento de matéria seca de mudas de cafeeiro.
Além disso, Silva (1980) obteve os melhores rendimentos de matéria seca de milho com a
relação 3:1 entre Ca e Mg em solos com 60% a 70% da CTC saturada com Ca. Watanabe
et al. (2005) justificam que o uso de materiais corretivos com teores variáveis de Ca e Mg
pode produzir um desequilíbrio entre os cátions no solo, prejudicando o processo de
nutrição e crescimento das plantas, sendo que concentrações elevadas de Mg são mais
prejudiciais do que altas concentrações de Ca, pois o Mg inibe o crescimento das raízes
causando engrossamento e menor ramificação, possivelmente, isto se deve pela
competição entre estes cátions pelo sitio ativo, diminuindo desta forma à absorção do Ca.
Por outro lado, Mascarenhas et al. (1981) constatou que, quando a disponibilidade
de Ca e Mg é aumentada em relação à de K, devido à calagem, ocorreu menor absorção
deste último pelas plantas e atribui isto à competição entre os três cátions, decorrentes do
princípio de troca iônica (RAIJ, 1982), sugerindo que quanto maiores os teores em Ca e Mg
no solo, menor seria a disponibilidade de K para as plantas.
A interação entre Ca, Mg e K ocorre tanto nas plantas quanto no solo, e foi objeto de
vários estudos (REIS JÚNIOR, 1995). Íons cujas propriedades químicas são similares
competem por sítios de adsorção, absorção e transporte na superfície radicular, o que
normalmente ocorre entre K+, Ca2+ e Mg2+ (FAGERIA et al., 1991). Devido à dinâmica das
reações de troca iônica nos solos, é importante considerar as interrelações entre os íons K+,
Ca2+ e Mg2+, pois o excesso de um poderá prejudicar a capacidade de retenção do outro e,
consequentemente, influir diretamente nos processos de absorção pelas plantas
(ORLANDO FILHO et al., 1996).
Estes distúrbios nutricionais normalmente ocorrem em culturas cultivadas em solos
pobres em Mg ou em culturas que requerem grandes quantidades de K para uma alta
produção e boa qualidade dos produtos agrícolas; interações significativas do Ca com K
podem ocorrer quando um solo é deficiente em um ou ambos nutrientes (USHERWOOD,
1982). Rosolém et al. (1984) constataram a importância da relação entre teores de K, Ca e
Mg no solo sobre a resposta da produção de sorgo sacarino (Sorghum bicolor L.) à
adubação potássica. Os autores complementam relatando que, talvez, a relação entre estes
Calagem: determinação da quantidade de calcário...
72
três nutrientes possa explicar o fato de que alguns solos com teores médios de K
respondem à adubação potássica, enquanto que outros não.
Recomendação de calagem pelo ajuste estequiométrico entre cálcio e magnésio no
solo
Para correta interpretação dos resultados da análise química do solo, o profissional
de Ciências Agrárias necessita conhecer conceitos e componentes da mesma. Para isto, o
mesmo utilizar-se-á dos valores de referência, os quais são previamente estabelecidos para
cada Programa de Recomendação de Corretivos e Fertilizantes por meio de teste em casa
de vegetação e à campo, estabelecidos para cada estado ou região. Dentre os
componentes básicos de uma análise de solo, destaca-se:
– Os valores de acidez ativa (pH em água ou CaCl2 0,01 mol L-1), acidez trocável
(Al3+) e acidez potencial (H + Al);
– Matéria orgânica (M.O. = C x 1,724);
– Soma de bases (SB = Ca + Mg + K + Na)
– Capacidade de troca catiônica à pH 7,0 (CTC = SB + H + Al) e a efetiva
(CTCef = SB + Al3+);
– Saturação por bases [V% = (SB/T) x 100];
– Saturação por Al3+ [m% = (Al3+/t) x 100];
– Teores de macronutrientes primários (P e K) e secundários (Ca, Mg e S);
– Teores dos micronutrientes (Cu, Fe, Zn, Mn e B).
Neste caso, este conjunto de informações são necessários para diagnóstico
adequado da fertilidade de determinado solo e, por meio deles, tem-se o ponto de partida
para recomendação de adubação e correção do solo. Para melhor ilustração do cálculo
estequiométrico, partir-se-á de um exemplo baseado nas informações de dados hipotéticos
de uma análise química do solo, com os seguintes valores:
CTC = 13,54 cmolc dm-3
Ca = 5,82 cmolc dm-3
Mg = 1,36 cmolc dm-3
Primeiro passo: Determinar a quantidade de CaO a ser adicionada para o equilíbrio
desejado. Neste exemplo, deseja-se elevar participação do Ca para 65% da CTC, sendo
necessário determinar a quantidade de Ca em cmolc dm-3 a ser adicionada (q):
Ca = (CTC x %Ca desejado)/100
Ca = (13,54 x 65)/100
Ca = 8,80 cmolc dm-3
Richart et al.
73
q = Ca desejado – Ca existente no solo
q = 8,80 – 5,82
q = 2,98 cmolc dm-3 de Ca
Uma vez encontrado este teor, agora calcula-se a quantidade de Ca a ser adicionada
em kg ha-1 (Q).
1,00 cmolc dm-3 ________________ 200 mg de Ca
2,98 cmolc dm-3 ________________ x
x = 586 mg dm-3 de Ca
Para sequência do cálculo, será considerado como profundidade de correção a
camada superficial (0 – 0,20 m) do solo. Neste caso, um hectare (ha) corresponde a:
1 ha = 100m x 100m
1 ha = 10.000m2
1 ha = 10.000 m2 x 0,20 m
1 ha = 2.000 m3
Para fins de cálculo, assumiremos que 1 kg = 1 dm3 = 1 L-1, ou seja, a densidade do
solo será igual à 1.
1 m3 ________________ 1.000 kg
2.000 m3 ________________ x
x = 2.000.000 kg
Logo:
1 m3 ________________ 1.000 kg
2.000 m3 ________________ x
x = 2.000.000 kg
1 dm3 ________________ 586 mg de Ca
2.000.000 dm3 ________________ x
x = 1.192 kg ha-1 de Ca
Transformar Ca para CaO:
Ca CaO
40 ___________ 56
1.192 ___________ x
x = 1.668,8 kg ha-1 de CaO
Calagem: determinação da quantidade de calcário...
74
Segundo passo: Determinar a quantidade de MgO a ser adicionada para o equilíbrio
desejado. Neste exemplo, deseja-se elevar participação do Mg para 15% da CTC, sendo
necessário determinar a quantidade de Mg em cmolc dm-3 a ser adicionada (q):
Mg = (CTC x %Mg desejado)/100
Mg = (13,54 x 15)/100
Mg = 2,03 cmolc dm-3
q = Mg desejado – Mg existente no solo
q = 2,03 – 1,36
q = 0,67 cmolc dm-3 de Mg
Uma vez encontrado este teor, agora calcula-se a quantidade de Mg a ser
adicionada em kg ha-1 (Q).
1,00 cmolc dm-3 ________________ 120 mg de Mg
0,67 cmolc dm-3 ________________ x
x = 80,4 mg dm-3 de Mg
1 dm3 ________________ 80,4 mg de Mg
2.000.000 dm3 ________________ x
x = 160,8 kg ha-1 de Mg
Transformar Mg para MgO:
Mg MgO
24 ___________ 40
160,8 ___________ x
x = 268 kg ha-1 de MgO
Terceiro passo: Determinar a quantidade de calcário a aplicar.
Quantidade a adicionar:
CaO = 1.668,8 kg ha-1 de CaO
MgO = 268 kg ha-1 de MgO
Propriedades dos Calcários utilizados:
Calcário calcítico: 45% CaO
4 % MgO
PRNT: 100%
Richart et al.
75
Calcário dolomítico: 29% CaO
20% MgO
PRNT: 100%
Para calcular a quantidade exata de cada calcário utiliza-se uma função de duas
incógnitas. Para isso a primeira função é data pelo valor total de CaO igualado a soma das
quantidades de CaO adicionado por cada calcário. Para a outra função repete-se o mesmo
processo, porém desta vez com o MgO.
Adota-se assim:
QDol= Quantidade de Calcário Dolomítico em kg ha-1
QCalc= Quantidade de Calcário Calcítico em kg ha-1
1.668,8 = [QCalc x (45/100)] + [QDol x (29/100)]
268,0 = [QCalc x (4/100)] + [QDol x (20/100)]
Logo:
1.668,8 = 0,45QCalc + 0,29QDol
268 = 0,04QCalc + 0,20QDol
Isola-se o QCalc da primeira função.
1.668,8 – 0,29QDol = 0,45QCalc
(1.668,8 – 0,29QDol)/0,45 = QCalc
QCalc = (1.668,8 – 0,29QDol)/0,45
Isola-se o QDol da segunda fórmula e substituímos nesta o QCal isolado a cima.
268 = 0,04QCalc + 0,20QDol
268 – 0,04QCalc = 0,20QDol
268 – 0,04 [(1.668,8 – 0,29QDol)/0,45] = 0,20QDol
268 – [(66,752 – 0,0116QDol)/0,45] = 0,20QDol
268 – (148,3378 – 0,026QDol) = 0,20QDol
268 – 148,3378 + 0,026QDol = 0,20QDol
268 – 148,3378 = 0,20QDol – 0,026QDol
119,622 = 0,174QDol
QDol = 119,622/0,174
QDol = 687,5 kg ha-1
Calagem: determinação da quantidade de calcário...
76
Agora substitui-se QDol na segunda fórmula como QCalc isolado:
QCalc = [1.668,8 – (0,29QDol)/0,45]
QCalc = [1.668,8 – (0,29 x 687,5)/0,45]
QCalc = (1.668,8 – 199,38) / 0,45
QCalc = 1469,42/0,45
QCalc = 3.265 kg ha-1
Portanto, para elevar Ca para 65% e o Mg para 15% da CTC, deve-se adicionar:
Calcário Dolomítico = 687,5 kg ha-1.
Calcário Calcítico = 3.265 kg ha-1
Vale ressaltar que, as devidas quantidades devem ser corrigidas conforme PRNT do
produto utilizado, neste exemplo, o PRNT utilizado é de 100% para fins didáticos. Estes
cálculos podem ser realizados de maneira automática em softwares específicos para tal fim.
Considerações finais
Os critérios de recomendação de calagem são variáveis, segundo os princípios
analíticos e os objetivos propostos. A escolha de um determinado modelo de recomendação
de calagem está condicionada ao comportamento dos índices de acidez nos solos em
questão e à disponibilidade e qualidade dos resultados de pesquisa disponíveis. Assim, para
obter uma correta recomendação da quantidade de calcário a ser aplicada no solo, é
necessária uma amostragem representativa do solo considerado, uma adequada
interpretação da análise de solo, seguir a recomendação de calcário calibrada para a região
de cultivo e considerar as condições climáticas, forma de manejo do solo e o histórico de
produção dos cultivos da área estudada.
Desta maneira, para o manejo adequado da calagem, deve-se considerar não
apenas uma saturação por bases desejada para as culturas, mas sim, estabelecer o
equilíbrio entre os cátions Ca, Mg e K conforme sua participação no complexo sortivo do
solo. Esta pode ser uma estratégia importante, pois, permite ajustar individualmente cada
cátion conforme parâmetros preestabelecidos e assim, equilibrar o solo, melhorando o
suprimento dos mesmos para as plantas. Ainda, evita desequilíbrios entre estes cátions,
promovendo melhor absorção pelas plantas e proporcionando aumento na produtividade.
Portanto, no momento que o profissional das Ciências Agrárias efetua a intepretação
da análise de solo, a escolha do método para determinar a quantidade de calcário torna-se
importante, pois o mesmo definirá a dose mais adequada de corretivo de forma a atender
não só a necessidade da cultura, mas também o balanço do sistema de produção.
Richart et al.
77
Referências bibliográficas
ADAMS, F.; HENDERSON, J. B. Magnesium availability as affected by deflcient and adequate leveis of potassium and lime. Soil Science Society of America Proceedings. v. 26, n. 1, p. 65-81, 1962.
ANGHINONI, I.; SALET, R. L. Reaplicação de calcário no sistema plantio direto consolidado. In: KAMINSKI, J., ed. Uso de corretivos da acidez do solo no plantio direto. Pelotas: SBCS - Núcleo Regional Sul, 2000. p. 41-59. (SBCS. Boletim Técnico, 4)
ALBRECHT, W. A. The Albrecht papers. Vol. 1: Kansas City: Acre USA - Foundation concepts. 1975.
ALBUQUERQUE, J. A.; SANGOI, L.; ENDER, M. Efeitos da integração lavoura-pecuária nas propriedades físicas do solo e características da cultura do milho. Revista Brasileira Ciência do Solo. Viçosa, v. 25, p. 717-723, 2001.
BAYER, C.; AMARAL, A. S. Amenização da acidez de um Latossolo Argiloso por extratos aquosos de plantas de cobertura de inverno. Revista de Ciências Agroveterinárias. Lages, v. 2, p. 88-96, 2003.
BEAR, F. E.; PRINCE, A. L.; MALCOLM, J. L. Potassium needs of New Jersey soils. New Brunswick: New Jersey Agricultural Experiment Station, 1945. (New Jersey Agricultural Experiment Station. Bulletin, 721).
BEAR, F. E.; TOTH, S. J. Influence of calcium on availability of other cations. Soil Science. Baltimore, v. 65, n. 1, p. 69-74, 1948.
BEAR, F. E.; PRINCE, A. L.; TOTH, S. J.; PURVIS, E. R. Magnesium in plants and soil. New Brunswick: New Jersey Agricultural Experiment Station, 1951. (New Jersey Agricultural Experiment Station. Bulletin, 760).
BOUMA, A. H. Sedimentology of Some Flysch Deposits. Amsterdam: Elsevier, 1962. 264p.
DIAS, M. V. F.; SALAZAR JR., O. Geologia da Sequência Antinha - Grupo Açungui, PR. In: SIMPÓSIO SUL-BRASILEIRO DE GEOLOGIA, 6, 1987, Curitiba. Atas. Curitiba: SBG, 1987. p. 263-279.
CAIRES, E. F.; CHUEIRI, W. A.; MADRUGA, E. F.; FIGUEIREDO, A. Alterações das características químicas do solo e resposta da soja ao calcário e gesso aplicados na superfície em sistema de cultivo sem preparo do solo. Revista Brasileira de Ciência do Solo. Viçosa, v. 22, n. 1, p. 27-34, 1998.
CAIRES, E. F.; BANZATTO, D. A.; DA FONSECA, A. F. Calagem na superfície em sistema plantio direto. Revista Brasileira de Ciência do Solo. Viçosa, v. 24, n. 1, p. 161-169, 2000a.
CAIRES, E. F.; DA FONSECA, A. F. Absorção de nutrientes pela soja cultivada no sistema de plantio direto em função da calagem na superfície. Bragantia. Campinas, v. 59, n. 2, p. 213-220, 2000b.
CAIRES, E. F.; ALLEONI, L. R. F.; CAMBRI, M. A.; BARTH, G. Surface application of lime for crop grain production under a no-till system. Agronomy Journal. Medison, v. 97, n. 3, p. 791-798, 2005.
CAIRES, E. F.; GARBUIO, F. J.; CHURKA, S.; BARTH, G.; CORRÊA, J. C. L. Effects of soil acidity amelioration by surface liming on no-till corn, soybean, and wheat root growth and yield. European Journal of Agronomy. Montpelier, v. 28, n. 1, p. 57-64, 2008a.
CAIRES, E. F.; PEREIRA FILHO, P. R. S.; ZARDO FILHO, R.; FELDHAUS, I. C. Soil acidity and aluminium toxicity as affected by surface liming and cover oat residues under a no-till system. Soil Use and Management. Oxford, v. 24, n. 3, p. 302-309, 2008b.
CAIRES, E. F. Correção da acidez do solo em Sistema Plantio Direto. Piracicaba: International Plant Nutrition Institute – INPI, 2013, 13p. (INPI. Informações Agronômicas, 141)
CIOTTA, M. N.; BAYER, C.; ERNANI, P. E.; FONTOURA, S. M. V.; ALBUQUERQUE, J. A. WOBETO, C. Acidificação de um Latossolo sob Plantio Direto. Revista Brasileira Ciência do Solo. Viçosa, v. 26, n. 4, p. 1055-1064, 2002.
COMISSÃO DE QUÍMICA E FERTILIDADE DO SOLO. Manual de adubação e de calagem para os Estados do Rio Grande do Sul e de Santa Catarina. Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 2004. 400 p.
ECKERT, D. J. Soil test interpretations: basic cation saturation ratios and sufficiency levels. In:
Calagem: determinação da quantidade de calcário...
78
BROWN, J. R. (Ed.). Soil testing: sampling, correlation, calibration, and interpretation. Madison: Soil Science Society of America, 1987. p. 53-64.
EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA – EMBRAPA. Serviço Nacional de Levantamento e Conservação de Solos, Rio de Janeiro, RJ. Levantamento e reconhecimento dos solos do Estado do Paraná. Londrina: Embrapa – SNLCS/IAPAR, 1984. 791p. (Embrapa - SNLCS. Boletim técnico; 27).
EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA - EMBRAPA. Informações técnicas para a safra 2008: Trigo e triticale. Londrina: Embrapa soja, 2008a. 147p. (Embrapa soja. Documentos, 301)
EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA - EMBRAPA. Tecnologias de produção de soja - Região Central do Brasil - 2009 e 2010. Londrina: Embrapa Soja, 2008b. 262p. (Embrapa Soja. Sistemas de Produção, 13)
EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA - EMBRAPA. Indicações técnicas para produção de cevada cervejeira nas safras 2009 e 2010. Passo Fundo: Embrapa Trigo, 2009. 100p. (Embrapa Trigo. Sistemas de Produção, 5)
FAGERIA, N. K.; BALIGAR, V. C; CHARLES, A. J. Growth and Mineral Nutrition of Field Crops. New York: CRC Press, 1991. 586 p.
FEDERAÇÃO BRASILEIRA DE PLANTIO DIRETO NA PALHA. Evolução do plantio direto no Brasil. Disponível em <http://www.febrapdp.org.br/ download/PD_Brasil_2013.pdf >. Acesso em: 18 junho de 2014.
FISHER, T. R. Some considerations for interpretation of soil tests for phosphorus and potassium. Columbia: Missouri Agricultural Experimental Station, 1974. 39p. (Missouri Agricultural Experimental Station .Research Bulletin, 1007)
FIORI, A. P. Tectônica e Estratigrafia do Grupo Açungui a norte de Curitiba. 1991. 261f. Tese (livre docência) Instituto de Geociências. Universidade de São Paulo, São Paulo. 1991.
FIORI, A. P. Tectônica e estratigrafia do Grupo Açungui-PR. Boletim IG-USP, Série Científica, São Paulo, v. 23, n. 1, p. 55-74, 1992.
FIORI, A. P.; GASPAR, L. A. Considerações sobre a estratigrafia do Grupo Açungui (Proterozóico Superior), Paraná, Sul do Brasil. Boletim IG-USP, Série Científica. São Paulo, v. 24, n. 1, p. 1-19, 1993.
FOY, C. D.; BARBER, S. A. Magnesium and corn yield in two acid Indiana soils. Soil Science Society of America Proceedings. v. 22, n. 2, p. 145-148, 1958.
FOX, R. H.; PIEKIELEK, W. P. Soil magnesium level, corn (Zea mays L.) yield, and magnesium uptake. Communications in Soil Science and Plant Analysis. New York, v. 15, n. 2, p. 109-123, 1984.
FRANCHINI, J. C.; MALAVOLTA, E.; MIYAZAWA, M.; PAVAN, M. A. Alterações químicas em solos ácidos após a aplicação de resíduos vegetais. Revista Brasileira Ciência do Solo. Viçosa, v. 23, p. 533-542, 1999.
GRAHAM, E. F. An explation of theory and methods of soil testing. Columbia: Missouri Agricultural Experimental Station, 1959. 19 p (Missouri Agricultural Experimental Station Research. Bulletin, 734)
GRAHAM, E. R.; FOX, R. L. Tropical soil potassium as related to labile pool and calcium exchange equilibrium. Soil Science. Baltimore, v. 111, p. 318-322, 1971.
GRANT, C. A.; RACZ, G. J. The effect of Ca and Mg concentrations in nutrient solution on the dry matter yield and Ca, Mg and K content of barley (Hordeum vulgare L.). Canadian Journal of Soil Science. Ottawa, v. 67, p. 857-865, 1987.
HABY, V. A.; RUSSELLE, M. P.; SKOGLEY, E. O. Testing soils for potassium, calcium, and magnesium. In: WESTERMAN, R. L. (ed.) Soil testing and plant analysis. 3ed. Madison: Soil Science Society of America, 1990. 757p.
HUNTER, A. S.; TOTH, S. J.; BEAR, F. E. Calcium-potassium ratios for alfafa. Soil Science. Baltimore, v. 55, p. 61-72, 1943.
Richart et al.
79
HUNTER, S. Yield and composition of alfafa as affected by variations in the Ca/Mg ratio in the soil. Soil Scince. Baltimore, v. 67, p. 53-62, 1949.
KOPITTKE, P. M.; MENZIES, N. W. A Review of the Use of the Basic Cation Saturation Ratio and the “Ideal” Soil. Soil Science Society of America Journal. Madison, v. 71, n. 2, p. 259-265, 2007.
LEONARDOS, O. H. Nota sobre a geologia do distrito de Iporanga, SP. DNPM. 1943. (Relatório.564)
LIEBHARDT, W. C. The basic cation saturation ratio concept and lime and potassium recommendations on Delaware’s Coastal Plain soils. Soil Science Society of America Journal. Madison, v. 45, n. 3, p. 544–549, 1981.
LIEROP, W.; MARTEL, Y. A.; CESCAS, M. P. Onion response to lime on acid Histisols as affected by Ca/Mg ratios. Soil Science Society of America Proceedings. v. 43, n. 6, p. 1172-1177, 1979.
MASCARENHAS, H. A. A.; FALIVENE, S. M. P.; HIROCE, R.; MANFREDINI, S.; ANGELOCCI, L. R. Efeitos de salinidade do solo sobre dois cultivares de soja. Revista Brasileira Ciência do Solo. Viçosa v. 5, n. 1, p. 105-109, 1981.
McLEAN, E. O.; CARBONELL, M. D. Calcium, magnesium, and potassium saturation ratios in two soils and their effects upon yield and nutrient contents of German millet and alfalfa. Soil Science Society of America Proceedings. v. 36, n. 6, p. 927-930, 1972.
McLEAN, E. O. Contrasting concepts in soil test interpretation: Sufficiency levels of available nutrients versus basic cation saturation ratios. In PECK, T. R. et al. (ed.) Soil testing: Correlating and interpreting the analytical results. Special Publication - 29 Madison: American Society of Agronomy/Crop Science Society of America/Soil Science society of America, 1977. 117p.
MINEROPAR. Geoquímica de solo – Horizonte B: Relatório final de projeto. Curitiba: Mineropar, 2005. 453p.
MIYAZAWA, M.; PAVAN, M. A.; CALEGARI, A. Efeito de material vegetal na acidez do solo. Revista Brasileira Ciência do Solo. Viçosa, v. 17, n. 3, p. 411-416, 1993.
MUCHOVEJ, R. M. C.; BORGES, A. C.; NOVAIS, R. F.; THIEBAUT, J. T. L. Effect of liming level and Ca:Mg ratios on yield, nitrogen content and nodulation of soybeans grown in acid cerrado soil. Journal of Soil Science. Oxford, v. 37, n. 2, p. 235-240, 1986.
MUZILLI, O.; LANTMANN, A. F.; PALHANO, J. B. Análise de solos: interpretação e recomendação de calagem e adubação para o Estado do Paraná. Londrina: Instituto Agronômico do Paraná, 1978. 49p.
MOSTAFA, M. A. E.; ULRICH, A. Interaction of calcium and magnesium in nutrition of intact sugarbeets. Soil Science. Baltimore, v. 121, n. 1, p. 16-20, 1976.
NOLLA, A.; ANGHINONI, I. Métodos utilizados para a correção da acidez do solo no Brasil. Revista Ciências Exatas e Naturais. Guarapuava, v. 6, n. 1, p. 97-111, 2004.
OLIVEIRA, E. L. Rendimento de matéria seca e absorção de cálcio e magnésio pelo milho em função da relação cálcio/magnésio no solo. Revista Brasileira Ciência do Solo. Viçosa, v. 17, n. 3, p. 383-388, 1993.
OLIVEIRA, E. F.; PAVAN, M. A.; CHAVES, J. C. D. Respostas das mudas de cafeeiro ao equilíbrio entre cátions trocáveis em solos com cargas variáveis. Arquivos de Biologia e Tecnologia. Curitiba, v. 37, n. 4, p. 973-979, 1994.
OLIVEIRA, E. L.; PAVAN, M. A. Control of soil acidity in no tillage system for soybean production. Soil & Tillage Research. Amsterdam, v. 38, n. 1-2, p. 47-57, 1996.
OLIVEIRA, E. L.; PARRA, M. S.; COSTA, A. Resposta da cultura do milho, em Latossolo Vermelho-Escuro álico à calagem. Revista Brasileira de Ciência do Solo. Viçosa, v. 21, p. 65-70, 1997.
OLIVEIRA, E. L. Sugestão de adubação e calagem para culturas de interesse econômico no Estado do Paraná́. Londrina: IAPAR, 2003. 30 p. (Circular, n° 128)
ORLANDO FILHO, J. O.; BITTENCOURT, V. C.; CARMELLO, Q. A. C.; BEAUCLAIR, E. G. F. Relações K, Ca e Mg de solo areia quartzosa e produtividade da cana-de-açúcar. Açúcar, Álcool e Subprodutos. Piracicaba, v. 14, n. 5, p. 13-17, 1996.
QUAGGIO, J. A. Métodos de laboratório para calagem em solo. In: RAIJ, B. van; BATAGLIA, O. C.;
Calagem: determinação da quantidade de calcário...
80
SILVA, N. M., (Ed.) Acidez e calagem no Brasil. In: REUNIÃO BRASILEIRA DE FERTILIDADE DO SOLO, 15., Campinas, 1983. Anais... Campinas: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 1983. p. 33-48.
QUAGGIO, J. A. Acidez e calagem em solos tropicais. Campinas: Instituto Agronômico de Campinas, 2000. 111p.
RAIJ, B. van. Condições mínimas de eficiência para fosfatos alternativos ao superfosfato. Revista Brasileira de Ciência do Solo. Viçosa, v. 10, n. 3, p. 235-239, 1986.
RAIJ, B. van. Fertilidade do solo e adubação. Piracicaba: Potafos, 1991. 343p.
RAIJ, B. van; CANTARELLA, H.; QUAGGIO, J. A.; FURLANI, A. M. C. (Ed.). Recomendações de adubação e calagem para o Estado de São Paulo. 2.ed. rev. e atual. Campinas: Instituto Agronômico/Fundação IAC, 1997. 285p. (IAC. Boletim Técnico, 100).
RAIJ, B. van; ANDRADE, J. C.; CANTARELLA, H.; QUAGGIO, J. A. Análise química para avaliação da fertilidade de solos tropicais. Campinas: Instituto Agronômico - IAC, 2001. 285p.
REIS JÚNIOR, R. A. Produção, qualidade de tubérculos e teores de potássio no solo e no pecíolo de batateira em resposta à adubação potássica. 1995. 108 f. Dissertação (Mestrado em Fitotecnia) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 1995.
RHEINHEIMER, D. S.; SANTOS, E. J. S.; KAMINSKI, J.; GATIBONI, L. C.; BORTOLUZZI, E. C. Alterações de atributos do solo pela calagem superficial e incorporada a partir de pastagem natural. Revista Brasileira de Ciência do Solo. Viçosa, v. 24, n. 4, p. 797-805, 2000.
ROSOLEM, C. A.; MACHADO, J. K.; BRINHOLI, O. Efeito das relações Ca/Mg, Ca/K e Mg/K do solo na produção de sorgo sacarino. Pesquisa Agropecuária Brasileira. Brasília, v. 19, n. 12, p. 1443-1448, 1984.
SÁ, J. C. M. Parâmetros para recomendação de calagem e adubação no sistema plantio direto. In: CONFERÊNCIA ANUAL DE PLANTIO DIRETO 2., 1997, Pato Branco. Resumos... Pato Branco: Aldeia Norte, 1997. p. 63-82.
SALET, R. L. Toxidez de alumínio no sistema plantio direto. 1998. 109f. Tese (Doutorado em Ciência do Solo) – Faculdade de Agronomia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 1998.
SILVA, J. E. Balanço de cálcio e magnésio e desenvolvimento de milho em solos de cerrado. Pesquisa Agropecuária Brasileira. Brasília, v. 15, n. 3, p. 329-333, 1980.
SAUNITE, D. M.; BELLO, R. M. S.; ANDRADE, F. R. D.; SZABÓ, G. A. J. Metadolomitos Talcificados do Grupo Itaiacoca, Paraná: Regime de Fluidos e Implicações Genéticas. Revista do Instituto de Geociências. São Paulo, v. 11, n. 1, p. 171-187, 2011.
SCHLINDWEIN, J. A.; GIANELLO, C. Necessidades de novos estudos de calibração e recomendações de fertilizantes para as culturas sob sistema plantio direto. Revista de Plantio Direto. v. 79, n. 1, p. 12-15, 2004.
SOUSA, D. M. G.; MIRANDA, L. N. DE; LOBATO, E.; CASTRO, L. H. R. de Métodos para determinar as necessidades de calagem em solos dos cerrados. Revista Brasileira Ciência do Solo. Viçosa, v. 13, n. 2, p. 193-198, 1989.
USHERWOOD, N. R. Interação do potássio com outros íons. In: Simpósio sobre o potássio na agricultura brasileira, Londrina, 1982. O potássio na agricultura brasileira. Piracicaba: Potafos, 1982. p. 227-247.
VEGRO, C. L. R. O mais infinitesimal dos custos.IN: PROCHNOW, L. I. (ed.) Fatores de Sucesso no Manejo Nutricional do Cafeeiro. Piracicaba: IPNI, 2013. 13p. (Informações Agronômicas, 144)
VIEIRA, F. C. B.; BAYER, C.; ZANATTA, J.; ERNANI, P. R. Organic matter kept Al toxicity low in a subtropical no tillage soil under long-term (21-year) legume-based crop systems and N fertilization. Australian Journal of Soil Research. v. 47, n. 7, p. 707-714, 2009.
WATANABE, R. T.; FIORETTO, R. A.; FONSECA, J. B.; SEIFERT, A. L.; SANTIAGO, D. C.; CRESTE, J. E.; HARADA, A.; CUCOLOTTO, M. Produtividade da soja em função da densidade populacional e da porcentagem de cátions (Ca, Mg e K) no complexo sortivo do solo. Semina: Ciências Agrárias. Londrina, v. 26, n. 4, p. 477- 484, 2005.
Richart et al.
81
YUAN, T. L. L. W. ZELAZNY, A., RATANAPRASTPORN, A. Potassium status of selected paleudults in the lower Coastal Plain. Soil Science Society of America Journal. Madison, v. 40, n. 2, p. 229-233, 1976.
Capítulo 5
Inoculantes contendo bactérias fixadoras de
nitrogênio para aplicação na cultura do milho
Veronica Massena Reis1*
Gabriela Cavalcanti Alves2
1Pesquisador A. Embrapa Agrobiologia. Km 07 da BR 465, Seropédica, Rio de Janeiro, CEP 23890-000. E-mail:
[email protected]. *Autor para correspondência. 2Pós-doutor programa Capes-Embrapa. Embrapa Agrobiologia. Km 07 da BR 465, Seropédica, Rio de Janeiro,
CEP 23890-000. E-mail: [email protected]
Introdução
Ao redor de 78% do ar que respiramos é composto de nitrogênio e este elemento é o
terceiro mais importante à manutenção da vida no planeta, depois do carbono (C) e do
oxigênio (O). O grande paradoxo é que este gás inerte (N2) pode ser reduzido à forma
assimilável pelos vegetais (NH3+) de duas grandes formas: química através da quebra físico-
química utilizando grandes quantidades de energia e sendo a patente descrita em 1930
como processo Haber-
Bosch ou a redução biológica, feita por microrganismos unicelulares que sintetizam o
complexo enzimático denominado nitrogenase. Este processo é denominado de fixação
biológica de nitrogênio (FBN).
Os microrganismos que reduzem o N gás para amônio são denominados de
diazotrófos ou mesmo fixadores de nitrogênio e se associam a outros organismos incluindo
as plantas. O exemplo mais divulgado no Brasil e responsável pelo sucesso deste
agronegócio é a utilização do rizóbio aplicado na cultura de soja onde se recomenda a
redução de 100% da dose de N-fertilizante nesta cultura. Outro exemplo nacional e
recentemente incorporado a rotina de produção de cereais é a aplicação de outra bactéria
denominada Azospirillum brasilense, que foi descrita pela pesquisadora Johanna Döbereiner
em 1978, a partir de amostras de rizosfera de diversas plantas. Esta associação vem sendo
estudada por aproximadamente 60 anos e revelou que os diazotrófos, além de
Reis & Alves
83
disponibilizarem N para as plantas, podem atuar no crescimento destas pela produção de
reguladores de crescimento, no biocontrole de fitopatógenos e na resposta da planta ao
estresse ambiental, com reflexos na produção e na redução do uso de N-fertilizante. São
descritas na literatura como bactérias diazotróficas promotoras de crescimento (BDPC) e a
nossa agricultura permite a comercialização destes microrganismos benéficos, onde a
simbiose clássica é visível pela formação de nódulos como na soja, não existe. O agricultor
que aplica Azospirillum não verifica este sintoma clássico e este tem sido o maior motivo de
seu atraso como produto comercial, especialmente no Brasil.
De todas as bactérias diazotróficas atualmente conhecidas, as do gênero
Azospirillum são as mais estudadas e as quais existem produtos para aplicação à campo em
diversos países. Este fator de conhecimento acumulado de um certo organismo, embora
não elimine a recomendação agrícola de outras espécies, determina a qualidade da
informação. Azospirillum tem muitas vantagens descritas pela pesquisa tais como: não está
relacionado a genomas (descrição de genes) que podem vir a causar doença à plantas ou
animais; é de fácil cultivo pois cresce muito rápido sendo facilmente identificada em
laboratório; sua origem que é brasileira, a partir de amostras colhidas no solo tropical. É uma
bactéria adaptada as nossas condições de solos pobres e não possui especificidade
hospedeira, podendo ser aplicada em várias plantas de interesse agrícola. Sua descoberta
incitou a comunidade científica da época a reconhecer que bactérias fixavam nitrogênio em
associação com plantas e em outros locais do vegetal que não fossem as estruturas
conhecidas como nódulos, como os que são observados nas raízes de soja, feijão, entre
outras plantas. Esta associação de ideias levou os pesquisadores a utilizar o mesmo modelo
de aplicação das bactérias diazotróficas no campo para outras plantas como os cereais e
assim tem sido utilizado até hoje, isto é, aplicar Azospirillum da mesma forma que se aplica
o rizóbio: cobrindo a semente com o produto inoculante.
No Brasil, produtos baseados em aplicação de bactérias vivas podem ser
classificados de duas maneiras: inoculantes para fixar nitrogênio ou promover o crescimento
vegetal e agente de controle biológico. Os denominados inoculantes referem-se à utilização
de microrganismos vivos, capazes de promover o crescimento vegetal de forma direta ou
indireta, através de diferentes mecanismos de atuação. Também são conhecidos como
biofertilizantes. A legislação brasileira, que normatiza esta aplicação, está descrita na página
do Ministério da Agricultura e Abastecimento (MAPA) junto com fertilizantes e corretivos.
Que bactéria fixadora de nitrogênio é a ideal?
A pergunta que geralmente se faz aos microbiologistas é: Que bactéria seria a ideal
para aplicação agrícola? A resposta está baseada naquela que mais se conhece e que é
Inoculantes contendo bactérias fixadoras de nitrogênio...
84
capaz de ser bioprocessada, isto é, tornar-se um produto viável para a comercialização. Por
esta razão as mais utilizadas são as do gênero Azospirillum, já que é o mais estudado
depois das do gênero Rhizobium.
Azospirillum foi primeiramente descrito por Tarrand et al. (1978) para descrever
diversos isolados obtidos de raízes de diferentes plantas e origens tais como: capim
digitaria, Panicum maximum, Cynodon dactylon, trigo, milho, sorgo, mileto e arroz que foram
colhidos de diferentes locais pela pesquisadora Johanna Döbereiner; que trouxe material
colhido em países como o Brasil, Peru, Nigéria, Colômbia e Senegal além de amostras
enviadas por outros pesquisadores dos Estados Unidos, Equador e Venezuela. Já neste
primeiro trabalho de descrição ficava evidente a sua ocorrência cosmopolita e a sua
importância na associação com plantas de interesse agrícola. Sabe-se que espécies deste
gênero são capazes de colonizar mais de 100 famílias de plantas e significativamente
influenciar o crescimento e a produtividade de diferentes culturas agrícolas (BASHAN; DE-
BASHAN, 2010).
Sua descoberta está associada a utilização de um meio de cultivo onde se omitiu a
adição de nitrogênio chamado de NFb e neste caso, se usa uma consistência denominada
de semi-sólida, isto é, utiliza dez vezes menos a quantidade de ágar para a sua confecção
em tubos ou vidros pequenos para o crescimento em condições de fixação de nitrogênio
(microaerofílica). Os meios de cultivo, descritos a partir da descoberta destas bactérias, são
mundialmente utilizados, pois permitem a expressão da enzima nitrogenase, a responsável
pela redução do N2 atmosférico que é sensível ao oxigênio. Usando esta simples estratégia
o gênero Azospirillum engloba atualmente 16 espécies descritas sendo as duas primeiras,
A. brasilense e A. lipoferum, as mais estudadas e que também são as utilizadas em
produtos comerciais para aplicação na agricultura. Este trabalho terá o enfoque de escrever
a história e a aplicação destas duas espécies.
Azospirillum
Azospirillum pertence a subclasse alfa de proteobactéria, a mesma do rizóbio da
soja. São bactérias Gram-negativas, muito móveis pela presença de vários flagelos que
permite a sua rápida disseminação no ambiente (MOENS et al., 1995). Possui grande
versatilidade metabólica, podendo utilizar diversas fontes de carbono e nitrogênio no seu
crescimento incluindo vários aminoácidos, amônio, nitrato e nitrito (HARTAMANN; ZIMMER,
1994). É excelente colonizadora da superfície de raízes, local onde foram obtidos os
primeiros isolados (DÖBEREINER; DAY, 1976). Algumas espécies são capazes de estender
esta colonização aos tecidos internos das plantas, colonizando os espaços intercelulares
que são denominados de apoplasto (ASSMUS et al., 1995). Esta localização interna das
Reis & Alves
85
plantas, sem causar sintomas de doenças, é descrito como endofitismo e no caso de
Azospirillum, ele é classificado como um endófito facultativo já que sua sobrevivência fora
da planta não é prejudicada (BALDANI; BALDANI, 2005). Em condições adversas de
limitação de água e nutrientes Azospirillum converte para uma forma de cisto, onde
apresenta um adensamento na camada de exopolissacarídeos a acumula substâncias de
reserva dentro das células na forma de grãos de poli-β-hidroxibutirato (PHB), que serve
como reserva de carbono e energia para a manutenção celular nas condições de estresse,
muito comuns no solo (TAL; OKON, 1985).
A. brasilense e A. lipoferum produzem uma série de reguladores de crescimento
como auxinas (PRINSEN et al., 1993), citocininas (TIEN et al., 1979), giberelinas (BOTTINI
et al., 2004), etileno (STRZELCZYK; KAMPER, 1994), ácido abscísico (COHEN et al., 2008)
e outras substâncias novas e pouco estudadas como por exemplo o ácido nitroso (CREUS
et al., 2005) e poliaminas (CASSÁN et al., 2009). Entretanto, são consideradas
especialmente como excelentes produtoras de auxinas principalmente quando cultivadas em
meio de cultura contendo triptofano (STEENHOUDT; VANDERLEYDEN, 2000; SPAEPEN et
al., 2009). Quantitativamente, o regulador produzido em maior quantidade é o ácido indol
acético (AIA) sendo um dos efeitos visíveis da inoculação de Azospirillum, principalmente
em condições controladas (SPAEPEN et al., 2007).
Devido a esta grande produção de auxinas pelo Azospirillum, a sua aplicação
modifica a arquitetura das raízes e este é o sintoma visível mais estudado. A inoculação
promove o alongamento da raiz (DOBBELAERE et al., 1999), além do desenvolvimento de
raízes laterais e adventícias (CREUS et al., 2005), pelos radiculares (HADAS; OKON, 1987),
em plantas de diferentes espécies e consequentemente melhoram a aquisição de água e
nutrientes.
Pelo menos quatro das seis vias de síntese conhecidas em microrganismos já foram
descritas em Azospirillum sendo três dependentes de triptofano (conhecidas como via IPyA -
indole-3-piruvato, IAM - indole acetamida e TAM-triptamida) descritas por Prinsen et al.
(1993) e Carreño-Lopez et al. (2000). Estas vias recebem os nomes de seus compostos
intermediários ou enzimas chaves. Destas seis vias, duas são as principais: IAM e IPyA
(LAMBRECHT et al., 2000).
Mas qual a importância destas vias para a planta em associação com Azospirillum?
O triptofano é um aminoácido exsudado pelas raízes, especialmente na região de
emergência (JAEGER et al., 1999). Outros aminoácidos também podem ser efetivos como a
tirosina e a fenilalanina (ROTHBALLER et al., 2005) tornando a exsudação radicular destas
substâncias um forte indicador de eficiência relacionada à variedade onde Azospirillum é
aplicado. Outras substâncias exsudadas pelas raízes também são de suma importância
Inoculantes contendo bactérias fixadoras de nitrogênio...
86
como vitaminas e ácidos orgânicos (SHUKLA et al., 2011) sendo estes compostos
relacionados à resposta de Azospirillum brasilense estirpe Sp 245 (ZAKHAROVA et al.,
2000), SOMERS et al., 2005).
Em condições adversas os exsudados radiculares podem ser limitados, sendo que,
este efeito pode ser sentido pela bactéria inoculada. A. brasilense aumenta a produção de
AIA nestas condições de limitação, desencadeando a formação de raízes laterais e pelos
radiculares e resultando em mais exsudação radicular o que pode, em parte, explicar o
efeito visível da aplicação desta bactéria em condições limitantes como, por exemplo, nas
doses baixas de fertilizante nitrogenado ou na ausência do mesmo (SPAEPEN et al., 2009).
Azospirillum na agricultura brasileira
O Brasil foi o berço desta descoberta, mas sua aplicação comercial só teve início em
2010, isto é, 32 anos após sua descoberta. Fica difícil de entender como o País que
descreveu a espécie, faz uso de inoculantes para a soja a mais de 50 anos, além de
descrever a importância destes organismos na agricultura, não faz uso efetivo deste
conhecimento e pode ser considerado atrasado na aplicação agrícola destas bactérias
benéficas. A resposta está, em parte, na variabilidade de resultados de pesquisa publicados,
na utilização de diferentes cepas ou estirpes, e na baixa qualidade dos produtos ou
diferenças na obtenção das células utilizadas nos ensaios de campo. Inoculante é um
produto que precisa levar até a semente uma quantidade elevada de bactérias vivas e
veiculadas em produtos de qualidade. A população ideal está na ordem de 1.000.000.000
(1. 109) células por cada grama ou mililitro de produto. Outro fator de importância
principalmente no Brasil foi a descoberta de muitas outras espécies e gêneros de bactérias
diazotróficas neste período e estes estudos, que são de longa duração, afastaram os
pesquisadores do setor industrial, que realmente leva até o campo o resultado do trabalho
de utilização agronômica destes microrganismos.
Mas quais são os resultados da aplicação de Azospirillum feitos ao longo destes 32
anos? Veresoglou e Menexes (2010) utilizaram os artigos científicos publicados na "web"
para fazer uma avaliação sobre o impacto do uso de Azospirillum na agricultura. Eles
avaliaram 59 artigos onde se aplicou esta bactéria em trigo. Nesta avaliação foi observado
um aumento de 8,9% na produção de grãos de trigo e 17,8% no aumento da biomassa seca
da parte aérea. Interessante notar que este aumento foi observado na ausência do N-
fertilizante e diferenciado entre espécies de Triticum sendo T. aestivum superior ao T. durum
e A. lipoferum superior resposta à inoculação comparado ao A. brasilense.
Esta variabilidade nos resultados de aplicação em outras culturas de cereais como
trigo, arroz, milho ou sorgo já foi descrita previamente. Sumner (1990) descreveu um
Reis & Alves
87
levantamento de dados sobre a aplicação de estirpes de Azospirillum em diversas culturas
de cereais e observou que 32 ensaios de aplicação à campo naquela época apresentaram
respostas positivas à inoculação, enquanto que outros sete ensaios (a maioria com trigo)
mostraram resultados negativos na produção de grãos (dados entre os anos de 1983 a
1985). Já Okon e Labandera-Gonzalez (1994) descreveram que, de uma maneira geral,
60% a 70% dos experimentos citados na literatura mostravam incrementos de produção
com a inoculação, no entanto, somente 5% a 30% apresentavam respostas estatisticamente
significativas. Dobbelaere et al. (2001) apresentaram um sumário de experimentos
envolvendo a inoculação de Azospirillum conduzidos na década de 90 em diversos países
tais como: Israel, França, Bélgica, Argentina, Uruguai, México e África do Sul. Por exemplo,
na Bélgica a inoculação de A. brasilense estirpe Sp245 e de outra espécie, o A. irakense
KBC1, houve o aumento da biomassa seca de plantas de trigo em 62% e 46%
respectivamente (P=0,05). Outras revisões também apresentaram resultados do uso destes
produtos para a agricultura (BURDMAN et al., 2000; KENNEDY et al., 2004; LUCY et al.
2004). Mas sem dúvida, o maior esforço governamental para a utilização de inoculante para
gramíneas foi feito no México, onde 450.000 hectares de milho e 150.000 ha de sorgo, trigo
e cevada foram inoculados com uma mistura de estirpes de A. brasilense. Os resultados
mostraram incrementos da ordem de 26% em média na produção avaliando-se 171 locais
de plantio em 678 hectares. O maior efeito foi observado principalmente em locais onde o
uso de fertilizante foi menor, em solos arenosos e usando cultivares domésticos.
Respostas variáveis de aplicação
Esta variabilidade pode estar relacionada a várias fases do processo bem como ao
limitado conhecimento sobre o potencial de uso destes organismos. Neste processo, um dos
complicadores é a transferência do N fixado para a planta, que ocorre muito lentamente e
apenas uma pequena parte torna-se disponível para o vegetal (DOMMELEN et al., 1998).
A inoculação de Azospirillum na presença de pequenas doses de fertilizantes
nitrogenados tem mostrado uma maior eficiência para o sistema planta/bactéria quando
comparado com o uso isolado da bactéria. Didonet et al. (1996), observaram que a produção
de grãos de trigo inoculado com a estirpe JA04 de A. brasilense, e complementado com
15 kg de N ha-1, não diferiu estatisticamente do tratamento controle que recebeu a adubação
equivalente a 45 kg N ha-1, feita em cobertura. Dobbelaere et al. (2002) observaram ganhos
com a inoculação de A. brasilense estirpe Sp245 e A. irakense estirpe KBC 1 em plantas de
trigo (quatro experimentos) e milho sob condições de casa de vegetação. O efeito da
inoculação foi mais pronunciado na menor concentração de células (105-106 ufc planta-1)
estimulando o desenvolvimento radicular e a biomassa vegetal do trigo. Também foi
Inoculantes contendo bactérias fixadoras de nitrogênio...
88
observado que a dose de N mais baixa (150 mg planta-1) e intermediária (250 mg planta-1)
foram responsáveis pelos maiores ganhos de massa de raiz, da planta e dos grãos além de
uma maior eficiência da absorção de N pelas plantas de trigo. Já no caso do experimento de
milho, o número de células não interferiu. Neste caso a estirpe KBC 1 obteve melhores
resultados que a Sp245, inverso do trigo.
Produtos utilizando Azospirillum
Desde 1978 até o ano de 2010 muitos países fizeram a utilização agrícola de
Azospirillum principalmente em cereais. Nos Estados Unidos um produto com o nome de
Azo-GreenTM foi produzido pela companhia Gênesis Turfs Forages e recomendado para
aumentar o vigor da semente, estabelecimento do sistema radicular, resistência a geada e
uma melhoria geral da saúde da planta. Na Itália, Alemanha e Bélgica foi desenvolvido um
produto contendo uma mistura de A. brasilense (estirpe Cd) e A. lipoferum (estirpe Br17)
comercializado na forma de mistura com vermiculita ou em forma líquida. O nome comercial
do produto era Zea-NitTM, produzido pela companhia Heligenetics. Segundo os fabricantes,
este produto reduziria a aplicação do nitrogênio necessário à cultura em 30% a 40%. Na
França foi lançado um produto denominado AzogreenTM, a base de Azospirillum, estirpe
CRT1 produzido pela Lipha. O uso deste inoculante, em um experimento com milho na
Estação de Agbasar, a nordeste de Togo, na África e promoveu o aumento de 100% na
produção de grãos (FAGES; MULARD, 1988). A companhia Soygro, na África do Sul,
produziu de 1998 a 2001, um inoculante de Azospirillum para 150.000 ha de milho, 12.000
ha de trigo e experimentalmente para 500 ha de sorgo. Foi observado efeito de 10% a 30%
sobre o controle não inoculado durante 5 anos (1998-1999). Aproximadamente 15% da área
de 150.000 ha de leguminosas foram co-inoculados com Azospirillum brasilense neste país
(DOBBELAERE et al., 2001). No México, foi desenvolvido pela Universidade de Puebla, um
inoculante a base de Azospirillum, denominado “Fertilizante para Milho”, que foi usado com
sucesso visto a sua aplicação em 5.000 ha no ano de 1993 (OKON; LABANDERA-
GONZALEZ, 1994). Na Índia, várias indústrias produzem biofertilizantes contendo
Azospirillum tais como: “Manufacturers of Biofertilizers”, “Pro Solutions”, “Nikita Agro
Industries”, “Madras Fertilizers Ltda”.
No Brasil o primeiro produto recomendado para aplicação no milho começou a ser
vendido em 2010 (aprovado pelo MAPA em 2009) pela companhia Stoller® sendo chamado
de Masterfix L sendo também recomendado para arroz. No ano seguinte novas indústrias
também iniciaram a comercialização como a Total Biotecnologia com produto denominado
AzoTotal® e a BioSoja com o produto Biomax®. Com a demanda crescente novas indústrias
também passaram a comercializar o A. brasilense como o produto chamado de Nitro1000®,
Reis & Alves
89
a Novozymes BioAg Produtos Agrícolas lançou o AzoMax®. Todas as indústrias de
inoculantes no Brasil utilizam duas estirpes denominadas de AbV 5 e AbV 6, variantes de
laboratório de uma das primeiras estirpes identificadas como A. brasilense, a Sp7. A
Forquímica comercializa o produto chamado de Gramy Crop®, que neste caso utiliza a
estirpe Sp245. Todos são recomendados como promotores de crescimento sendo o efeito
hormonal o preconizado para a sua aplicação. O mesmo produto vendido pela Stoller do
Brasil hoje já é recomendado para o trigo. Com isto o Brasil começa a vender inoculantes
para cereais.
Inoculante de qualidade
Todo inoculante comercializado hoje é composto de estirpes selecionadas e
recomendadas e um veículo que mantenha a sua sobrevivência com a qualidade descrita no
rótulo do produto. A longevidade preconizada para produtos deve ser a maior possível e o
que se leva em consideração é o numero de células viáveis, contadas em meio de cultivo
descrito na normativa do MAPA.
Diversos estudos foram feitos no sentido de multiplicar células de forma a melhorar a
sobrevivência da bactéria nos inoculantes (BURDMAN et al., 1998; FALLIK; OKON, 1996).
Os estudos têm mostrado que o inoculante de Azospirillum pode apresentar uma queda no
número de células abaixo de 106 células por g de turfa (ou mL se for líquido) após quatro
meses de estocagem. O ideal seria que este número se mantivesse em torno de 109 células
por grama de veículo (turfa ou líquido) por seis meses, sendo este tempo alcançado para o
rizóbio nas mesmas condições de estocagem. Desta forma, estruturas de reserva podem
ajudar a manter a viabilidade celular. Bactérias do gênero Azospirillum são capazes de
acumular poli--hidroxibutirato (PHB), um material de reserva que permite às bactérias
resistirem às condições de estresses ambientais (TAL; OKON, 1985). Esta substância pode
acumular de forma diferenciada de acordo com o meio de cultivo utilizado e diversos estudos
foram feitos para que a estirpe apresentasse um conteúdo elevado de PHB por ocasião do
preparo do inoculante, visando maior longevidade celular (BURDMAN et al., 1998).
A competitividade com outras estirpes nativas ou mesmo outros componentes da
microbiota do solo, pode prevenir a colonização radicular por bactérias usadas como
inoculante, sendo este outro fator de importância para o sucesso da inoculação. De uma
forma geral busca-se selecionar estirpes competitivas em condições de solo natural e utilizá-
las em número elevado por ocasião da inoculação, permitindo que esta população
introduzida seja favorecida em detrimento de outras indesejáveis e em menor número no
solo.
Inoculantes contendo bactérias fixadoras de nitrogênio...
90
O veículo deve ser: de fácil obtenção, de baixo custo, inerte, facilmente esterilizável
(autoclave ou radiação), proporcionar boa adesão à semente, manter as características de
infectividade e efetividade das estirpes inoculadas (SCHUH, 2005). O estado do veículo de
inoculação (sólido e líquido) é outro aspecto que deve ser considerado nos experimentos de
inoculação em gramíneas. O substrato sólido mais usado é a turfa estéril neutralizada,
baseado no conhecimento já adquirido com o inoculante desenvolvido para rizóbio e também
devido ao seu baixo custo. A mesma pode ser usada pura, na forma de pó ou granulada, e
em mistura com argilas (vermiculita) ou com carvão. Outros veículos também podem ser
utilizados como lignita, perlita, fosfato de rocha, poliacrilamida, entre outros. No caso dos
inoculantes líquidos, tem-se feito uso de óleo mineral que foi testado na década de 80-90,
mas que possui efeito deletério na germinação de sementes. Pode-se fazer uso de
polímeros como, por exemplo, o alginato (extratos de algas marinhas) e a goma xantana
(obtida pela multiplicação de Xanthomonas campestris), a goma arábica (exsudato de
plantas como a Acacia senegal) a goma jataí (extraída de plantas como a Algaroba ou
Prosopis), a goma Guar (extraída de Cyamopsis tetragonalobus), polivinilpirrolidona (PVP)
que é sintético e obtido a partir do formaldeído e acetileno, a carboximetilcelulose sódico
(CMC), entre outros (SCHUH, 2005). Estes veículos foram testados principalmente para o
rizóbio e pouco se conhece sobre a manutenção celular de Azospirillum. Estes compostos
promovem o encapsulamento das células e só a liberam após a degradação do polímero, e
assim previnem as células de estresses ambientais (JUNG et al., 1982). Este processo tem
como desvantagem a necessidade de mão de obra especializada e, consequentemente, o
custo elevado.
Azospirillum e a fixação biológica de nitrogênio
A quantificação do N que está sendo fixado por um certo organismo foi alvo da
pesquisa desde a descoberta destas bactérias. O primeiro método descrito foi o de redução
do acetileno, que é um inibidor competitivo da nitrogenase, sendo este método descrito
como uma medida indireta da atividade desta enzima (OKON, 1985). O uso do isótopo mais
pesado no nitrogênio (15N) é a metodologia capaz de medir a contribuição direta da
nitrogenase, sendo aplicado tanto em amostras de cultura pura como em estudos de campo
(BODDEY, 1987). Esta marcação pode ser feita através da utilização direta do adubo
marcado ou da incorporação de material marcado que tenha sido cultivado previamente em
um solo contendo 15N e após o corte é moído e misturado ao solo. Esta metodologia é mais
trabalhosa, mas permite uma maior homogeneidade de marcação.
A utilização de 15N se baseia na marcação do solo, que deve ser a mais estável
possível durante o tempo de cultivo para liberar a mesma quantidade de N em seu perfil de
Reis & Alves
91
profundidade tanto em vasos como no solo e que a planta fixadora e controle sejam
compatíveis, isto é, explorem as mesmas profundidades de solo ao longo de seu
crescimento radicular (BODDEY et al., 1995). Com estas premissas pode-se estimar a
quantidade de N derivado do ar acumulado pela planta fixadora de nitrogênio em relação ao
controle.
Outra técnica é baseada na abundância natural do 15N no solo (SHEARER; KHOL,
1986). Esta técnica baseia-se no fato de que o N do solo é, geralmente, levemente
enriquecido com o isótopo 15N em comparação ao N2 do ar. O nitrogênio do ar apresenta
cerca de 0,3663% de 15N e o restante (99,6337%) de 14N (JUNK; SVEC, 1958). Contudo,
devido a discriminação isotópica que ocorre durante as transformações do nitrogênio no
sistema solo-planta, ambos podem apresentar valores de 15N um pouco maiores que os
encontrados na atmosfera, permitindo quantificar esta diluição da marcação natural do solo
na ordem de %o. Ambos os métodos isotópicos, seja o enriquecido ou o natural, possuem o
mesmo princípio da diluição isotópica, ou seja, quanto menor o valor de 15N encontrado no
material analisado, mais N é proveniente da FBN. Neste caso da marcação natural do solo
faz-se necessário a utilização de equipamentos mais sensíveis e também mais caros.
Baseada nestas metodologias e em outras como o balanço das entradas e saídas de
N dos sistemas em estudo foi demonstrada contribuições bastante variáveis da FBN para
gramíneas forrageiras e cereais, cultivadas em climas temperados e tropicais. Mesmo com
métodos isotópicos, que possuem grande sensibilidade de mensuração, muito pouco se
conhece sobre a contribuição real da FBN em estudos de campo, principalmente com milho.
Menos ainda no Brasil.
Garcia de Salomone e Döbereiner (1996) compararam a resposta de sete genótipos
de milho à inoculação com várias estirpes de Azospirillum obtidas de plantas de milho na
Argentina. Houve diferenças entre os genótipos e alguns responderam de forma negativa à
aplicação da bactéria inoculada. Dois genótipos mostraram respostas positivas no campo e
foram novamente cultivados em solo marcado com 15N e inoculados com as estirpes de
Azospirillum que obtiveram as melhores respostas nos primeiros ensaios. Os maiores
aumentos no acúmulo de N na planta foram associados a diluição significativa do
enriquecimento de 15N, sugerindo que estas respostas eram devidas a contribuição da FBN
(GARCIA DE SALOMONE et al., 1996). Estes dados mostraram a importância da seleção de
genótipos de plantas para favorecer o processo de fixar nitrogênio. Por outro lado, a análise
das experiências de inoculação realizados nos últimos 22 anos, utilizando híbridos
selecionados para a alta aplicação de N-fertilizante mostraram que o efeito da inoculação é
muito baixo ou negativo (OKON; LABANDERA-GONZALEZ, 1994).
Inoculantes contendo bactérias fixadoras de nitrogênio...
92
A quantificação da FBN de plantas de milho já foi comprovada pelo método do gás N2
marcado com 15N em condições controladas (ALEXANDER; ZUBERER, 1989), pelo método
da diluição isotópica de 15N (RENNIE, 1980; GARCIA DE SALOMONE et al., 1996;) ou pelo
método da abundância natural de 15N com a inoculação de Herbaspirillum seropedicae, outro
diazotrófo também descrito no Brasil (BALDANI et al., 1986). Com a exceção do último,
todos os outros trabalhos não foram conduzidos no Brasil ou datam da época da descrição
de Azospirillum.
Um exemplo recente com a quantificação da FBN em milho foi descrito por Montanez
et al. (2009) que avaliaram 19 genótipos comerciais de milho, vendidos no Uruguai, usando
a técnica de diluição isotópica de 15N durante os primeiros 90 dias de crescimento em casa
de vegetação. Os mesmos autores também fizeram o isolamento das bactérias diazotróficas
e caracterizações parciais destes isolados. A contribuição da FBN nos genótipos testados
mostrou que de 12% a 24% do N foi derivado do ar usando um dos genótipos como controle
e apenas um isolado foi caracterizado com pertencente ao gênero Azospirillum. Temos aqui
dois resultados importantes: a resposta depende do genótipo e não existe uma única
bactéria responsável por esta contribuição.
Veja que, em ambos os casos, os trabalhos foram realizados no século passado e
desde lá muito pouco se fez. Avaliar a real contribuição da FBN à campo tem sido um
grande desafio, principalmente para plantas como o milho. As atuais doses de aplicação de
nitrogênio no Brasil são vinculadas as produtividades que tem aumentado nas últimas
décadas. Hoje temos plantios que produzem 12 toneladas de grãos, mas também recebem
250 kg de N. Neste cenário Azospirillum deve ser considerada uma promotora de
crescimento e dificilmente sua resposta será estatisticamente diferente da parcela não
inoculada. Para o futuro próximo, o melhoramento vegetal deve enfocar a melhor utilização
do N, selecionando plantas que respondam a doses menores e que sejam avaliadas desde
a escolha de seus cruzamentos, com a utilização de linhagens que se associem mais
eficientemente à bactérias diazotróficas. Este é um desafio que não se tem resposta da
melhor estratégia para vencer.
Perspectivas futuras
A pesquisa que visa incluir a utilização de inoculantes contendo bactérias
diazotróficas selecionadas para aplicação em cereais avançou em muitos aspectos ao longo
destes 30 anos. Descobriu-se que a diversidade microbiana não está vinculada a um grupo
que se pode dizer ser "o melhor ou mais efetivo" quanto a contribuição do processo natural
de reduzir o N2 gás em moléculas assimiláveis pelas plantas. Sabemos que o genótipo da
planta tem grande influência sobre a associação e mais ainda o sistema de produção
Reis & Alves
93
utilizado. Sendo um processo de elevado custo energético, onde pelo menos 16 ATP são
utilizados para uma única molécula ser reduzida, qualquer nitrogênio disponível ao redor da
célula será preferencialmente utilizado em detrimento da síntese da nitrogenase ou mesmo
a manutenção de seu funcionamento. A pesquisa avança na descrição de indivíduos, muitas
novas espécies de bactérias diazotróficas foram e serão descobertas, mas estamos
devendo explicações ao nosso produtor rural.
Em 2010 foi feita a primeira venda de inoculante contendo Azospirillum brasilense no
Brasil. As estirpes que foram recomendadas são variantes das originais que participaram do
trabalho de Tarrand et al. (1978), chamadas de AbV 5 e AbV 6 e selecionadas no trabalho
de Hungria et al. (2010) para milho. Temos uma estirpe famosa por sua utilização em
ensaios de inoculação e a mais estudada mundialmente especialmente pela produção de
reguladores de crescimento. A estirpe Sp245, isolada de trigo no Brasil por Baldani et al.
(1986) também faz parte da lista de recomendações do MAPA e é utilizada mundialmente
como modelo de inoculação de cereais e pela sua importância acadêmica e seu genoma já
foi totalmente sequenciado por diferentes grupos (CASSÁN et al., 2014, WISNIEWSKI-DYÉ
et al., 2011). Mesmo com toda esta informação acumulada não podemos recomendar esta
ou outra estirpe baseado em dados colhidos de solos brasileiros e afirmar que esta estirpe
contribui com uma parte significativa do N fixado a custo do ATP da planta, oriundo da
fotossíntese.
O que realmente falta é uma organização nacional das equipes de campo e
laboratório em uma rede que vise elucidar este assunto. Talvez o maior empecilho seja a
falta de uma ou mais metodologias que sejam capazes de fazer esta avaliação em solos
onde já se aplica N-fertilizante. Não temos este método, pois o fertilizante impede a
utilização da melhor técnica que é a marcação natural do N do solo. Nossos plantios atuais
são em rotação com soja, que também propicia a manutenção de elevadas quantidades de
N fixado biologicamente nas suas raízes para o próximo cultivo, impedindo medidas
confiáveis da contribuição à campo.
Mesmo que este cenário de elucidação não seja o melhor, o Brasil ainda não faz uso
efetivo destes organismos benéficos em larga escala. Nos três anos de venda do inoculante
de milho, atingimos um patamar de 2 milhões de doses frente a utilização de 20 milhões do
inoculante de soja. As poucas indústrias que vendem inoculante no Brasil não consideram
este como o principal produto devido ao baixo preço das doses (soja ainda custa os
mesmos R$ 5,00 de 10 anos atrás). Não tendo valor não se investe em formulações mais
caras, onde se transporta menos veículo como em formulações liofilizadas.
Outro fator imperativo é que o agrônomo formado no Brasil não tem disciplina de
microbiologia do solo. Ele aprende superficialmente sobre o rizóbio e muito sobre doses de
Inoculantes contendo bactérias fixadoras de nitrogênio...
94
fertilizantes. O profissional que recomenda fertilizante não conhece o Azospirillum, que dirá
a forma de aumentar a sua eficiência. Não temos tradição neste tipo de aplicação de
insumos biológicos na agricultura. Talvez seja este o começo da contribuição da pesquisa, e
com a disseminação deste conhecimento possamos aprender com a aplicação deste
primeiro produto para uso em cereais.
Agradecimentos
Autor agradece o financiamento da pesquisa projeto Embrapa no. 02.05.1.06.00.01 e
02.09.01.11.00.06, ao INCT/CNPq Proc. no. 573828/2008-3. Ao CNPq pela bolsa de
produtividade do primeiro autor e a Capes pela bolsa de pós-doutor do segundo autor.
Referências bibliográficas
ALEXANDER, D. B.; ZUBERER, D. A. 15N2 fixation by bacteria associated with maize roots at a low partial O2 pressure. Applied and Environmental Microbiology. v. 55, p. 1748-1753, 1989.
ASSMUS, B.; HUTZLER, P.; KIRCHHOF, G.; AMANN, R., LAWREANCE, J. R.; HARTMANN, A. In situ localization of Azospirillum brasilense in the rhizosphere of wheat with fluorescently labelled, rRNA targeted oligonucleotide probes and scanning confocal laser microscopy. Applied and Environmental Microbiology. v. 61, p. 1013-1019, 1995.
BALDANI, V. L. D.; ALVAREZ, M. A. DE B.; BALDANI, J. I.; DÖBEREINER, J. Establishment of inoculated Azospirillum spp in the rhizosphere and in roots of field grown wheat and sorghum. Plant and Soil. v. 90, p. 35-46, 1986.
BALDANI, J. I.; BALDANI, V. L. D. History on the biological nitrogen fixation research in graminaceous plants: special emphasis on the Brazilian experience. Anais da Academia Brasileira de Ciência. v. 77, p. 549-579, 2005.
BASHAN, Y.; DE-BASHAN, L. E. How the plant growth promoting bacterium Azospirillum promotes plant growth —A critical assessment. Advances in Agronomy. v. 108, p. 77–136, 2010.
BODDEY, R. M. Methods for quantification of nitrogen fixation associated with gramineae. Critical Reviews in Plant Science. v. 6, p. 209-266, 1987.
BODDEY, R. M.; OLIVEIRA, O. C. DE; URQUIAGA, S.; REIS, V. M.; OLIVARES, F. L.; BALDANI, V. L. D.; DÖBEREINER, J. Biological nitrogen fixation associated with sugar cane and rice: Contributions and perspectives for improvement. Plant and Soil, v. 74, p. 195-209, 1995.
BOTTINI, R.; CASSÁN, F.; PICCOLI, P. Gibberellin production by bacteria and its involvement in plant growth promotion and yield increase. Applied Microbiology and Biotechnology. v. 65, p. 497-503, 2004.
BURDMAN, S.; JURKEVITCH, E.; OKON, Y. Recent advances in the use of plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) in agriculture. In: SUBBA RAO, N.S.; DOMMERGUES, Y. R. (Ed.). Microbial interaction in agriculture and forestry. Enfield: Science Publishers, 2000. v. 3. p. 229-250.
BURDMAN, S.; JURKEVITCH, E.; SCHWARTSBURD, B.; HAMPEL, M.; OKON, Y. Aggregation in Azospirillum brasilense: effects of chemical and physical factors and involvement of extracellular components. Microbiology. v. 144, p. 1989-1999, 1998.
CASSÁN, F.; MAIALE, S.; MASCIARELLI, O.; VIDAL, A.; LUNA, V.; RUIZ, O. Cadaverine production by Azospirillum brasilense and its possible role in plant growth promotion and osmotic stress mitigation. European Journal of Soil Biology. v. 45, p. 12-19, 2009.
Reis & Alves
95
CASSÁN, F.; VANDERLEYDEN, J.; SPAEPEN, S. Physiological and agronomical aspects of phytohormone production by model plant-growth-promoting rhizobacteria (PGPR) belonging to the genus Azospirillum. Journal of Plant Growth Regulators. v. 33, n. 2, p. 440-459, 2014. (on line) DOI 10.1007/s00344-013-9362-4.
CARREÑO-LÓPEZ, R.; CAMPOS-REALES, C.; ELMERICH, C.; BACA, B. Physiological evidence for differently regulated tryptophandependent pathways for indole-3-acetic acid synthesis in Azospirillum brasilense. Molecular and General Genetics. v. 264, p. 521-530, 2000.
COHEN, A.; BOTTINI, R.; PICCOLI, P. Azospirillum brasilense Sp 245 produces ABA in chemically-defined culture medium and increases ABA content in Arabidopsis plants. Plant Growth Regulator. v. 54, p. 97-103, 2008.
CREUS, C.; GRAZIANO, M.; CASANOVAS, E.; PEREYRA, A.; SIMONTACCHI, M.; PUNTARULO, S.; BARASSI, C.; LAMATTINA, L. Nitric oxide is involved in the Azospirillum brasilense-induced lateral root formation in tomato. Planta. v. 221, p. 297-303, 2005.
DIDONET, A. D.; RODRIGUES, O.; KENNER, M. H. Acúmulo de nitrogênio e de massa seca em plantas de trigo inoculadas com Azospirillum brasilense. Pesquisa Agropecuária Brasileira. v. 31, p. 645-651, 1996.
DOBBELAERE, S.; CROONENBORGHS, A.; TRYS, A.; PTACEK, D.; VANDERLEYDEN, J.; DUTTO, F.; LABANDERA-GONZALEZ, C.; CABALLERO-MELLADO, J.; AGUIRRE, J. F.; KAPULNIK, Y.; BRENER, S.; BURDMAN, S.; KADOURI, D.; SARIG, S.; OKON, Y. Responses of agronomically important crops to inoculation with Azospirillum. Australian Journal of Plant Physiology. v. 28, p. 871-879, 2001.
DOBBELAERE, S.; CROONENBORGHS, A.; TRYS, A.; PTACEK, D.; OKON, Y.; VANDERLEYDEN, J. Effect of inoculation with wild type Azospirillum brasilense and A. irakense strains on development and nitrogen uptake of spring wheat and grain maize. Biology and Fertility of Soils. v. 36, p. 284-297, 2002.
DOBBELAERE, S.; CROONENBORGHS, A.; THYS, A.; VANDE BROEK, A.; VANDERLEYDEN, J. Phytostimulatory effect of Azospirillum brasilense wild type and mutant strains altered in IAA production on wheat. Plant and Soil. v. 212, p. 155-164, 1999.
DÖBEREINER, J.; DAY, J.M. Associative symbiosis in tropical grasses: characterization of microorganisms and dinitrogen-fixing sites. In:NEWTON W.E.; NYMAN, C.T. (Ed.) International symposiumon nitrogen fixation, vol. 2. Proceedings… Washington: State University Press, 1976. p. 518-538.
DOMMELEN, VAN A.; KEIJERS, V.; VANDERLEYDEN, J.; De ZAMAROCZY, M. (Methyl) ammonium transport in the nitrogen-fixing bacterium Azospirillum brasilense. Journal of Bacteriology. v. 180, p. 2652-2659, 1998.
FAGES, J.; MULARD, D. Isolement de bactéries rhizosphériques et effect de leur inoculation and pots chez Zea mays. Agronomie. v. 8, p. 309-315, 1988.
FALLIK, E.; OKON, Y. The response of maize (Zea mays) to Azospirillum inoculation in various types of soils in the field. World Journal of Microbiology and Technology. v. 12, p. 511-515, 1996.
GARCIA DE SALOMONE, I.; DÖBEREINER, J. Maize genotype effects on the response to Azospirillum inoculation. Biology and Fertility of Soils. v. 21, p. 193-196, 1996.
GARCIA DE SALOMONE, I.; DÖBEREINER, J.; URQUIAGA, S.; BODDEY, R. M. Biological nitrogen fixation in Azospirillum strain-maize genotype associations as evaluated by the
15N isotope dilution
technique. Biology and Fertility of Soils. v. 23, p. 249-256, 1996.
HADAS, R.; OKON, Y. Effect of Azospirillum brasilense inoculation on root morphology and respiration in tomato seedlings. Biology and Fertility of Soils. v.5, p.241–247, 1987.
HUNGRIA, M.; CAMPO, R. J.; SOUZA, E. M.; PEDROSA, F. O. Inoculation with selected strains of Azospirillum brasilense and A. lipoferum improves yields of maize and wheat in Brazil. Plant and Soil. v. 331, p. 413-425, 2010.
Inoculantes contendo bactérias fixadoras de nitrogênio...
96
JAEGER, C. H. III.; LINDOW, S. E.; MILLER, W.; CLARK, E.; FIRESTONE, M. K. Mapping of sugar and amino acid availability in soil around roots with bacterial sensors of sucrose and tryptofan. Applied Environmental Microbiology. v. 65, p. 2685-2690. 1999.
JUNG, G.; MUGNIER, J.; DIEM, H. G.; DORMMERGUES, Y. R. Polimer-entrapped Rhizobium as an inoculant for legumes. Plant and Soil. v. 65, p. 219-232, 1982.
JUNK, G.; SVEC, H. J. The absolute abundance of the nitrogen isotopes in the atmosphere and compressed gas from various sources. Geochimica et Cosmochimica Acta. v. 14, p. 234-243, 1958.
KENNEDY, I. R.; CHOUDHURY, A. T. M. A.; KECSKÉS, M. L. Non-symbiotic bacterial diazotrophs in crop-farming systems: can their potential for plant growth promotion be better exploited? Soil Biology and Biochemistry. v. 36, p. 1229-1244, 2004.
HARTMANN, A.; ZIMMER, W. Physiology of Azospirillum. In Okon, Y (Ed.) Azospirillum/ Plant Associations, CRC Press, Boca Raton, FL. 1994, pp. 15–39.
LAMBRECHT, M.; OKON, Y.; VANDE BROEK, A.; VANDERLEYDEN, J. Indole-3-acetic acid: a reciprocal signalling molecule in bacteria plant interactions. Trends in Microbiology. v. 8, p. 298-300, 2000.
LUCY, M.; REED, E.; GLICK, B. R. Applications of free living plant growth promoting rhizobacteria. Antonie van Leewenhoek. v. 86, p. 1-25, 2004.
MOENS, S.; MICHIELIS, K.; KEIJERS, V.; VAN LEUVEN, F.; VANDERLEYDEN, J. Cloning, sequencing, and phenotypic analysis of laf1, encoding the flagellin of the lateral flagella of Azospirillum brasilense Sp 7. Journal o0f Bacteriology. v. 177, p. 9-5426, 1995.
MONTAÑEZ, A.; ABREU, C.; GILL, P.; HARDARSON, G; SICARDI, M. Biological nitrogen fixation in maize (Zea mays L.) by
15N isotope-dilution and identification of associated culturable diazotrophs.
Biology and Fertility of Soils. v.45, p. 253-263, 2009.
OKON, Y. Azospirillum as a potential inoculant for agriculture. Trends in Biotechnology. v. 3, p. 223-228, 1985.
OKON, Y.; LABANDERA-GONZALEZ, C. A. Agronomic applications of Azospirillum: an evaluation of 20 years worldwide field inoculation. Soil Biology and Biochemistry. v. 26, p. 1591-1601, 1994.
PRINSEN, E.; COSTACURTA, A.; MICHIELS, K.; VANDERLEYDEN, J.; VAN ONCKELEN, H. Azospirillum brasilense indole-3-acetic acid biosynthesis: evidence for a non-tryptophan dependent pathway. Molecular Plant Microbe Interaction. v. 6, p. 609-615, 1993.
RENNIE, R. J. 15
N isotope dilution as a measure of dinitrogen fixation by Azospirillum brasilense associated with maize. Canadian Journal of Botany. v. 58, p. 21-24, 1980.
ROTHBALLER, M.; SCHMID, M.; FEKETE, A.; HARTMANN, A. Comparative in situ analysis of ipdC-gfpmut3 promoter fusions of Azospirillum brasilense Sp7 and Sp245. Environmental Microbiology. v. 7, p. 1839-1846, 2005.
SCHUH, C. A. Biopolímeros como suporte para inoculantes. 81 f. Dissertação (Mestrado em Microbiologia Agrícola e do Ambiente, Faculdade de Agronomia). Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre, RS, 2005.
SHEARER, G.; KOHL, D. H. N2 fixation in field settings: estimations based on natural 15
N abundance. Australian Journal of Plant Physiology. v. 13, p. 699-756, 1986.
SHUKLA, K. P.; SHARMA, S.; SINGH, N. K.; SINGH, V.; TIWARI, K., SINGH, S. Nature role of root exudates: efficacy and bioremediation. African Journal of Biotechnology. v. 10, p. 9717-9724, 2011.
SOMERS, E.; PTACEK, D.; GYSEGOM, P.; SRINIVASAN, M.; VANDERLEYDEN, J. Azospirillum brasilense produces the auxin-like phenylacetic acid by using the key enzyme for indole-3-acetic acid biosynthesis. Applied and Environmental Microbiology. v. 71, p.1803-1810, 2005.
SPAEPEN, S.; VANDERLEYDEN, J.; REMANS, R. Indole-3-acetic acid in microbial and microorganism-plant signaling. FEMS Microbiology Review. v. 31, p. 425-448, 2007.
Reis & Alves
97
SPAEPEN, S.; VANDERLEYDEN, J.; OKON, Y. Plant Growth-Promoting Actions of Rhizobacteria In: VAN LOON, L. C. (Ed.). Advances in Botanical Research. v. 51, Burlington: Academic Press, 2009, pp. 283-320.
STEENHOODT, O.; VANDERLEYDEN, J. Azospirillum, a free living nitrogen-fixing bacterium closely associated with grasses: genetic, biochemical and ecological aspects. FEMS Microbiology Review. v. 24, p. 487-506, 2000.
STRZELCZYK, E.; KAMPER, M.; LI, C. Cytokinin-like substances and ethylene production by Azospirillum in media with different carbon sources. Microbiology Research. v. 149, p. 55-60, 1994.
SUMNER, M. E. Crop responses to Azospirillum inoculation. Advances in Soil Sciences. v. 12, p. 54-123, 1990.
TAL, S.; OKON, Y. Production of the reserve material poly-beta-hydroxybutyrate and its function in Azospirillum brasilense Cd. Canadian Journal of Microbiology. v. 31, p. 608-613, 1985.
TARRAND, J. J.; KRIEG, N. R.; DOBEREINER, J. A taxonomy study of the Spirillum lipoferum group, with descriptions of a new genus, Azospirillum gen. nov. and Azospirillum brasilense sp. nov. Canadian Journal of Microbiology. v. 24, p. 967-980, 1978.
TIEN, T.; GASKINS, M.; HUBBELL, D. Plant growth substances produced by Azsopirillum brasilense and their effect on the growth of pearl millet (Pennisetum americanum L.). Applied and Environmental Microbiology. v. 37, p. 1016-1024, 1979.
VERESOGLOU, S.; MENEXES, G. Impact of inoculation with Azospirillum spp. on growth properties and seed yield of wheat: a meta-analysis of studies in the ISI Web of Science from 1981 to 2008. Plant and Soil. v. 337, p. 469-480, 2010.
WISNIEWSKI-DYÉ, F.; BORZIAK, K.; KHALSA-MOYERS, G.; ALEXANDRE, G.; SUKHARNIKOV, L. O.; WUICHET, K.; HURST, G. B.; MCDONALD, W. H.; ROBERTSON, J. S.; BARBE, V.; CALTEAU, A.; ROUY, Z.; MANGENOT, S.; PRIGENT-COMBARET, C.; NORMAND, P.; BOYER, M.; SIGUIER, P.; DESSAUX, Y.; ELMERICH, C.; CONDEMINE, G.; KRISHNEN, G.; KENNEDY, I.; PATERSON, A. H.; GONZALEZ, V.; MAVINGUI, P.; ZHULIN, I. B. Azospirillum genomes reveal transition of bacteria from aquatic to terrestrial environments. PLOS Genetics. v. 7 n. 12, p. 1-13, 2011. DOI: 10.1371/journal.pgen.1002430
ZAKHAROVA, E. A.; IOSIPENKO, A. D.; IGNATOV, V. V. Effect of water-solube vitamins on the production of indole-3-acetic acid by Azospirillum brasilense. Microbiology Research. v. 155, p. 209-214, 2000.
Capítulo 6
Uso de bactérias diazotróficas no Oeste do Paraná:
eficiência agronômica de bactérias promotoras de
crescimento de plantas dos gêneros Azospirillum e
Herbaspirillum em gramíneas
Vandeir F. Guimarães1
Leandro Rampim2
Jeferson Klein3
Andréia C. P. Rodrigues-Costa4
Débora K. Klein2
Artur S. P. Junior5
Adriano M. Inagaki5
Janaina Dartora5
Luan F. O. S. Rodrigues5
Deniele Marini5
André G. Battistus5
Lucas G. Bulegon5
Luiz C. Offemann5
Juliane M. Lemos5
Elisiane I. D. Chaves5
Walkyria Neiverth5
Aline K. P. Souza5
1 Professor Associado da Universidade Estadual do Oeste do Paraná - Unioeste, Campus Marechal Cândido
Rondon, Rua Pernambuco, 1.777, Caixa Postal 1.008, Centro, 85.960-000, Marechal Cândido Rondon, PR; [email protected] 2 Pesquisador Científico CAPES/PNPD, Programa de Pós-graduação em Agronomia, Universidade Estadual do
Oeste do Paraná – Unioeste; [email protected]; [email protected]; 3 Professor Auxiliar da Escola Politécnico, Pontifícia Universidade Católica do Paraná – PUCPR, Campus Toledo;
[email protected] 4 Professora Adjunta da Universidade Estadual de Maringá, UEM, Campus Umuarama; [email protected]
5 Programa de Pós-graduação em Agronomia - PPGA, Universidade Estadual do Oeste do Paraná - Unioeste;
Guimarães et al.
99
Introdução
Os sistemas de produção agrícola no Brasil são como a maioria dos sistemas
econômicos, baseado no capitalismo, são caracterizados pela produtividade. Os sistemas
agrícolas, anteriormente de baixa produtividade, foram substituídos por sistemas de alta
produtividade e dependentes de insumos químicos, notadamente agroquímicos e
fertilizantes, desencadeados com a atuação da Revolução Verde.
A modernização da agricultura impulsionou o desenvolvimento de nações
eminentemente agrícolas como o Brasil, pela capitalização e modernização da zona rural,
aumentando assim a receita proveniente das exportações. Entretanto, a preocupação
meramente econômica dos novos modelos de produção desconsiderou os efeitos e as
consequências das novas práticas agrícolas nos biomas originais. Com a expansão e
desenvolvimento agrícola, também surgiu à contaminação e degradação de solos e recursos
hídricos, redução da biodiversidade e desequilíbrios ecológicos, tornando insustentável a
produção agrícola a longo prazo.
Neste sentido, há possibilidade em utilizar práticas de produção agrícola sustentável,
baseando-se na utilização racional dos recursos naturais visando o atendimento das
necessidades das gerações presentes e futuras (setor agropecuário e florestal), diminuindo
a dependência por insumos químicos e aumentando a importância dos processos
biológicos, como a fixação biológica de nitrogênio (FBN) e a utilização de rizobactérias
promotoras de crescimento plantas (RPCPs), que vem ganhando destaque na comunidade
científica.
Microrganismos endofíticos
Microrganismos endofíticos são definidos como organismos que podem viver em
associação simbiótica com plantas, conferindo benefícios recíprocos entre plantas e
microrganismos (BALDANI; BALDANI, 2005), sobretudo Azospirillum spp. é endofitico
facultativo. Atualmente, observa-se importância de algumas culturas agrícolas para o Brasil,
como milho, trigo, soja, citros, café, mandioca e Brachiaria. Porém ainda poucos estudos
avaliam o possível impacto que os microrganismos endofíticos utilizados promovem para
elevar à produtividade ou substituir parte ou total a adubação nitrogenada, especialmente,
na fixação de N atmosférico (REIS JUNIOR, 2007). As espécies que apresentam maior
contribuição em relação ao processo de associação e benefícios com estes microrganismos
são algumas “leguminosas”, como é o caso da soja (DÖBEREINER, 1990). Pois, nem todos
os gêneros deste grande grupo de plantas respondem positivamente ao processo de fixação
Uso de bactérias diazotróficas no Oeste do Paraná
100
de N, como é o caso do feijão desde a década de sessenta (DÖBEREINER; RUSCHEL,
1961) e ervilha mais recentemente (AZEVEDO et al., 2002).
De acordo com Döbereiner (1992), a associação de Azospirillum com rizosfera de
gramíneas tem sido uma forma alternativa com relação à simbiose entre Bradyrhizobium e
Rhizobium em leguminosas. A identificação de várias espécies de Azospirillum, formando
associação com plantas não-leguminosas, expandiu as possibilidades de fixação biológica
de nitrogênio e promoção de crescimento para diversas espécies de cereais e gramíneas de
interesse econômico (DARTORA, 2012; MARINI, 2012; KLEIN et al., 2012; RAMPIM et al.,
2012; BULEGON, 2013; PINTO JUNIOR, 2013; DARTORA et al., 2013a; RODRIGUES,
2013; INAGAKI, 2014; RODRIGUES et al., 2014).
No entanto, o incremento por ação hormonal que vem ganhando mais impulsos por
parte dos pesquisadores desde a década de noventa (ARSHAD; FRANKENBERGER,
1998).
A fixação de nitrogênio já foi verificada em diversas espécies isoladas de raízes e
caules de gramíneas, da superfície de raízes (rizoplano) e da rizosfera (BDT, 2006), sendo
evidenciado que a fixação biológica de nitrogênio é um processo passível de exploração
tecnológica em gramíneas em larga escala.
Bactérias fixadoras de nitrogênio e promotoras de crescimento
No ano de 1886, um importante trabalho científico possibilitou novas expectativas
para a agricultura mundial, pois ficou confirmada empiricamente a FBN (EADY; LEIGH,
1994). Organismos denominados diazótrofos, apresentavam a capacidade de converter o
nitrogênio gasoso (N2) (DÖBEREINER, 1977), por meio da quebra da tripla ligação entre os
dois átomos de nitrogênio, formando outras espécies químicas nitrogenadas, principalmente
o NH3 (amônia) solúvel em água (EADY; LEIGH, 1994). Sendo a amônia a molécula
absorvida através dos pelos radiculares; mais tarde, descobriu-se que a FBN só é possível
graças à existência de um complexo enzimático, denominada nitrogenase, que existe
somente em alguns organismos procariontes (NUNES et al., 2003) e catalisa a reação
(PASSAGLIA et al., 1998).
A FBN é o processo primário através do qual o nitrogênio, quimicamente indisponível
para a maioria dos organismos, se torna fisiológica e metabolicamente disponível,
inicialmente sob a forma de amônia.
No caso das bactérias associativas, Baldani e Baldani (2005), classificam estes em
dois grupos: 1) endofíticos facultativos – podem colonizar tanto a rizosfera como o interior
das raízes; 2) endofíticos obrigatórios – podem colonizar apenas o interior das raízes. Entre
os endofíticos facultativos encontram-se bactérias do gênero Azospirillum spp. e entre os
Guimarães et al.
101
endofíticos obrigatórios, estão incluídas as espécies Herbaspirillum seropedicae,
Gluconacetobacter diazotrophicus e Azoarcus spp. Ao contrário das bactérias simbióticas,
as associativas excretam somente parte do N fixado diretamente para a planta associada;
sendo posteriormente, cedidos aportes adicionais de N às plantas pela mineralização das
bactérias (HUNGRIA, 2011).
Bactérias diazotróficas que se associam a monocotiledôneas podem possuir
capacidade de colonizar superfície das raízes, rizosfera, filosfera e tecidos internos das
plantas, sem causar danos (KLOEPPER, et al., 1989; MONTAÑEZ et al., 2009). De acordo
com Perin et al. (2003), o estabelecimento endofítico da bactéria, pode influenciar
eficientemente o crescimento das plantas quando comparado ao ambiente rizosférico, visto
que no interior do vegetal a interface de troca de metabólitos é mais direta, também por ter
competição microbiana em ambiente externo, além de flutuações ambientais que
influenciam a colonização bacteriana. Outro benefício obtido pelas plantas junto a
associação com os diazotróficos é a produção de reguladores de crescimento vegetal, tais
como: auxinas, giberelinas e citocininas (STRZELCZYK; POKOJSKA-BURDZIEJ, 1984).
Estas substâncias estimulam o crescimento vegetal, principalmente de raízes, que se dá
muitas vezes pela modificação de algumas características morfológicas, tais como,
comprimento, ramificação e incidência de pêlos radiculares, resultando em maior área de
solo explorada pelo sistema radicular (DOBBELAERE et al., 1999; MIYAUCHI, et al., 2008).
Esta exploração resulta em vários outros efeitos como incrementos na absorção da água e
minerais, maior tolerância a estresses hídricos e salinos, culminando em plantas mais
vigorosas e produtivas (BASHAN; HOLGUIN, 1997; DOBBELAERE et al., 2001; BASHAN et
al., 2004).
A utilização de bactérias diazotróficas tem sido alternativa de nutrição nitrogenada
em diversas espécies da família Poaceae (milho, trigo, arroz), podendo obter grandes
contribuições para essas culturas, suprindo até a metade do uso de fertilizantes
nitrogenados (DÖBEREINER, 1997).
A FBN pode ser uma alternativa para redução dos custos com fertilizantes
nitrogenados. A prática da inoculação de sementes de gramíneas com a bactéria A.
brasilense vem sendo difundida por se tratar de um microrganismo que se localiza na região
rizosférica e que geralmente encontra-se associado predominantemente ao trigo, segundo
Döbereiner e Pedrosa (1987). Reis et al. (2006) afirma que cerca de 20% do total de N
requerido pela cultura do trigo, pode ser assimilado por via da FBN.
O nitrogênio é absorvido em maior quantidade pelas plantas na forma de nitrato
(NO3-) que, após absorvido, pode ser assimilado nas raízes pelos plastídeos ou nas folhas
por cloroplastos (FERNANDES, 2006). Existe uma forte correlação entre a taxa de
Uso de bactérias diazotróficas no Oeste do Paraná
102
assimilação de NO3- na parte aérea das plantas com a fotorrespiração. Em estudos
realizados com trigo, observou-se que altas concentrações de CO2 ou baixas de O2 inibem a
assimilação de NO3- (EPSTEIN; BLOOM, 2006).
Novakowiski et al. (2011) avaliando o efeito residual da adubação nitrogenada
aplicada na pastagem, a inoculação do A. brasilense em sementes de milho proporcionou
produtividade superior ao tratamento sem inoculação mesmo sob o aumento das doses de
N aplicada na pastagem. No desenvolvimento inicial do milho, o endofítico H. seropedicae
proporcionou maior acúmulo dos macronutrientes (NPK) no tecido foliar, com destaque ao
maior acúmulo em até 30% de fósforo (BALDOTTO et al., 2012). A associação das
rizobactérias promotoras de crescimento plantas (RPCPs), A. brasilense e H. seropedicae,
proporcionaram aumento de 7% na produtividade de milho (DARTORA et al., 2013a).
Os microrganismos denominados RPCPs, podem estimular o crescimento das
plantas por diversas maneiras, sendo as mais relevantes: capacidade de fixação biológica
de nitrogênio (DÖBEREINER, 1966); influência na atividade do nitrato redutase em folhas de
diferentes linhagens de milho (BALDANI, et al., 1979); produção de hormônios como
auxinas, giberelinas (STRZELCZYK; POKOJSKA-BURDZIEJ, 1984) e etileno
(STRZELCZYK et al., 1994) e até mesmo solubilização de fosfato (MOREIRA et al., 2010).
Bactérias do gênero Azospirillum e Herbaspirillum
De todos os gêneros de bactérias diazotróficas, sem dúvida as bactérias do gênero
Azospirillum tem merecido atenção especial em gramíneas. Estes microorganismos são
heterotróficos, aeróbicos, Gram-negativos, em forma de bastonete e usualmente
uniflagelados, podendo ter apenas um flagelo polar ou também flagelos laterais (ROPER;
LADHA, 1995; ABDALLA et al., 2008). Baldani et al. (2009) descreveu espécies deste
gênero: A. lipoferum, A. brasilense, A. amazonense, A. halopraeferans, A. irakense, A.
largimobile, A. doebereinerae, A. oryzae, A. melinis, A. zeae e A. canadense.
O Azospirillum apresenta ampla distribuição nos solos de clima tropical e subtropical,
em associação com monocotiledôneas de grande importância econômica, como o trigo,
milho, arroz, diversas forrageiras e também com outras espécies vegetais (BALDANI, 1996).
Inicialmente estas bactérias foram classificadas como de vida livre, entretanto existem
relatos de que estes microorganismos podem crescer extensivamente na rizosfera de muitas
monocotiledôneas (KENNEDY; TCHAN, 1992), podendo também ser encontrados na
superfície ou crescendo endofíticamente nos espaços intercelulares. De acordo com Baldani
et al. (1997), este gênero de bactéria pode ser classificado como endofítico facultativo.
Os metabolismos de C e N apresentados pelas espécies de Azospirillum são
bastante versáteis, o que as tornam bem adaptadas para estabelecer ambiente competitivo
Guimarães et al.
103
na rizosfera. As fontes preferenciais de C são ácidos orgânicos como o malato, piruvato e
succinato e, também frutose e glicose. No caso do N, amônia, nitrato, nitrito e aminoácidos
constituem as fontes deste elemento utilizadas por estas bactérias, além do N atmosférico
(DÖBEREINER, 1992). Especificamente para a espécie A. brasilense, pode-se salientar a
incapacidade de utilização da glicose como fonte de C, devido à ausência de um
transportador específico na membrana plasmática e de enzimas glicolíticas (GOEBEL;
KRIEG, 1984).
Em condições desfavoráveis, tais como seca e limitação de nutrientes, têm sido
demonstrados que a bactéria apresenta vários mecanismos fisiológicos de proteção
(formação de cistos e produção melanina e poli-hidroxibutirato), auxiliando sua
sobrevivência (SADASIVAN; NEYRA, 1987).
Quando se trata de FBN em espécies gramíneas o efeito que o genótipo da planta
pode exercer sobre a eficiência da fixação de N2 é expressivo. Assim medidas como
identificação, seleção e uso de genótipos de milho mais tolerantes à deficiência de N e
eficientes na aquisição deste elemento constituem estratégias importantes (REIS JÚNIOR et
al., 2000). Nesse sentido, deve ser considerada a busca por genótipos que formem
associações mais eficientes com bactérias diazotróficas.
Segundo Sala et al. (2005), uma das variáveis que contribui para a complexidade das
respostas à inoculação é a interação do genótipo da planta e estirpe inoculada. Diferenças
de contribuição da FBN, de acordo com o genótipo de planta, são relatadas em diversos
trabalhos com monocotiledôneas. Oliveira (1994), aplicando o método de diluição isotópica
de 15N em 40 cultivares de arroz inundado, encontrou diferenças consideráveis entre as
variedades no que se refere à contribuição de N; este fato também foi observado para
ecótipos de Pannicum maximum e trigo (MIRANDA et al., 1990; ZAVALIN et al., 1997).
Em levantamento realizado pela Embrapa em áreas de produção de cana-de-açúcar
para verificar a contribuição da FBN, observou-se variação de 0 a 60%, com média de 32%
de contribuição, este resultado indica que fatores como genótipo da variedade cultivada e
adubação nitrogenada, podem afetar de forma expressiva o processo de FBN nesta cultura
(POLIDORO et al., 2001). Mais especificamente para a inoculação de Azospirillum,
Salomone e Döbereiner (1996) trabalhando com diferentes genótipos de milho em
condições de campo obtiveram respostas diferenciadas quanto à inoculação, onde certos
genótipos mostraram aumentos de até 100% na produção, demonstrando ocorrência de
interações entre genótipos de milho e bactérias diazotróficas.
O gênero Herbaspirillum foi estabelecido por Baldani et al. (1986), sendo H.
seropedicae a primeira espécie descrita. Inicialmente H. seropedicae foi considerada uma
Uso de bactérias diazotróficas no Oeste do Paraná
104
nova espécie de Azospirillum por ter apresentado características de crescimento em meio
de cultura semi-sólido (sem N) similares a esse gênero.
Espécies de Herbaspirillum são microaerofílicos, toleram drásticas mudanças no pH
(5,3-8,0) e uma concentração de oxigênio maior que as espécies de Azospirillum (BALDANI
et al., 1986). São também capazes de produzir elevados níveis de auxinas e giberelinas
(GRAY; SMITH, 2005), embora em menor quantidade em relação à linhagens de
Azospirillum (RADWAN et al., 2004).
H. seropedicae é um diazotrofo endofítico obrigatório que tem sido isolado do interior
de diversos grupos de plantas, desde gramíneas como milho, sorgo, arroz, cana-de-açúcar
e forrageiras diversas (BALDANI et al., 1986). Da mesma forma, algumas fruteiras como
bananeira e abacaxizeiro (CRUZ et al., 2001) até algumas palmeiras como o dendezeiro e a
pupunheira (FERREIRA et al., 1995). Trata-se da espécie que possui maior distribuição e
ocorrência dentre as espécies diazotróficas endofíticas estudadas, apresentando baixa
sobrevivência quando inoculada em solo natural ou esterilizado e desaparecendo em menos
de trinta dias após sua inoculação com grande número de células (BALDANI et al., 1996).
Herbaspirillum spp. são capazes de colonizar nichos específicos no interior dos
tecidos vegetais, o que os torna mais eficientes na transferência dos compostos
nitrogenados produzidos para a planta além de não sofrerem limitações de substâncias ricas
em carbono (OLIVARES et al., 1997). Por este motivo, encontram-se livres da competição
com outros microrganismos edáficos (MOREIRA et al., 2010).
Baldani (1996) utilizando H. seropedicae em experimentos genotobióticos e em
vasos demonstrou que 23 estirpes possuem capacidade de promover aumento na parte
aérea das plântulas de arroz, após trinta dias do plantio, em comparação com a testemunha
sem inoculação. Dentre estas, sete foram mais promissoras proporcionando um aumento na
FBN em cerca de 50% em relação ao tratamento controle.
A resposta positiva das plantas à inoculação pode ser atribuída a diversos fatores,
como a produção de substâncias promotoras do crescimento, resultando no aumento na
superfície de absorção das raízes (SALOMONE; DÖBEREINER, 1996), proteção contra
fitopatógenos, aumento da resistência das plantas ao estresse (HUERGO et al., 2008) e
aumento da taxa de acúmulo de matéria seca, principalmente na presença de elevadas
dosagens de N, o que parece estar relacionado com o aumento da atividade de enzimas
fotossintéticas e de assimilação de N (DIDONET et al., 1996).
Por outro lado, Campos et al. (2000) não observaram resposta significativa da
produtividade de grãos de milho em relação à inoculação com Azospirillum spp. Alves
(2007), detectou comportamento diferenciado entre genótipos de milho submetidos à
inoculação da estirpe ZAE 94 de H. seropedicae e doses de N
Guimarães et al.
105
Atuação das bactérias diazotróficas
O levantamento da ocorrência de bactérias diazotróficas associadas a genótipos da
cultura da cana-de-açúcar mostrou presença das bactérias Azospirillum lipoferum, A.
brasilense, A. amazonense, Herbaspirillum spp. e Acetobacter diazotrophicus tanto em
raízes (com maior frequência), colmos e folhas, com exceção de A. amazonense que não foi
isolado das folhas; sendo mais acentuada as bactérias do gênero Azospirillum em raízes,
mostrando o envolvimento dos genótipos de cana e das bactérias na fixação de nitrogênio
(REIS JUNIOR et al, 2000).
Trabalhos de pesquisas realizadas nas décadas de 60 a 80 evidenciaram a
contribuição considerável da FBN para a nutrição nitrogenada de algumas gramíneas
forrageiras. Pelo uso da técnica de diluição isotópica de N15, Boddey et al. (1983)
demonstraram que a gramínea Paspalum notatum cv. batatais obteve 10% de seu N
(20 kg ha-1 ano-1) via FBN. Boddey e Victoria (1986), usando essa mesma técnica,
observaram que Brachiaria humidicola e B. decumbens obtiveram 30% a 40 % de N via
FBN. Estes percentuais correspondem a 30 e 45 kg ha-1 ano-1 de N, respectivamente.
Em estudos realizados por Oliveira et al. (2004), foi avaliado o efeito da umidade do
solo na sobrevivência de espécies de bactérias diazotróficas (A. amazonense,
Gluconacetobacter diazotrophicus e A. brasilense), onde o teor de umidade apresentou
pouca influência na sobrevivência de A. brasilense, considerada uma espécie cosmopolita,
enquanto A. amazonense e G. diazotrophicus, consideradas endofíticas, aumentaram o
período de culturabilidade na presença de umidade no solo, ou seja, o teor de umidade do
solo possui maior influência nas espécies endofíticas obrigatórias em comparação às
endofíticas facultativas.
Também há comprovação da associação de bactérias do gênero Azospirillum com
raízes de trigo, onde promovem crescimento das plantas, nos quais a bactéria induz
alongamento e ramificação radicular em raízes de plântulas de trigo. As respostas à
inoculação com a bactéria podem estar associadas com a capacidade de algumas estirpes
de produzir ácido idolil-3-acético (AIA) e nitrito. A produção de AIA em Azospirillum ocorre
em pelo menos três vias biossintéticas: duas dependentes de triptofano, e uma outra
independente de triptofano (LAMBRECHT et al., 2000).
O AIA em plantas pode promover efeito de resposta rápida como o elongamento
celular e também de resposta lentas como a divisão e a diferenciação celular (TAIZ;
ZEIGER, 2013). O nitrito atua no crescimento de longa duração através do relaxamento e na
incorporação de material da parede celular (DIDONET et al, 1993). Kuss et al. (2007),
estudando a produção de AIA e de N in vitro, relatam que o A. brasilense teve resultados de
Uso de bactérias diazotróficas no Oeste do Paraná
106
5,04 e 41,09 µg mL-1, respectivamente. Costa et al. (2013), encontrou valor de 6,14 e
14,24 µg mL-1, em meio DYGS, com e sem adição de triptofano, respectivamente. Radwan
et al. (2004) em seu trabalho cita que a produção de AIA é aumentada quando se adiciona
fontes de amônio (NH4), mas é reduzida quando se adiciona nitrato (NO3).
Também há trabalhos que comprovam a associação entre Azospirillum e Brachiaria,
grande nicho ecológico com a possibilidade de inoculação de pastagens. O A. amazonense
associado a pastagens de Brachiaria implantadas no ecossistema Cerrados no Estado de
Goiás foi influenciado pelo período do ano, havendo maior homogeneidade durante o verão,
e tais isolados também foram capazes de produzir AIA. Sendo assim, um manejo adequado,
associado à escolha de plantas (genótipos), que, além de serem adaptadas a condições
edafoclimáticas vigentes, sejam também eficientes na captação do N2 atmosférico, sendo
importante para se alcançar sustentabilidade nos sistemas de pastagem (REIS JUNIOR et
al, 2004).
O aumento da aeração, mediante a agitação do meio de cultivo, propicia maior
produção de compostos indólicos, por bactérias diazotróficas, pertencentes aos gêneros
Azospirillum e Herbaspirillum. Entretanto foi possível observar que estirpes de Azospirillum
produzem mais compostos indólicos do que estirpes de Herbaspirillum (RADWAN et al,
2005).
Respostas fisiológicas às bactérias diazotróficas no Oeste do Paraná
Em Marechal Cândido Rondon/PR, na Universidade Estadual do Oeste do Paraná,
Unioeste, inúmeros projetos de laboratório e à campo, tanto de caráter de iniciação
científica, mestrado, doutorado e pós doutorado estão sendo realizados desde 2010 pelo
Grupo de Estudos de Fixação Biológica de Nitrogênio (GE-FBN). Este grupo de
pesquisadores estão ligados diretamente ao Instituto de Ciência e Tecnologia (INCT). E,
engloba atualmente com 11 Instituições de ensino público ou privada.
Na Unioeste de Marechal Cândido Rondon/PR, bactérias do gênero Azospirillum e
Herbaspirillum são inoculadas em sementes de milho, trigo e até mesmo em soja sendo
testados: diferentes doses de microrganismos; épocas de aplicação; níveis de acidez no
solo; diferentes estirpes; diferentes genótipos de plantas; reinoculações; interações entre
diferentes microrganismos e épocas de avaliação e respostas da interação destes
microrganismos quanto a diferentes doses de nitrogênio e diferentes reguladores de
crescimento. Diversos parâmetros quantitativos são avaliados: germinação, emergência,
biométria, pigmentos fotossintetizantes, enzimas antioxidantes, recuperação de bactérias e
trocas gasosas de folhas de plantas.
Guimarães et al.
107
Diâmetro de colmo e altura de plantas
Em trabalho de campo realizado por Marini (2012), foi verificado influência de doses
de N no diâmetro de colmo de milho apenas em presença da inoculação de A. brasilense,
com ajuste de modelo linear crescente (Figura 6.1) proporcionando incremento de 0,07 mm
no diâmetro de colmo para cada kg de N adicionado ao solo, na média dos híbridos 30F53 e
CD386. Contudo, não houve alteração no diâmetro de colmo com as doses de N na
ausência de inoculação. Verona et al. (2010) em estudo sobre os efeitos da aplicação de
reguladores vegetais via semente associados à inoculação de Azospirillum spp. na cultura
do milho, também constataram que a inoculação proporcionou maior diâmetro de colmo na
fase vegetativa da planta em relação à testemunha.
Figura 6.1 Diâmetro de colmo de plantas de milho no estádio vegetativo em função da aplicação isolada de diferentes doses de N ou associada à inoculação ou não de A. brasilense. Unioeste, Marechal Cândido Rondon-PR, 2010/2011 (Obs. **: significativo a 1% pelo teste t). (MARINI, 2012).
Segundo Dartora (2012), a inoculação com as estirpes de A. brasilense e H.
seropedicae de forma isolada e combinada proporcionou efeito significativo sobre o diâmetro
basal do colmo nas fases vegetativa e reprodutiva (Tabela 6.1). A combinação das estirpes
AbV5 e SmR1 inoculada via sementes no ato da semeadura proporcionou os maiores
valores para o diâmetro basal do colmo em relação ao tratamento controle em ambas as
fases de avaliação, embora sem diferir das estirpes inoculadas de forma isolada na fase
vegetativa e da estirpe AbV5 na fase reprodutiva. O incremento proporcionado pela
inoculação combinada das estirpes no diâmetro basal do colmo em relação à testemunha foi
Uso de bactérias diazotróficas no Oeste do Paraná
108
de 15% na fase vegetativa e está associado ao efeito de promoção do crescimento
proporcionado pelas bactérias diazotróficas.
Tabela 6.1 Diâmetro basal do colmo e altura da planta nas fases vegetativa e reprodutiva,
de plantas de milho, híbrido 30R50, em função da inoculação das sementes, de forma
isolada e combinada, das estirpes de A. brasilense (AbV5) e H. seropedicae (SmR1).
Unioeste, Marechal Cândido Rondon – PR, 2010/2011 (DARTORA et al., 2013a)
Médias seguidas da mesma letra na coluna não diferem entre si pelo teste de Tukey, p<0,05. **Coeficiente de
variação (%).
Para Okon e Labandera-Gonzalez (1994) este efeito de promoção do crescimento no
desenvolvimento inicial da planta é notável, pois estes microrganismos estimulam a
densidade e o comprimento de pelos radiculares, assim como a taxa de aparecimento de
raízes laterais, resultando em aumento na superfície de contato radicular, o que potencializa
o aproveitamento e utilização de água e nutrientes minerais disponíveis no solo (BALDANI
et al., 1997). Tais constatações inferem aumento na taxa de crescimento da planta e podem
ser associadas ao maior diâmetro basal do colmo observado em plantas inoculadas com a
associação de estirpes de A. brasilense e H. seropedicae (AbV5 + SmR1).
Os resultados obtidos nestes estudos corroboram com Verona et al. (2010) que, em
estudo sobre os efeitos da aplicação de reguladores vegetais via semente associados à
inoculação de Azospirillum spp. na cultura do milho, constataram que a inoculação
proporcionou maior diâmetro de colmo na fase vegetativa da planta em relação ao
tratamento testemunha, porém com incremento inferior, de apenas 6%. Dotto et al. (2010),
por sua vez, avaliando os efeitos da inoculação de H. seropedicae e níveis de N sobre o
comportamento de híbridos de milho (AS 1540 e AS 1560) na mesma região do presente
estudo, observaram que a inoculação de H. seropedicae não promoveu efeito sobre o
diâmetro de colmo das plantas de milho.
Marini (2012) também verificou influência positiva da inoculação de A. brasilense nos
híbridos 30F53 e CD386, tanto para a área foliar e a massa de matéria seca total de plantas
Guimarães et al.
109
(Tabela 6.2). Quanto à área foliar observou-se que a inoculação com A. brasilense
proporcionou média de 101,59 dm2, enquanto o tratamento controle apresentou média de
91,26 dm2, ou seja, a inoculação proporcionou incremento de 11% na área foliar. Para a
massa de matéria seca total de parte aérea houve incremento de aproximadamente 12% ao
realizar a inoculação com A. brasilense. Reis Júnior et al. (2008) observaram incremento na
massa seca de raízes de milho inoculadas com Azospirillum spp. e consideraram que o
maior rendimento em massa seca por plantas inoculadas estava relacionado à produção de
substâncias promotoras de crescimento pelas bactérias. Bashan e Holguin (1997) relataram
que fitormônios, principalmente o ácido indol-acético (AIA), excretados por Azospirillum
desempenham papel essencial na promoção do crescimento de plantas.
Tabela 6.2 Altura de plantas (ALT), altura de inserção de espiga (AE), diâmetro de colmo de
plantas (DC), área foliar (AF), massas secas de colmo + bainha (MSCB), massa seca de
folha (MSF), massa seca de espiga (MSE) e massa seca total de parte aérea (MST) no
estádio reprodutivo da cultura do milho em função do híbrido de milho e da inoculação ou
não com A. brasilense. Unioeste, Marechal Cândido Rondon – PR, 2010/2011 (MARINI,
2012)
Médias seguidas da mesma letra na coluna, não diferem estatisticamente entre si pelo teste F a p ≤ 0,05.
O diâmetro do colmo apresentou diferenças para os níveis de pH e também para os
tratamentos de diferentes bactérias; com o pH de 5,5 obteve 24,71 cm de diâmetro,
diferenciando dos demais níveis de pH (Tabela 6.3). A associação das estirpes AbV5 +
SmR1 proporcionaram maior diâmetro médio (24,20 cm) quando comparado à ausência de
inoculação (22,35 cm), obtendo incremento em torno de 7%. Essas características indicaram
que o pH 5,5 e A. brasilense + H. seropedicae podem proporcionar melhor condicionamento
para tolerar o acamamento de plantas, e também favorecer ao acúmulo de sólidos solúveis
(FANCELLI; DOURADO NETO, 2000), agregando à continuidade do desenvolvimento do
milho. Semelhantemente, em trabalho a campo com pH do solo 5,5, Dartora et al. (2013a)
relatou que a combinação das estirpes AbV5 e SmR1 proporcionou maior diâmetro basal do
Uso de bactérias diazotróficas no Oeste do Paraná
110
colmo na fase vegetativa em relação à testemunha, proporcionando aumento de 15%. A
interferência no diâmetro de colmo proporcionado pela utilização de bactérias diazotróficas
também pode estar relacionado a ocorrência e a localização das RPCPs, fato comprovado
na cultura do sorgo, sendo detectada presença de bactérias no tecido das plantas, dentre
elas, A. brasilense e H. seropedicae (BERGAMASCHI, 2006).
Em relação ao diâmetro do colmo das plantas de milho, observa-se que o tratamento
que utilizou 60 kg ha-1 de nitrogênio associado à inoculação das sementes com A. brasilense
(estirpes AbV5 + AbV6) na dosagem de 200 mL para 50 kg de sementes resultou em plantas
com colmos mais espessos (Tabela 6.11) (PINTO JÚNIOR, 2013). Segundo Cavallet et al.
(2000), a inoculação com A. brasilense modifica a morfologia do sistema radicular das
plantas, incrementando o diâmetro das raízes laterais e adventícias, bem como,
aumentando o número de pelos radiculares. Dessa maneira, o incremento do sistema
radicular das plantas em função da inoculação com A. brasilense proporciona maior
longevidade dos tecidos durante os períodos de seca, aumentando também a atividade
fotossintética, o acúmulo de fotoassimilados para os grãos ou ainda a absorção de
nutrientes pelas plantas (DIDONET et al., 2000). Além disso, sabe-se que a contribuição da
fixação biológica de nitrogênio por essa espécie de bactéria para culturas como milho e trigo
é entre 5% e 18%, se fazendo necessário considerar a ação dos mecanismos de promoção
do crescimento e não apenas a contribuição pela fixação biológica de nitrogênio (BASHAN
et al., 1989), o que explica as muitas respostas negativas em relação ao acúmulo de
nitrogênio nos tecidos das plantas inoculadas.
Quanto à altura da planta, Dartora et al. (2013a) não verificaram efeito da inoculação
com as estirpes de A. brasilense e H. seropedicae, sendo observados valores médios de
141,7 e 246,6 cm nas fases vegetativa e reprodutiva, respectivamente (Tabela 6.2), o que
pode estar associado a influência do fator genético sobre a altura de plantas (FANCELLI;
DOURADO NETO, 2000). Campos et al. (2000) e Cavallet et al. (2000), em diferentes
estudos testaram a eficiência agronômica do inoculante comercial “Graminante” a base de
Azospirillum spp. e aplicações de N em semeadura e cobertura na cultura do milho, e
também não verificaram resposta da altura de planta em relação à inoculação.
Índice relativo de clorofila - SPAD
Em trabalho realizado por Inagaki (2014), avaliando níveis de acidez do solo [pH
(CaCl2) de 4,5, 5,0 e 5,5] aliado a inoculação das sementes de milho com A. brasilense
(AbV5) e H. seropedicae (SmR1) isolado ou em associação, comprovou que a acidez do
solo proporciona menores valores de altura das plantas, matéria seca de raiz, diâmetro de
colmo, índice SPAD, indicando que o pH do solo pode minimizar os efeitos RPCPs.
Guimarães et al.
111
Segundo Inagaki (2014), a associação de AbV5 e SmR1 proporcionou maior teor
relativo de clorofila (17,59) em folhas SPAD 2, diferindo do tratamento sem inoculação
(15,00) (Tabela 6.3). As folhas novas são consideradas como órgão de dreno metabólico, ou
seja, não são capazes de suprir suas próprias demandas por carbono, sendo assim
necessitam de assimilados providos de órgãos ou “tecidos fonte” para o seu
desenvolvimento até que se tornem uma folha “auto-sustentável”, e ao iniciarem a
senescência, ocorre uma remobilização de nutrientes (TAIZ; ZEIGER, 2013). Desta forma, a
inoculação dos endofíticos A. brasilense e o H. seropedicae, predominantemente na
rizosfera e região interna das raízes, respectivamente, proporcionou maior teor relativo de
clorofila nas folhas medianas (fotossinteticamente ativas). Observou-se também que durante
o período avaliado as folhas médias (SPAD2), são propícias à avaliação do teor relativo de
clorofila, apresentando maiores médias do índice SPAD independente dos tratamentos.
As medidas observadas com o índice SPAD das folhas podem estar relacionados
diretamente à assimilação de nitrogênio pelas plantas. Em estudo realizado durante o
estágio vegetativo do milho inoculado com A. brasilense, foi obtido aumento de 7% no índice
SPAD quando comparado ao tratamento sem inoculação (QUADROS, 2009); o mesmo
autor também observou aumento proporcional quando submetido à adubação nitrogenada.
O aumento de concentração de clorofila nas folhas com leituras por SPAD, também foi
constatado tanto com acréscimo de doses de N em tomateiro (GUIMARÃES et al., 1999)
quanto com o incremento do teor foliar de N em algodoeiro herbáceo (NEVES et al., 2005).
Uso de bactérias diazotróficas no Oeste do Paraná
112
Guimarães et al.
113
Massa seca de parte aérea e raiz
Na Tabela 6.4, segundo Dartora (2012) e Dartora et al. (2013a) não foi verificado
efeito significativo da inoculação com estirpes de A. brasilense e H. seropedicae de forma
isolada e combinada para a massa seca da parte aérea na fase vegetativa, enquanto que,
na fase reprodutiva, a combinação das estirpes ou H. seropedicae isolado proporcionou
média superior à inoculação de A. brasilense, com valores mais elevados, sobretudo
semelhante aos tratamentos testemunha e inoculação isolada de SmR1. A resposta à
inoculação observada para o rendimento de massa seca de parte aérea das plantas
confirma novamente o efeito de promoção do crescimento proporcionado pelo incremento
da superfície de absorção das raízes, aumento na formação de pelos radiculares e raízes
secundárias, sendo estes efeitos positivos relacionados principalmente a capacidade que as
bactérias diazotróficas possuem de produzir fitormônios como auxinas, giberelinas e
citocininas (RADWAN et al., 2004). Além disso, outros efeitos como a solubilização de
fosfatos e a própria fixação biológica de nitrogênio podem contribuir para a promoção do
crescimento vegetal (GRAY; SMITH, 2005).
Embora sem diferir estatisticamente, destaca-se que na fase reprodutiva, a
inoculação combinada das estirpes proporcionou incremento de 12% (1.280 kg) na massa
seca da parte aérea das plantas em relação à testemunha, atingindo 12.032,9 kg ha-1 de
massa seca de parte aérea, sendo índicio do efeito positivo da interação planta-bactéria
(Tabela 6.4). Quadros (2009), avaliando o desempenho agronômico de híbridos de milho
inoculados com Azospirillum spp. em associação com a adubação nitrogenada, observou
incrementos ainda superiores, de até 53% (3.770 kg) no rendimento da massa seca da parte
aérea, caracterizando o efeito benéfico da inoculação. Verona et al. (2010) também
verificaram efeito positivo da inoculação sobre o incremento da massa seca da parte aérea
do milho, inclusive sob condição de estresse hídrico.
Corroborando, Pinto Júnior (2013) constatou que a inoculação das sementes com
200 mL de inoculante com A. brasilense (estirpes AbV5 + AbV6) associado a 60 kg ha-1 de
nitrogênio resultou em plantas com maior massa de matéria seca, exceto em relação à dose
de 120 kg ha-1 de nitrogênio que se manteve em igualdade (Tabela 6.11)
Durante experimento realizado por Rampim et al. (2012) para avaliar tratamento de
sementes com bioestimulante Stimulate (90 mg.L-1 de cinetina + 50 mg.L-1 de ácido
giberélico + 50 mg.L-1 de ácido indolbutírico), fungicida triadimenol e A. brasilense em
cultivares de trigo (CD 150, CD 116 e CD 104), foi verificado incremento do comprimento da
parte aérea com o uso de Stimulate, sendo superior em 18,7% em relação à testemunha e
115,7% em relação ao menor valor encontrado no tratamento com triadimenol para o cultivar
CD-150, além de verificar maior diâmetro de hipocótilo ao utilizar triadimenol (Tabela 5).
Uso de bactérias diazotróficas no Oeste do Paraná
114
Sobretudo, o uso associado de bioestimulante Stimulate e A. brasilense elevaram o
comprimenro de raiz para a cultivar CD 150, e aumentaram a massa seca de raiz da cultivar
CD 150 e CD 116, destacando as diferenças entre cultivares na resposta a inoculação.
Tabela 6.4 Massa seca da parte aérea e área foliar nas fases vegetativa e reprodutiva, de
plantas de milho, híbrido 30R50, em função da inoculação das sementes, de forma isolada e
combinada, das estirpes de A. brasilense (AbV5) e H. seropedicae (SmR1). Unioeste,
Marechal Cândido Rondon, PR, 2010/2011 (DARTORA, 2012; DARTORA et al., 2013)
Médias seguidas da mesma letra na coluna não diferem significativamente entre si pelo teste de Tukey, p<0,05. **Coeficiente de variação (%).
Altura de iserção da espiga, comprimento e diâmetro de espiga
Dartora (2012), detectou redução da altura de inserção da espiga na cultura do milho
híbrido simples 30R50 HX ao realizar inoculação combinada das estirpes de A. brasilense
AbV5 e H. seropedicae SmR1, embora sem diferir estatisticamente da inoculação isolada de
cada estirpe, mas inferior a testemunha com ausência de inoculação (Tabela 6). Já Campos
et al. (2000) e Dotto et al. (2010) não observaram efeito da inoculação sobre a altura
inserção da espiga em seus respectivos estudos. Em trabalho realizado por Marini (2012)
também na região Oeste do Paraná não foi constatado efeito da inoculação de A. brasilense
nos componentes da produção como comprimento de espiga, diâmetro de espiga, número
de fileiras por espiga, número de grãos por fileira, massa de espiga, massa de 100 grãos e
produtividade da cultura de milho nos híbridos simples de milho, 30F53 e CD386. Tais
resultados podem estão relacionados à interação estirpe-híbrido (BRANDÃO, 1992; REIS
JÚNIOR et al., 2000; DOTTO et al., 2010). Vale ressaltar, no entanto, que a redução na
altura de inserção de espiga pode ser benéfica, uma vez que facilita a colheita mecanizada
da cultura e reduz o problema de acamamento de plantas (CASAGRANDE; FORNASIERI
FILHO, 2002).
Guimarães et al.
115
Uso de bactérias diazotróficas no Oeste do Paraná
116
Para comprimento e diâmetro da espiga, Dartora (2012) constatou efeito significativo
da inoculação das sementes (Tabela 6), sendo observado que a inoculação das sementes
com H. seropedicae, e a inoculação combinada desta com A. brasilense proporcionaram
médias superiores em relação à testemunha e à inoculação isolada de A. brasilense.
Quando avaliado o comprimento de espiga essa também foi verificado incremento quando
comparado a testemunha em relação a inoculação isolada de A. brasilense, essa se
apresentou 5% superior, ou seja de 18,5 cm para 19,4 cm. Estes resultados aproximam-se
dos obtidos por Cavallet et al. (2000), que constataram aumento médio significativo de 6%
no comprimento médio das espigas de milho submetido à inoculação de produto comercial a
base de A. brasilense.
Tabela 6.6 Altura de inserção da espiga (AI), comprimento da espiga (CE), diâmetro da
espiga (DE), número de fileiras por espiga (NF), número grãos por fileira (NG), massa da
espiga (ME) e produtividade (PROD) de plantas de milho, híbrido 30R50, em função da
inoculação das sementes com bactérias diazotróficas, de forma isolada e combinada, das
estirpes de A. brasilense (AbV5) e H. seropedicae (SmR1). Unioeste, Marechal Cândido
Rondon, PR, 2010/2011 (DARTORA, 2012)
Médias seguidas da mesma letra na coluna não diferem significativamente entre si pelo teste de Tukey, p<0,05. **Coeficiente de variação (%).
Nitrogênio no tecido foliar
Em avaliação da qualidade nutricional de plântulas de trigo, realizada por Klein et al.
(2012), as quais foram submetidas aos tratamentos de sementes com bioestimulante
Stimulate, triadimenol e bactéria diazotrófica A. brasilense, foi verificado que o uso de
Stimulate + A. brasilense elevou conteúdo de nitrogênio na parte aérea e raiz em plântulas
de trigo no desenvolvimento inicial da cultivar CD 116 de trigo, com constatação de elevação
do teor de N apenas na parte aérea (Tabela 6.7). A cultivar CD-104 apresentou menores
teores de N ao utilizar Stimulate de forma isolada ou em associação com A. brasilense, nas
raízes das plântulas de trigo, provavelmente por ocorrer incremento na parte aérea (Rampim
et al., 2012).
Guimarães et al.
117
Porém observa-se que para as cultivares CD-150 e CD-104, o tratamento com
triadimenol proporcionou maior teor de N na parte aérea das plântulas de trigo. Já quando
se combinou triadimenol com A. brasilense, houve menor teor de N nas plântulas da cultivar
CD-150. Porém, conforme os mesmos autores foram observadas alterações na arquitetura
foliar destas plantas, o que proporcionou aumento na produtividade da cultura em mais de
25%. De forma geral, na Figura 6.2, pode ser observado a interferência promovida pelos
diferentes tratamentos no desenvolvimento inicial de plântulas de trigo, testatados por Klein
et al. (2012).
Tabela 6.7 Teor de nitrogênio (N) na parte aérea e raiz de trigo em função do tratamento de
sementes com triadimenol, regulador de crescimento e bactéria Azospirillum brasilense.
Marechal Cândido Rondon/PR, 2011 (KLEIN et al., 2012)
TRI = 150 g L
-1 de triadimenol; CGA = 90 mg L
-1 de cinetina+50 mg L
-1 de ácido giberélico+50 mg L
-1
de ácido indolbutírico e AZO = estirpes AbV5 e AbV6 de Azospirillum brasilense na concentração de 2,0 x 10
8 células viáveis mL
-1;
Médias seguidas de mesma letra minúscula na coluna (entre tratamentos) e maiúscula na linha (entre cultivares) não diferem estatisticamente entre si ao nível de 5% de probabilidade pelo Teste de Scott-Knott; ** significativo a 1% de probabilidade.
Segundo Dobbelaere e Croonenboghs (2002) e Marini (2012), o teor de N foliar não
foi influenciado pela inoculação de A. brasilense nas culturas de milho e trigo inoculados na
presença de matéria orgânica e de N mineral.
Entretanto, segundo Dobbelaere et al. (2001), aumento nos teores de N em plantas
inoculadas com Azospirillum spp. evidenciou fixação biológica de N2 e produção de
mecanismos de promoção do crescimento, que podem incrementar a capacidade das
plantas em absorver nitrogênio. Em trabalho realizado por Dartora (2012), a inoculação de
sementes de milho com A. brasilense incrementou os teores de N nos grãos e de P foliar.
Da mesma forma, Inagaki (2014) verificou que a inoculação das bactérias promotoras de
crescimento vegetal em plantas de milho promoveu maior acúmulo de N foliar.
Uso de bactérias diazotróficas no Oeste do Paraná
118
Figura 6.2 Efeito na germinação de trigo em função do tratamento de
sementes com triadimenol, regulador de crescimento Stimulate e bactéria
Azospirillum brasilense. Marechal Cândido Rondon/PR, 2011 (KLEIN et al.,
2012). Tratamentos: T0 (Testemunha); T1 (TRI); T2 (CGA); T3 (AZO); T4 (TRI
+ CGA); T5 (TRI + AZO); T6 (CGA + AZO) e T7 (TRI + CGA + AZO); 150 g L-1
de triadimenol (TRI); 90 mg L-1 de cinetina + 50 mg L-1 de ácido giberélico +
50 mg L-1 de ácido indolbutírico (CGA) e estirpes AbV5 e AbV6 de
Azospirillum brasilense (AZO) na concentração de 2,0 x 108 células viáveis
mL-1,
O teor de nitrogênio nas folhas de trigo na cultivar CD 150, cultivado em casa de
vegetação, não foi influenciado pelas doses de N, quando se utilizou A. brasilense na
semente e ácidos húmicos em aplicação foliar (RODRIGUES, 2013) (Figura 6.3). Porém,
nos demais tratamentos, o aumento na quantidade de N aplicado, elevou significativamente
o teor de N foliar, sendo o grupo controle mais responsivo as doses de N do que os demais.
Campos et al. (1999) verificaram que a inoculação de sementes de trigo com “Gramineante”
que tem em sua composição a combinação das estirpes AbV5 e AbV6 de A. brasilense,
Guimarães et al.
119
proporcionaram maior acúmulo de nitrogênio total nos grãos de trigo cultivado sob palhada
de soja ou milho.
De acordo com Delfine et al. (2005) concluíram que a pulverização foliar de ácido
húmico, pode ser utilizada como fonte imediata de N no enchimento dos grãos do trigo duro,
porém essa técnica não visa substituir totalmente a adubação nitrogenada. Sobretudo, Reis
et al. (2006) apontam como fatores responsáveis para a grande amplitude de absorções
obtidas pela inoculação com bactérias promotoras do crescimento vegetal; as diferenças
entre cada material vegetal adotado, o local de cultivo, método de estimativa da contribuição
e a estirpe do promotor que está sendo utilizado, além de diversos outros fatores abióticos
que possam influenciar os cultivos agrícolas.
Figura 6.3 Teor de nitrogênio (Nf1) nas folhas de plantas de trigo, cultivar CD 150, cultivadas
em casa de vegetação, submetidas ao uso combinado de ácido húmico (AH) e estirpe AbV5
de Azospirillum brasilense, em função de doses de nitrogênio. Marechal Cândido
Rondon/PR, 2011. (RODRIGUES, 2013).
Inagaki (2014) realizou testes com níveis de acidez do solo [pH (CaCl2) de 4,5, 5,0 e
5,5] e inoculação das sementes de milho híbrido 30F53H com A. brasilense (AbV5), H.
seropedicae (SmR1) e mistura das estirpes AbV5+SmR1, tendo observado maior média do
teor N foliar nas plantas inoculadas com H. seropedicae (7,77 g kg-1), sendo superior ao
tratamento sem inoculação (6,78 g kg-1) (Tabela 6.8). No entanto, na ausência total de
adubação nitrogenada, como é o caso do presente estudo, pode ter estimulado a FBN da
atmosfera. Apesar do baixo teor de MO (8,20 g dm-3) do solo, a inoculação combinada das
estirpes (AbV5 e SmR1) e o isolado AbV5 elevaram o teor de N foliar quando comparado à
testemunha, porém não diferindo significativamente. De fato, o Azospirillum spp.
desempenha papel essencial na promoção do crescimento, excretando ácido indolacético
Uso de bactérias diazotróficas no Oeste do Paraná
120
(AIA) (BASHAN et al., 2004), que pode melhorar a absorção de nutrientes e elevar a
eficiência do uso do nutriente disponível (HUNGRIA, et al., 2010).
O teor foliar de N não foi influenciado significativamente com a variação dos níveis de
pH do solo no presente ensaio (Tabela 6.8), contudo tem sido observado respostas
diferenciadas entre cultivares de milho quanto a adubação nitrogenada por bactérias
promotoras de crescimento (HUNGRIA et al., 2010; DARTORA et al., 2013a). Araújo et al.
(2013), ao estudarem o acúmulo de N foliar em 35 genótipos de milho em função de
inoculação das sementes com H. seropedicae sem adubação nitrogenada, verificaram que
apenas nove híbridos obtiveram ganho significativo de N foliar, em condições de pH (CaCl2)
de 5,3. Döbereiner et al. (1995) presumem que a contribuição de fixação de N atmosférico
realizada pelo gênero Herbaspirillum é a associação mais eficiente dentre as endofíticas,
especialmente nos trópicos do que nas associações rizosféricas.
Nas condições do presente estudo a inoculação de bactérias promotoras de
crescimento não forneceram N (Tabela 6.8), como ocorre com a adubação nitrogenada na
cultura de milho (DUETE et al., 2008). Sala et al. (2008) também não encontraram efeito na
substituição das doses de N, contudo detectaram aumento no acumulado de N na espiga e
incremento parcial da produtividade quando associaram bactérias promotoras de
crescimetno à adubação nitrogenada.
Tabela 6.8 Teor de nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K) no tecido foliar de plantas milho
submetido à inoculação de bactérias promotoras de crescimento de plantas associadas a
três níveis de pH do solo aos 41 DAS. Unioeste, Marechal Cândido Rondon/PR, 2012
(INAGAKI, 2014)
Tratamentos N (g kg
-1)
pH 4,5 pH 5,0 pH 5,5 x̄
Testemunha 6,56 7,00 6,78 6,78B
AZ 7,00 6,86 7,29 7,05AB
HE 7,87 7,84 7,58 7,77A
AZ+HE 8,53 7,29 6,41 7,41AB
x̄ 7,49 7,25 7,01
F (IN) 3,532*
F (pH) 1,408ns
F (IN) x (pH) 2,147ns
C.V. (%) 11,01
D.M.S (IN) 0,6932
D.M.S (pH) 0,8824
Testemunha: Sem inoculação; AZ: Inoculação Azospirillum brasilense; HE: Inoculação Herbaspirillum seropedicae; AZ+HE: Inoculação Azospirillum brasilense e Herbaspirillum seropedicae;
nsNão
significativo, * e
** Significativo a 0,05 e 0,01 de probabilidade respectivamente, pelo teste Tukey.
Guimarães et al.
121
Uso de Azospirillum brasilense associado a ácidos húmicos
Recentemente, Rodrigues et al. (2014) verificaram o efeito do uso combinado de A.
brasilense, ácidos húmicos e diferentes doses de nitrogênio nas características agronômicas
do trigo e concluiram que o uso combinado de AbV5 + ácido húmico promove principalmente
a produção de matéria seca de folhas e não é responsivo à adubação nitrogenada para os
demais componentes produtivos em estudo nem para a produtividade dos grãos
(Figura 6.4).
Com relação à matéria seca de folha (Figura 6.4) observa-se que apenas o
tratamento controle foi responsivo à adubação nitrogenada sendo que, com a dose de
90 kg ha-1 N foram produzidos, em média, 2,44 g. Para os demais tratamentos não houve
respostas à fertilização nitrogenada, porém se ressalta que a adição de ácido húmico à
inoculação de bactérias, sendo usado conjuntamente, tendo aumentado o desenvolvimento
da parte aérea em relação à ausência de inoculação, promovendo acúmulo de matéria seca
das folhas. Neste sentido, Sala et al. (2007) verificaram que a produção de matéria seca
pela parte aérea de plantas de trigo duplicou ao inocular com bactérias diazotróficas.
Desta forma, observou-se que ácidos húmicos atuaram como bioestimulante nas
plantas de trigo, sugerindo que os ácidos húmicos podem atuar como regulador vegetal,
haja vista terem verificado que ácido húmico são capazes de promover aumento na síntese
de H+-ATPases de membrana plasmática (MP) em mono e eudicotiledôneas, considerando-
se que esta enzima apresenta papel central na capacidade de adaptação das plantas ao
ambiente, uma vez que fornece energia por meio da formação de um gradiente
eletroquímico originado da hidrólise de ATP, necessário tanto para a ação dos
transportadores uniporteres e simporteres, como para o aumento da concentração de H+ no
apoplasto, gerando pH ácido suficiente para ação de hidrolases capazes de romper ligações
e favorecer o afrouxamento da parede celular e, por consequência, expansão de células,
tecidos e órgãos vegetais (FAÇANHA et al., 2002; CANELLAS et al., 2002).
As respostas positivas da associação de A. brasilense + ácido húmico, podem ter
ocorrido em razão do que foi observado por Marques Júnior et al. (2008), em condições
controladas, em que a inoculação de bactérias do gênero Herbaspirillum mais substâncias
húmicas em minitoletes da variedade RB72454 de cana-de-açúcar tratados termicamente,
mostraram efeito da inoculação, combinada ou não, com substâncias húmicas, sobre o
aumento populacional da bactéria inoculada, assim como na promoção do crescimento
radicular induzido por ambos, inoculação da bactéria selecionada e do ácido húmico
sugerindo novos modelos de utilização das bactérias diazotróficas em plantas.
Uso de bactérias diazotróficas no Oeste do Paraná
122
Figura 6.4 Matéria seca de folhas - MSF de trigo cultivar
CD 150, submetido ao uso combinado de ácido húmico
(AH) e estirpe AbV5 de Azospirillum brasilense, em
função de doses de nitrogênio (RODRIGUES et al.,
2014).
Relação das bactérias diazotróficas na fitossanidade
Souza et al. (2012), ao avaliar a qualidade sanitária de sementes de milho
provenientes do cultivo associado com A. brasilense e H. seropedicae e adubação
nitrogenada, foi utilizado sementes de milho do cultivar DKB 390 (Tabela 6.9).
Dentre os fungos de campo e armazenamento veiculados e encontrados nas
sementes de milho, o Fusarium moniliforme, Aspergillus spp. e Giberella spp. são os
encontrados com maior frequência devido as condições ambientais apresentadas no país
(REIS et al., 1995).
Considerando que o ataque de microrganismos pode afetar o peso, o tamanho e a
qualidade das sementes, busca-se sempre a presença de sementes que apresentem
elevados índices de sanidade (CARVALHO et al, 1993). Os patógenos transmitidos por
sementes podem servir de inóculo inicial para o desenvolvimento progressivo da doença no
campo, reduzindo o valor comercial da cultura; fazendo com que testes de quarentena e de
certificação para o comércio internacional possam ser necessários (BRASIL, 2009).
Outros estudos relatam que a utilização de A. brasilense via pulverização foliar,
aliado à outros métodos de controle, reduz significativamente a incidência de doenças
bacterianas em tomateiro (BASHAN; DE-BASHAN, 2002). Na cultura do morangueiro, o A.
brasilense se mostra efetivo no controle fitosanitário, sendo responsável pelo aumento de
Guimarães et al.
123
compostos fenólicos nas plantas inoculadas e apresentar pico de incremento de ácido
salicílico, substância que age na transmissão dos sinais para ativação de respostas de
defesa vegetal (TORTORA et al., 2012).
Também, rizobactérias como Azospirillum, auxiliam na indução de resistência,
demonstrado pelo elevado estímulo na atividade de peroxidase (SILVA et al., 2004),
conhecida enzima que integra vários processos fisiológicos importantes, como ser
responsável pela precursão da lignina, sendo que mudanças em seus níveis são
frequentemente relacionadas a respostas em patossistemas (SCHWAN-ESTRADA et al.,
2008).
Na Tabela 6.9 percebe-se que entre os principais fungos, o Penicillium spp. foi
encontrado em maior porcentagem mantendo-se presente na maioria das sementes, onde
em alguns casos ocorreu a contaminação de 100% dos tratamento, já os fungos Giberella
spp. e Fusarium spp. foram encontrados apenas em algumas sementes apresentando
porcentagens menores de infecção. Mariano (2004), trabalhando com bactérias promotoras
de crescimento verificou que através da inoculação as bactérias diazotróficas colonizam,
ocupando sítios essenciais para desenvolvimento, resultando em competição e dificultando
o acesso dos mesmos ao patógeno, podendo atuar no controle biológico e influenciando
respostas a estresses bióticos e abióticos, assim como no combate a outros
microrganismos.
As bactérias promotoras de crescimento geralmente são expostas a condições de
alta competição, seja dentro da planta no sistema vascular ou até mesmo na interface solo-
raiz, devido a isso as mesmas aprimoraram mecanismos de defesas que favorecem seu
desenvolvimento perante outros organismos, como antibióticos, enzimas e bacteriocinas
(SALA, 2002). Moreira e Siqueira (2006), concluiram que além desses mecanismos de
defesas, a capacidade que estas possuem em modificar as propriedades físico-químicas do
meio no qual colonizam, alterando-o, podendo controlar a flora microbiana. Essa competição
interespecífica por espaços intracelulares e nutrientes atribui a essas bactérias a capacidade
de poder atuar no controle de organismos fitopatogênicos (GLICK; BASHAN, 1997).
Segundo Dartora et al. (2013b), o tratamento de sementes com fungicidas-inseticidas
auxilia o desenvolvimento inicial das plântulas de milho e trigo, sendo compatível com a
inoculação de estirpes de A.brasilense, tendo sido realizado testado o fungicida fludioxonil-
metalaxyl e os inseticidas deltamethrin e pirimifós-metil, nas doses de 1,50; 0,08 e 0,03 mL
por kg de sementes, respectivamente na cultura do milho híbrido 30F53 e em ensaios com a
cultura do trigo cultivar CD 104 foram utilizados o fungicida carboxina-tiram e o inseticida
fipronil, nas doses de 0,2 L e 0,1 L para cada 100 kg de sementes, respectivamente.
Uso de bactérias diazotróficas no Oeste do Paraná
124
Tabela 6.9 Percentagem de contaminação de sementes de milho (DKB 390®) inoculadas
com Azospirillum brasilense (estirpe AbV5) e Herbaspirillum seropedicae (estirpe SmR1),
reinoculadas com Azospirillum brasilense pelos principais fungos de armazenamento
(SOUZA et al., 2012)
Médias seguidas da mesma letra, minúscula na coluna e maiúscula na linha não diferem entre si
significativamente pelo teste de Tukey (P<0,05). CV – coeficiente de variação.
Produtividade de grãos
No trabalho desenvolvido por Dartora (2012), apresentado na Tabela 6.5, mesmo
não ocorrendo incremento na produtividade com a inoculação das sementes, observa-se
que o tratamento submetido à inoculação combinada das estirpes de AbV5 + SmR1
alcançou produtividade média de 11.573 kg ha-1, enquanto o tratamento testemunha
apresentou produtividade média de 10.651 kg ha-1. O aumento na produtividade
proporcionado pela inoculação combinada das estirpes neste caso foi de 922 kg ha-1,
sugerindo a aplicabilidade da inoculação para o cultivo do milho.
Pinto Junior (2013) verificou que a dosagem mais eficiente do inoculante utilizado foi
100 mL do inoculante para 25 kg de sementes, resultando em maiores incrementos na
produtividade de experimentos realizados em Marechal Cândido Rondon, PR e Pato
Bragado, PR na cultura de milho híbrido 30F53 na safra de verão 2011/12. Na Tabela 6.10
pode ser observado, que a inoculação da estirpe AbV7, e a associação entre as estirpes
AbV5 + AbV6, AbV6 + AbV7 e AbV5 + AbV6 + AbV7 demonstraram os maiores incrementos
na produtividade da cultura em ambos locais avaliados, apesar dos efeitos da deficiência
hídrica e altas temperaturas. Também podem ser destacadas as médias dos tratamentos
com a inoculação isolada da estirpe AbV6 e a associação entre AbV5 + AbV6 e AbV5 +
AbV7 que obtiveram médias iguais a dose máxima de nitrogênio (120 kg ha-1) e
superioridade quando comparadas as doses de 0 e 60 kg ha-1 de nitrogênio (Tabela 6.10).
Guimarães et al.
125
Resultados semelhantes foram obtidos por Díaz-Zorita et al. (2005) ao trabalharem
com a inoculação de A. brasilense nas culturas do milho e trigo em 221 localidades na
Argentina. Estes autores verificaram que 75% a 95% dos experimentos realizados
resultaram em respostas positivas para produtividade em ambas as culturas. Nesse sentido,
Hungria et al. (2010) verificaram, nas parcelas inoculadas com A. brasilense, incrementos
produtivos de 27% e 31% para as culturas do milho e trigo, respectivamente. Também,
Canellas et al. (2011) verificaram incrementos na produtividade da cultura do milho de 20% e
65% em relação ao tratamento controle para as plantas inoculadas com H. seropedicae,
associado a aplicação de substâncias húmicas.
Desta forma, os incrementos em relação à produtividade da cultura do milho com a
inoculação de bactérias diazotróficas estão relacionados em parte com a fixação biológica
do diazoto, bem como, com promoção do crescimento vegetal pela ação de substâncias
regulatórias (DEY et al., 2004; NARULA et al., 2006; CASTRO et al., 2008; HAYAT et al.,
2010; PATHMA et al., 2011).
A capacidade das bactérias do gênero Azospirillum em reduzirem os efeitos
deletérios causados pelo déficit hídrico vem sendo objeto de estudo de vários
pesquisadores. Nesse sentido, Sarig et al. (1992) verificaram que plantas de sorgo
inoculadas com Azospirillim spp. tiveram sua condutividade hidráulica aumentada entre 25%
e 40% em relação as plantas não inoculadas. Também Manoharam et al. (2012)
trabalhando com plantas de milho inoculadas com A. brasilense sob diferentes regimes de
irrigação, verificaram que a inoculação resultou em incrementos de 19%, 16% e 31% para
as variáveis de altura de planta, massa seca da planta e produtividade de grãos,
respectivamente. Reier Bakken (1997) descreve que a inoculação com Azospirillum spp.
propicia à planta um ambiente mais favorável reduzindo os estresses causados pela falta de
água, em função dos mecanismos promotores de crescimento relacionados a síntese
hormonal, resultando em plantas com sistema radicular de melhor qualidade e
consequentemente mais aclimatadas a estreses ambientais.
Vale destacar ainda que a grande maioria dos estudos relacionados à síntese de
hormônios vegetais pelo gênero Azospirillum estão envolvidos na produção de ácido indol-
acético (AIA) por este ser um dos principais reguladores de varias funções nas plantas
(ANTOUN; PRÉVOST, 2005; DODD et al., 2010). Esses microrganismos também sintetizam
ácido abscísico, sendo um hormônio relacionado a respostas da planta em condições de
deficiência hídrica (TAIZ; ZEIGER, 2013; PERRIG et al., 2007). Nesse sentido, Zawoznik et
al. (2011) trabalhando com a inoculação de A. brasilense em plantas de cevada submetidas
a diferentes níveis de salinidade, verificaram que as plantas inoculadas suportaram em
melhores condições o estresse induzido.
Uso de bactérias diazotróficas no Oeste do Paraná
126
Guimarães et al.
127
A produtividade do híbrido DKB 390 (Dekalb®) foi influenciada positivamente quando
realizou se a inoculação das sementes com a dose de 100 mL do inoculante formulado a
base das estipes AbV5 e AbV6 da bactéria A. brasilense para 25 kg de sementes, tendo
alcançado médias de produtividade significativamente superiores em relação aos demais
tratamentos utilizados (Tabela 6.11) (PINTO JÚNIOR, 2013).
Tabela 6.11 Médias para diâmetro do colmo (DC), massa seca total (MST), massa de 1000
grãos (M1000), número de grãos por fileira (NGF), teor de nitrogênio dos grãos (NGRA), teor
de nitrogênio das folhas (NF) e produtividade (PROD) de milho híbrido DKB 390, em função
da inoculação das sementes com diferentes doses do inoculante a base da bactéria
Azospirillum brasilense na dose de 100, 150 e 200 mL por 40 kg de semente e adubação
nitrogenada, Marechal Cândido Rondon, PR, 2010/2011 (PINTO JUNIOR, 2013)
Tratamentos D.C MST M1000 NGF NGRA NF PROD
Mm -------------g------------- -- -----g Kg-1
----- kg ha-1
0 N 24,19 c
96,72 d 340,68 c 33,20 b 32,23 47,01 5383 c
60 N 24,68 c 117,96 cd 373,63 b 35,07 ab 34,18 51,35 6094 bc
120 N 26,83 b 163,49 ab 386,96 a 35,15 ab 34,32 51,64 6191 bc
Az 100 26,19 b 137,11 bc 375,56 b 35,05 ab 33,96 51,47 6476 bc
Az 150 26,50 b 140,60 abc 390,07 a 36,35 a 35,64 49,36 6623 b
Az 200 29,10 a 169,68 a 392,10 a 37,52 a 34,17 49,71 8024 a
C.V. (%) 4,79 16,04 6,63 5,47 7,97 9,88 10,37
Médias seguidas da mesma letra na coluna não diferem significativamente pelo teste Tukey a 0,05%
de probabilidade.
Okon e Labandera-Gonzáles, (1994) ao avaliarem vinte anos de estudos com a
inoculação de Azospirillum spp. verificaram efeito positivo em 60% a 70% dos experimentos.
Nesse sentido, os efeitos benéficos da inoculação com A. brasilense vêm sendo difundidos
em diversos trabalhos na literatura (DÖBEREINER; BALDANI, 1982; REYNDERS;
VLASSAK, 1982; DÖBEREINER; SALOMONE, 1995; SALOMONE; DÖBEREINER, 1996;
CAVALLET et al., 2000; ZEHNDER et al., 2001; HUNGRIA et al., 2010), que atribuem o
maior desenvolvimento das plantas, bem como, os incrementos obtidos em produtividade,
as características que essas bactérias possuem em sintetizar fitormônios relacionados ao
crescimento vegetal como as auxinas, giberilinas e citocininas e ainda pela disponibilização
do N2 presente no solo em formas absorvíveis para as plantas. Além disso, as bactérias
fixadoras de nitrogênio podem controlar os níveis de etileno nas plantas, reduzindo efeitos
que o excesso desse hormônio pode causar (GOVINDASAMY et al., 2008; DUAN et al.,
2009).
Uso de bactérias diazotróficas no Oeste do Paraná
128
As rizobatérias promotoras do crescimento vegetal, incluindo as da espécie A.
brasilense são eficazes em influenciar a capacidade das plantas para que estas venham a
se restabelecer mais rapidamente sob condições estressantes (AZCÓN; BAREA, 2010).
Atividade enzimática
A atividade de enzima peroxidase (POX) que são responsáveis por participar de
vários processos de importância no metabolismo das plantas, principalmente em relação à
defesa da mesma quanto a agentes estranhos. Além de participar da formação da lignina,
outro ponto importante na defesa das plantas. Ainda pode-se citar que ela participa da
oxidação de AIA, hormônio este que pode ser produzido pelo A. brasilense.
Em trabalho realizado em vaso por Bulegon (2013), foi observado diferença durante
a fase inicial V4 (Tabela 6.12). Durante esta fase os tratamentos que continham a presença
de Triazo (AbV5+AbV6+AbV7) favoreceu o aumento da enzima POX em relação aos demais
tratamentos. Já em R4 não foi obtido diferenças entre os tratamentos. Esse pode estar
relacionado com o processo infeccioso das bactérias, uma vez que essas podem se
apresentar no interior dos tecidos. Assim, a planta possivelmente ativou suas defesas, até
reconhecê-lo como um organismo benéfico. Este fato pode ser importante, pois pode
aumentar a resistência das plantas ao ataque de pragas e doenças, em função da
inoculação com bactérias diazotróficas.
Tabela 6.12 Proteínas solúveis, atividade de fenilalanina amônia-liase (FAL) e peroxidase
(POX) de plantas de soja submetidas à inoculação e co-inoculação de bactérias
diazotróficas, nos estádios V4 e R4 da cultura. Marechal Cândido Rondon-PR, 2012
(BULEGON, 2013)
Tratamentos
Proteínas Solúveis
(µg mL-1
)
FAL (mg de ácido trans-cinâmico
h-1
mg proteina-1)
POX
(UA min-1
mg proteína-1
)
V4 R4 V4 R4 V4 R4
Testemunha 0,179 bc 0,175 b 2,168 ab 1,505 0,075 c 0,109
Nitrogênio 0,167 bc 0,226 ab 1,710 ab 1,621 0,098 c 0,137
B. japonicum 0,196 b 0,206 ab 1,493 b 1,793 0,154 ab 0,114
AbV5+AbV6 0,246 ab 0,245 ab 2,224 a 1,634 0,110 bc 0,131
Triazo 0,289 a 0,263 a 2,126 ab 1,815 0,162 a 0,148
Brad+AbV5+AbV6 0,101 bc 0,286 a 1,613 ab 1,939 0,063 c 0,154
Brad+Triazo 0,248 ab 0,238 ab 1,579 ab 1,592 0,162 a 0,150
C.V. (%) 17,77 15,62 16,57 16,45 17,75 17,90
D.M.S. 0,083 0,084 0,703 0,642 0,048 0,055
F 11,99** 4,00** 4,33** 1,18ns
16,13** 2,20ns
** - significativo a 1%, pelo teste F. ns
– não significativo. Médias seguidas de mesma letra minúscula na coluna,
não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey (p≤0,05).
Guimarães et al.
129
Outro ponto que remete esses maiores valores de POX, está relacionado com as
observações de Marques et al., (2012), onde plantas equilibradas nutricionalmente
apresentaram maior capacidade de ativação de POX. Assim pode-se estimar a partir das
citações descritas por Pedrinho, (2009), onde diferentes estirpes de bactérias, mesmo
pertencentes ao mesmo gênero, apresentam comportamento diferente. Provavelmente por
estas estarem excretando diferentes níveis de hormônios e nutrientes, e apresentar maior
capacidade de infecção e colonização, ou até mesmo produzir diferentes compostos. Com
base nessas citações pode-se apontar que a estripe de AbV7 presente no inoculante Triazo
pode possuir maior potencial com soja e eficiência para essa cultura, aumentando a
atividade da enzima POX, podendo ser potencial para aumentar a resistência adquirida das
plantas ao ataque de pragas e patógenos.
Já a fenilalanina amônia-liase (FAL), que exerce importante função no metabolismo
secundário, participando na formação de vários compostos fenólicos. Os resultados
mostram que em V4 os tratamentos que receberam a inoculação com A. brasilense
apresentaram maior atividade dessa enzima, mas não diferenciando da testemunha e
plantas que receberam fertilização com N. Em R4 não foi possível se observar diferença
significativa entre os tratamentos (Tabela 6.12).
Os valores de POX e FAL encontrados nesse trabalho concordam com os
encontrados por Marques et al. (2012), trabalhando com déficit de potássio em plantas de
soja, e Bido et al. (2010), estudando o efeito da aplicação de flavonoides na cultura da soja.
Variabilidade de respostas
A variabilidade de respostas da inoculação de Azospirillum no milho pode estar
relacionada a diversos fatores, sendo o genótipo da planta um fator-chave para obtenção
dos benefícios oriundos da associação da bactéria com a planta (REIS JÚNIOR et al. 2000),
visto que existe um certo grau de especificidade de algumas bactérias em relação ao
hospedeiro. Dotto et al. (2010) relatam que a seleção de estirpes eficientes também é
fundamental para se obter efeito positivo da inoculação de bactérias diazotróficas em
gramíneas. Outro fatores ambientais, como temperatura, umidade, aeração, pH, salinidade
entre outros podem influenciar a atividade e a sobrevivência de bactérias no solo, além da
competição com outros microrganismos do solo (BRANDÃO, 1992). Ainda segundo Brandão
(1992), o pH pode prejudicar o crescimento de microrganismos no solo não somente quando
a concentração de íons H+ e OH- estiver elevada, mas também pelo seu efeito indireto na
disponibilidade de nutrientes e na penetração de compostos tóxicos presentes no meio nas
células microbianas.
Uso de bactérias diazotróficas no Oeste do Paraná
130
Portanto, mais estudos que avaliem a inoculação de Azospirillum spp. em diferentes
condições de cultivo associados a genótipos diferentes de milho necessitam ser realizados
para maior conhecimento da interação bactéria/genótipo/ambiente, evidenciando a
importância de grupos de pesquisas trabalhando nas mais diversas áreas.
Agradecimentos
À Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do
Paraná, afiliada à Secretaria de Estado da Ciência, Tecnologia e Ensino Superior – SETI, á
CAPES/PNPD e ao CNPq/INCT-FBN, pelo suporte financeiro.
Referências bibliográficas
ABDALLA, S. R. S.; PROCHNOW, L. I.; FANCELLI, A. L. Simpósio discute como utilizar insumos e recursos para otimizar a produtividade do milho. Piracicaba: IPNI, 2008. 32 p. (Informações Agronômicas, Nº 122).
ALVES, G. C. Efeito da inoculacao de bacterias diazotroficas dos generos Herbaspirillum e Burkholderia em genotipos de milho. Seropedica, 2007. 54 p. Dissertacao (Mestrado em Ciencia do Solo). Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro.
ANTOUN, H., PRÉVOST, D. Ecology of plant growth promoting rhizobacteria. In: Siddiqui, Z. A. (Ed.), PGPR: Biocontrol and Biofertilization. Dordrecht: Springer, v. 34, p. 1-38, 2005.
ARAUJO, F. F.; FOLONI, J. S. S.; WUTZKE, M.; MELEGARI, A. S.; RACK, E. Híbridos e variedades de milho submetidos à inoculação de sementes com Herbaspirillum seropedicae Hybrids and varieties of corn inoculated with Herbaspirillum seropedicae. Semina: Ciências Agrárias. v. 34, n. 3, p. 1043-1054, 2013.
ARSHAD, M.; FRANKENBERGER, W.T. Plant growth-regulating substances in the rhizosphere: microbial production and functions. Advances in Agronomy, v. 62, p. 45-151, 1998.
AZCÓN, R.; BAREA, J. M. Mycorrhzosphere interactions for legume improvement. In: KHAN, M. S.; ZAIDI, A.; MUSARRAT, J. (Eds.) Microbes for legume Improvement. Dodrecht: Springer, p. 237-271, 2010.
AZEVEDO, J. L.; MACCHEORI, W. J.; ARAÚJO, W. L.; PEREIRA, J. O. Microrganismos endofíticos e seu papel em plantas tropicais. In: SERAFINI, L. A.; BARROS, N. M.; AZEVEDO, J. L. (Ed.). Biotecnologia: Avanços na agricultura e na agroindústria. Caxias do Sul: EDUCS, p. 233-268, 2002.
BALDANI, J. I.; BALDANI, V. L. D. History on the biological nitrogen fixation research in graminaceous plants: special emphasis on the brazilian experience. Anais da Academia Brasileira de Ciências. v. 77, p. 549-579, 2005.
BALDANI, J. I.; BLAÑA, R. A. G.; DÖBEREINER J. Efeito do genótipo do milho na atividade da nitrogenase e da nitrato redutase. Pesquisa Agropecária Brasileira. v. 14, p. 165-173. 1979.
BALDANI, J. I., CARUSO, L., BALDANI, V. L. D., GOI, S. R.; DÖBEREINER, J. Recent advances in BNF with non-legume plants. Soil Biology & Biochemistry. v. 29, p. 911-922, 1997.
BALDANI, J. I., TEIXEIRA, K. R. S., SCHWAB, S., OLIVARES, F. L., HEMERLY, A. S., URQUIAGA, S., REIS, V. M., NOQUEIRA, E. M., ARAUJO, J. L. S., BORGES, L. E., SOARES, L. H. B., VINAGRE, F., BALDANI, V. L. D., CARVALHO, T. L. G., ALVES, B. J. R., JAMES, E. K., JANTALHA, C. P., FERREIRA, P. C. G., VIDAL, M. S.; BODDEY, R.M. Fixação biológica de nitrogênio em plantas da família Poaceae (Antiga Graminae). In: RIBEIRO MR, NASCIMENTO CWA DO, FILHO MRR &
Guimarães et al.
131
CANTALICE JRB (Eds.) Tópicos em Ciência do Solo. Viçosa, Sociedade Brasileira Ciência do Solo. 2009. p. 203-271.
BALDANI, V. L. D. Efeito da inoculação de Herbaspirillum spp. no processo de colonização e infecção de plantas de arroz e, ocorrência e caracterização parcial de uma nova bactéria diazotrófica. 1996. 290p. Tese (Doutorado) - Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica.
BALDANI, V. L.; BALDANI, V. L. D.; SELDIN, L.; DÖBEREINER, J. Characterization of Herbaspirillum seropedicae gen. nov., sp. nov., a root-associated nitrogen-fixing bacterium. Internacional Journal of Systematic Bacteriology. v. 36, p. 86-93, 1986
BALDOTTO, L E. B.; SILVA, L G. Jr. S.; CANELLAS, L P.; OLIVARES, F. L.; BALDOTTO, MA. Initial growth of maize in response to application of rock phosphate, vermicompost and endophytic bacteria. Revista Ceres. v. 59, p. 262-270, 2012.
BASHAN, Y.; DE-BASHAN, L. E. Reduction of bacterial speck (Pseudmonas syringae pv. tomato) of tomato by combined treatments of plant growth-promotion bacterium, Azospirillum brasilense, streptomucin sulfate, and chemothermal seed treatment. European Journal of Plant Pathology. v. 108, p. 821-829, 2002.
BASHAN, Y.; HOLGUIN, G. Azospirillum-plant relationships: environmental and physiological advances (1990-1996). Canadian Journal of Microbiology. v. 43, p. 103-121, 1997.
BASHAN Y.; REAM Y.; LEVANONY H.; SADE A. Nonspecific responses in plant growth, yield, and root colonization of noncereal crop plants to inoculation with Azospirillum brasilense. Canadian Journal of Botanicy. v. 67, p. 1317-1324, 1989.
BASHAN, Y.; HOLGUIN, G.; BASHAN, L. E. de. Azospirillum-plant relationships: physiological, molecular, agricultural, and environmental advances (1997–2003). Canadian Journal of Microbiology. v. 50, p. 521-577, 2004.
BDT, BASE DE DADOS TROPICAL. Biodiversidade: perpectivas e oportu-nidades tecnológicas. diversidade microbiana e agricultura sustentável. Disponível em: http://www.bdt.fat.org.br/publicacoes/padct/bio/cap9/1/heitor.html. Acesso em 10.01.2006.
BERGAMASCHI, C. Ocorrência de bactérias diazotróficas associadas às raízes e colmos de cultivares de sorgo. Dissertação (Mestrado em Microbiologia Agrícola) - Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, p. 71, 2006.
BIDO G. S.; LOURDES M.; MARCHIOSI R.; FERRARESE-FILHO O. Naringenin Inhibits the Growth and Stimulates the Lignification of Soybean Root. Brazilian Archives of Biology Technology. v. 53, n. 3, p. 533-542, 2010.
BODDEY, R. M.; CHALK, P. M.; VICTORIA, R. L.; MATSUI, E.; DÖBEREINER, J. The use od the 15
N isotope technique to estimate the contribution of associated biollogical nitrogen fiation to the nutrition of Paspalum notatum cv. Batatais. Canadian Journal of Microbiology. v. 29, p. 1036-1045, 1983.
BODDEY, R. M.; VICTORIA, R. L. Estimation of biological nitrogen fixation associated with Brachiaria and Paspalumgrasses using
15N labelled organic matter and fertilizer. Plant Soil,
v. 90, p. 256-292, 1986.
BRANDÃO, E. M. Os componentes da comunidade microbiana do solo. In: CARDOSO, E.J.B.N.; TSAI, S.M.; NEVES, M.C.P. Microbiologia do solo. Campinas: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 1992. p. 1-15.
BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Regras para análise de sementes. Brasília, DF: MAPA/ACS, 2009, p. 308-309.
BULEGON, L. G. EFEITOS DE BACTÉRIAS DIAZOTRÓFICAS NO DESENVOLVIMENTO E PRODUTIVIDADE DA SOJA, EM CASA DE VEGETAÇÃO. Trabalho de Conclusão de Curso. Orientador: Vandeir Francisco Guimarães, Universidade Estadual do Oeste do Paraná - Unioeste, Curso de Agronomia. Marechal Cândido Rondon, 2013. 58p.
CAMPOS, B. C. de; THEISEN, S.; GNATTA, V. Avaliacao do inoculante Graminante na cultura de milho. Ciência Rural. v. 30, n. 4, p. 713-715, 2000.
Uso de bactérias diazotróficas no Oeste do Paraná
132
CAMPOS, B. C. de; THEISEN, S; GNATTA, V. Avaliação do inoculante "Graminante" nas culturas de trigo e aveia. Ciência Rural. v. 29, p. 401-407, 1999.
CANELLAS, L. P.; DANTAS, D. J.; AGUIAR, N. O.; PERES, L. E. P.; ZSÖGÖN, A; OLIVARES, F. L.; DOBBSS, L. B.; FAÇANHA, A. R.; NEBBIOSO, A. Probing the hormonal activity of fractionated molecular humic components in tomato auxin mutants. Annals of Applied Biology’s. v. 159, p. 159-202, 2011.
CANELLAS, L. P.; OLIVARESM F. L.; OKOROKOVA-FAÇANHA A.L.; FAÇANHA, A. R. Humic acids isolated from earthworm compost enhance root elogation, lateral root emergence, and plasma membrana H
+-ATPase activity in maize roots. Plant Physiology. v. 130, p. 1951-1957, 2002.
CASAGRANDE, J. R. R.; FORNASIERI FILHO, D. Adubação nitrogenada na cultura do milho safrinha. Pesquisa Agropecuária Brasileira. v. 37, n. 1, p. 33-40, 2002.
CASTRO, R. O.; CANTERO, E. V.; BUCIO, J. L. Plant growth promotion by Bacillus megaterium involves cytokinin signalling. Plant Signaling and Behavior. v. 3, n. 4, p. 263–265, 2008.
CAVALLET, L. H.; PESSOA, A. C. S.; HELMICH, J. J.; HELMICH, P. R.; OST, C. F. Produtividade do milho em resposta à aplicação de nitrogênio e inoculação das sementes com Azospirillum spp. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. v. 4, n. 1, p. 129-132, 2000.
COSTA, R. Q.; BARBOSA, G. M.; COCOZZA, F. M.; REIS, T. C.; NASCIMENTO, R. S. M. Desenvolvimento de estacas caulinares de Byrsonima verbascifolia tratadas com ácido indolbutírico. Enciclopédia Biosfera, Centro Científico Conhecer. v. 9, n. 16, p. 689-696, 2013.
CARVALHO, M. L. M. de; BILIA, D. A. C.; SILVA, W. R. da; MENEZES, J. R. de. Efeitos do beneficiamento na qualidade das sementes de milho infectadas por Fusarium moniliforme Sheld. Scientia Agricola. v. 50, n. 2, p. 295-302, 1993.
CRUZ, L. M., SOUZA, E. M., WEBER, O. B., BALDANI, J. I., DÖBEREINER, J., PEDROSA, F. O. 16S ribossomal DNA characterization of nitrogen-fixing bacteria isolated from banana (Musa spp.) and pineapple (Ananas comosus (L) Merril). Applied and Environmental Microbiology. v. 67, p. 2375-2379, 2001.
DARTORA, J.; GUIMARÃES, V. F.; MARINI, D.; PINTO JUNIOR, A. S.; CRUZ,L. M.; MENSCH, R. Influência do tratamento de sementes no desenvolvimento inicial de plântulas de milho e trigo inoculados com Azospirillum brasilense. Scientia Agraria Paranaensis. v. 12, p. 175-181, 2013b.
DARTORA, J. Desempenho agronômico do milho em resposta à inoculação combinada com Azospirillum brasilense e Herbaspirillum seropedicae associada à adubação nitrogenada. Dissertação. Orientador: Vandeir Francisco Guimarães, Co-orientadora: Maria do Carmo Lana. Universidade Estadual do Oeste do Paraná - Unioeste, Programa de Pós-Graduação Mestrado e Doutorado em Agronomia - PPGA. Marechal Cândido Rondon, 2012, 60p.
DARTORA, J.; GUIMARÃES, V. F.; MARINI, D.; SANDER, G. Adubação nitrogenada associada à inoculação com Azospirillum brasilense e Herbaspirillum seropedicae na cultura do milho. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. v. 17, n. 10, p. 1023-1029, 2013a.
DELFINE, S.; TOGNETTI, R.; DESIDERIO, E.; ALVINO, A. Effect of foliar application of N and humic acids on growth and yield of durum wheat. Agronomy for Sustainable Development. v. 25, p. 183-191, 2005.
DEY, R.; PAL, K. K.; BHATT, D.M.; CHAUHAN, S. M. Growth promotion and yield enhancement of peanut (Arachis hypogaea L.) by application of plant growth-promoting rhizobacteria. Microbiological Research. v. 159, p. 371–394, 2004.
DÍAZ-ZORITA, M.; DUARTE, G. La fertilización con cloruros en cultivos de trigo del oeste bonaerense. AAPRESID Trigo en siembra directa. p. 115-117. 2005.
DIDONET, A. D.; MAGALHÃES, A. C. The role of auxin-like compounds in plant growth promoting rhyzobacteria: the wheat-Azospirillum association. Revista Brasileira de Fisiologia Vegetal. v. 5, n. 2, p. 179-183, 1993.
DIDONET, A. D.; RODRIGUES, O.; KENNER, M.H. Acúmulo de nitrogênio e de massa seca em plantas de trigo inoculadas com Azospirillum brasilense. Pesquisa Agropecuaria Brasileria. v. 31, p. 645-651, 1996.
Guimarães et al.
133
DIDONET, D. A. et al. Realocação de nitrogênio e de biomassa para os grãos, em trigo submetido à inoculação de Azospirillum. Pesquisa Agropecuária Brasileira. v. 35, p. 401-411, 2000.
DOBBELAERE S. et al. Responses of agronomic-ally important crops to inoculation with Azospirillum. Australian Journal of Plant Physiology, v. 28, p. 871–879, 2001.
DOBBELAERE, S.; CROONENBORGHS, A. T. Effect of inoculation with wild type Azospirillum brasilense and A. irakense strains on development and nitrogen uptake of spring wheat and grain maize. Biology and Fertility of Soils. v. 36, p. 284-297, 2002.
DOBBELAERE, S.; CROONENBORGHS, A. T.; THYS, A.; BROEK, A. V.; VANDERLEYDEN, J. Phytostimulatory effect of Azospirillum brasilense wild type and mutant strains altered in IAA production on wheat. Plant and Soil. v. 212, p. 155-164, 1999.
DOBBELAERE, S.; CROONRNBORGHS, A.; THYS, A.; PTACEK, D.; VANDERLEYDEN, J.; DUTTO, P.; LABANDERA-GONZALEZ, C.; CABALLERO-MELLADO, J.; AGUIRRE, J. F.; KAPULNIK, Y.; BRENER, S.; BURDMAN, S.; KADOURI, D.; SARIG, S.; OKON, Y. Responses of agronomically important crops to inoculation with Azospirillum. Australian Journal of Plant Physiology. v. 28, p. 871-879, 2001.
DÖBEREINER, J. Avanços recentes na pesquisa em fixação de nitrogênio no Brasil. In: Conferência, Universidade Rural do Rio de Janeiro, Artigos Assinados Estudos Avançados, v. 4, n.8, São Paulo, 1990. p. 144-152.
DÖBEREINER, J. Azotobacter paspali sp. nov., uma bactéria fixadora de nitrogênio na rizosfera de Paspalum. Pesquisa Agropecuária Brasileira. v. 1, p. 357-365, 1966.
DÖBEREINER, J. Fixação de nitrogênio em gramíneas. Revista Brasileira de Ciência do Solo. v. 1, p. 1-54, 1977.
DÖBEREINER, J. History and new perspectives of diazotrophs in association with non-leguminous plants. Symbiosis. v. 13, p. 1-13, 1992.
DÖBEREINER, J. Biological nitrogen fixation in tropics: Social and economic contribution. Soil Biology & Biochemistry, v. 29, n. 5-6, p. 771-774, 1997
DOBEREINER, J.; BALDANI, I. J. Bases cientificas para uma agricultura biologica. Ciencia e Cultura, v. 34, n. 7, p. 869-881, 1982.
DÖBEREINER, J.; BALDANI, V. L. D.; BALDANI, J. I. Como isolar e identificar bactérias diazotróficas de plantas não-leguminosas. Brasília, Embrapa-SPI; Itaguaí, RJ, Embrapa-Centro Nacional de Pesquisa em Agrobiologia, 1995. 60p.
DÖBEREINER, J.; PEDROSA, F. O. Nitrogen-fixing bactéria in nonleguminous crop plants. Science Tech, Madison: Springer Verlag, 1987. p. 1-155.
DÖBEREINER, J.; RUSCHEL, A. P. Inoculação do arroz com bactérias fixadoras de nitrogênio do gênero Beijerinkia derx. Revista Brasileira de Biologia v. 21, n. 4, p. 397-407, 1961.
DÖBEREINER, J.; SALOMONE, I. G. de. Biological dinitrogen fixation in maize. In: SIMPÓSIO INTERNACIONAL SOBRE ESTRESSE AMBIENTAL: o milho em perspectiva. 1992, Belo Horizonte. Anais... Sete Lagoas: Embrapa-CNPMS, p.282-294. 1995.
DODD, I. et al. Rhizobacterial mediation of plant hormone status. Annals Applied Biology. v. 157, p. 361-379, 2010.
DOTTO, A. P. et al. Produtividade de milho em resposta à inoculação com Herbaspirillum seropedicae sob diferentes níveis de nitrogênio. Revista Brasileira de Ciências Agrárias. v. 5, n. 3, p. 376-382, 2010.
DUAN, J. et al. 1-Aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) deaminase genes in rhizobia from Southern Saskatchewan. Microbiology and Ecology. v. 57, p. 423-436, 2009.
DUETE, R. R. C.; MURAOKA, T.; SILVA, E. C. da; TRIVELIN, P. C. O.; AMBROSANO, E. J. Manejo da adubação nitrogenada e utilização do Nitrogênio (15N) pelo milho em Latossolo Vermelho. Revista Brasileira de Ciência do Solo. v. 32, n. 1, p. 161-171, 2008.
Uso de bactérias diazotróficas no Oeste do Paraná
134
EADY, R. R.; LEIGH, G. J. Metals in the nitrogenases. Journal of the Chemical Society, Dalton Transactions. p. 2769-2747, 1994.
EPSTEIN, E.; BLOOM, A. Nutrição Mineral de Plantas: Princípios e Perspectivas. NUNES, MET (trad.). 2 ed. Londrina, PR: Editora Planta, 2006, 403 p.
FAÇANHA, A. R.; FAÇANHA, A. L. O.; OLIVARES, F. L.; GURIDI, F.; SANTOS, G. de A.; VELOSO, A. C. X.; RUMJANEK, V. M.; BRASIL, F.; SCHRIPSEMA, J.; BRAZ-FILHO, R.; OLIVEIRA, M. A. de; CANELLAS, L. P. Bioatividade de ácidos húmicos: efeitos sobre o desenvolvimento radicular e sobre a bomba de prótons da membrana plasmática. Pesquisa Agropecuária Brasileira. v. 37, n. 9, p. 1301-1310, set., 2002.
FANCELLI, A. L.; DOURADO NETO, D. Produção de milho. Guaíba: Agropecuária, 2000. 360p
FERNANDES, F. C. S. Dinâmica do nitrogênio na cultura do milho (Zea mays L.), em cultivo sucessivo com aveia preta (Avena strigosa), sob implantação do sistema plantio direto. 2006, 198p. Tese (Doutorado em Solos e Nutrição de Plantas) – Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2006.
FERREIRA, S. A. N.; CLEMENT, C. R.; RANZANI, G.; COSTA, S. S. Contribuição ao conhecimento do sistema radicular da pupunheira (Bactris gasipaes Kunth, Palmae). II. Solo Latossolo Amarelo, textura argilosa. Acta Amazonica. v. 25, n. 3/4, p. 161-170, 1995.
GLICK, B.R., BASHAN, Y. Genetic manipulation of plant growth-promoting bacteria to enhance biocontrol of phytopathogens. Biotechnology Advances. v. 15, n. 2, p. 353-378, 1997.
GOEBEL, E. M.; KRIEG, N. R. Fructose catabolism in Azospirillum brasiliense and Azospirillum lipoferum. Journal of Bacteriology. v. 159, p. 86-92, 1984.
GOVINDASAMY, V., et al. Isolation and characterization of ACC deaminase gene from two plant growth-promoting rhizobacteria. Current Microbiology. v. 57, p. 312–317, 2008.
GRAY, E. J.; SMITH, D. L. Intracellular and extracellular PGPR: commonalities and distinctions in the plant-bacterium signaling processes. Soil Biology and Biochemistry. v. 37, p. 395-412, 2005.
GUIMARÃES, T. G.; FONTES, P. C. R.; PEREIRA, P. R. G.; ALVAREZ V. V. H.; MONNERAT, P. H. Teores de clorofila determinados por medidor portátil e sua relação com formas de nitrogênio em folhas de tomateiro cultivados em dois tipos de solo. Bragantia. v. 58, n. 1, p. 209-216, 1999.
HAYAT, R. et al. Soil beneficial bacteria and their role in plant growth promotion: a review. Annals of Microbiology. v. 60, n. 4, p. 579-598, 2010.
HUERGO, L. F. et al. Regulation of nitrogen fixation in Azospirillum brasiliense. In: CASSÁN, F. D.; SALAMONE, I. G. de. (Eds.). Azospirillum sp.: cell physiology, plant interactions and agronomic research in Argentina. Buenos Aires: Asoc. Argentina de Microbiología, p. 17-36, 2008.
HUNGRIA, M. et al. Inoculation with selected strains of Azospirillum brasilense and A. lipoferum improves yields of maize and wheat in Brazil. Plant Soil. v. 331, p. 413–425, 2010.
HUNGRIA, M. Inoculação com Azospirillum brasilense: inovação em rendimento a baixo custo. Londrina: Embrapa Soja, 2011. 36p. (Documentos Embrapa Soja).
INAGAKI, A. M. Bactérias promotoras de crescimento de plantas na cultura do milho submetido a diferentes níveis de pH do solo. Dissertação. Orientador: Vandeir Francisco Guimarães, Universidade Estadual do Oeste do Paraná - Unioeste, Programa de Pós-Graduação Mestrado e Doutorado em Agronomia - PPGA. Marechal Cândido Rondon, 2014. 79p.
KENNEDY, I. R.; TCHAN, Y. T. Biological nitrogen fixation in non-leguminous field crops: Recent advances. Plant Soil. v. 141, p. 93-118. 1992.
KLEIN, J.; RAMPIM, L.; NACKE, H.; RODRIGUES-COSTA, A. C. P.; GUIMARÃES, V. F. Qualidade nutricional de plântulas de genótipos de trigo submetidas à inoculação com Azospirillum, regulador de crescimento e triadimenol. Scientia Agraria Paranaensis. v. 11, n. suplemento, p. 59-69, 2012.
KLOEPPER, J. W.; LIFSHITZ, R.; ZABLOTOWICZ, R. M. Free-living bacterial inocula for enhancing crop productivity. Tibtech. v. 7, p. 39-44, 1989.
Guimarães et al.
135
KUSS, A. V.; KUSS, V. V.; LOVATO, T.; FLÔRES, M. L. Fixação de nitrogênio e produção de ácido indolacético in vitro por bactérias diazotróficas endofíticas. Pesquisa Agropecuária Brasileira. v. 42, p. 1459-1465, 2007.
LAMBRECHT, M.; OKON, Y.; BROEK, A. V.; VANDERELEYDEN, J. Indole-3-acetic acid: a reciprocal signaling molecule in bacteria-plant interactions. Trends in Microbiology. v. 8, p. 298-300, 2000.
MANOHARAN, M. J. et al. Survival of Azopsirillum brasilense flacculated cells in alginate and inoculation effect on growth and yield of maize under water déficit conditions. European Journal of Soil Biology, v. 50, p. 198-206, 2012.
MARIANO, R. L. R.; SILVEIRA, E. B. da; ASSIS, S. M. P. de; GOMES, A. M. A.; NASCIMENTO, A. R. P.; DONATO, V. M. T. S. Importância de bactérias promotoras de crescimento e de biocontrole de doenças de plantas para uma agricultura sustentável. Anais da Academia Pernambucana de Ciência Agronômica. v. 1, p. 89-111, 2004.
MARINI, D. Resposta de híbridos de milho à associação com Azospirillum brasilense e adubação nitrogenada. Dissertação. Orientador: Vandeir Francisco Guimarães, Co-orientadora: Maria do Carmo Lana. Universidade Estadual do Oeste do Paraná - Unioeste, Programa de Pós-Graduação Mestrado e Doutorado em Agronomia - PPGA. Marechal Cândido Rondon, 2012, 58p.
MARQUES JÚNIOR, R. B.; CANELLAS, L. P.; SILVA, L. G. da; OLIVARES, F. L. Promoção de enraizamento de microtoletes de cana-de-açúcar pelo uso conjunto de substâncias húmicas e bactérias diazotróficas endofíticas. Revista Brasileira de Ciência do Solo. v. 32, p. 1121-1128, 2008.
MARQUES, R. S., R. F. COOKE, C. L. FRANCISCO; D. W. BOHNERT. Effects of 24-h transport or 24-h feed and water deprivation on physiologic and performance responses of feeder cattle. Journal of Animal Science. v. 90, p. 5040-5046. 2012.
MIRANDA, C. H. B.; URQUIAGA, S.; BODDEY, R. M. Selection of ecotypes of Panicum maximum for associated biological nitrogen fixation using the 15N isotope dilution technique. Soil Biology and Biochemistry. v. 22, p. 657-663, 1990.
MIYAUCHI, M. Y. H.; LIMA, D. S.; NOGUEIRA, M. A.; LOVATO, G. M.; MURATE, L. S.; CRUZ M. F.; FERREIRA, J. M.; ZANGARO, W.; ANDRADE, G. Interactions between diazotrophic bactéria and micorrhizal fungus in maize genotypes. Scientia Agricola. v. 65, n. 5, p. 525-531, 2008.
MONTAÑEZ, A.; ABREU C.; GILL, P. R. HARDARSON, G.; SicArdi, M. Biological nitrogen fixation in maize (Zea mays L.) by 15N isotope-dilution and identification of associated culturable diazotrophs. Biol Fertil Soils. v. 45, p. 253–263, 2009.
MOREIRA, F. M. S.; SILVA, K.; NÓBREGA, R. S. A. et al. Bactérias diazotróficas associativas: diversidade, ecologia e potencial de aplicações. Revisão. Comunicata Scientiae. v. 1, n. 2, p. 74-99, 2010.
MOREIRA, F. M. S.; SIQUEIRA, J.O. Microbiologia e bioquímica do solo. Lavras: UFLA, 2006, 729p.
NARULA, N., et al. Paranodules and colonization of wheat roots by phytohormone producing bacteria in soil. Plant Soil Environment. v. 52, p. 119-129, 2006.
NEVES, O. S. C.; CARVALHO, J. G. de; MARTINS, F. A. D.; PÁDUA, T. R. P. de; PINHO, P. J. de. Uso do SPAD-502 na avaliação dos teores foliares de clorofila, nitrogênio, enxofre, ferro e manganês do algodoeiro herbáceo. Pesquisa Agropecuária Brasileira. v. 40, n. 5, p. 517-521, 2005.
NOVAKOWISKI, J. H.; SANDINI, I. E.; FALBO, M. K.; MORAES, A. de; NOVAKOWISKI, J. H.; CHENG, N. C. Efeito residual da adubação nitrogenada e inoculação de Azospirillum brasilense na cultura do milho. Semina: Ciências Agrárias. Londrina, v. 32, n. 4, p. 1687-1698, 2011
NUNES, F. S.; RAIMONDI, A. C.; NIEDWIESKI, A. C. Fixação de nitrogênio: estrutura, função e modelagem bioinorgânica das nitrogenases. Química Nova. v. 2, n. 6, p. 872-879, 2003.
OKON, Y.; LABANDERA-GONZALEZ, C. Agronomic application of Azospirillum: An evaluation of 20 years worldwide field incubation. Soil Biology and Biochemistry, v. 26, n. 12, p. 1591-1601, 1994.
Uso de bactérias diazotróficas no Oeste do Paraná
136
OLIVARES, F. L.; JAMES, E. K.; BALDANI, J. I.; DÖBEREINER, J. Infection of mottled stripe disease-susceptible and resitant sugar cane varieties by the endophytic diazotrophs Herbaspirillum, New Phytologist. v. 135, 1997
OLIVEIRA, A. L. M.; CANUTO, E. L.; SILVA, E. E.; REIS, V. M.; BALDANI, J. I. Survival of endophytic diazotrophic bacteria in soil under ifferent moisture levels. Brazilian Journal of Microbiology. v. 35. p. 295-299, 2004.
OLIVEIRA, O. C.; URQUIAGA, S.; BODDEY, R. M. Burning cane: the long term effects. International Sugar Journal. v. 96, p. 272-275, 1994.
PASSAGLIA, L. M. P.; VAN SOOM, C.; SCHRANK, A.; SCHRANK, I. S. Purification and binding analysis of the nitrogen fixation regulatory NifA protein from Azospirillum brasilense. Brazilian Journal of Medical and Biological Research. v. 31, n. 11, p. 1363-1374, 1998.
PATHMA, J.; KENNEDY, R. K.; SAKTHIVEL, N. Mechanisms of fluorescent pseudomonads that mediate biological control of phytopathogens and plant growth promotion of crop plants. In: MAHESHWARI, D.K. (ed) Bacteria in agrobiology: plant growth responses. Berlin: Springer, p. 77-105, 2011.
PEDRINHO, E. A. N. Isolamento e caracterizacao de bacterias promotoras de crescimento em milho (Zea mays l.). Jaboticabal, 2009. 74 p. Tese (Doutorado em Microbiologia) - Universidade Estadual Paulista.
PERIN, L.; SILVA, M. F. da.; FERREIRA, J. S.; CANUTO, E. L.; MEDEIROS, A. F. A.; OLIVARES, F. L.; REIS, V. M. Avaliação da capacidade de estabelecimento endofítico de estirpes de Azospirillum e Herbaspirillum em milho e arroz. Agronomia. v. 37, n. 2, p. 47-53, 2003
PERRIG, D. et al. Plant growth promoting compounds produced by two agronomically important strains of Azospirillum brasilense, and their implications for inoculant formulation, Applied Microbiology and Biotechnology. v. 75, p. 1143-1150, 2007.
PINTO JÚNIOR, A. S. Redução da adubação nitrogenada na cultura do milho em função da inoculação com Azospirillum brasilense. Tese. Orientador: Vandeir Francisco Guimarães, Universidade Estadual do Oeste do Paraná - Unioeste, Programa de Pós-Graduação Mestrado e Doutorado em Agronomia - PPGA. Marechal Cândido Rondon, 2013, 113p.
POLIDORO, J. C.; RESENDE A. S.; QUESADA, D. M.; XAVIER, R. P.; COELHO, C. H. M.; ALVES, B. J. R.; BODDEY, R. M.; URQUIAGA, S. Levantamento da contribuição da fixação biológica de nitrogênio para a cultura da cana-de-açúcar no Brasil. Seropédica: Embrapa Agrobiologia, dez. 2001. 8p. (Embrapa Agrobiologia. Documentos, 144).
QUADROS, P. D. de. Inoculação de Azospirillum spp. em sementes de genótipos de milho cultivados no Rio Grande do Sul. Porto Alegre, 2009. 62p. Dissertação (Mestrado em Ciência do Solo) - Universidade Federal do Rio Grande do Sul.
RADWAN, T. E-S. E-D.; MOHAMED, Z. K.; REIS, V. M. Efeito da inoculação de Azospirillum e Herbaspirillum na produção de compostos indólicos em plântulas de milho e arroz. Pesquisa Agropecuária Brasileira. v. 39, n. 10, p. 987-994, 2004.
RADWAN, T.; MOHAMED, Z. K.; REIS, V. M. Aeração e adição de sais na produção de ácido indol acético por bactérias diazotróficas. Pesquisa Agropecuária Brasileira. v. 40, n. 10, p. 997-1004, 2005.
RAMPIM, L.; RODRIGUES-COSTA, A. C. P.; NACKE, H.; KLEIN, J.; GUIMARÃES, V. F. Qualidade fisiológica de sementes de três cultivares de trigo submetidas à inoculação e diferentes tratamentos. Revista Brasileira de Sementes. v. 34, n. 4, p. 678-685, 2012.
REIER BAKKEN, L. Culturable and nonculturable bacteria in soil. In: VAN ELSAS, J. D.; TREVORS, J. T.; WELLINGTON, E. M. H. (eds) Modern soil microbiology. New York: Dekker, p. 47-61, 1997.
REIS, A. C.; REIS, E. M.; CASA, R. T.; FORCELINI, C. A. Erradicação de fungos patogênicos associados a sementes de milho e proteção contra Pythium sp. presente no solo pelo tratamento com fungicidas. Fitopatologia Brasileira. v. 20, p. 585-590, 1995.
REIS JUNIOR, F. B.; MEDES, I. C. Biomassa microbiana do solo. Planaltina, DF: Embrapa Cerrados, 2007. 40p. (Documentos Embrapa Cerrados, 205).
Guimarães et al.
137
REIS JUNIOR, F. B.; SILVA, L. G.; REIS, V. M.; DÖBEREINER, J. Ocorrência de bactérias diazotróficas em diferentes genótipos de cana-de-açúcar. Revista Pesquisa Agropecuária Brasileira. v. 35, n. 5, 2000.
REIS JÚNIOR, F. B.; REIS, V. M., URQUIAGA, S.; DÖBEREINER, J. Influence of nitrogen fertilisation on the population of diazotrophic bacteria Herbaspirillum spp. and Acetobacter diazotrophicus in sugar cane (Saccharum spp.). Plant and Soil. v. 219, p. 153-159, 2000.
REIS JUNIOR, F. B. dos; MACHADO, C. T. de T.; MACHADO, A. T.; SODEK, L. Inoculação de Azospirillum amazonense em dois genótipos de milho sob diferentes regimes de nitrogênio. Revista Brasileira de Ciência do Solo. v. 32, n. 3, p. 1139-1146, 2008.
REIS JUNIOR, F. B.; SILVA, M. F.; TEIXEIRA, K. R. S.; REIS U. Identificação de isolados de Azospirillum amazonense associados a Brachiaria spp., em diferentes épocas e condições de cultivo e produção de fitormônio pela bactéria. Revista Brasileira de Ciências do Solo. v. 28, p. 103-113, 2004.
REIS, V. M.; OLIVEIRA, A. L. M. de; BALDANI, V. L. D.; OLIVARES, F. L.; BALDANI, J. I. Fixação biológica de nitrogênio simbiótica e associativa. In: FERNANDES, MS (org.). Nutrição Mineral de Plantas. Viçosa, MG: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 2006, p. 153-174.
REYNDERS, L.; VLASSAK, K. Use of Azospirillum brasilense as biofertilizer in intensive wheat cropping. Plant Soil. v. 66, p. 217-273, 1982.
RODRIGUES, L. F. O. S. Características agronômicas, fisiológicas e nutricionais do trigo submetido ao uso combinado de matéria orgânica estabilizada e bactéria promotora do crescimento vegetal sob diferentes doses de nitrogênio. Dissertação. Orientador: Vandeir Francisco Guimarães, Co-orientador: José Barbosa Duarte Júnior e Jeferson Klein. Universidade Estadual do Oeste do Paraná - Unioeste, Programa de Pós-Graduação Mestrado e Doutorado em Agronomia - PPGA. Marechal Cândido Rondon, 2013, 71p.
RODRIGUES, L. F. O. S.; GUIMARAES, V. F.; SILVA, M. B.; PINTO JUNIOR, A. S.; KLEIN, J.; RODRIGUES-COSTA, A. C. P. Características agronômicas do trigo em função de Azospirillum brasilense, ácidos húmicos e nitrogênio em casa de vegetação. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 18, n. 1, p. 31-37, 2014.
ROPER, M. M.; LADHA, J. K. Biological N2 fixation by heterotrophic and phototrophic bacteria in association with straw. Plant and Soil. v. 174, p. 211-224, 1995.
SADASIVAN, L.; NEYRA, C. A. Cyst production and brown pigment formation in aging cultures of Azospirillum brasilense ATCC 29145. Journal of Bacteriolgy. v. 169, p. 1670-1677, 1987.
SALA, V. M R. Atividade microbiana do solo e a interação de diazotróficos endofíticos e fungos micorrízicos arbusculares na cultura do trigo. (Tese de Mestrado), Piracicaba, SP, Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, 2002. 124p.
SALA, V. M. R.; CARDOSO, E. J. B. N.; FREITAS, J. G. de; SILVEIRA, A. P. A. D. da. Novas bactérias diazotróficas endofíticas na cultura do trigo em interação com a adubação nitrogenada, no campo. Revista Brasileira de Ciência do Solo. v. 32, n. 3, p. 1099-1106, 2008.
SALA, V. M. R.; FREITAS, S. dos S.; DONZELI, V. P.; FREITAS, J. G.; GALLO, P. B.; SILVEIRA, A. P. D. da. Ocorrência e efeito de bactérias diazotróficas em genótipos de trigo. Revista Brasileira de Ciência do Solo. v. 29, p. 345-352, 2005.
SALA, V. M. R.; FREITAS, S. dos S.; SILVEIRA, A. P. D. da. Interação entre fungos micorrízicos arbusculares e bactérias diazotróficas em trigo. Pesquisa Agropecuaria Brasileira. v. 42, p. 1593-1600, 2007.
SALOMONE, I. G. de; DÖBEREINER, J. Maize genotype effects on the response to Azospirillum inoculation. Biology and Fertility of Soils, v. 21, p. 193-196, 1996.
SARIG, S.; OKON, Y.; BLUM, A. Effect of Azospirillum brasilense inoculation on growth dynamics and hydraulic conductivity of Sorghum bicolor roots. Journal of Plant Nutrition, v. 15, p. 805-819, 1992.
SCHWAN-ESTRADA, K. R. F.; STANGARLIN, J. R.; PASCHOLATI, S. F. Mecanismos bioquímicos de defesa vegetal. In: PASCHOLATI, S. F.; LEITE, B.; STANGARLIN, J. R.; CIA, P. (Ed.). Interação
Uso de bactérias diazotróficas no Oeste do Paraná
138
Planta Patógeno – fisiologia, Bioquímica e Biologia Molecular. Piracicaba: FEALQ, 2008. p.227-248.
SILVA, D. M. et al. Bactérias diazotróficas em solo cultivado com arroz irrigado (Oryza sativa L.) Revista Brasileira de Agrociência. Pelotas, v. 10, n. 4, p. 467-474, 2004.
SOUZA, R. F. B; GUIMARÃES, V. F.; PINTO JUNIOR, A. S.; ORO, T. H. Avaliação da qualidade sanitária de sementes de milho provenientes do cultivo associado com Azospirillum brasilense e Herbaspirillum seropedicae. Revista Cultivando o Saber, v. 5, n. 4, p. 213-218, 2012.
STRZELCZYK, E.; KAMPER, M.; LI, C. Cytocinin-like-substances and ethylene production by Azospirillum in media with different carbon sources. Microbiological Research, v. 149, p. 55-60, 1994.
STRZELCZYK, E.; POKOJSKA-BURDZIEJ, A. Production of auxins and gibberellin-like substances by mycorrhizal fungi, bacteria and actinomycetes isolated from soil and the mycorrhizosphere of pine (Pinus silvestris L.). Plant and Soil, v. 81, n. 2, p. 185-194, 1984
TAIZ, L.; ZEIGER, E. Assimilação de Nutrientes. In: TAIZ, L.; ZEIGER, E. Fisiologia Vegetal. 3. Ed. Porto Alegre: Artmed, 2013. p. 286-298.
TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 10.ed. Porto Alegre:Artmed, 2012.
VERONA, D. A. et al. Tratamento de Sementes de Milho com ZeavitR, StimulateR e Inoculacao com Azospirillum sp. In: XXVIII CONGRESSO NACIONAL DE MILHO E SORGO, 2010, Goiania. Resumos... Goiania: Associacao Brasileira de Milho e Sorgo, 2010. p. 3731- 3737.
ZAVALIN, A. A; KANDAUROVA, T. M.; VINOGRADOVA, L. V. Influence of associative nitrogen/fixing microorganisms on the provision with nitrogen of summer wheat. In: Congrès International De Fixation De L`Azote, 11th, International Congress On Nitrogen Fixation. Abstracts. Paris: Institut Pasteur/INRA/CNRS/CEAORSTOM/CIRAD, 1997. p.72.
ZAWOZNIK, M. S., et al. Response to saline stress and aquaporin expression in Azospirillum inoculated barley seedlings. Applied Microbiology Biotechnology. v. 90, p.1389-1397, 2011.
ZEHNDER, G. W. et al. Application of rhizobacteria for induced resistance. European Journal of Plant Pathology. v. 107, p. 39–50, 2001.
Capítulo 7
Fixação biológica de nitrogênio e efeitos do
tratamento químico das sementes na sua
eficiência
Rubens Fey1
Gabriel Felipe Vogel2
Lais Martinkoski3
Alfredo Richart4
Leandro Rampim5
Jeferson Klein6
1 Universidade Federal da Fronteira Sul, Laranjeiras do Sul (UFFS), PR, [email protected]
2 Universidade Federal da Fronteira Sul (UFFS), Laranjeiras do Sul – PR, [email protected]
3 Universidade Estadual do Centro-Oeste do Paraná (UNICENTRO), Guarapuava - PR,
Pontifícia Universidade Católica (PUC), Toledo – PR, [email protected] 5
Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE), Marechal Cândido rondon – PR – [email protected] 6
Pontifícia Universidade Católica (PUC), Toledo – PR, [email protected]
Introdução
O nitrogênio (N) é o elemento mais abundante da atmosfera, além de ser o segundo
composto elementar requerido em maiores quantidades pelas plantas. Este elemento é
responsável por várias reações e constituições de estrutura nas plantas, dentre elas a
clorofila, enzimas e proteínas (TAIZ; ZIEGER, 2004). Por ser um elemento essencial, seu
balanço pode afetar o desenvolvimento das plantas, principalmente nas taxas
fotossintéticas, formação e translocação de fotoassimilados. Pode interferir diretamente a
taxa de crescimento das folhas e raízes, afetando deste modo o crescimento das plantas e
alterando a produtividade (FAGAN et al., 2007).
As plantas podem obter o N de diversas fontes, por vias de fixação biológicas ou
não, destacando-se a decomposição da matéria orgânica, a utilização de fertilizantes
Fixação biológica de nitrogênio e efeitos do tratamento químico de sementes...
140
nitrogenados minerais e o processo de fixação biológica do nitrogênio atmosférico (N2)
realizado por bactérias fixadoras do N presente na atmosfera. O N oriundo da matéria
orgânica é bastante limitante no solo, isto é, sofrendo com fatores que aceleram seu
esgotamento, principalmente com elevadas temperaturas e umidade no solo, além de
fatores como lixiviação e volatilização, desta forma, resultando em solos com teores pobres
desse nutriente, capaz de fornecer em média apenas 10 a 15 kg ha-1 cultura-1. A fixação não
biológica, oriunda de descargas elétricas, combustão e vulcanismos contribuem com apenas
10% das entradas de N no solo (HUNGRIA et al., 2007).
A utilização de fertilizantes nitrogenados se desponta como a forma mais comum de
fornecimento de N as plantas, devido à rapidez no fornecimento de N disponível,
proporcionando respostas em curto prazo nas culturas (BARBOSA FILHO et al., 2004).
Dentre as principais fontes de fertilizantes nitrogenados utilizadas na agricultura, a uréia
(45% de N) se destaca pelo fato de apresentar maior concentração de N em relação ao
menor preço por quilograma do nutriente quando comparado às outras fontes disponíveis no
mercado (MARCHESAN, 2011).
Para que ocorra a síntese do N na forma de uréia, Malavolta et al. (2002) destacam
que é necessário um processo que consiste na reação de N2 e gás carbônico a elevada
pressão e temperatura junto a um catalisador. Hungria et al. (2007) destacam que um dos
fatores limitantes para produção de fertilizantes nitrogenados reside no seu elevado custo,
devido a necessidade de altos gastos com energia, especialmente energia oriunda de
petróleo. Outro fator a ser mencionado refere-se à baixa eficiência dos fertilizantes
nitrogenados, sendo que sua utilização pelas plantas não ultrapassa em média 50%,
dependendo do manejo adotado na área. Deste modo, metade do nitrogênio aplicado é
perdido via lixiviação, desnitrificação e volatilização (SANTOS; SILVA, 2002).
Conforme Döbereiner (1997) a agricultura no Brasil, e em especial as regiões dos
trópicos podem vir a ser dependentes da utilização de fertilizantes nitrogenados. Uma vez
que em grande parte destas áreas, o N pode ser perdido em função da rápida
decomposição da matéria orgânica, como consequência da elevada umidade do ar e
temperatura elevada, adequadas à decomposição, ou ainda a intempéries como as fortes
chuvas. Processo que acelera a decomposição, além de promover a erosão e maior
lixiviação de N, acarretando na contaminação de rios, lagos e lençóis freáticos.
Neste sentido a fixação biológica de N2 (FBN), realizada por alguns microrganismos
que habitam o solo, desponta-se como alternativa mais sustentável de fornecimento de N
para as plantas e redução de gastos com fertilizantes nitrogenados (VINHAL-FREITAS;
RODRIGUES, 2010). Em contexto amplo, a fixação biológica de nitrogênio contribui com a
Fey et al.
141
entrada de 65% do total deste nos sistemas, sendo superior a aplicação de fertilizantes
nitrogenados (25%) e fixação não biológica (10%) (HUNGRIA et al., 2007).
Diante desta situação, busca-se com este capítulo, ampliar o foco de uso das
bactérias diazostróficas na agricultura brasileira como uma alternativa para os agricultores
diminuírem seus custos de produção, aumentando a eficiência do N nos sistemas de
produção.
Processo de fixação biológica do nitrogênio
Ao avaliar o processo de FBN, Franche et al. (2009) descreve que este mecanismo é
muito complexo e não completamente elucidado, sendo explicado em vias gerais conforme
descreve a Equação 1. Alguns microrganismos que habitam o solo conseguem quebrar a
tripla ligação do N2 e convertê-lo em amônia (NH3) graças à ação das enzimas chamadas
dinitrogenase, com menor gasto de energia que o processo industrial, se tornando assim
mais sustentável ao ambiente (HUNGRIA et al., 2007).
N2 +16 MgATP + 8 e- + 8 H+ → 2NH3 + H2 + 16 MgADP + 16 Pi (1)
As bactérias com capacidade de converter N2 em (NH3) podem ser denominadas
como diazotróficas ou fixadoras de N2, as quais têm a capacidade de se associarem a
diferentes espécies de plantas. Estas bactérias também podem apresentar graus e
especificidades distintos, classificando-se como associativas endofíticas e simbióticas
(MOREIRA et al., 2010). Portanto, os estudos destas associações se destacam como sendo
de suma importância devido à contribuição das mesmas para o fornecimento de nitrogênio
em diferentes agroecossistemas, com retorno econômico e ambiental.
As bactérias diazotróficas podem promover o fornecimento de nitrogênio às plantas
tanto pela FBN como pela produção de substâncias que auxiliam o crescimento radicular
(MOREIRA et al., 2010; VOGEL et al., 2013). Entretanto, Rudnik et al. (1997) ressaltam que
este processo é regulado pela necessidade das bactérias fixadoras, variando em função da
espécie vegetal que está sofrendo a associação e do ambiente, uma vez que na presença
de amônio, a enzima nitrogenase, responsável pela redução do N2 é inativada.
Quanto à FBN, existem diferenças na fixação em plantas leguminosas e
monocotiledôneas. Em leguminosas (família Fabaceae), os rizóbios, ao entrarem em contato
nas raízes, induzem a formação de nódulos, favorecendo o processo de aproveitamento do
N2 por estes microrganismos, enquanto em monocotiledôneas (família Poaceae), o processo
de FBN não é tão eficiente como em leguminosas, pois a fixação se dá pelas bactérias que
vivem próximas às raízes ou no interior dos tecidos do vegetal, deste modo, implicam em
Fixação biológica de nitrogênio e efeitos do tratamento químico de sementes...
142
diferenças na eficiência do processo de FBN, ou seja, na quantidade de nitrogênio
disponibilizado às culturas (HARDARSON, 1993; CHI et al., 2005). Vogel et al. (2013)
ressalta que apesar de não substituir totalmente as necessidades de nitrogênio exigidas
pelas poáceas, a FBN para estas plantas é viável, pois auxilia na redução da quantidade de
N a ser aplicado e assim contribui com a busca de sistemas de produção agrícola
sustentável.
Atualmente, os inoculantes nacionais são direcionados para várias culturas dentre
elas a soja, o feijão, o milho e o trigo, entretanto, estas culturas apresentam bactérias
fixadoras especificas, isto é, que demonstram melhor capacidade de fixação de N,
melhorando o desempenho agronômico da cultura (HUNGRIA; VARGAS, 2000; GRAHAM;
VANCE, 2000; HUNGRIA et al., 2010; VOGEL et al., 2013).
Características gerais sobre inoculação
Neste contexto, devido à importância da FBN, a inoculação de bactérias
denominadas “diazotróficas” em sementes se tornou inovação tecnológica com ganhos
econômicos pelo fato de promover em algumas áreas a redução total, parcial e/ou melhor,
otimização do uso de fertilizantes nitrogenados para fabáceas e poáceas. Em soja, por
exemplo, segundo o último levantamento realizado em 2000 a inoculação resulta em
economia aproximada de 3 bilhões de dólares anuais ao país, quando se considera a
recomendação técnica de 240 kg de N para produção 3.000 kg ha-1 (SMITH, 1992;
HUNGRIA et al., 2000). Outro exemplo, Baldani et al. (2002) relatam que a inoculação em
arroz, com redução parcial de 25% da necessidade de N para esta cultura, resultaria em
economia de aproximadamente, 3 bilhões de reais/ano (custo médio da tonelada de uréia
R$ 1.200,00), de um total de 10 milhões de toneladas de adubos nitrogenados consumidos
anualmente para está cultura.
Sobre os métodos em disponibilizar as bactérias no sistema, Goulart (1998); Hungria
(2011) e Zilli et al. (2010a) descrevem que a inoculação sobre as sementes é a maneira
mais eficiente e conveniente que permite introduzir as bactérias fixadoras de N para a
superfície das sementes. Em fabáceas como soja e feijão, estas bactérias inoculadas irão
infectá-la, promovendo a produção de nódulos no sistema radicular, de forma que a planta
obtenha o nitrogênio necessário para o seu desenvolvimento, descrevendo como fixação
simbiótica (HUNGRIA et al., 2000). Com relação a fixação em poáceas e cereais, a
associação entre a bactéria diazotrófica e a planta é denominada comumente por fixação de
N2 associativa (KENNEDY et al., 2004). Apesar desta fixação não apresentar desempenho
tão significativamente como a simbiose em fabáceas, está fixação pode se tornar
importantes em termos globais quando considerar grandes extensões de áreas cultivadas
Fey et al.
143
com poáceas e cereais (MOREIRA et al., 2010). Dentro deste grupo podemos dividir em
dois grupos de acordo com Baldani et al. (1997), podendo ser endofíticos facultativos
(colonizam tanto a rizosfera como o interior das raízes) e os endofíticos obrigatórios
(colonizam apenas o interior das raízes). Entretanto, os inoculantes utilizados comumente
no mercado para disponibilizar bactérias associativas em poáceas destacam-se os
endofíticos facultativos como o gênero Azospirillum.
Vários veículos já foram testados com propósito de disponibilizar as bactérias sobre
as sementes de maneira mais eficiente, sendo utilizados alguns minerais, resíduos
industriais, além de polímeros naturais e sintéticos (DAZA et al., 2000; DENARDIN; FREIRE,
2000; BEN REBAH et al., 2002; BEN REBAH et al., 2007; FERNANDES JÚNIOR et al.,
2009). Entretanto, segundo Jardim Freire e Vernetti (1999) a utilização de inoculantes
líquidos e turfosos vêm se apresentando como as formas mais eficientes e práticas em
disponibilizar bactérias diazotróficas às plantas. Lupwayi et al. (2005) destacam ainda que a
turfa é considerada o veículo mais adequado, pois possibilita a manutenção do número de
bactérias viáveis, além de oferecer proteção física contra as adversidades do solo. No
entanto, o uso de inoculantes líquidos se destaca devido à facilidade de aplicação em
grandes culturas, facilitando a semeadura mecanizada (TITTABUTR et al., 2007;
ALBAREDA et al., 2008; LUPWAYI et al., 2005).
Zilli et al. (2010b) ressaltam que de acordo com a Legislação Brasileira, não há
restrição quanto à utilização de nenhum material como veículo de inoculante no Brasil,
desde que atenda as determinações técnicas do Ministério da Agricultura Pecuária e
Abastecimento (MAPA), a qual determina que estes materiais devem apresentar no mínimo
109 células viáveis por grama ou mililitro de produto até a data de seu vencimento, além de
fornecer no mínimo 600.000 células por semente, sendo que pesquisas indicam benefícios
na FBN de até 1.200.000 células por semente (SILVA; REIS, 2009; DENARDIN, 2010).
Fixação biológica de nitrogênio em soja
A soja (Glycine max (L.) Merrill) caracteriza-se por ser uma das culturas de maior
impacto econômico no mundo, o que se deve principalmente à utilização de seus grãos pela
agroindústria na produção de óleo vegetal, fabricação de rações para alimentação animal,
indústria química e de alimentos (COSTA NETO; ROSSI, 2000). Segundo Hungria et al.
(2001), o nitrogênio apresenta suma importância no desenvolvimento da cultura da soja,
lembrando que os grãos são ricos em proteínas, apresentando teor médio de 6,5% de N.
A FBN é uma característica importante por ser uma das fontes alternativas de
aquisição do nitrogênio sustentável para a cultura da soja, onde o N2 é convertido em NH4
pelas bactérias em simbiose às raízes da cultura (FRANCHE et al., 2009). No Brasil, as
Fixação biológica de nitrogênio e efeitos do tratamento químico de sementes...
144
taxas de fixação biológica de nitrogênio são estimadas entre 109 a 250 kg ha-1 de N,
equivalente entre 70% a 90% do N total acumulado pela planta de soja, podendo ser
observado o fornecimento de até 94 % do N requerido pelas cultivares mais produtivas de
soja, o que permite rendimentos superiores a 4.000 kg ha-1 (CAMPO; HUNGRIA, 1999;
HUNGRIA et al., 2006). Entretanto, diversos fatores inerentes entre a cultura da soja e a
bactéria afetam tais taxas, como os fatores físicos (temperatura, umidade, luz solar), e
genéticos e/ou nutricionais (ligados a planta), além da capacidade das estirpes de competir
e formar nódulo.
Dentre os microrganismos capazes de realizar o processo de FBN destacam-se as
bactérias do gênero Bradyrhizobium, as quais apresentam crescimento lento com tempo de
geração entre 7 a 13 horas em meio alcalino (SAHGAL; JOHRI, 2003). Apresentam forma
de bastonetes, são aeróbicas e Gram-negativas, necessitam de temperaturas entre 25 ºC a
30 ºC para seu desenvolvimento, sendo capazes de induzir a nodulação em leguminosas
tropicais e temperadas (ZAKHIA; LAUJUDIE, 2001; WILLEMS, 2006). Lopes et al. (1976) já
afirmavam na década de 1970 que este gênero se destaca, pois a soja apresenta alto grau
de especificidade em relação à bactéria que ela se associa, nodulando normalmente apenas
com a Bradyrhizobium japonicum e Bradyrhizobium elkanii.
As bactérias fixadoras N pertencentes ao grupo simbiótico se diferenciam de outras
bactérias diazotróficas, tais como as associativas e vida livre, devido a sua capacidade de
formar nódulos (SANTOS; REIS, 2008). Inicialmente, no solo ocorre troca de sinalizações
entre a planta e a bactéria hospedeira, na qual a planta libera compostos flavonóides pelos
exsudatos das raízes, induzindo o rizóbio à expressão de “operons” contendo genes “nod”
de forma altamente seletiva (AUSMEES et al., 2004). Estes genes codificam enzimas de
biossíntese e liberam fatores “Nod”, os quais são essenciais para o processo de infecção,
atuando no reconhecimento da planta e da bactéria (LÓPEZ-GARCÍA et al., 2002;
GRESSHOFF, 2003). Hungria et al. (2007) definem este processo de forma mais
simplificada, afirmando que ocorre um reconhecimento específico entre a bactéria e a planta
hospedeira, ocasionando a invasão dos rizóbios no tecido vegetal, resultando assim na
formação dos chamados nódulos.
De acordo com Fred et al. (1932) e Hungria et al. (2000) entre as décadas de 1930 a
1980 as bactérias que apresentavam alta capacidade em nodular a soja eram nomeadas de
Rhizobium japonicum. Entretanto, estas estirpes diferiam-se dos demais rizóbios por
apresentar crescimento lento e reação alcalina em meio de cultura que continha manitol
como fonte de carbono (CHUEIRE et al., 2003). Posteriormente, em 1982, diferenças
genéticas, bioquímicas e fisiológicas entre as diferentes estirpes deste grupo promoveram
nova classificação, reclassificando as bactérias com alta capacidade de fixação em soja
Fey et al.
145
para Bradyrhizobium japonicum (JORDAN, 1982; KUYKENDALL et al.,1992), mais
recentemente, com a descoberta de mais uma espécie, foram reclassificadas como
Bradyrhizobium japonicum e Bradyrhizobium elkanii (BARBARO et al., 2014).
Atualmente, dentre as espécies utilizadas em inoculantes comerciais com
capacidade de nodular a soja e desencadear o processo de FBN, destacam-se a
Bradyrhizobium japonicum com estirpes relacionadas ao Grupo I e Bradyrhizobium elkanii
com estirpes pertencentes ao Grupo II (KUYKENDALL et al., 1992). Ainda segundo estes
autores, as estirpes apresentam metabolismo diferenciado entre si, podendo influenciar na
quantidade de N fixado e acúmulo de matéria seca pela leguminosa.
No Brasil, atualmente dentre as estirpes utilizadas como inoculante, destacam-se na
espécie Bradyrhizobium japonicum as estirpes Semia 5079: CPAC 15 e Semia 5080:
CPAC 7, enquanto na espécie Bradyrhizobium elkanii são destacadas as estirpes Semia
587 e Semia 5019 (HUNGRIA; VARGAS, 2000; CHUEIRE et al., 2003). Entretanto, apesar
do gênero Bradyrhizobium apresentar alta capacidade de fixação de N2, existe grande
variabilidade entre as espécies e estirpes que nodulam a soja quando é avaliado a eficiência
no processo simbiótico, bem como a capacidade em competir com bactérias já
estabelecidas no solo (ARAÚJO; HUNGRIA, 1999). Minamisawa et al. (1993) destacam que
a espécie Bradyrhizobium japonicum tende a apresentar maior competitividade quando
comparado a Bradyrhizobium elkanii.
Hungria et al. (1998) afirmam que a B. japonicum, além de apresentar maior
nodulação e elevada taxa na fixação de N2, tende a promover maior rendimento às culturas
quando comparado a estirpes de Bradyrhizobium elkani. No entanto, vale ressaltar que a
competitividade entre espécies de bactérias pode sofrer influência de diversos fatores
externos. Suzuki et al. (2014) verificam que as estirpes de Bradyrhizobium japonicum
apresentam alta infecção e dominância nos nódulos por solos com baixas temperaturas (17
a 23 ºC), demonstrando efeito inverso a Bradyrhizobium elkanii, a qual apresenta melhor
adaptação em solos com altas temperaturas (27 a 33 ºC).
Apesar de haver diferenças em eficiência entre as duas espécies, vários benefícios
podem ser relatados com a utilização de B. japonicum e B. elkanii quando utilizados em
ação conjunta. De acordo com Araújo e Hungria (1999), em áreas com ausência desta
bactéria, a inoculação com estirpes de B. japonicum e B. elkanii além de aumentar o número
de nódulos em diferentes estádios vegetativos, promove maior rendimento e acúmulo de N
nos grãos. Tais condições demonstram assim alta capacidade em fixar nitrogênio, com
valores variando de 102,9 kg de N ha-1 a até 300 kg de N ha-1, dependendo do manejo
empregado, podendo assim substituir a utilização de fertilizante nitrogenado para a cultura
da soja (SMITH; HUME, 1987; HAROLD; FUDI, 1992; ALVES et al., 2006).
Fixação biológica de nitrogênio e efeitos do tratamento químico de sementes...
146
Alguns estudos vêm demonstrando resultados satisfatórios, a exemplo de Pereira et
al. (2010b) que destacam a inoculação como sendo capaz de influenciar de maneira positiva
características como a massa de matéria seca de raiz, altura da planta e produtividade da
soja. Sendo que em seus estudos foi constatado que a FBN supriu totalmente a
necessidade de nitrogênio exigida pela cultura. Embora em algumas situações tenha sido
observado que a aplicação de fertilizantes gera aumento na produtividade de grãos,
podendo chegar a 300 kg ha-1, estudos demonstram que ainda é economicamente inviável a
aplicação de nitrogênio na cultura da soja devido ao custo e benefício (PETTER et al.,
2012). Deste modo, verifica-se que a aplicação de nitrogênio suplementar não apresenta
benefícios econômicos que viabilizem a sua utilização no Brasil (ALVES et al., 2006;
MENDES et al., 2008), pelo contrário, prejudica a FBN (RUSCHEL et al., 1974; HUNGRIA;
VARGAS, 2000; MERCANTE; FRANCO, 2000; FAGAN et al., 2007; HUNGRIA et al., 2007;
FERNANDES JÚNIOR; REIS, 2008; BORTOLAN et al., 2009; DASTMALCHI;
DHAUBHADEL, 2014).
Não somente no Brasil já é comprovado que a utilização de bactérias fixadoras de N2
permite a não utilização de nitrogênio via adubação, mas também em outros países como a
Grécia já foi verificado que o rendimento da soja não é afetado pela adubação nitrogenada
em áreas onde as bactérias já se estabeleceram (SIMONIS; SETATOU, 1996). Hoque
(1993) ao estudar este efeito em regiões de Bangladesh encontrou resultados
demonstrando que a utilização de inoculante contendo bactérias do gênero Bradyrhizobium
promoveu aumento de 113% sobre rendimento da soja, em comparação a 49% de aumento
com utilização de uréia; deste modo, concluiu que a inoculação substitui totalmente a
necessidade de adubação nitrogenada (HOQUE, 1993). Segundo Alves et al. (2003), a
utilização de estirpes de Bradyrhizobium adequadas pode promover um sistema de FBN
eficiente, na qual as tentativas de aumento da produção através da adição de fertilizante
nitrogenado quase nunca são bem sucedidas.
Além da utilização de fertilizantes nitrogenados sobre a cultura da soja não beneficiar
economicamente o produtor, quando as sementes são inoculadas com bactérias B.
japonicum e B. elkanii, a utilização demasiada deste fertilizante ainda pode proporcionar
prejuízos à planta (ALBAREDA et al., 2009), como menor nodulação (YOUNG et al., 1988).
Segundo Hungria et al. (1998) a soja dispõe de grande quantidades de N fornecida via FBN,
sendo suficientes para seu completo desenvolvimento e produção satisfatória.
Ocasionalmente, observa-se que entre 10 a 12 dias após a emergência (DAE) a
cultura apresenta folhas com sinais de deficiência de N, pois nesta fase, as reservas
nutritivas das sementes estão sendo utilizadas na formação dos nódulos; constatação que
levou alguns estudos a sugerirem uma dose inicial de fertilizante nitrogenado ("dose de
Fey et al.
147
arranque") para auxiliar a planta a estabelecer mais rapidamente e, eventualmente, resultar
em rendimentos mais elevados, entretanto, esta dose inicial não apresenta efeito
significativo sobre o rendimento e a qualidade dos grãos (ALVES et al., 2003).
Segundo Ruschel et al. (1974) o efeito antagônico promovido pela utilização de N
mineral sobre a nodulação e a fixação N2 ocorre devido à redução na disponibilidade de
oxigênio para respiração nodular e da limitação de carboidratos ao metabolismo do nódulo.
Isto se deve provavelmente pela presença de nitrato e nitrito acumulado sobre os nódulos,
os quais podem inibir a fixação de nitrogênio e diminuem a atividade da nitrogenase,
reduzindo a disponibilidade de energia ao bactérióide (FAGAN et al., 2007). Da mesma
forma pode ocorrer ainda a redução da exsudação de flavonóides, sendo que estes são
responsáveis pela sinalização para a infecção da bactéria (FERNANDES JÚNIOR; REIS,
2008; DASTMALCHI; DHAUBHADEL, 2014). Segundo Mercante e Franco (2000) e Bortolan
et al. (2009) destacam a presença elevada de amônio como a principal responsável por
reprimir a indução do gene “nodD” e genes “nodABC”. Esta menor indução destes genes
tende a reduzir a fixação de nódulos, e assim consequentemente refletir em baixo
rendimento das plantas (HUNGRIA; VARGAS, 2000; HUNGRIA et al., 2007).
De fato, experimentos realizados por Hardarson et al. (1984) evidenciaram que a
utilização de fertilizante nitrogenados, precisamente com doses altas, em torno de
100 kg ha-1 de N, resultam em menor fixação de N2 pelas bactérias quando comparado a
doses menores, com 20 kg ha-1 de N.
Outro fator promovido pela utilização de fertilização nitrogenada é a redução no
número de nódulos, sendo que, autores como Young et al. (1988) observaram baixa
formação de nódulos em plantas de soja quando estas foram associadas a adubação
nitrogenada. Abdel Wahab e Abd-Alla (1996) avaliando o efeito das diferentes doses de
fertilizantes nitrogenados (0; 16; 32; 64 e 128 kg ha-1 N) sobre duas cultivares de soja,
verificaram que a nodulação e o crescimento da planta aumentou significativamente a
medida que o N foi aplicado em doses baixas. Resultados semelhantes foram encontrados
por Novo et al. (1999), que mencionam a adubação nitrogenada como capaz de afetar
negativamente o processo de nodulação e a fixação simbiótica de nitrogênio.
Deste modo, verifica-se que a inoculação da soja proporciona melhor relação
custo/benefício que a adubação com fertilizantes sintéticos, aumentando a produção de
grãos, e consequentemente elevando a competitividade da soja brasileira no agronegócio
internacional (MENDES, 2007).
Fixação biológica de nitrogênio e efeitos do tratamento químico de sementes...
148
Fixação biológica de nitrogênio em feijão
O Brasil é o terceiro maior produtor e também o maior consumidor de feijão
(Phaseolus vulgaris) do mundo, tendo o estado do Paraná como maior produtor nacional
(CONAB, 2014). As sementes ou grãos desta espécie se caracterizam como importante
fonte de proteína vegetal e de minerais, fazendo com que o feijão seja o alimento básico
para a população brasileira (MAPA, 2014).
Em um contexto geral, a utilização de inoculante do grupo rizóbio em plantas
leguminosas pode ser uma alternativa na substituição do nitrogênio devido à capacidade de
realizar a fixação biológica tal qual ocorre na soja (VLASSAK et al., 1996). Entretanto,
autores como Melo et al. (2010) e Zilli et al. (2008) destacam que apesar de o feijão
apresentar ampla capacidade de FBN, não são observados efeitos a campo com a utilização
de inoculantes. Neste sentido muitos fatores justificam a queda de desempenho das
bactérias fixadoras associadas a esta planta, principalmente relacionado ao baixo aporte
tecnológico e à baixa especificidade na nodulação que comprometem a eficiência e sucesso
da FBN em feijão.
Segundo Melo e Zilli (2009), diversas bactérias do gênero Rhizobium e dos gêneros
Azorhizobium, Burkholderia, Bradyrhizobium, Mesorhizobium, Sinorhizobium, dentre outros,
apresentam capacidade em nodular e estabelecer simbiose com o feijão. Deste modo, a
baixa especificidade desta planta em selecionar bactérias simbiontes, destaca-se como o
fator limitante na exploração tecnológica da FBN, uma vez que as bactérias com baixa
capacidade de nodular e em grande proporção numérica no solo já estão estabelecidas.
Consequentemente este mecanismo podem fazer com que ocorra competição pelos sítios
ativos da planta, o que é refletido na eficiência da inoculação e na produção final (HARA;
OLIVEIRA, 2007).
A espécie recomendada para produzir inoculantes para cultura do feijoeiro produzido
no Brasil é o Rhizobium tropici, o qual apresenta elevada adaptação nas condições dos
solos tropicais, demonstrando resistência a altas temperaturas, acidez do solo e elevada
competitividade. Ou seja, apresenta capacidade de formar grande quantidade de nódulos no
feijão e apresentar dominância sobre rizóbios nativos presente no solo (MARTINEZ-
ROMERO et al., 1991; VLASSAK et al., 1996; HUNGRIA et al., 2003). Castellane e Lemos
(2007) citam que dentre as estirpes de Rhizobium tropici comercializadas na forma de
inoculante destacam-se a SEMIA 4077 (CIAT 899) e SEMIA 4080 (PRF 81), sendo que
estas não se diferenciam entre si em relação à produtividade e número de nódulos. No
entanto, segundo Ferreira et al. (2000) outras estirpes como a CIAT 899 apresentam bom
desempenho na nodulação.
Fey et al.
149
O uso de Rhizobium tropici pode resultar em vários benefícios sobre rendimento em
plantas de feijão, podendo em algumas situações aumentar a produtividade em até 35%,
equivalente a uma aplicação de 50 kg ha-1 de N mineral (MARTINS et al., 2003). Novo et al.
(1999) e Hungria e Vargas (2000) relatam que a nodulação nas raízes em fabáceas
apresenta alta capacidade em suprir totalmente ou parcialmente a necessidade de N pelas
plantas. Entretanto, conforme a quantidade de N mineral aplicado sobre as áreas com a
cultura do feijão inoculadas com Rhizobium tropici. Este nutriente pode influenciar sobre a
eficiência da inoculação e afetar a FBN, consequentemente prejudicando a simbiose planta-
bactéria e comprometendo a produção devido ao efeito negativo do N mineral sobre a
nodulação (BASSAN, 2001; ROMANINI JÚNIOR et al., 2007).
De acordo com Pinto et al. (2007), apesar da utilização de inoculante contendo
Rhizobium tropici sobre a cultura do feijoeiro não substituir totalmente a necessidade de N
requerida pela cultura, sua utilização pode melhorar o aproveitamento total do nitrogênio.
Pelegrim et al. (2009) descreve que o uso de Rhizobium tropici das estirpes SEMIA 4077 e
CIAT 899 acrescida de 20 kg ha-1 de N apresenta produção equivalente quando comparado
em áreas com 160 kg ha-1 de N com apenas bactérias nativas, isto é, possibilita a redução
de 140 kg ha-1 de N, sem alteração no rendimento, proporcionando acréscimo na receita
liquida do produtor.
Araújo et al. (2007) destacam que a utilização de Rhizobium tropici sem presença de
N mineral, além de reduzir em 100 kg ha-1 a necessidade de adubação nitrogenada sem
alterar o rendimento produtivo, promove maior fixação de N e maior número e massa de
nódulo por planta quando comparado com a utilização de somente N mineral, ressaltando
ainda que os melhores desempenhos sobre o comprimento de vagem, número de grãos por
vagem e número de vagens por planta foram obtidos na ausência ou baixa disponibilidade
de N mineral.
Ressalta-se que para ocorrer o sucesso da FBN na cultura do feijão, em especial a
realizada pela bactéria Rhizobium tropici, é necessário avaliar fatores externos para
promover ambiente propício ao desenvolvimento deste rizóbio, como acidez do solo
(CAMPANHARO et al., 2010), temperatura (FERREIRA et al., 2000), N mineral (MOURA et
al., 2009), dentre outros.
Fixação biológica em monocotiledôneas
Martins et al. (2000) descreveram que em condições edafoclimaticas satisfatórias, a
fertilidade é considerada o fator mais determinante na produção agrícola, sendo que o
nitrogênio é o mineral mais consumido pelas espécies pertencentes à família Poaceae
(BODDEY et al., 1998). Este elemento participa em praticamente todo o metabolismo das
Fixação biológica de nitrogênio e efeitos do tratamento químico de sementes...
150
plantas, principalmente na composição de aminoácidos, proteínas, aminas, amidas, purinas,
alcalóides, coenzimas, vitaminas e pigmentos, além de interferir diretamente na fotossíntese
(BUSTAMANTE et al., 2006; MALAVOLTA, 1980).
Por outro lado, o N é o elemento com maior abundância na atmosfera, compondo
78% do total dos gases, estando em forma predominante em N2. Chi et al. (2005) destacam
que em fabáceas ocorre à formação de estruturas denominadas nódulos, na qual se
procede a fixação biológica de nitrogênio por bactérias simbióticas, deste modo, ocorre a
quebra de N2 para NH4, elemento assimilável pela planta (HUNGRIA et al., 2007; FRANCHE
et al., 2009). No entanto, segundo Hungria (2011), o mecanismo de fixação biológica em
gramíneas é diferenciado por ser formado de bactérias endofíticas ou associativas, nas
quais o complexo dinitrogenase promove a conversão do N2 em amônia. No entanto,
quando comparado às bactérias simbióticas, as associativas excretam somente parte do
nitrogênio fixado diretamente para a planta associada, deste modo, é importante salientar
que o processo de fixação biológica por estas bactérias consegue suprir apenas parte da
necessidade de N pela planta, sendo necessária adubação nitrogenada complementar.
Ressalta-se que a aplicação de fertilizantes nitrogenados se desponta como a
alternativa mais utilizada em grande escala para disponibilizar N às plantas, no entanto,
geralmente apresenta custo elevado (SANCHEZ, 1982; NOTTON, 1998). Visando maximar
a produção agrícola e reduzir os custos com adubação nitrogenada, o uso de insumos
biológicos especialmente com bactérias diazotróficas, torna-se alternativa viável,
promovendo redução do impacto ambiental e auxiliando na sustentabilidade do sistema
agrícola (BASHAN; BASHAN, 2005; HUNGRIA et al., 2007).
Hungria (2011) destaca que as bactérias promotoras de crescimento de plantas se
caracterizam por apresentarem capacidade de colonizar a superfície de raízes, rizosfera e
tecidos internos dos vegetais, apresentando benefícios à cultura. Atualmente, dentre os
estudos encontrados a respeito de bactérias com capacidade de se associar com poáceas,
prevalece o gênero Azospirillum, especialmente a espécie Azospirillum brasilense.
O gênero Azospirillum é caracterizado por conter bactérias gram-negativas, de vida
livre, metabolismo de carbono e nitrogênio bastante versáteis, alta competitividade durante
os estágios de colonização, e por utilizarem para seu metabolismo fontes de nitrogênio
como amônia, nitrato, nitrito, nitrogênio molecular e aminoácidos. Desta forma, por ser
considerado uma bactéria endofítica facultativa, disponibilizam nitrogênio tanto para o solo,
quanto no interior da planta, além de apresentar ótimo desenvolvimento com temperaturas
variando entre 28 e 41 ºC (ECKERT et al., 2001; TRENTINI, 2010).
Dentre as espécies pertencentes a este grupo, Hungria et al. (2010) destacam a
espécie Azospirillum brasilense por apresentar maior variedade de estudos, uma vez que
Fey et al.
151
esta bactéria apresenta resultados satisfatórios quando associados a plantas da família
poáceae. Estudos mostram que o uso desta bactéria associada a pequenas doses de
nitrogênio tem demonstrado alta eficácia tanto em relação a aspectos morfológicos quanto
em produtividade, com resultados semelhantes a tratamentos com altas doses de nitrogênio
(VOGEL et al., 2013). Segundo Hungria (2011) estima-se que a inoculação de Azospirillum
possa resultar em uma economia de 2 bilhões de dólares por ano, sendo que as estirpes
AbV5 e AbV6 da espécie A. brasilense se destacam como as mais utilizadas em inoculantes
comerciais com capacidade de fixar nitrogênio em poáceas, conforme demonstrado com
pesquisas em milho (SAIKIA et al., 2007; REIS JUNIOR et al., 2008; HUNGRIA et al., 2010;
BRACCINI et al., 2012), trigo (SANTA, et al., 2008; PICCINI et al., 2011; PICCINI et al.,
2013), arroz (EL-KHAWAS; ADACHI, 1999; KUSS et al., 2007b; SABINO et al. (2012) e
pastagens (OLIVEIRA et al., 2007; GUIMARÃES et al., 2011a).
A espécie Azospirillum brasilense tem demonstrado resultados satisfatórios, pois
quando presentes em quantidades apropriadas promovem a produção de ácido indol-
acético (AIA), giberilinas e citocininas que estimulam o crescimento vegetal, principalmente
no sistema radicular da planta (TIEN et al. 1979; REIS JUNIOR et al., 2008; VOGEL et al.,
2013). De acordo com Okon e Labandera-Gonzalez (1994), Dobbelaere et al. (1999) e
Perin et al. (2003), a produção de hormônios vegetais estimula modificações em algumas
características morfológicas da raiz, promovendo aumento no comprimento e ramificação
do sistema radicular, e ainda melhorias na formação de pêlos radiculares e na taxa de
raízes secundárias, refletindo no aumento da área superficial da raiz, e desta forma,
refletindo na arquitetura da planta e na produtividade final.
Para Cavallet et al. (2000) a busca por elevado rendimento na cultura do milho, faz
com que seja necessário alta dose de insumos, principalmente no que se refere a adubos
nitrogenados. Logo, o uso de inoculantes a base de A. brasilense se destaca devido aos
benefícios advindos sobre o desenvolvimento desta planta, no que se refere principalmente
a sua arquitetura e produtividade (BRACCINI et al., 2012). Atualmente, a interação entre
esta bactéria e a cultura do milho tem demonstrado vários resultados positivos relacionados
ao aumento da matéria seca, maior porte, elevada produtividade e maior acúmulo de
nitrogênio, maior absorção de nutrientes e água, além de apresentar maior tolerância a
estresses de maneira geral (REIS JUNIOR et al., 2008; DOBBELAERE et al., 2001 e 2003;
BASHAN et al., 2004; WAGATSUMA et al., 2012).
Segundo Hungria et al. (2010) referente ao rendimento de grãos, o uso A. brasilense
demonstra promover aumento de 16% a 30% na cultura do milho, além que Cavallet et al.
(2000) relatam aumento de 17% na produtividade de grãos de milho com a inoculação, ou
seja, passando de 5211 kg ha-1 para 6067 kg ha-1, promovendo ainda aumento de 16% no
Fixação biológica de nitrogênio e efeitos do tratamento químico de sementes...
152
comprimento médio das espigas. A ação da bactéria promove melhor aproveitamento deste
mineral, demonstrado aumento de 24% a 30% na produtividade de milho com o uso de A.
brasilense e nitrogênio em comparação à adubação nitrogenada isolada, podendo elevar o
rendimento de 662 a 823 kg ha-1 quando utilizada a mesma dose de N com inoculante
(FERREIRA et al., 2013).
No entanto, Hungria (2011) relata que tais resultados benéficos mencionados
anteriormente vão além da simples fixação biológica de nitrogênio, sendo reflexos do
aumento da superfície sistema radicular da planta, o que se deve à inoculação. Pois, além
de modificar a morfologia da planta, promove aumento nas radicelas e do diâmetro das
raízes laterais e adventícias, promovendo aumento no volume de substrato explorado
(CAVALLET et al., 2000; SAIKIA et al., 2007).
Na cultura do trigo, o nitrogênio é o macronutriente mais limitante na produtividade,
pois afeta claramente o número de perfilhos, além de ser essencial na fase de formação dos
nós durante o estágio de alongamento (SALA et al., 2007). A utilização de A. brasilense em
trigo demonstra vários benefícios, principalmente visando à redução na aplicação de
nitrogênio. Mendes et al. (2011) e Piccinin et al. (2011) verificam que o uso da bactéria em
trigo via tratamento de sementes apresenta eficiência agronômica satisfatória,
principalmente visando a redução parcial de adubação nitrogenada em cobertura. Tais
autores relatam que a inoculação demonstrou capacidade de reduzir em 50% a necessidade
de N em cobertura, apresentando ainda maior produtividade quando comparado a dose de
100 kg ha-1 N; de fato, os melhores resultados foram obtidos com 50 kg ha-1 N associado à
bactéria diazotrófica A. brasilense.
Estes resultados reforçam a hipótese da confirmação de que a inoculação com A.
brasilense na cultura do trigo tem capacidade de reduzir parcialmente a necessidade de N
em cobertura sem alterar as características produtivas (PICCININ et al., 2013a; VOGEL et
al., 2013). Independente do tipo de inoculante utilizado (líquido ou turfoso) quando seu uso é
associado à dose parcial de N, tem sido observado maior peso hectolitro dos grãos, com
valores acima de 78 kg hL-1 (PICCININ et al., 2013b). Tais condições ressaltam que este
valor enquadra o trigo como do tipo 1, maior valor na comercialização (COSTA et al., 2008).
Estudos demonstram que a inoculação de A. brasilense promove aumento no
acúmulo de N no grão, altura da planta, área foliar e massa seca da parte aérea,
proporcionando maior produtividade, especialmente na presença de N do fertilizante em
dose parcial a recomendada para a cultura (SANTA et al., 2004; SALA et al., 2007;
DARTORA et al., 2013). Tais resultados obtidos com o uso de inoculante para poáceas são
satisfatórios, pois a fixação biológica por bactérias promotoras de crescimento, além de
fornecer maiores quantidades de N a planta, elevam a área fotossintética e proporcionam
Fey et al.
153
aumento na quantidade de reservas acumuladas para translocação e enchimento de grãos
(ASSENG; VAN HARWAARDEN, 2003).
Outro fator que pode afetar beneficamente a estrutura da planta é o aumento do
sistema radicular ocasionado pelo A. brasilense (VOGEL et al., 2013). Tal fato é explicado
devido a estes microrganismos apresentarem elevada capacidade em estimular aumento da
densidade e no comprimento de raiz, além de influenciarem na taxa de aparecimento de
raízes laterais, proporcionando maior área de contato (RADWAN et al., 2004). Egorenkova
et al. (2000) descrevem que durante os estágios iniciais de colonização das células de A.
brasilense, verifica-se que a adsorção das cepas aos pêlos radiculares é maior nas
primeiras horas após a infecção. Este processo reflete em rápido estabelecimento da
bactéria na superfície do sistema radicular desta planta, acarretando em alterações
benéficas nos primeiros estádios de desenvolvimento. Consequentemente, potencializa o
aproveitamento de água e nutrientes, refletindo em maior desempenho da planta (BALDANI
et al., 1997).
Para cultura do arroz, a utilização de A. brasilense demonstra elevado potencial para
fixação biológica de N, contribuindo em para o desenvolvimento da planta, tais como
germinação, incremento no número de perfílhos, aumento no comprimento da parte aérea,
comprimento radicular (VALAZCO; CASTRO, 1999; RAMAMOORTHY et al., 2000; KUSS et
al., 2007a). Curá et al. (2005) verificaram efeitos positivos com a inoculação, sendo que aos
20 DAS ocorreu aumento na produção de massa verde e seca de arroz associado à
bactéria. Sabino et al. (2012) relatam que a inoculação associada a 50 kg ha-1 de nitrogênio
proporcionou maiores acúmulos de biomassa em plântulas de arroz.
Com relação à produtividade, o uso de A. brasilense tem demonstrado ser alternativa
promissora para o arroz, sendo que em determinadas situações ocorre aumento nos
rendimentos entre 34% e 80% quando comparado a sua ausência da inoculação (EL-
KHAWAS; ADACHI, 1999). Kuss et al. (2007b) verificaram que a utilização desta bactéria
com ausência de nitrogênio teve maior produção comparado ao tratamento com 120 kg ha-1
de N, reduzindo em até 100% a necessidade da adubação nitrogenada. De acordo com
estes mesmos autores, se a inoculação suprir 20% da necessidade de fertilizante
nitrogenado nas áreas de orizícola, a redução dos custos com uréia é de R$ 40,80 ha-1
(equivalente a US$ 18,05 ha-1), sendo que o custo relacionado ao inoculante (R$ 6,50 ou
US$ 2,87). Desta forma, se obtém lucro líquido de R$ 34,30 ha-1 (US$ 15,17 ha-1). Estas
informações colaboram com Bashan (1999), os quais citam que o uso de A. brasilense na
cultura do arroz pode reduzir os gastos da produção.
Em relação às pastagens forrageiras, ocorrem benefícios com o uso de A.
brasilense, de forma que esta bactéria fornece incremento aproximado de 40 kg N ha-1 ano-1
Fixação biológica de nitrogênio e efeitos do tratamento químico de sementes...
154
e aumento na matéria seca (MS) em estudos realizados sobre as espécies Pennisetum
americanum, Panicum maximum e Digitaria decumbens (OKON; LABANDERA-GONZALES
1994). Fallik e Okon (1996) e Itzigsohn et al. (2000) destacam aumento no crescimento da
panícula e na MS de espécies forrageiras. Em estudos buscando o efeito desta bactéria
sobre pastagem de Panicum maximum, Bouton e Zuberer (1979) relatam que aos 24 dias
após a inoculação as plantas apresentaram maior quantidade de massa seca, com valores
de 4,18 g planta-1, demonstrando este ser superior quando comparado aos 3,04 g planta-1 do
tratamento controle.
Oliveira et al. (2007) avaliando a utilização de inoculante em Brachiaria brizantha cv.
Marandu verificaram que somente inoculação apresentou desempenho superior quando
comparado à ausência de inoculante e de N. Estes resultados proporcionaram assim
aumento prolongado no pastoreio e elevando o perfilhamento nos estágios iniciais da
forrageira sem necessidade de recorrer a altas taxas de fertilizantes. O uso da bactéria
diazotrófica além de promover aumento na altura das pastagens quando comparado às
plantas com ausência da bactéria, demonstrou aumento em torno de 10% nos níveis de N
nas folhas (GUIMARÃES et al., 2011a; GUIMARÃES et al., 2011b).
Fatores envolvidos no desempenho das bactérias fixadoras de nitrogênio
Acidez do solo
Em grande parte dos solos brasileiros, especialmente em regiões tropicais, os
elevados índices pluviais fazem com que ocorra lixiviação de cátions solúveis em água,
principalmente de cálcio (Ca), magnésio (Mg) e potássio (K). A alta concentração de H+
oriundo da mineralização por microrganismos associado com a retirada de cátions via
lixiviação promove a liberação de alumínio (Al), manganês (Mn) e ferro (Fe). Estes então
ficam retidos nas cargas negativas do solo, proporcionando condições de acidez (MARSH;
GROVE, 1992; ECHART; CAVALLI-MOLINA, 2001; TANG et al., 2003). Watkin et al. (2000)
destaca que a acidez do solo pode influenciar negativamente o desenvolvimento das
plantas, bem como no desempenho de bactérias fixadoras de nitrogênio, uma vez que as
bactérias microssimbiontes e associativas são sensíveis aos reflexos promovidos pela ação
do pH.
O baixo pH além de restringir na produtividade da soja, afeta negativamente a
sobrevivência e o crescimento das bactérias diazotróficas (CLINE; KAUL, 1990). Segundo
Lapinskas (2007) vários trabalhos mostram correlação entre as bactérias diazotróficas e o
pH do solo, sendo que em um contexto geral, solos com pH em torno de 5,0 a 6,5
apresentam boa eficiência no desenvolvimento de bactérias fixadoras. Entretanto, vale
Fey et al.
155
salientar que alterações bruscas no pH do solo afetam diretamente sobre a fixação biológica
de nitrogênio por bactérias.
De acordo com Indrasumunar et al. (2011) e Taylor et al. (1991), na cultura da soja o
pH entre 5,0 a 6,8 apresenta amplo desenvolvimento das estirpes de Bradyrhizobium spp.,
Neste sentido, a queda do pH pode ocasionar diminuição do crescimento de algumas
estirpes simbióticas, na qual o pH 4,5 promove redução no número de determinadas
estirpes. Deste modo, pode ser observada menor capacidade de nodulação. Tal fator se
deve a interferência das altas concentrações de íons H+ na troca de sinais moleculares entre
as bactérias simbióticas e a estrutura radicular da planta (HUNGRIA; VARGAS, 2000).
Segundo Hungria e Stacey (1997) os solos com pH baixo cultivado com soja e feijão
apresentam menor produção do gene “Nod” quando comparado à áreas com pH 5,8.
Além da acidez ser problema complexo para FBN devido a elevada presença de íons
H+, a redução do pH para valores menores que 5 promove toxidez por Fe e Al (TANG et al.,
2003). Segundo Echart e Cavalli-Molina (2001), elevada concentração de Al3+ atua como
forte inibidor da simbiose, pois sua ação tóxica promove inibição do crescimento radicular da
planta, na qual há redução das raízes e dos pêlos radiculares, o que afeta diretamente o
processo de infecção e formação de nódulos.
Uma das alternativas eficientes de diminuição da acidez do solo é a prática da
calagem, a qual além de elevar o pH, disponibiliza maior quantidade de Ca para as plantas e
bactérias (JORIS et al., 2013). Em contexto amplo, a calagem também é capaz de reduzir a
toxicidade de Al e Mn, bem como aumentar a disponibilidade de Ca (CAIRES et al., 2004).
Segundo Idrasumunar et al. (2011) esta prática de manejo além de proporcionar maior
produtividade, aumenta o número de nódulos e massa fresca na planta. Silva et al. (2002)
verificam que a calagem promove maior simbiose em plantas de soja, aumentando a
quantidade e o número de nódulos. Entretanto, o mesmo autor ressalva que níveis elevados
de calcário podem apresentar efeito prejudicial sobre a simbiose, indicando necessidade de
controle da calagem, preferencialmente parcelando doses elevadas em diferentes épocas
de aplicação.
Tratamento de sementes
O tratamento de sementes com fungicidas e inseticidas se caracteriza como prática
que visa assegurar o estabelecimento da cultura mediante controle de patógenos e insetos-
praga (MACHADO, 2000; BRADLEY, 2008). Entretanto, apesar dos benefícios advindos
desta tecnologia, o tratamento de sementes associado à inoculação com bactérias
diazostróficas pode interferir na relação simbiótica planta-rizóbio, comprometendo o seu
desenvolvimento e sobrevivência e consequentemente reduzindo a nodulação e a FBN,
Fixação biológica de nitrogênio e efeitos do tratamento químico de sementes...
156
além de influenciar na produtividade final (CAMPO; HUNGRIA, 2000; CAMPO et al., 2003;
ANNAPURNA, 2005). Desta forma, verifica-se a ocorrência de elevada taxa de mortalidade
de células de Bradyrhizobium ocasionadas pelo tratamento de sementes, reduzindo o
número de nódulos, e consequentemente, reduzindo a produtividade (HUNGRIA et al.,
2001).
Avaliando a toxicidade dos produtos sobre as bactérias diazostróficas, alguns
fungicidas e inseticidas podem gerar 80% de mortalidade (HUNGRIA et al., 2007). Pereira et
al. (2009) estudando a cultura da soja, demonstrou que o uso de fludioxonil + metalaxil-m
tem promovido redução nos números de nódulos em aproximadamente 18%, podendo
chegar a até 43,4% de células de Bradyrhizobium spp. quando comparado a sementes de
soja não tratadas quimicamente. Dentre as possíveis causas da diminuição no número de
nódulos na soja, há redução do número de unidade formadora de colônias (UFC) de
Bradyrhizobium spp. Campos et al. (2006) relatam que a aplicação de tratamento de
sementes pode reduzir em 50% a UFC quando aplicado três meses antes da inoculação, e
78% da UFC quando as sementes são tratadas quimicamente no dia da inoculação da
bactéria.
O uso de Carbendazin associado ao Thiram pode reduzir o número de nódulos em
soja na ordem de 45,8%, podendo chegar a 57,8%, além de ocasionar redução em 26% em
massa seca dos nódulos, quando comparado a sementes não tratadas quimicamente
(PEREIRA et al., 2010a; COSTA et al., 2013). Outro fator a ser mencionado descreve a
mortalidade das células bacterianas ocasionadas por este ingrediente ativo, podendo chegar
a 53% após 24 horas (CAMPO; HUNGRIA, 1999). Campos et al. (2006) descrevem que
Carbendazin + thiram reduziu em 93% a UFC de Bradyrhizobium spp., sendo superior a
outros tratamentos como fludioxonil + metalaxil-m e carboxin + thiram. Segundo Zilli et al.
(2009) o tratamento químico associado ao inoculante, além de diminuir em 50% o número
de nódulos quando comparado ao uso de inoculante somente, reduziu o rendimento em
grãos em até 700 kg ha-1.
Revellin et al. (1993) destaca que outros produtos usados em tratamento de
sementes, dentre eles o metalaxil, podem reduzir o número de células viáveis de
Bradyrhizobium japonicum em 61% em 1 hora após a inoculação das sementes. Dunfield et
al. (2000) destaca o tratamento de sementes com Captan, em que aplicação crescente do
ingrediente ativo reduziu as UFC de Bradyrhizobium spp. de forma significativa.
As Tabelas 7.1 e 7.2 evidenciam o uso de tratamento de sementes com fungicidas e
inseticidas sobre o efeito na estabilização da bactéria e formação de nódulos, o que acaba
refletindo na baixa fixação de N pelos nódulos, reduzindo o desempenho agronômico da
planta. As combinações de Benomil + Thiram; Carbendazin + Captan e Thiram + Carboxin
Fey et al.
157
promovem mais de 40% de redução na nodulação da soja (CAMPO et al., 2009). Segundo
este mesmo autor, as combinações mais tóxicas resultam em diminuições de 70% a 88% na
nodulação, com destaque às misturas tiabendazol + tolilfluanida (88%) e tiabendazol +
Captan (87%).
A falta de pesquisa relacionando a interação entre uso fungicida e inseticida
utilizados no de tratamento de sementes em poáceas e cereais com as bactérias
associativas, especialmente com Azospirillum brasilense, ainda são escassos. Desta forma,
dificultando à busca de melhorias na eficiência da FBN. Gallori et al. (1991) verificam que
apesar de não ser possível chegar a consenso sobre os efeitos do uso de substâncias
tóxicas sobre a A. brasilense, uma vez que as informações disponíveis são insuficientes,
estudos promissores demonstram que o uso de pesticidas, dentre eles captan e thiram
utilizados de forma individual ou conjunta, afetam drasticamente a sobrevivência e a
viabilidade da célula bacteriana, reduzindo a atividade da nitrogenase em A. brasilense.
Tabela 7.1 Redução (%) no número de células inoculadas de Bradyrhizobium na superfície da semente de soja 2 h e 24 h após o tratamento com fungicidas, em relação ao controle (não tratado recebendo apenas inoculante)
Active ingredients 2 h 24 h
Benomyl+Captan 62 82
Benomyl+Thiram 41 64
Benomyl+Tolylfluanid 47 81
Carbendazin+Captan 60 87
Carbendazin+Thiram 64 83
Carbendazin+ Tolylfluanid 71 95
Carboxin+Thiram 49 81
Difenoconazole+ Thiram 62 90
Thiabendazole+ Captan 28 90
Thiabendazole+ Thiram 24 87
Thiabendazole+ Tolylfluanid 20 95
Fonte: Campo et al. (2009)
Tabela 7.2 Efeitos do tratamento de sementes com inoculantes Bradyrhizobium e fungicidas na nodulação (número de nódulos de plantas-1) e N total acumulado na parte aérea (TNS, mg N planta-1) e redução (%) em relação aos parâmetros em relação ao controle
Tratamentos Nodulação N Total de parte aérea
No. Redução Conteúdo N Redução
Non-inoculated control 0,0 -- 3,4 --
Inoculated 14,3 -- 164,4 --
I+Benomyl+Thiram 10,5 26,6 148,2 9,9
I+Benomyl+Captan 12,0 16,1 162,8 1,0
I+Thiabendazole+Captan 12,5 12,6 132,6 19,3
C. V.(%) 17,6 -- 14,5 --
Fonte: Campo et al. (2009)
Fixação biológica de nitrogênio e efeitos do tratamento químico de sementes...
158
Produtos como captan, em um contexto geral, quando utilizados em concentrações
recomendadas, fazem com que as bactérias nitrificantes e as bactérias diazotróficas
aeróbicos sejam afetadas negativamente. Neste sentido, o seu efeito é fortemente
correlacionado com a dose do fungicida, deste modo, as aplicações frequentes de Captan
podem resultar em níveis elevados deste fungicida de solo, afetando negativamente a
disponibilidade de nitrogênio via fixação biológica, além de modificar o equilíbrio microbiano
do solo (MARTINEZ-TOLEDO et al., 1998).
Outros agrotóxicos utilizados no tratamento de semente mostram efeito sobre o
desenvolvimento de plantas quando inoculadas com FBN. O triadimenol em associação com
A. brasilense proporciona redução no comprimento da parte aérea, hipocótilo e número de
raiz (RAPIM et al., 2012). No entanto, vale ressaltar que os objetivos destes estudos visam
principalmente a escolha de produtos que apresentam menor efeito tóxico sobre o
desenvolvimento da bactéria. Pereyra et al. (2009) destaca que o uso de produtos a base de
tebuconazole não afetam significativamente o desenvolvimento celular durante seu
crescimento exponencial até as 14 horas após a inoculação, quando as bactérias atingiram
as melhores condições metabólicas para interagir com o sistema radicular e o colonizá-lo.
Pozo et al. (1994) e Gomez et al. (1999) relatam que o uso mancozeb, maneb,
profenofos e diazinon não afetaram o desenvolvimento das bactérias diazotróficas em
plantas de soja, mostrando que alguns grupos microbianos podem tolerar determinadas
doses destes fungicidas. Dartora et al. (2013) relatam que o uso do fungicida fludioxonil-
metalaxyl e dos inseticidas deltamethrin e pirimifós-metil não afetam os estágios iniciais no
desenvolvimento de plântulas de milho e trigo, sendo compatíveis com a inoculação de A.
brasilense.
No entanto, apesar dos problemas advindos do tratamento de semente a bactérias, é
necessário que se busquem mais pesquisas em torno de alternativas a este problema,
principalmente com relação à produção de inoculantes com bactérias eficientes sem causar
perda de viabilidade das bactérias.
Perspectivas para futuro
O conhecimento e as tecnologias existentes atualmente no cenário agrícola mundial
têm muito a promover no que se refere a melhorias sobre a FBN, sendo que o uso de
inoculantes de alta qualidade e o esclarecimento sobre o uso e benefícios da inoculação
com bactérias fixadoras de N pode contribuir significativamente para o desenvolvimento de
vários países (HAROLD; FUDI, 1992). Segundo Shantharam e Mattoo (1997) os esforços
das pesquisas para melhorar a FBN estão sendo aplicados tanto na área de produção
vegetal, pela prática de melhoramento de plantas, como na área de microbiologia do solo.
Fey et al.
159
Enquanto são realizadas seleções de bactérias nodulantes eficazes e melhorias nas
técnicas de aplicação de inoculantes, a busca de genótipos de plantas que se adaptam a um
determinado inoculante também precisa ser realizada constantemente (DOYLE, 2011).
Dentre as problemáticas existentes no meio agrícola, alguns fatores podem interferir
futuramente no sucesso da FBN (BEATTY; GOOD, 2011). Para soja, alguns trabalhos
sugerem atenção a determinadas práticas de manejo realizadas, como no caso da
inoculação e reinoculação de sementes com Bradyrhizobium japonicum e Bradyrhizobium
elkanii onde há indícios de que as populações destas bactérias quando estabelecidas em
uma determinada área se apresentariam como principal entrave para a introdução de novas
cepas mais eficientes. Visto que espécies apresentam alto grau de competitividade e
especificidade quando comparado a outras espécies, levantando dúvidas sobre os
benefícios desta prática neste presente momento (BHATTACHARJEE et al., 2008).
Com relação às perspectivas para o futuro da inoculação em poáceas, apesar de
inúmeros trabalhos existentes comprovarem a eficácia da fixação de N2 por A. brasilense
(BOHLOOL et al., 1992; BODDEY; DÖBEREINER, 1995; SANTI et al., 2013) é necessário
vencer os desafios que existem para o desenvolvimento desta tecnologia, dentre eles a
busca por estirpes mais competitivas, com alta capacidade de fixação de nitrogênio,
resistência ao tratamento químico de sementes e resistente a estresses e mutações
gênicas. Bem como a concentração e dose adequada do inoculante e o melhoramento de
gramíneas levando em consideração a FBN (ABDALLA et al., 2008).
Outro fator a ser mencionado quanto à inoculação em poáceas refere-se ao
tratamento de sementes. Como relatado anteriormente, atualmente o problema mais sério
da inoculação em soja ocorre devido a compatibilidade entre os produtos utilizados no
tratamento de sementes e a bactéria (HUNGRIA et al., 2007). Deste modo, Hungria (2011)
descreve que esse será o maior desafio relacionado também à inoculação de Azospirillum,
sendo necessário realizar pesquisas verificando a compatibilidade com produtos que são
largamente empregados no tratamento de sementes.
Entretanto, a implementação de abordagens para melhorar a FBN na produção
agrícola deve receber atenção para melhorar o desempenho dos inoculante a fim de
alcançar o máximo rendimento agrícola com menor custo de produção, se faz necessário
também o aumento dos estudos científicos que buscam abordar outros fatores que podem
influenciar indiretamente sobre a fixação biológica de nitrogênio, como as práticas de
manejo, onde há influência direta sobre o potencial de rendimento e a demanda de N pela
planta (HAROLD; FUDI, 1992).
Em suma, é necessário identificar os problemas ainda existentes na pesquisa a fim
de desenvolver esta tecnologia altamente inovadora, a qual continuará trazendo inúmeros
Fixação biológica de nitrogênio e efeitos do tratamento químico de sementes...
160
benefícios ambientais e financeiros para a agricultura brasileira. O caminho ainda é longo
para alcançar eficiência nas culturas de soja, feijão, trigo, arroz, milho e forrageiras, mas
para chegar rapidamente a esta consolidação tecnológica é necessário englobar as
pesquisas de inoculação e de culturas agrícolas como um todo (ABDALLA et al., 2008).
Referências bibliográficas
ABDALLA, S. R. S.; PROCHNOW, L. I.; FANCELLI, A. L. Simpósio discute como utilizar insumos e recursos para otimizar a produtividade do milho. Piracicaba: International Plant Nutrition Institute – Brasil, 2008, 32p. (Informações Agronômicas, 122).
ABDEL WAHAB, A. M.; ABD-ALLA, M. H. Effect of different rates of N-fertilizers on nodulation, nodule activities and growth of two field grown cvs. of soybean. Fertilizer research, v. 43, n. 1-3, p.37-41, 1996.
ALBAREDA, M.; RODRIGUEZ-NAVARRO, D. N.; CAMACHO, M.; TEMPRANO, F. J. Alternatives to peat as a carrier for rhizobia inoculants: solid and liquid formulations. Soil Biology and Biochemistry. v. 40, n. 11, p. 2771-2779, 2008.
ALBAREDA, M.; RODRIGUEZ-NAVARRO, D. N.; TEMPRANO, F. J. Soybean inoculation: Dose, N fertilizer supplementation and rhizobia persistence in soil. Fiel Crops Research. v. 113, n. 3, p. 352-356, 2009.
ALVES, B. J. R.; BODDEY, R. M.; URQUIAGA, S. The success of BNF in soybean in Brazil. Plant and Soil. v. 252, n. 1, p. 1-9, 2003.
ALVES, B. J. R.; FERNANDES, F. M.; HECKLER, J. C.; MACEDO, R. A. T. ; BODDEY, R. M.; JANTALIA, C. P.; URQUIAGA, S. Fixação Biológica de Nitrogênioe Fertilizantes Nitrogenados no Balanço de Nitrogênio em soja, milho e algodão. Pesquisa Agropecuária Brasileira. v. 41, n. 3, p. 449-456, 2006.
ANNAPURNA, K. Bradyrhizobium japonicum: Survival andnodulation of soybean as influenced by fungicide treatment. Indian Journal of Microbiology. v. 45, n. 4, p. 305-307, 2005.
ARAÚJO, F. F.; CARMONA, F. G.; TIRITAN, C. S.; CRESTE, J. E. Fixação biológica de N2 no feijoeiro submetido a dosagens de inoculante e tratamento químico na semente comparado à adubação nitrogenada adubação nitrogenada. Acta Scientiarum. v. 29, n. 4, p. 535-540, 2007.
ARAÚJO, F. F. de.; HUNGRIA, M. Nodulação e rendimento de soja co-infectada com Bacillus subtilis e Bradyrhizobium japonicum/Bradyrhizobium elkanii. Pesquisa Agropecuária Brasileira. v. 34, n. 9, p. 1633-1643, 1999.
ASSENG, S.; VAN HERWAARDEN, A. F. Analysis of the benefits to wheat yield from assimilates stored prior to grain filling in a range of environments. Plant Soil. v. 256, n. 1, p. 217-229, 2003.
AUSMEES, N.; KOBAYASHI, H.; DEAKIN, W. J.; MARIE, C.; KRISHNAN, H. B. BROUGHTON, W. J.; PERRET, X. Characterization of NopP, a type III secreted effector of Rhizobium sp. strain 9 NGR234. Journal of Bacteriology. n. 186, v. 14, p. 4774-4780, 2004.
BALDANI, J. I.; CARUSO, L.; BALDANI, V. L. D.; GOI, S. R.; DOBEREINER, J. Recent advances in BNF with non-legume plants. Soil Biology and Biochemistry. v. 29, n. 2, p. 911-922, 1997.
BALDANI, V. L. D.; OLIVEIRA, E.; BALOTA, E.; BALDANI, J. I.; KIRCHHOF, G.; DÖBEREINER, J. Burkholderia brasilensis sp. nov., uma nova espécie de bactéria diazotrófica endofítica. Anais da Academia Brasileira de Ciências. v. 69, n. 1, p. 116, 1997.
BASSAN, D. A. Z.; ARF, O.; BUZETTI, S.; CARVALHO, M. A. C.; SANTOS, N. C. B.; SÁ, M. E. Inoculação de sementes e aplicação de nitrogênio e molibdênio na cultura do feijoeiro de inverno: produção e qualidade fisiológica de sementes. Revista Brasileira de Sementes. v. 23, p. 76-83, 2001.
Fey et al.
161
BASHAN, Y.; BASHAN, L. E. de. Plant growth-promoting. In: HILLEL, D. Encyclopedia of soil in the environment. Oxford: Elsevier, 2005. p.103-115.
BASHAN, Y.; HOLGUIN, G ; DE-BASHAN, L. E. Azospirillum-plant relations physiological, molecular, agricultural, and environmental advances (1997-2003). Canadian Journal of Microbiology. v. 50, n. 3, p. 521-577, 2004.
BASHAN, Y. Interactions of Azospirillum spp. in soils: a review. Biolog y and Fertility of Soils. v. 29, n. 3, p. 246-256, 1999.
BARBARO, I. M.; BRANCALIÃO, S. R.; TICELLI, M.; MIGUEL, F. B.; SILVA, J. A. A. Técnica alternativa: co-inoculação de soja com Azospirillum e Bradyrhizobium visando incremento de produtividade. Disponível em: <http://www.infobibos.com/Artigos/2008_4/coinoculacao/index.htm>. Acesso em: 6/6/2014.
BARBOSA FILHO, M. P.; FAGERIA, N. K.; SILVA, O. F. Aplicação de nitrogênio em cobertura no feijoeiro irrigado. Santo Antonio de Goiás: Embrapa Arroz e Feijão, 2001, 8p. (Circular Técnico, 49).
BEATTY, P. H.; GOOD, A. G. Plant science: future prospects for cereals that fix nitrogen. Science. v. 333, n. 6041, p. 416-417, 2011
BEN REBAH, F.; TYAGI, R. D.; PRÉVOST, D. wastewater sludge as a substrate for growth and carrier for rhizobia: the effect of storage conditions on survival of Sinorhizobium meliloti. Bioresource Technology. v. 83, n. 2, p. 145-151, 2002.
BEN REBAH, F.; PRÉVOST, D.; YEZZA, A.; TYAGI, R. D. Agro-industrial waste materials and wastewater sludge for rhizobial inoculant production: a review. Bioresource Technology. v. 98, n. 18, p. 3535-3546, 2007.
BHATTACHARJEE, R. B.; SINGH, A.; MUKHOPADHYAY, S. N. Use of nitrogen-fixing bacteria as biofertilizer for non-legumes: prospects and challenges. Applied and Environmental Microbiology. v. 80, n, 2, p. 199-209, 2008.
BRADLEY, C. A. Effect of fungicide seed treatments on stand establishment, seedling disease, and yield of soybean in North Dakota. Plant Disease. v. 92, n. 01, p. 120-125, 2008.
BORTOLAN, S.; BARCELLOS, F. G.; MARCELINO, F. C.; HUNGRIA, M. Expressão dos genes nodC, nodW e nopP em Bradyrhizobium japonicum estirpe CPAC 15 avaliada por RT-qPCR. Pesquisa Agropecuária Brasileira. v. 44, n. 11, p. 1491-1498, 2009.
BODDEY, R. M. ALVES, B. J. R.; URGUIAGA, S. Evaluation of biological nitrogen fixation associated with non-legumes. Nitrogen Fixation with Non-Legumes. v. 79, p. 287-305, 1998.
BODDEY, R. M.; DOBEREINER, J. Nitrogen fixation associated with grasses and cereals: Recent progress and perspectives for the future. Fertilizer Research. v. 42, n. 1-3, p. 241-250, 1995.
BOHLOOL, B. B.; LADHA, J. K.; GARRITY, D. P.; GEORGE, T. Biological nitrogen fixation for sustainable agriculture: a perspective. Plant and Soil. v. 141, n. 1-2, p. 1-11, 1992.
BOUTON, J. H.; ZUBERER, D. A. Response of Panicum maximum Jacq. to inoculation with Azospirillum brasilense. Plant and Soil. v. 52, n. 1, p. 585-590, 1979.
BRACCINI, A. L.; DAN, L. G. M.; PICCININ, G. G.; ALBRECHT, L. P.; BARBOSA, M. C.; ORTIZ, A. J. T. Seed inoculation with Azospirillum brasilense, associated with the use of bioregulators in maize. Revista Caatinga. v. 25, n. 2, p. 58-64, 2012.
BUSTAMANTE, M. M.; MEDINA, E.; ASNER, G. P.; NARDOTO, G. B.; GARCIA-MONTIEL, D. C. Nitrogen cycling in tropical and temperate savannas . Biogeochemistry. v. 79, n. 1-2, p. 209-237, 2006.
CAIRES, E. F.; KUSMAN, M. T.; BARTH, G.; GARBUIO, F. J.; PADILHA, J. M. Alterações químicas do solo e resposta do milho a calagem e aplicação de gesso. Revista Brasileira de Ciência do Solo. v. 28, n. 1, p. 125-136, 2004.
CAMPANHARO, M.; JUNIOR, M. A. L.; NASCIEMENTO, C. W. A.; STAMFORD, N. P.; FREIRE, F. J.; COSTA, J. V. T. Acidez do solo na fixação biológica de nitrogênio em feijoeiro comum. Revista Brasileira de Ciências Agrárias. v. 5, n. 3, p. 285-290, 2010.
Fixação biológica de nitrogênio e efeitos do tratamento químico de sementes...
162
CASTELLANE, T. C. L.; LEMOS, E. G. de M. Composição de exopolissacarídeos produzidos por estirpes de rizóbios cultivados em diferentes fontes de carbono. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 42, n. 10, p. 1503-1506, 2007.
CAMPO, J. R.; HUNGRIA, M. Efeito do Tratamento de Sementes de Soja com Fungicidas na Nodulação e Fixação Simbiótica do N2. Londrina: Embrapa Soja, 1999. 7p. (Embrapa Soja. Circular Técnico, 21).
CAMPO, J. R.; HUNGRIA, M. Compatibilidade de uso de inoculantes e fungicidas no tratamento de sementes de soja. Londrina: Embrapa Soja, 2000. 32 p. (Embrapa Soja. Circular Técnico, 26).
CAMPO, J. R. CAMPO, R. J.; HUNGRIA, M.; ZANOTI, M. S.; LAURETO, E.; MIURA, L. M.; MORAES, J. Z.; SIBALDELLI, R. N. R Compatibilidade de aplicacao de inoculantes com defensivos agricolas e micronutrientes. In: CAMPO, C. B. H.; SARAIVA, O. F. (Org.). Resultados de pesquisa da Embrapa Soja-2002. Londrina: Embrapa Soja, 2003. p. 20-38. (Documentos, 216).
CAMPO, J. R.; ARAUJO, R. S.; HUNGRIA, M. Nitrogen fixation with the soybean crop in Brazil: Compatibility between seed treatment with fungicides and Bradyrhizobial inoculants. Symbioses. v. 48, n. 2, p. 154-163, 2009.
CAMPOS, B. H. C.; SILVA, J. S.; BRUINSMA, C. Ação de fungicidas sobre a bactéria Bradyrhizobium proveniente de inoculante para soja. Cruz Alta: FUNDACEP, 2006, 4p. (Informativo Fundacep, 03).
CAVALLET, L. E.; PESSOA, A. C. S.; HELMICH, J. J.; HELMICH, P. R.; OST, C. F. Produtividade do milho em resposta à aplicação de nitrogênio e inoculação das sementes com Azospirillum spp. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. v. 4, n. 1, p. 129-132, 2000.
CHI, F.; SHEN, S. H.; CHENG, A. P.; JING, Y. X.; YANNI, Y. G.; DAZZO, F. B. Ascending migration of endophytic rhizobia, from roots to leaves, inside rice plants and assessment of benefits to rice growth physiology. Applied and Enviromental Microbiology. v. 71, n. 11, p. 7271-7278, 2005.
CHUEIRE, L. M. O.; BANGEL, E. V.; MOSTASSO, F. L.; CAMPO, R. J.; PEDROSA, F. O.; HUNGRIA, M. Classificação taxonômica das estirpes de rizóbios recomendadas para as culturas da soja e feijoeiro baseada no sequenciamento do gene 16s rRNA. Revista Brasileira de Ciência do Solo. v. 27, n. 5, 2003, p. 833-840, 2003.
CLINE, G. R.; KAUL, K. Inhibitory effects of acidified soil on the soybean/Bradyrhizobium Symbiosis. Plant and Soil. v. 127, n. 2, p. 243-249, 1990.
CONAB - Companhia Nacional de Abastecimento. Acompanhamento da safra brasileira de grãos: safra 2013/2014 – Sétimo levantamento - Abril/2014. Brasília: CONAB, 2014. Disponível em: < http://www.conab.gov.br>. Acesso em: 03 maio 2014.
COSTA NETO, P. R.; ROSSI, L. F. S. Produção de biocombustível alternativo ao óleo diesel através da transesterificação de óleo de soja usado em fritura. Química Nova. v. 23, n. 4, p. 531-537, 2000.
COSTA, M. R.; CAVALHEIRO, J. C. T.; GOULART, A. C. P.; MERCANTE, F. M. Sobrevivência de Bradyrhizobium japonicum em sementes de soja tratadas com fungicidas e os efeitos sobre a nodulação e a produtividade da cultura. Summa Phytopathologica. v. 39, n. 3, p. 186-192, 2013.
COSTA, M. das G.; SOUZA, E. L.; STAMFORD, T. L. M.; ANDRADE, S. A. C. Qualidade tecnológica de grãos e farinhas de trigo nacionais e importados. Ciência e Tecnologia de Alimentos. v. 28, n. 1, p. 220-225, 2008.
CURÁ, J. A.; RIBAUDO, C. M.; GAETANO, A. M.; GHIGLIONE, H. O. Utilidad de lãs bacterias promotoras del crecimiento y fijadoras de nitrógeno en el cultivo del arroz durante las primeras etapas de desarrollo. Revista Foro Latinoamericano Arrocero. v. 21, p. 10-13, 2005.
DARTORA, J.; GUIMARÃES, V. F.; MARINI, D.; SANDER, G. Adubação nitrogenada associada à inoculação com Azospirillum brasilense e Herbaspirillum seropedicae na cultura do milho. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. v. 17, n. 10, p. 1023-1029, 2013.
DASTMALCHI, M.; DHAUBHADEL, S. Soybean Seed Isoflavonoids: Biosynthesis and Regulation. Phytochemicals. v. 44, n. 1, p 1-21, 2014.
Fey et al.
163
DAZA, A.; SANTAMARÍA, C.; RODRIGUEZ-NAVARRO, D. N.; CAMACHO, M.; TEMPRANO, F. Perlite as carrier for bacterial inoculants. Soil Biology and Biochemistry. v. 32, n. 4, p. 567-572, 2000.
DENARDIN, N. D. Fixação biológica de nitrogênio em interação com produtos fitossanitários químicos e biológicos, por leguminosas. Informativo ABRATES. v. 20, n. 3, p. 62-69, 2010.
DENARDIN, N. D.; FREIRE, J. R. J. Assessment of polymers for the formulation of legume inoculants. World Journal of Microbiology and Biotechnology. v. 16, n. 2, p. 215-217, 2000.
DARTORA, J.; GUIMARÃES, V. F.; MARINI, D.; JÚNIOR, A. S. P.; CRUZ, L. M.; MENSCH, R. Influência do tratamento de sementes no desenvolvimento inicial de plântulas de milho e trigo inoculados com Azospirillum brasilense. Scientia Agraria Paranaensis. v. 12, n. 3, p.175-181, 2013.
DOBEREINER, J. Biological nitrogen fixation in the tropic: social and economic contributions, Soil Biology Biochemistry. v. 29, n. 36, p. 771-774, 1997.
DOBBELAERE, S.; CROONENBORGHS, A.; THYS, A.;BROEK, A. V.; VANDERLEYDEN, J. Phytostimulatory effect of Azospirillum brasilense wild type and mutant strains altered in IAA production on wheat. Plant Soil. v. 212, n. 2, p. 155-164, 1999.
DOBBELAERE, S.; CROONENBORGHS, A.; THYS, A.; PTACEK, D.; VANDERLEYDEN, J.; DUTTO, P.; LABANDERA-GONZALEZ, C.; CABALLERO-MELLADO, J.; AGUIRRE, J. F.; KAPULNIK, Y.; BRENER, S.; BURDMAN, S.; KADOURI, D.; SARIG, S.; OKON, Y. Responses of agronomically important crops to inoculation with Azospirillum. Australian Journal of Plant Physiology. v. 28, n. 4, p. 871-879, 2001.
DOBBELAERE, S.; VANDERLEYDEN, J.; OKON, Y. Plant growth-promoting effects of diazotrophs in the rhizosphere. Critical Reviews in Plant Sciences. v. 22, n. 2, p. 107-149, 2003.
DOYLE, J. J. Phylogenetic perspectives on the origins of nodulation. Molecular Plant–Microbe Interactions. v. 24, n. 11, p. 1289-1295, 2011.
DUNFIELD, K. E.; SICILIANO, S. D.; GERMIDA, J. J. The fungicides thiram and captan affect the phenotypic characteristics of Rhizobium leguminosarum strain C1 as determined by FAME and Biolog analyses. Biol Fertil Soils. v. 31, n. 2, p. 303-309, 2000.
ECHART, C. L.; CAVALLI-MOLINA, S. Fitotoxicidade de alumínio: efeitos, mecanismos de tolerância e seu controle genético. Ciência Rural. v. 31, n. 3, p. 531-541, 2001.
ECKERT, B.; WEBER, O. B.; KIRCHHOF, G.; HALBRITTER, A.; STOFFELS, M.; HATMANN, A. Azospirillum doebereinerae sp. nov., a nitrogen-fixing bacterium associated with the C4-grass Miscanthus. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. v. 51, n. 1, p. 17-26, 2001.
EGORENKOVA, I. V.; KONNOVA, S. A.; SKVORTSOV, I. M.; IGNATOV, V. V. Investigation of the initial stages of interaction of the bacterium Azospirillum brasilense with wheat seedling roots: Adsorption and root hair deformation. Microbiology. v. 69, n. 1, p. 103-108, 2000.
EL-KHAWAS, H.; ADACHI, K. Identification and quantification of auxins in culture media of Azospirillum and Klebsiella and their effect on rice roots. Biology and Fertility of Soils. v. 28, n. 4, p. 377-381, 1999.
FAGAN, E. B.; MEDEIROS, S. L. P.; MANFRON, P. A.; CASAROLI, D.; SIMON, J.; NETO, D. D.; LIER, Q. J. V.; SANTOS, O. S.; MULLER, L. Fisiologia da fixação biologica de nitrogênio em soja: revisão. Revista da FZVA. v. 14, n. 1, p. 89-106, 2007.
FALLIK, J.; OKON, Y. Inoculants of Azospirillum brasilense: biomass production, survival and growth promotion of Setaria italica and Zea Mays. Soil Biology and Biochemistry. v. 28, n. 1, p. 123-126, 1996.
FERNANDES JÚNIOR, P. I.; REIS, V. M. Algumas limitações a fixação biológica de nitrogênio em leguminosas. Seropédica: Embrapa Agrobiologia, 2008, 33p. (Documentos, 252).
FERNANDES JÚNIOR, P. I.; ROHR, T. G.; OLIVEIRA, P. J.; XAVIER, G. R.; RUMJANEK, N. G. Polymers as carrier for rhizobial inoculant formulations. Pesquisa Agropecuária Brasileira. v. 44, n. 9, p. 1184-1190, 2009.
Fixação biológica de nitrogênio e efeitos do tratamento químico de sementes...
164
FERREIRA, A. N.; ARF, O.; CARVALHO, M. A. C.; ARAÚJO, R. S.; SÁ, M. E.; BUZETTI, S. Estirpes de Rhizobium tropici na inoculação do fejoeiro. Scientia Agricola. v. 57, n. 3, p. 507-512, 2000.
FERREIRA, A. S.; PIRES, R. R,; RABELO, G.; OLIVEIRA, R. C.; LUZ, J. M. Q.; BRITO, C. H. Implications of Azospirillum brasilense inoculation and nutrient addition on maize in soils of the Brazilian Cerrado under greenhouse and field conditions. Applied Soil Ecology. v. 72, n. 1, p. 103-108, 2013.
FRANCHE, C.; LINDSTROM, K.; ELMERICH, C. Nitrogen-fixing bacteria associated with leguminous and non-leguminous plants. Plant and Soil. v. 321, n. 1-2, p. 35-59, 2009.
FRED, E. B., BALDWIN, I. L.; MCCOY, E. Root nodule bactéria of leguminous plants. Madison: University of Wisconsin Press, 1932. 343p.
GALLORI, E.; CASALONE, E.; COLELLA, C. M.; DALY, S.; POLSINELLI, M. 1,8-Naphthalic anhydride antidote enhances the toxic effects of captan and thi m fungicides on Azospirillum brasilense cells. Research in Microbiology. v. 142, n. 9, p. 1005-1012, 1991.
GOULART, A. C. P. Tratamento de sementes de soja com fungicidas: recomendações técnicas. Dourados: Embrapa Agropecuária Oeste, 1998. 32p. (Circular Técnica, 8).
GOMEZ, F.; MARTINEZ-TOLEDO, M. V.; SALMORÓN, V.; RODELAS, B.; GONZÁLEZ-LOPEZ, J. Influence of the insecticides profenofos and diazinon on the microbial activities of Azospirillum brasilense. Chemosphere. v. 39, n. 6, p. 945-957, 1999.
GRAHAM, P. H.; VANCE, C.P. Nitrogen fixation in perspective: an overview of research and extension needs. Field Crops Research. v. 65, n. 2, p. 93-106, 2000.
GRESSHOFF, P. M. Post-genomic insights into plant nodulation symbioses. Genome Biology. v. 4, n. 1, p. 201-205, 2003.
GUIMARÃES, S. L.; BONFIM-SILVA, E. M.; KROTH, B. E.; MOREIRA, J. C. F.; REZENDE, D. Crescimento e desenvolvimento inicial de Brachiaria decumbens inoculada com Azospirillum spp. Enciclopédia Biosfera. v. 7, n. 13, p. 286-296, 2011a.
GUIMARÃES, S. L.; BONFIM-SILVA, E. M.; POLIZEL, A. C.; CAMPOS, D. T. S. Produção de Capim-Marandu inoculado com Azospirillum spp. Enciclopédia Biosfera. v. 7, n. 13, p. 816-826, 2011b.
HARA, F. A. dos S.; OLIVEIRA, L. A. Características fisiológicas e ecológicas de isolados de rizóbios oriundos de solos ácidos e álicos de Presidente Figueredo, Amazonas. Acta Amazônica. v. 34, n. 2, p. 343-357, 2007.
HARDARSON, G. Methods for enhancing symbiotic nitrogen fixation. Plant and Soil. v. 152, n. 1, p. 1-17, 1993.
HARDARSON, G.; ZAPATA, F.; DANSO, S. K. A. Effect of plant genotype and nitrogen fertilizer on symbiotic nitrogen fixation by soybean cultivars. Plant and Soil. v. 82, n. 3, p. 397-345, 1984.
HAROLD H. K; FUDI L. Potential for increasing biological nitrogen fixation in soybean. Plant and Soil. v. 141, p. 119-135, 1992.
HOQUE, M. S. Bradyrhizobium technology: a promising substitute for chemical nitrogen fertilizer in Bangladesh agriculture. Plant and Soil. v. 155, n. 1, p. 337-340, 1993.
HUNGRIA, M.; STACEY, G. Molecular signals exchanged between host plants and rhizobia: basic aspects and potential application in agriculture. Soil Biology and Biochemistry. v. 29, n. 3, p. 519-830, 1997.
HUNGRIA. M.; BODDEY, L. H.; SANTOS, M. A.; VARGAS, M. A. T. Nitrogen fixation capacity and nodule occupancy by Bradyrhizobium japonicum and B. elkanii strains. Biology and Fertility of Soils. v. 27, n. 2, p. 393-399, 1998.
HUNGRIA, M.; CAMPOS, R. J.; MENDES, I. C. Fixação biológica do nitrogênio na cultura da soja. Londrina: Embrapa Soja, 2001, 48p. (Circular Técnico, 13).
HUNGRIA, M.; CAMPOS, R. J.; MENDES, I. C. A importância do processo fixação biológica de nitrogênio para a cultura da soja: componente essencial para a competitividade do produto brasileiro. Londrina: Embrapa Soja, 2007, 80p. (Documentos, 283).
Fey et al.
165
HUNGRIA, M.; VARGAS, M.A.T. Environmental factors affecting N2 fixation in grain legumes in the tropics, with an emphasis on Brazil. Field Crops Research. v. 65, n. 2, p. 151-164, 2000.
HUNGRIA, M.; ANDRADE, D.; CHUEIRE, L. M. O.; PROBANZA, A.; GUTTIERREZ-MAÑERO, F. J.; MEGIAS, M. Isolation and characterization of new efficient and competitive bean (Phaseolus vulgaris L.) rhizobia from Brazil. Soil Biology Biochemistry. v. 32, n. 2, p. 1515-1528, 2000.
HUNGRIA, M.; CAMPOS, R. J.; MENDES, I. C. Benefits of inoculation of the common bean (Phaseolus vulgaris) crop with efficient and competitive Rhizobium tropici strains. Biology and Fertility of Soils. v. 39, n. 2, p. 88-93, 2003.
HUNGRIA, M.; FRANCHINI, J.C.; CAMPO, R.J.; CRISPINO, C.C.; MORAES, J.Z.; SIBALDELLI, R.N.R.; MENDES, I.C.; ARIHARA, J. Nitrogen nutrition of soybean in Brazil: Contributions of biological N2 fixation and of N fertilizer to grain yield. Canadian Journal of Plant Science,. v. 86, n. 4, p. 927-939, 2006.
HUNGRIA, M.; CAMPO, R. J.; SOUZA, E. M.; PEDROSA, F. O. Inoculation with selected strains of Azospirillum brasilense and A. lipoferum improves yields of maize and wheat in Brazil. Plant and Soil. v. 331, n. 2, p. 413-425, 2010.
HUNGRIA, M. Inoculação com Azospirillum brasiliense: inovação em rendimento a baixo custo. Londrina: Embrapa Soja, 2011, 36p. (Documentos, 325).
IDRASUMUNAR, A.; DART, P. J.; MENZIS, N. W. Symbiotic effectiveness of Bradyrhizobium japonicum in acid soils can be predicted from their sensitivity to acid soil stress factors in acidic agar media. Soil Biology and Biochemistry. v. 43, n. 10, p. 2046-2052, 2011.
ITZIGSOHN, R.; BURDMAN, S.; OKON, Y.; ZAADY, E.; YONATAN, R.; E PEREVOLOTSKY, A. Plant-growth promotion in natural pastures by inoculation with Azospirillum brasilense under suboptimal growth conditions. Arid Soil Research and Rehabilitation. v. 14, n. 2, p. 151-158, 2000.
JARDIM FREIRE, J. R.; VERNETTI, F. J. A pesquisa com soja, a seleção de rizóbio e produção de inoculantes no Brasil. Pesquisa Agropecuária Gaúcha. v. 5, p. 117-126, 1999.
JORDAN, D. C. Transfer of Rhizobium japonicum Buchanan 1980 to Bradyrhizobium gen. nov ., a genus of slow growing root nodule bacteria from leguminous plants. International Jounal of Systematic Bacteriological. v. 32, n. 1, p. 136-139, 1982.
JORIS, H. A. W.; CAIRES, E. F.; BINI, A. R.; SCHARR, D. A.; HALISKI, A. Effects of soil acidity and water stress on corn and soybean performance under a no-till system. Plant and Soil. v. 365, n. 2, p. 409-424, 2013.
KUSS, A. V.; KUSS, V. V.; LOVATO, T.; FLÔRES, M. L. Fixação de nitrogênio e produção de ácido indolacético in vitro por bactérias diazotróficas endofíticas. Pesquisa Agropecuária Brasileira. v. 42, n. 10, p. 1459-1465. 2007a.
KUSS, A. V.; KUSS, V. V.; HOLTZ, E. K.; LOVATO, T. Inoculação de Bactérias Diazostróficas e Desenvolvimento de Plântulas de Arroz Irrigado em Solução Nutritiva e Câmara de Crescimento. Revista da FZVA. v. 14, n. 2, p. 23-33. 2007b.
KENNEDY, I. R.; CHOUDHURY, A. T. M. A.; KECSKÉS, M. L. Non-symbiotic bacterial diazotrophs in crop-farming systems: Can their potential for plant growth promotion be better exploited? Soil Biology and Biochemistry. v. 36, n. 8, p. 1229-1244, 2004.
KUYKENDALL, L. D.; SAXENA, B.; DEVINE, T. E.; UDELL, S. E. Genetic diversity in Bradyrhizobium japonicum Jordan 1982 and a proposal for Bradyrhizobium elkanii. Canadian Journal of Microbiology. v. 36, n. 6, p. 501-505, 1992.
LAPINSKAS, E. B. The Effect of Acidity on the Distribution and Symbiotic Efficiency of Rhizobia in Lithuanian Soils. Eurasian Soil Science. v. 40, n. 4, p. 419-425, 2007.
LOPES, S.; GIARDINI, A. R.; KIHUL, R. A. S. Presença e eficiência de Rhizobium japonicum em solos cultivados com soja, no estado de São Paulo. Bragantia. v. 35, n. 33, p. 389-395, 1976.
LÓPEZ-GARCÍA, S. L.; VASQUÉS, T. E. E.; FAVELUKES, G.; LODEIRO, A. R Improved soybean root association of N-starved Bradyrhizobium japonicum. Journal of Bacteriology. v. 183, n. 24, p. 7241-7252, 2002.
Fixação biológica de nitrogênio e efeitos do tratamento químico de sementes...
166
LUPWAYI, N. Z.; RICE, W. A.; CLAYTON, G. W. Rhizobial inoculants for legume crops. Journal of Crop Improvement. v. 15, n. 2, p. 289-321, 2005
MACHADO, J. C. Tratamento de sementes no controle de doenças. Lavras: LAPS/UFLA/FAEPE, 2000. 138 p.
MALAVOLTA, E. Os elementos minerais. In: MALAVOLTA, E. Elementos de nutrição mineral de plantas. Ed.: Agronômica Ceres. São Paulo, 1980, 320p.
MALAVOLTA, E.; GOMES, F. P.; ALCARDE, J. C. Adubos e adubações. São Paulo: Nobel, 2002, 200p.
MAPA-MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO. Plano agrícola pecuário 2013/2014. Disponível em:< http://www.agricultura.gov.br/arq_editor/file/acs/PAP20132014-web.pdf>. Acesso em 03 de junho de 2014.
MARCHESAN, E.; GROHS, M.; SANTOS, D. S.; FORMENTINI, T. C.; SILVA, L. S.; SARTORI, G. M. S.; FERREIRA, R. B. Fontes alternativas à uréia no fornecimento de nitrogênio para o arroz irrigado. Ciência Rural. v. 41, n. 12, p. 2053-2059, 2011.
MARTINEZ-TOLEDO, SALMERÓN, V.; RODELAS, B.; POZO, C.; LOPEZ, J. G. Effects of the fungicide Captan on some functional groups of soil microflora. Applied Soil Ecology. v. 7, n. 3, p. 245-255, 1998.
MARTÍNEZ-ROMERO, E.; SEGOVIA, L.; MERCANTE, F. M.; FRANCO, A. A.; GRAHAM, P.; PARDO, M. A. Rhizobium tropici, a novel species nodulating Phaseolus vulgaris L. beans and Leucaena sp. Trees. International Journal of Systematic Bacteriology, v. 41, n. 3, p. 417-426, 1991.
MARTINS, J. D.; RESTLE, J.; BARRETO, I. L. Produção animal em capim papuã (Brachiaria plantaginea (Link) Hitchc) submetido a níveis de nitrogênio. Ciência Rural. v. 30, n. 5, p. 887-892, 2000.
MARTINS, L. M.; XAVIER, G. R.; RANGEL, F. W.; RIBEIRO, J. R. A.; NEVES, M. C. P.; MORGADO, L.B.; RUMJANEK, N.G. Contribution of biological nitrogen fixation to cowpea: a strategy for improving grain yield in the semi-arid region of Brazil. Biology and Fertility of Soils. v. 38, n. 2, p. 333-339, 2003.
MARSH, B. H.; GROVE, J. H. Surface and subsurface soil acidity: soybean root response to sulfate-bearing spent lime. Soil Sciense Society of America Journal. v. 56, n. 6, p. 1837-1842, 1992.
MENDES, I. C. Adubação nitrogenada suplementar tardia na soja cultivada em latossolos do cerrado. Planaltina: Embrapa Cerrados, 2007, 18p. (Documentos, 187).
MENDES, I. C.; REIS JUNIOR, F. B.; HUNGRIA, M.; SOUSA, D. M. G.; CAMPOS, R. J. Adubação nitrogenada suplementar tardia em soja cultivada em latossolos do cerrado. Pesquisa Agropecuária Brasileira. v. 43, n. 8, p. 1053-1060, 2008.
MENDES, M. C. Avaliação da eficiência agronômica de Azospirillum brasilense na cultura do trigo e os efeitos na qualidade de farinha. Applied Research & Agrotechnology. v. 4, n. 3, p. 95-110, 2011.
MELO, S. R. de.; ZILLI, J. E. Fixação biológica de nitrogênio em cultivares de feijão‑caupi
recomendadas para o Estado de Roraima. Pesquisa Agropecuária Brasileira. v. 44, n. 9, p. 1177-1183, 2009.
MELO, S. R. de.; NETO, M. L. S.; ZILLI, J. E. Desempenho da fixação biológica de nitrogênio em cultivares de feijão-caupi recomendadas para Roraima. Boa Vista: Embrapa Roraima, 2010, 35p. (Documentos, 45).
MERCANTE, F. M.; FRANCO, A. A. Expressão dos genes nod de Rhizobium tropici, R. etli E R. leguminosarum bv. Phaseoli e estabelecimento da nodulação de feijoeiro na presença de exsudatos de sementes de Mimosa flocculosa e Leucaena leucocephala. Revista Brasileira de Ciência do Solo. v. 24, n. 2, p. 301-310, 2000.
MINAMISAWA, K.; ONODERA, S.; KOBAYASHI, N.; TANIMURA, Y.; YUHASHI, K.; SKAO, S. Competitiveness of different genotype groups of indigenous Bradyrhizobium japonicum for nodule occupancy. In: PALACIOS, R.; MORA, J.; NEWTON, W. E (eds). New horizons in nitrogen fixation. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers 1993, 632p.
Fey et al.
167
MOURA, J. B.; GUARESCHI, R. F.; CORREIA, A. R.; GAZOLLA, P. R.; CABRAL, J. S. R. Produtividade de feijoeiro submetido a adubação nitrogenada e inoculação com Rhizobium Tropici. Global Science and Technology. v. 02, n. 03, p. 66-71, 2009.
MOREIRA, F. M. DE S.; SILVA, K.; ABRAHÃO, R. S.; CARVALHO, F. DE. Bactérias diazotróficas associativas : diversidade , ecologia e potencial de aplicações. Comunicata Scientiae. v. 1, n. 2, p. 74-99, 2010.
NOTTON, B. Diagnosis of the Nitrogen Status in Crops. Edited by G. Lemaire. Plant Growth Regulation. v. 24, n. 2, p. 145-146, 1998.
NOVO, M. C. S. S.; TANAKA, R. T.; MASCARENHAS, H. A. A.; BORTOLETTO, N.; GALLO, P. B.; PEREIRA, J. C. V. N. A.; VARGAS, A. A. T. Nitrogênio e potássio na fixação simbiótica de N2 por soja cultivada no inverno. Scientia Agricola. v. 56, p. 143-156, 1999.
OKON, Y.; LABANDERA-GONZALEZ, C. Agronomic application of Azospirillum: An evaluation of 20 years worldwide field incubation. Soil Biology and Biochemistry. v. 26, n. 2, p. 1591-1601, 1994.
OLIVEIRA, P. P. A.; OLIVEIRA, W. S.; BARIONI, W. J.; Produção de forragem e qualidade de Brachiaria brizantha cv. Marandu com Azospirillum brasilense e fertilizada com nitrogênio. São Carlos: Embrapa pecuária sudeste, 2007, 4p. (Circular Técnico, 54).
PELEGRIM, R.; MERCANTE, F. M.; OTSUBO, I. M. N.; OTSUBO, A. A. Resposta da cultura do feijoeiro a adubação nitrogenada e a inoculação com rizóbio. Revista Brasileira de Ciência do Solo. v. 33, n. 1, p. 219-226, 2009.
PEREIRA, C. E.; OLIVEIRA, J. A.; OLIVEIRA, G. E.; ROSA, M. C. M.; NETO, J. C. Tratamento fungicida via peliculização e inoculação de Bradyrhizobium em sementes de soja. Revista Ciência. Agronômica. v. 40, n. 3, p. 433-440, 2009.
PEREIRA, C. E.; OLIVEIRA, J. A.; CALDEIRA, C. M.; BOTELHO, F. J. E. Efeito do tratamento das sementes de soja com fungicidas e período de armazenamento na resposta da planta inoculada com Bradyrhizobium. Revista Agroambiente. v. 4, n. 2, p. 62-66, 2010a.
PEREIRA, V. J.; RODRIGUES, J. F.; FILHO, R. R, G.; REIS, J. M. R. Comportamento da soja (Glycine max (L.) Merrill) submetida a adubação nitrogenada de plantio. Enciclopédia Biosfera. v. 6, n. 10, p. 1-5, 2010b.
PEREYRA, M. A.; BALLESTEROS, F. M.; CREUS, C. M.; SUELDO, R. J.; BARASSI, C. A. Seedlings growth promotion by Azospirillum brasilense under normal and drought conditions remains unaltered in Tebuconazole-treated wheat seeds. European Journal of Soil Biology. v. 45, n. 1, p. 20-27, 2009.
PERIN, L.; SILVA, M. F.; FERREIRA, J. S.; CANUTO, E. L.; MEDEIROS, A. F. A.; OLIVEIRA, F. L.; REIS, V. M. Avaliação da capacidade de estabelecimento endofítico de estirpes de Azospirillum e Herbaspirillum em milho e arroz. Revista Agronomia. v. 37, n. 2, p. 47-53, 2003.
PETTER, F. A.; PACHECO, L. P.; NETO, F. A.; SANTOS, G. G. Resposta de cultivares de soja a adubação nitrogenada tardia em solos de cerrado. Revista Caatinga. v. 25, n. 1, p. 67-72, 2012.
PICCININ, G. G.; DAN, L. G. de M.; BRACCINI, A. de L. E.; MARIANO, D. de C.; OKUMURA, R. S. BAZO, G. L.; RICCI, T. T. Agronomic efficiency of Azospirillum brasilense in physiological parameters and yield components in wheat crop. Research Communications. v. 10, n. 4, p. 132-135, 2011.
PICCININ, G. G.; BRACCINI, A. L.; DAN, L. G. M.; SCAPIM, C. A.; RICCI, T. T.; BAZO, G. L. Efficiency of seed inoculation with Azospirillum brasilense on agronomic characteristics and yield of wheat. Industrial Crops and Products. v. 43, n. 2, p. 393-397, 2013a.
PICCININ, G. G.; BRACCINI, A. L.; DAN, L. G. M.; BAZO, G. L.; HOSSA, K. R.; PONCE, R. M. Rendimento e desempenho agronômico da cultura do trigo em manejo com Azospirillum brasilense. Revista Agrarian. v. 6, n. 22, p. 393-401, 2013b.
PINTO, F. G. S.; HUNGRIA, M.; MARCANTE, F. M. Polyphasic characterization of Brazilian Rhizobium tropici strains effective in fixing N2 with common bean (Phaseolus vulgaris L.). Soil Biology Biochemistry. v. 39, n. 8, p. 1851-1864, 2007.
POZO, C.; RODELAS, B.; SALMERON, V.; MARTINEZ-TOLEDO, M. V.; VELA, G. R.; GONZALEZ-LOPEZ, J. Effects of fungicides maneb and mancozeb on soil microbial populations. Toxicology Environmental Chemistry. v. 43, n. 3, p. 123-132, 1994
Fixação biológica de nitrogênio e efeitos do tratamento químico de sementes...
168
RADWAN, T. E. E.; MOHAMED, Z. K.; REIS, V. M. Efeito da inoculação de Azospirillum e Herbaspirillum na produção de compostos indólicos em plântulas de milho e arroz. Pesquisa Agropecuária Brasileira. v. 39, n. 4, p. 987-994, 2004.
RAPIM, L.; RODRIGUES-COSTA, A. C. P.; NACKE, H.; GUIMARÃES, V. F. Qualidade fisiológica de sementes de três cultivares de trigo submetidas à inoculação e diferentes tratamentos. Revista Brasileira de Sementes. v. 34, n. 4, p. 678-685, 2012.
RAMAMOORTH Y, K.; NATARAJAN, N.; LAKSHMANAN, A. Seed biofortification with Azospirillum spp. for improvement of seedling vigour and productivity in rice (Oryza sativa L.). Seed Science and Technology. v. 28, p. 809-815, 2000.
REIS JUNIOR, F. B.; MACHADO, C. T. T.; MACHADO, A. T.; SODEK, L. Inoculação de Azospirillum amazonense em dois genótipos de milho sob diferentes regimes de nitrogênio. Revista Brasileira de Ciência do Solo. v. 32, p. 1139-1146, 2008.
REVELLIN, C.; LETERME, P.; CATROUX, G. Effect of some fungicide seed treatments on the survival of Bradyrhizobium japonicum and on the nodulation and yield of soybean (Glycine max L. Merr). Biology and Fertily Soils. v. 16, n. 2, p. 211-214, 1993.
ROMANINI JÚNIOR, A.; ARF, O.; BINOTTI, F. F. S.; SÁ, M. E.; BUZETTI, S.; FERNANDES, F. A. Avaliação da inoculação de rizóbio e adubação nitrogenada no desenvolvimento do feijoeiro, sob sistema plantio direto. Bioscience Journal. v. 23, p. 74-82, 2007.
RUDNIK, P., MELETZUS, D., GREEN, A., HE, L. KENNEDY, C. Regulation of nitrogen fixation by ammonium in diazotrophic species of proteobacteria. Soil Biology Biochemistry. v. 29, n. 1, p. 831-841, 1997.
RUSHEL, A. P.; RUSCHEL, R.; ALMEIDA, D. L.; SUHET, A. R. Influência do nitrogênio mineral e orgânico na fixação simbiótica de nitrogênio em soja. Pesquisa Agropecuária Brasileira. v. 9, n. 10, p. 125-129, 1974.
SABINO, D. C. C.; FERREIRA, J. S.; GUIMARÃES, S. L.; BALDANI, V. L. D. Bactérias Diazostróficas Como Promotoras do Desenvolvimento Inicial de Plântulas de Arroz. Enciclopédia Biosfera. v. 8, n. 15, p. 2337-2345, 2012.
SAHGAL, M.; JOHRI, B. N. The changing face of rhizobial systematics. Current Sciense. v. 84, n. 1, p. 43-48, 2003.
SALA, V. M. R.; CARDOSO, E. J. B.; FREITAS, J. G.; SILVEIRA, A. P. D. Resposta de genótipos de trigo à inoculação de bactérias diazotróficas em condições de campo. Pesquisa Agropecuária Brasileira. v. 42, n. 6, p. 833-842, 2007.
SANCHEZ, P. A. Nitrogen in shifting cultivation systems of Latin America. Plant and Soil. v. 67, n. 2, p. 91-103, 1982.
SANTOS, L. A.; REIS, V. M. A formação de nódulos em leguminosas. Seropédica: Embrapa Agrobiologia, 2008, 14p. (Documentos, 251).
SANTA, O. R. D.; SANTA, H. S. D.; FERNANDEZ, R.; MICHELENA, G.; JÚNIOR, P. R.; SOCCOL, C. R. Influencia da inoculação de Azospirillum sp. em trigo, cevada e aveia. Revista do Setor de Ciências Agrárias e Ambientais. v. 4, n. 2, p. 197-207, 2008.
SANTA, O. R. D.; HERNANDEZ, R. F.; ALVAREZ, G. L. M.; JUNIOR, P. R.; SOCCOL, C. R. Azospirillum sp. inoculation in wheat, barley and oats seeds greenhouse experiments. Brazilian Archives of Biology and Technology. v. 47, n. 6, p. 843-850, 2004.
SAIKIA, S. P.; JAIN, V.; KHETARPAL, S.; ARAVIND, S. Dinitrogen fixation activity of Azospirillum brasilense in maize (Zea mays). Current Science. v. 93, n. 9, p. 1296-1300, 2007.
SANTOS, A. B.; SILVA, O. F. Manejo do nitrogênio. In: AIDAR, H.; KLUTHCOUSKI, J.; STONE, L. F. (Ed.). Produção do feijoeiro comum em várzeas tropicais. Santo Antônio de Goiás: Embrapa Arroz e Feijão, 2002. p. 207-216.
SANTI, C.; BOGUSZ, D.; FRANCHE, C. Biological nitrogen fixation in non-legume plants. Annals of Botany. v. 111, n. 5, p. 743-767, 2013.
Fey et al.
169
SHANTHARAM, S.; MATTOO, A. K. Enhancing biological nitrogen fixation: An appraisal of current and alternative technologies for N input into plants. Plant and Soil. v. 194, n. 2, p. 205-216, 1997.
SILVA, M. F.; REIS, V. M. Produção, caracterização e aplicação de anticorpo policlonal contra Azospirillum amazonense estirpes AM15. Bragantia. v. 68, n. 1, p. 1-11, 2009.
SILVA, A. F.; FREITAS, A. D. S.; STAMFORD, N. P. Efeito da inoculação da soja (cv. Tropical) com rizóbios de crescimento rápido e lento em solo ácido submetido à calagem. Acta Scientiarum. v. 24, n. 5, p. 1327-1333, 2002
SIMONIS, A. D.; SETATOU, H. B. Effect of nitrogen fertilization and plant population on the yield of soybeans. Fertilizers and Environment. v. 66, n. 1, p. 241-244, 1996.
SMITH R. S. Legume inoculant formulation and application. Canadian Journal of Microbiology. v. 38, n. 6, p. 485-492, 1992.
SMITH, D. L., HUME, D. J. Comparison of assay methods for N2 fixation utilizing white bean and soybean. Canadian Journal Plant Science. v. 67, n. 1, p. 11-19, 1987.
SUZUKI, Y.; ADHIKARI, D.; ITOH, K. Effects of temperature on competition and relative dominance of Bradyrhizobium japonicum and Bradyrhizobium elkanii in the process of soybean nodulation. Plant Soil. v. 374, n. 1, p. 915-924, 2014. TAIZ, L.; ZEIGER, E. Fisiologia vegetal. 4.ed. Porto Alegre: Artmed, 2009. 819p.
TANG, C.; RENGEL, Z.; DIATLOFF, E.; GAZEY, C. Responses of wheat and barley to liming on a sandy soil with subsoil acidity. Field Crop Research. v. 80, n. 2, p. 235-244, 2003.
TAYLOR, R. W.; WILLIAMS, M. L.; SISTANI, K. R. N2 fixation by soybean Bradyrhizobium combinations under acidity, low P and high AI stresses. Plant and Soil. v. 131, n. 2, p. 293-300, 1991.
TIEN, T .M.; GASKINS, M. H.; HUBBELL, D. H. Plant growth substances produced by Azospirillum brasilense and their effect on the growth of pearl millet (Pennisetum americanum L.). Applied and Environmental Microbiology. v. 37, p. 1016-1024, 1979.
TITTABUTR, P.; PAYAKAPONG, W.; TEAUMROONG, N.; SINGLETON, P. W.; BOONKERD, N. Growth, survival and field performance of bradyrhizobial liquid inoculant formulations with polymeric additives. Science Asia. v. 33, n. 1, p. 69-77, 2007.
TRENTINI, D.B. Identificação dos alvos celulares das proteínas de transdução de sinal PII do diazotrófico de vida livre Azospirillum amazonense. 2010. 122p. Dissertação (Mestrado em Biologia Celular e Molecular) - Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre, 2010.
VINHAL-FREITAS, I. C.; RODRIGUES, M. B. Fixação biológica na cultura do milho. Agropecuária Técnica. v. 31, n. 2, p 143-154, 2010.
VLASSAK, K.; VANDERLEYDEN, J.; FRANCO, A. Competition and persistence of Rhizobium tropici and Rhizobium etli in tropical soil during successive bean (Phaseolus vulgaris L.) cultures. Biology and Fertility of Soils. v. 21, n. 2, p. 61-68, 1996.
VALAZCO , A.; CASTRO, R. Estudio de la inoculación de Azospirillum brasilense en el cultivo del arroz (variedad A’82) en condiciones de macetas. Cultivos Tropicalis. v. 20, n. 1, p. 5-9, 1999.
VOGEL, G. F.; MARTINKOSKI, L.; BITTENCOURT, H. V. H.; GRILLO, J. F. Agronomic performance of Azospirillum brasilense on wheat crops. Applied Research & Agrotechnology. v. 6, n. 3, p. 111-119, 2013.
WAGATSUMA, E.; SANTOS, J. I.; ROGÉRIO, F.; SILVA, T. R. B. Influência de Azospirillum brasilense e Trichoderma harzianum na cultura do milho. Revista Cultivando o Saber. v. 5, n. 3, p. 132-141, 2012
WATKIN, E. L. J.; O´HARA, G. W.; HOWIESON, J. G.; GLENN, A. R. Identification of Tolerance to Soil Acidity in Inoculant Strains of Rhizobium leguminosarum bv. trifolii. Soil Biology and Biochemistry. v. 32, n. 10, p. 1393-1403, 2000.
WILLEMS, A. The taxonomy of rhizobia: na overview. Plant of Soil. v. 287, n. 1, p.3-14, 2006.
YOUNG, C. C.; JUANG, T. C.; CHAO, C. C. Effects of Rhizobium and vesicular-arbuscular mycorrhiza inoculations on nodulation, symbiotic nitrogen fixation and soybean yield in subtropical-tropical fields. Biology and Fertility of Soils. v. 6, n. 2, p. 165-169, 1988.
Fixação biológica de nitrogênio e efeitos do tratamento químico de sementes...
170
ZAKHIA, F.; LAJUDIE, P. Taxonomy of Rhizobia. Agronomie. v. 21. n. 6, p. 569-576. 2001.
ZILLI, J. E.; RIBEIRO, K. G.; CAMPO, R. J.; HUNGRIA, M. Influence of fungicide seed treatment on soybean nodulation and grain yield. Revista Brasileira da Ciência do Solo. v. 33, n. 4, p. 917-923, 2009.
ZILLI, J. E.; CAMPO, R. J.; HUNGRIA, M. Eficácia da inoculação de Bradyrhizobium em pré semeadura da soja. Pesquisa Agropecuária Brasileira. v. 45, n. 3, p. 335-338, 2010a.
ZILLI, J. E.; SMIDERLE, O. J.; JÚNIOR, P. I. F. Eficiência agronômica de diferentes formulações de inoculantes contendo Bradyrhizobium na cultura da soja em Roraima. Revista Agroambiente On-line. v. 4, n. 2, p. 56-61, 2010b.
ZILLI, J. E.; XAVIER, G. R.; RUMJANEK, N. G. BR 3262: Nova estirpe de Bradyrhizobium para a Inoculação de feijão-caupi em Roraima. Boa Vista: Embrapa Roraima, 2008. 07p. (Comunicado Técnico, 10).
Capítulo 8
Helicoverpa armigera: nova praga na agricultura
Lúcia Madalena Vivan1
Crébio José Ávila 2
Germison Vital Tomquelski.3
1Fundação MT, Rondonópolis, MT;
2Embrapa Agropecuária Oeste, Dourados, MS;
3Fundação Chapadão,
Chapadão do Sul.
A entomofauna de fitófagos associada ao plantio de soja no Brasil tem aumentado
nos últimos anos. Nos dias atuais, mais de 25 espécies são relatadas como pragas,
requerendo medidas de controle para evitar danos econômicos. Este aumento no número de
pragas, causando perdas substanciais, reflete a adaptação gradativa de herbívoros nativos
nessa cultura exótica (PANIZZI; CORRÊA-FERREIRA, 1997).
Helicoverpa (=Heliothis) armigera (Hübner) (Lepidoptera: Noctuidae) apresenta
ampla distribuição geográfica, sendo registrada na Europa, Ásia, África e Oceania (ZALUCKI
et al., 1986; GUO, 1997). Atualmente, ocorreu a infestação de lagartas Helicoverpa armigera
no Brasil, sendo identificada por Czepak et al. (2013a) e Specht et al. (2013). Essa espécie
até então era considerada praga quarentenária A1.
H. armigera é uma espécie extremamente polífaga, cujas larvas foram registradas
em mais de 60 espécies de plantas cultivadas e silvestres e em cerca de 67 famílias
hospedeiras, incluindo Asteraceae, Fabeaceae, Malvaceae, Poaceae e Solanaceae
(PAWAR et al., 1986, FITT, 1989; POGUE, 2004), podendo causar danos a diferentes
culturas de importância econômica, como o algodão, leguminosas em geral, sorgo, milho,
tomate, plantas ornamentais e frutíferas (REED, 1965; FITT, 1989; MORAL GARCIA, 2006).
Aspectos biológicos
As lagartas de H. armigera se alimentam de folhas e caules, contudo, têm
preferência por brotos, inflorescências, frutos e vagens (REED. 1965; WANG; LI, 1984),
causando danos tanto na fase vegetativa quanto reprodutiva. Segundo Lammers e MacLeod
Helicoverpa armigera: nova praga na agricultura
172
(2007), em todo o mundo, os custos anuais com controle e perdas de produção chegam a
US$ 5 bilhões. Na Índia e China, 50% dos inseticidas utilizados visam ao controle desta
praga. Na Espanha, H. armigera é uma das pragas mais nocivas ao cultivo de tomate para a
indústria (ARNÓ et al., 1999). Essa praga possui alto potencial reprodutivo, sendo que cada
fêmea tem a capacidade de ovipositar de 1.000 a 1.500 ovos, sempre de forma isolada,
sobre talos, flores, frutos e folhas, preferencialmente no período noturno. Para a postura,
prefere a face adaxial das folhas e superfícies pubescentes (EPPO, 1981). O período larval
é constituído por 5 a 6 instares e pode durar de 2 a 3 semanas, dependendo das condições
climáticas, e, no último instar, a lagarta possui de 30,0 mm a 40,0 mm de comprimento e
coloração variando do verde ao amarelo claro, marrom avermelhado ou preto (EPPO, 1981).
São detalhes característicos da lagarta a sua cápsula cefálica de cor parda clara, linhas
finas brancas laterais e a presença de pelos (MATTHEWS, 1999). A partir do quarto instar,
as lagartas apresentam, no primeiro segmento abdominal, o formato de “sela”, devido à
presença de tubérculos abdominais escuros e visíveis (MATTHEWS, 1999).
A fase de pupa ocorre no solo e, dependendo das condições climáticas, pode entrar
em diapausa (KARIM, 2000). O adulto apresenta, sobre as margens das asas anteriores,
uma linha com sete a oito manchas e, logo acima, uma faixa marrom ampla, irregular e
transversal, tendo, ainda, na parte central, uma marca em forma de vírgula. As asas
posteriores são mais claras, apresentando na extremidade apical, uma borda marrom
escura, com uma mancha clara no centro. Nesta espécie, ocorre acentuado dimorfismo
sexual, sendo que os machos apresentam o primeiro par de asas de cor cinza esverdeado e
as fêmeas pardo alaranjado (EPPO, 1981; EPPO, 1996).
Distribuição geográfica e plantas hospedeiras de H. armigera
H. armigera apresenta ampla distribuição geográfica pelo mundo, sendo registrada
em praticamente toda a Europa, Ásia, África, Austrália e Oceania (GUO, 1997; GUOQING et
al., 2001; ZALUCKI et al., 1986). Nas Américas, essa praga não havia sido detectada até
2013, quando sua ocorrência foi registrada em várias regiões agrícolas do Brasil (CZEPAK
et al., 2013a). Existe a possibilidade de que H. armigera já esteja disseminada por todo o
País, o que reforça a necessidade da realização de estudos de levantamento taxonômicos
visando a conhecer sua real distribuição geográfica no território brasileiro, em especial nas
regiões de importância agrícola. Essas informações, quando devidamente obtidas e
catalogadas, fornecerão subsídios para o planejamento e a implementação de estratégias
no manejo integrado dessa praga.
A grande capacidade de dispersão de H. armigera está estreitamente relacionada à
habilidade com que os adultos desta espécie apresentam de se dispersar em condições de
Vivan et al.
173
campo, podendo-se nesta fase migrar a uma distância de até 1.000 km (PEDGLEY, 1985).
Associado a isso, esta espécie também apresenta alta capacidade de sobrevivência em
condições ambientais adversas, tais como excesso de calor, frio ou seca, sendo possível ter
várias gerações ao longo do ano, uma vez que o ciclo de ovo a adulto pode ser completado
dentro de quatro a cinco semanas (FITT, 1989).
H. armigera é considerada uma espécie altamente polífaga, ou seja, que apresenta a
capacidade de se desenvolver em ampla gama de plantas hospedeiras. Suas larvas têm
sido registradas se alimentando e/ou causando danos em mais de 100 espécies de plantas,
sejam elas cultivadas ou não, compreendendo cerca de 45 famílias, incluindo Asteraceae,
Fabaceae, Malvaceae, Poaceae e Solanaceae (ALI; CHOUDHURY, 2009; FITT, 1989;
PAWAR et al., 1986; POGUE, 2004). No Brasil, as lagartas de H. armigera já foram
constatadas se alimentando de várias culturas de importância econômica, tais como
algodão, soja, milho, tomate, feijão, sorgo, milheto, guandu, trigo e crotalária, bem como em
algumas espécies de plantas daninhas. Pelo fato de ser uma espécie polífaga, além das
plantas hospedeiras preferenciais nas quais as fêmeas, normalmente, realizam as posturas,
outros hospedeiros alternativos presentes nos arredores das lavouras assumem papel
decisivo na sobrevivência e dinâmica sazonal da praga, uma vez que dão suporte à
manutenção de suas populações em determinada região (FITT, 1989).
Danos de H. armigera
As lagartas de H. armigera podem se alimentar tanto dos órgãos vegetativos como
reprodutivos de várias espécies de plantas de importância econômica. Estima-se que a
perda mundial causada por lagartas de H. armigera, nas diferentes culturas em que ataca,
chega anualmente a 5 bilhões de dólares (LAMMERS; MACLEOD, 2007). Sharma et al.
(2008) relataram que a perda anual causada por H. armigera supera 2 bilhões de dólares
apenas na região dos trópicos semi-áridos da Europa e que o custo anual da aplicação de
inseticidas nas lavouras, para o controle dessa praga, é de 500 milhões de dólares.
No Brasil, as maiores intensidades de danos econômicos causados por lagartas de
H. armigera têm-se verificado, até então, nas culturas de algodão, milho, soja, feijão, tomate
e sorgo.
As lagartas podem se alimentar de folhas e hastes dessas plantas, mas tem
preferência pelas estruturas reprodutivas como botões florais, frutos, maçãs, espigas e
inflorescências, causando deformações ou podridões nestas estruturas ou até mesmo a
queda das mesmas. Essa inerente capacidade de H. armigera causar danos nas partes
reprodutivas das culturas, em associação à sua habilidade de atacar grande número de
hospedeiros, são fatores que elevam o status de importância econômica da praga
Helicoverpa armigera: nova praga na agricultura
174
(CUNNINGHAM et al., 1999). Na Espanha, H. armigera é também considerada espécie
devastadora nos cultivos de tomate para a indústria (ARNÓ et al., 1999).
Na safra 2011/2012 foi registrado um grande surto de lagartas de H. armigera na
Região Oeste da Bahia, especialmente no algodoeiro, quando foram constatadas perdas de
até 80% da produção desta cultura, segundo relatos dos produtores. Outras culturas como a
soja e o milho, sejam estas transgênicas (Bt) ou não, também foram atacadas por essa
praga na ocasião. Na safra 2012/2013 foram verificadas novamente incidências de H.
armigera nos cultivos da Bahia, em especial nas lavouras de soja irrigada, algodão e feijão,
quando os produtores tiveram que realizar várias aplicações de inseticidas para o seu
controle.
Monitoramento de H. armigera
O monitoramento efetivo de ovos, lagartas, pupas e de adultos de H. armigera é
considerado o fator chave para a implementação com êxito das estratégias de manejo dessa
praga; através do conhecimento dessas informações é que as decisões ou as táticas de
controle serão definidas, como, por exemplo, a oportunidade de se executar ou não o
controle químico em um determinado momento, a escolha do produto e da dose a ser
empregada, o tipo de pulverização requerida, etc.
Os adultos de H. armigera podem ser monitorados, utilizando armadilhas luminosas,
como também armadilhas iscadas com o seu feromônio sexual. Nas armadilhas luminosas
são coletados machos e fêmeas do inseto, enquanto nas armadilhas de feromônio são
capturados apenas machos. A intensidade de captura de adultos de H. armigera numa
determinada área fornece previsão do potencial de ocorrência de ovos e de lagartas e,
consequentemente, dos danos nos cultivos da região.
Para que a captura de adultos nas armadilhas tenha importância como instrumento
orientador do manejo, é necessário que os valores dessa captura sejam correlacionados
com os valores de amostragens de ovos e de lagartas nas plantas da cultura, em tempo real
ou nos dias subsequentes a esta captura. Sharma et al. (2012) encontraram uma alta
correlação (r = 0,83) entre a captura de machos de H. armigera em armadilhas iscadas com
o seu feromônio sexual e a densidade de larvas nas plantas de grão-de-bico (Cicer
arietinum L.).
O feromônio sexual de H. armigera pode ser também empregado como estratégia de
controle dessa praga através da técnica de confundimento de machos. A impregnação deste
feromônio sexual em vários pontos da lavoura em que se deseja proteger desorienta o
inseto macho na busca da fêmea para acasalar e, consequentemente, de se reproduzir.
Todavia, apesar da disponibilidade no mercado do feromônio sexual de H. armigera, a sua
Vivan et al.
175
utilização não foi ainda devidamente implementada, necessitando, provavelmente, de
ajustes na composição e/ou formulação dos componentes do produto, visando obter melhor
bioatividade para as populações dessa praga no Brasil (CZEPAK et al., 2013b).
A estratégia de manejo de pragas em grandes áreas geográficas constitui alternativa
interessante e poderia também ser empregada para o controle de H. armigera nos diferentes
sistemas de cultivos, pois esse sistema é adequado para o manejo de insetos que
apresentam polifagia e grande mobilidade, como é o caso dessa praga. Dentre as
vantagens que esta abordagem de controle apresenta, destaca-se a reduzida ressurgência
da praga no ambiente manejado, a maximização do controle biológico natural e a redução
do número de aplicações de inseticidas nas lavouras.
Controle químico
O controle químico de H. armigera empregando-se inseticidas químicos tem sido
largamente utilizado nos ambientes agrícolas em que essa praga ocorre, em razão de ser,
muitas vezes uma alternativa de controle de ação rápida, confiável e econômica. Na Índia e
China cerca de 50% dos inseticidas utilizados na agricultura desses países são direcionados
ao controle de H. armigera (BUILDING; ARHABHATA, 2007).
Como estratégia complementar do manejo integrado de H. armigera recomenda-se a
utilização de inseticidas em tratamento de sementes visando ao controle de pragas iniciais,
tais como coleópteros desfolhadores, lagarta-elasmo, percevejo barriga-verde, pulgões,
tripes, etc. Os inseticidas aplicados nas sementes garantem o controle desse complexo de
pragas iniciais e, consequentemente, reduzem o número de pulverizações foliares durante
os estádios iniciais de desenvolvimento da cultura. Outra importante estratégia de manejo é
a possibilidade de retardar ao máximo a primeira aplicação de inseticida nas lavouras,
obedecendo sempre que possível os níveis de controle estabelecidos pela pesquisa.
Associado a isso, recomenda-se também utilizar, sempre, produtos seletivos aos inimigos
naturais até um determinado estádio da cultura, como, por exemplo, até os 70 dias após a
emergência do algodão ou até o início de florescimento da soja, evitando sempre o uso de
inseticidas fosforados e piretroides neste período, por serem considerados normalmente de
alta toxicidade para os inimigos naturais.
Essas ações seletivas de manejo permitirão o estabelecimento inicial dos inimigos
naturais (predadores e parasitoides) no agroecossistema, proporcionando reflexos positivos
nos estádios mais avançados das culturas, em razão da manutenção do equilíbrio biológico.
No início do ano de 2013, o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Mapa)
aprovou, em caráter emergencial, o registro temporário de algumas substâncias, dentre elas
o inseticida benzoato de emamectina, para ser utilizado no controle de H. armigera.
Helicoverpa armigera: nova praga na agricultura
176
O controle de H. armigera tem sido sugerido quando houver predominância de
lagartas pequenas nas culturas. Este é o momento em que as lagartas estão mais expostas
e também mais suscetíveis à ação dos produtos químicos. Quando for constatada alta
infestação de H. armigera numa determinada cultura, especialmente quando houver
incidência de lagartas grandes, pulverizações sequenciais poderão ser necessárias visando
a obter melhor nível de controle da praga. Nas aplicações de inseticidas químicos, é de
importância fundamental rotacionar os modos de ação dos ingredientes ativos visando a
reduzir a pressão de seleção e o desenvolvimento de resistência dos insetos aos produtos.
O controle de adultos de H. armigera pode também ser realizado utilizando-se iscas
tóxicas à base de melaço ou açúcar + inseticida carbamato, podendo essas misturas serem
aplicadas nas bordaduras das lavouras.
Plantas transgênicas
A introdução da soja Bt no cenário agrícola nacional é acompanhada pela
preocupação da seleção de populações resistentes de lepidópteros suscetíveis e tolerantes
às toxinas de Bacillus thuringiensis (Bt). A pressão de seleção poder ser exercida pela soja-
Bt, assim como pelo algodão-Bt, que expressam a mesma toxina, Cry1Ac. Portanto a
avaliação da suscetibilidade/tolerância das diferentes espécies de noctuideos é de
fundamental importância para definir estratégias para monitorar e prevenir os possíveis
casos de resistência a Cry1Ac (SOSA-GOMEZ et al. 2011).
Na Austrália, monitoramento espécie Helicoverpa para resistência à toxina Cry2Ab
em algodão (Bt) segunda geração, tem como objetivo detectar os aumentos nas frequências
de resistência que podem levar a falhas de controle da tecnologia no campo. Anteriormente,
a adoção da tecnologia Bt2, a frequência dos alelos de resistência Cry2Ab era pelo menos
0,001 em H. armigera e H. punctigera (DOWNES et al. 2010).
Fitt (1989) relatou que H. armigera predomina entre os lepidópteros que atacam a
cultura do algodão do período médio a final do desenvolvimento da cultura. As larvas podem
ocasionar danos em todas as estruturas e estágios do algodoeiro, particularmente nas
estruturas reprodutivas como o botão floral e as maçãs jovens que, potencialmente,
reduzem a produção quando atacadas. Em relação a primeira geração do algodão Bt
INGARD na Austrália que expressa a proteína Cry1AC, foi testada a ação inseticida para H.
armigera e a reduzida toxicidade dessa cultivar proporcionou condições favoráveis para o
desenvolvimento de indivíduos resistentes à proteína Cry1AC, favorecendo a evolução da
resistência. Também com a tecnologia Bollgard II (Cry1AC/Cry2Ab) os trabalhos na
Austrália tem demonstrado que mais de 20% de larvas de H. armigera consideradas
suscetíveis tem sobrevivido nos materiais Bt2 na fase de maçãs ou cut-out. O mesmo
Vivan et al.
177
trabalho demonstrou que mais de 30% das larvas sobreviveram quando criadas em
materiais com a proteína Cry1AC, entretanto seu desenvolvimento até a fase de pupa foi
dez dias maior quando comparado com as criadas em algodão não-Bt (S. Dowes, dados
não publicados). Entretanto, Bollgard II usualmente oferece controle superior de H. armigera
(PYKE, 2008), uma vez que a proteína Cry2AB é expressa em níveis tóxicos em plantas
com estágios mais avançados. Dessa forma, durante o estágio de floração pulverizações
com inseticidas em campos de Bollgard II (WHITBURN; DOWNES, 2009) podem ser
necessárias. Atualmente no Brasil tem-se a tecnologia WideStrikeTM com as proteínas
Cry1Ac e Cry1F que asseguram proteção às plantas durante todo o ciclo da cultura contra
os danos provocados pela alimentação de larvas de lepidópteros. No entanto, em relação ao
controle de larvas de Helicoverpa sp. não se tem efetividade completa do controle, sendo
que alguns indivíduos sobrevivem nesse material.
Controle cultural
O controle cultural consiste na manipulação do ambiente da cultura ou do solo, de
maneira a torná-lo desfavorável para a praga que se deseja manejar e favorável para os
seus inimigos naturais (FATHIPOUR; SEDARATIAN, 2013). Considerando-se que H.
armigera é uma espécie que apresenta elevada capacidade reprodutiva e que se reproduz
em diferentes hospedeiros, a presença de pontes verdes durante o período da entressafra
de culturas como a soja, o algodão e o milho pode favorecer a sobrevivência das lagartas
neste período e servir de focos de infestações para os cultivos implantados em sucessão.
Neste sentido, o planejamento na entressafra de um período sem a presença de
plantas hospedeiras de H. armigera, estratégia essa conhecida como vazio sanitário, poderá
se constituir em importante alternativa complementar para o manejo dessa praga. Este vazio
sanitário deverá ser realizado entre os meses do ano com menor incidência de cultivos
agrícolas em uma determinada região, sendo o período de agosto a outubro o mais
adequado para a sua implementação, especialmente para as Regiões Norte, Nordeste e
Centro-Sul do Brasil. Cabe salientar que o sucesso da utilização do vazio sanitário como
estratégia de controle de pragas terá maior efeito se for normatizado por instrumento legal e
contar com a fiscalização dos agentes responsáveis pelo sistema de defesa vegetal da
região.
Uma nova estratégia de controle cultural de pragas, denominada de Push and Pull,
tem sido utilizada para o controle de H. armigera, especialmente em cultivos de algodão na
Austrália. Esta estratégia de manejo baseia-se na manipulação comportamental da praga
através da implementação de técnicas que repelem (Push) ou atraem (Pull) a mesma. Essa
manipulação é baseada em estímulos visuais e de compostos voláteis emitidos pelas
Helicoverpa armigera: nova praga na agricultura
178
plantas hospedeiras ou que são pulverizados sobre estas com o objetivo de intensificar ou
reduzir a oviposição e/ou alimentação do inseto nas plantas manejadas (FATHIPOUR;
SEDARATIAN, 2013). O sistema Push and Pull é constituído basicamente de duas culturas,
sendo uma considerada a cultura principal, a qual se deseja proteger contra a praga, e outra
a cultura armadilha, para onde a praga deverá ser atraída e, posteriormente, controlada.
Como exemplo, pode-se imaginar a cultura do algodão como cultura principal e o guandu
como a cultura armadilha plantada nas áreas adjacentes ao algodoeiro.
Quando se pulveriza azadiractina (óleo de neem) sobre o algodoeiro e açúcar ou
feromônio de agregação de H. armigera sobre as plantas de guandu, os adultos dessa
praga evitarão ovipositar no algodoeiro (efeito push) e intensificarão a oviposição nas
plantas de guandu (efeito pull). Da mesma forma, as lagartas que estiverem presentes no
algodoeiro terão dificuldade de se alimentar nesta cultura devido à ação fagodeterrente do
óleo de neem (efeito push), mas se alimentarão normalmente no guandu (efeito pull). Para
finalizar essa estratégia de manejo, as lagartas de H. armigera devem ser controladas na
cultura armadilha (guandu), antes que as mesmas atinjam o estágio de pupa, podendo para
isso utilizar um inseticida químico efetivo ou até mesmo um produto biológico como o
baculovírus de H. armigera, que apresenta seletividade aos inimigos naturais da praga.
Alguns produtos, quando aplicados na cultura principal que se deseja proteger, podem
afetar negativamente a capacidade de colonização de H. armigera. Mensah (1996) verificou
que pulverização do produto comercial Environfeast® na cultura do algodão reduziu
significativamente a intensidade de oviposição de H. armigera nesta cultura (efeito push)
quando comparado às áreas adjacentes de algodão pulverizadas com apenas água.
Outra estratégia de controle cultural importante é a possibilidade de os produtores de
uma determinada região estabelecerem um calendário organizado de plantio para as
diferentes culturas exploradas economicamente e que são hospedeiras de H. armigera.
Considerando o período inicial e final da época estipulada no calendário de plantio de uma
determinada cultura (ex.: soja, algodão, milho), quanto mais estreita for a janela de plantio
maior será o efeito desta estratégia no manejo da praga, pois a condensação dos plantios
contribuirá para reduzir a incidência e os danos da praga nas culturas.
Como estratégia complementar para o controle cultural de lagartas de H. armigera,
recomenda-se a eliminação de plantas tigueras e de rebrotas, especialmente da soja e de
algodão na pós-colheita, uma vez que essas plantas servem como substratos para o
desenvolvimento do inseto. O revolvimento do solo tem sido também recomendado para a
destruição de pupas de H. armigera em áreas com alta infestação da praga, especialmente
em sistemas irrigados, sendo o mês de agosto o mais adequado para realizar esta
operação. As pupas de H. armigera ficam normalmente localizadas cerca de 10 cm da
Vivan et al.
179
superfície do solo e a mortalidade dessas formas imaturas, quando se faz o revolvimento do
solo, é causada pela sua exposição ao calor e aos inimigos naturais.
Controle biológico
Embora ainda não tenham sido conduzidos no Brasil trabalhos científicos visando
avaliar a magnitude do controle biológico em ovos, lagartas e pupas de H. armigera, estas
informações são abundantes na literatura internacional. Fathipour e Sedaratian (2013)
relataram 36 parasitoides, 23 predadores e 9 patógenos associados às formas imaturas de
H. armigera, sendo constatados níveis de controle biológico natural por estes inimigos
naturais variando de 5% a 76%, dependendo da cultura e do estágio de desenvolvimento da
praga.
Segundo André Shimohiro (comunicação pessoal), na safrinha de milho de 2013 foi
constatada, no Estado do Paraná, uma elevada ocorrência de parasitismo em lagartas de
Helicoverpa, provavelmente H. armigera, quando se observou que cerca de 50% das
lagartas coletadas apresentaram-se parasitadas por moscas da família Tachinidae. Estes
resultados evidenciam o alto potencial de controle biológico natural que pode ser explorado,
especialmente quando se utilizam métodos de controle seletivos para o manejo de H.
armigera.
O controle biológico de H. armigera, utilizando-se táticas de conservação ou de
incremento dos inimigos naturais no agroecossistema, bem como pela implementação do
controle biológico clássico ou também através do controle biológico aplicado, é uma
realidade que necessita ser investigada e explorada nas condições brasileiras.
O baculovírus de H. armigera é um inseticida biológico que tem apresentado boa
eficiência no controle desta praga em vários países da Europa e da Ásia (SUN et al., 2004).
Esse vírus foi regulamentado pelo Mapa, para uso emergencial no controle de lagartas de
Heliothinae, podendo o produto estar disponível na próxima safra para uso no Brasil, uma
vez que várias empresas de defensivos já se prontificaram em realizar a sua importação.
Trabalhos na literatura evidenciam que os parasitoides do gênero Trichogramma
apresentam grande associação com ovos de espécies da subfamília Heliothinae, a qual
abrange H. armigera. Existe a possibilidade real de multiplicação e liberação a campo dos
parasitoides deste gênero, visando ao controle de ovos de H. armigera, especialmente em
cultivos de soja, milho e algodão, como já foi mencionado por especialistas que trabalham
com estes inimigos naturais durante o fórum regional de Helicoverpa, que aconteceu na
Bahia.
Considerando-se também que H. armigera é uma praga exótica para o Brasil,
esforços da pesquisa deveriam ser direcionados com o objetivo de buscar inimigos naturais
Helicoverpa armigera: nova praga na agricultura
180
exóticos nas regiões de origem de ocorrência dessa praga, para serem utilizados como
agentes biológicos de controle nos sistemas de produção agrícolas.
Referências bibliográficas
ALI, A.; CHOUDHURY, R. A. Some biological characteristics of Helicoverpa armigera on chickpea. Tunisian Journal of Plant Protection. v. 4, n. 1, p. 99-106, 2009.
ARNÓ, J.; GABARRA, R.; ROIG, J.; FOSCH, T. Integrated pest management for processing tomatoes in the Ebro Delta (Spain). Acta Horticulturae. The Hague, v. 487, n. 1, p. 207-212, 1999.
BUILDING, B. M.; ARHABHATA, S. Status of insecticide resistance in the cotton bollworm, Helicoverpa armigera (Hübner). Journal of Central European Agriculture. Zagreb, v. 8, n. 2, p. 171-182, 2007.
CONAB. Acompanhamento de safra brasileira: grãos: safra 2011/2012, nono levantamento, junho 2012. Brasília, DF, 2012. 34 p. Disponível em: < http://www.conab.gov.br/OlalaCMS/uploads/arquivos/12_06_12_16_15_32_boletim_portugues_junho_2012.pdf >. Acesso em: 22 maio 2013.
CUNNINGHAM, J. P.; ZALUCKI, M. P.; WEST, S. A. Learning in Helicoverpa armigera (Lepidoptera: Noctuidae): a new look at the behaviour and control of a polyphagous pest. Bulletin of Entomological Research. London, v. 89, n. 3, p. 201-207, 1999.
CZEPAK, C.; ALBERNAZ, K. C.; VIVAN, L. M.; GUIMARÃES, H. O.; CARVALHAIS,T. Primeiro registro de ocorrência de Helicoverpa armigera (Hübner) (Lepidoptera: Noctuidae) no Brasil. Pesquisa Agropecuária Tropical. Goiânia, v. 43, n. 1, p. 110-113, 2013a.
CZEPAK, C.; VIVAN, L. M.; ALBERNAZ, K. C. Praga da vez. Cultivar: grandes culturas. Pelotas, ano 15, n. 167, p. 20-27, abr. 2013b.
DOWNES, S.; MAHON R. J.; ROSSITER L.; KAUTER, G.; LEVEN, T.; FITT, G.; BAKER, G. Adaptive management of pest resistance by Helicoverpa species (Noctuidae) in Australia to the Cry2Ab Bt toxin in Bollgard II
® cotton. Evolutionary Applications. v. 3, n. 5-6, p. 574-584, 2010.
EMBRAPA. Ações emergenciais propostas pela Embrapa para o manejo integrado de Helicoverpa spp. em áreas agrícolas. (Brasília, DF, 2013). 19p.
EUROPEAN AND MEDITERRANEAN PLANT PROTECTION ORGANIZATION (EPPO). Data sheets on quarantine organisms nº 110: Helicoverpa armigera. Paris: EPPO, 1981. (Bulletin, 11).
EUROPEAN AND MEDITERRANEAN PLANT PROTECTION ORGANIZATION (EPPO). Helicoverpa zea. In: SMITH, I. M. et al. (Eds.). Quarantine pests for Europe. 2. ed. Wallingford: CAB International, 1996. p. 1-6.
FATHIPOUR, Y.; SEDARATIAN, A. Integrated management of Helicoverpa armigera in soybean cropping systems. In: ELSHEMY, H. A. (Ed.). Soybean - pest resistance. Cairo: Intech, 2013. p. 231-280.
FITT, G. P. The ecology of Heliothis species in relation to agroecosystems. Annual Review of Entomology. Palo Alto, v. 34, p. 17-52, 1989.
GUO, Y. Y. Progress in the researches on migration regularity of Helicoverpa armigera and relationships between the pest and its host plants. Acta Entomologica Sinica. Beijing, v. 40, n. 1, p. 1-6, 1997.
GUOQING, L.; ZHAOJUN, H.; LILI, M.; XIAORAN, Q.; CHANGKUN, C.; YINCHANG, W. Natural oviposition-deterrent chemicals in female cotton bollworm, Helicoverpa armigera (Hubner). Journal of Insect Pathology. New York, v. 47, n. 9, p. 951-956, 2001.
KARIM, S. Management of Helicoverpa armigera: a review and prospectus for Pakistan. Pakistan Journal of Biological Sciences. Murree, v. 3, n. 8, p. 1213-1222, 2000.
Vivan et al.
181
LAMMERS, J. W.; MACLEOD, A. Report of a pest risk analysis: Helicoverpa armigera (Hübner, 1808). [S.l.: s.n.], 2007. Disponível em: <http://www.fera.defra.gov.uk/plants/ plantHealth/pestsDiseases/documents/helicoverpa.pdf>.Acesso em: 20 maio 2013.
MATTHEWS, M. Heliothinae moths of Australia: a guide to pest bollworms and related noctuid groups. Melbourne: CSIRO, 1999. 320p.
MENSAH, R. K. Supresssion of Helicoverpa spp. (Lepidoptera: Noctuidae) oviposition by use of the natural enemy food supplement Envirofeast. Australian Journal of Entomology. Canberra, v. 35, n. 4, p. 323-329, Nov. 1996.
MORAL GARCIA, F. J. Analysis of the spatiotemporal distribution of Helicoverpa armigera (Hübner) in a tomato field using a stochastic approach. Biosystems Engineering. Bedford, v. 93, n. 3, p. 253-259, 2006.
PANIZZI, A. R.; CORRÊA-FERREIRA, B. S. Dynamics in the insect fauna adaptation to soybean in the tropics. Trends in Entomology. v. 1, p. 71-88, 1997.
PAWAR, C. S.; BHATNAGAR, V. S.; JADHAV, D. R. Heliothis species and their natural enemies, with their potential for biological control. Proceedings Indian Academy of Sciences. v. 95, p. 695-703, 1986.
PEDGLEY, D. E. Windborne migration of Heliothis armigera (Hübner) (Lepidoptera: Noctuidae) to the British Isles. Entomologist's Gazette. Wallingford, v. 36, n. 1, p. 15-20, 1985.
POGUE, M. G. Anew synonym of Helicoverpa zea (Boddie) and differentiation of adult males of H. zea and H. armigera (Hübner) (Lepidoptera: Noctuidae: Heliothinae). Annals of the Entomological Society of America. College Park, v. 97, n. 6, p. 1222-1226, 2004.
PYKE, B. The Impact of High Adoption of Bollgard®II Cotton on Pest Conference (ed.), Lubbock,
Texas. 2008.
REED, W. Heliothis armigera (Hb.) (Noctuidae) in western Tanganyika: II. Ecology and natural and chemical control. Bulletin of Entomological Research. London, v. 56, n. 1, p. 127-140, 1965. <http://pdf.usaid.gov/pdf_docs/PNAAN777.pdf>. Acesso em: 5 maio 2013.
SHARMA, H. C.; DHILLON, M. K.; ARORA, R. Effects of Bacillus thuringiensis ää -endotoxin-fed Helicoverpa armigera on the survival and development of the parasitoid Campoletis chlorideae. Entomologia Experimentalis et Applicata. Dordrecht, v. 126, n. 1, p. 1-8, 2008.
SHARMA, P. K.; KUMAR, U.; VYAS, S.; SHARMA, S.; SHRIVASTAVA, S. Monitoring of Helicoverpa armigera (Hubner) (Lepidoptera: Noctuidae) through pheromone traps in chickpea (Cicer arietinum) crop and influence of some abiotic factors on insect population. Journal of Environmental Science, Toxicology and Food Technology. v. 5, n. 5, p. 44-46, 2012.
SOSA-GOMEZ DR; PARO FE; MIRANDA JE. Tolerância De Noctuideos A Proteína Cry1ac Expressa No Algodão Bollgard In: SICONBIOL - SIMPÓSIO DE CONTROLE BIOLÓGICO,12, 2011, Anais... São Paulo: Sociedade Entomológica do Brasil, 2011.
SPECHT, A.; SOSA‑GOMEZ, D.R.; PAULA‑MORAES, S.V.; YANO, S.A.C. Identificação morfológica
e molecular de Helicoverpa armigera (Lepidoptera: Noctuidae) e ampliação de seu registro de ocorrência no Brasil. Pesquisa Agropecuária Brasileira. v, 48, n. 6, p. 689-692, 2013.
SUN, X.; WANG, H.; SUN, X.; CHEN, X.; PENG, C.; PAN, D. Biological activity and field efficacy of a genetically modified Helicoverpa armigera SNPV expressing an insect-selective toxin from a chimeric promoter. Biological Control. San Diego, v. 29, n. 1, p. 124-137, 2004.
WANG, N. C.; LI, Z. H. Studies on the biology of cotton bollworm (Heliothis armigera Hübner) and tobacco budworm (Heliothis assulta Quenee). Journal of the Shandong Agricultural University. Taian, v. 1-2, n. 1, p. 13-25, 1984.
WHITBURN, G.; DOWNES, S. Surviving Helicoverpa Larvae in Bollgard II: Survey Results. The Australian Cottongrower Magazine. Toowoomba, v. 30, p. 12-16, 2009.
ZALUCKI, M. P., DAGLISH, G., FIREMPONG, S.; TWINE, P. H. The biology and ecology of Heliothis armigera (Hübner) and H. punctigera Wallengren (Lepidoptera: Noctuidae) in Australia: what do we know? Australian Journal of Zoology. Victoria, v. 34, n. 6, p. 779–814, 1986.
Capítulo 9
Perspectivas do controle biológico de doenças
de plantas no Brasil
Flávio Henrique Vasconcelos de Medeiros
Fernando Pereira Monteiro
Programa de Pós-Graduação em Fitopatologia, Universidade Federal de Lavras, Departamento de Fitopatologia,
CP 3037, CEP 37200-000, Lavras, Minas Gerais.
Na agricultura moderna, buscam-se tecnologias sustentáveis mais efetivas,
compatíveis com as práticas de manejo da cultura. Neste contexto, os defensivos agrícolas
recentemente desenvolvidos têm sido cada dia mais seletivos, menos impactantes ao meio
ambiente, de custo comparável ou menor que a tecnologia já adotada, maximizando a
rentabilidade do produtor. Dentre estas tecnologias emergentes, o controle biológico talvez
seja aquela que mais tem crescido nos últimos anos.
O primeiro conceito proposto de controle biológico de doenças de plantas se baseou
no controle biológico de pragas, que é o controle de um organismo por outro organismo. De
fato, as primeiras observações de controle biológico relatadas cientificamente eram pústulas
de ferrugem parasitadas por fungos hiperparasitas. Contudo, se lembramos do triângulo das
relações patógeno-hospedeiro, há necessidade não apenas do patógeno virulento, mas
também do hospedeiro suscetível e do ambiente favorável para que ocorra a doença.
Portanto, um microrganismo que altere a suscetibilidade do hospedeiro ou, o ambiente
favorável para a ocorrência da doença, também pode ser considerado controle biológico. De
fato, um microrganismo agente de controle biológico pode agir por antibiose ou
hiperparasitismo. O primeiro conceito é descrito como a inibição direta do crescimento do
fitopatógeno pela produção direta de antibióticos e/ou enzimas hidrolíticas. O segundo é a
penetração direta nas estruturas do patógeno. Assim, os agentes de controle biológico agem
reduzindo o inóculo inicial, infecção de plantas ou progresso da doença. Esses
Medeiros & Monteiro
183
microrganismos podem agir também por indução de resistência e competição. Na indução
de resistência, a imunidade inata de plantas é ativada, resultando em redução na infecção
ou progresso da doença em um mecanismo indireto. Outro mecanismo indireto de controle é
a competição por espaço ou nutriente, neste caso, pode-se considerar que o agente de
controle biológico age pela alteração do ambiente favorável para ocorrência de doenças.
Se por um lado o controle biológico de pragas teve avanço rápido na pesquisa e
adoção pelo produtor, para doenças, a história andou mais lenta, com o primeiro produto
registrado apenas em 2008 e hoje ainda são apenas cinco os produtos registrados junto ao
Ministério da Agricultura como fungicidas microbiológicos, de acordo com consulta ao Agrofit
(http://agrofit.agricultura.gov.br/agrofit_cons/principal_agrofit_cons). Hoje várias são as
empresas produtoras de agentes de controle biológico de doenças de plantas, com produtos
cada dia mais eficientes, de melhor qualidade, preço acessível buscando registrar novos
produtos junto ao MAPA. Um relato da história do controle biológico de doença de plantas
no Brasil pode ser encontrado em Bettiol e Morandi (2009).
Certamente vários foram os avanços no controle biológico de doenças de plantas
que contribuíram para o sucesso atual da técnica. Um desses avanços se deu na
prospecção de antagonistas promissores. No passado, fazia-se a seleção prévia dos
antagonistas promissores baseado na inibição in vitro do patógeno pelo antagonista. Ora, se
mencionamos que o controle biológico pode se dar não apenas por antibiose, mas por
outros mecanismos, pela seleção apenas considerando um único mecanismo como critério
de pré-seleção, não se chegava a antagonistas promissores no campo ou até mesmo em
ensaios de seleção in vivo em casa de vegetação. De fato, os produtos comerciais mais
eficientes hoje contêm como princípio ativo microrganismos que atuam por mais de um
mecanismo de ação e a sua seleção não se baseou apenas em antibiose.
Neste sentido, hoje uma das áreas mais promissoras na pesquisa em controle
biológico é a busca por métodos que sejam eficientes na seleção massal de antagonistas,
de baixo custo, rápida e de fácil execução, e que garanta a reprodutibilidade dos resultados
em campo em diversas regiões, tipos de solo e sistemas de manejo da cultura.
Diversos foram os pesquisadores que propuseram e empregaram metodologias de
seleção massal de antagonistas diferentes. A mais recente e, em nossa opinião, a mais
promissora até o momento é aquela proposta por Köhl et al. (2011). Os autores listaram os
critérios de seleção de antagonistas para o controle de doenças de plantas que vão desde a
escolha do alvo biológico (critérios de viabilidade do ponto de vista técnico e comercial do
produto a ser gerado) até a possibilidade de multiplicação do antagonista. Estes passos
recomendados pelo autor para obtenção de um produto biológico promissor são os
seguintes:
Perspectivas do controle biológico de doenças no Brasil
184
1 – Avaliação da cultura alvo, doença e mercado (marketing, doença alvo);
2 – Origem e isolamento do antagonista candidato (ecologia, produção e mercado);
3 – Seleção de alto rendimento (produção, segurança e ecologia);
4 – Análise dos dados gerados;
5 – Bioensaio em plantas (casa de vegetação e campo);
6 – Avaliação preliminar da produção massal;
7 – Formulação e custos de registro;
8 – Otimização da produção massal (scale up) e testes mais amplo a campo;
9 – Integração da técnica com os diferentes sistemas de manejo da cultura já
adotados.
Outro avanço que temos visto como muito importante para maior aceitação do
controle biológico é trabalhar a expectativa do produtor. Se por um lado no controle químico
ou até mesmo no controle biológico de pragas, o produtor pode ver a praga morta,
parasitada ou mumificada, nem sempre fica evidente o efeito do agente de controle biológico
no manejo de doenças que estejam sendo controladas. Ambos fitopatógenos e agentes de
biocontrole são microrganismos, Na maioria das vezes, suas interações não são visíveis a
olho nu e os resultados de aumento de produtividade nem sempre são observados em uma
mesma safra. No controle biológico do mofo branco, por exemplo, o Trichoderma asperellum
ou T. harzianum quando aplicados, parasitam o escleródio de Sclerotinia sclerotiorum,
reduzindo tanto a germinação miceliogênica quanto carpogênica e, portanto, prevenindo a
infecção de plantas e a ocorrência do mofo branco. O problema é que, dependendo da
pressão de inóculo, ou seja, da quantidade de escleródios presentes na área, o parasitismo
dos escleródios pode não ser o suficiente para reduzir a doença abaixo do limiar de dano
econômico. Desse modo, a aplicação do produto biológico não resulta em aumento de
produtividade comparado ao manejo já adotado usando exclusivamente fungicida.
Pensando nisso, o Laboratório Farroupilha, uma das empresas que comercializa um produto
a base de agentes de controle biológico, desenvolveu um sistema de monitoramento da
qualidade e eficiência de aplicação de T. asperellum (Quality) muito interessante. Vinte dias
após a aplicação do produto, os técnicos da empresa entregam ao produtor uma placa de
Petri contendo um meio seletivo onde o produtor vai depositar escleródios encontrados
sobre o solo em sua área. Após alguns dias ele poderá ver se o escleródio teve germinação
miceliogênica ou não germina e o T. asperellum é quem cresce sobre a placa, não
permitindo a germinação do escleródio. Com a técnica o produtor pode acompanhar a
evolução do parasitismo de escleródios após as aplicações. Não apenas para o controle
biológico do mofo branco, mas para diversos outros patossistemas, como nematóides que
Medeiros & Monteiro
185
infectam as raízes de plantas, os benefícios de controle podem ser observados na safra
seguinte ou até três anos após a primeira aplicação do produto, como já observado por
Freitas et al. (2009) no controle do nematóide das galhas em jaborandi por Pasteuria
penetrans.
Mesmo para aqueles produtos registrados, ainda não há uma normatização de
produtos quanto à sua viabilidade. Esta preocupação é compartilhada por produtores,
órgãos de fiscalização (Defesa Estadual e Federal) e pela indústria de produtos. Ora,
empresas sérias que primam por altos padrões de qualidade acabam sofrendo uma
concorrência desleal com a inundação de produtos de menor custo, mas também com
menor qualidade, o que leva à descrença do controle biológico pelo produtor. Em relação ao
controle de qualidade de microrganismos, o projeto intitulado “Desenvolvimento de
metodologia analítica e amostral para avaliação de conformidade e da inocuidade de
produtos comerciais formulados à base de agentes microbianos de biocontrole”, financiado
pelo CNPq, sob coordenação do Dr. Wagner Bettiol da Embrapa Meio Ambiente, em
parceria com o Instituto Biológico, EPAMIG, Embrapa Arroz e Feijão, UFPel e Ceplac,
organiza periodicamente, treinamentos sobre as metodologias validadas pelo grupo na
Embrapa Meio Ambiente.
Tanto para avaliação da viabilidade, quanto presença de contaminantes e estudos de
interações tem crescido enormemente a contribuição de técnicas moleculares. Estas
técnicas estão cada dia mais acessíveis, tanto do ponto de vista de custo quanto de
facilidade na execução, o que, sem sombra de dúvida, deverá fazer parte da rotina da
indústria de controle biológico, como já o faz nos laboratórios de quarentena vegetal e
qualidade de alimentos.
Na avaliação de contaminantes, por exemplo, a pesquisa já pode identificar e
quantificar contaminantes no produto biológico (empregando técnicas como microarranjo ou
next generation sequencing), rastrear a distribuição do agente de controle biológico aplicado
(TaqMan qPCR), estudar os efeitos de produtos biológicos com a planta combinado ou não
às interações com o ambiente ou práticas culturais (empregando técnicas de
transcriptômica) e descobrir novos potenciais de uso de produtos biológico.
Outra possível aplicação é baseada na biologia molecular, onde são utilizadas
ferramentas para identificar problemas na linha de produção, como por exemplo, a
expressão do gene que codifica para hydrophobin (LORITO et al., 2010), uma proteína
envolvida na esporulação de Trichoderma spp. Com isso, quando se tem problemas com
esporulação do fungo no sistema de produção, pode-se usar a expressão deste gene como
marcador para rastrear em que etapa ou condição de incubação do fungo, está havendo a
interrupção da esporulação e consequentemente a esporulação.
Perspectivas do controle biológico de doenças no Brasil
186
Estas técnicas ainda permitem a elucidação de mecanismos de ação de agentes de
controle biológico e determinação de novos usos. Em estudo com o patossistema algodão e
Rhizoctonia solani, envolvendo o controle biológico com Bacillus subtilis UFLA 285, além da
menor severidade da doença foi também observado um maior aporte de raízes em relação a
testemunha. Outros trabalhos, estudando a regulação dos genes do algodão em resposta ao
tratamento com Bacillus subtilis UFLA 285 e a inoculação com R. solani revelaram 30 genes
relacionados á defesa, nove genes moduladores da parede celular e seis genes
relacionados com o estresse (MEDEIROS et al., 2011).
Estes resultados com pesquisa básica em controle biológico devem sempre serem
atreladas a aplicações práticas no futuro. Deste modo os problemas encontrados no campo
e solucionados no laboratório voltam para o campo visando alternativas para controlar o
problema, melhorando assim o sistema produtivo. Pesquisas envolvendo agentes de
controle biológico sem a intenção de uso prático têm sido cada vez mais desencorajadas
pelos órgãos de fomento nacionais. Dentre as pesquisas com grande aplicação prática na
atualidade, aquela que visa avaliar as interações do controle biológico com outras práticas
de manejo e com o ambiente são as mais próximas de uma aplicação prática, pois vai
fomentar o argumentário técnico e posicionamento de produto frente às diferentes
condições. Um exemplo prático é a contribuição de variações de temperatura na eficácia do
controle biológico. Será que um mesmo produto funciona da mesma forma no inverno e
verão? Ou melhor, será que o produto biológico controle a doença na época de maior
pressão de inóculo. Neste sentido, podemos citar o trabalho desenvolvido por Paula Junior
et al. (2012). Estes pesquisadores avaliaram a eficácia de vários produtos biológicos a base
de Trichoderma spp. para o manejo do mofo branco na produção de feijão irrigado de
inverno, situação onde a doença causa as maiores perdas. Ficou claro que a eficácia do
produto foi inferior que o tratamento exclusivo com fungicida, tanto para a variável
severidade da doença quanto produtividade. No trabalho não foi considerada a aplicação do
produto em outras épocas ou ensaio realizado em mais de uma safra, mas isto é um
indicativo tanto da necessidade de se considerar a combinação do controle biológico com o
químico no manejo da doença, quanto à limitação de ação do Trichoderma spp. no inverno
em aplicação exclusiva para o manejo da doença.
Ainda em relação ao estudo de interações, abordagens multidisciplinares são cada
vez mais desejados na pesquisa. Quando se faz a aplicação de um microrganismo que
coloniza a rizosfera e interfere na fisiologia da planta, além da esperada redução na
severidade da doença, pode-se observar promoção de crescimento e interferência na
nodulação. Em trabalhos utilizando duas cultivares de feijão (cv. Pérola e cv. Agreste) para
estudar a influência do B. amyloliquefaciens ALB 629 no número de nódulos incitados por
Medeiros & Monteiro
187
Rhizobium leguminosarum foi observado que na cultivar Agreste o número de nódulos
formados foi estatisticamente diferente do tratamento controle (Martins et al., dados ainda
não publicados).
Finalmente, o controle biológico de doenças de plantas vem ganhando cada dia
maior aceitação, a adoção desta técnica de controle tende a crescer ainda mais com os
avanços tanto na pesquisa quanto do interesse por parte da indústria e principalmente pela
maior aceitação por parte do produtor, mas talvez o maior desafio na atualidade seja o
treinamento de profissionais para a correta recomendação de uso do produto, devendo-se
incluir a disciplina ou pelo menos uma noção de controle biológico de doenças de plantas
nos cursos de agronomia e agroecologia no Brasil e no mundo.
Referências bibliográficas
BETTIOL, W; MORANDI, M.A.B. Controle biológico de doenças de plantas no Brasil. In: BETTIOL, W;
MORANDI, M.A.B. (Eds.). Biocontrole de doenças de plantas: uso e perspectivas. EMBRAPA
Meio Ambiente, Jaguariúna, SP, 2009. pp. 8-9.
FREITAS, L.G.; PODESTÁ, G.S.; FERRAZ, S.; COUTINHO, M.M. Supressividade de solo a
Meloidogyne por Pasteuria penetrans nos Estados do Maranhão e Santa Catarina. In: BETTIOL, W.;
MORANDI, M.B. (Eds). Biocontrole de doenças de plantas: usos e perspectivas. Jaguariúna:
Embrapa, p. 153-172, 2009.
KÖHL, J.; POSTMA, J.; NICOT, P.; RUOCCO, M.; BLUM, B. Step wise screening of microorganisms
for commercial use in biological control of plant-pathogenic fungi and bacteria. Biological Control, v.
57, p. 1-12, 2011.
LORITO, M.; WOO, S.L.; HARMAN, G.; MONTE, E. Translational research on Trichoderma: from –
omics to field. Annual Review of Phytopathology, v. 48, p. 395-417, 2010.
MEDEIROS, F.H.V.; SOUZA, R.M.; MEDEIROS, F.C.L.; ZHANG, H.; WHEELER, T.; PAYTON, P.;
FERRO, H.M.; PARÉ, P.W. Transcriptional profiling in cotton associated with Bacillus subtilis (UFLA
285) induced biotic-stress tolerance. Plant and Soil, v. 347, n. 1-2, p. 327-337, 2011.
PAULA JÚNIOR, T. J.; TEIXEIRA, H.; VIEIRA, R. F.; MORANDI, M. A. B.; LEHNER, M. S.; LIMA, R.
C.; CARNEIRO, J. E. S. Limitations in controlling white mold on common beans with Trichoderma spp.
at the fall-winter season. Summa Phytopathologica, v. 38, p. 337-340, 2012.
Capítulo 10
Fitoquímicos como controle alternativo de
nematoides
Sidiane Coltro-Roncato
Edilaine Della Valentina Gonçalves
Omari Dangelo Forlin Dildey
Odair José Kuhn
José Renato Stangarlin
Programa de Pós-Graduação em Agronomia, Centro de Ciências Agrárias, Universidade Estadual do Oeste do
Paraná, CEP 85960-000, Marechal Cândido Rondon, Paraná.
Introdução
Dentre as espécies de nematóides fitoparasitas, os formadores de galhas radiculares
(Meloidogyne spp.), os nematoides de lesões radiculares (Pratylenchus spp.), o cavernícola
(Radopholus similis), e reniforme (Rotylenchulus reniformis), são importantes fitonematóides
que provocam grandes prejuízos econômicos em diversas culturas, causando danos de até
100% no rendimento (INOMOTO, 2001; SILVA et al., 2003).
De maneira geral, a interferência do nematoide no desenvolvimento da planta
hospedeira, está relacionada ao aproveitamento e desvio de nutrientes da planta para sua
própria alimentação. Estes organismos modificam e danificam o sistema radicular das
plantas, alterando sua absorção e translocação de água e nutrientes e, consequentemente,
a diminuição do crescimento das raízes e o desenvolvimento da planta (HUSSEY;
WILLIAMSON, 1998). A visibilidade dos sintomas causados pelos nematoides iniciam-se
pela ocorrência de reboleiras, que são caracterizadas por plantas menores e cloróticas,
murchas nas horas mais quentes do dia e menos produtivas (DINARDO-MIRANDA, 2005).
A distribuição dos nematoides no solo se apresenta tipicamente em agregados, e sua
capacidade de disseminação por movimentação própria é limitada. Assim, quanto mais
próximo às plantas hospedeiras, as densidades populacionais dos nematoides são maiores
lhes servindo de alimento (FERRAZ; VALLE, 1997).
Coltro-Roncato et al.
189
Fitonematoides são patógenos de difícil controle e são muitas as espécies vegetais
atacadas por estes, são de tamanho reduzido e nem sempre apresentam sintomas visíveis
nas plantas, passando despercebido pelos agricultores, acarretando em aumento
populacional e consequentemente perdas.
Tal constatação deve se ao avanço dos sistemas de produção e como consequência da
maior ocorrência de doenças causadas por nematoides nas áreas cultiváveis, a utilização de
insumos químicos passou a ser uma prática comum entre os agricultores a fim de garantir o
potencial produtivo de sua lavoura.
Em decorrência do uso indiscriminado desses produtos, vários problemas no ambiente
passaram a ser cada vez mais evidentes. Além disso, maiores custos de produção foram
observados, principalmente pela seleção de raças de resistentes aos produtos químicos
(BONALDO et al., 2004).
Como geral conscientização sobre os efeitos nocivos dos insumos químicos, maior
atenção tem sido concedida a esta causa pelos centros de pesquisas e pela própria
população, devido às mudanças ocorridas no ambiente, além dos problemas de saúde
acarretados pelo seu uso excessivo nas áreas destinadas a produção de alimentos,
resultando em uma maior restrição a sua utilização.
Nesse sentido, outros métodos de controle, como cultural, biológico e físico são
empregados no controle de patógenos (STANGARLIN et al., 2010), visando construir uma
agricultura alternativa e sustentável (POPIA et al., 2007).
Uma das principais e mais importante alternativa de controle é evitar, primeiramente,
a introdução destes organismos nas áreas, uma vez que, após serem introduzidos, podem
ter sua população reduzida e mantida em níveis baixos. Por isso, deve-se atentar para um
conjunto de medidas, que além do manejo de desinfestação de máquinas agrícolas, controle
como uso de plantas antagonistas ou os extratos vegetais podem contribuir para reduções
das populações.
O emprego de plantas com propriedades nematicidas representam uma alternativa,
com valor prático e econômico, de maneira que, as plantas apresentam substâncias
advindas do metabolismo secundário que possuem várias funções, uma delas, proteger a
planta à agentes nocivos.
As práticas de manejo como a rotação de culturas com espécies não hospedeiras
e/ou antagonistas são consideradas alternativas efetivas para o controle de nematoides. Por
outro lado, a utilização de extratos de plantas antagonistas e com potencial indutor de
resistência em plantas, pode ser efetiva no controle de fitonematoides.
Diferentes espécies de plantas apresentam diversos potenciais para controle de
nematoides, assim como, a forma de aplicação, dose a ser utilizada e preparo dos extratos
Fitoquímicos como controle alternativo de nematóides
190
vegetais, esta complexidade no preparo determinará seu real potencial de aplicação. Além
disso, diferentes espécies de plantas podem proporcionar diferentes moléculas com
potencial nematicida, que através da purificação, identificação e isolamento, podem gerar
produtos à base das substancias isoladas e menos tóxicas.
Cabe ressaltar que essas moléculas podem ser separadas por técnicas
cromatográficas, de maneira que estudos têm apontado à importância do emprego da
cromatografia na purificação de moléculas como carboidratos, peptídeos, proteínas,
lipídeos, oligossacarídeos, glicoproteínas, oligopeptídeos e ácidos graxos (WALTERS et al.,
2005).
As plantas são essenciais como forma de auxiliar o difícil manejo de fitonematoides,
pois, além de apresentar uma vasta gama de substâncias tóxicas a estes organismos,
podem ser utilizadas de várias maneiras, como na rotação de culturas, incorporação da
planta no solo, na forma de extrato, e proporcionando ainda, a obtenção de substancias
através da purificação de compostos secundários para elaboração de produtos comerciais,
basta o desenvolvimento de pesquisas que aprimorem as práticas de uso.
Espécies vegetais antagonistas
Uma das estratégias possíveis para controle dos nematoides é o manejo adequado
das práticas agrícolas na propriedade, sendo de grande valor um programa de rotação de
cultura e o uso de cultivares com moderada resistência aos nematoides (WRIGHT; RICH,
2002; MONFORT, et al.,2008;).
O termo plantas antagonistas ou plantas antagônicas é aplicado para espécies de
plantas produtoras de compostos anti-helmínticos (PANDEY et al., 2003). São consideradas
plantas antagonistas, aquelas que afetam os nematoides diminuindo a população presente
no solo. Como exemplo as plantas-armadilhas, onde o nematoide penetra no tecido vegetal,
mas não completa seu desenvolvimento. Essas plantas possuem substâncias nematicidas
ou nematostáticas no interior dos seus tecidos que pode ser liberado no meio externo ou
apenas atuar no interior das plantas (FERRAZ; VALLE, 1997).
A propriedade antagônica de várias espécies vegetais tem sido usada como controle
de diversas espécies de nematoides, com destaque para as plantas de tagetes (Tagetes
patula), Família Asteraceae, mucuna-preta (Stizolobium aterrimum), crotalária (Crotalaria
sp.), feijão-guandu (Cajanus cajan (L.) Mill), (Família Fabaceae), braquiárias (Brachiaria sp.),
capim-mambaça (Panicum maximum cv. Mombaça), capim-pangola (Digitaria decumbens)
(Família Poaceae), mostarda (Brassica rapa) (Família Brassicaceae), sendo utilizadas em
plantio consorciado, em rotação de cultura ou em adubação verde.
Coltro-Roncato et al.
191
Na utilização de um sistema de rotação de culturas, quanto maior o intervalo de
cultivo de plantas suscetíveis, maior a chance de controle do patógeno. Por outro lado, só
com algum determinado tempo irá reduzir a população de nematoides, a qual não atinja o
nível de dano econômico. Esse tempo vai depender da sequência de plantas utilizadas para
a rotação do cultivo, da densidade inicial da população e da capacidade de sobrevivência
dos fitonematoides (Tabela 1), e fatores edafoclimáticos (BRIDGE, 1996; WRATHER et al.,
1992; FERRAZ et al., 2010).
Tabela 10.1 Tempo de sobrevivência no solo de algumas espécies de fitonematoides na ausência da planta hospedeira
Nematoide Sobrevivência na Ausência da Planta Hospedeira
Mesocriconema xenoplax 2 anos - solo inundado
Globodera rostochiensis, 10 a 15 anos
Globodera pallida 10 a 15 anos
Heterodera glycines 4 a 7 anos
Meloidogyne spp. 1 a 12 meses
Meloidogyne graminicola 5 meses - solo inundado
Pratylenchus coffeae 6 meses - solo nu
Radopholus similis 9 a 14 meses
Pratylenchus brachyurus 21 meses
Tylenchulus semipenetrans 3 a 10 anos
Rotylenchulus reniformis 2 anos - solo nu, 18 meses - solo seco
Fonte: FERRAZ et al., 2010.
Assim, a rotação de culturas com plantas antagonistas ou não hospedeiras, pode ser
vista como uma das principais alternativas para manejo e controle de nematoides. Da
mesma forma, a utilização dessas plantas como adubos verdes, além de promoverem a
redução da população dos nematoides, contribuem também para a qualidade físico-
químicas do solo (FILETI et al., 2011), e consequentemente, estimulando a atividade
microbiana, proporcionando a redução do potencial de inóculo dos microrganismos
patogênicos que vivem no solo (McSORLEY; GALLAHER, 1992; FERRAZ et al., 2010).
Vários trabalhos tem demonstrado à utilização de espécies de mucuna e crotalária
que comprovam a eficiência no controle da população destes fitonematoides (CALABRIA et
al., 2010; SANTANA et al., 2010), no caso das crotalárias, a planta é capaz de produzir
substâncias tóxicas, como a monocrotalina, que inibe o movimento dos juvenis (PINHEIRO
et al., 2009). Estudando o efeito de seis adubos verdes sobre Meloidogyne javanica e
Pratylenchus brachyurus, Inomoto et al. (2006), concluíram que feijão-guandu anão
(Cajanus cajan (L.) Mill), crotalária (C. breviflora e C. spectabilis) e mucuna-preta
(Stizolobium aterrimum) diminuíram a população de M. javanica, o mesmo que o feijão-
Fitoquímicos como controle alternativo de nematóides
192
guandu anão, C. breviflora e C. spectabilis reduziram também a população de P.
brachyurus.
Os exsudatos radiculares das plantas exibem atividade aleloquímica tóxica,
apresentando efeitos diretos na população do nematoide no solo. No caso dos exsudatos
radiculares da Tagetes patula esta apresentou atividade tóxica direta sobre a população de
Rotylenchulus renifonnis, no entanto, este efeito pode não estar atrelado aos compostos
orgânicos hidrofóbicos presentes nos exsudatos, responsáveis pelo efeito tóxico sobre o
nematoide (CASWELL et al., 1991).
Exsudatos de cultura de células de plantas de tomateiro (Solanum lycopersicum),
cafeeiro (Coffea arabica), alfafa (Medicago sativa), mostarda (Brassica rapa), batata doce
(Ipomoea batatas), fumo (Nicotiana tabacum), cenoura (Daucus carota) e Crotalaria juncea,
apresentam substâncias tóxicas com efeito antagônico a fitonematóides capazes de reduzir
a eclosão de juvenis (J2) (ROCHA; CAMPOS, 2004). Tal constatação se deve a ação da
enzima acetilcolinesterase que ao hidrolisar a acetilcolina afeta o sistema nervoso do
nematoide e diminui seus movimentos (NELMES, 1970). Outro efeito que pode ser
observado é que essas substâncias podem retardar o processo de degradação da camada
lipídica e da plasticidade do ovo que são necessários para a eclosão do J2 (DONCASTER;
SHEPHERD, 1967).
A menor motilidade de juvenis (J2) de M. incognita foi constatada pelo efeito
repelente do exsudato de células alfafa, feijão (Phaseolus vulgaris L.), ervilha (Pisum
sativum L.) e milho (Zea mays L.) (ZHAO et al., 2000).
Os exsudatos radiculares de tomate, café e feijão reduziram o número de ovos
eclodidos de M. incognita, cujos efeitos das substâncias produzidas pelos exsudatos têm
potencial efetivo contra o juvenil (J2) dentro do ovo, resultando em uma menor motilidade
e/ou morte do mesmo. De maneira geral, a entrada de substâncias dentro do ovo é
selecionada por uma membrana lipídica, porém não foi registrado a seletividade dos
exsudatos radiculares de feijão, café e tomate, o que por sua vez resultaram na morte do
juvenil no interior do ovo (ROCHA et al., 2005). De maneira complementar, sugere-se que a
morte do J2 se deve ao efeito tóxico de compostos fenólicos, ácido clorogênico e caféico
(SINGH; CHOUDHLURY, 1973).
Essas substâncias nem sempre causam a morte do J2, porém pode acarretar danos
ao sistema nervoso levando a imobilização do mesmo, além de conferir em uma menor taxa
de infecção dos nematoides nas plantas (ROCHA et al., 2005).
Plantas antagonistas, tais como Brachiaria brizantha e Panicum maximum cv. Guiné
possuem efeito em reduzir populações de fitonematoides por produzirem compostos
químicos, assim como, seus extratos reduzem a eclosão de ovos de Meloidogyne javanica e
Coltro-Roncato et al.
193
Heterodera glycines, no entanto, maior efeito está em Panicum maximum cv. Guiné (DIAS-
ARIEIRA et al., 2003).
Plantas pertencentes à família Brassicaceae, tais como: crambe (Crambe
abyssinica), mostarda (Brassica rapa), brócolis (Brassica oleracea), agrião (Nasturtium
officinale), couve (Brassica oleracea), canola (Brassica napus) e rabanete (Raphanus
sativus) contém glicosinolatos, que agem na defesa da planta (CLARKE, 2010; LEONI et al.,
1997; MOHN et al., 2007; FINIGUERRA et al., 2001). Os produtos derivados da hidrólise de
glicosinolato (Figura 1) apresentam-se nocivos aos nematoides (WALKER, 1996). Os
isotiocianato derivados dos glicosinolatos de brássicas apresentam efeito nematicida e além
de baixa toxicidade à organismos não alvos, não apresenta perigos de aplicação (WU et al.,
2011).
Figura 10.1 Estrutura geral de glicosinolatos (FONT et al., 2005).
A utilização no cultivo com rotação de espécies antagônicas apresenta diversas
vantagens, a exemplo: essa interação não prejudica os inimigos naturais dos fitonematoides
presentes no solo, em alguns casos, alteram a microbiota do solo, porém, favorecendo o
aumento da população de agentes de controle biológico (FERRAZ et al., 2010).
Algumas espécies antagônicas são capazes de fixar nitrogênio atmosférico e
fornecer ao solo, melhorando suas características físico-químicas, além de minimizar os
processos erosivos do solo e diminuir a incidência de plantas invasoras. As plantas
produtoras de compostos nematicidas auxiliam no maior controle dos nematoides com ação
eficiente, ao contrário de uma simples rotação de cultura ou o cultivo de plantas não
hospedeiras. Rodríguez-Kábana e Canullo (1992) denominaram “controle passivo de
nematoides” a utilização de plantas não hospedeira e “controle ativo” a utilização de plantas
com capacidade produtora de substâncias nematicidas, culminando no controle e/ou
redução da população de fitonematoides no solo. Da mesma forma, a rotação de algodão
Fitoquímicos como controle alternativo de nematóides
194
com amendoim ou mucuna-preta, consiste uma prática que aumenta a produção de algodão
e ainda ajuda a controlar Fusarium oxysporum f, sp. vasinfectum e M. incognita (FERRAZ et
al., 2010).
Entretanto, algumas desvantagens podem ser citadas ao uso de plantas
antagonistas: as espécies antagônicas utilizadas para o manejo não apresentam valor
comercial direto, podendo ser necessário o plantio de mais de um ciclo de cultivo para
reduzir significativamente a população dos nematoides (FERRAZ et al., 2010).
Nas áreas infestadas, deve-se ter conhecimento de qual espécie de nematoide está
presente e assim determinar a planta efetiva para o controle da espécie predominante ou
suscetível a outra planta. A planta de cobertura utilizada entre linhas é um fator importante
para considerar se a espécie vegetal a ser cultivada não prejudicará por efeito antagônico à
cultura principal. Herrera e Marbán-Mendoza (1999), demostraram que utilizando plantas de
Mucuna spp., como cobertura inibiram o crescimento de plantas de cafeeiro.
As espécies vegetais pertencem a várias classes de famílias botânicas, e
apresentam vários graus de eficiência no controle alternativo de diversos fitopatógenos, a
qual pode ser utilizada em sistemas de consorciamento entre uma cultura de interesse
comercial, em esquema de rotação de cultura ou como cobertura vegetal. Mesmo com uma
grande diversidade de plantas pesquisadas, os resultados expressos nesta área são
promissores e merecem maior atenção para servir como base para desenvolvimento de
novos compostos nematicidas, sendo uma alternativa, a fim de reduzir os impactos
ambientais ocasionados pelo uso de produtos químicos e com objetivo de reduzir os efeitos
danosos ao homem.
Extratos vegetais antagonistas
Alternativa de menor impacto ecológico para o controle de nematoides é o uso de
plantas antagônicas que produzem metabólitos com propriedades nematostáticas ou
nematicidas após a penetração, ou podem tê-los constitutivamente. Assim, como extratos
vegetais que apresentam propriedades nematicidas. O extrato da planta Leucaena
leucocephala apresenta potencial nematicida, na qual a purificação e análise por
cromatografia em camada delgada indica a presença de alcaloide, responsável por tal efeito
(CUNHA et al., 2003).
Várias são as plantas que possuem efeito antagônico à fitonematóides, seja pela
ação direta da planta, reduzindo ou impedindo a multiplicação dos nematoides, seja pela
ação indireta, por meio da aplicação de extratos ou seus produtos de decomposição
(MELLO et al., 2006).
Coltro-Roncato et al.
195
Espécies vegetais, como a canela (Cinnamomum aromaticum), e sua composição
com quitosana em forma de grânulos, apresentam propriedades nematicidas, inibindo a
eclosão de ovos de M. incognita (SEO et al., 2014). Tal efeito da canela é devido a presença
de acetato de cinamil, que purificado e isolado por cromatografia de camada delgada em
coluna de gel de sílica e identificado por espectrometria de massa, mostra alta atividade
nematicida contra M. incognita, também este composto presente no extrato, induz
resistência em folhas de pepino tratadas, por ativar proteínas relacionadas à patogênese,
como β-1,3-glucanase e peroxidase (NGUYEN et al., 2012).
Nematicidas à base de substâncias vegetais, apresentam amplo espectro de ação,
são vários os mecanismos envolvidos, diferenciam-se entre espécies de nematoides e
organismos benéficos do solo. Substâncias oriundas de espécies vegetais, tais como,
borneol (1,7,7-trimetil-biciclo [2.2.1] heptan-2-ona) é encontrado no óleo de alecrim
(Rosmarinus officinalis L.), p-anisaldeído (4-metoxibenzaldeído), benzaldeído (aldeído
benzóico) e cinamaldeído (3-fenil-2-propenal) são encontrados em erva-doce (Foeniculum
vulgare L.), amendoeira (Prunus dulcis L.) e na canela (Cinnamomum cassia L.),
respectivamente. Salicilaldeído (2-hidroxibenzaldeído) é obtido a partir de casca do
salgueiro (Salix alba L.), todos estes descritos acima apresentam efeito nematicida contra
Pratylenchus brachyurus. Timol (5-metil-2-isopropifenol) é obtido a partir do óleo essencial
de tomilho (Thymus vulgaris L.), assim como o carvacrol (5-isopropil-2-metil fenol), este é
encontrado também em óleo de orégano (Origanum vulgare L.), todos os compostos citados
acima afetam a infecção de algumas espécies de fungos micorrízicos, exceto o borneol
(CALVET et al., 2001).
Geraniol (trans-3,7-dimetil-2,6-octadien-1-ol) é produzido por rosa (Rosa spp.), citral
(3,7-dimetil-2,6-octadienal) é encontrado no óleo de capim-limão (Cymbopogon spp.) e em
bálsamo (Melissa officinalis L.). O ácido caprílico (ácido n-octanóico) um ácido carboxílico
não aromático é obtido do óleo de coco e de noz de palma, e o não aromático alil
mercaptano disulfide é produzido pelo alho (Allium sativum L.). Todos estes compostos
descritos por Calvet et al. (2001), apresentam efeito nematicida contra M. javanica. No
entanto, as melhores substâncias são aquelas que têm controle efetivo sobre o
fitonematoide alvo sem afetar os organismos benéficos no solo.
A microbiota do solo traz efeitos positivos para o desenvolvimento das plantas, tais
como a promoção de crescimento, proteção às plantas por atuarem em competição com
patógenos de solo, além de outros benefícios. Por isso, compostos nematicidas devem ser
avaliados quanto seus efeitos nos organismos do solo, tais como fungos micorrízicos
arbusculares. (CALVET et al., 2001).
Fitoquímicos como controle alternativo de nematóides
196
Diferentes partes da planta influenciam na constituição de substâncias nematicidas,
como exemplo, extratos da planta cravo-de-defunto (Tagetes patula). Extratos aquosos da
flor de Tagetes patula, seguido de folhas e raiz, apresentaram efeito nematicida,
nematostático e aumento da resistência das plantas de tomateiro ao nematoide Meloidogyne
incognita em ordem decrescente respectivamente, tal efeito pode estar relacionado à
presença de α-tertienil (FRANZENER et al., 2007).
O efeito ovicida in vitro de extratos de Tagetes filifolia contra M. incognita é devido a
presença de α-tertienil isolado de espécies do gênero Tagetes, T. erecta e T. patula
(LOAÍZA et al., 1996). O ovo dos nematoides é a fase mais resistente do ciclo de vida,
sendo a quitina responsável pela resistência do ovo e necessária para o desenvolvimento
normal dos nematoides, a remoção, atrasa a eclosão dos juvenis (FANELLI et al., 2005).
Extratos vegetais de manjericão e mucuna-preta aplicados via foliar em tomateiro,
promovem ação nematicida sistêmica, proporcionando um controle mais rápido, além de
que, o composto ativo pode ser aplicado em níveis mais baixos e consequentemente com
menor toxicidade. Porém, é necessário identificar quais substâncias atuam de forma
sistêmica nestes extratos vegetais e, se tais compostos são liberados via exsudatos
radiculares, protegendo assim, a planta contra fitonematoides (LOPES et al., 2005). A
mucuna-preta (Mucuna aterrima) apresenta efeito nematicida em juvenis de segundo
estádio em plantas de tomateiro contra M. incognita raça 3, sendo responsável por este
efeito dois produtos naturais bioativos, um álcool alifático (1-triacontanol) e um éster
(triacontil tetracosanato) (NOGUEIRA et al., 1996).
A forma de preparo dos extratos é de suma importância para obter resultados
promissores no difícil manejo de nematoides. Extrato fresco de Erva-de-Santa-Maria in vitro,
não mostra efeito nematicida, já quando incubado por 24 horas há liberação de substâncias
letais à P. brachyurus (MELLO et al., 2006).
Erva-de-Santa-Maria não é hospedeira de P. brachyurus, podendo ser utilizada em
rotação de culturas nas áreas com infestações deste organismo. Porém, quando a parte
área da planta é incorporada ao solo, deve-se atentar para fitotoxidez das culturas
sucessoras, pois em soja, é observada fitotoxidez, acarretando em menor aproveitamento
de fotoassimilados pela planta sucessora e pressupostamente menor produtividade,
desencadeado pela presença de substancias tóxicas e/ou alelopáticas. Os compostos
tóxicos presentes nas plantas podem não só afetar o organismo alvo, como também plantas
sucessoras que venham a ser cultivadas, trazendo prejuízos ao agricultor, por isso é
importante o estudo in vivo (MELLO et al., 2006).
A forma de extração de substâncias ativas contra nematoides nos extratos vegetais,
influência a eficiência nematicida, pois, o princípio ativo pode ser degradado. Há compostos
Coltro-Roncato et al.
197
que são altamente solúveis em água, sendo necessário outro tipo de solvente para extraí-los
e mantê-los ativos por mais tempo (GARDIANO et al., 2009).
O efeito nematicida dos óleos essenciais também se destaca entre os métodos
alternativos de controle de nematoides. A taxa de reprodução dos nematoides formadores
de galhas Meloidogyne artiellia, em plantas de grão de bico cv. PV 61 apresenta redução em
função da atividade nematicida dos óleos essenciais das flores das plantas de
Chrysanthemum coronarium. Ainda de maneira complementar as flores, folhas, raízes e
sementes da Calendula officinalis, Calendula suffruticosa e Calendula maritima também
conferem efeitos supressivos na taxa de reprodução da população de nematoides. Tal
resposta esta atrelada a atividade nematicida de Asteraceae, cujos compostos dos óleos
essenciais atuam na biologia do nematoide, interferindo na eclosão e na viabilidade dos
juvenis (J2), tal como reportado por outros compostos fitoquímicos que também exibem
atividade nematostática (PEREZ et al., 2003).
Extratos vegetais de hortelã (Mentha sp.), bardana (Arctium lappa), e mamona
(Ricinus communis), adicionados ao solo cultivado com tomateiro, apresentam eficiência na
redução do número de ovos por sistema radicular e galhas de M. javanica. A bardana possui
compostos nematicidas, mas não se sabem quais. A planta de hortelã possui compostos
com ação vermífuga, e atua na mobilidade e reprodução do nematoide em estudo, atuando
como nematostática, imobilizando o nematoide, reduzindo o número de galhas e ovos. A
mamona possui compostos como a ricina, que atuam contra fitonematoides (GARDIANO et
al., 2009; RICH et al., 1989).
Óleo de mostarda, possui substâncias como capsaicina, capsainóides e alil
isotiocianato que reduzem a eclosão de ovos de M. javanica (NEVES et al., 2009).
O pó das plantas de crambe e colza quando adicionados ao solo infestado com M.
arenaria, reduzem o número de galhas em tomateiro, porém, ambas são fitotóxicas a essa
cultura. O principal composto responsável pela fitotoxidez não foi identificado, mas presume-
se haver alguma forma de produtos da hidrólise de glicosinolatos pela enzima mirosinase.
Embora, sabe-se que isotiocianatos, tiocianatos e nitrilos são derivados dos glicosinolatos,
outras substâncias tais como, oxazolidinone, dissulfeto de carbono e sulfeto de hidrogênio
podem inferir na fitotoxidez e/ou nematicida, quer seja isoladamente ou em combinação
(WALKER, 1996).
Extratos de canela (Cinnamomum zeylanicum) e cravo-da-índia (Syzygium
aromaticum), apresentam efeito nematicida e na inibição da eclosão de ovos de M. exigua.
A este último extrato, dá-se o efeito ao composto eugenol, alterando os sistemas vitais dos
J2, afetando a multiplicação celular e as fases de desenvolvimento embrionário,
Fitoquímicos como controle alternativo de nematóides
198
multiplicação celular, troca de cutícula e saída do ovo paralisando a eclosão (SALGADO;
CAMPOS, 2003; BULLERMAN et al., 1977).
As sementes de Brassica napus apresentam diversos glicosinolatos após purificação
em HPLC (Figura 2). No entanto, mesmo com toda essa diversidade de glicosinolatos, não
há efeito nematicida direto sobre Heterodera schachtii, somente quando ocorre a hidrólise
do glicosinolato e liberação de subprodutos, é que se verifica a mortalidade dos nematoides,
porém quando avaliado os subprodutos contra H. schachtii, a atividade nematicida varia em
função da concentração e do tempo de exposição (LAZZERI et al., 1993).
Figura 10.2 Perfil de extrato de sementes de colza (Brassica napus) em cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). Adaptado de LAZZERI et al., 1993.
Extratos vegetais são fontes alternativas aos químicos, possuem a vantagem de
apresentar poucos efeitos nocivos sobre organismos não-alvo e ao meio ambiente, além de
atuarem em múltiplos e novos locais alvos, reduzindo assim, o potencial de resistência do
fitonematóide. Ressaltando ainda que, vários grupos de pesquisa trabalham no
desenvolvimento de estratégias para controle de nematoides com fitoquímicos, uma vez
que, o custo econômico para pesquisa e registro de novos produtos químicos sintéticos para
nematoides é um grande obstáculo. Empresas de agroquímicos investem os gastos em
pesquisas com produtos de alto valor no mercado, como herbicidas e inseticidas, por isso,
não se esperam produtos da química sintética com vários princípios ativos para controle de
nematoides no futuro (CHITWOOD, 2002).
Coltro-Roncato et al.
199
Fitoquímicos como controle alternativo de nematóides
200
Separação de moléculas com atividade nematicida pela técnica de cromatografia
A cromatografia vem do termo grego “chroma+graphein” a qual em 1903 a técnica de
separação se destacou pelos trabalhos realizados pelo botânico Mikhail Semenovich Tswett.
Mikhail, considerado o pai da cromatografia, contribuiu com o desenvolvimento do método
pelos experimentos realizados, cujo objetivo foi promover a separação de moléculas a partir
de extratos de plantas por adsorção diferencial em colunas, utilizando como fase
estacionária o carbonato de cálcio e di-sulfureto de carbono como eluente. A formação de
bandas de diferentes cores separadas na coluna ocorreu devido à adsorção diferencial dos
pigmentos corados, sendo eluídos em velocidades diferentes resultando na separação dos
componentes (ETTRE, 2003).
A cromatografia é um método físico-químico de separação de moléculas, cujos
componentes de uma amostra são separados diferencialmente devido à interação destas
com a fase móvel e fase estacionária da coluna (COLLINS, 2006) estando fundamentada na
purificação de moléculas com caráter indutor de resistência das plantas como exemplo,
contra nematoides, em diversas culturas.
A cromatografia é utilizada na identificação de compostos, por comparação com
padrões previamente existentes, baseando-se para a purificação de moléculas, separando-
se as das substâncias indesejáveis.
A cromatografia de exclusão molecular
A cromatografia de exclusão molecular denominada também como filtração em gel é
uma forma de cromatografia líquida, de maneira que a matriz utilizada nas colunas esta
fundamentada na separação de moléculas por tamanho ou também pelo volume
hidrodinâmico (WINZOR, 2003). Uma das características desse método é que as moléculas
que apresentam maior volume hidrodinâmico são eluídas primeiramente quando
comparadas com as de menor volume hidrodinâmicos. Para que as moléculas de uma
amostra possam ser separadas, o meio que é uma matriz porosa apresenta partículas
esféricas, caminho pelas quais as moléculas são eluídas. Estas por sua vez percorrem a
matriz com auxílio da fase móvel, cuja finalidade é preencher os poros da matriz e o espaço
entre as partículas (Figura 1).
As moléculas de maior peso molecular, por apresentar maior tamanho, não penetram
nos poros da matriz percorrendo o caminho de eluição mais rapidamente que moléculas
menores que interagem com a matriz (YU et al., 2006; FARNAN et al., 2009). A filtração em
gel pode ainda ser utilizada para purificar uma amostra após a cromatografia de troca iónica.
Coltro-Roncato et al.
201
Figura 10.3 Processo de gel filtração. A) Figura esquemática de uma matriz com aumento de microscopia eletrônica. B) Exemplo esquemático de moléculas de diferentes tamanhos penetrando pelos poros da matriz. Figura retirada do manual de instruções da GE Healthcare “Gel Filtration: Principles and Methods”, disponível em: http://www.gelifesciences.com/gehcls_images/GELS/Related%20Content/Files/1314807262343/litdoc18102218_20140622214751.pdf
Cromatografia de troca-Iônica:
A purificação de moléculas pela cromatografia de troca-iônica esta baseada na
adsorção reversível e diferencial dos íons da fase móvel pelo grupo trocador da resina
(matriz), cujas diferenças entre as cargas elétricas determinam a afinidade entre os íons da
fase móvel e a matriz (SPADARO, 2006).
A cromatografia de troca iônica é uma técnica muito difundida e se caracteriza pela
sua confiabilidade e reprodutibilidade dos dados. Esta se enquadra dentro do grupo de
cromatografia líquida, a qual apresenta uma fase estacionária com grupos iônicos, podendo
ser estes trocadores aniônicos (grupos iônicos positivos ligados à matriz) ou trocadores
catiônicos (grupos iônicos negativos ligados à matriz) (SPADARO, 2006).
Figura 10.4 (a) Esquema de um trocador aniônico. O Sinal (+) representa o grupo
trocador ligado à matriz e o sinal (-) os ânions que são adsorvidos. (b) Esquema de
um trocador catiônico. O Sinal (-) representa o grupo trocador ligado à matriz e o
sinal (+) os cátions que são adsorvidos (SPADARO, 2006).
Fitoquímicos como controle alternativo de nematóides
202
Cromatografia líquida de alta eficiência - CLAE
Extração de compostos derivados do metabolismo secundário das plantas são
características de cada composto, devendo assim, o estudo para encontrar o melhor
método. Porém, a identificação assim como a quantificação, por meio da cromatográfica
liquida de alta eficiência, é eficaz e rápida, basta comparar com os padrões de cada
composto. Assim como, observado por Aissani et al. (2013), dentre vários padrões
utilizados, alil isotiocianato, benzil isotiocianato, metil isotiocianato, fenil isotiocianato, o alil
isotiocianato é que foi identificado em Armoracia rusticana por meio do HPLC.
HPLC (High-performance liquid chromatography) ou Cromatografia líquida de alta
eficiência, separa misturas que contém um grande número de compostos similares, nesse
sistema é empregado coluna e a fase móvel é eluída sob altas pressões, em escala de
tempo de poucos minutos, com alta resolução, eficiência e detectabilidade (JARDIM et al,
2006).
Considerações finais
Os compostos produzidos pelas plantas apresentam características fitoquímicas
ideais para o desenvolvimento de produtos nematicidas, além da possibilidade de produzir
derivados sintéticos que podem ser utilizados como um método de controle de nematoides,
contribuindo com a sustentabilidade do ambiente por não serem elementos nocivos. Neste
contexto técnicas de cromatografia são ferramentas indispensáveis e precisam ser mais
exploradas para o desenvolvimento do conhecimento e de tecnologia para manejo de
nematoides nos sistemas de cultivo agrícolas.
Referências bibliográficas AISSANI, N.; TEDESCHI, P.; MAIETTI, A.; BRANDOLINI, V.; GARAU, V.L.; CABONI, P. Nematicidal activity of allylisothiocyanate from horseradish (Armoracia rusticana) roots against Meloidogyne incognita. Agriculture Food Chemistry. v. 61, p. 4723-4727, 2013.
BONALDO, S. M.; SCHWAN-ESTRADA, K. R. F.; STANGARLIN, J. R.; TESSMANN, D. J.; SCAPIM, C. A. Fungitoxicidade, atividade elicitora de fitoalexinas e proteção de pepino contra Colletotrichum lagenarium, pelo extrato aquoso de Eucalyptus citriodora. Fitopatologia Brasileira. v. 29, n. 2, p. 128-134, 2004.
BRIDGE, J. Nematode management in sustainable and subsistence agriculture. Annual Review of Phytopathology. v. 34, n. 1, p. 201-225, 1996.
BULLERMAN, L. B.; LIEU, F. Y.; SEIER, S. A. Inhibition of growth and aflatoxin production by cinnamon and clove oils, cinnamic aldehyde and eugenol. Journal of Food Science. v. 42, p. 1107-1109, 1977.
CALABRIA, Z. K. P.; GOMES FILHO, G. A.; SILVA, R. A.; AMORIM, L. D. Efeito de sete coberturas vegetais na supressão de Pratylenchus brachyurus no solo. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE FITOPATOLOGIA, 43, 2010, Cuiabá. Anais... Cuiabá: Sociedade Brasileira de Fitopatologia, 2010. p. 4.
Coltro-Roncato et al.
203
CALVET, C.; PINOCHET, J.; CAMPRUBÍ, A.; ESTAÚN, V.; RODRÍGUEZ-KÁBANA, R. Evaluation of natural chemical compounds against root-lesion and root-knot nematodes and side-effects on the infectivity of arbuscular mycorrhizal fungi. European Journal of Plant Pathology. v. 107, p. 601-605, 2001.
CASWELL, E. P.; TANG, C.; FRANK, J. de; APT, W. J. The influence of root exudates of Chloris gayana and Tagetes patula on Rotylenchus reniformes. Revue de Nematologie. v. 14, n. 4, p. 581-587, 1991.
CLARKE, D. B. Glucosinolates, structures and analysis in food: critical review, Analytical Methods: advancing methods and applications. v. 2, n. 4, p. 310–325, 2010.
COLLINS, C. H. Princípios básicos de cromatografia. In: COOLINS, C. H., BRAGA, G. L., BONATO, P. S. Fundamentos de Cromatografia. Campinas: Ed. Unicamp. 2006, p. 17-45.
JARDIM, I. C. S. F.; COLLINS, C. H.; GUIMARÃES, L. F. L. Cromatografia líquida de alta eficiência. In: COOLINS, C. H., BRAGA, G. L., BONATO, P. S. Fundamentos de Cromatografia. Campinas: Ed. Unicamp. 2006, p. 273-398.
CHITWOOD, D. J. Phytochemical based strategies for nematode control. Annual Revision Phytopathologica. v. 40, p. 221-249, 2002.
CUNHA, F. R.; OLIVEIRA, D. F.; CAMPOS, V. P. Extratos vegetais com propriedades nematicidas e purificação do princípio ativo do extrato de Leucaena leucocephala. Fitopatologia Brasileira. v. 28, n. 4, p. 438-441, 2003.
DIAS-ARIEIRA, C. R.; FERRAZ, S.; DEMUNER, A. J.; FREITAS, L. G. Eclosão de juvenis de Meloidogyne javanica e Heterodera glycines frente a extratos químicos dos sistemas radiculares de Brachiaria brizantha e Panicum maximum cv. Guiné. Nematologia Brasileira. v. 27, n. 1; p. 87-92, 2003.
DINARDO-MIRANDA, L. L. Manejo de fitonematoides em cana-de-açúcar. Jornal Cana: tecnologia agrícola. v. 5, p. 64-67, 2005.
DONCASTER, C. C.; SHEPHERD, A. M. The behaviour of second stage Heterodera rostochiensis larvae leading to their emergence from the egg. Nematologica. v. 13, p. 476-478, 1967.
ELLENBY, C. Mustard oils and control of the potato‐root eelworm, Heterodera rostochiensis Wollenweber: further field experiments. Annals of Applied Biology. v. 1, p. 287-288, 1951.
ETTRE, L. S. M. S. Tswett and the invention of chromatography”, LCGC North America. v. 21, p. 458-467, 2003.
FANELLI, E.; DI VITO, M.; JONES, J. T.; GIORGI, C. D. Analysis of chitin synthase function in a plant parasitic nematode, Meloidogyne artiellia, using RNAi. Gene, v. 349, p. 87-95, 2005.
FARNAN, D.; MORENO, G. T.; STULTS, J.; BECKER, A.; TREMINTIN, G.; GILS, M. V. Interlaced size exclusion liquid chromatography of monoclonal antibodies. Journal of Chromatography A. v. 1216, p. 8904-8909, 2009.
FERRAZ, S.; FREITAS, L. G. D.; LOPES, E. A; DIAS-ARIEIRA, C. R. Manejo sustentável de fitonematoides. Viçosa: Ed. UFG, v. 1, 2010. p. 187-205.
FERRAZ, S.; VALLE, L. A. C. Controle de fitonematóides por plantas antagônicas. Viçosa, MG: Editora UFV, 1997. 73p.
FILETI, M. S.; SIGNORI, G.; BARBIERI, M.; GIROTO, M.; FELIPE, A. L. S.; JUNIOR, C. E. I.; SILVA, D. P.; EPIPHANIO, P. D.; LIMA, F. C. C. Controle de nematoides utilizando adubos verdes. Revista Cientifica Eletrônica de Agronomia. v. 10, p. 1-8. 2011.
FINIGUERRA, M. G.; IORI, R.; PALMIERI, S. Soluble and total myrosinase activity in defatted Crambe abyssinica Meal. Journal Agriculture Food Chemistry. v. 49, p. 840-845, 2001.
FONT, R.; RÍO-CELESTINO, M. D.; ROSA, E.; AIRES, A.; HARO-BAILÓN, A. Glucosinolate assessment in Brassica oleracea leaves by near-infrared spectroscopy. Journal of Agricultural Science. v. 143, p. 65-73, 2005.
Fitoquímicos como controle alternativo de nematóides
204
FRANZENER, G.; MARTINEZ-FRANZENER, A. S.; STANGARLIN, J. R.; FURLANETTO, C.; SCHWAN-ESTRADA, K. R. F. Proteção de tomateiro a Meloidogyne incognita pelo;extrato aquoso de Tagetes patula. Nematologia Brasileira. v. 31, n. 1, p. 27-36, 2007.
GARDIANO, C. G.; FERRAZ, S.; LOPES, E. A.; FERREIRA, P. A.; AMORA, D. A.; FREITAS, L. G. Avaliação de extratos aquosos de várias espécies vegetais, aplicados ao solo, sobre Meloidogyne javanica (Treub, 1885) Chitwood, 1949. Semina. v. 30, n. 3, p. 551-556, 2009.
HERRERA, I. C.; MARBÁN-MENDOZA, N. Efecto de coberturas vivas de leguminosas en el control de algunos fitonematodos del café en Nicaragua. Nematropica. v. 29, n. 2, p. 223-232, 1999.
HUSSEY, R. S.; WILLIAMSON, V. M.; Physiological and Molecular Aspects of nematode parasitism. In: BARKER, KR.; PEDERSON, G. A, WINDHAN, G. L.; Plant and Nematode Interactions. Madison, Wisconsin: American Society of Agronomy, 1998. p. 87-108.
INOMOTO, M. M.; MOTTA, L. C. C.; BELUTI, B.; MACHADO, A. C. Z. Reação de seis adubos verdes a Meloidogyne javanica e Pratylenchus brachyurus. Nematologia Brasileira. v. 30, p. 39-44, 2006.
INOMOTO, M. M. Atacado por Nematóides. Revista Cultivar. v. 3, n. 30, p. 5-7, 2001.
LAZZERI, L.; TACCONI, R.; PALMIERI, S. In vitro activity of some glucosinolates and their reaction products toward a population of the nematode Heteroders schachtii. Journal Agriculture Food Chemistry. v. 41, p. 825-829, 1993.
LEONI, O.; IORI, R.; PALMIERI, S.; ESPOSITO, E.; MENEGATTI, E.; CORTESI, R.; NASTRUZZI, C. Myrosinase-generated isothiocyanate from glucosinolates: isolation, characterization and in vitro antiproliferative studies. Bioorganic & Medicinal Chemistry. v. 5, n. 9, p. 1799-1806, 1997.
LOPES, E. A.; FERRAZ, S.; FREITAS, L. G.; FERREIRA, P. F.; AMORA, D. X. Efeito dos extratos aquosos de Mucuna-Preta e de Manjericão sobre Meloidogyne incognita e M. javanica. Nematologia Brasileira. v. 29, p. 67-74, 2005.
MAYTON, H. S.; OLIVIER, C.; VAUGHN, S. F.; LORIA, R. Correlation of fungicidal activity of Brassica species with Allyl isothiocyanate production in macerated leaf tissue. Phytopathlogy. v. 86, n. 3, p. 267-271, 1996.
MELLO, A. F.S.; MACHADO, A. C. Z.; INOMOTO, M. M. Potencial de controle da Erva-de-Santa-Maria sobre Pratylenchus brachyurus. Fitopatologia Brasileira. v. 31, n. 5, p. 513-516, 2006.
McSORLEY, R.; GALLAHER, R. N. Comparison of nematode population densities on six summer crops at seven sites in North Florida. Journal of Nematology. v. 24, p. 699-706, 1992.
MONFORT, W. S.; KIRKPATRICK, T. L.; MAUROMOUSTAKOS, A. Spread of Rotylenchulus reniformis in an Arkansas cotton field over a four-year period. Journal of Nematology. v. 40, n. 3, p. 161-166, 2008.
MOHN, T.; CUTTING, B.; ERNST, B.; HAMBURGER, M. Extraction and analysis of intact glucosinolates - A validated pressurized liquid extraction/liquid chromatography–mass spectrometry protocol for Isatis tinctoria, and qualitative analysis of other cruciferous plants. Journal of Chromatography A. v. 1166, p. 142-151, 2007.
NELMES, A. J. Behavioral responses of Heterodera rostochiensis larvae to aldicarb and its sulfoxide and sulfone. Journal of Nematology. v. 2, p. 223-227, 1970.
NEVES, W. S.; FREITAS, L. G.; COUTINHO, M. M.; DALLEMOLE-GIARETTA, R.; FABRY, C. F. S.; DHINGRA, O. D.; FERRAZ, S. Ação nematicida de extratos de alho, mostarda, pimenta malagueta, de óleo de mostarda e de dois produtos à base de capsainóides e alil isotiocianato sobre juvenis de Meloidogyne javanica, (treub) Chitwood, 1949, em casa de vegetação. Summa Phytopathologica. v. 35, n. 4, p. 255-261, 2009.
NOGUEIRA, M. A.; OLIVEIRA, J. S.; FERRAZ, S. Nematicidal hydrocarbons from Mucuna aterrima. Phytochemistry. v. 42, n. 4, p. 997-998, 1996.
NGUYEN, D. M. G.; SEO, D. J.; KIM, K. Y.; KIM, T. H.; JUNG,, W. J. Nematode-antagonistic effects of Cinnamomum aromaticum extracts and a purified compound against Meloidogyne incognita. Nematology. v. 14, n. 8, p. 913-924, 2012.
Coltro-Roncato et al.
205
PANDEY, R.; SIKORA, R. A.; KALRA, A.; SINGH, H. B.; PANDEY, S. Plants and their products act as major nematode inhibitory agents. In: TRIVEDI, P. C. (Ed.). Nematode Management in Plants. Jodhpur, India: Scientific Publishers, 2003. p. 103-131.
PEREZ, M. P.; NAVAS-CORTÉS, J. A.; PASCUAL-VILLALOBOS, M. J.; CASTILLO, P. Nematicidal activity of essential oils and organic amendments from Asteraceae against root-knot nematodes. Plant Pathology. v. 52, p. 395–401, 2003.
PINHEIRO, J. B; LOPES, C. A.; HENZ, G. P. Medidas gerais de controle de nematóides de batata. Brasília: Embrapa Hortaliças, Circular Técnica, v. 76, 2009. 9p.
POPIA, A. F.; CIDADE JUNIOR, H. A.; HAMMERSCHMIDT, I.; TOLEDO, M. V.; ASSIS, O. Manual de olericultura orgânica. Curitiba: Emater/Seab, 2007. 128p.
POTTER, M. J.; DAVIES, K.; RATHJEN, A. J. Suppressive impact of glucosinolates in Brassica vegetative tissues on root lesion nematode Pratylenchus neglectus. Journal of Chemical Ecology. v. 24, n. 1, p. 67-80, 1998.
RICH, J. R.; RAHI, G. S.; OPPERMAN, C. H. Influence of the castor bean (Ricinus communis) lectin (Ricin) on motility of Meloidogyne incognita. Nematropica. v. 19, n. 1, p. 99-103, 1989.
ROCHA, F. S.; CAMPOS, V. P.; DUTRA, M. R.; NUNES, A. S.; SILVA, J. R.C. Ação de exsudatos radiculares de plantas na eclosão, motilidade, mortalidade e penetração de juvenis de Meloidogyne incognita. Summa Phytopathologica. v. 31, n. 2, p. 187-193, 2005.
SALGADO, S. M. L.; CAMPOS, V. P. Eclosão e mortalidade de Meloidogyne exigua em extratos e em produtos naturais. Fitopatologia Brasileira. v. 28, n. 2, p. 166-170, 2003.
SANTANA, S. M. D.; CUNHA, T. P. L.; DIAS-ARIEIRA, C. R.; BIELA, F.; RODRIGUES, D. B.; OBICI, L. V.; FONTANA, L. F.; ROLDI, M. Plantas antagonistas no controle de nematoides em áreas de cultivo de hortaliças. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE FITOPATOLOGIA, 43, 2010, Cuiabá. Anais... Cuiabá: Sociedade Brasileira de Fitopatologia, 2005. p. 5.
SEO, D. J.; NGUYEN, D. M. C.; PARK, R. D.; JUNG, W. J. Chitosane-cinnamon beads enhance suppressive activity against Rhizoctonia solani and Meloidogyne incognita in vitro. Microbial Pathogenesis. v. 66, p. 44-47, 2014.
SILVA, R. A.; SERRANO, M. A. S.; GOMES, A. C.; BORGES, D. C.; SOUZA, A. A.; ASMUS, G. L.; INOMOTO, M. M. Nematóides associados ao algodoeiro no Estado do Mato Grosso. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE NEMATOLOGIA, 24, 2003, Petrolina-PE. Anais… Petrolina: Sociedade Brasileira de Nematologia, 2003. p.150.
SINGH, B.; CHOUDHURY, B. The chemical characteristics of tomate cultivars resistants to root-knot nematodes (Meloidogyne spp.). Nematologica. v. 19, n. 4, p. 443-448, 1973.
SPADARO, A. C. C. Cromatografia por troca iônica. In: COOLINS, C. H., BRAGA, G. L., BONATO, P. S. Fundamentos de Cromatografia. Campinas: Ed. Unicamp, 2006. p. 103-137.
STANGARLIN, J. R.; SCHULZ, D. G.; FRANZENER, G.; ASSI, L.; SCHWAN ESTRADA, K. R. F.; KUHN, O. J. Indução de fitoalexinas em soja e sorgo por preparações de Saccharomyces boulardii. Arquivos do Instituto Biológico. v. 77, n. 1, p. 91-98, 2010.
ROCHA, F. S.; CAMPOS, V. P. Efeito de exsudatos de cultura de células de plantas em juvenis de segundo estádio de Meloidogyne incognita. Fitopatologia Brasileira. v. 29, n. 3, p. 294-299, 2004.
RODRIGUEZ-KABANA, R.; CANULLO, G. H. Cropping systems for the management of phytonematodes. Phytoparasitica. v. 20, n. 3, p. 211-224, 1992.
WALKER, J. T. Crambe and rapeseed meal as soil amendments: nematicidal potential and phytotoxic effects. Crop Protection. v. 15, n. 5, p. 433-437, 1996.
WALTERS, D.; WALSH, D.; NEWTON, A.; LYON, G. Induced resistance for plant disease control, maximizing the efficacy of resistance elicitors. Phytopathology. v. 95, p. 1368-1373, 2005.
WINZOR, D. J. Analytical exclusion chromatography. Journal of Biochemical Biophysical Methods. v. 56, p. 15-52, 2003.
Fitoquímicos como controle alternativo de nematóides
206
WRATHER, J. A.; ANAND, S. C.; KOENNING, S. R.; RIGGS, R. D. Management by cultural practices. In: RIGGS, R. D.; WRATHER, J. A. (Eds.). Biology and management of the soybean cyst nematode. St. Paul: APS, 1992. p. 125-131.
WRIGHT, D. L.; RICH, J. R. Alternating row patters in cotton to reduce damage from reniform nematodes. Nematropica. Gainesville, v. 32, p. 229-232, 2002.
WU, H.; WANG, C. J.; BIAN, X. W. B.; ZENG, S. Y.; LIN, K. C.; WU, B.; ZHANG, G. A.; ZHANG, X. Nematicidal efficacy of isothiocyanates against root-knot nematode Meloidogyne javanica in cucumber. Crop Protection. v. 30, p. 33-37, 2011.
YU, C-M.; MUN, S.; WANG, N-H. L. Theoretical analysis of the effects of reversible dimerization in size exclusion chromatography. Journal of Chromatography A. v. 1132, p. 99-108, 2006.
ZHAO, X.; SCHMITT, M.; HAWES, M. C. Species-dependent effects of border cell and root tip exudates on nematode behavior. Phytopathology. v. 90, n. 11, p. 1239-1245, 2000.
Capítulo 11
Tecnologia de aplicação de defensivos
agrícolas: inovações
Jose Antonio Brandão Bonadio1
Rafael Arcuri Neto1
Neumárcio Vilanova da Costa2
João Ricardo Pompermaier Ramella2
1Máquinas Agrícolas Jacto S/A, CEP 17580-000, Pompeia, São Paulo.
2Programa de Pós-Graduação em
Agronomia, Centro de Ciências Agrárias, Universidade Estadual do Oeste do Paraná, CEP 85960-000, Marechal
Cândido Rondon, Paraná.
Introdução
A eficiência da tecnologia de aplicação objetiva à colocação do produto no alvo para
que este atue com a eficácia desejada, seja no controle de pragas e doenças ou, na
fertilização foliar, cobrindo alvo com a máxima eficiência e o mínimo esforço.
Devido à crescente demanda mundial por alimentos, os produtores rurais necessitam
de tecnologias que favoreçam o ganho de produtividade e, além disso, propiciem baixo
custo com manutenção. Para tanto, juntamente com operadores e mecânicos, os produtores
precisam estar capacitados para realizar tarefas que garantam o uso correto e seguro do
implemento visando a mínima depreciação e máxima eficiência de uso.
Equipamento e manutenção
É de responsabilidade do proprietário o armazenamento do equipamento em local
adequado, a realização das manutenções preventivas e corretivas, estas realizadas por
técnicos capacitados, e fornecer treinamento ao operador do equipamento.
O treinamento do operador é essencial para que a tecnologia de aplicação forneça
máxima eficiência. O treinamento deve ser oportunizado pelo administrador agrícola para
que o operador inclua práticas adequadas que forneçam uniformidade, exatidão e
segurança nas operações de aplicação. Aliado à capacitação, a escolha correta do produto
Tecnologia de aplicação de defensivos agrícolas: inovações
208
à ser aplicado é um fator-chave para que a aplicação obtenha sucesso, assim como a
qualidade da água utilizada na pulverização, sendo o pH e pureza da água essenciais para
o bom resultado final da aplicação.
Em Galli e Montezuma (2005) realizaram experimentos avaliando a estabilidade da
molécula de glifosato, e os resultados demonstraram que o produto manteve-se estável em
água com pH 3, 5, 6 e 9, em temperatura de 35 ºC. Kogan (1997), mostrou que se reduzir o
pH da solução do herbicida glifosato ao nível de 3,5, obtêm-se uma maior efetividade do
produto.
Preparo do equipamento
Toda manutenção ou verificação do equipamento deve ser realizada com a máquina
parada em local seguro e seus motores desligados. Estas operações devem ser realizadas
por técnicos ou operadores capacitados, os quais devem utilizar os equipamentos de
proteção individual (EPIs) adequados para cada operação. A inspeção periódica de
pulverizadores é uma importante ferramenta para melhorar a tecnologia de aplicação
(GIL, 2007).
Devem ser realizadas verificações externas ao equipamento a fim de inspecionar os
componentes mecânicos e, se necessário, promover o reparo ou troca. A máquina, para ser
acoplado ao trator, deve ser feito com auxílio de pinos e correntes de segurança
possibilitando movimentos e manobras sem ocorrer o desengate. Os acoplamentos da
tomada de força (TDF) e da bomba de pulverização devem estar ligados ao cardan do trator,
o qual deve estar lubrificado e devidamente envolvido pelas capas de proteção.
O estado de conservação do reservatório de calda, assim como do agitador
mecânico e das mangueiras de pulverização não devem apresentar vazamentos, acúmulo
de resíduos, rachaduras e desajustes (Figura 11.1). A limpeza dos filtros depende da
qualidade da água e do tipo de produto empregado na operação, recomendando-se a
limpeza do filtro principal a cada abastecimento e antes da colocação dos produtos químicos
no tanque, utilizando detergente neutro, escova de cerdas de nylon e/ou ar comprimido
quando necessário. Os níveis de óleo do hidráulico e da bomba de aplicação devem ser
verificados diariamente e serem completados ou trocados quando necessário.
O manômetro deve estar bem conservado, com seu ponteiro em pleno
funcionamento sendo possível a visualização da escala (Figura 11.2). Os filtros de linha
devem ser limpos sempre que se abastecer o pulverizador ou quando necessário, além
disso, devem ser verificados os anéis de vedação e seu posicionamento.
As pontas de pulverização e válvulas devem ser desentupidos com instrumento que
não danifique o orifício de vazão e nunca com a boca. Segundo os fabricantes, as pontas
Bonadio et al.
209
devem ser substituídas quando 10% do total das pontas de pulverização da barra
apresentarem vazão maior ou igual a 10% em relação à vazão nominal da ponta.
Figura 11.1 Mangueiras hidráulicas dobradas acopladas ao implemento.
A B
Figura 11.2 A- Manômetro com baixa visualização. B- Manômetro
com ponteiro em mau funcionamento.
Ao superar a vazão nominal, a ponta desgastada altera suas características podendo
prejudicar a pulverização. A escolha da ponta de pulverização influência na deposição das
gotas pulverizadas sobre os alvos. Galli e Arruda (1985) e Bauer e Raetano (2004), relatam
que a uniformidade na cobertura de pulverização e a dimensão das gotas dependem dos
pulverizadores, sendo a ponta de pulverização a parte mais importante do equipamento.
Christofoletti (1999) e Ozkan (2001), afirmam que dentre as técnicas de aplicação, a seleção
de pontas de pulverização mais adequadas representa uma das alternativas para redução
de deriva.
Tecnologia de aplicação de defensivos agrícolas: inovações
210
Regulagem do pulverizador
A eficiência da aplicação de produtos associada à menor contaminação ambiental e
menor custo, depende de diversos fatores, sendo que entre eles destaca-se a escolha
adequada do equipamento, o funcionamento de seus componentes e sua calibração
(OZKAN, 1987). Para obter sucesso da aplicação de agroquímicos, a calibração adequada
do pulverizador é obrigatória, pois determinará as melhores condições operacionais da
máquina (GANDOLFO; OLIVEIRA, 2006).
Calibração do pulverizador
Na calibração é verificado o desempenho do pulverizador, se está regulado como o
previsto, e fazer os ajustes finos na pressão para as pontas de pulverização, avaliando seu
desgaste e determinando o modelo ideal para o tipo de aplicação, sendo este dependente
de variáveis como tipo de produto e alvo. A utilização de máquinas desreguladas, com
pontas não recomendados ou desgastadas, são fatores que contribuem para a ineficiência
das aplicações e contaminação ambiental (DORNELLES et al., 2009).
Antes de se iniciar a calibração devem ser revisados os filtros, mangueiras, comando
de aplicação, bomba e pontas. Após a revisão, a calibração pode ser realizada pelo método
convencional (a) ou com auxílio de fórmula (b).
a) Método convencional
A calibração do pulverizador pelo método convencional é feita coletando a vazão da
ponta com o copo calibrador durante o tempo em segundos que a máquina gastou para
percorrer 50 metros no terreno (Figura 11.3).
Coleta-se a vazão de uma ou duas pontas em cada seção de barra e faz-se a média
para todas as pontas, o que pode acarretar vários erros, entre eles os de leitura. A divisão
da escala do copo calibrador, que geralmente é de 20 em 20 mL, dificulta a leitura do valor
exato do volume.
Figura 11.3 Marcação da área percorrida pelo pulverizador para coleta de volume.
Bonadio et al.
211
Passos para a calibração convencional de pulverizadores:
1- Marque 50 m no terreno a ser tratado;
2- Abasteça o pulverizador até a metade do tanque com água limpa;
3- Posicione a máquina 5 m antes da primeira marca;
4- Acione a tomada de força a 540 rpm;
5- Escolha a velocidade de trabalho, a qual deve permanecer constante;
6- Após a máquina passar pela 1ª marca acione o cronômetro, parando-o quando
atingir a 2ª marca;
7- Anotar o tempo gasto para percorrer os 50 m (em terrenos irregulares realizar a
operação várias vezes e estimar média);
8- Com o pulverizador parado e na mesma rotação (540 rpm), libere a vazão para
as pontas e regule a pressão de acordo com o tipo de ponta utilizada;
9- Colete o volume da ponta durante o tempo que foi gasto para a máquina
percorrer os 50 m, repetir a operação em vários bicos e estipular a média (Figura
11.4);
10- Faça a leitura do volume no copo medidor na coluna que corresponde ao
espaçamento entre pontas.
A B
Figura 11.4 A- Coleta de volume com copo medidor. B- Copo medidor.
b) Método de volume de calibração (fórmula)
Os volumes de pulverização podem ser obtidos com auxílio da fórmula:
1600
Lha
pv
Onde:
Q= volume de pulverização (L ha-1)
q= vazão de um bico (L min-1)
p= espaçamento entre bicos na barra (m)
v= velocidade de trator (km h-1)
600= fator de conversão de unidades
Tecnologia de aplicação de defensivos agrícolas: inovações
212
Exemplificando:
Vazão do bico: 1,5 L min-1 a 150 lbf pol-2
Espaçamento entre bicos: 0,6 m Velocidade do trator: 6,0 km h-1
12506,3
900
6,06
6005,1
LhaQ
Tecnologia de aplicação de agroquímicos
A tecnologia de aplicação consiste na divisão do líquido a ser aplicado em gotas
(pulverização), multiplicando o número de partículas (gotas) que conduzem os princípios
ativos na direção dos alvos. Portanto, entende-se como tecnologia de aplicação o emprego
de todos os conhecimentos científicos que proporcionem a correta colocação do produto
biologicamente ativo no alvo, em quantidade necessária, de forma econômica, com o
mínimo de contaminação de outras áreas (MATUO, 1998).
Sendo assim, torna-se fundamental o conhecimento de como otimizar a aplicação a
fim de minimizar os prejuízos e os problemas decorrentes das perdas por deriva e
evaporação, da velocidade de trabalho do pulverizador, do tamanho das gotas e de outros
fatores, e com isso, diminuindo os custos de produção e de contaminação ambiental.
Conceito de alvo
Alvo é aquilo que foi escolhido para ser atingido no processo de aplicação, sendo
que em função do tipo de alvo, a pulverização escolhida deverá ter características
específicas para melhor atingi-lo. São vários os tipos de alvo a serem cobertos em uma
aplicação, devendo-se realizar um estudo prévio das características dos alvos, analisando
fatores como: movimentação das folhas, estágio de desenvolvimento; cerosidade,
pilosidade, rugosidade, face da folha em que a cobertura é mais importante (abaxial/adaxial)
e arquitetura de dossel da planta.
O seu alvo é?
Qual a parte da planta que ele se
encontra?
Quais folhas?
Face da folha?
Qual a cobertura necessária para o
produto a ser aplicado?
SOLO FOLHAS
TODAS DE CIMA
DE BAIXO
ABAXIAL MENOR RAMOS
PLANTA FLORES
ADAXIAL MAIOR FRUTOS
Bonadio et al.
213
Cobertura
A cobertura refere-se à intensidade de gotas depositadas no alvo no momento da
aplicação. As escolhas do tipo de produto a ser aplicado (Tabela 11.1), volume de
pulverização, tamanho da gota, uso de espalhante (surfactante) e redução das perdas estão
intimamente ligadas à cobertura.
O volume de pulverização é comumente utilizado para modificar a cobertura e
tamanho de gota, portanto ambas devem ser analisadas no momento da escolha da técnica
de pulverização para que a cobertura seja eficiente e desejada (Figura 11.5).
Tabela 11.1 Quantidade de gotas cm-2 em função do tipo de produto utilizado
PRODUTO GOTAS/CM2
Inseticida Sistêmico 20 a 30
Inseticida de Contato 50 a 70
Herbicidas Pré-Emergentes 20 a 30
Herbicidas Pós-Emergentes - Sistêmicos 20 a 30
Herbicidas Pós-Emergentes - Contato 30 a 40
Fungicidas - Sistêmicos 50 a 70
Fungicida - Contato Mais de 70
Figura 11.5 Tamanho de gotas em função do volume de
pulverização.
Condições climáticas
A adequação da tecnologia de aplicação às condições climáticas favorece a
eficiência da aplicação. Geralmente, devem ser evitadas as aplicação com umidade relativa
Tecnologia de aplicação de defensivos agrícolas: inovações
214
do ar abaixo de 50% e temperatura ambiente superior aos 30 ºC. A velocidade do vento no
momento da aplicação influencia na deposição de gotas no alvo, sendo valores entre 3 e 10
km h-1 utilizados como referência para a maioria das aplicações. No caso de velocidade de
vento superior a 10 km h-1 pode ocorrer o aumento da deriva, principalmente quando
utilizadas gotas finas ou muito finas, implicando em perdas e aumento no custo da aplicação
(Tabela 11.2). Ausência de vento também pode ser prejudicial, em função da chance de
ocorrer ar aquecido ascendente, o que dificulta a deposição das gotas pequenas, o vento “0”
pode influenciar na diminuição da penetração das gotas no dossel da planta.
Tabela 11.2 Exemplo de relação prática entre as condições climáticas e a escolha do
tamanho das gotas
Fatores
Classes de gotas de acordo com as condições climáticas
Muito finas ou
Finas Finas ou Médias Médias ou Grossas
Temperatura Abaixo de 25ºC 25 a 28ºC Acima de 28ºC
Umidade relativa Acima de 70% 60 a 70% Abaixo de 60%
Penetração e arquitetura das plantas
A incidência de pragas e/ou doenças possui características particulares, variando os
locais de ataque e com isso, podendo dificultar a eficiência da aplicação, como em partes
baixas de uma planta com alta densidade foliar. Considerando-se o grau de
desenvolvimento vegetativo no momento das aplicações, muitas vezes com total
fechamento e grande área foliar, as técnicas de aplicação precisam oferecer a máxima
capacidade de penetração na massa de folhas e melhor cobertura possível, mesmo para a
aplicação de defensivos com características de ação sistêmica.
Plantas com padrão foliar mais ereto, como as gramíneas (trigo, milho, pastagem)
apresentam baixa resistência a penetração do produto quando comparadas com as
leguminosas (soja, feijão, amendoim). A arquitetura inclui diversos caracteres, como número
de hastes e ramos, estrutura de hastes ou ramos (número e comprimento dos entrenós), e
estrutura, tamanho e orientação de folhas (HUYGHE, 1998).
Volume e aditivos de calda
O volume de calda é essencial para atingir o sucesso na aplicação. Estipular o
volume de calda depende do tipo de alvo a ser atingido, do tamanho das gotas, da
Fonte: Antuniassi et al., (2005).
Bonadio et al.
215
necessidade de cobertura, do tipo de ação do produto aplicado e da tecnologia de aplicação.
Geralmente, as aplicações de volume muito pequeno acabam sendo realizado com gotas
muito finas, o que aumenta o risco de perdas, principalmente por evaporação ou deriva. Por
outro lado, volumes altos podem ocasionar saturação da calda por sobre as folhas e
escorrimento.
Recomenda-se que as aplicações utilizando volumes de calda muito baixos sejam
realizadas com auxílio de tecnologias de controle de evaporação da água, a substituição da
água por outro meio ou o uso de adjuvantes. Os adjuvantes podem atuar em todas as
etapas do processo de aplicação de um produto fitossanitário, desde a formação das gotas
(pulverização), até a ação biológica do ativo no alvo. Os espalhantes (surfatantes) tem como
função aumentar a área de contato das gotas com os alvos, melhorando o espalhamento da
calda e o molhamento da superfície tratada.
O uso de óleo na calda tem a função de melhorar a penetração e aderência do
produto aplicado no alvo. Os óleos também atuam na formação de gotas, ocasionando o
aumento no tamanho médio das gotas e reduzindo a formação de gotas muito finas e com
isso, a deriva. Ocasionalmente, o óleo pode melhorar o espectro de gotas, reduzindo a
variação no tamanho das gotas produzidas no processo de pulverização.
Burr e Warren (1972), estudaram o efeito de um óleo isoparafínico como carregador
do 2,4 D (ácido 2,4-diclorofenoxiacético) em folhas de tiririca, onde, após três dias,
aproximadamente 43% do herbicida foi absorvido quando aplicado juntamente com óleo,
enquanto que apenas 18% foi absorvido quando aplicado em água pura.
Características das pontas de pulverização
a) Nomenclatura
O uso de nomenclatura para diferenciar as pontas de pulverização serve para
auxiliar o usuário no momento da aquisição. Nome, ângulo e vazão são informações que
devem ser consideradas para que seja possível atender a necessidade do aplicador
(Figura 11.6).
Figura 11.6 Nomenclatura para diferenciar as pontas de pulverização.
Nome da ponta
Ângulo de aplicação
Galão americano min-1
Tecnologia de aplicação de defensivos agrícolas: inovações
216
b) Vazão (Norma ISO 10625)
Na maioria, as pontas disponíveis no mercado apresentam vazões padronizadas
pela norma ISO, sendo esta identificada por meio de cores (Tabela 11.3). No caso de pontas
sem padronização ISO, é necessária a disponibilização da tabela de vazão pelo fabricante.
Tabela 11.3 Tabela de classificação de pontas de acordo com a vazão
Pressão Cor do Bico Vazão L min-1
3 Bar
Laranja (01) 0,4
Verde (0,15) 0,6
Amarelo (02) 0,8
Azul (03) 1,2
Vermelho (04) 1,6
Marrom (05) 2,0
Cinza (06) 2,4
Branco (08) 3,2
c) Distribuição da vazão
Corresponde a distribuição da calda ao longo da faixa de aplicação. Pode ser medida
individualmente por ponta ou na faixa de deposição das pontas na barra. Recomenda-se
aferir no momento da calibragem, evitando assim falhas no tratamento e na eficiência da
aplicação, ocasionado pela concentração ou ausência de produto em uma determinada
área.
Classes de gotas
As gotas produzidas por uma ponta podem ser classificadas em “muito finas”, “finas”,
“médias”, “grossas” e “muito grossas”. O tamanho de gotas pode influenciar a capacidade de
a pulverização cobrir o alvo de forma eficiente garantindo a penetração na massa das
folhas. Gotas de tamanhos menores oferecem maior número de gotas cm-2, assim como
maior capacidade de penetração, e são recomendadas quando é necessária boa cobertura
e boa penetração nos alvos. Porém, gotas menores podem ser mais suscetíveis à
evaporação e aos processos de deriva. Geralmente nos sistemas de produção, as gotas
mais grossas são preferíveis na aplicação de herbicidas de ação sistêmica (ex: Glifosato),
enquanto gotas finas são recomendadas na aplicação de fungicidas e inseticidas por estes
apresentam ação sistêmica menor que o herbicida.
Bonadio et al.
217
A gota gerada pela ponta de pulverização é o resultado de um planejamento
realizado através da análise de vários fatores como: alvo, cobertura, volume de calda,
penetração, entre outros. Para cada grupo de pontas é atribuída uma classe de gota, as
quais variam de muito fina a extremamente grossa (Figura 11.7), sendo influenciada pela
variação de pressão a ser exercida.
Muito Fina Fina Média
Grossa Muito Grossa Extremamente Grossa
Figura 11.7 Modelos de pontas e suas respectivas classes de gota.
Tipos de pontas
É importante ressaltar que o custo dos produtos aplicado no processo de
pulverização que passam pelas pontas, é muito maior que o custo das próprias pontas.
a) Tipo cone vazio e cone cheio
Ponta com orifício em forma circular e seguido de um tubo helicoidal (caracol), que
geram rotação ao escoamento do líquido. Apresentam distribuição circular, com pouca
presença de gotas no centro do cone (Figura 11.8). Apresentam ângulos que variam de 60º
a 100º.
Igualmente ao cone vazio, apresenta orifício em forma circular seguido de tubo
helicoidal, porém com preenchimento do cone. O produto é distribuído desde as
extremidades do cone até o centro, são caracterizados por terem ângulos entre 20º e 60º.
Tecnologia de aplicação de defensivos agrícolas: inovações
218
A B
Figura 11.8 Pontas de pulverização com jato cônico. A- Cone Vazio. B- Cone Cheio. Fonte: ANDEF (2004).
b) Tipo leque
Pontas em formas de fendas que apresentam jato plano e deposição de forma linear.
Geralmente trabalham em baixa pressão (15 a 60 psi). Este tipo de ponta apresenta duas
variações que influenciam na distribuição de seu volume, leque plano padrão e leque plano
uniforme (Figura 11.9).
O tipo plano padrão é um dos mais utilizados em equipamentos de barra. Como
característica particular há necessidade dos jatos se cruzarem no momento da pulverização,
além de adequar a altura da barra, o ângulo de aplicação da ponta e o espaçamento entre
pontas para que ocorra a sobreposição de forma ideal.
O leque de plano uniforme são pontas que apresentam distribuição uniforme ao
longo da faixa aplicada, não sobrepondo o jato. São comumente utilizados em
pulverizadores costais ou em aplicações dirigidas.
Figura 11.9 Ponta leque plano padrão e plano uniforme. Fonte: ANDEF (2004).
Avaliando a cobertura gerada por diferentes pontas de pulverização Cunha e Ruas
(2006), constataram que as pontas de jato plano padrão conferiram deposição média
superior nas folhas baixeiras das plantas de soja quando comparadas as pontas de jato
plano de pré-orifício.
Bonadio et al.
219
Soluções e inovações
Podemos dividir as tecnologias de aplicação em três grandes áreas:
Soluções para veículos;
Soluções para pulverizações;
Soluções para navegação/gerenciamento.
Para veículos as soluções abrangem motor, transmissão, freios, chassi, conforto e
segurança. Nas soluções para pulverizações incluem-se o controle de vazão, estabilidade
da barra de pulverização, altura de barra e pontas de pulverização. No caso de soluções
para navegação e gerenciamento, o software utilizado na navegação, monitor, controladores
eletrônicos de vazão precisos, telemetria, entre outros.
Sistema vortex (soluções para pulverizações)
Tecnologia com objetivo de aumentar a penetração das gotas no dossel da planta,
assim a cultura capta mais gotas na face abaixo (inferior) da folha devido à deflexão do ar
pela superfície do solo, aumentando a eficiência na aplicação de produtos que tenham como
alvo esta região da folha além de, atingir com maior precisão plantas daninhas suprimidas
por plantas cultivadas. Com a utilização de ventiladores com rotação variável no centro da
barra, produzindo um volume de ar que é distribuído na barra por um ducto inflado.
O sistema Vortex também diminui a deriva e exposição aos produtos, além de
aumentar o rendimento operacional das aplicações, pois gera menores volumes de calda e
reabastecimentos, maior velocidade de deslocamento e ampliação dos horários de
pulverização. O sistema proporciona uma melhor cobertura do alvo, pois possibilita com
gotas menores, minimizando as perdas por deriva (Figura 11.10).
Figura 11.10. Eficiência na cobertura de alvo com e sem o uso da
tecnologia Vortex.
A regulagem da rotação do ventilador (Figura 11.11A) e do ângulo das canaletas de
saída de ar (Figura 11.11B) são componentes essenciais para uma pulverização ideal. A
125 L ha-1
(com)
125 L ha-1
(sem)
Tecnologia de aplicação de defensivos agrícolas: inovações
220
velocidade do ventilador de ar deve estar em conformidade com o alvo da aplicação, sendo
assim:
Início de desenvolvimento: Vê-se mais o solo do que folhas. Neste caso não
é necessária a utilização do ventilador;
Desenvolvimento intermediário: É possível visualizar o solo nas entrelinhas,
deve-se utilizar de 40 a 60% da velocidade total do ar;
Cultura com alta densidade de folhas: Não se observa o solo portanto,
recomenda-se utilizar acima de 80% da velocidade total de ar.
A B
Figura 11.11 Detalhes do sistema Vortex. A- ventiladores no centro da
barra. B- canaletas de saída de ar.
Segundo Raetano (2007), em lavouras de soja com presença de Phakopsora
pachyrhizi apresenta os sintomas iniciais no terço inferior do dossel, sendo necessária
aplicação de fungicida que atinja o alvo, pois muitos fungicidas de ação sistêmica de plantas
dicotiledôneas são translocados a pequenas distâncias dentro da folha, sendo necessária
boa cobertura para uma boa eficiência, o que é favorecido pelo uso do sistema Vortex.
Várias pesquisas mostram que a assistência de ar junto à barra de pulverização, reduz a
deriva, favorece a penetração das gotas no dossel da cultura e melhora a distribuição da
pulverização (TAYLOR et al., 1989; COOKE et al., 1990).
Em estudo sobre as diferentes velocidades da assistência de ar na barra de
pulverização, Raetano e Bauer (2003) concluíram que quando utilizado em plena
capacidade, o ventilador juntamente com o adequado, resultou melhores níveis de cobertura
na face abaxial dos folíolos baixeiros na cultura do feijão.
Veículo Ground Clearance (vão livre)
Os veículos com uma grande distância entre o eixo do chassi e o solo (vão livre), na
maioria com 140 cm e autopropelidos, permitem aplicações durante todo o desenvolvimento
Bonadio et al.
221
das culturas sem causar danos (Figura 12.12). O chassi desses pulverizadores tem
estruturas leves e resistentes, devendo ser o mais flexível possível para suportar e superar
as adversidades dos terrenos. As barras de pulverização podem ser instaladas na parte
frontal ou traseira dos pulverizadores autopropelidos, possuem acionamento hidráulico com
sistema autonivelante e medem de 15 até 48 m de comprimento.
O veículo com grande vão livre deve proporcionar uma elevada capacidade
operacional, baixo consumo de combustível, robustez, baixo custo de manutenção, conforto,
facilidade operacional, segurança e agilidade. Desde o assento, coluna de direção, até a
visibilidade da cabine e o acesso a ela, são itens que geram conforto na hora do trabalho.
Favorecendo a tecnologia de aplicação, a transmissão independente de cada roda evita
patinagem dentro da área cultivada, a velocidade de deslocamento pode atingir até
65 km h-1, dependendo das condições do trajeto e, velocidade de trabalho acima de
30 km h-1. Possibilitar um controle de rotação para proporcionar torque ideal para as
operações leva a uma economia de combustível e redução de custos operacionais.
Figura 12.12 Veículo autopropelido e grande vão livre.
Os pneus devem ser ideais para trabalhar com segurança apresentar, durabilidade,
maior raio (maior vão livre) e elasticidade para suportar mais carga e diminuir os
reabastecimentos. Sistemas de frenagem ABS, do tipo anti-bloqueio para evitar que as
rodas travem. Um sistema de suspensão pneumática independente confere maior
estabilidade ao conjunto de barras e eficiência na aplicação. O baixo custo de manutenção e
o acesso livre para inspecionar, diagnosticar, lubrificar e regular à mão é uma vantagem
para o operador, que pode realizá-los na lavoura, desde que esteja seguro.
No setor da pulverização, o controle eletrônico de vazão confere respostas mais
rápidas e precisas no controle da dosagem e garantem maior qualidade na aplicação dos
produtos. O circuito percorrido pelo produto também deve ser beneficiado para que o
Tecnologia de aplicação de defensivos agrícolas: inovações
222
sucesso da aplicação seja alcançado, sendo assim, a facilidade na calibração, limpeza e
qualidade na aplicação do produto nas bordaduras, economizando tempo, insumos e
protegendo o meio ambiente. A altura de barras, seu comprimento e estabilização
proporcionam mais qualidade na aplicação mesmo em terrenos mais ondulados e com
culturas altas.
Atualmente, com a evidência da agricultura de precisão na agropecuária, algumas
tecnologias acopladas aos sistemas de aplicação são essenciais para o sucesso do
processo de pulverização. A possibilidade de utilizar serviços e informações para melhorar a
precisão das operações, gerenciar a qualidade e o rendimento operacional, reduzir custo,
minimizar impactos ambientais e maximizar o lucro, fazem da agricultura de precisão um
modelo a ser seguido e praticado em todos os sistemas produtivos. Um exemplo é o uso da
plataforma OTMIS (Jacto®), a qual gera soluções para a agricultura de precisão.
Algumas aplicações do sistema OTMIS®, como o controlador automático bico a bico,
permite configurar a largura de trabalho, a abertura e fechamento automático do bico
proporcionar, economia, precisão e menor impacto ambiental. Sensores de temperatura e
umidade possibilitam o monitoramento das condições atmosféricas para uma pulverização
de qualidade, medindo a umidade, temperatura, velocidade de vento, pressão e ponto de
orvalho.
Coletor de dados remoto
Telemetria é um sistema de transmissão e gerenciamento de informações
georeferenciadas que permite a transferência dos dados operacionais do veículo para o
software específico na web através de sinal de celular ou rede wireless (Wi-Fi).
A partir do acesso a estas informações na plataforma, é possível visualizar mapas
com diversas informações, gerenciar melhor as operações e precisar o processo de tomada
de decisão (Figura 11.13). O Coletor de dados remoto é um módulo eletrônico responsável
pelo gerenciamento e monitoramento de veículos através de tecnologias de comunicação
sem fio. As principais funções são:
Armazenar informações georeferenciadas e dados operacionais do veículo em
um banco de dados local;
Transmitir as informações mais recentes quando uma rede sem fio estiver
disponível (GPRS ou Wi-Fi);
Receber e processar atualizações disponíveis no servidor;
Priorizar a conexão entre as redes sem fio quando disponível (Wi-Fi ou GPRS).
Esses sistemas de informações são utilizados para manipular, sintetizar, pesquisar,
editar e visualizar informações, geralmente armazenadas em bases de dados
Bonadio et al.
223
computacionais. Essas informações permitem a manutenção de inventários, julgamento da
suscetibilidade de áreas para diferentes propósitos, auxílio a usuários na tomada de
decisões em processos de planejamento e realizar análises preditivas.
Figura 11.13 Processo de transmissão de informações e dados do veículo para um banco
de dados.
Considerações finais
O emprego de conhecimentos científicos na tecnologia de aplicação proporciona a
correta deposição do produto biologicamente ativo no alvo na quantidade adequada, de
forma econômica e como mínima contaminação ao meio ambiente. Desta forma, as técnicas
de pulverização exige a compreensão de que as variáveis como o alvo, a umidade,
temperatura, cultura e tipo de patógeno atuam de maneira integrada, portanto deve-se ter
acuidade na interpretação das variáveis, as quais são responsáveis pela eficácia no controle
do alvo.
A definição dos parâmetros que serão adotados em uma aplicação é de extrema e
fundamental importância para redução dos riscos que envolvem a atividade de aplicação de
defensivos. Por isso, sempre deve-se ter atenção máxima com relação as aspectos
fundamentais que norteiam as operações de pulverização de defensivos agrícolas.
Tecnologia de aplicação de defensivos agrícolas: inovações
224
Referências bibliográficas
ANDEF - Associação Nacional de Defesa Vegetal. Manual de Tecnologia de Aplicação (2004). Disponível em: <http://www.andefedu.com.br>. Acesso em: 08 abr. 2014
ANTUNIASSI, U. R.; BAIO, F. H. R; BIZARI, I. R. Sistema de suporte a decisão para seleção de pontas de pulverização em sistemas de aplicação de defensivos In: V CONGRESSO BRASILEIRO DE AGROINFORMÁTICA, 2005, Londrina/PR. Agronegócio, Tecnologia e Inovação. Londrina/PR: SBI-Agro, v. 1. p. 1-2. 2005.
BAUER, F. C.; RAETANO, C. G. Distribuição volumétrica de calda produzida pelas pontas de pulverização XR, TP e TJ sob diferentes condições operacionais. Planta Daninha, v. 22, n. 2, p. 275-284, 2004.
BURR, R. J.; WARREN, G. F. A oil carrier for increasing purple nutsedge control. Weed Science, v. 20 n. 2 p. 324-327, 1972.
CHRISTOFOLETTI, J. C. Considerações sobre a deriva nas pulverizações agrícolas e seu controle. São Paulo: Teejet South America, 1999. 15 p.
COOKE, B. K. et al. Air-assisted spraying of arable crops, in relation to deposition, drift and pesticides performance. Crop Protection, v. 9, p. 697, 1990.
CUNHA, J. P. A. R.; RUAS, R. A. A. Uniformidade de distribuição volumétrica de pontas de pulverização de jato plano duplo com indução de ar. Pesquisa Agropecuária Tropical. v. 36, n. 1, p. 61-66, 2006.
DORNELLES, M. E.; SCHLOSSER, J. F.; CASALI, A. L.; BRONDANI, L. B. Inspeção técnica de pulverizadores agrícolas histórico e importância. (2009), Disponível em: <http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S010384782009000500049&lng=es&nrm=iso&tlng=es > GALLI, J. C.; ARRUDA, A. C. Distribuição volumétrica dos bicos pulverizadores JD14-2. Pesquisa Agropecuária Brasileira. v. 20, n. 11, p. 1239-1244, 1985.
GALLI, A. J. B; MONTEZUMA, M. C. Alguns aspectos da utilização do herbicida glifosato na agricultura. Santo André: Acadcom Gráfica e Editora Ltda. 2005. 67p.
GANDOLFO, M. A.; OLIVEIRA, A. B. Aplicação de sucesso. Cultivar Máquinas. Pelotas, n. 53, p. 06-09, 2006.
GIL, E. Inspection of sprayers in use: a european sustainable strategy to reduce pesticide use in fruit crops. Applied Engineering in Agriculture. v. 23, n. 1, p. 49-56, 2007.
HUYGHE, C. Genetics and genetic modifications of plant architecture in grain legumes: a review. Agronomie. v. 18, p. 383-411, 1998.
KOGAN, M. Efecto de la calidad del água en la actividad del glifosato, con especial enfasis en la consentracion de cationes y pH de La solucion. In: CONGRESSO LATINO AMERICANO DE MALEZAS, 12, 1997, Buenos Aires. Libros de resumenes... Buenos Aires: Associacion Latinoamericano de Malezas, 1997.
MATUO, T. Fundamentos da tecnologia de aplicação de agrotóxicos. In: GUEDES, J. V. C.; DORNELLES, S. H. B. (Org) Tecnologia e segurança na aplicação de agrotóxicos: novas tecnologias. Santa Maria: Departamento de Defesa Sanitária: Sociedade de Agronomia de Santa Maria, 1998.
OZKAN, H. E. Reduzindo a deriva nas pulverizações. Disponível em: <http://www.comam.com.br>. Acesso em: 08 abr. 2014
OZKAN, H. E. Sprayer performance evaluation with microcomputers. Applied Engineering in Agriculture. v. 3, n. 1, p. 36-41, 1987.
Bonadio et al.
225
RAETANO, C. G. Assistência de ar e outros métodos de aplicação a baixo volume em culturas de baixo fuste: a soja como modelo. Summa Phytopathologica. v. 33, supl., p. 105-106, 2007.
RAETANO, C. G.; BAUER, F. C. Efeito da velocidade do ar em barra de pulverização na deposição de produtos fitossanitários em feijoeiro. Bragantia. v. 62, n. 2, p. 329-334, 2003.
TAYLOR, W. A.; ANDERSEN, P. G.; COOPER, S. The use of air assistance in a field crop sprayer to reduce drift and modify drop trajectories. In: BRIGHTON CROP PROTECTION CONFERENCE-WEEDS, 3, 1989, Brighton Proceedings... Farnham: British Crop Protection Council, 1989. p. 631.
Capítulo 12
Secagem de grãos
Adriano Divino Lima Afonso
Curso de Graduação em Engenharia Agrícola, Universidade Estadual do Oeste do Paraná, CEP 85819-110,
Cascavel, Paraná.
Introdução
A preservação da quantidade física, química e biológica dos produtos agrícolas
durante as etapas de processamento e armazenamento é o principal objetivo de uma
unidade armazenadora de grãos. Há diversos fatores que interferem na preservação da
qualidade dos produtos, sendo que o teor de umidade é sem dúvida um dos mais
importantes, juntamente com a temperatura do produto. O produto agrícola apresenta uma
quantidade de água, quando atinge o ponto máximo de maturação fisiológica que é
incompatível com as boas práticas de armazenamento após a colheita. Assim, o produto ao
ser colhido com teor de umidade não recomendado para o armazenamento seguro deverá
ser imediatamente seco, objetivando reduzir a quantidade de água disponível para as
atividades biológicas das pragas, particularmente dos fungos, que são os principais
causadores de deterioração do produto agrícola armazenado. A redução da quantidade de
água presente no interior do grão permitirá que o mesmo seja conservado em silos ou
armazéns por longos períodos de tempo.
A forma mais comum de redução da quantidade de água disponível e,
consequentemente do teor de umidade do produto, é através do processo de secagem.
Esse processo pode ocorrer naturalmente no campo, sobe efeito das condições climáticas
naturais. No entanto, devido a diversos fatores que interferem na qualidade do produto
durante o processo de secagem natural no campo, tais como infestação de pragas e
condições climáticas adversas, o produto é colhido pelo produtor com teor de umidade
elevado, acima de 14% e, seco artificialmente com a utilização de equipamentos
denominados de secadores de grãos. Esses equipamentos são utilizados com finalidade de
reduzir rapidamente o teor de umidade do produto até o nível considerado seguro para o
armazenamento. O processo de secagem artificial pode ser realizado basicamente em duas
Afonso
227
condições de secagem: baixa temperatura e alta temperatura. O referencial limite entre as
duas situações é a temperatura do ar de secagem, sendo que, temperatura inferior a 40ºC é
considerado sistema de secagem a baixa temperatura e, acima desse valor, secagem a alta
temperatura.
Normalmente o processo de secagem a baixa temperatura é realizado quando se
objetiva um produto de qualidade superior, como no caso de sementes ou, quando o
processamento dispõe-se de tempo para que o mesmo seja realizado, como no processo de
secagem em propriedades agrícolas, onde a quantidade de grãos a ser processado é
relativamente pequena. No Brasil, a maioria do procedimento de secagem é realizada em
condições de alta temperatura, com exceção ao processo de secagem de produtos
agrícolas que se destinam a produção de sementes.
Para a realização do processo de secagem em alta temperatura utilizam-se
secadores de grãos com grandes capacidades de processamentos (acima de 20 toneladas
por hora) e elevadas temperaturas do ar de secagem, normalmente acima de 80ºC. Em
algumas situações são observados valores de temperatura do ar de secagem na faixa de
110 a 120ºC, visando reduzir o tempo de secagem e aumentar a capacidade de secagem do
secador. Esse procedimento realizado pelos operadores de secadores de aumentar a
temperatura de secagem poderá acarretar diversos danos aos produtos agrícolas, os quais
podem ser visíveis, como a presença de trincas, escurecimento ou queima superficial dos
grãos, ou danos imperceptíveis, como na redução de energia metabolizável disponível pelo
grão.
A Figura 12.1 mostra duas amostras de grãos de milho secas com baixa e alta
temperatura de secagem. Nota-se que o milho seco à alta temperatura do ar de secagem
apresenta-se na coloração escurecida, com grãos quebrados, lascados e trincados, bem
como maior presença de pó em sua superfície.
Figura 12.1 Grãos de milho seco a baixa temperatura e alta temperatura.
Secagem de grãos
228
Observa-se que na prática os operadores de secadores desconhecem os princípios
de secagem dos grãos e buscam unicamente a redução do tempo de secagem pelo
aumento da temperatura do ar de secagem.
Princípio de secagem de grãos
Para melhor entendimento do processo de secagem que ocorre no interior dos
secadores de grãos, o operador de secador ou o profissional responsável pela secagem
deve ter conhecimento de como se dá o processo de secagem na câmara de secagem e no
interior do grão. Esse conhecimento permitirá ao mesmo entender que processo de
secagem, que se constitui da retirada ou saída de água do interior do grão, é um processo
que demanda tempo e ocorre segundo princípios de termodinâmica, envolvendo fenômenos
de transferência de calor e massa entre o ar de secagem e o grão.
No processo de secagem há transferência de calor entre o ar de secagem e o grão.
O ar de secagem cederá energia nas formas de calor sensível, que será responsável pelo
aquecimento do grão e, calor latente de vaporização, que será responsável pela evaporação
da água livre presente nos poros do grão. Há ainda no processo de secagem a transferência
de massa entre o grão e o ar de secagem. Na transferência de massa o grão cederá água
na forma de vapor para o ar de secagem, resultando na secagem ou redução do teor de
umidade do grão.
A Figura 12.2 ilustra os processos de transferência de calor e massa entre o ar de
secagem e o grão. Antes do ar de secagem entrar em contato com o grão no interior da
câmara de secagem do secador, o mesmo possui determinada temperatura e umidade
relativa. Ao atravessar a câmara de secagem e entrar em contato com o grão, o ar de
secagem trocará calor e massa com o mesmo. O ar ao sair da câmara de secagem,
denominado de ar de exaustão, sairá com temperatura inferior ao de sua entrada e com
umidade relativa superior. No interior da câmara de secagem o ar cederá calor para o grão
na forma de calor sensível e latente de vaporização, o que resulta na redução da
temperatura do ar e aumento da umidade relativa, devido à absorção água do grão. Por
outro lado, o grão antes de entrar na câmara de secagem possui determinada temperatura e
teor de umidade. Ao entrar em contato com o ar de secagem no interior da câmara de
secagem, ocorrerão as trocas de calor e massa. Ao sair da câmara de secagem, o grão
sairá com temperatura superior a de sua entrada, devido à transferência de calor sensível
do ar de secagem para o grão. O grão sairá também da câmara de secagem com teor de
umidade inferior ao de sua entrada, pois transferirá água na forma de vapor d’água para o
ar, reduzindo o teor de umidade.
Afonso
229
Figura 12.2 Processo de transferência de calor de
massa entre o ar de secagem e o grão.
Como o processo de secagem envolve uma quantidade de ar necessária para
transferir calor e absorver água de determinada quantidade de grãos presentes no interior
da câmara de secagem, tão importante quanto à disponibilidade de calor para evaporar a
água é a vazão de ar, proporcionada pelos exaustores existentes no secador de grãos, que
deve ser condizente com a capacidade de remoção de água por intervalo de tempo. Além
disso, a velocidade do ar no interior da câmara de secagem também é um importante
componente no processo de secagem. A velocidade do ar em relação ao grão tem que ser
adequada para permitir as trocas de calor e massa entre o ar de secagem e o grão. Se a
velocidade do ar relativa ao grão for elevada, não ocorrerão as trocas de calor e massa na
intensidade adequada e, portanto, o rendimento e a eficiência energética do secador serão
baixos. Nesse caso, o ar de exaustão sairá nos exaustores ainda com potencial de
secagem, ou seja, com temperatura alta e umidade relativa baixa, indicando que as trocas
de calor e massa não ocorreram corretamente.
No final do processo de secagem o produto quando o mesmo é retirado do secador
com teor de umidade desejado ou recomendado para o armazenamento seguro, o grão
apresenta-se com gradiente de água em seu interior, sendo que a região externa próxima à
superfície apresenta-se mais seca, enquanto que a região central está mais úmida. O
gradiente de água se deve ao fato do processo de saída de água do grão ocorrer no sentido
da superfície para o seu interior, ou seja, quando o grão é retirado do secador com
determinado teor de umidade, por exemplo com 14%, o grão ainda tem uma quantidade de
água que está em maior quantidade ou concentração em seu interior ou centro do que
próximo a sua superfície. É comum verificar depois da retirada do produto do secador e seu
armazenamento no silo a ocorrência de um pequeno aumento no teor de umidade do grão
depois de decorrido determinado tempo de descanso. O pequeno aumento relativo do teor
Secagem de grãos
230
de umidade verificado pelos determinadores de umidade se deve principalmente a
redistribuição de água no interior do grão, através do processo de difusão, onde a água em
maior concentração na região central do grão flui para a região próxima a superfície do grão,
que se encontra mais seca. Dependendo do determinador de umidade e da temperatura do
grão no momento da determinação do teor de umidade, esse relativo aumento do teor de
umidade poderá ser maior ou menor. Portanto, não há um ganho de água do grão no interior
do armazém após o processo de secagem e sim, uma redistribuição de água no interior do
grão, tendo-se a falsa interpretação de que determinada quantidade de água foi absorvida
pelo grão.
Similar à existência do gradiente de água, o grão apresenta quando de sua retirada
ou saída do secador um gradiente de temperatura, sendo que a região próxima à superfície
apresenta-se mais quente, enquanto a região central encontra-se mais fria. Essa diferença
de temperatura se deve principalmente a três fatores. O primeiro é que a superfície do grão
está em contato direto com o ar de secagem, o que fará que a temperatura na superfície do
grão seja mais elevada. O segundo fator é que o processo de transferência de calor se dá
de fora para dentro e, conseqüentemente, a região mais externa do grão estará mais quente
do que a região interna. O terceiro fator e talvez o mais importante seja que, à medida que o
processo de secagem ocorre de fora para dentro no grão, a região mais externa é composta
relativamente de maior quantidade de matéria seca, pois a água nessa região foi retirada
primeiramente. O calor disponibilizado pelo ar de secagem é utilizado para aquecimento
(calor sensível) e evaporação de água (calor latente de evaporação); no entanto, como a
região superficial do grão está seca, maior quantidade de calor sensível será utilizada para
aquecimento do grão ou de sua matéria seca, sendo responsável pela maior temperatura na
região interna próxima a superfície do grão. Assim, as temperaturas da região mais externa
do grão e de sua superfície podem atingir valores suficientemente altos de tal forma a
causar danos no grão, como escurecimento de sua superfície, queima de constituintes
orgânicos que compõe a matéria seca, entre outros danos.
Representação do processo de secagem no gráfico psicrométrico
A representação do processo de secagem no gráfico psicrométrico é mostrada na
Figura 12.3. O processo de secagem é considerado na teoria um processo de resfriamento
adiabático, ou seja, é um processo onde ocorre o resfriamento do ar mantendo-se a entalpia
constante. Na prática verifica-se que a entalpia não permanece constante, devido às perdas
de energia para o ambiente externo, principalmente por condução através das chapas
metálicas que compõem a estrutura do secador.
Afonso
231
Considerando a entalpia constante no processo de secagem, o ar de secagem com
temperatura (Ts), umidade relativa (URs) e razão de umidade (W1) ao passar pela camada
de grãos no interior da câmara de secagem reduz a temperatura para a temperatura de
exaustão (Tex), aumenta a umidade relativa (URex) e a razão de umidade (W2). A diferença
– W1) significa a quantidade de água que foi
absorvida pelo ar para cada quilograma de ar seco que passou pelo produto na câmara de
secagem. A umidade relativa de exaustão (URex) e a temperatura de exaustão (Tex)
indicadas no Gráfico Psicrométrico da Figura 12.3 estão representando valores médios. De
maneira geral, no início do processo de secagem quando o grão apresenta maior teor de
umidade, a umidade relativa de exaustão é maior, podendo o valor se aproximar de 100% e,
a temperatura de exaustão é menor, com saída de ar úmido e mais frio no exaustor do
secador. À medida que o grão vai cedendo água para o ar, a quantidade de água evaporada
vai reduzindo e, conseqüentemente, a umidade relativa de exaustão decresce e a
temperatura de exaustão aumenta, saindo o ar mais seco e quente no exaustor do secador.
A variação da umidade relativa e da temperatura do ar de exaustão é devido à menor
quantidade de água no interior do grão à medida que o mesmo vai secando, sendo utilizada
menor quantidade de calor latente de vaporização e maior quantidade na forma de calor
sensível, que é responsável pelo aumento no aquecimento do grão a medida que o mesmo
encontra-se mais seco (teor de umidade inferior a 17%) e do ar de exaustão na saída do
exaustor do secador.
Figura 12.3 Representação gráfica do processo de secagem no
gráfico psicrométrico.
Portanto, a umidade relativa de exaustão e a temperatura de exaustão do ar na saída
do secador são valores variáveis e dependem fundamentalmente da temperatura e do teor
Secagem de grãos
232
de umidade do produto no interior da câmara de secagem, da velocidade do ar de secagem
relativamente à do grão e, das condições de temperatura e umidade relativa do ar de
secagem. Na prática a variação de temperatura do ar de exaustão pode ser comprovada
pela variação da temperatura do sensor instalado próximos aos exaustores de ar do secador
de grãos. Quanto maior a temperatura do ar de exaustão, maiores são as perdas de energia
no sistema de secagem, resultando na redução da eficiência energética do secador.
Processo de saída de água do interior do grão
O princípio fundamental que rege a saída da água do interior do grão é a diferença
de pressão de vapor d’água existente entre a água presente no ar de secagem e a água
presente no interior do grão. A água presente no ar de secagem encontra-se na fase de
vapor, assim possui determinada pressão de vapor d’água em função da temperatura e
pressão atmosférica. A água no interior do grão está na fase líquida. A água presente no
interior do grão ao ser aquecida pelo ar de secagem aumenta sua pressão de vapor d’água.
Se a pressão de vapor d’água no interior do grão for maior que a pressão de vapor d’água
do ar de secagem, a água em fase de vapor sairá do interior do grão (processo de
dessorção) e será absorvida pelo ar de secagem. Caso as duas pressões de vapor d’água
sejam iguais, diz-se que ocorreu o equilíbrio higroscópio entre o ar de secagem e o grão,
nesse caso, não haverá o processo de secagem do grão.
Há diversas teorias que explicam o processo ou a dinâmica de saída de água do
interior do produto. A teoria que melhor explica o processo de secagem divide o mesmo em
dois períodos, razão constante e decrescente. O período de razão constante não é
evidenciado na etapa de processamento de secagem comumente realizado nas unidades
armazenadoras. No período de razão constante o grão apresenta teor de umidade acima de
40%, com alguma presença de água livre na superfície do grão. Esse período é
evidenciado, por exemplo, no processo de secagem de café, onde o fruto ao ser colhido
apresenta quantidade de água superior à quantidade de matéria seca, além disso, o fruto
passa por um processo de separação com a utilização de água. Ao passar por esse
processo, o fruto de café apresenta-se com água livre em toda a sua superfície. De maneira
geral, nos demais produtos agrícolas evidencia-se o período de razão decrescente, onde o
teor de umidade decresce com o tempo de secagem.
A água liquida disponível para as atividades biológicas está distribuída internamente
no grão, preenchendo os poros do mesmo. Dependendo do teor de umidade do grão, a
água líquida poderá estar preenchendo inteiramente os poros, desde a região superficial até
o centro do grão. Dessa forma, ao iniciar o processo de secagem no período de razão
decrescente, evidenciam-se três fases (Figura 12.4).
Afonso
233
Primeira fase de razão decrescente:
Nessa fase, quanto o processo de secagem do grão é iniciado no interior do secador,
a água líquida contida nos poros na região superficial do grão começa a evaporar e a sair
dos poros em forma de vapor d’água, a qual será absorvida pelo ar movimentado pelos
exaustores do secador. O processo de evaporação de água ocorre no sentido da superfície
ou região externa do grão para o interior do mesmo. Nessa fase, a maior quantidade de
calor disponibilizado pelo ar de secagem é utilizada para evaporar a água do interior do grão
(calor latente de vaporização) e uma pequena quantidade de calor é utilizada para aquecer
o grão (calor sensível). Devido à maior quantidade de água presente na região mais externa
do grão relativamente à região mais interna do mesmo, a água sai do grão com maior
facilidade e maior rapidez, pois já está próxima a superfície do grão. Isso é evidenciado na
prática nos secadores de grãos, quando o produto agrícola mais úmido reduz o seu teor de
umidade mais rapidamente, em menor período de tempo de secagem.
Ainda nessa primeira fase de razão decrescente, há uma redução substancial do
volume do grão, ou seja, o grão reduz de volume devido principalmente a maior perda de
água nessa fase. Essa redução volumétrica dos grãos é evidenciada na prática nos
secadores, quanto se faz necessário à complementação da carga de grãos no interior do
secador enchendo o depósito superior, localizado imediatamente acima da câmara de
secagem. Por esse motivo, os secadores de grãos possuem na parte superior um depósito
que deve conter sempre grãos com finalidade de repor à quantidade de grãos equivalente a
redução volumétrica dos mesmos na câmara de secagem.
Segunda fase de razão decrescente:
Na segunda fase o processo de secagem é completado na região mais externa do
grão e inicia-se o processo de secagem em direção ao interior do grão. A quantidade de
energia disponibilizada pelo ar de secagem é igualmente dividida para evaporar a água e
para aquecer o grão. O aquecimento se dá principalmente na região mais externa ou
superficial do grão, onde não há presença de água, somente de matéria seca. Nessa fase
há uma redução da quantidade de água retirada no intervalo de tempo, com isso o teor de
umidade do produto reduz lentamente com o tempo de secagem. Essa redução lenta do teor
de umidade nessa fase é devido a três motivos principais: 1) a água encontra-se mais no
interior do grão, conseqüentemente, irá demorar mais tempo para que a mesma saia em
relação à água próxima da superfície; 2) há menor quantidade de água na região interna do
que na região mais externa, com isso, a redução do teor de umidade será mais lenta e; 3) a
transferência de calor até o interior do grão é um processo lento, pois o produto agrícola tem
Secagem de grãos
234
baixa condutividade térmica, conseqüentemente, o calor disponível para evaporar a água
contida na região mais interna do grão é menor.
Com relação à redução do volume do grão, nessa fase a redução continua, porém
em menor intensidade. A maior redução volumétrica é evidenciada na primeira fase de
secagem. Portanto, os operadores de grãos devem ter maior atenção na complementação
da carga do secador no início do processo, quando o produto agrícola apresenta-se com
maior teor de umidade e, conseqüentemente, ocorrerá maior redução volumétrica dos grãos.
Terceira fase de razão decrescente:
Nessa fase o processo de secagem alcança a região mais interna do grão. No
interior do grão há uma menor quantidade de água em relação à região externa do grão,
conseqüentemente, nessa fase há um aumento substancial no tempo de secagem. Além
disso, a quantidade de calor disponível para evaporar a água na região mais interna do grão
é menor devido à utilização de maior quantidade de calor para aquecimento da matéria seca
das regiões mais externas e medianas dos grãos, que já se apresentam secas. Portanto, se
a temperatura do ar de secagem é elevada e nessa fase é utilizada mais energia para
aquecer o grão (calor sensível), resultará em maior aquecimento e danos nos grãos e,
conseqüentemente, perda de qualidade e aumento de danos visíveis e imperceptíveis.
Nessa fase há uma pequena redução do volume dos grãos, praticamente insignificante em
relação à evidenciada na primeira e segunda fase.
1ª Fase
2ª Fase
3ª Fase
Figura 12.4 Fases verificadas de retirada de água no interior do grão durante o processo de
secagem.
Afonso
235
Curva de secagem do grão
É comum ocorrer questionamento do tempo de secagem de um produto agrícola,
visto que, por exemplo, para reduzir o teor de umidade do grão de 22% para 18% o tempo
de secagem é relativamente menor do que para reduzi-lo de 18% para 14%. Os dois
intervalos de redução do teor de umidade (de 22% para 18% e de 18% para 14%) são
iguais, ou seja, redução de 4 pontos percentuais no teor de umidade e, no entanto, observa-
se na prática que os tempos de secagem são consideravelmente diferentes para cada
intervalo. Essa observação prática é explicada pelo processo de secagem descrito pelas
três fases de razão decrescente.
Para melhor entendimento do processo de secagem no interior do grão e do que
ocorre na prática durante operação de um secador de grãos, considere um único grão de
soja, com as seguintes características médias: raio de 3,5 mm, peso de 0,144 g e, teor de
umidade de 18%. Considerando que a água esteja distribuída proporcionalmente em todo o
volume do grão de soja, tem-se que a quantidade total de água no interior do grão é de
0,026 g (18% de 0,144 g). Considerando ainda o formato do grão de soja similar a uma
esfera, tem-se que o volume total do grão é de 179,5 mm3 para o raio de 3,5 mm. O grão de
soja será dividido imaginariamente em subcamadas internas, com diferença de 0,5 mm de
raio entre cada subcamada. Dessa forma, têm-se sete subcamadas no grão de soja (3,5 –
3,0; 3,0 – 2,5; 2,5 – 2,0; 2,0 – 1,5; 1,5 – 1,0; 1,0 – 0,5; 0,5 – 0,0), ou seja, desde a
subcamada externa (3,5 – 3,0) até a camada mais interna (0,5 – 0,0), conforme a
Figura 12.5.
Figura 12.5 Representação do grão de
soja com as subcamadas internas.
Secagem de grãos
236
A Tabela 12.1 apresenta o volume de cada subcamada, a quantidade de água
proporcional ao volume de cada subcamada e, o percentual de água presente em cada
subcamada em relação à quantidade de água total no grão (18% de teor de umidade).
Tabela 12.1 Volume, quantidade de água e percentual de água em cada subcamada
Subcamada
Volume da
subcamada
(mm3)
Quant. de água na
subcamada
(g)
Percentual de água
na subcamada
(%)
1 (3,5 – 3,0) 66,5 0,00963 37,0
2 (3,0 – 2,5) 47,6 0,00689 26,5
3 (2,5 – 2,0) 31,9 0,00462 17,8
4 (2,0 – 1,5) 19,5 0,00282 10,8
5 (1,5 – 1,0) 9,8 0,00142 5,5
6 (1,0 – 0,5) 3,7 0,00054 2,0
7 (0,5 – 0,0) 0,5 0,00007 0,3
As Figuras 12.6 e 12.7 mostram, respectivamente, a distribuição proporcional de
água em cada subcamada e a distribuição percentual de água em cada subcamada em
relação em relação a quantidade de água total no grão de soja.
Figura 12.6 Distribuição proporcional de água em cada subcamada.
y = - 0,0052Ln(x) + 0,01 R2 = 0,9906
0
0,002
0,004
0,006
0,008
0,01
0,012
3,5 - 3 3 - 2,5 2,5 - 2 2 - 1,5 1,5 - 1 1 - 0,5
Ma
ss
a d
e á
gu
a n
a s
ub
ca
ma
da (
g )
Subcamadas no grão de soja
Afonso
237
Figura 12.7 Distribuição percentual de água em cada subcamada em relação
a quantidade de água total no grão de soja.
As reduções nas quantidades de água e dos percentuais de água em cada
subcamada seguem distribuições logarítmicas. Assim, a quantidade de água é maior nas
subcamadas mais externas, próximas à superfície do grão, enquanto que nas camadas
intermediárias e internas a quantidade de água presente no grão é menor. Como o processo
de secagem ocorre da subcamada mais externa (3,5 – 3,0) para a subcamada mais interna
(0,5 – 0,0), ou seja, o processo de secagem do grão ocorre de fora para dentro e não ao
mesmo tempo em todas as subcamadas, a primeira subcamada a secar é a mais externa e
é a que contem proporcionalmente maior quantidade de água. A água dessa subcamada
externa, por estar próxima a superfície do grão, sairá com maior facilidade e em maior
quantidade, reduzindo rapidamente o teor de umidade do produto no início do processo de
secagem. À medida que as subcamadas em seqüência vão secando, dá mais externa para
a interna, menor quantidade de água será retirada devido às subcamadas internas terem
menores quantidades de água, além da necessidade de maior tempo para que o calor
necessário para evaporar a água atinja as mesmas por condução. Como o produto agrícola
tem baixa condutividade térmica, a condução de calor até o centro do grão ocorrerá de
forma lenta, retardando o processo de retirada de água das subcamadas mais internas.
O perfil gráfico de redução da quantidade de água no interior do grão mostrado na
Figura 12.6 é similar ao perfil da curva de secagem de produtos agrícolas, conforme é
mostrado na Figura 12.8. Isso implica que o processo de secagem não é um processo de
redução linear do teor de umidade. Para reduzir o teor de umidade do produto, por exemplo,
em 4 pontos percentuais é necessário um intervalo de tempo (∆T1). À medida que o
y = - 19,987Ln(x) + 38,534 R2 = 0,9906
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
3,5 - 3 3 - 2,5 2,5 - 2 2 - 1,5 1,5 - 1 1 - 0,5
Pe
rce
ntu
al d
e á
gu
a n
a
su
bca
ma
da (
%)
Subcamadas no grão de soja
Secagem de grãos
238
processo de secagem ocorre no interior do grão ou que o mesmo esteja com menor teor de
umidade, para se retirar os mesmos 4 pontos percentuais de teor de umidade é necessário
um intervalo de tempo maior (∆T2).
Considerando os valores fictícios apresentados na Figura 12.7, observa-se
que a diferença na redução do teor de umidade entre os intervalos são iguais em 4 pontos
percentuais (de 22% para 18% e de 18% para 14%), no entanto os intervalos de tempos de
secagem são diferentes (∆T1 = 50 min e ∆T2 = 100 min). No início do processo de secagem
o grão está com maior quantidade de água e próxima a superfície do grão, por isso é mais
rápido o decréscimo do teor de umidade, conforme verificado no intervalo de 22% para 18%.
Continuando o processo de secagem no secador, visando reduzir o teor de umidade o grão
até 14%, o mesmo terá que perder mais água do seu interior. Nesse momento, a água está
presente mais no interior do grão é em menor quantidade. Assim, o tempo de secagem será
maior para reduzir o teor de umidade de 18% para 14%. Adiciona-se a esse processo de
secagem a lenta transferência de calor que existe em direção ao interior do grão, visto que
para evaporar a água do interior do grão necessita-se de calor latente de vaporização.
Como há menor quantidade de calor disponível na região mais interna do grão, há menor
evaporação de água, conseqüentemente, o processo de secagem é mais lento e demorado
na etapa final do processo de secagem.
Figura 12.8 Curva característica de secagem de grãos.
Em decorrência do maior tempo para finalizar o processo de secagem, os
profissionais que operam os secadores comumente aumentam a temperatura do ar de
secagem visando reduzir o tempo de secagem e aumentar o rendimento do equipamento. O
aumento da temperatura irá disponibilizar maior quantidade de energia ao ar de secagem,
Afonso
239
com conseqüente elevação da temperatura do grão devido ao maior aquecimento da
matéria seca (calor sensível), pois o grão na etapa final do processo de secagem encontra-
se mais seco e utilizará menor quantidade de calor latente de vaporização para evaporar
água. A conseqüência do aumento de temperatura do ar de secagem é que poderá
ocasionar danos ao grão, manifestados, por exemplo, pela perda de qualidade visual
(escurecimento, trincas, etc) e nutricional (alterações enzimáticas, alterações bioquímicas,
etc).
Referências consultadas
ANDERSON, M. S., PERRY, R. L., Agricultural Process Engineering. The Av. Plublishing Compny. INC, Westport, Connectiant.
BROOKER, D. B.; BAKKER-ARKEMA, F. W. and HALL, C. W. Drying cereal grain. Westport. The Aves Publishing Company, INC, 1992.
EVANGELISTA, J. Tecnologia de alimentos. Livraria Atheneu Editora, Rio de Janeiro, 1989. 652p.
HOSENEY, R. C.; FAUBION, J. M. Storage of cereal grains and their products. In. American Association of Cereal Chemists. St. Paul, Minnesota. 4
a ed. 1992. 615p.
LOEWER, O. J.; BRIDGES, T. C. On-farm drying and storage systems. Ed. American Society of Agricultural Engineers. ASAE Publication 9. 1994. 560p.
LORINI, I.; MIIKE, L.H.; SCUSSEL, V. M. Armazenagem de grãos. Campinas: IBG. 2002. 1000p.
SILVA, J de S., Pré-processamento de produtos agrícolas. Juiz de Fora: Instituto Maria, 1995. 509p.
SILVA, J. de S. Secagem e armazenagem de produtos agrícolas. Viçosa: Ed. Aprenda Fácil. 2000. 502p.
SUBRAMANYAM, B.; HAGSTRUM, D. W. Alternatives to pesticides in stored-product IPM. London: Kluwer Academic Publishers, 2000. 437p.
Capítulo 13
Ferramentas utilizadas em zootecnia de
precisão
Silvia Regina Lucas de Souza1
Daniella Jorge de Moura2
Arilson José Oliveira Júnior1
1Faculdade de Ciências Agrônomicas -Unesp- Botucatu, Engenharia Rural. Rua Dr. José Barbosa de Barros,
1780- Fazenda Experimental Lageado, Jardim Paríso - Botucatu, SP. E-mail: [email protected] 2Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola, Departamento de Construções Rurais.
Av. Cândido Rondon, 501, Cidade Universitária - Campinas, SP
Introdução
Quando falamos de redução de perdas em todos os sistemas produtivos, estamos
falando intuitivamente sobre a Zootecnia de Precisão. O conceito está relacionado com a
otimização e monitoramento de todo o processo produtivo levando-se em consideração o
bem-estar dos animais.
Novas tendências estão evoluindo dentro do setor produtivo e aproveitando este
processo evolutivo surgem pesquisas de monitoramentos e gerenciamentos das
informações tais como programas computacionais inteligentes e sensores biocompatíveis
para tomadas de decisões em cada segmento.
A intenção é que todos os sistemas de produção de animais se tornem cada vez
mais precisos e com decisões mais inteligentes.
Curtis (1983) se pronunciou a favor de que no futuro, precisaria haver regras e
normas, pois somente desta maneira os produtores ficariam atentos aos animais confinados
e quando se pensasse no animal teríamos que colocarmos no lugar deles.
Por meio do uso das técnicas de Zootecnia de Precisão, isto é, de ferramentas
aplicadas a esta técnica, é possível detectar de forma apropriada, vários níveis de bem-estar
e, com isso, assegurar o mercado futuro de proteína animal.
Souza et al.
241
Monitoramento do sistema produtivo como ferramenta em zootecnia de precisão
O processo da automação pode ser descrito como um sistema, que possui um
mecanismo capaz de registrar dados sobre o ambiente e um software capaz de interpretar
tais informações, sem a necessidade de um supervisor humano. Seguindo uma linha de
técnicas automatizadas, alguns sistemas foram desenvolvidos para o monitoramento do
comportamento animal, tais como o desenvolvido por Rutter et al. (1997) que demonstraram
que o Sistema de Posicionamento Global (GPS) pode ser utilizado para o monitoramento de
ovelhas à pasto.
Já em galpões de confinamento, a análise de imagens tem se mostrado uma boa
ferramenta para monitorar o comportamento animal (FROST et al.,1997).
Schlecht et al. (2004) utilizaram em seu experimento o GPS para avaliação do
comportamento de vacas em intervalos de 5 min, registrando a posição geográfica em
intervalos de 10s. Pedersen e Pedersen (1995) utilizaram detectores infravermelhos
passivos (PID’s) para medir a atividade de suínos, enquanto Bollhalder et al. (2002)
estudaram o uso de filtros infravermelhos instalados nas vídeo-câmeras, para observações
noturnas do comportamento de vacas leiteiras dentro de freestall.
Uso de análise de imagens como ferramenta em zootecnia de precisão para estudo do
comportamento animal
Com a análise de imagem, pode-se avaliar indiretamente o ambiente em que os
animais confinados estão inseridos, pela análise de sua resposta comportamental
minimizando os problemas inerentes ao método convencional de observação (XIN e SHAO,
2002).
Visão computacional
A visão computacional tem se tornado uma ótima ferramenta para avaliar o
comportamento dos animais. Em pesquisas realizadas por Souza et al. (2011), comparou-se
a eficiência de duas metodologias de análise de imagens, a visual indireta (observações na
tela do computador) e a computacional (via programa computacional), utilizadas para avaliar
a presença de vacas leiteiras em locais específicos no galpão de confinamento (Figura
13.1). Segundo os autores os resultados demonstraram que ambos os métodos são
eficientes para o registro das vacas em cada atividade.
Ferramentas utilizadas em zootecnia de precisão
242
Figura 13.1 Programa computacional para análise de comportamento.
Determinação das preferências térmicas através do monitoramento computacional
Através de um mapeamento das condições térmicas do galpão e a avaliação das
preferências térmicas dos animais, pode se identificar o espaço ocupado no galpão e as
condições de conforto térmico. A Figura 13.2 mostra as preferências térmicas de leitões
dentro do escamoteador com um piso alternativo, o piso de fibra de coco reciclado.
Figura 13.2 Imagens dos leitões dentro do escamoteador com piso de fibra de coco.
Souza et al.
243
Uso da lógica fuzzy como ferramenta em zootecnia de precisão para estimar o
conforto térmico
Para ambientes agrícolas controlados, como por exemplo, as instalações de
produção animal, torna-se necessário o uso de técnicas de controle das variáveis
ambientais. A Mineração de Dados e a lógica fuzzy, dentre outras ferramentas direcionadas
para a tomada de decisão e para ações mais precisas, têm contribuído para o avanço e a
velocidade das pesquisas em produção animal.
Brunassi et al. (2006) conseguiram encontrar 100% de eficiência na detecção de
estro em vacas leiteiras com um sistema baseado em lógica fuzzy.
Perissinotto et al., (2009) estimaram o conforto térmico de bovinos leiteiros
confinados a partir de duas variáveis fisiológicas: temperatura retal e frequência respiratória,
utilizando a lógica fuzzy (Figura 13.3).
Figura 13.3 Testes de conforto térmico como função da temperatura retal e da frequência respiratória, segundo a classificação fuzzy.
Uso de mapas de isolinhas como ferramenta em zootecnia de precisão para se
determinar a hogeneidade de instalações animais
Por meio da interpretação matemática dos pontos pode-se obter um mapa de
isolinhas, com o qual é realizada uma avaliação da distribuição espacial. A Figura 13.4
representa a distribuição espacial das variáveis ambientais (temperatura média), onde os
tons de vermelho são temperaturas mais quentes e tons de azuis são temperaturas mais
frescas.
Ferramentas utilizadas em zootecnia de precisão
244
Figura 13.4 Mapeamento de um galpão tipo freestall.
Uso do GPS como ferramenta em zootecnia de precisão para o monitoramento a
pasto de bovinos
Entender o comportamento dos bovinos no pastejo é um desafio para a comunidade
agrícola. Qualificar o quanto as condições do meio ambiente e a geografia local afetam um
rebanho é primordial para a melhoria do sistema de produção. O processo da automação
pode ser descrito como um sistema, que possui um mecanismo capaz de registrar dados
sobre o ambiente e um software capaz de interpretar tais informações. Com a utilização do
Sistema de Posicionamento Global (GPS), pode-se obter o monitoramento dos animais a
pasto, contribuindo para o seu bem-estar e aumentando as expectativas de produção.
Sendo assim, através da obtenção do mapa, Figura 13.5, pode-se identificar a área menos
utilizada, ou seja, improdutiva, e assim, dimensionar adequadamente o piquete.
Figura 13.5 Identificação da região efetiva produtiva
Souza et al.
245
Uso da técnica do CFD como ferramenta em zootecnia de precisão para o
monitoramento do microambiente em instalações de animais
Com a técnica de CFD (dinâmica do fluido computacional) é possível prever diversas
situações para um mesmo problema, mudando parâmetros, verificando resultados com
diferentes condições de contorno, analisando riscos com elevada confiança e rapidez.
O CFD tem sido usado amplamente em estudos para avaliar o comportamento de
algumas variáveis climáticas no interior de estruturas vegetais e animais (SUN et al., 2002).
A técnica também poderá ser utilizada para o monitoramento do ambiente aéreo em
instalações de alojamento. A Figura 6 mostra uma simulação realizado em um galpão de
aves de corte com o programa phoenix® para se conhecer o trajeto da amônia dentro da
instalação.
Figura 13.6 Simulação do trajeto da amônia dentro do galpão de aves de corte contendo oito exaustores.
Considerações finais
A inserção da Engenharia nos processos zootécnicos pode fornecer um conjunto de
tecnologias com enorme potencial para transformar a produção industrial de alimentos de
origem animal, tornando o uso mais eficiente dos nutrientes; identificando de forma imediata
problemas sanitários; reduzindo emissões de gases além de fornecer informações
importantes ao produtor.
Os projetos mais elaborados referentes às instalações, resfriamento, ventilação,
exaustão são de extrema importância para o bem-estar e a produtividade da indústria
animal. Um desafio maior é encontrar um meio-termo entre princípios básicos de bem-estar
e produtividade. Com uma base de dados consistente, visando à extração do conhecimento
e principalmente a modelagem dos processos de forma a agilizar tomadas de decisões em
Ferramentas utilizadas em zootecnia de precisão
246
tempo real. Além disso, a multidisciplinaridade é de suma importância para o sucesso das
pesquisas.
Referências bibliográficas
BOLLHALDER, H.; GYSEI, M.; KAUFMANN, R. Infrared Positioning System to Identify the location of Animals. ASAE Annual International Meeting/GIGR XVth World Congresso-Chicago, Illinois, paper
nº 023116, 2002.
BRUNASSI, L. A. et al. Teste de um sistema fuzzy de identificação de estro em uma fazenda comercial de vacas leiteiras. In: SIMPÓSIO DE CONSTRUÇÕES RURAIS E AMBIENTES PROTEGIDOS, SIMCRA 2006, Campinas, SP. Anais… Campinas: FEAGRI/UNICAMP, 2006.
CDRom.
CURTIS, S. E. Environmental management in animal agriculture. Iowa State: University Press,
Ames, Iowa, USA, 1983, 410p.
FROST, A. R.; SCHOFIELD, C. P.; BEAULAH, S. A.; MOTTRAN, T. T.; LINES, J. A.; WATHERS, C. M. A review of livestock monitoring and the need for integrated systems. Computers and Eletronics in Agriculture. v. 17, p. 139-159, 1997.
PEDERSEN, S.; PEDERSEN, C. B. Animal activity measured by infrared detectors. Journal of Agricultural Research. v. 61, p. 239-246, 1995.
PERISSINOTTO, M.; MOURA, D. J.; MOURA, D. J.; CRUZ, V. F.; LIMA, K. A.; MENDES, A. S.; SOUZA, S. R. L. Avaliação do Bem-estar Animal em Clima Subtropical pela Análise Fisiológica Através da Teoria dos Conjuntos FUZZY. Ciência Rural. Santa Maria, v. 39, p. 1492-1498, 2009.
RUTTER, S. M.; BERESFORD, N. A.; ROBERTS, G. Identification of the grazing areas of hill sheep. Computers and Eletronics in Agriculture. v. 17, p. 139-159, 1997.
SCHLECHT, E.; HÜLSEBUSCH, C.; MAHLER, F.; BECKER, K. The use of Differentially Corrected Global Positioning System to Monitor Activities of Cattle at Pasture. Applied Animal Behavior Science. v. 85. p. 185-202, 2004.
SOUZA, S. R. L.; NÄÄS, I. A.; MOURA, D. J. Análise de imagens para caracterização das atividades de vacas leiteiras dentro do galpão de confinamento. Engenharia Agrícola. Jaboticabal, v. 31, n. 6,
p. 1036-1043, 2011.
SUN, H.; STOWELL, R. R.; KEENER, H. M.; MICHEL JR. F. C. Two-dimensional computational fluid dynamics (CFD) modeling of air velocity and ammonia distribution in a high-rise hog building. Transactions of the ASAE. v. 45, n. 5, p. 1559-1568, 2002.
XIN, J.; SHAO, B. Real-Time Assessment of swine thermal comfort by computer vision. In: WORLD CONGRESS Of COMPUTERS IN AGRICULTURE AND NATURAL RESOURCES. Proceedings…
Brazil. ASAE. Paper n° 701PO301, p. 362-369, 2002.
Capítulo 14
Novas tecnologias aplicadas na avaliação
da produção e qualidade de forragens
Bruno Borges Deminicis
Zootecnista, D.Sc., Docente do Departamento de Zootecnia da Universidade Federal do Espírito Santo.
Introdução
Para início de conversa tem-se que ter em mente que a palavra “Tecnologia” (do
grego "técnica, arte, ofício" e λογια — "estudo") é um termo que envolve o conhecimento
técnico e científico e a aplicação desta informação através de sua transformação no uso de
ferramentas, processos e materiais designados e/ou utilizados a partir de tal conhecimento.
Dependendo do contexto, a tecnologia pode ser: ferramentas e as máquinas que amparam
técnicas, conhecimentos, métodos, materiais, ferramentas e processos usados para resolver
problemas ou ao menos promover a solução dos mesmos; método ou processo de
construção e trabalho e aplicação de recursos para a resolução de problemas.
A tecnologia é de forma geral, um processo simples, tal como uma colher de madeira
e a fermentação da uva, até as ferramentas e procedimentos mais intricados já criados pelo
ser humano, tal como a Estação Espacial Internacional e a dessalinização da água do mar,
entre outros. A cada passo, a tecnologia entra em conflito com algumas preocupações
naturais de nossa sociedade, como o desemprego, a poluição e outras muitas questões
ecológicas, assim como filosóficas e sociológicas, já que tecnologia pode ser vista como
uma atividade que forma ou modifica a cultura.
A Forragem é definida como a biomassa de plantas herbáceas que se encontram
acima do nível do solo. Compreendem, por vezes, as partes comestíveis das plantas e
podem servir como alimento para animais em pastejo, sendo que o potencial de
produtividade das plantas forrageiras é determinado geneticamente, porém, dependem de
condições adequadas de temperatura, umidade, luminosidade, disponibilidade de nutrientes,
para que esse potencial genético seja alcançado.
Novas tecnologias aplicadas na avaliação da produção e qualidade de forragens
248
Desta forma, falar sobre novas tecnologias aplicadas na produção e qualidade de
forragens é um grande desafio, justamente porque a história da tecnologia é quase tão
antiga quanto à história da humanidade, e quanto a agricultura/pecuária, que se segue
desde quando os seres humanos começaram a usar ferramentas de caça, de proteção,
cultivo agrícola e criação animal. A história da tecnologia tem, consequentemente,
introduzida o arranjo do uso dos recursos naturais, porque, para serem criadas, todas as
ferramentas necessitaram, antes de qualquer coisa, do uso de um recurso natural
adequado. A história da tecnologia segue uma progressão das ferramentas simples e das
fontes de energia simples às ferramentas mais complexas. Neste fato, reside uma das mais
simples (teoricamente) tecnologias quando se fala de produção forrageira, ou seja,
pastagens, mas que, no entanto demanda certo entendimento apurado desta tecnologia, e
que muitas vezes é vista como inovadora.
Sem entrar no mérito filosófico sobre inovação, pode-se apenas relatar que a
“Inovação” significa novidade ou renovação. A palavra é derivada do termo latino innovatio,
e se refere a uma ideia, método ou objeto que é criado e que pouco se parece com padrões
anteriores. Hoje, a palavra inovação é mais usada no contexto de ideias e invenções assim
como a exploração econômica relacionada, sendo que inovação é invenção que chega no
mercado. Assim fica a pergunta: O que há de novo em fertilização de pastagens? O que há
de progresso?
Sabe-se que a fertilização de pastagens é prática agrícola que consiste na aplicação
de nutrientes ao solo para recuperar ou conservar a sua fertilidade, contudo, o que há de
novo nisso? Bem, embora seja estratégia de manejo tradicional e há muito tempo
reconhecida como fundamental para manter a sustentabilidade e, ou, incrementar a
produtividade da pastagem, nos últimos anos tem-se reconhecido que a adubação de
pastagens pode ser conduzida com base em novas estratégias, para alcançar novos
objetivos, ou a partir da utilização de novos produtos. Essa forma diferenciada e
contemporânea de realizar adubação em pastagens incide na inovação. Portanto, uma das
bases da inovação na área de fertilização de pastagens é a ininterrupta investigação
científica sobre a síntese de novos produtos e a eficiência de novas tecnologias de manejo
para o seu melhor aproveitamento. Ademais, a importância dos efeitos da aplicação de
nutrientes via fertilização nas marcadas etapas da produção animal em pastagem, conforme
um enfoque sistêmico, ajustado na sustentabilidade ambiental e para impetrar objetivos
específicos, também compõe estratégia inovadora e norteadora para o emprego de
fertilizantes no Brasil.
Deminicis
249
Fertilização de pastagens de acordo com o perfil do sistema de produção
Tradicionalmente, a fertilização de pastagens tem por objetivo aumentar a produção
de forragem por unidade de área da pastagem, fazendo com que seja comum associar
adubação de pastagens com sistemas de alto nível tecnológico ou intensivos. Contudo, esta
tecnologia pode ser arquitetada para ambicionar objetivos variáveis no sistema de produção.
A consideração dessa assertiva pode expandir as oportunidades de aumento relevante de
produtividade e eficiência nos sistemas pastoris. De fato, atualmente, têm-se exposto que,
ao lado de objetivos tradicionais, objetivos inovadores podem ser alcançados com a
fertilização de pastagens, possibilitando a flexibilização do manejo das pastagens; o
aproveitamento de resíduos agrícolas e, ou, industriais; o aumentando da eficiência do uso
da fertilização nitrogenada; o aumento da fixação de carbono e preservação de recursos
naturais.
Quanto a indicação de estratégias na adubação de pastagens específicas ao perfil
do sistema de produção também tem aumentado nos últimos anos, o que pode ser
ponderada como inovação, que ao se realizar devem-se levar em consideração dois
arquétipos básicos de sistemas produtivos: o extensivo e o intensivo.
Em sistemas extensivos, a sustentação dos níveis de fertilidade do solo depende da
ciclagem de nutrientes, e esta será adequada em situações em que a eficiência de pastejo
seja baixa, o que permite o desdobramento do teor de matéria orgânica no solo pela maior
contribuição de resíduos vegetais senescentes. Segundo Santos et al. (2004), a quantidade
mínima de nitrogênio necessária para avalizar a perenidade do pasto e sua frequência de
aplicação carecem ser mais bem definidas; todavia, uma adequada opção incide no
emprego de 50 kg ha-1 de N a cada dois ou três anos, em forma de rotação, adubando parte
dos pastos a cada ano. A introdução de leguminosas na pastagem também é alternativa
possível. Ainda é admissível enfatizar que, em sistemas extensivos, a prática de adubação
de pastagens pode ser empregada em associação à estratégia de pastejo diferido.
Quanto aos sistemas intensivos, é imperativa a utilização de plantas forrageiras com
alto potencial produtivo, que demandem grande quantidade de nutrientes do solo, sobretudo
na primavera e no verão. Assim, nesses sistemas, as doses de fertilizantes necessitam ser
elevadas, de forma que é necessário monitorar com mais constância a fertilidade do solo por
meio de análises químicas. Nestes sistemas, é mais evidente a convergência de se
recomendarem doses de fertilizantes com base na perspectiva de acréscimo da produção
animal, o que poderá ser possível com a utilização de programas computacionais, que
fazem uso da modelagem, ademais é claro a necessidade de utilização de metodologias
que evidenciem e caracterizem essa produtividade forrageira na prática.
Novas tecnologias aplicadas na avaliação da produção e qualidade de forragens
250
Métodos de avaliação da produtividade forrageira das pastagens
Existem vários métodos de avaliação sobre gramíneas. No entanto, qualquer um dos
métodos de avaliação utilizado deve reproduzir de forma concisa e precisa as condições
momentâneas daquela pastagem (LOPES et al., 2000). As metodologias de avaliação de
pastagens podem ser divididas em duas categorias. Uma baseia-se no estudo de forma
direta da pastagem, e a outra em estimativa visual desta. Desta forma, podem ser
empregados os métodos diretos ou destrutivos como o corte de toda a forragem e sua
pesagem, bem como cortes de áreas de tamanho conhecido; e os métodos indiretos que
correlacionam outras características mais facilmente mensuráveis com a massa de forragem
(SANTOS; FERREIRA, 2006). Já que muitos métodos de avaliação de massa forrageira
disponíveis admitem de maneira clara que compete ao pesquisador conhecer a
aplicabilidade e limitações de cada metodologia para realizar a melhor escolha de técnica
para o tipo de pastagem e da pesquisa a ser concretizada, bem como a acurácia desejada
nas avaliações e a escala de operação (DIFANTE, 2003).
Porém, um dos grandes problemas enfrentados para se trabalhar com forrageiras é a
falta de uniformidade adequada das metodologias para facilitar a obtenção e o intercâmbio
de resultados. Deste modo, Cóser et al. (1998), relataram que a caracterização da
pastagem, dos recursos humanos e da infraestrutura disponível determinará o método de
amostragem a ser empregado em cada estudo.
Método direto
O Método direto trata-se do método mais comumente utilizado, conhecido também
como amostragem destrutiva, devido ao fato de haver corte da forragem em uma área
delimitada por moldura metálica ou de madeira, que geralmente proporciona maior precisão,
no entanto, para áreas extensas de pastagens, fornece estimativa pobre sobre seu
rendimento, principalmente quando a variabilidade de produção dentro da pastagem é
grande e o aumento no número de amostras é inviável (PEDREIRA, 2002).
A área da moldura é conhecida, e o formato mais utilizado é o quadrado, por isso,
essa técnica é também conhecido por “Método do Quadrado”. As áreas variam de 0,10 m2
até 2,0 m2, sendo que as mais comuns são aquelas de 0,5 x 0,5 m (0,25 m2), porém
quadrados menores têm sido utilizados por pesquisadores em áreas de produção mais
uniforme. Quadrados maiores são recomendados quando as pastagens são muito
heterogêneas (CANESIN et al., 2006). Todavia, Mannetje (2000) destacou a dificuldade em
se abalizar a unidade amostral, devido ao deslocamento da vegetação pela alocação do
Deminicis
251
quadro. Esse quadro poderia empurrar para dentro ou para fora parte da vegetação a ser
cortada.
Devido a diferentes técnicas na alocação dos quadros, na técnica do corte, na
capacidade de observação ou pela fadiga, os operadores são indicados como causa erros
de obtenção de dados. Para que o viés seja evitado, seleciona-se igual número de unidades
amostrais dentro de cada tratamento para cada operador, assim as diferenças são
eliminadas ou confundidas no efeito dos blocos. Segundo Hodgson et al. (2000) torna-se
necessária a tomada da medição em 10 a 20 pontos por hectare da pastagem para
aumentar a confiabilidade da amostragem. Difante (2003) indicou que a altura que a
amostra deve ser cortada depende da espécie forrageira presente. Tradicionalmente,
quando se utiliza quadros, o corte tem sido feito ao nível do solo, mas ressaltou que isto
nem sempre é apropriado. Isto devido a algumas espécies de gramíneas tropicais e
subtropicais apresentarem hábito de crescimento estolonífero e o corte em alturas mais
elevadas é caracterizado como mais apropriado para estas gramíneas.
Métodos indiretos
Os métodos indiretos são chamados dessa forma por ter a característica de “não
destruir” as plantas forrageiras no ato da amostragem. Foi desenvolvido com o intuito de
minimizar as desvantagens dos métodos diretos em grandes áreas de pastagens, e com
isso vários pesquisadores vêm buscando o aprimoramento de métodos não destrutivos,
para viabilizar uma avaliação rápida, menos trabalhosa e com custo reduzido. Os métodos
indiretos de acordo com Zanine et al. (2006) possuem as seguintes vantagens: Redução da
quantidade de trabalho e equipamentos, tempo e/ou recursos, com consequente redução do
custo do processo de amostragem; Possibilidade de utilização em áreas com animais em
pastejo e/ou em locais de difícil acesso, onde não seria possível realizar a amostragem
adequadamente utilizando-se o método direto; Possibilidade de realização de amostragens
em áreas pequenas, onde procedimentos “destrutivos” (direto) poderiam afetar proporção
relativamente grande da área da parcela; Permitir classificação de tratamentos com grandes
diferenças comparativas; Promover guia para estimar massa de forragem em sistemas de
produção animal onde uma medida absoluta não fosse necessária. Os métodos indiretos
têm por base a técnica de dupla amostragem, ou seja, realizam-se dois métodos de
avaliação simultaneamente, um método direto e outro indireto, de maneira a gerar uma
calibração do referencial indireto (estimativa visual, altura da pastagem, capacitância entre
outros) a partir do direto (MANNETJE, 2000). Deste modo, Difante (2003) alertou que, as
amostragens indiretas devem ser calibradas contra valores reais de massa de forragem
medidos por amostragem direta (destrutiva). A calibração deve ser feita abrangendo a maior
Novas tecnologias aplicadas na avaliação da produção e qualidade de forragens
252
amplitude possível de valores de massa de forragem (PEDREIRA, 2000). Nesses locais,
portanto, faz-se a dupla amostragem. Dentre as técnicas indiretas tem-se a os mais
conhecidos são: Estimativa visual, Altura do dossel, Sonda Eletrônica, Disco medidor (“disk
meter") ou prato ascendente ("rising plate meter") e Rendimento visual comparativo.
Estimativa visual - Segundo Gardner (1986), este é o método mais simples para se
estimar a quantidade de forragem disponível na área. Essas técnicas necessitam de um
grande número de estimativas visuais de amostras e em poucos casos são realizados corte.
Para alcançar melhores estimativas é necessário que o operador-observador faça um
autotreinamento, onde ele irá selecionar dois quadros similares no campo de estudo. Assim,
ele fará estimativas visuais dentro de um quadro e no outro procederá com o corte,
separação manual das espécies, secagem e determinação da percentagem de cada uma. É
importante lembrar que o material morto da planta deve ser determinado e incluso na
composição botânica (GARDNER, 1986; PEDREIRA, 2002). Salman et al (2006) indicaram
que a estimativa visual tem sido utilizada de forma crescente, especialmente quando algum
elemento da amostragem direta a ela está associado, o que recebe a denominação de dupla
amostragem. Esses autores indicaram que por meio da relação que se estabelece entre as
notas e a produção de forragem dos “padrões”, o operador pode calcular a nota média de
todas as áreas avaliadas visualmente.
Altura de dossel - a “Altura do Dossel” é um procedimento semelhante à avaliação
visual que possibilita calibrar a altura como indicador de massa da forragem. Mostra-se
vantajosa por apresentar uma metodologia simples e não requerer equipamento sofisticado.
Todavia, o uso da altura para estimar a massa de forragem está, em geral, associado com
baixa precisão e baixa exatidão por medição, pois apenas uma aproximação é conseguida
em relação ao valor real de massa de forragem. (PEDREIRA, 2002). Salman (2006) advertiu
que utilizar a altura do dossel como medida indireta de estimativa de massa de forragem é
relacionada de forma mais precisa com a massa de forragem quando a densidade do dossel
estiver uniforme e constante ao longo de todo o perfil, o que geralmente é improvável. Isto
indica que a massa de forragem, por vezes, é superestimada. Mas Sollenberger e Burns
(2001) ressaltam que em geral a densidade varia menos em dosséis de leguminosas do que
de gramíneas e varia mais dentro de dosséis de gramíneas de clima temperado do que nos
de gramíneas de clima tropical. E, por esse motivo, recomenda-se que a técnica de altura de
dossel seja para uso de técnicos e extensionistas como método auxiliar no manejo
adequado das pastagens.
Sonda eletrônica - de acordo com Pedreira (2002), a medida é tomada a partir da
capacidade elétrica da forragem, com base no fato de que a capacitância do ar é baixa,
enquanto a da forragem é alta. Tem a desvantagem de que a capacitância da massa de
Deminicis
253
forragem depende de fatores como a espécie forrageira e da sua concentração de umidade,
tornando-se necessário executar calibrações para o tipo de forragem que está sendo
medida e também pelas estações do ano. Mas Gardner (1986) novamente reportou que este
tipo de medição não é apropriado quando utilizada a técnica em forrageiras tropicais por
apresentarem alta proporção de tecido vegetal morto e isto irá interferir na acurácia da
estimativa.
Disco medidor ou prato ascendente - de acordo com Carvalho (2008) “Rising Plate
Meter” (Prato ou Disco Medidor) é um prato de alumínio (normalmente feito em alumínio por
ser um material leve) com 900 cm2 e possui movimento livre por meio de uma coluna
graduada de 0,5 em 0,5 cm. Mas Salman (2006), no entanto, indica que a área do disco
pode variar de 0,2 a 1,0 m2. Este equipamento constituído por uma haste graduada e um
prato ou disco metálico de massa e área conhecidos confere sensibilidade às diferentes
alturas e densidades do dossel forrageiro a medida que é realizada a compressão da
forragem. O disco solto pode ser suavemente colocado na vegetação a uma altura pré-
determinada. A altura em que o disco é mantido pela forragem que está debaixo dele é
medida pela graduação que existe na vareta. Esse método é simples e objetivo, porém sua
utilização vai depender do tipo de forragem, sendo mais indicado para aquelas forrageiras
que apresentam crescimento uniforme e denso. Torna-se uma técnica mais eficiente para
medir a massa de forragem de relvados de porte médio a baixo, de espécies folhosas e
colmos macios. Apesar de a mensuração ser rápida e fácil, necessita-se de ser realizada em
muitos pontos para fornecer dados confiáveis (CARVALHO, 2008).
Rendimento comparativo - essa técnica possui a vantagem de não exigir experiência
do operador para a estimativa da disponibilidade de matéria seca, tornando-se um processo
simples ao se atribuir valores numa escala contínua de 1-5, proporcionando ao método altas
correlações. Quadros amostrais são marcados em toda área experimental, onde cada
operador avalia e atribui o escore visual a cada um destes quadros. Este procedimento é
feito logo depois de terminada a estimativa visual de toda área. A forragem delimitada pelos
quadros padrões é cortada, levados ao laboratório, onde são secos e pesados. A relação
existente entre escore visual e o peso seco da forragem é encontrado por meio de
regressão, que são utilizadas para ajustar os escores visuais calculados na pastagem
(HAYDOCK; SHAW, 1975; CARVALHO et al., 2008).
Diagnóstico nutricional das pastagens por imagens de satélite
O diagnóstico nutricional das pastagens pode permitir o emprego de ações de
manejo, especialmente o uso de fertilizantes, em tempo hábil para aperfeiçoar/maximizar a
sua produtividade. Esse diagnóstico é extraordinário, notadamente para o nitrogênio, cuja
Novas tecnologias aplicadas na avaliação da produção e qualidade de forragens
254
natureza dinâmica de suas alterações no solo dificulta o planejamento de um método capaz
de prevê-las. Igualmente, pesquisas inovadoras têm sido desenvolvidas para adaptar o
status nutricional relacionado ao N em diversas culturas, de forma dinâmica, prática e
menos dispendiosa.
Dentre as novas tendências de uso de tecnologias para fertilização e manejo de
pastagens destacam-se a automação em análises de fertilidade do solo. Existem fortes
argumentos que alentam o uso dessas novas tecnologias de avaliação das características
do solo, uma vez que ponderam que na agropecuária convencional a fertilização é
deliberada em valores médios para grandes aéreas, e a estimativa de quantidade de
fertilizantes a ser empregado é feita a partir de métodos dispendiosos e demorados, além de
problemas ambientais caracterizados pelo uso de reagentes que precisam ser rejeitados.
Diante da necessidade de se ajustar a produção animal ao mercado competitivo e
globalizado, obrigatoriamente as pastagens carecem ser mais produtivas e dirigidas de
forma ambiental e socialmente correta e economicamente viável. Considerando-se que a
agropecuária passa por uma era informatizada e que novas tecnologias tem sido
determinadas, novas tendências e novas técnicas vêm sendo pesquisadas e validadas.
Por tudo isso, técnicas para o acompanhamento em tempo real dos processos físico-
químicos que ocorrem nos solos estão sendo intensamente pesquisadas e difundidas,
gerando o conceito de agropecuária de precisão, que inclui tecnologias como o
sensoriamento remoto, o sistema de posicionamento global (GPS), sistemas de informações
geográficas (GIS), entre outros. Um dos procedimentos mais promissores são as técnicas
de sensoriamento remoto, que capturam informações espectrais dos pigmentos das plantas,
sem contato com estas, e mensuram a reflectância da cultura (SILVA Jr et al., 2008). Em
dosséis de plantas forrageiras tem sido possível estabelecer relações significativas entre as
variáveis espectrais, obtidas por sensoriamento remoto e variáveis agronômicas. Assim,
parâmetros espectrais são considerados bons descritores das condições de vigor e
desenvolvimento da planta forrageira (CUNHA, 2004). A reflectância do dossel de plantas
forrageiras tropicais também pode ser utilizada para discriminar diferentes concentrações de
nitrogênio foliar (MUTANGA et al., 2003). Essas informações permitem vislumbrar novas
perspectivas para a diagnose nutricional de pastos tropicais, ponto de partida para a
recomendação mais eficiente de fertilizantes em pastagens.
Considerações finais
A primeira mudança substancial é contemplar as necessidades atuais do produtor
baseados em pastagens. As inovações em forragicultura e pastagens têm advindo,
principalmente, no uso de corretivos e fertilizantes em pastagens, contribuindo para
Deminicis
255
utilização racional e otimizada destes insumos para produção de forragem de forma
sustentada, sendo suas implicações positivas intensificadas e ampliadas após os avanços
no conhecimento de técnicas de manejo do pastejo. O cultivo de leguminosas, a fertilização
com fontes orgânicas e a melhoria da ciclagem de nutrientes na pastagem, além da
associação entre gramíneas e bactérias fixadoras de N e o uso de forrageiras mais
eficientes na absorção de nutrientes, despontam como perspectivas para minimizar a
dependência pelos fertilizantes inorgânicos. Outro ponto forte é o desenvolvimento de
cultivares, resultando em maior produtividade animal, conjuntamente com a persistência
produtiva das pastagens associado à sustentabilidade do sistema.
Referências bibliográficas
CARVALHO, R. C. R.; ATHAYDE, A. A. R.; VALERIANO, A. R.; MEDEIROS, L. T.; PINTO, J. C. Método de determinação da disponibilidade de forragem. Ciencia et Praxis. Passos, v. 1, n. 2, 2008.
CÓSER, A. C.; MARTINS, C. E. M.; ALVIM, M. J.; TEIXEIRA, F. V. Altura da planta e cobertura do solo como estimadores da produção de forragem em pastagem de capim-elefante. Revista Brasileira de Zootecnia, Viçosa, v. 27, n. 4, p. 676-680, 1998.
CUNHA, C. A. H. Relação entre comportamento espectral, índice de área foliar e produção de matéria seca em capim Tanzânia submetido a diferentes níveis de irrigação e doses de nitrogênio. Piracicaba: Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, 2004. 154p. Tese (Doutorado em Agronomia) - Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, 2004.
DIFANTE, G. S. Considerações sobre as técnicas de amostragem para avaliação da massa forrageira em pastagem. 2003. 23 f. Seminário (Graduação em Zootecnia) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa.
GARDNER, A. L. Técnicas de pesquisa em pastagens e aplicabilidade de resultados em sistemas de produção. Brasília, IICA/EMBRAPA – CNPGL. p. 197, 1986.
HAYDOCK, K. P.; SHAW, N. H. The comparative yield method for estimating dry matter yield of pasture. Australian journal of experimental agriculture and animal husbandry. Melbourne, v. 15, p. 663-667, 1975.
HODGSON, J. Pasture measurement. In: HODGSON, J.; WHITE, J. New Zealand: pasture and crop science. Auckland, New Zealand: OXFORD, 2000. 323 p., p. 59-66.
LOPES, R. S.; FONSECA, D. M.; COSER, A. C.; NASCIMENTO JUNIOR, D.; MARTINS, C. E.; OBEID, J. C. Avaliação de métodos para estimação de disponibilidade de forragem em pastagem de capim elefante (CDRom). In: REUNIÃO DA SOCIEDADE BRASILEIRA DE ZOOTECNIA, 37., Viçosa, 2000. Anais... Viçosa: SBZ, 2000.
MANNETJE, T. L. Measuring biomass of grassland. In: MANNETJE, T. L.; JONES, R. M. (ED) Field and laboratory methods for grassland and animal production research. Wallingford: CAB International, 2000, cap. 7, p. 151-177.
MUTANGA, O.; SKIDMOREA, A. K.; WIERENB, S. Discriminating tropical grass (Cenchrus ciliaris) canopies grown under different nitrogen treatments using spectroradiometry. Journal of Photogrammetry and Remote Sensing. Amsterdam, v. 57, p. 263-272, 2003.
PEDREIRA, C. G. S. Avanços metodológicos na avaliação de pastagens. IN: REUNIÃO ANUAL DA SOCIEDADE BRASILEIRA DE ZOOTECNIA, Recife, 2002. Anais... de Palestra, 2002.
SALMAN, A. K. D. Método do quadrado para estimar a capacidade de suporte de pastagens. Porto Velho: Embrapa Rondônia, 2006. 2p.
SALMAN, A. K. D.; SOARES, J. P. G.; CANENSIN, R. C. Métodos de amostragem para avaliação quantitativa de pastagens. Porto Velho: Embrapa Rondônia, 2006. 6p. (Circular Técnica, 84).
Novas tecnologias aplicadas na avaliação da produção e qualidade de forragens
256
SANTOS, P. M.; PRIMAVESI, O. M.; BERNARDI, A. C. C. Adubação de pastagens. In: Bovinocultura de corte. v.1, 2010. Piracicaba: FEALQ, 2004. p. 459-472.
SILVA, V. J.; DUBEUX JUNIOR, J. C. B.; TEIXEIRA, V. I.; SANTOS, M. V. F.; LIRA, M. A.; MELLO, A. C. L. Características morfológicas e produtivas de leguminosas forrageiras tropicais submetidas a duas frequências de corte. Revista Brasileira de Zootecnia. Viçosa, v. 39, n. 1, 2010.
SOLLENBERGER, L. E.; BURNS, J. C. Canopy characteristics, ingestive behaviour and herbage intake in cultivated tropical grasslands. In: INTERNATIONAL GRASSLAND CONGRESS, 19., 2001, São Pedro. Anais... São Pedro: Fealq, 2001. p. 321-327.
ZANINE, A. M.; SANTOS, E. M.; FERREIRA, D. J. Principales métodos de evaluación de pasturas. Revista Eletrônica de Veterinária REDVET. v. 7, n. 10, 2006.
Capítulo 15
Alimentos funcionais
Paula Toshimi Matumoto-Pintro1
Denise Félix da Silva2
1Professora de Ciência e Tecnologia de Alimentos do Departamento de Agronomia da Universidade Estadual de
Maringá (UEM) 2Mestranda do Programa de Pós-graduação de Ciência e Tecnologia de Alimentos (UEM)
Introdução
Os estudos científicos têm demonstrado a eficiência dos alimentos funcionais e com
isto, o seu mercado tem crescido muito nos últimos anos devido a inúmeros fatores, sendo
o mais relevante à conscientização dos consumidores que desejam manter uma vida mais
saudável e ter maior longevidade. A definição para os alimentos funcionais pela Agência
Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) é “o alimento ou o ingrediente bioativo que, além
das funções nutritivas básicas, produzem efeitos benéficos à saúde” (BRASIL/ANVISA,
1999c). Podem ser nutrientes isolados ou estar presentes em produtos de biotecnologia,
suplementos dietéticos, alimentos geneticamente modificados, alimentos processados
industrialmente ou alimentos derivados de plantas (POLLONIO, 2000; ROBERFROID,
2002; MORAES; COLLA, 2006). Devem ser consumidos juntamente com dietas
convencionais e aliados a práticas de exercícios físicos, mas possuem capacidade de
regular e/ou alterar funções corporais auxiliando no retardo e na prevenção de doenças
como hipertensão, diabetes, câncer, osteoporose e cardiovasculares (DEGÁSPARI;
WASZCZYNSKYJ, 2004).
Os alimentos funcionais ganharam destaque na década de 80 no Japão quando foi
lançado um programa governamental que objetivava desenvolver e descobrir alimentos
saudáveis para a sua população que envelhecia (ANJO, 2004). No Japão os alimentos
funcionais são definidos como “Alimentos para uso específico de saúde” (Foods for
Specified Health Use-FOSHU) e apresentam um selo de garantia na embalagem do
produto. No Reino Unido, o Ministério da Agricultura Pesca e Alimentos (MAFF) define
como “um alimento cujo componente incorporado oferece benefício fisiológico e não apenas
nutricional”. Os Estados Unidos da América definem alimentos funcionais como os
alimentos que se declaram ter benefícios além da nutrição básica. A FDA (Food and Drug
Alimentos funcionais
258
Administration) se baseia na utilização final do produto, na descrição presente nos rótulos
ou nos ingredientes classificando-os em alimento, suplemento alimentar, alimento para uso
dietético, especiais, alimento-medicamento ou droga (NOONAN; NOONAN, 2004).
O Ministério da Saúde do Brasil revela que as doenças cardiovasculares são as
principais causas de morte no país, superando inclusive o câncer e a AIDS (BRASIL/IBGE,
2009). Os padrões de vida das pessoas têm se modificado a cada dia e as doenças
relacionadas ao estresse, depressão, consumo excessivo de gorduras e de alimentos
industrializados tornaram-se mais comuns. O baixo índice dessas doenças em algumas
civilizações despertou o interesse de pesquisadores que observaram diferenças em suas
dietas. No oriente o costume de consumir frutas e vegetais como a soja que contem
fitoestrógenos, resultou em um baixo índice de câncer de mama e em uma redução do risco
de doenças coronarianas e de câncer, comprovados por dados epidemiológicos (SHUTLER
et al., 1987; ANJO, 2004). Já populações cuja alimentação é baseada em peixes e frutos do
mar, alimentos ricos em ácidos graxos poli-insaturados como o ômega 3 e 6, têm baixo
índice de doenças cardiovasculares. Assim como, os franceses que consomem
frequentemente vinho tinto rico em compostos fenólicos (LAW; WALD, 1999; GUARDA et
al., 2005; KARATZI et al., 2009).
No Brasil, a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) regulamentou os
alimentos funcionais através das resoluções ANVISA/MS 16/99 a qual viabiliza
procedimentos para registro de alimentos e/ou novos ingredientes permitindo o registro de
novos produtos sem histórico de consumo no país e também novas formas de
comercialização para produtos já consumidos (BRASIL/ANVISA, 1999a); ANVISA/MS 17/99
que estabelece as diretrizes básicas para avaliação de risco e segurança de alimentos que
prova, baseado em estudos e evidências científicas, se o produto é seguro sob o ponto de
risco à saúde ou não (BRASIL/ANVISA, 1999b); ANVISA/MS 18/99 que estabelece as
diretrizes básicas para a análise e comprovação de propriedades funcionais e/ou de saúde,
alegadas em rotulagem de alimentos (BRASIL/ANVISA, 1999c) e ANVISA/MS 19/99 a qual
aprova o regulamento técnico de procedimentos para registro de alimentos com alegação
de propriedades funcionais e ou de saúde em sua rotulagem (BRASIL/ANVISA, 1999d).
O interesse das indústrias de alimentação humana e animal por alimentos de melhor
qualidade e funcional é cada vez maior. A ciência tem procurado tecnologias inovadoras
para produzir alimentos funcionais e ingredientes funcionais para a carne, ovo, leite e seus
derivados. O enriquecimento natural dos alimentos através da produção de animais
(bovinos, suínos, aves) com alimentação diferenciada em compostos bioativos, vem
demonstrando uma transferência dos mesmos para os produtos finais e também um
benefício a sua saúde e o bem estar dos animais (BOURRE, 2005; SANTOS et al., 2014).
Carvalho et al.
259
O enriquecimento de aditivos naturais no processo de derivados leva a um produto de
melhor qualidade para a conservação do produto e para o consumidor (JACOBSEN et al.,
2008; HAN et al., 2011; MATUMOTO-PINTRO, et al., 2011; SKRIVAN et al., 2012).
Principais grupos de compostos bioativos
Probióticos e prebióticos
Os probióticos são micro-organismos vivos que, quando administrados em
quantidades adequadas, conferem benefícios à saúde do hospedeiro, são conhecidos como
bioterapêuticos, bioprotetores e bioprofiláticos. Um micro-organismo para ser classificado
como probiótico, deve atender a alguns requisitos como resistir à passagem pelo trato
gastrointestinal, apresentar capacidade de se desenvolver no intestino humano, resistir a
ação de baixos pHs como os do suco gástrico, fluídos pancreáticos e da bile. A cultura
probiótica deve estar presente no alimento no mínimo 107 a 108 unidades formadoras de
colônia (UFC) por grama de produto sendo indicado ao consumidor o consumo diário de no
mínimo 100 g ou 100 mL do produto (SAAD et al., 2011).
A microflora predominante no intestino de um adulto saudável é composta por micro-
organismos promotores da saúde dos gêneros Lactobacillus e Bifidobacterium. A ANVISA
aprovou a alegação de propriedade funcional das seguintes culturas: Lactobacillus
acidophilus, Lactobacillus casei shirota, Lactobacillus casei var. rhamnosus, Lactobacillus
casei var. defensis, Lactobacillus paracasei, Lactococcus lactis, Bifidobacterium bifidum,
Bifidobacterium animallis (incluindo a subespécie B. lactis), Bifidobacterium longum, e
Enterococcus faecium com a seguinte alegação “O (indicar a espécie do micro-organismo
probiótico) contribui para o equilíbrio da flora intestinal. Seu consumo deve estar associado
a uma alimentação equilibrada e hábitos de vida saudáveis” (BRASIL/ANVISA, 2014).
As culturas probióticas trazem muitos benefícios aos consumidores como o controle
da microbiota intestinal saudável, reposição e estabilização da microbiota intestinal após
tratamentos médicos com antibióticos, aumento da resistência gastrintestinal à colonização
por patógenos, diminuição da concentração dos ácidos acético e lático bem como de
compostos antimicrobianos, promoção da digestão da lactose em indivíduos intolerantes à
lactose, estimulação do sistema imune, alívio da constipação e aumento da absorção de
minerais e vitamina (SAAD, 2006; FERREIRA; SILVA, 2010).
Os prebióticos são fibras de origem vegetal não digerível por enzimas digestivas,
porém fermentáveis e osmoticamente ativa (RODRÍGUEZ et al., 2003), podendo alterar a
atividade e a composição da microbiota intestinal e por consequência, ajudar na saúde do
hospedeiro. Os prebióticos estimulam o crescimento dos grupos endógenos de população
Alimentos funcionais
260
microbiana, tais como os Lactobacillus e as Bifidobacterium (BLAUT, 2002) e podem reduzir
a atividade de organismos patogênicos (ROBERFROID, 2002). Alguns dos benefícios
atribuídos aos prebióticos são a modulação de funções fisiológicas chaves, como a
absorção de cálcio, o metabolismo lipídico, a modulação da composição da microbiota
intestinal, e consequentemente a redução do risco de câncer de cólon (ROBERFROID,
2002). A maioria das pesquisas sobre efeitos prebióticos está relacionada aos
frutooligossacarídeos (FOS) e a inulina, nos quais diversos produtos comerciais estão
disponíveis no Brasil. Entretanto, existem outros prebióticos cujas alegações de
propriedades funcionais foram aprovadas pela ANVISA em 2008 (BRASIL/ANVISA, 2008).
A relação destes prebióticos e suas alegações estão descritas na Tabela 15.1.
Tabela 15.1 Alegações de propriedades funcionais de fibras alimentares aprovadas pela ANVISA
Fonte: BRASIL/ANVISA, 2008.
Vitaminas
As vitaminas são importantes na alimentação devido a sua capacidade antioxidante
que podem agir diretamente na neutralização da ação dos radicais livres ou participar
indiretamente de sistemas enzimáticos com essa função. Os radicais livres apresentam um
elétron isolado, livre para se ligar a qualquer outro elétron, e por isso são extremamente
reativos. Eles podem ser gerados por fontes endógenas ou exógenas. Por fontes
endógenas, originam-se de processos biológicos que normalmente ocorrem no organismo.
As fontes exógenas geradoras de radicais livres incluem tabaco, poluição do ar, solventes
Carvalho et al.
261
orgânicos, anestésicos, pesticidas e radiações (SOARES, 2002). Quando os radicais livres
são produzidos em quantidades moderadas, combatem as bactérias e vírus presentes no
organismo humano. O metabolismo humano produz inúmeras substâncias para neutralizar
os radicais livres, mas quando o sistema passa a produzi-los em excesso, tornam-se
prejudiciais, pois danificam as células saudáveis podendo desenvolver doenças crônicas
como arteriosclerose, hipertensão, diabetes, doença cardiovascular, cataratas, doença de
Alzheimer, cancro, artrite e envelhecimento precoce (MORAES; COLLA, 2006).
As principais vitaminas antioxidantes são a vitamina C e a vitamina E (SHAMI;
MOREIRA, 2004). A vitamina C ou ácido ascórbico é sintetizado nas plantas e na maioria
dos animais a partir da glicose e galactose, porém os seres humanos devem ingerir na
alimentação humana, pois não possuem a L-gulonolactona que é a enzima necessária para
a sua formação. A vitamina C é hidrossolúvel e antioxidante, ela reage diretamente com o
oxigênio simples e regenera a vitamina E, atua na fase aquosa como antioxidante, mas não
é capaz de inibir a oxidação lipídica. Ensaios biológicos com animais que consumiram a
vitamina C mostraram efeitos protetores contra os danos causados pela exposição às
radiações e medicamentos (BIANCHI; ANTUNES, 1999). Nos seres humanos, estudos
epidemiológicos atribuiram a vitamina C um papel de proteção no desenvolvimento de
tumores. Entretanto, alguns componentes orgânicos e inorgânicos nas células podem
mudar a atividade da vitamina C e afetar sua ação antioxidante, pois esta vitamina
apresenta a propriedade de ceder e receber elétrons (MORAES; COLLA, 2006; MONTERO
et al., 2014). A vitamina C é uma molécula usada na hidroxilação de várias reações
bioquímica sendo a principal a do colágeno, a proteína fibrilar que dá resistência aos ossos,
dentes, tendões e paredes dos vasos sanguíneos (PELUZIO et al., 2010).
A principal vitamina antioxidante transportada na corrente sanguínea pelas
partículas lipoprotéicas é a vitamina E (tocoferóis e tocotrienóis). Ela protege os lipídios da
peroxidação e pode reduzir o risco de doenças cardiovasculares, melhorar a condição
imune e modular condições degenerativas importantes associadas ao envelhecimento
(SOUZA et al., 2003). Essa vitamina está presente em óleos vegetais na forma de α, β, γ e
δ-tocoferol, sendo o α-tocoferol a forma antioxidante mais comumente encontrada nos
tecidos e no plasma. Há evidências que ela atua impedindo ou minimizando os danos
provocados pelos radicais livres associados com doenças específicas como o câncer,
artrite, catarata, diabetes, isquemia e o processo de envelhecimento. Sendo considerado
um dos principais mecanismos da defesa endógena do organismo (TRABER, 2001;
MORAES; COLLA, 2006).
Alimentos funcionais
262
Compostos fenólicos
Polifenóis são substâncias caracterizadas por possuírem uma ou mais hidroxilas
ligadas a um anel aromático. Eles são sintetizados em plantas como compostos
secundários em respostas ao stress durante o desenvolvimento das plantas causados por
insetos, patógenos, lesões físicas e radiações UV (HERMANN; NAGEL, 1989; NACZK;
SHAHIDI, 2004; MEHNI et al., 2014). Existe um grande interesse por esses compostos
devido aos seus potenciais efeitos benéficos à saúde, sua atividade antioxidante e seus
efeitos antimicrobianos (FAITH et al., 1992; NICHOLS; KATIYAR, 2010; RODRIGO et al.,
2011; GIAMPIERI et al., 2014).
Os compostos fenólicos podem ser classificados como flavonóides e não-
flavonóides. No grupo dos flavanóides estão a catequina, epicatequina, epigalocatequina,
caempferol, quercetina, miricetina, isoflavonas e antocianinas, e nos não-flavonóides
encontramos os ácidos fenólicos, hidroxibenzóicos, hidroxicinâmicos, estilbenos
(resveratrol), cumarina e taninos (BURNS, 2002; HEIM, et al., 2002; SOARES, 2002). Além
de seus atributos sensoriais característicos, todos esses compostos contribuem para
aumentar as propriedades benéficas dos frutos e seus derivados (DA SILVA et al., 2012).
Os flavonóides compõem uma ampla classe de substâncias de origem natural não sendo
sintetizado pela espécie humana. Entretando, esses compostos fenólicos apresentam
características importantes para os sistemas biológicos como antioxidante (LACOMBE et
al., 2010).
A uva é um bom exemplo de fruto rico em compostos fenólicos. As antocianinas são
responsáveis pelos atributos sensoriais na produção de vinhos e as catequinas e
epicatequinas são os principais compostos responsáveis pela adstringência de vinhos e
sucos de uva (CÔTÉ et al., 2011). Quercetina, caempferol e miricetina, também atuam no
desenvolvimento da coloração do vinho, atuando como co-pigmentos junto às antocianinas.
A partir de uma molécula simples de fenol podem se derivar substâncias simples ou
complexas. Porém, não é possível isolar e identificar todas elas nos tecidos vegetais.
As isoflavonas são encontradas em legumes, principalmente em grãos de soja
(ANJO, 2004). O consumo da soja tem sido considerado benéfico, com um efeito
potencialmente protetor contra um número de doenças crônicas como doença cardíaca
coronária, câncer de próstata, diabetes, osteoporose, deficiência cognitiva e doenças
cardiovasculares (MUNRO, 2003). Sua estrutura e atividade se assemelham ao estrógeno
humano e são conhecidas como fitoestrógenos, podendo proteger o organismo contra os
efeitos da menopausa e câncer de mama pela ação de estrógenos bloqueadores (ANJO,
2004). Os grãos de soja e os produtos alimentícios derivados da soja contêm, em sua
maioria, uma mistura de isoflavonas agliconas (genisteína, daidzeína e gliciteína) que são
Carvalho et al.
263
convertidas no intestino a fitoestrógenos e auxiliam na redução do colesterol LDL no sangue
(HWANG et al., 2009).
Ácidos graxos poli-insaturados
Alimentos como peixes de água fria (salmão, atum, sardinha, bacalhau), óleos
vegetais, sementes de linhaça, nozes e alguns tipos de vegetais são conhecidos por
conterem quantidade significativa de ácidos graxos poli-insaturados, os ômega 3 e 6. Os
principais ácidos graxos da família ômega 3 são o alfa-linolênico (C18:3), o
eicosapentanóico-EPA (C20:5) e o docasahexanóico-DHA (C22:6). O ácido linoleico
(C18:2) e o araquidônico (C20:4) são os ácidos graxos da família ômega 6 (PIMENTEL et
al., 2005).
Os ácidos graxos EPA e DHA são sintetizados nos seres humanos a partir do ácido
linolênico, sendo este o principal precursor das prostaglandinas, leucotrienos e
tromboxanos que apresentam atividade anti-inflamatória, anticoagulante, vasodilatadora e
antiagregante (RODRÍGUEZ et al.,2003; PIMENTEL et al.,2005). Os ácidos graxos EPA e
DHA podem ser sintetizados por algas marinhas e assim fazerem parte da cadeia alimentar
dos animais marinhos.
Pesquisas têm mostrado que o consumo de alimentos ricos em ácidos graxos poli-
insaturados tem surtido efeito favorável sobre os níveis de triglicerídeos, pressão
sanguínea, mecanismo de coagulação e ritmo cardíaco e na redução da incidência de
arteriosclerose (SOUZA et al., 2003). Os mecanismos pelos quais os ácidos graxos afetam
as concentrações do colesterol plasmático são: mudanças na composição das
lipoproteínas, na produção de LDL, na produção de VLDL (very low density lipoprotein) pelo
fígado e na atividade dos receptores do LDL. De acordo com alguns nutricionistas, os
ácidos graxos ômega 3 devem ser consumidos em uma proporção equilibrada de 5:1 com
os ácidos graxos ômega 6 (MORAES; COLLA, 2006).
No Brasil, somente os ácidos graxos ômega 3 provenientes de óleos de peixe (EPA -
ácido eicosapentaenóico e DHA – ácido docosahexaenóico) possuem alegação de
propriedade funcional aprovada pela ANVISA. A alegação diz “O consumo de ácidos graxos
ômega 3 auxilia na manutenção de níveis saudáveis de triglicerídeos, desde que associado
a uma alimentação equilibrada e hábitos de vida saudáveis” (BRASIL/ANVISA, 2008).
Os ácidos graxos ômega 6 estão presentes em óleos vegetais e são transformados
pelo organismo humano no ácido araquidônico e em outros ácidos graxos poli-insaturados.
Os ômega 6 derivados do ácido linoléico exercem importante papel fisiológico como
participa da estrutura de membranas celulares influenciando a viscosidade sangüínea,
permeabilidade dos vasos, ação antiagregadora, pressão arterial, reação inflamatória e
Alimentos funcionais
264
funções plaquetárias (BANNI, 2002). O ácido linoleico conjugado (CLA) pode ser sintetizado
por meio da isomeração alcalina do ácido linoleico encontrado no oléo de cártamo, por
exemplo. Esses compostos são encontrados naturalmente na gordura do leite e da carne de
animais ruminantes como resultado do processo de isomeração enzimática do ácido
linoleico conduzido pelas bactérias localizadas no intestino desses animais (BANNI, 2002;
SCHOGOR et al., 2014).
O CLA é permitido como ingrediente alimentício em alguns países. A FDA (USA)
aprovou o uso do CLA sintético como ingrediente em leite de soja, bebidas, barras de
cereal, produtos lácteos e sucos de fruta (FDA, 2014). Na União Europeia, o uso de CLA
em suplementos não requer avaliação de segurança, mas como ingrediente em outros
alimentos requer avaliação de segurança e autorização de uso. EFSA (European Food
Safety Authority) afirmou que e o CLA é seguro para adição em produtos destinados ao
consumo adulto, como leite, iogurte e produtos de fruta, com recomendação de ingestão de
3,5 gramas de CLA por dia, por no máximo seis meses. Porém, mesmo com essa
aprovação a Comissão Europeia não autorizou o uso desse ingrediente pelo fato de não
terem sido identificado medidas de gerenciamento do risco para garantir que o CLA não
será consumido por longos períodos. Sendo assim o uso do CLA não é autorizado como
ingrediente em alimentos no âmbito da União Europeia (EFSA, 2010; EFSA, 2012). Na
Austrália e Nova Zelândia, o Food Standard Australia New Zealand (FSANZ) rejeitou a
petição para autorização de uso de CLA em alimentos, com a finalidade de auxiliar em
programas de controle de peso e dietas (FSANZ, 2011).
No Brasil, a segurança de uso do CLA isolado ou como ingrediente em alimentos
tem sido avaliado desde 2003 sendo a última publicada em janeiro de 2013. A principal
justificativa dos interessados na aprovação consiste na necessidade de fornecer ácidos
graxos poli-insaturados essenciais ômega 6 para os consumidores. Entretanto, a presença
de duplas ligações na configuração trans e o fato das duplas ligações não serem separadas
por um grupo metileno, legalmente, o CLA é considerado uma gordura trans
(BRASIL/ANVISA, 2007) e não é considerado seguro para uso em alimentos. Sendo
necessário mais estudo sobre os mecanismos de ação dos diferentes isômeros e que
comprovem sua eficácia e segurança. Esta proibição também é valida para o aumento do
CLA naturalmente presente no leite e carne de animais ruminantes por meio de
modificações na dieta desses animais, uma vez que esses produtos também são
considerados novos alimentos ou ingredientes e necessitam de uma comprovação da
segurança de uso antes de sua comercialização (BRASIL/ANVISA, 2007).
Carvalho et al.
265
Carotenoides
Os carotenoides são pigmentos de cor vermelha, alaranjada ou amarela,
encontrados nas células dos vegetais e que atuam na fotossíntese. Estão presentes,
também nas células de protistas e fungos e não podem ser sintetizados pelos animais, mas
são compostos essenciais para a vida, portanto devem ser ingeridos através da
alimentação. As moléculas de carotenoides contêm 40 átomos de carbono, com um número
variável de duplas ligações conjugadas. São representados por beta-caroteno que são
altamente apolares e precursores de vitamina A, que atua na saúde da visão; por licopeno
que são altamente apolares e atua na prevenção do câncer da próstata e é antioxidante;
por xantofilas que são polares, com grupos oxigenados com hidroxilas ou cetonas; por
luteína e a zeaxantina que conferem cor verde escura a alguns alimentos; e pelo mixol,
osciloxantina e aloxantina (COSTA; ROSA, 2010).
Estudos recentes propõem a ingestão de carotenoides para a prevenção ou controle
do câncer de próstata (LAJOLO, 2002). Alguns mais específicos como a zeaxantina e a
luteína, presentes no brócolis e no espinafre, atuam na redução do risco de degeneração
macular dos olhos que ocorre com o envelhecimento. Ao serem absorvidos pelo organismo
humano, os carotenoides se clivam em ácido retinóico induzindo a cascata de genes e
promovendo a fagocitose de células nocivas na retina (HASLER, 2002). Outros benefícios
trazidos pelos carotenoides são aumento das funções das células imunológicas envolvidas
na detecção e eliminação de células tumorais reduzindo o surgimento de câncer e outras
doenças crônicas não transmissíveis (PAULA, et al. 2004). Os carotenoides com alegações
de propriedade funcional no Brasil são os licopenos, luteína e zeaxantina. De acordo com a
ANVISA suas alegações dizem “A luteína/zeaxantina/licopeno tem ação antioxidante que
protege as células contra os radicais livres. Seu consumo deve estar associado a uma
alimentação equilibrada e hábitos de vida saudáveis” (BRASIL/ANVISA, 2008).
O licopeno é considerado o carotenoide com maior capacidade antioxidante
protegendo as moléculas de lipídios, lipoproteínas de baixa densidade (LDL), proteínas e o
DNA. Estudos epidemiológicos sugerem que o consumo de licopeno contribui para a
redução do risco de câncer de próstata. Os mecanismos pelos quais o licopeno atua são na
inibição da sinalização do fator de crescimento similar a insulina prostática, inibição da
expressão da interleucina 6 (IL-6) e na inibição da sinalização de andrógenos (WERTZ et
al., 2004). Estudos mostram que o licopeno pode ser mais eficientemente absorvido de
produtos de tomate processado como os molhos prontos e o ketchup (DAVIES; MORLAND,
2004) e são requeridos 35 mg de licopeno por dia para que o estresse oxidativo e os danos
celulares sejam minimizados (COSTA; ROSA, 2010).
Alimentos funcionais
266
A luteína e a zeaxantina são carotenoides mais polares devido a presença do grupo
hidroxil e não podem ser convertidas em vitamina A, porém existe uma forte relação entre o
consumo desses carotenoides e a proteção contra o desenvolvimento de doenças
oftalmológicas como a degeneração macular e catarata (MARES-PERLMAN et al., 2002) e
câncer (DOWNHAM; COLLINS, 2000).
Polióis
Os polióis são álcoois que contêm grupos hidroxilas. Esses compostos são usados
como edulcorantes pelas indústrias de alimentos e também na química de polímeros. Os
polióis mais importantes são o xilitol, manitol e o sorbitol que possuem alegação de
propriedades funcionais como “Manitol/Xilitol/Sorbitol não produz ácidos que danificam os
dentes. O consumo do produto não substitui hábitos adequados de higiene bucal e de
alimentação”, esta alegação é aprovada somente para gomas de mascar sem açucar
(BRASIL/ANVISA, 2008).
Os polióis não são fermentáveis por bactérias da flora bucal por isto não contribui
para a formação do ácido que ataca o esmalte dos dentes. Sua propriedade bacteriostática
o torna importante para a higiene oral sendo capaz de inibir o crescimento de Streptococcus
mutans, reduzindo a susceptibilidade à cárie (GRANSTRÖM et al. 2007). Além disso, o uso
contínuo de xilitol ajudará a seleção de formas menos virulentas e resultará em uma
microflora oral menos agressiva. Essa propriedade tem sido estudada desde a década de
setenta quando pesquisas com crianças que mascaram gomas contendo xilitol em
substituição à sacarose mostraram uma redução da incidência de cáries e remineralizarão
de lesões de cáries recém-formadas e também um efeito prolongado meses após os testes
(ISLAM, 2011). A FDA (EUA) aprovou o uso da afirmação “não provoca cáries” nos rótulos
para alimentos sem açúcar que contenham sorbitol (OLTMANNS et al., 2014).
Considerações finais
Inovação é o processo das atividades técnicas, concepção, desenvolvimento e
gestão que resulta na comercialização de produtos novos ou aprimorados (FREEMAN,
1982) e ela é importante para a dinâmica competitiva das indústrias alimentícias. Quanto a
inovação na indústria de alimentos, os alimentos funcionais são os que têm despertado um
grande interesse dos cientistas e da indústria alimentícia que se volta para atender a
demanda crescente da população interessada em resgatar hábitos saudáveis. Um alimento
funcional pode ser um alimento natural ou um alimento a partir do qual um componente foi
adicionado ou removido por meios tecnológicos ou biotecnológicos. A incorporação destes
Carvalho et al.
267
alimentos na dieta é altamente desejável e pode ter implicações consideráveis para a saúde
pública, pois atinge grupos populacionais amplos e reduz problemas de saúde pública que
implica em um custo elevado para a sociedade e os governos. O bem estar da população
leva ao desenvolvimento e envelhecimento com uma melhor saúde. Lembrando que a
população brasileira acima de 60 anos passou de 4% em 2000 para 10% em 2010
(BRASIL/IBGE, 2010).
A formulação e mistura ou enriquecimento dos alimentos tradicionais constitui uma
forma simples e tecnologicamente barata para desenvolver novos alimentos funcionais e
tem sido amplamente utilizada no processamento de alimentos. Por exemplo, alimentos
como o iodo em sal, enriquecimento de vitaminas A, D e C, ferro e ácido fólico em bebidas
e farinhas tornou-se prática comum no mundo. Estudos científicos mais recentes tem
demonstrado a eficiência de alimentos funcionais naturais como os a base de fibras e
moléculas bioativas (GUARDA et al., 2005; GIAMPIERI et al., 2014). Tem ainda
desenvolvido produtos de origem vegetal a base de soja (HWANG et al., 2009) e
enriquecidos com prebióticos como a inulina (SAAD, 2006). Além do desenvolvimento de
produtos de origem animal como leites enriquecidos com ômega 3 e antioxidantes naturais,
prebióticos e probióticos (HAN et al., 2011; MATUMOTO-PINTRO, et al., 2011), produtos
cárneos enriquecidos com antioxidantes (JIMÉNEZ-COLMENERO et al., 2010) e ovos
desidratados com antioxidantes (ABREU et al., 2014).
Os produtos de origem animal funcional podem ser produzidos naturalmente através
da alimentação diferenciada dos animais. Um dos enfoques é a busca de produtos com
maiores concentrações de moléculas bioativas (antioxidantes), menores teores de gordura,
com perfil de redução da taxa de ácidos graxos saturados:insaturados, que os caracterize
como alimento funcional, seja na carne, leite ou ovos (BOMFIM et al., 2011; CÔRTES et al.,
2010; SKRIVAN et al., 2012; KELLY et al., 2014). A utilização de alimentação diferenciada
na produção animal melhora a qualidade de saúde destes animais, fazendo com que eles
melhorem a sua fertilidade e reduza a mortalidade embrionária (PETIT; TWAGIRAMUNGU,
2006).
Estudos com moléculas bioativas em alimentos e ou em enriquecimentos devem ser
realizados para aumentar a compreensão e confirmar a efetividade da ação destas
moléculas e, aumentar assim a lista da autorização de produtos e alegação dos alimentos
funcionais no Brasil.
Referências bibliográficas
ABREU, V. K. G.; PEREIRA, A. L. F.; FREITAS, E. R.; TREVISAN, M. T. S.; COSTA, J. M. C. Effect of anacardic acid on oxidative and color stability of spray dried egg yolk. LWT - Food Science and Technology. v. 55, p. 466-471, 2014.
Alimentos funcionais
268
ANJO, D. F. C. Alimentos funcionais em angiologia e cirurgia vascular. Jornal Vascular Brasileiro. v. 3, n. 2, p. 145-154, 2004.
BANNI S. Conjugated linoleic acid metabolism. Current Opinion in Lipidology. v. 13, p. 261-266, 2002.
BIANCHI, M. L; ANTUNES, L. M. Radicais livres e os principais antioxidantes da dieta. Revista de Nutrição. v. 12, n. 2, p. 123-130, 1999.
BLAUT, M. Relationship of prebiotics and food to intestinal microflora. European Journal of Nutrition. v. 41, p. 1-16, 2002.
BOMFIM, M. A. D.; QUEIROGA, R. C. E.; AGUILA, M. B.; MEDEIROS, M. C.; FISBERG, M.; RODRIGUES, M. T.; SANTOS, K. M. O.; LANNA, D. P. D. Abordagem multidisciplinar de P,D&I para o desenvolvimento de produto lácteo caprino com alto teor de CLA e alegação de propriedade funcional. Revista Brasileira de Zootecnia. v. 40, p. 98-106, 2011 (supl. especial).
BOURRE, J. M. Where to find omega-3 fatty acids and how feeding animals with diet enriched in omega-3 fatty acids to increase nutritional value of derived products for human: what is actually useful? Journal of Nutrition, Health and Aging. v. 9, p. 232-242, 2005.
BRASIL. INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. A qualidade da informação sobre a mortalidade no Brasil recente e avaliação do impacto das causas violentas no número de anos de vida perdidos. 2009. Disponível em: <http://www.ibge.gov.br/home/estatistica/populacao/indic_sociosaude/2009/com_aquali.pdf.> Acesso em 05 abril de 2014.
BRASIL. INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. Projeção da população do Brasil por sexo e idade para o período 1980-2050. 2010. <http://www.ibge.gov.br/home/estatistica/populacao/censo2010/default.shtm.> Acesso em 10 abril de 2014.
BRASIL. MINISTÉRIO DA SAÚDE. AGÊNCIA NACIONAL DE VIGILÂNCIA SANITÁRIA. Informe Técnico nº 23, de 17 de abril de 2007. Esclarecimentos sobre as avaliações de segurança e eficácia do Ácido Linoléico Conjugado – CLA. Brasília, 2007.
BRASIL. Ministério da Saúde. Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Alimentos com Alegações de Propriedades Funcionais e ou de Saúde, Novos Alimentos/Ingredientes, Substâncias Bioativas e Probióticos - Lista de alegações de propriedade funcional aprovadas, atualizado em julho/2008. Disponível em: < http://s.anvisa.gov.br/wps/s/r/wuE>. Acesso em: 02 abril 2014.
BRASIL. MINISTÉRIO DA SAÚDE. AGÊNCIA NACIONAL DE VIGILÂNCIA SANITÁRIA. Resolução n. 16, de 30 de abril de 1999. Aprova o Regulamento Técnico de Procedimentos para Registro de Alimentos e ou Novos Ingredientes. Brasília, 1999a.
BRASIL. MINISTÉRIO DA SAÚDE. AGÊNCIA NACIONAL DE VIGILÂNCIA SANITÁRIA. Resolução n. 17, de 30 de abril de 1999. Aprova o Regulamento Técnico que Estabelece as Diretrizes Básicas para Avaliação de Risco e Segurança dos Alimentos. Brasília, 1999b.
BRASIL. MINISTÉRIO DA SAÚDE. AGÊNCIA NACIONAL DE VIGILÂNCIA SANITÁRIA. Resolução n. 18, de 30 de abril de 1999. Aprova o Regulamento Técnico que Estabelece as Diretrizes Básicas para Análise e Comprovação de Propriedades Funcionais e ou de Saúde Alegadas em Rotulagem de Alimentos. Brasília, 1999c.
BRASIL. MINISTÉRIO DA SAÚDE. AGÊNCIA NACIONAL DE VIGILÂNCIA SANITÁRIA. Resolução n. 19, de 30 de abril de 1999. Aprova o Regulamento Técnico de Procedimentos para Registro de Alimento com Alegação de Propriedades Funcionais e ou de Saúde em sua Rotulagem. Brasília, 1999d.
BURNS, J.; YOKOTA, T.; ASHIHARA, H.; LEAN, M. E. J.; CROZIER, A. Plant foods and herbal sources of resveratrol. Journal of Agricultural and Food Chemistry. v. 50, p. 3337-3340, 2002.
CÔRTES, C.; DA SILVA, D.; KAZAMA, R.; GAGNON, N.; BENCHAAR, C.; SANTOS, G. T. D.; ZEOULA, L. M.; PETIT, H. V. Milk composition, milk fatty acid profile, digestion, and ruminal fermentation in dairy cows fed whole flaxseed and Ca salts of flaxseed oil. Journal of Dairy Science. v. 93, n. 7, p. 3146-3157, 2010.
COSTA, N, M. B.; ROSA, C. O. B. Alimentos Funcionais: componentes bioativos e efeitos fisiológicos. Rio de Janeiro: Editora Rubio Ltda, 2010. 535p.
Carvalho et al.
269
CÔTÉ, J.; CAILLET, S.; DOYON, G.; DUSSAULT, D.; SYLVAIN, J.F.; LACROIX, M. Antimicrobial effect of cranberry juice and extracts. Food Control. v. 22, p. 1413-1418, 2011.
DA SILVA, E. R.; MAQUIAVELI, C. C.; MAGALHÃES, P. P. The leishmanicidal flavonols quercetin and quercitrin target Leishmania (Leishmania) amazonensis arginase. Experimental Parasitology. v. 130, p. 183-188, 2012.
DAVIES, N. P.; MORLAND, A. B. Macular pigments: their characteristics and putative role. Progress in Retinal and Eye Research. v. 23, p. 533-559, 2004.
DEGÁSPARI, C. H.; WASZCZYNSKYJ, N. Propriedades antioxidants de compostos fenólicos. Visão acadêmica. v. 5, n. 1, p. 33-40, 2004.
DOWNHAM, A.; COLLINS, P. Colouring our foos in the las and next millennium. International Journal of Foods Science and Technology. v. 35, p. 5-22, 2000.
FAITH, N. G.; YOUSEF, A. E.; LUCHANSKY, J. B. Inhibition of Listeria monocytogenes by liquid smoke and isoeugenol, a phenolic component found in smoke. Journal of Food Safety. v. 12, n. 4, p. 303-314, 1992.
FERREIRA, C. L. F. F.; SILVA, A. C. Probióticos e prebióticos na saúde da criança. In: COSTA, N. M. B.; COSTA, C. O. B. (Org.) Alimentos funcionais – componentes bioativos e efeitos fisiológicos. Rio de Janeiro: Editora Rubio, 2010, p. 97-110.
FOOD AND DRUG ADMINISTRATION (FDA). GRAS Notice Inventory. GRN 232. Conjugated linoleic acid isomers for use as an ingredient in certain specified foods within the general categories of soy milk, meal replacement beverages and bars, milk products and fruit juices at levels not to exceed 1.5 grams per serving. Disponível em: <http://www.accessdata.fda.gov/scripts/fcn/gras_notices/710672A.PDF>. Acesso em: 02 abril 2014.
FOOD STANDARD AUSTRALIA NEW ZEALAND (FSANZ). Application A1005. Exclusive use of Tonalin® CLA as a novel food assessment report. 2011. Disponível em: <http://www.foodstandards.gov.au/foodstandards/applications/applicationa1005conj3859 .cfm>. Acesso em: 02 abril 2014.
FREEMAN, C. The economics of industrial innovation. Londres: Francis Pinter, 1982.
GIAMPIERI, F.; ALVAREZ-SUAREZ, J. M.; BATTINO, M. Strawberry and Human Health: Effects beyond Antioxidant Activity. Journal of Agricultural and Food Chemistry. v. 62, n. 18, p. 3867-3876, 2014.
GRANSTRÖM, T. B.; IZUMORI, K.; LEISOLA, M. A rare sugar xylitol. Part I: The biochemistry and biosynthesis of xylitol, Application Microbiology and Biotechnology. v. 74, p. 277-281, 2007.
GUARDA, E.; GODOY, I.; FONCEA R.; PEREZ, D. D.; ROMERO, C.; VENEGAS, R.; LEIGHTON, F. Red wine reduces oxidative stress in patients with acute coronary syndrome. International Journal of Cardiology. v. 104, p. 35-38, 2005.
HAN, J.; BRITTEN, M.; ST-GELAIS, D.; CHAMPAGNE, C. P.; FUSTIER, P.; SALMIERI, S.; LACROIX, M. Polyphenolic compounds as functional ingredients in cheese. Food Chemistry. v. 124, p. 1589-1594, 2011.
HASLER, C. M. Functional foods: benefits, concerns and challenges – a position paper from the American Council on Science and Health. Journal of Nutrition. v. 132, p. 3772-3781, 2002.
HEIM, E. K.; TAGLIAFERRO, A. R.; BOBILYA, J. D. Flavonoid antioxidants: Chemistry, metabolism and structure-activity relationships. The Journal of Nutritional Biochemistry. v. 13, p. 572-584, 2002.
HERRMANNA, K.; NAGEL, C. W. Occurrence and content of hydroxycinnamic and hydroxybenzoic acid compounds in foods. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. v. 28, n. 4, p. 315-347, 1989.
HWANG, Y. W.; KIM, S. Y.; JEE, S. H.; KIM, Y. N.; NAM, C. M. Soy food consumption and risk of prostate cancer: a meta-analysis of observational studies. Nutrition Cancer. v. 61, p. 598-606, 2009.
ISLAM, M. S. Effects of xylitol as a sugar substitute on diabetes-related parameters in nondiabetic rats. Journal Medicine Food. v. 14, p. 505-511, 2011.
Alimentos funcionais
270
JACOBSEN, C.; LET, M. B.; SØRENSEN, A. D. M.; HORN, A. F.; TIMM-HEINRICH, M.; NIELSEN, N. S. Applications of natural antioxidants in omega-3 enriched foods. Electronic Journal of Environmental, Agricultural and Food Chemistry. v. 7, p. 3288-3295, 2008.
JIMÉNEZ-COLMENERO, F; SÁNCHEZ-MUNIZ, F. J.; OLMEDILLA-ALONSO, B. Design and development of meat-based functional foods with walnut: Technological, nutritional and health impact. Food Chemistry. v. 123, p. 959-967, 2010.
KARATZI, K.; KARATZIS, E.; PAPAMICHAEL, C.; LEKAKIS, J.; ZAMPELAS, A. Effects of red wine on endothelial function: Postprandial studies vs clinical trials. Nutrition, Metabolism & Cardiovascular Diseases. v. 19, p. 744-750, 2009.
KELLY, E. R.; PLAT, J.; HAENEN, G. R. M. M.; KIJLSTRA, A.; BERENDSCHOT, T. T. J. M. The effect of modified eggs and an egg-yolk based beverage on serum lutein and zeaxanthin concentrations and macular pigment optical density: Results from a randomized trial. Plos One. v. 9, n. 3, p. e92659, 2014.
LACOMBE, A.; WU, V. C. H.; TYLER, S.; EDWARDS, K. Antimicrobial action of the American cranberry constituents: phenolics, anthocyanins, and organic acids, against Escherichia coli O157:H7. International Journal of Food Microbiology. v. 139, p. 102-107, 2010.
LAJOLO, F. Alimentos Funcionais: aspectos científicos e normativos. Dieta e Saúde. 2002. p.8.
LAW, M.; WALD, N. Why heart disease mortality is low in France: the time lag explanation. British Medical Journal. v. 318, p. 1471-1480, 1999.
MARES-PERLMAN, J. A.; MILLEN, A. E.; FICEK, T. L.; HANKINSON, S. E. The Body of evidence to support a protective role for lutein and zeaxanthin in delaying chronic disease. Overview. The journal of Nutrition. v. 132, n. 3, p. 518S-524S, 2002.
MATUMOTO-PINTRO, P. T.; PETIT, H. V.; GIROUX,H. J.; CÔRTES, C.; GAGNON, N.; BRITTEN, M. Effect of flaxseed lignans added to milk or fed to cows on oxidative degradation of dairy beverages enriched with polyunsaturated fatty acids. Journal of Dairy Research. v. 78, p. 111-117, 2011.
MEHNI, A. M.; KETABCHI, S.; BONJAR, G. H. S. Antibacterial activity and polyphenolic content of Citrullus colocynthesis. International Journal of Biosciences. v. 4, n. 3, p. 190-196, 2014.
MONTERO, D.; WALTHER, G.; STEHOUWER, C. D. A.; HOUBEN, A. J. H. M.; BECKMAN, A.; VINET, A. Effect of antioxidant vitamin supplementation on endothelial function in type 2 diabetes mellitus: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Obesity Reviews. v. 15, p. 107-116, 2014.
MORAES, F. P.; COLLA, L. M. Alimentos funcionais e nutracêuticos: definições, legislação e benefícios à saúde. Revista Eletrônica de Farmácia. v. 3, n. 2, p. 109-122, 2006.
MUNRO, I. C. Soy isoflavones: A safety reviews. Internacional Life Sciences Institute. Nutricion Reviews. v. 61, n. 1, p. 1-33, 2003.
NACZK, M.; SHAHIDI, F. Extraction and analysis of phenolics in food. Journal Chromatography A. Washington, v. 1054, n. 1/2, p. 95-111, 2004.
NICHOLS, J. A.; KATIYAR, S. K. Skin photoprotection by natural polyphenols: anti-inflammatory, antioxidant and DNA repair mechanisms. Archives of Dermatological Research. v. 302, p. 71-83, 2010.
NOONAN, W. P.; NOONAN, C. Legal requeriments for “functional foods” claims. Toxicology Letters. v. 150, p. 19-24, 2004.
OLTMANNS, G. U.; PALKOVITS,S.; PALKOVITS R. Kinetic investigation of the catalytic conversion of cellobioseto sorbitol Leila Negahdara. Applied Catalysis B: Environmental. v. 147, p. 677-683, 2014.
PAULA, T. P.; PERES, W. A. F.; CARMO, M. G. T. Os carotenoides no tratamento e prevenção do câncer. Revista Brasileira de Nutrição Clínica. v. 19, n. 2, p. 100-108, 2004.
PETIT, H. V.; TWAGIRAMUNGU, H. Conception rate and reproductive function of dairy cows fed diferente fat sources. Theriogenology. v. 66, p. 1316-1324, 2006.
POLLONIO, M. Alimentos funcionais: as recentes tendências e os envolvidos no consumo. Higiene Alimentar. v. 14, p. 26-31, 2000.
Carvalho et al.
271
ROBERFROID, M. B. Functional food concept and its application to prebiotics. Digital Liver Diseases. v. 34, suppl. 2, p. S105-S110, 2002.
RODRIGO, R.; MIRANDA, A.; VERGARA, L. Modulation of endogenous antioxidant system by wine polyphenols in human disease. Clinica Chimica Acta. v. 412, p. 410-424, 2011.
RODRÍGUEZ, M. B. S.; MEGÍAS, S. M.; BAENA, B. M. Alimentos Funcionales y Nutrición óptima. Revista da Espanha de Salud Pública. v. 77, n. 3, p. 317-331, 2003.
SAAD, S. M. I.; CRUZ A. G.; FARIA, J. A. F. Probióticos e Prebióticos em Alimentos Fundamentos e Aplicações Tecnológicas. São Paulo: Editora Varela, 2011. 672p.
SAAD, S. M. I. Probióticos e prebióticos: o estado da arte. Revista Brasileira de Ciências Farmacêuticas. v. 42, n. 1., p. 1-16, 2006.
SANTOS, N. W.; SANTOS, G. T. D; SILVA-KAZAMA, D. C.; GRANDE, P. A.; PINTRO, P. M.; MARCHI, F. E.; JOBIM, C. C.; PETIT, H. V. Production, composition and antioxidants in milk of dairy cows fed diets containing soybean oil and grape residue silage. Livestock Science. v. 159, p. 37-45, 2014.
SCHOGOR, A. L. B.; HUWS, S. A.; SANTOS, G. T. D.; SCOLLAN, N. D.; HAUCK, B. D.; WINTERS, A. L.; KIM, E. J.; PETIT, H. V. Ruminal Prevotella spp. may play an important role in the conversion of plant lignans into human health beneficial antioxidants. Plos One. v. 9, n. 4, p. e87949, 2014.
SHAMI, N. J. I. E.; MOREIRA, E. A. M. Licopeno como agente antioxidante. Revista de Nutrição. v. 17, n. 2, p. 227-236, 2004.
SHUTLER, S. M.; WALKER, A. F.; LOW, A. G. The cholesterol-lowering effects of legumes. II. Effects of fibre, sterols, saponins and isolavones. Human nutrition: Food sciences and nutrition. v. 41, n. 2, p. 87-102, 1987.
SKRIVAN, M.; MAROUNEK, M.; ENGLMAIEROVÁ, M.; SKRIVANOVÁ E. Influence of dietary vitamin C and selenium, alone and in combination, on the composition and oxidative stability of meat of broilers. Food Chemistry. v. 130, p. 660-664, 2012.
SOARES, S. E. Ácidos fenólicos como antioxidantes. Revista de Nutrição. v. 15, n. 1, p. 71-81, 2002.
SOUZA, P. H. M.; SOUZA NETO, M. H.; MAIA, G. A. Componentes funcionais nos alimentos. Boletim da SBCTA. v. 37, n. 2, p. 127-135, 2003.
TRABER, M. G. Does vitamin E decrease heart attack risk? Summary and implications with respect to dietery recommendations. Journal of Nutrition. v. 131, n. 2, p. 395-397, 2001.
WERTZ, K.; SILER, U.; GORALCZYK, R. Lycopene: modes of actions to promote prostate health. Archives of Biochemistry and Biophysics. v. 430, p. 127-134, 2004.
Capítulo 16
Alimentos alternativos para suínos
Paulo Levi de Oliveira Carvalho1
Tiago Junior Pasquetti2
Dani Perondi3
Silvana Teixeira Carvalho1
1Docente do curso de Zootecnia da Universidade Estadual do Oeste do Paraná – Unioeste – Campus de
Marechal Cândido Rondon. [email protected]; [email protected] 2Doutorando do Programa de Pós-Graduação em Zootecnia da Universidade Estadual de Maringá.
[email protected]; 3Doutorando do Programa de Pós-Graduação em Zootecnia da Universidade Estadual Paulista. – Unesp –
Jaboticabal. [email protected].
Introdução
A suinocultura é uma das atividades mais tradicionais do setor agropecuário. Dados
da ABIPCS (2012) mostram que produção mundial de carne suína, em 2011, foi de 101,127
mil toneladas de carcaça, e o Brasil é o quarto maior produtor de carne suína com 3.227 mil
toneladas produzidas em 2011, atrás apenas da China, União Europeia (27 países) e
Estados Unidos.
Na estatística nacional, Santa Catarina é o estado brasileiro com a maior produção
de carne suína, atingindo em 2011, 782,1 mil toneladas de carcaça, com crescimento de
5,99% em relação ao ano de 2010. Esta alta produção demanda grande quantidade de
insumos, além de exigir uma cadeia altamente especializada e com incremento tecnológico
constante para que se possa atingir maiores produções e eficiência produtiva.
A alimentação representa o item de maior custo, surgindo interesse contínuo na
busca por alimentos alternativos que possam reduzir os gastos com a alimentação e,
consequentemente, os custos de produção do suíno (OLIVEIRA et al., 2004). Em virtude
das constantes alterações nos preços do milho e do farelo de soja, principais componentes
das rações para suínos, torna-se essencial o conhecimento do valor nutricional dos
alimentos alternativos para que possam ser empregados como fonte de energia e proteína
na ração (BASTOS et al., 2006).
Carvalho et al.
273
Apesar de áreas suficientes para atender às diferentes demandas, as especulações
levam ao aumento dos preços destas commodities, e torna a produção de suínos inviável,
devido a alimentação representar aproximadamente 70% dos custos de produção, sendo a
ração responsável por 60% deste total (FIALHO, 2009).
De acordo com SINDIRAÇÕES (2011), em 2010, a produção brasileira de suínos
consumiu um total de 10,5 milhões de toneladas de milho, sendo este cereal o principal
componente das rações de suínos, e, responsável por até 40% dos custos de produção
(BELLAVER, 2004).
Segundo Girotto et al., (2003), a busca por ingredientes alternativos aumenta a
demanda e consequentemente o mercado passa a perder a vantagem diferencial que teriam
pela falta ou aumento de preço dos ingredientes tradicionais (soja e milho).
Para substituir os alimentos tradicionais (milho ou farelo de soja) por ingredientes
alternativos, deve-se obter o conhecimento da composição nutricional (valor nutricional), a
presença de fatores antinutricionais, o nível ideal de inclusão nas dietas, avaliação do
alimento e sua disponibilidade regional para obtenção de custos e posteriormente
viabilidade da inclusão. A maioria dos alimentos alternativos possuem sazonalidade, desta
forma torna-se interessante usa-los em épocas de maior oferta no mercado.
Exigências nutricionais dos suínos
A suinocultura tem considerável crescimento no Brasil, principalmente pela entrada
de híbridos comerciais de alto potencial genético. Esses animais são mais precoces e
devem receber uma atenção especial em relação a sua nutrição, para expressar seu
máximo rendimento (ROSTGANO et al., 2011).
Os híbridos modernos possuem peculiaridades em sua fisiologia do crescimento,
possuem maiores exigências para mantença e crescimento do tecido magro, e menor para
deposição de gordura na carcaça. Geralmente as tabelas apresentam as exigências dos
suínos separados em três categorias de acordo com o potencial genético (alto, médio e
baixo), devido ao aporte de material genético e das condições de ambiência e sanitárias
oferecidas aos animais, e a segunda divisão é pelo sexo (machos castrados e fêmeas),
onde machos castrados consomem mais ração, crescem mais rápido e apresentam pior
conversão alimentar em relação as fêmeas (BERTECHINI, 2013).
Segundo Fialho (2009), as alterações relativas aos padrões genéticos, às
instalações, à nutrição e ao manejo sanitário, nos sistemas de produção, podem ocasionar
mudanças nas exigências nutricionais nas diferentes fases do ciclo produtivo. Associado a
estes fatores são constatadas mudanças de processamento na obtenção dos diferentes
subprodutos utilizados na formulação de rações, as quais podem influenciar o metabolismo
Alimentos alternativos para suínos
274
dos nutrientes, provocando, assim, possíveis alterações nas exigências nutricionais dos
animais.
Desta forma, diversas pesquisas foram conduzidas com o objetivo de avaliar as
exigências nutricionais dos suínos, possibilitando formular as rações com menores custos
de produção. Ao longo do tempo, foram publicadas diversas tabelas (NRC, 1998;
ROSTAGNO et al. 2011), as quais mostram as exigências nutricionais dos suínos nas
diversas fases de crescimento e de produção.
Métodos para determinação da digestibilidade do conteúdo energético dos alimentos
para suínos
Coleta total de fezes (método tradicional)
Este método é utilizado para determinar a digestibilidade dos nutrientes e os valores
de energia digestível e metabolizável das rações e dos ingredientes para suínos e aves,
aplicados nas formulações e utilizados nas tabelas brasileiras de composição de alimentos e
exigências nutricionais para aves e suínos (ROSTAGNO et al., 2011).
Os animais são mantidos em gaiolas de metabolismo individuais, para coleta total de
fezes e urina. No período de coleta, as fezes são pesadas e armazenadas (-18 ºC)
diariamente para posterior homogeneização e retirada de amostras para análises
laboratoriais. Na coleta de urina, utilizam-se baldes coletores, nos quais são adicionados
20 mL de ácido clorídrico (1:1) com objetivo de evitar a perdas de nitrogênio por volatilização
e possível proliferação bacteriana. Diariamente é coletada uma alíquota de 20% da
produção diária de urina, sendo esta armazenada (-18 ºC).
Basicamente o método consiste na ingestão de um alimento (ingrediente), e
respectiva coleta da urina e fezes (Aves e Suínos) produzidas durante o período de cinco
dias. O ensaio envolve um período de adaptação de quatro a sete dias para estabilização do
consumo diário, seguida pela administração de um marcador (1% de óxido férrico) nas
rações no primeiro e último dia de coleta das fezes, sendo estas armazenadas em
congelador (-4 ºC). Posteriormente, procede-se com as análises laboratoriais de acordo com
as características do alimento teste, como: matéria seca, matéria mineral, energia bruta,
proteína bruta, fibra detergente neutro, fibra detergente ácido, entre outras (SAKOMURA;
ROSTAGNO, 2007).
Para determinação dos valores energéticos de um alimento, utilizam-se duas dietas,
base e teste. A dieta base chamada de referência é constituída por milho e farelo de soja, a
segunda (teste), é constituída pela substituição de uma determinada porcentagem da dieta
referência pelo ingrediente ou alimento em avaliação (alimento teste). A substituição
Carvalho et al.
275
dependerá do tipo de alimento teste, geralmente utiliza-se de 20% a 40% para alimentos
com características físicas e de composição próximas ao milho e farelo de soja. Entretanto,
alimentos fibrosos e líquidos recomenda-se a substituição de 7% a 10%, principalmente pela
alteração da forma da ração, no caso dos óleos o que dificulta a homogeneização das
rações, no caso dos alimentos fibrosos, estes acabam dificultando a formulação das rações,
influenciando o consumo e em níveis elevados podem afetar a digestibilidade (SAKOMURA;
ROSTAGNO, 2007).
Métodos indiretos: utilização dos indicadores
Este é um método alternativo, ou pode ser associado a coleta total, para estimar a
digestibilidade dos nutrientes, energia digestível e metabolizável de uma ração, ou
ingrediente em avaliação. Os indicadores são substâncias que não são digeridas ao longo
do trato digestivo, não são tóxicos aos animais, não exercem alterações fisiológicas no trato
digestivo, não se associam a outros nutrientes, devem ser totalmente recuperadas nas fezes
e devem apresentar de fácil análise laboratorial (SAKOMURA; ROSTAGNO, 2007).
Os indicadores são utilizados para determinar um fator de indigestibilidade afim de,
estimar a quantidade de fezes ou excretas que corresponde a uma unidade de ração
consumida (SAKOMURA; ROSTAGNO, 2007).
Segundo Sakomura e Rostagno, (2007), entre os principais indicadores utilizados em
ensaios de metabolismo, destaca-se o óxido crômico (Cr2O3), cujo indicador deve ser
adicionado na proporção de 0,5% na ração. Entretanto, o uso de óxido crômico apresenta
algumas desvantagens, como sua determinação na análise laboratorial, as características
eletrostáticas, sendo de difícil separação em dietas ricas em fibras e açúcar, além de ser
uma substância carcinogênica. Outro indicador importante é a cinza insolúvel em ácido
(CIA), que se trata de um mineral indigestível, composto em sua maioria por sílica. Em
alimentos que apresentam baixa concentração de CIA é necessário adicionar o produto
comercial Celite®, na proporção de 1% na dieta.
Métodos para determinação da digestibilidade da proteína e dos aminoácidos dos alimentos
para suínos
As proteínas são estruturalmente compostas por unidades básicas de aminoácidos,
unidos entre si por ligações peptídicas (NELSON; COX, 2011). São conhecidos 22
aminoácidos que compõem a proteína, mas apenas 10 são considerados essenciais para os
animais monogástricos (SAKOMURA; ROSTAGNO, 2007). Aminoácidos essenciais são
Alimentos alternativos para suínos
276
aqueles que não são sintetizados pelo organismo em velocidade suficiente para atender as
exigências para o máximo desempenho animal (BERTECHINI, 2013).
Gattás et al. (2012) avaliando níveis de lisina digestível, para suínos castrados dos
60 aos 100 dias, observaram aumento no ganho de peso e conversão alimentar a medida
em que houve aumento dos níveis de lisina digestível na ração, sendo que o mesmo ocorreu
com o rendimento de carcaça e a quantidade de carne. O conhecimento dos aminoácidos
essenciais é fundamental, uma vez que causam o maior impacto sobre o desempenho
animal. Assim torna-se necessário conhecer a composição em aminoácidos dos alimentos,
bem como o seu aproveitamento pelos animais.
A utilização de dietas com base em aminoácidos digestíveis tem sido utilizada,
principalmente para maximizar o uso das matérias primas, e a possibilidade de substituição
do milho e farelo de soja da dieta por ingredientes com perfil de aminoácidos conhecido e
suplementação dos aminoácidos limitantes (PARSONS, 1991).
A digestibilidade é determinada pela diferença entre a quantidade consumida e a
excretada nas fezes. A disponibilidade dos aminoácidos é determinada como a quantidade
de aminoácidos absorvidos e utilizada pelo animal (SAKOMURA; ROSTAGNO, 2007).
Digestibilidade Ileal: anastomose íleo-retal (uso da cânula T simples)
São utilizados animais na fase de crescimento (30 kg), os quais passam por um
procedimento cirúrgico para realizar a anastomose íleo-retal, segundo a técnica descrita por
Leão et al. (1988). Após a cirurgia os animais são alojados em gaiolas metabólicas, por sete
dias para adaptação. Em seguida, inicia-se o período de coleta de cinco dias (SAKOMURA;
ROSTAGNO, 2007).
De acordo com os procedimentos de Sakomura e Rostagno (2007), um grupo de
animais recebe uma dieta isenta de proteína (DIP), e uma segunda dieta contendo o
alimento teste em substituição a DIP, sendo a única fonte de proteína e aminoácidos. O
indicador (CIA ou óxido crômico) é adicionado nas dietas, e as mesmas são fornecidas com
base no peso metabólico. Para evitar perdas as rações são umedecidas na proporção de
1:1, facilitando o consumo e reduzindo o desperdício.
Além da anastomose íleo-retal, existe outro procedimento descrito por Sakomura e
Rostagno (2007), que consiste da implantação da cânula T simples. A técnica, adaptada de
Donkoh et al. (1994), deve ser realizada após jejum de 24 horas (para evitar a contaminação
pela digesta) e consiste na incisão vertical de 5-6 cm na parede do corpo, cerca de 3-4 cm
atrás da ultima costela, na linha mediana. O intestino delgado é então exteriorizado e uma
nova incisão de 2-2,5 cm é realizada, cerca de 10-15 cm anterior à junção íleo-cecal. Uma
sutura deve ser realizada ao redor da incisão, para a inserção da cânula. Após este
Carvalho et al.
277
procedimento a cânula é exteriorizada por meio de um corte de 1 cm de diâmetro, 3 a 4 cm
anterior à incisão inicial. Após o tratamento pós-operatório, os animais são alimentados com
dietas altamente digestíveis, em pequenas quantidades e aumentando gradativamente até o
consumo normal.
Após a cirurgia e reestabelecimento do consumo normal, os animais passam por um
período de cinco dias para adaptação as instalações e dois dias de coleta de amostras. São
utilizadas duas dietas, a primeira isenta de proteína (DIP), e a teste para substituição da DIP
pelo alimento teste. Em todas as dietas é adicionado indicador e estas são fornecidas duas
vezes por dia. As digestas são coletadas em diferentes horários ao longo do dia, e
acondicionadas em sacos plásticos amarrados diretamente nas cânulas e congeladas, para
posteriores análises laboratoriais.
Digestibilidade Ileal: método sacrifício
Neste método podem ser utilizados animais em crescimento e leitões desmamados.
São fornecidas duas dietas, uma dieta isenta de proteína para avaliar as perdas endógenas
e a dieta teste, em ambas é adicionado óxido crômico. Apolônio et al. (2002) descreveram o
protocolo correto para abate dos animais e coleta da digesta. No período de coleta é
realizado um jejum prévio de 40 horas, sendo os animais abatidos sete horas após a
ingestão da dieta, em que é retirado um segmento de 20 cm do íleo para a coleta da
digesta.
Classificação dos alimentos
Conceito de alimento: toda matéria capaz de ser transformada e utilizada pelos
animais. São constituídos de elementos denominados nutrientes que exercem papel
particular no organismo.
De forma geral, os alimentos são classificados em: energéticos (menos de 20% de
proteína), proteicos (mais de 20% de proteína), os quais são subdivididos em proteicos de
origem vegetal e animal, macrominerais, micromineirais, aditivos que atuam em processos
digestivos ou modificam a flora intestinal e outros ingredientes (Tabela 16.1).
Alimentos alternativos para suínos
278
Tabela 16.1 Principais ingredientes utilizados na fabricação de rações para suínos
Classificação Ingredientes
Energéticos
Milho, sorgo, milheto, trigo, triguilho, triticale, cevada, aveia, quirera de arroz, farelos de trigo e de arroz, mandioca e raspa de mandioca, caldo de cana, óleo de soja degomado, gorduras animais.
Proteicos de origem vegetal
Subprodutos do processamento de vegetais: farelos de soja, de glúten, de algodão, de amendoim, de girassol, de canola; leveduras de destilarias, polpa cítrica, quinoa, amaranto, ervilhas.
Proteicos de origem animal
Farinhas de carne e ossos, de carne, de peixes, de penas hidrolisadas, de vísceras, de sangue.
Macrominerais
Calcário calcítico, farinha de ossos calcinada, farinha de ostras, fosfatos mono e bicálcico, sal comum.
Microingredientes
Vitaminas, micro - minerais, L - lisina, DL – metionina, L-treonina, L-triptofano.
Ingredientes que auxiliam o processo digestivo e (ou) modificam a flora intestinal
Ácidos orgânicos, enzimas, antioxidantes, probióticos, prebióticos, extratos herbais.
Outros ingredientes
Antimicrobianos usados preventiva ou curativamente, Antiparasitários, antioxidantes, adsorventes de micotoxinas.
Adaptado de Bellaver e Ludke (2004)
Segundo Bellaver e Ludke (2004), como regra geral as alternativas de alimentação
de suínos, disponíveis para uso direto nas granjas, são restritas aos macroingredientes de
origem vegetal, sendo estes divididos em:
a) Ingredientes energéticos, como a raiz de mandioca (in natura, silagem da raiz,
raspa integral, farinha e farelo residual) e caldo de cana.
b) Energéticos idênticos ao milho como o sorgo, o milheto, grão de arroz e arroz na
forma de quirera. Apresentam a possibilidade de substituição total do milho causando
apenas pequenos ajustes na porcentagem dos demais ingredientes da ração.
c) Fornecedores de energia com nível de proteína mais elevado do que o milho (pelo
menos acima de 14%), como por exemplo, o farelo de arroz integral (muito sensível à
rancificação), a semente de girassol e a soja integral inativada (tostada, cozida, extrusada).
São os ingredientes que apresentam elevado teor de extrato etéreo e por esse motivo
apresentam maior densidade energética. São recomendados para substituir entre 75% a
100% da proteína fornecida pelo farelo de soja em dietas para matrizes em lactação.
Carvalho et al.
279
d) Fornecedores de proteína como o farelo de algodão, o farelo desengordurado de
arroz, o farelo de girassol e as sementes de leguminosas (em especial o guandú) entre
outros. São ingredientes aptos à inclusão em dietas de suínos em crescimento e terminação
e fêmeas em gestação, substituindo entre 50% a 75% da proteína oriunda do farelo de soja.
e) Fornecedores de proteína com baixa energia, a exemplo do feno de leucena, feno
da folha de mandioca que podem substituir parcialmente o farelo de soja, são ingredientes
preferenciais para serem incluídos em proporção definida (no máximo 10%) nas dietas de
fêmeas em gestação porque apresentam elevado teor de fibra bruta e baixa densidade
energética.
Alimentos energéticos
Sorgo (Sorgum vulgare)
O sorgo esta entre os cereais mais cultivados no mundo, usado também na produção
de amido industrial, farinha, cerveja e óleo comestível. Na alimentação animal, pode ser
utilizado em dietas de suínos, substituindo parcialmente ou totalmente o milho. O grão de
sorgo apresenta 8% a 9% de proteína bruta, geralmente um pouco superior ao do milho
(RIBEIRO et al., 2010). Entretanto, maiores níveis de proteína no sorgo não mantém a
mesma proporção de aminoácidos essenciais para a nutrição de suínos e aves. Esta
variação na composição do sorgo é causada principalmente pelas condições climáticas e
pelos diferentes tipos de solo onde é cultivado (ZARDO; LIMA, 1999).
Quanto ao aspecto nutricional, o sorgo é muito semelhante ao milho. Possui o
endosperma formado principalmente por amido, sendo 27% amilose e 73% amilopectina. A
diferença entre os dois grãos está no tipo de proteína que envolve o amido. No sorgo, a
proteína e o amido estão mais aderidos, o que diminui a digestibilidade do grão e
consequentemente da ração que contêm este nutriente. A energia digestível e metabolizável
do sorgo, para suínos, é cerca de 6% inferior ao milho.
Segundo Magalhães e Durães (2003), devido à ausência de proteção física para as
sementes, como a palha no caso do milho, a planta do sorgo produz vários compostos
fenólicos, utilizados como defesa contra patógenos, pássaros e outros competidores. Entre
estes compostos destaca-se o tanino condensado, que tem ação antinutricional
principalmente para animais monogástricos, devido sua complexação com as proteínas,
afetando a digestibilidade e alterando a palatabilidade. Fialho e Barbosa (1997) relatam que
a presença do tanino inibe a ação de algumas enzimas presentes no sistema digestivo e
prejudica a absorção intestinal dos nutrientes.
Alimentos alternativos para suínos
280
Pesquisas têm mostrado que nas rações de suínos, em crescimento e terminação, o
sorgo de baixo tanino pode substituir o milho em até 100% e o de alto tanino em até 85%,
sem prejudicar o desempenho dos animais. No entanto, quando isso acontece, verifica-se
uma tendência de aumento no consumo de ração e piora na conversão alimentar dos
suínos, em consequência do valor energético do sorgo ser inferior ao do milho (FIALHO,
2009).
Milheto (Pennisetum glaucum L.)
Originário da África, o milheto pérola (Pennisetum glaucum L.) apresenta elevada
resistência aos períodos de déficit hídrico prolongado, às temperaturas elevadas, e aos
solos de baixa fertilidade, em função da sua capacidade de extração de nutrientes, devido a
seu sistema radicular profundo (PEREIRA FILHO et al., 2003). O endosperma representa
75% do grão do milheto, enquanto que o gérmen representa 15% e o farelo 10%. O gérmen
constitui uma parte significativa do grão total do milheto, apresentando assim elevado teor
de proteína e óleo o que possivelmente explica seu elevado teor de energia bruta. Seu teor
de aminoácidos é superior ao do milho e do sorgo (FIALHO, 2009).
Em estudos de Nicolaiewsky e Prates (1987), verificou-se que a utilização do milheto
pode substituir em até 100% o milho, no entanto o balanceamento energético deve ser
corrigido, em função do menor valor energético do milheto em relação ao milho.
A concentração da energia digestível do milheto, para suínos, é cerca de 15% inferior
à do milho, fato que pode ser explicado pela maior quantidade de fibra em detergente neutro
e fibra em detergente ácido, presentes no milheto, o que proporciona redução no
aproveitamento da energia bruta (LAWRENCE et al., 1995). Mesmo com essa característica,
o grão de milheto pode ser considerado uma fonte viável de substituição ao milho em rações
de suínos, aves, peixes e bovinos, competindo com vantagens em relação ao sorgo, como
ingrediente alternativo ao milho (BASTOS et al. 2002).
Nutricionalmente, o milheto também possui características interessantes para
monogástricos, sendo seu teor proteico superior ao do milho e do sorgo (ADEOLA e
ORBAN, 1995). De acordo com Ejeta et al. (1987), a concentração de aminoácidos do
milheto é superior ao sorgo e ao milho e comparável a outros pequenos grãos, como a
cevada e o arroz.
Lawrence et al. (1995), em estudo com suínos na faixa de peso de 16,3 a 25,0 kg e
utilizando rações não isoenergéticas, observaram efeito quadrático dos níveis de milheto
sobre a ingestão diária de ração e ganho de peso, não apresentando diferenças na
conversão alimentar. O nível recomendado de inclusão do milheto foi de 25%.
Carvalho et al.
281
Trabalhando com diferentes níveis de substituição do milho pelo milheto (0, 25%,
50%, 75% e 100%) em suínos na fase de crescimento, Nunes et al. (1997) não observaram
redução no desempenho.
Estudos conduzidos por Bastos et al. (2002) mostraram que a inclusão de até 60%
de milheto em rações para suínos nas fases de crescimento e terminação não reduziu o
desempenho, nem alterou as características de carcaça. Desta forma, o grão de milheto
pode ser considerado uma fonte viável de substituição ao milho em rações de suínos, aves,
peixes e bovinos, competindo com vantagens em relação ao sorgo, como ingrediente
alternativo ao milho.
Mandioca (Manihot sculenta L.)
A mandioca possui elevado teor de carboidratos e pode ser utilizada em substituição
ao milho para suínos nas fases de crescimento e terminação (FIALHO, 2009). As raízes,
principal matéria-prima da planta, apresentam a seguinte composição química: 60% a 65%
de umidade, 21% a 33% de amido, 1,0% a 1,5% de proteínas, 0,7% a 1,06% de fibras e
0,6% a 0,9% de cinzas (BUTOLO, 2002).
A raiz da mandioca é rica em energia com elevado coeficiente de digestibilidade,
possui baixa quantidade de fibras sendo pobre em proteína. Estudos mostram que pode ser
incluída na formulação de rações de animais domésticos, devido ao seu valor energético e à
sua palatabilidade, entretanto é necessária uma fonte proteica na formulação das dietas
(CARVALHO, 1986).
O fator limitante da utilização da mandioca na alimentação de suínos é a presença
do ácido cianídrico (HCN), um composto químico responsável por causar intoxicações e
casos clínicos. Este se constitui de parte estrutural dos glicosídeos, que ao se hidrolisarem e
em contato com a enzima Linamarase, liberam o HCN, que ao reagir com alguns minerais
inibe a atividade das metalo-enzimas, e consequentemente do transporte de O2, o que da
origem a uma anoxia históxica ao animal (FIALHO, 2009).
No Brasil, para a alimentação animal, são considerados dois tipos principais de
produtos da mandioca, a farinha integral e a raspa. A farinha integral consiste do tubérculo
desidratado e moído e a farinha ou farelo de raspa consiste do subproduto após a extração
do amido da mandioca (fécula) (BUTOLO, 2002).
Os principais métodos para eliminação da toxidez da mandioca consistem no
cozimento em água, secagem ao sol, torrefação e ensilagem da mandioca in natura.
Silva et al. (2010), em trabalhos com uso da silagem da raiz da mandioca contendo
ou não soja integral na alimentação de suínos, na fase de crescimento, verificaram que
animais alimentados com os dois tipos de silagem de mandioca tiveram melhor conversão
Alimentos alternativos para suínos
282
alimentar, provavelmente pela ausência de inibidores de tripsina, pela queda do pH na
silagem e devido ao perfil de amido da mandioca.
Arroz (Oryza sativa L.)
O arroz é mundialmente produzido para ser aproveitado na alimentação humana.
Devido ao custo de produção ser superior ao milho, apenas os subprodutos são utilizados
na alimentação animal (ANDRIGUETTO et al., 1983; TEIXEIRA, 1997). Entretanto, quando
não estiver dentro das especificações para tal ou quando razões econômicas o permitem,
pode ser utilizado na alimentação animal (RIBEIRO et al. 2010).
Os subprodutos do arroz, como a quirera de arroz, casca de arroz, farelo de arroz
desengordurado e integral, podem ser utilizados como excelentes fontes de nutrientes na
alimentação de suínos.
Farelo de arroz integral (FAI)
Na alimentação de suínos, o farelo de arroz integral (FAI) é um bom substituto do
milho por apresentar composição química e energética semelhantes. No entanto, devido à
falta de padronização no processamento do arroz, a composição química pode variar de
acordo com a incorporação de cascas e de grãos quebrados (FIALHO, 2009).
Cerca de 13% do peso dos grãos, consiste do pericarpo, gérmen, fragmentos de
arroz e pequenas quantidades de casca, com granulometria semelhante ao farelo. A
composição química é variável em função do tipo de processamento. Os teores de proteína,
fibra e gordura são superiores aos do milho, o amido e a gordura são as principais fontes de
energia deste ingrediente. O FAI possui alto teor em vitaminas do complexo B, como
tiamina, riboflavina e niacina. Alguns fatores antinutricionais limitam o uso do FAI na
alimentação de suínos, como a presença de casca que possui altos teores de celulose e
sílica, os oxalatos e fitatos, além da alta concentração do fósforo. O conteúdo de gordura
deste subproduto é elevado em ácidos graxos insaturados facilmente peroxidáveis, como o
ácido palmítico, linoleico e oleico (RIBEIRO et al., 2010). Devido ao alto teor de óleo, o FAI
pode rancificar facilmente, sendo necessária a adição de antioxidante nas rações, quando
armazenadas por mais de 10 dias.
Em pesquisas recentes, Gomes et al. (2012) verificaram que o farelo de arroz
integral pode ser utilizado até o nível de 30% em rações de leitões (43 a 67 de idade) sem
causar prejuízos no desempenho.
Estudo realizado por Bertol et al. (1990), com suínos nas fases de crescimento e
terminação, mostrou que o FAI pode substituir o milho em até 100% sem prejudicar o
Carvalho et al.
283
desempenho dos animais. Por outro lado, Campos et al. (2002) observaram que os suínos
(em crescimento e terminação) que consumiram FAI apresentaram desempenho inferior.
Farelo de arroz desengordurado (FAD)
É um subproduto da extração do óleo contido no FAI. Esse processamento permite
um tempo de armazenamento mais prolongado, entretanto, reduz seu valor energético. O
FAD também apresenta elevado conteúdo de fósforo fítico, o que justifica a utilização de
fitase nas dietas com FAD (FIALHO, 2009).
Segundo Ribeiro et al. (2010), o FAD representa aproximadamente 82% do peso do
farelo de arroz integral. Apresenta teores de proteína e fibra superiores e de gordura e
energia digestível inferiores, quando comparado ao milho. Devido ao baixo teor de gordura,
não apresenta problemas de deterioração, observados no farelo de arroz integral.
De forma geral, o FAD na alimentação de suínos é limitado pelo alto teor de fibra
bruta e de fósforo, podendo ser incluído em até 30% nas dietas de crescimento e
terminação.
Ludke et al. (2002) avaliando a inclusão de 30% do farelo de arroz desengordurado
em dietas de suínos em fase de crescimento e terminação, não obtiveram prejuízos no
desempenho dos animais.
Quirera de arroz (QA)
A QA é composta por grãos defeituosos e que foram quebrados após o polimento
para consumo humano, representando cerca de 10% do total processado. Pode ser
encontrada em graus variados de limpeza e os principais contaminantes são cascas de
arroz, sementes de capim-arroz (Equinocloa spp) e angiquinho (Aeschinomene spp). Possui
valor nutricional semelhante ao milho para suínos, podendo ser utilizado sem restrições nas
dietas de suínos em crescimento e terminação (RIBEIRO et al., 2010).
A quirera de arroz é um produto de alta qualidade que possui níveis de proteína e de
energia metabolizável semelhantes ao milho (ROSTAGNO et al., 2011). Embora apresente
um nível de gordura inferior ao milho, à quirera de arroz compensa essa carência com o
elevado teor de amido. Segundo o mesmo autor, a quirera de arroz, quando comparada com
o milho, apresenta nível de fibra bruta inferior, enquanto que para os aminoácidos lisina e
metionina, apresenta valores levemente superiores.
Segundo Butolo (2002), uma das vantagens da utilização de quirera de arroz na dieta
dos animais é a ausência ou nível muito reduzido de micotoxinas devido à forma de colheita
e processamento do arroz.
Alimentos alternativos para suínos
284
Em estudos utilizando níveis de 0, 20%, 40% e 60% de quirera de arroz, substituindo
o milho em rações de suínos em crescimento e terminação, Conci et al. (1996) não
obtiveram diferença estatística para os parâmetros de desempenho e concluíram que a
quirera de arroz pode substituir o milho em até 60%. Resultados semelhantes foram obtidos
por Menezes et al. (2000), os quais avaliaram o desempenho de suínos na fase de
terminação, alimentados com rações contendo 0, 25%, 50%, 75% e 100% de quirera de
arroz em substituição ao milho, e concluíram que a inclusão da mesma na alimentação de
suínos não prejudicou o desempenho, e portanto, este produto pode substituir o milho nas
rações na fase de terminação em até 100%.
Trigo (Triticum spp.)
O uso preferencial do trigo é na alimentação humana, entretanto quando destinado à
alimentação animal, são utilizados os grãos de qualidade inferior ou os subprodutos do
processamento industrial. Alguns fatores contribuem para o emprego do trigo na
alimentação de suínos, como o fator preço, aliado à composição nutricional. Considerando
que o trigo não compete com o milho em relação à infraestrutura produtiva da propriedade,
torna-se economicamente viável integrá-lo em um sistema de produção com milho e suínos
(ZARDO; LIMA, 1999).
No Brasil, a produção de trigo tem obtido um crescimento significativo, mas não é
suficiente para atender a demanda interna, o que torna este país um dos grandes
importadores. O trigo integral tem sido utilizado na alimentação animal somente quando as
condições climáticas desfavoráveis o tornam desqualificado para a produção de farinha
(BUTOLO, 2010).
O farelo de trigo, subproduto resultante da moagem do trigo, é um alimento
geralmente utilizado para fêmeas suínas em gestação e na fase de crescimento e
terminação. No entanto, em função do seu efeito laxativo sua utilização na ração para
matrizes próximas a parição não deve ultrapassar a 20%. Já na fase de crescimento e
terminação o nível recomendado é de 30% (FIALHO et al., 1986).
Como fatores antinutricionais, o farelo de trigo possui pentosanas (PNA) e inibidores
de tripsina e quimiotripsina. Os níveis destes fatores antinutricionais podem limitar sua
inclusão na ração de suínos, em substituição ao milho, uma vez que o desempenho dos
animais pode ser prejudicado devido ao menor aproveitamento dos nutrientes das rações
(RIBEIRO et al. 2010).
Carvalho et al.
285
Triticale (Triticosecale rimpaui Wittm)
O triticale é um cereal híbrido resultante do cruzamento entre o trigo duro (Triticum
durum) e o centeio (Secale cereale). Apresenta uma ampla gama de usos potenciais na
alimentação animal, especialmente para a pequena propriedade na forma de forragem
verde, silagem de plantas jovens, feno, silagem da planta adulta, silagem do grão úmido e
grão seco (ZARDO; LIMA, 1999).
O triticale apresenta as mesmas vantagens do trigo, em relação às condições de
produção nas propriedades suinícolas, como forma de minimizar os custos com a produção
de alimentos, e potencializar o uso dos fatores produtivos, especialmente a terra, mão de
obra e maquinários (ZARDO; LIMA, 1999).
Estudos conduzidos por Ferreira et al. (1991) evidenciaram que pode-se substituir
em até 100% o milho nas dietas de suínos por triticale, possibilitando ainda uma redução na
inclusão do farelo de soja nas rações.
Segundo Ribeiro et al. (2010) existem algumas limitações para o uso do triticale na
alimentação de suínos devido aos polissacarídeos não amiláceos (PNA). No entanto, a
adição de complexos multienzimáticos como celulases, hemicelulases e xilanases pode
viabilizar a substituição do milho por triticale em rações de suínos.
Cevada (Hordeum sativum)
Em alguns países a cevada tem participação expressiva na alimentação animal. No
Brasil destina-se para esse fim somente a cevada que não atende às normas exigidas pelas
indústrias produtoras de cervejas. Seus valores nutricionais de proteína bruta, lisina,
triptofano e aminoácidos sulfurados são inferiores ao milho, para suínos em crescimento e
terminação, embora contenha maiores quantidades do que este cereal. Possivelmente, isso
ocorre devido ao maior teor de fibra, e da incapacidade do suíno para consumir a
quantidade de energia necessária para seu máximo desempenho (FIALHO, 2009).
Fialho et al. (1992), concluíram que o nível máximo de inclusão de cevada foi de 80%
na alimentação de suínos em fases de crescimento e terminação.
Ainda no campo, a cevada pode ser alvo de fungos como Fusarium ou Giberella, que
em condições favoráveis de umidade e temperatura podem produzir micotoxinas. Um
indicativo disso pode ser a presença de grãos giberelados sendo recomendada a remoção
do produto, com auxílio de equipamentos de limpeza.
Alimentos alternativos para suínos
286
Casca de café seca e melosa
Na cultura do café, os principais resíduos são polpa, casca, mucilagem e água
residual (ROJAS et al., 2002). Em virtude da crescente preocupação com os problemas
ambientais, houve aumento do interesse sobre a destinação desses resíduos, gerados do
processamento agro-industrial do café (RIBEIRO FILHO, 1998).
A produção de casca integral é de aproximadamente 50% da produção total
(SOCCOL, 2000), sendo este resíduo formado por pergaminho, mucilagem e casca.
Dependendo do tipo de grão colhido e do processamento é possível obter duas frações
distintas de casca, a casca de café seca e a casca de café melosa. A casca de café seca é
constituída basicamente de pergaminho, que representa em média 32,4% da casca integral
e corresponde a fração mais leve e rica em carboidratos fibrosos (TEIXEIRA, 1999;
OLIVEIRA, 2001). A outra fração, a casca de café melosa é constituída de casca,
mucilagem e pequenas quantidades de pergaminho, diferindo-se da polpa de café por não
sofrer fermentação (VILELA et al., 2001).
A casca de café melosa apresenta níveis maiores de proteína bruta e níveis menores
de fibra detergente neutro e fibra em detergente ácido, quando comparada com os demais
componentes da casca, o que resultaria em melhor valor nutricional (VILELA et al., 2001).
Em função da ausência do pergaminho, componente altamente fibroso, esse subproduto é
viável para ser utilizado na alimentação de suínos (OLIVEIRA, 1999).
Segundo Bressani et al. (1972) o fruto de café é composto pelo grão ou endosperma
(54%), o pergaminho ou endocarpo (membrana que reveste o grão, 12%), capa
mucilaginosa (reveste externamente o pergaminho, 5%), a polpa ou mesocarpo (29%) e a
casca ou pericarpo/exocarpo, que é a membrana externa que recobre todo o fruto do café
que representa 46% da matéria seca grão. Assim, a partir de 1 kg de café cereja, com
34,5% de MS, obtém-se aproximadamente 191 g de grãos-de-café seco, 100 g de MS de
polpa, 17 g de MS de mucilagem e 41 g de MS de pergaminho.
Dentre os trabalhos mais relevantes, Oliveira (1999) utilizando níveis de inclusão
crescente de casca de café (0, 5%, 10% e 15%) em substituição ao milho, verificou redução
na digestibilidade e no desempenho dos suínos, concluindo que o nível viável
economicamente seria de até 5% de inclusão na ração. Em outros estudos Oliveira (2001),
utilizando casca de café melosa na alimentação de suínos em terminação, observou que
este subproduto apresenta baixos valores de digestibilidade e que propicia redução no
desempenho dos animais. Em estudos semelhantes Poveda Parra et al. (2008) verificaram
que casca de café melosa pode ser incluída em até 5% na ração na fase de crescimento e
9,5% para fase de terminação, sem redução no desempenho, sendo economicamente
viável, além de proporcionar carcaças mais magras.
Carvalho et al.
287
Por outro lado, Brand (1999) destaca que para o melhor aproveitamento da casca do
café na alimentação animal, é necessária a redução dos compostos antifisiológicos e
antinutricionais, tais como a cafeína, taninos e polifenóis. A existência destes compostos
reduz a ingestão, a digestibilidade das proteínas e a retenção do nitrogênio.
Em outra linha de pesquisas, Carvalho et al. (2009) e Carvalho et al. (2011)
trabalhando com inclusão da casca de café melosa ensilada na alimentação de suínos em
fases de crescimentos (15 a 90 kg), observaram que este resíduo pode ser utilizado em até
16% de inclusão nas dietas, sem prejudicar o desempenho dos animais, além do processo
de ensilagem propiciar redução na percentagem de cafeína na casca de café.
Silagem de grãos úmidos
A silagem de grãos úmidos é um método alternativo aos grãos secos, este
processamento tem por finalidade aumentar a disponibilidade da energia nas rações, evitar
problemas com micotoxinas e melhorar características de mistura para facilitar a
administração do alimento e melhorar o desempenho animal (OWENS et al. 1997).
Lopes et al. (2002) avaliando o efeito do processo de ensilagem nos grãos úmidos de
milho, descrevem que as alterações físicas e químicas ocorridas no endosperma e na
superfície dos grânulos de amido durante o processo fermentativo promoveu melhor valor
nutricional dos grãos, devido possivelmente a susceptibilidade dos grãos ao ataque
enzimático durante a digestão. Resultados semelhantes foram obtidos por Oliveira et al.
(2004) em trabalhos com leitões de 0 a 14 dias, que verificaram menor consumo de ração e
melhor conversão alimentar quando houve a substituição total de grão de milho seco (GMS)
pela silagem de grãos úmidos de milho (SGUM), comprovando que a silagem é uma
alternativa viável na alimentação de leitões.
Pesquisas realizadas na Universidade Estadual Paulista, com a utilização de silagem
de grãos úmidos de milhos na alimentação de leitões, Tofoli et al. (2006) testaram a SGUM
e GMS com diferentes níveis de inclusão de óleo e observaram uma melhora na conversão
alimentar comprovando que o processo de ensilagem melhora o valor nutricional do milho.
Além disso, o milho com alto teor de óleo é eficiente na alimentação de leitões,
especialmente nas duas primeiras semanas após o desmame. Em estudos semelhantes,
Tse et al. (2006) forneceram SGUM para leitões de 31 a 58 dias de idade e observaram uma
redução no consumo de ração e melhoria na conversão alimentar no desempenho dos
animais.
Silva et al. (2005) avaliando a digestibilidade e balanço metabólico da SGUM para
suínos na fase de crescimento em comparação ao GMS, observaram que os coeficientes de
digestibilidade aparente da silagem foi de 85% para a proteína bruta, 90% para a energia
Alimentos alternativos para suínos
288
bruta e 90% para matéria seca. Os autores concluíram que a substituição do GMS por
SGUM, na dieta de suínos, não afeta os balanços de nitrogênio e da energia, podendo a
SGUM apresentar teores digestíveis de MS, energia bruta e metabolizável, superiores.
Lopes et al. (2001) trabalhando com suínos na fase de crescimento e terminação,
verificaram que a utilização do milho na forma de silagem não afetou o ganho diário de peso
nas fases estudas, no entanto observaram menor consumo diário de ração e melhor
conversão alimentar nas fases de terminação e período total.
O uso de silagem de grãos úmidos de cereais na alimentação animal tem como
opção o grão de sorgo, que também é uma alternativa para a redução dos custos das
rações. Segundo Nunes et al. (2008), o sorgo possui adaptabilidade aos diversos tipos de
solos e climas do Brasil, podendo ser cultivado em áreas com menor disponibilidade hídrica.
O processo de ensilagem tem como finalidade aumentar a digestibilidade dos
nutrientes e reduzir os fatores antinutricionais presentes em alguns grãos, como o tanino
nos grãos de sorgo. Estudos conduzidos por Lopes et al. (2002) mostraram que leitões na
fase de creche apresentaram melhor desempenho quando alimentados com SGUS, com
baixo conteúdo de tanino, e que a silagem de grãos úmidos de sorgo, de alto conteúdo de
tanino, apresentou valor nutricional semelhante ao do GMS. Patrício et al. (2006) relataram
um aumento no consumo de ração para o tratamento com SGUS de baixo tanino,
comprovando que o processo fermentativo da ensilagem promove redução dos teores de
tanino e melhora a palatabilidade dos grãos de sorgo.
Resíduos Frutíferos
Atualmente as agroindústrias investem no aumento da capacidade de
processamento, gerando grandes quantidades de subprodutos, que em muitos casos são
considerados como custo operacional para as empresas ou fonte de contaminação
ambiental. Segundo Lousada Júnior et al., (2006) na indústria frutífera, em geral, calcula-se
que, do total de frutas processadas (manga, acerola, maracujá e caju) para a produção de
sucos e polpas, 40% são resíduos agroindustriais.
Nos últimos anos houve um aumento na busca por resíduos oriundos do
processamento de frutas para inclusão na alimentação animal. Estes são obtidos
principalmente da produção de sucos, geleias e polpas, por isso agregam valores a
produção, gerando menor potencial de impacto ambiental e contribuírem com a redução da
utilização dos alimentos tradicionais, como milho, do farelo de soja e outros grãos na
alimentação animal, os quais competem com a alimentação humana (ARAUJO et al., 2008).
Entre os principais resíduos do processamento de frutas utilizados nas dietas de
suínos destacam-se: o Farelo de Polpa Cítrica e o Farelo da Semente do Maracujá.
Carvalho et al.
289
Polpa Cítrica
O esmagamento da laranja gera cerca de 50% de um resíduo constituído de casca
(flavedo e albedo), polpa (resíduo do suco), bagaço (membranas) e sementes. O bagaço
úmido é o principal subproduto sendo este o resíduo integral da extração do suco. Já a
polpa cítrica, contém 90% de matéria seca e é considerado um coproduto oriundo do
processo de secagem do resíduo integral.
Após o processo de secagem do bagaço úmido obtém-se cerca de 85% de polpa
cítrica, sendo o restante constituído por farelo de citros e finos (BAMPIDIS; ROBINSON,
2006).
Em outros países, além da polpa de laranja, há disponibilidade da polpa de limão e
de beterraba. Essas têm como característica comum à presença de uma substância
denominada de pectina, derivada do ácido galacturônico (FIALHO, 2009).
Em estudo recente Watanabe et al. (2010), utilizando diferentes níveis de inclusão de
(10%, 20% e 30%) de polpa cítrica, para suínos na fase de terminação (83,7 a 130 kg),
determinaram, com base no ganho de peso diário, 10,79% como o melhor nível de polpa
cítrica.
Farelo da Semente do Maracujá
O Farelo de Semente do Maracujá é composto em sua grande maioria por sementes,
além da casca e mucilagem em menores proporções. Após a moagem apresenta coloração
escura, característica do tegumento da semente e um aspecto gorduroso, devido ao elevado
teor de extrato etéreo. Segundo Pereira et al. (2009), nos subprodutos do maracujá, a
presença de semente também interfere no conteúdo de extrato etéreo. O percentual de óleo
na semente de maracujá é de aproximadamente 28,9% do peso do farelo seco obtido, com
elevado teor de ácidos graxos insaturados, o que demonstra que este produto tem um bom
potencial para aproveitamento tanto na alimentação humana e animal, como em uso para
indústria de cosméticos.
De acordo com Oliveira et al. (2002) os principais subprodutos da extração do suco
de maracujá são as cascas e as sementes, que correspondem cerca de 60%-70% do peso
do fruto. Estudos de Ferrari et al. (2004) confirmam que na forma in natura, o maracujá é
constituído por 50,3% de casca, 23,2% de suco e 26,2% de sementes, as quais
representam cerca de 6% a 12% do peso total do fruto, com base na matéria seca.
Este subproduto tem sido pesquisado e se mostrado viável como fonte alimentar de
bom valor nutricional, reduzindo custos e, ao mesmo tempo, diminuindo o passivo ambiental
proveniente do processamento industrial (BERTIPAGLIA et al., 2008).
Alimentos alternativos para suínos
290
As sementes do maracujá caracterizam-se como boas fontes de óleo, carboidratos,
proteínas, minerais (TOCCHINI, 1994) e fibras alimentares, consistindo principalmente de
celulose, substâncias pécticas e hemicelulose (CHAU; HUANG, 2004). Entretanto, a
presença do alto conteúdo de celulose e lignina, nas sementes de maracujá, pode limitar
sua utilização na alimentação animal, principalmente de animais monogástricos.
De acordo com estudos de Togashi et al. (2007) as sementes de maracujá
apresentam: 3.312 kcal kg-1 de energia bruta; 14,45% de proteína bruta; 24,50% de extrato
etéreo e 1,40% de cinzas. Resultados similares foram obtidos por Perondi et al. (2014), os
quais utilizaram sementes de maracujá com 3.223 kcal kg-1 de EM; 12,20% de proteína
bruta; 19,45% de extrato etéreo e 2,59% de cinzas.
Togashi et al. (2008) verificaram a possibilidade da utilização em até 8% da semente
de maracujá, nas rações para frangos de corte, sem afetar o desempenho produtivo dos
animais, melhorando a conversão alimentar e promovendo redução dos teores de colesterol
na carcaça das aves.
Em estudo recente, Perondi et al. (2014) trabalhando com suínos na fase de
crescimento e terminação, verificaram que o farelo da semente de maracujá pode ser
utilizado em até 16% de inclusão nas dietas, sem prejuízos no desempenho e nas
características quantitativas e da qualidade da carcaça e da carne.
Este resíduo é uma excelente alternativa, pois possui elevado nível de energia bruta
e proteína bruta. Entretanto, na aquisição do resíduo este deve ser estocado com 10% a
12% de umidade, garantindo assim suas características nutricionais e sensoriais, evitando
proliferação de fungos. Na literatura atual são escassas as informações sobre a utilização do
farelo de maracujá na alimentação de aves e suínos. Togashi et al. (2008) não observaram
prejuízos no desempenho de frangos de corte, alimentados com 4% e 8% de farelo de
semente de maracujá.
Atualmente, pesquisas ainda em andamento, na Universidade Estadual de Maringá,
o grupo de pesquisa de Nutrição de Suínos sob orientação do Prof. Dr. Ivan Moreira, estão
desenvolvendo trabalhos com objetivo de determinar o valor nutricional e o nível ideal de
inclusão do farelo da semente de maracujá na alimentação de suínos. Dados preliminares
mostram que este subproduto pode ser uma alternativa viável na substituição dos alimentos
energéticos tradicionais nas dietas de suínos.
Glicerina: Coproduto da Produção do Biodiesel
O biodiesel é derivado de fontes renováveis, o qual pode ser obtido por meio do
processo de transesterificação de gorduras animais ou de óleos vegetais. No processo de
produção industrial do biodiesel, para cada 100 litros de biodiesel produzido são gerados 10
Carvalho et al.
291
litros de glicerina. Esta por sua vez, pode ser comercializada em diversos estágios de
purificação, como na forma bruta com alto conteúdo de ácidos graxos e 50% a 60% de
glicerol, na forma semipurificada (70% a 80% de glicerol), conhecida como “Loira”, e
também na forma purificada, conhecida como glicerina farmacêutica ou destilada, com 95%
a 99% de glicerol. Atualmente é proposta sua utilização como uma fonte de alto potencial
energético na alimentação de suínos.
A Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), por meio da Resolução
386/1999, já colocava a glicerina como umectante na lista de aditivos permitidos para
alimentação humana e animal. Porém, não havia critérios de conformidade e de qualidade
para a glicerina destinada a este fim, nem a obrigação de registro prévio do produto. Em
maio de 2010, o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) autorizou o
uso da glicerina (bruta e loira) como insumo para alimentação animal e estabeleceu um
padrão mínimo de qualidade, como: glicerol (mínimo de 800 g kg-1); umidade (máximo
130 g kg-1); metanol (máximo 159 mg kg-1) e sódio e matéria mineral (valores garantidos
pelo fabricante g kg-1, podendo variar pelo processo produtivo).
Segundo Waldroup (2007), deve-se ter atenção especial aos fatores de qualidade
relacionados com a produção da glicerina, entre estes os níveis residuais de sódio, potássio,
metanol e teor de umidade da glicerina.
A glicerina é um líquido doce, altamente energético e pode ser utilizada pelos suínos
como qualquer nutriente glicogênico ou lipogênico, dependendo do status energético do
animal (JAGGER, 2008).
Vários estudos foram desenvolvidos com o uso da glicerina na alimentação de
suínos. Groesbeck et al. (2008) destacam que os valores energéticos (energia
metabolizável) do milho, trigo e da glicerina são semelhantes. Em outros estudos, Tibble et
al. (2007) recomendam a utilização da glicerina na alimentação de leitões em idade precoce,
em que os autores destacam que a glicerina é uma ótima alternativa energética na
substituição dos cereais, como o milho ou trigo. Da mesma forma Zijlstra et al. (2009)
avaliando leitões recém-desmamados, observaram que o valor de energia digestível para a
glicerina semipurificada foi de 3.510 kcal kg-1. A inclusão de até 8% nas dietas beneficiou
estes animais.
Christopher (2009), em pesquisa com a substituição de lactose por glicerina, na
alimentação de leitões recém-desmamados, confirma que a glicerina, além de melhorar a
durabilidade do pellet, fluidez, eficiência e temperatura da peletizadora, pode ser adicionada
nas dietas em níveis de até 5% sem prejudicar o desempenho dos animais. Adicionalmente,
Lammers et al. (2008b) observaram declínio na capacidade de suínos (± 11 kg)
Alimentos alternativos para suínos
292
metabolizarem níveis acima de 10% de inclusão, pelas enzimas envolvidas no metabolismo
do glicerol.
Desde a década de 90, na Europa, a utilização da glicerina na alimentação de suínos
tem sido alvo de estudos visando os efeitos da glicerina, oriunda de diferentes fontes, sobre
o desempenho, características de carcaça e qualidade de carne de suínos. Mourot et al.
(1993), em trabalhos com a utilização em até 5% de glicerina proveniente de óleo de colza,
na alimentação de suínos em crescimento (35-100 kg), observaram redução na perda de
água na cocção no músculo Semimembranoso.
Em estudos com animais em fase de crescimento (até 138 dias), Lammers et al.
(2008a) afirmaram que a inclusão de até 10% de glicerina semipurificada (84,51% glicerol;
11,95% umidade; 2,91% cloreto de sódio e 0,32% metanol) não afetou o desempenho e as
características quantitativas e qualitativas da carcaça. Estes resultados são semelhantes
aos obtidos quando houve adição da glicerina em rações à base de cevada e farelo de soja
(KIJORA et al, 1995; KIJORA; KUPSCH, 1996) e de farelo de trigo e soja (MOUROT et al.,
1994).
Kijora e Kupsch (1996) também não verificaram efeito significativo nas características
de carcaça, como perdas por gotejamento e cocção quando a glicerina foi incluída em 10%
na alimentação de suínos.
Em pesquisas recentes, Mendoza et al. (2010) concluíram que a inclusão em até
15% de glicerina purificada em dietas de suínos em terminação não prejudicaram o
desempenho, características quantitativas e qualidade da carne.
Na mesma linha, pesquisas indicam que a inclusão em até 5% da glicerina
semipurificada, proveniente da gordura animal e óleo de colza, propicia melhorias nos
parâmetros quantitativos e qualitativos da carcaça, como redução na perda de água por
gotejamento e cocção, aumento do teor de lipídios e melhoria na qualidade sensorial nos
músculos Longissumus dorsi e Semimembranoso (MOUROT et al., 1993; MOUROT, 2009),
além do aumento no rendimento no cozimento do presunto (CERNEAU et al. 1994). Estes
resultados não foram confirmados por Berenchtein et al. (2010), utilizando glicerina
semipurificada proveniente de sebo bovino, por Della Casa et al. (2009) e Mendoza et al.
(2010), testando glicerina purificada.
Da mesma forma, Duttlinger et al. (2009) não detectaram efeitos nas variáveis força
de cisalhamento, perda por cocção e características sensoriais com utilização de glicerina e
ractopamina na alimentação de suínos em terminação.
No Brasil, nos últimos anos diversas pesquisas foram desenvolvidas com objetivo de
estimar o valor nutricional da glicerina e determinar o nível de inclusão ideal deste coproduto
nas rações dos suínos. Na Universidade Estadual de Maringá, desde 2008, vários estudos
Carvalho et al.
293
foram conduzidos com a utilização da glicerina na alimentação de suínos. Em estudos
utilizando dois tipos de glicerina bruta, obtida do óleo vegetal e mista (óleo vegetal + gordura
animal), afirmam que este coproduto pode ser adicionado em até 12% na dieta de leitões
(CARVALHO et al. 2013) e suínos na fase de crescimento e terminação, sem prejuízos no
desempenho e na avaliação da carcaça (CARVALHO et al., 2012).
Resultados semelhantes foram obtidos em trabalhos utilizando glicerina
semipurificada (vegetal e mista) e glicerina semipurificada neutralizada na alimentação de
suínos de 15 a 90 kg (GONÇALVES et al., 2013; GONÇALVES et al., 2014; GOMEZ
GALLEGO et al., 2014).
Nas pesquisas desenvolvidas na Universidade Estadual de Maringá, os
pesquisadores citados acima sugerem algumas implicações no uso da glicerina na
alimentação de suínos:
Apesar dos órgãos governamentais definirem uma especificação técnica para
comercialização da glicerina pelas indústrias produtoras do biodiesel, recomenda-
se analisar, no mínimo, a glicerina quanto a concentração de metanol, cloreto de
sódio e ácidos graxos totais;
O produtor deverá estar atento à aquisição da glicerina bruta, pois esta possui
maior conteúdo de gordura, apresentando-se na forma sólida em baixas
temperaturas (inverno). Por esta razão, necessita-se de um aquecimento
controlado (30 a 40 ºC), o que pode dificultar o uso em algumas fábricas;
Em alguns casos, pode ocorrer o endurecimento da ração pronta, após a mistura
dos ingredientes da ração, entretanto é de fácil desintegração manual ou
mecânica. Entretanto, para facilitar o manuseio (evitar o “empelotamento” da
ração) na fábrica é útil fazer uma pré-mistura da glicerina com o farelo de soja,
antes de colocar no misturador junto com os demais ingredientes.
Alimentos Proteicos
Algodão (Gossypium hirsutum L.)
O farelo de algodão é o subproduto resultante da moagem do caroço do algodão no
processo industrial para extração do óleo para o consumo humano (FIALHO, 2009). A
avaliação deste subproduto como alimento alternativo ao farelo de soja visa sua inclusão
nas dietas para suínos nas diferentes fases de criação (PAIANO et al., 2006; PAIANO et al.,
2014).
O elevado teor de fibra e a presença de gossipol, pigmento amarelo, polifenólico,
encontrado nas glândulas do óleo do caroço de algodão, são os fatores limitantes quanto à
Alimentos alternativos para suínos
294
utilização desse ingrediente nas rações de monogástricos. Na maioria dos farelos, o
conteúdo de gossipol total, esta em torno de 1%, entretanto, desse total, somente 0,1% está
na forma de gossipol livre, que se liga quimicamente ao ferro da dieta, tornando-o
indisponível, causando problemas relacionados ao aparecimento de deficiência de ferro
(anemias). O restante do gossipol total é praticamente inerte, porém, sob condições de
excessivo aquecimento durante o processamento, o gossipol liga-se com a lisina, tornando-
a indisponível, através da reação de Maillard, portanto, reduzindo o valor nutricional da
proteína (BUTOLO, 2002).
Na literatura encontram-se diversos estudos com a utilização do farelo de algodão na
alimentação de suínos. Segundo Paiano et al. (2006), o nível máximo de inclusão de farelo
de algodão em dietas de leitões (15 a 30 kg) foi de 12%.
Resultados semelhantes foram obtidos por Moreira et al. (2006) em estudos com
suínos na fase inicial (15 a 30 kg), em que os autores confirmaram que o nível de inclusão
de 12% deste subproduto, não prejudicou o desempenho. Por outro lado, pesquisas
recentes Mello et al. (2012), ressaltam que a inclusão de 20% nas rações para suínos nas
fases de crescimento e terminação não afetou o desempenho. A tomada de decisão para
utilização do farelo do caroço de algodão deve ser baseado no preço do mesmo, quando
este apresenta valor de 55% do farelo de soja, acima deste torna-se inviável sua utilização
na alimentação de suínos.
Leveduras
Diversos grupos de microorganismos são utilizados como fonte de proteína
unicelulares e vitaminas, entre os quais se destacam as leveduras (YOURSI, 1982;
MOREIRA, 1984), consideradas importantes suplementos proteicos, em virtude do alto
conteúdo de lisina.
O uso da levedura na alimentação humana e animal possui diversas finalidades,
sendo que as espécies de leveduras mais utilizadas na produção de levedura alimentar são
a Torulopsis utilis (Candida utilis), Saccharomyces cerevisiae e Saccharomyces fragilis
(MIYADA, 1990).
A levedura obtida da indústria sucro-alcooleira é um alimento proteico composto por
células de levedura (Saccharomyces sp.) obtidas da fermentação anaeróbia do caldo de
cana ou do melaço (SCAPINELLO et al. 1996).
Em estudos com a utilização da levedura na alimentação de suínos Araújo et al.
(2006), observaram que a adição de níveis crescentes (0, 5%, 10% e 15%) de levedura
desidratada em dietas de suínos na fase inicial, não afetou o desempenho nem a morfologia
Carvalho et al.
295
intestinal (altura dos vilos, a profundidade das criptas e a relação vilosidade/cripta dos
leitões).
Na mesma linha de pesquisa, Moreira et al., (2002) avaliaram diferentes níveis de
levedura (Saccharomyces spp.) seca por spray dry (0, 7%, 14%, 21%) na alimentação de
suínos em crescimento e terminação, observando que a inclusão da levedura seca por spray
dry na fase de crescimento prejudicou a conversão alimentar, sem, contudo, influenciar o
consumo de ração e o ganho de peso.
Poveda Parra et al. (2013), afirmaram que a inclusão de até 20% de levedura mista
seca por spray dry em rações na forma farelada ou peletizada para leitões não interferiu no
consumo diário de ração, ganho diário de peso e a conversão alimentar.
Canola (Brassica napus L)
A canola é a terceira maior commodite mundial, sendo responsável por 16% da
produção de óleos vegetais (VIEIRA et al., 2010). O plantio da canola, como alternativa no
cultivo de inverno, propicia redução na ocorrência de doenças, contribuindo para que o trigo,
semeado no inverno, possua maior qualidade e menor custo de produção (TOMM, 2000).
A canola é uma oleaginosa melhorada da colza, que possui baixos níveis de
glucosinolatos na semente (< 3 μg g-1) e de ácido erúcico no óleo (< 2%) (BELL, 1993). No
Brasil, vem conquistando espaço na rotação de culturas de inverno, seu cultivo vem
aumentando a cada ano na região Sul do país, objetivando a produção de óleo rico em
ácidos graxos insaturados (SANTOS; BASSO, 1990).
O farelo de canola (FC) é o principal coproduto obtido da extração do óleo da
semente da canola (MUZTAR; SLINGER, 1982). Na literatura atual, diversas pesquisas
mostram este coproduto como um alimento proteico alternativo em rações para animais
monogástricos.
Moreira et al. (1995) verificaram que o nível máximo de inclusão de farelo de canola
em dietas de leitões, foi de 8,44%. Por outro lado, Moreira et al. (1996) trabalhando com
suínos em crescimento e terminação verificaram que a inclusão de níveis crescentes (7%,
14%, 21% e 28%) de FC na raçao proporcionou redução no desempenho dos suínos (61 a
141 dias).
Zanoto et al. (2009) observaram que o farelo de canola pode ser incluído nas dietas
de suínos em crescimento e terminação ao nível de substituição de 40% do farelo de soja.
Em pesquisas recentes, Peñuela Sierra (2011) descreve que o farelo de canola pode ser
adicionado em até 20% nas dietas dos suínos na fase inicial e em até 24% nas fases de
crescimento e terminação, sem interferir no desempenho e características da carcaça de
suínos.
Alimentos alternativos para suínos
296
Considerações finais
A utilização dos alimentos alternativos na suinocultura proporcionará uma redução
significativa nos custos com alimentação, através da substituição parcial ou total de
ingredientes tradicionais, como milho e farelo de soja.
Entre as maiores dificuldades em seu uso na indústria esta escassez de informações
sobre a composição nutricional, a presença de fatores antinutricionais e o preço ofertado no
mercado dos alimentos disponíveis.
Outros pontos de destaque estão na dificuldade do uso diário nas fábricas de rações,
a disponibilidade sazonal, preços e o uso de aditivos nas dietas com intuito de aumentar
aproveitamento dos alimentos alternativos pelos suínos.
Assim, é de grande validade o conhecimento da composição química, dos valores
nutricionais e dos seus níveis adequados de inclusão dos alimentos alternativos nas rações
de suínos, o que poderá contribuir efetivamente para a redução dos custos de produção.
Referências bibliográficas
ABIPCS-ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DA INDÚSTRIA PRODUTORA E EXPORTADORA DE CARNE SUÍNA. Produção mundial de carne suína. Disponível em: <http://www.abipecs.org.br/pt/estatisticas/mercado-interno.html>. Acesso em: 24 abr. 2012. ADEOLA, O.; ORBAN, J. I. Chemical composition and nutrient digestibility of pearl millet (Pennisetum glaucum) fed to growing pigs. Journal of Cereal Science. London, v. 22, p. 177-184,1995.
ANDRIGUETTO, P.; PERLY, L.; MINARDI, I. et al. Nutrição animal. v. 1, 2 ed. São Paulo: Nobel, 1983.
APOLÔNIO, R. L; DONZELE, J. L.; OLIVEIRA, R. F. M. et al. Digestibilidade ileal de aminoácidos de alimentos utilizados em dietas pré-iniciais para leitões determinada pelo método do sacrifício. Revista Brasileira de Zootecnia. Viçosa, v. 31, n. 5, p. 1983-1992, 2002.
ARAUJO, D. M.; SILVA, J. H. V.; ARAUJO, J. A.; et al. Farelo de trigo na alimentação de poedeiras semipesadas na fase de recria. Revista Brasileira de Zootecnia. Viçosa, v. 37, n. 1, p. 67-72, 2008. ARAÚJO, L. F.; JUNQUEIRA, O. M.; LOPES, L. E. Utilização de levedura desidratada (Saccharomyces cerevisae) para leitões na fase inicial. Ciência Rural. Santa Maria, v. 36, n. 35, p. 1576-1581, 2006.
BAMPIDIS, V.A.; ROBINSON, P.H. Citrus by-products as ruminant feeds: A review. Animal Feed Science and Technology. Amsterdam, v. 128, n. 3-4, p. 175-217, 2006.
BASTOS, A. O.; LANDELL FILHO, L. C.; PASSIPIERI, M.; BASTOS, J. F. P. Diferentes Níveis de Grão de Milheto (Pennisetum glaucum (L.) R. Brown) na Alimentação de Suínos. Revista Brasileira de Zootecnia. Viçosa, v. 31, n. 4, p. 1753-1760, 2002.
BASTOS, A. O.; MOREIRA, I.; FURLAN, A. C. et al. Efeitos da inclusão de níveis crescentes de milheto (Pennisetum Glaucum (L.) R. Brown) grão na alimentação de suínos em crescimento e terminação. Revista Brasileira de Zootecnia. Viçosa, v. 35, n. 1, p. 98-103, 2006. BELL, J. M. Factors affecting the nutritional value of canola meal: a review. Canadian Journal Animal Science. Ottawa, v. 73, p. 326-333, 1993.
BELLAVER C.; LUDKE J. V. Considerações sobre os alimentos alternativos para dietas de suínos. In: ENCONTRO INTERNACIONAL DOS NEGÓCIOS DA PECUÁRIA, Cuiabá, 2004.
BELLAVER, C. Utilização de grãos na produção de carne suína de qualidade. Revista Porkworld. Campinas, n. 19, p. 44-46, 2004.
Carvalho et al.
297
BERENCHTEIN, B.; COSTA, L.B.; BRAZ, D.B. et al. Utilização de glicerol na dietade suínos em crescimento e terminação. Revista Brasileira de Zootecnia. Viçosa, v. 39, n. 7, p.1491-1496, 2010.
BERTECHINI, A. G. Nutrição de monogástricos. Lavras: UFLA, 2013. 373p.
BERTOL, T. M.; NICOLAIEWSKY, S.; PENZ JUNIOR, A. M. et al. Farelo de arroz integral na alimentação de suínos em crescimento e terminação: I. fonte energética. Revista Brasileira de Zootecnia. Viçosa, v. 19, n. 2, p. 90-97, 1990.
BERTIPAGLIA, L. M. A.; ALCALDE, C. R.; SIQUEIRA, G. B. et al. Degradação in situ da matéria seca, proteína bruta e fibra em detergente neutro de silagens de milho e do resíduo da extração do suco de maracujá. Acta Scientiarum. Animal Sciences. v. 22, p. 765-769, 2008.
BRAND, D. Detoxificação biológica da casca de café por fungos filamentosos em fermentação no estado sólido. 117p. Tese (Mestrado em Tecnologia de Alimentos) - Universidade Federal do Paraná, 1999.
BRESSANI, R.; ESTRADA, E.; JARQUIN, R. Pulpa y pergamino de café. I. Composición química y contenido de aminoácidos de la proteína de la pulpa. Turrialba. San Jose, v. 22., n. 3, p. 299-304, 1972.
BUTOLO, J. E. Qualidade de ingredientes na alimentação animal. Campinas: Colégio Brasileiro de Nutrição Animal. 2002, 430p.
BUTOLO, J. E. Qualidade de ingredientes na alimentação animal. 2ª Edição, Campinas: Colégio Brasileiro de Nutrição Animal 430 p., 2010.
CAMPOS, R. M.; LUDKE, J. V.; TERRA, N. N. Farelo de arroz integral e farinha de mandioca integral na dieta de suínos e o efeito na carcaça e no pernil. In: CONGRESSO LATINO AMERICANO DE SUINOCULTURA, 1., 2002, Foz do Iguaçu, PR. Anais...Foz do Iguaçu, 2002. p. 239-240.
CARVALHO, J. L. H. A mandioca: raiz, parte aérea e subprodutos da indústria na alimentação animal. In: CURSO INTENSIVO NACIONAL DE MANDIOCA, 6.,1986, Cruz das Almas. Cruz das Almas: CNPMF/ EMBRAPA, 1986. p.93.
CARVALHO, P. L. O.; MOREIRA, I.; Crude glycerine in growing and finishing pigs feeding. Semina: Ciências Agrárias. Londrina, v. 34, n. 3, p. 1399-1410, 2013.
CARVALHO, P. L. O.; MOREIRA, I.; FURLAN, A. C. et al. Sticky coffee hull silage on the feeding of growing and finishing pigs. Revista Brasileira de Zootecnia. Viçosa, v. 40, n. 2, p. 343-351, 2011.
CARVALHO, P. L. O.; MOREIRA, I.; PAIANO, D. et al. Casca de café melosa ensilada na alimentação de suínos na fase inicial. Revista Ciência e Agrotecnologia. Lavras, v. 33, n. 5, p. 1400-1407, 2009.
CARVALHO, P. L. O.; MOREIRA, I.; TADEU, E. N. et al. Crude glycerine in diets for piglets. Revista Brasileira de Zootecnia. Viçosa, v. 41, n. 7, p. 1654-1661, 2012.
CERNEAU, P.; MOUROT, J.; PEYRONNET, C. Effet du glycerol alimentaire sur la qualite de la viande de porc et le rendement technologique du jambon cuit. Journées Recherche Porcine en France. Paris, v. 26, p. 193-198, 1994.
CHAU, C. F.; HUANG, Y. L. Characterization of passion fruit seed fibres: a potential fibre source. Food Chemistry. London, v. 85, p. 189-194, 2004.
CHRISTOPHER, S. M. Evaluation of the Nutritional Value of glycerol, a byproduct of biodiesel production, for swine. 2009. 54f. (Master Animal Science). North Carolina State University, Raleigh, North Carolina.
CONCI, V. A.; MAGALHÃES, R. M.; BENDER, P. E. et al. Avaliação de subprodutos do arroz na alimentação de suínos. A quirera de arroz nas fases de recria e terminação. Pesquisa Agropecuária Gaúcha. Porto Alegre, v. 1, p.79-88, 1996.
DELLA CASA, G.; BOCHICCHIO, D.; FAETI, V. et al. Use of pure glycerol in fattening heavy pigs. Meat Science. Barking, v. 81, p. 238-244, 2009.
DONKOH, A.; MOUGHAN, P. J.; SMITH, W. C. Comparasion of the slaughter method and simple T piece cannulation of the terminal ileaum for determining ileal amino acid digestibility in meat and bone meal for the growing pig. Animal Feed Science and Technology. Amsterdam, v. 49, p. 43-56, 1994.
Alimentos alternativos para suínos
298
DUTTLINGER A. W.; HOUSER, T. A.; DEROUCHEY, J. M. et al. Sensory Characteristics of Loins from Pigs Fed Glycerol and Ractopamine HCl During the Last 28 Days of Finishing. In: Proceedings of the Kansas Swine Day. p. 274-279, Kansas, 2009.
EJETA, G. HANSEN, M. M.; MERTZ, E. T. In vitro digestibility and amino acid composition of pearl millet (Pennisetum typhoides) and others cerelas. Proceedings of National academy of USA. Washington, v. 84, p. 6016-6019, 1987.
FERRARI, R. A.; COLUSSI, F.; AYUB, R. A. Caracterização de subprodutos da industrialização do maracujá – Aproveitamento das Sementes. Revista Brasileira de Fruticultura. Cruz das Almas, v. 36, n. 1, p. 101-102, 2004.
FERREIRA, A. S.; LIMA, G. J. M. M; GOMES, M. F. M.; ZANOTTO, D. L. Triticale na Alimentação de Suínos. Concordia: Embrapa Suínos e Aves. Comunicado técnico, 1991.
FIALHO, E. T. Alimentos alternativos para suínos. 1° Ed, Lavras: UFLA/FAEPE, 2009. 232 p.
FIALHO, E. T.; BARBOSA, H. P. Alimentos alternativos para suínos. Lavras: UFLA/FAEPE, 1997. 228p. FIALHO, E. T.; BARBOSA, H. P.; FERREIRA, A. S. et al. Utilização da cevada em dietas suplementadas com óleo de soja para suínos em crescimento e terminação. Pesquisa Agropecuária Brasileira. Brasília, v. 27, n. 10, p. 1467-1475, 1992.
FIALHO, E. T.; BARBOSA, H. P.; FERREIRA, A. S.; GOMES, P. C.; GIROTTO, A. F. Utilização da cevada em dietas suplementadas com óleo de soja para suínos em crescimento e terminação. Pesquisa Agropecuária Brasileira. Brasília, v. 27, n. 10, p. 1467-1475, 1992.
FIALHO, E. T.; GOMES, P. C.; BELLAVER, C. et al. Níveis de farelo de trigo em rações de suínos em crescimento e terminação. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 21, n. 6, p. 665-671, 1986.
GATTÁS, G.; SILVA, F. C. de O.; BARBOSA, F. F. et al. Poultry feed metabolizable energy determination using total or partial excreta collection methods. Revista Brasileira de Zootecnia, Viçosa, v. 41, n. 1, p. 97-97, 2012.
GIROTTO, A. F.; GUSTAVO, J. M. M.; BELLAVER, C. Invista em ingredientes alternativos. Revista Escala Rural. São Paulo, ano IV, n. 21, p. 18-19, 2003.
GOMES, T. R.; CARVALHO, L. E.; FREITAS, E. R. et al. Farelo de arroz integral em rações para leitões de 43 a 67 dias de idade. Revista Ciência Animal Brasileira. Goiânia, v. 13, n. 2, p. 189-196, 2012.
GOMEZ GALLEGO, A.; MOREIRA, I.; POZZA, P. C.; CARVALHO, P. L. O; PENUELA SIERRA, L. M.; COSTA FILHO, C. L. Neutral semi-purified glycerin in starting pigs feeding, Semina: Ciências Agrárias. Londrina, v. 35, n. 5, p. 2831-2842, 2014.
GONCALVES, L. M. P.; MOREIRA, I.; FURLAN, A. C.; CARVALHO, P. L. O; COSTA FILHO, C. L.; CRUZ, T. M. P. Semipurified glycerins on starting piglets feeding (15-30 kg). Acta Scientiarum: Animal Sciences. Maringá, v. 35, n. 2, p. 159-164, 2013.
GONCALVES, L. M. P.; MOREIRA, I.; POZZA, P. C.; CARVALHO, P. L. O; TOLEDO, J. B.; PENUELA SIERRA, L. M. Semi purified glycerins in growing and finishing pigs feeding (30-90 kg). Revista Brasileira de Saúde e Produção Animal. Salvador, v. 15, n. 1, p. 221-226, 2014.
GROESBECK, C. N.; MCKINNEY, L. J.; DEROUCHEY, J. M. et al. Effect of crude glycerol on pellet mill production and nursery pig growth performance. Journal of Animal Science. Champaign, v. 86, p. 2228-2236, 2008.
JAGGER, S. Proceedings of the British Society of Animal Science. In: The implications of biofuel production on intensive livestock production in the United States. Comerford,l p. 286-287, 2008.
KIJORA, C., BERGNER, H.; KUPSCH, R.-D. et al. Glycerol as feed component in diets of fattening pigs. Archives of Animal Nutrition, v. 47, p. 345-360, 1995.
KIJORA, C.; KUPSCH, S.-D. Evaluation of technical glycerols from "biodiesel" production as a feed component in fattening of pigs. Lipid-Fett. Leinfelden, v. 98, n. 7, p. 240-245, 1996.
Carvalho et al.
299
LAMMERS, P. J.; KERR, B. J.; WEBER, T. E. et al. Growth performance, carcass characteristics, meat quality, and tissue histology of growing pigs fed crude glycerin-supplemented diets. Journal of Animal Science. Champaign, v. 86, p. 2962-2970, 2008a.
LAMMERS, P. J.; KERR, B. J.; WEBER, T. E.; et al. Digestible and metabolizable energy of crude glycerol for growing pigs. Journal of Animal Science. Champaign, v. 86, p. 602-608, 2008b.
LAWRENCE, B. V.; ADEOLA, O.; ROGLER, J. C. Nutrient digestibility and growth performance of pigs fed pearl millet as a replacement for corn. Journal of Animal Science. Champaign, v. 73, n. 7, p. 2026-2032, 1995.
LEÃO, M. I.; TAFURI, M. L.; SANCHEZ, V. O. et al. Técnica de anasmotose íleo-retal em suínos. In: REUNIÃO ANUAL DA SOCIEDADE BRASILEIRA DE ZOOTECNIA, 25, 1988, Viçosa, MG. Anais...Viçosa: SBZ, 1988, p. 1.
LEHNINGER, A. L.; NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de bioquímica. 3. ed. São Paulo: Sarvier, 975p., 2002.
LOPES, A. B. R. C.; BERTO, D. A.; COSTA, C.; MUNIZ, M. H. B.; ROSA, G. J. M. Silagem de grãos úmidos de milho para suínos nas fases de crescimento e terminação. Boletim Indústria Animal. Nova Odessa, v. 58, n. 2, p. 191-200, 2001.
LOPES, A. B. R. C.; LEONEL, M.; CEREDA, M. P.; BERTO, D. A. Efeito do processo de ensilagem de grãos úmidos de milho nas características do amido. Brazilian Journal of Food Technology. Campinas, v. 5, n. 96, p. 177-181, 2002.
Lousada Júnior, J.E.; Costa, J. M.C.; Neiva, J.N.M. et al. Caracterização físico-química de subprodutos obtidos do processamento de frutas tropicais visando seu aproveitamento na alimentação animal. Revista Ciência Agronômica. Fortaleza, v. 37, n. 1, p. 70-76, 2006.
LUDKE, M. C. M. M.; LÓPES, J.; LUDKE, J. V. et al. Utilização da fitase em dietas com ou sem farelo de arroz desengordurado para suínos em Crescimento/Terminação. Revista Brasileira de Zootecnia. Viçosa, v. 31, n. 5, p. 2002-2010, 2002.
MAGALHÃES, P. C.; DURÃES, F. O. M. Tanino no grão de Sorgo. Comunicado Técnico, Sete Lagoas: Embrapa Milho e Sorgo, 2003. MELLO, G.; LAURENTIZ, A. C.; FILARDI, R. S. et al. Farelo de algodão em rações para suínos nas fases de crescimento e terminação. Archivos de Zootecnia. Cordoba, v. 61, v. 233, p. 55-62. 2012.
MENDOZA, O. F.; ELLIS, M.; MCKEITH, F. K. et al. Metabolizable energy content of refined glycerin and its effects on growth performance, and carcass and pork quality characteristics of finishing pigs. Journal of Animal Science. Champaign, v. 30, 2010.
MENEZES, H. O.; SILVA, I. C.; BRAGA, D. F. Efeito dos diferentes níveis de quirera de arroz em substituição ao milho em rações de suínos na fase de terminação. In: REUNIÃO ANUAL DA SOCIEDADE NORDESTINA DE PRODUÇÃO ANIMAL, 2., 2002, Teresina, PI. Anais...Teresina: SNPA, 2000. p. 284-286.
MIYADA, V. S. A levedura seca na alimentação de suínos. In: SBZ. Novas Tecnologias Produção Animal. SBZ, Piracicaba- SP, FEALQ, p. 211-238, 1990.
MOREIRA, I.; FURLAN, A. C.; SCAPINELLO, C., et al. Utilização do farelo de canola na alimentação de suínos na fase inicial (42 a 63 dias). Revista Brasileira de Zootecnia. Viçosa, v. 24, n. 3, p. 417-427, 1995.
MOREIRA, I.; JÚNIOR, M. M.; FURLAN, A. C. et al. Uso da Levedura Seca por “Spray-Dry” como Fonte de Proteína para Suínos em Crescimento e Terminação. Revista Brasileira de Zootecnia. Viçosa, v. 31, n. 2, p. 962-969, 2002.
MOREIRA, I.; MARANGONI, I.; FURLAN, A. C., et al. Utilização do farelo de canola na alimentação de suínos na fase total de crescimento e terminação (61 a 141 dias). Revista Brasileira de Zootecnia. Viçosa, v. 25, n. 4, p. 697-712, 1996.
MOREIRA, I.; SARTORI, I. M.; PAIANO, D.; MARTINS, R. M.; OLIVEIRA, G. C. Utilização do farelo de algodão, com ou sem a adição de ferro, na alimentação de leitões na fase inicial (15-30 kg). Revista Brasileira de Zootecnia. Viçosa, v. 35, n. 3, p.1077-1084, 2006.
Alimentos alternativos para suínos
300
MOREIRA, J. R. A. Uso da levedura seca (Saccharomyces cerevisiae) de destilaria de álcool de cana de açúcar em rações isocalóricas para suínos em crescimento e acabamento. 1984. 107p. Dissertação (Mestrado em Ciência Animal e Pastagens)- Escola Superior de Aquicultura “Luiz de Queiroz”, Piracicaba, USP.
MOUROT, J. Utilisation du glycérol en alimentation porcine. Inra Productions Animales. n. 5, v. 22, p. 409-414, 2009.
MOUROT, J.; AUMAITRE, A.; MOUNIER, A. et al. Effect du glycerol alimentaire sur les performances de croissance et la qualité de la viande chez le porc Large White. Journées Recherche Porcine en France. Paris, v. 25, p. 29-35, 1993.
MOUROT, J.; AUMAITRE, A.; MOUNIER, A. et al. Nutritional and physiological effects of dietary glycerol in the growing pig. Consequences on fatty tissues and post morten muscular parameters. Livestock Production Science. Amsterdam, v. 38, p. 237-244, 1994.
MUZTAR, J. A.; SLINGER, S. J. The true metabilizable energy and amino acids of Candle, Altex and Regent canola meals. Canadian Journal of Animal Science. Ottawa, v. 62, n. 2, p. 521-525, 1982.
NATIONAL RESEARCH COUNCIL - NRC. Nutrients equirements of swine. 10.ed., Washington, D.C.: National Academy of Science, 1998. 189p.
NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de bioquímica de Lehninger. Porto Alegre: Artmed, 2011. 1304p.
NICOLAIEWSKY, S.; PENZ JUNIOR, A. M.; SESTI, A. C. Cana de açúcar como fonte de energia na alimentação de fêmeas suínas gestantes. In: REUNIÃO ANUAL DA SOCIEDADE BRASILEIRA DE ZOOTECNIA, 24., 1987, Brasília, DF, Anais...Brasília, DF, 1987. p.7.
NICOLAIEWSKY, S.; PRATES, E. R. Alimentos e alimentação dos suínos. 3.ed. Porto Alegre: Editora da Universidade-UFRGS, 1987. 59p.
NUNES, R. C.; BANDEIRA, M. N.; FRANÇA, A. F. S. et al. Utilização de grão de milheto (Pennisetum americanum L.Leeke) em rações para suínos na fase de crescimento. Arquivos da Escola de Agronomia e Veterinária da Universidade Federal de Goiás. Goiânia, v. 27, n. 1, p. 41-47, 1997.
NUNES, R. V.; POZZA, P. C.; POTENÇA, A. et al. Composição química e valores energéticos do milho e da silagem de grãos úmidos de milho para aves. Revista Brasileira Saúde e Produção Animal. Salvador, v. 9, n. 1, p. 82-90, 2008.
OLIVEIRA, L. F.; NASCIMENTO, M. R. F.; BORGES, S. V.; RIBEIRO, P. C. N.; RUBACK, V. R. Aproveitamento alternativo da casca do maracujá amarelo (Passiflora edulis f. flavicarpa Deg.) para produção de doce em calda. Ciência e Tecnologia de Alimentos. Campinas, v. 22, n. 3, p. 259-262, 2002.
OLIVEIRA, R. P.; FURLAN, A. C.; MOREIRA, I. et al. Valor nutritivo e desempenho de leitões alimentados com rações contendo silagem de grãos úmidos de milho. Revista Brasileira de Zootecnia. Viçosa, v. 33, n. 1, p. 146-156, 2004.
OLIVEIRA, S. L. Avaliação da casca de café melosa em rações para suínos em terminação. 74p. Dissertação (Mestrado em Zootecnia) - Universidade Federal de Lavras, 2001.
OLIVEIRA, V. Casca de café em rações isoenergéticas para suínos em crescimento e terminação (Digestibilidade e desempenho). 74p. Dissertação (Mestrado em Zootecnia) - Universidade Federal de Lavras, 1999.
OWENS, F. N.; SECRIST, D. S.; HILL, W. J.; GILL, D. R. The effect of grain source and grain processing on performance of feedlot cattle: a review. Journal of Animal Science. Champaign, v.75, p.868-879, 1997.
PAIANO, D.; MOREIRA, I.; CARVALHO, P. L. O; FURLAN, A. C.; SILVA, M. A. A.;KUTSCHENKO, M.; VOORSLUYS, T. Farelo de algodão na alimentação de suínos (30 - 90 kg). Revista Brasileira de Saúde e Produção Animal. Salvador, v. 15, n. 3, p. 790-800, 2014.
PAIANO, D.; MOREIRA, I.; SILVA, M. A. A., et al. Farelos de algodão com diferentes níveis de proteína na alimentação de suínos na fase inicial: digestibilidade e desempenho. Acta Scientiarum: Animal Science. Maringá, v. 28, p. 415-422, 2006.
Carvalho et al.
301
PARSONS, C. M. Disponibilidad de aminoácidos em alimentos para aves. Associação Americana de Soya. Sep, México, p. 1-8, 1991.
PATRÍCIO, V. M. I.; FURLAN, A. C.; MOREIRA, I. et al. Avaliação nutricional da silagem de grãos úmidos de sorgo de alto ou de baixo conteúdo de taninos para leitões na fase de creche. Revista Brasileira de Zootecnia. Viçosa, v. 35, n. 4, p. 1406-1415, 2006.
PEÑUELA SIERRA, L. M. Utilização de Farelo de Canola na Alimentação de Suínos. Universidade Estadual de Maringá (Doutorado em Zootecnia) 2011.
PEREIRA FILHO, I. A.; FERREIRA, A. S.; COELHO, A.M. et al. Manejo da Cultura do Milheto. Sete Lagoas: Embrapa Milho e Sorgo, Circular Técnica, 2003. 17 p.
PEREIRA, L. G. R.; AZEVEDO, J. A. G.; PINA, D. S. et al. Aproveitamento dos Coprodutos da Agroindústria Processadora de Suco e Polpa de Frutas para Alimentação de Ruminantes. Petrolina: Embrapa Semi-árido, 2009.
PERONDI, D.; MOREIRA, I.; POZZA, P. C.; CARVALHO, P. L. O.; PASQUETTI, T. J.; HUEPA, L.M.D. Passion fruit seed meal in growing and finishing pig feeding (30-90 kg). Revista Ciência e Agrotecnologia. Lavras, v. 38, n. 4, p.390-400, 2014. POVEDA PARRA, A. R.; MOREIRA, I.; FURLAN, A. C. et al. Levedura mista (cerveja + cana-de-açúcar) spray-dry na alimentação de leitões na fase inicial, Archivos de Zootecnia. Cordoba, v. 62, n. 238, p. 199-209, 2013.
POVEDA PARRA, A. R.; MOREIRA, I.; FURLAN, A. C. et al. Utilização da casca de café na alimentação de suínos nas fases de crescimento e terminação. Revista Brasileira de Zootecnia. Viçosa, v. 37, n. 3, p. 433-442, 2008.
RIBEIRO, A.M.L.; HENN, J.D.; SILVA, G.L. Alimentos alternativos para suínos em crescimento e terminação. Acta Scientiae Veterinariae. Porto Alegre, v. 38, (Supl 1), p. 61-71, 2010
RIBEIRO FILHO, E. Degradabilidade “In situ” da matéria seca (MS), proteína bruta (PB) e fibra em detergente neutro (FDN) da casca de café (Coffea arabica, I.) e desempenho de novilhos mestiços em fase de recria. 56p. Dissertação (Mestrado em Zootecnia) - Universidade Federal de Lavras, 1998.
ROJAS, J. B. U.; VERRETH, J. A. J.; van WEERD, J. H.; HUISMAN, E. A. Effect of different chemical treatments on nutritional and antinutritional properties of coffe pulp. Animal Feed Science and Technology. Amsterdam, v. 99, p. 195-204, 2002.
ROSTAGNO, H. S.; ALBINO, L. F. T.; DONZELE, J. L. et al. Tabelas brasileiras para aves e suínos: composição de alimentos e exigências nutricionais. 3.ed. Viçosa: UFV, 2011. 186p.
ROSTAGNO, H. S.; ALBINO, L. F. T.; DONZELE, J. L. et al. Tabelas brasileiras para aves e suínos: composição de alimentos e exigências nutricionais. 3. ed., Viçosa: UFV, DZO, 2011, 252p.
SAKOMURA, N. K.; ROSTAGNO, H. S. Métodos de pesquisa em nutrição de monogástricos. Jaboticabal: Funep, 2007, 283p. SANTOS, A. C.; BASSO, L. C. Composição química e qualidade nutricional do concentrado protéico de colza. Arquivos de Biologia e Tecnologia. Curitiba, v. 33, n. 4, p. 879-893, 1990.
SCAPINELLO, C; FURLAN, A. C.; MOREIRA, I. et al. Utilização da levedura de recuperação (Saccharomyces sp), seca pelo método spray-dry para coelhos em crescimento. Revista Unimar. Maringá, v. 18, n. 3, p. 587-598, 1996.
SILVA, A. A.; MARQUES, B. M. F. P. P.; HAUSCHILD, L.; GARCIA, G. G.; LOVATTO, P. A.; Digestibilidade e balanços metabólicos da silagem de grãos úmidos de milho para suínos. Ciência Rural. Santa Maria, v. 35, n. 4, p. 877-882, 2005.
SILVA, M. A. A.; FURLAN, A. C.; MOREIRA, I. et al. Avaliação nutricional e desempenho da silagem de raiz de mandioca contendo ou não soja integral em dietas para suínos, Revista Acta Scientiarum: Animal Science. Maringá, v. 32, n. 2, p. 155-161, 2010.
SINDIRAÇÕES - Sindicato Nacional da Indústria de Alimentação Animal. Boletim informativo do Setor, março de 2011. Disponível em: http://www.agricultura.gov.br/arq_editor/file/camaras_setoriais/aves_e_suinos /16RO/ Boletim_ Sindira%C3%A7%C3%B5es.pdf>. Acesso em: 24 abr. 2012.
Alimentos alternativos para suínos
302
SOCCOL, C. R. Resíduo de café: um substrato promissor para a produção industrial de bioprodutos com alto valor agregado. 2000 In: SIMPÓSIO DE PESQUISA DOS CAFÉS DO BRASIL. Poços de Caldas, 2000. p. 83-98. Disponível em:<http://www.sbicafe.ufv.br/sbicafe/publicacao/frpublicacao.asp.> Acesso em: 25/10/2007.
TEIXEIRA, A. S. Alimentos e alimentação dos animais. 4 ed. Lavras:UFLA/FAEPE, 402p. 1997.
TEIXEIRA, M. N. M. Determinação da degradabilidade in situ das diferentes frações da casca do grão de três cultivares de café (Coffea arabica, L.). 46p. Dissertação (Mestrado em Zootecnia) - Universidade Federal de Lavras, 1999.
TIBBLE, S. J.; COOK, D. R.; BALFAGON, A. et al. Novedades en alimentación de Lechones: Glicerol – Buenoas características nutricionales. Dificultades tecnológicas. In: CURSO DE ESPECIALIZACION FEDNA, 23., 2007, Madri. Anais… Madri: FEDNA. p. 213-227, 2007.
TOCCHINI, R. P. III Processamento: produtos, Caracterização e Utilização. In: Maracujá: cultura, matéria-prima e aspectos econômicos. 2. ed. Revista e ampliada. Campinas: ITAL, p. 161-175, 1994.
TOFOLI, C. A.; BERTO, D. A.; TSE, M. L. P.; WECHSLER, F. S.; SILVA, A. M. R.; TRINDADE NETO, M. A. Avaliação nutricional da silagem de grãos úmidos de milho com diferentes teores de óleo para leitões na fase de creche. Arquivo Brasileiro de Medicina Veterinária e Zootecnia. Belo Horizonte, v. 58, n. 6, p. 1206-1213, 2006.
TOGASHI, C. K. FONSECA, J. B.; SOARES, R. T. R. N et al. Subprodutos do maracujá em dietas para frangos de corte. Acta Scientiarum: Animal Sciences. Maringá, v. 30, n. 4, p. 395-400, 2008.
TOGASHI, C. K.; FONSECA, J. B.; SOARES, R. T. R. N. et al. Composição em ácidos graxos dos tecidos de frangos de corte alimentados com subprodutos de maracujá. Revista Brasileira de Zootecnia. Viçosa, v. 36, n. 6, p. 2063-2068, 2007.
TOMM, G. O. Situação atual e perspectivas da canola no Brasil. Passo Fundo: Embrapa Trigo, 2000. 2 p.html. 4 ilust. (Embrapa Trigo. Comunicado Técnico Online, 58). Disponível em: <http://www.cnpt.embrapa.br/biblio/p_co58.htm>. Acesso em: 15/abril/12.
TSE, M. L. P.; BERTO, D. A.; TOFOLI, C. A.; WECHSLER, F. S.; TRINDADE NETO M. A. Valor nutricional da silagem de grãos úmidos de milho com diferentes graus de moagem para leitões na fase de creche. Arquivo Brasileiro de Medicina Veterinária e Zootecnia. Belo Horizonte, v. 58, n. 6, p. 1214-1221, 2006.
VIEIRA, H. B.; BUSCHINELLI, C.; RAMOS, N. P., et al. Gestão ambiental em propriedade rural dedicado a Produção de canola para geração de biodiesel na região de passo fundo (RS). CONGRESSO INTERNACIONAL DE BIOENERGIA. 5, Anais... Curitiba-PR, 2010.
VILELA, F. G.; PEREZ, J. R. O.; TEIXEIRA, J. C. et al. Uso da casca de café melosa em diferentes níveis na alimentação de novilhos confinados. Ciência Agrotécnica. Lavras, v. 25, n. 1, p. 198-205, 2001.
WALDROUP, P. W. Glycerine and ddgs: biofuel by-products for broilers. In: 15th ANNUAL ASAIM SOUTHEAST ASIAN FEED TECHNOLOGY AND NUTRITION WORKSHOP, 2007 Disponível em: http://www.asasea.com/index.php?language= en&screenname>. Acesso em: 02/10/2010.
WATANABE, P. H. Thomaz, M. C.; Ruiz, U. S. et al. Effect of Inclusion of Citrus Pulp in the Diet of Finishing Swines. Brazilian Archives of biology and Technology. Curitiba, v. 53, n. 3, p. 709-718, 2010.
YOUSRI, R. F. Single cell protein: its potential use for animal and human nutrition. World Veterinary Animal Production. Rome, v. 18, n. 2, p. 49-67, 1982.
ZANOTTO, D. L.; LUDKE, J. V.; GUIDONI, A. L. et al. A utilização do Farelo de canola em dietas para suínos em crescimento e terminação. Archivos de Zootecnia. Cordoba, v. 58, n. 224, p. 717-728, 2009.
ZARDO, A. O.; LIMA, G. J. M. M. Alimentos para suínos. Boletim informativo do Centro Nacional de pesquisa de suínos e aves – EMBRAPA e da Associação Riograndense de Empreendimentos de Assistência Técnica e Extensão Rural - EMATER/ RS, 1999.
Carvalho et al.
303
ZIJLSTRA, R. T.; MENJIVAR, K.; LAWRENCE, E.; BELTRANENA, E. The effect of feeding crude glycerol on growth performance and nutrient digestibility in weaned pigs. Canadian Journal of Animal Science. Ottawa, v. 89, n. 1, p. 85-89, 2009.
Capítulo 17
Modelos de simulação do crescimento
suíno
Vladimir de Oliveira
Bruno Neutzling Fraga
Programa de Pós-Graduação, Departamento de Zootecnia, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM).
E-mail: [email protected]
Introdução
Modelos matemáticos são estruturas teóricas constituídas de variáveis, constantes,
parâmetros e equações. Dentre as definições existentes, é possível pensar que modelos
representam uma abstração simplificada do mundo real. Sua elaboração visa descrever
sistemas, os quais podem ser vistos como um grupo de componentes inter-relacionados que
interagem dentro de um propósito comum e reagem, como um todo, a estímulos internos e
externos (SPEDDING, 1988).
O primeiro modelo de crescimento suíno foi divulgado há cerca de quatro décadas e,
desde então, muitos outros foram desenvolvidos, propiciando um enorme avanço na área. A
grande vantagem da utilização de modelos de simulação do crescimento é que permitem
compreender as muitas interações que ocorrem no complexo processo de produção suína,
possibilitando verificar como alterações nos componentes individuais afetam o todo.
O uso da modelagem na produção de suínos serve para dois propósitos principais:
como ferramenta de educação e pesquisa; e, para predizer o desempenho real de suínos
submetidos a condições variadas. Em ambos os casos é preciso ter uma descrição de três
componentes principais: o animal, dieta e ambiente. Existem diferenças conceituais entre os
modelos na representação desses componentes.
Todo o modelo tem um domínio no qual ele pode ser aplicado e, onde existe
expectativa de obter resultados com razoável acurácia. Por isso é necessário que o usuário
tenha entendimento básico do modelo, inclusive de suas limitações. A compreensão do
modelo determinará a confiabilidade que o usuário terá nos resultados. É importante
Oliveira & Fraga
305
perceber que com o avanço da ciência, disponibilização e incorporação de novas
informações científicas nos modelos, a acurácia preditiva tende a aumentar continuamente.
Não há dúvidas de que a visão integrada das consequências de fatores isolados
sobre o sistema como um todo, facilita a tomada de decisões. Por essa razão, acredita-se
que o desenvolvimento e aplicação de modelos de simulação do crescimento suíno devam
ganhar cada vez mais impulso, tanto no meio acadêmico como produtivo.
Conceitos iniciais
Normalmente os modelos são classificados em categorias de acordo com a forma
como o sistema é descrito e a natureza das respostas. Podem ser estáticos ou dinâmicos,
empíricos ou mecanicistas e, ainda, determinísticos ou estocásticos (LOVATTO; SAUVANT,
2001). Modelos estatísticos diferem dos dinâmicos por que os primeiros representam o
estado do sistema em apenas um único instante no tempo. A exigência de um determinado
aminoácido essencial de suínos entre 30 e 50 kg e 20 e 100 kg de peso corporal, calculada
por um modelo estático basicamente não difere, porque a média de peso dos grupos é a
mesma, ou seja 40 kg. Modelos de crescimento suíno dinâmicos predizem o estado do
suíno continuamente, empregando intervalos de iteração, geralmente, de um dia (de
LANGE, 1999).
Nos modelos empíricos, o sistema é descrito por meio de uma relação estatística,
que não implica causa e efeito, ou seja, nada sobre os mecanismos que controlam o
sistema é incluído na predição, ao contrário do que ocorre nos modelos mecanístico
(Figura 17.1). Grande parte das equações utilizadas para estimar o conteúdo energético de
alimentos para suínos são exemplos de modelos empíricos, uma vez que são selecionadas
de acordo com algum critério estatístico, sem preocupação com o significado biológico dos
parâmetros. Modelos empíricos normalmente não tem bom poder de predição fora das
condições utilizadas na sua elaboração. Contudo, mesmo os modelos de crescimento suíno
com maior reputação tem algum grau de empirismo, o que ocorre principalmente pela falta
de entendimento de alguns fenômenos biológicos. Em algumas situações, a modelagem
empírica produz bons resultados práticos, mas é pouco provável que fenômenos biológicos
de grande complexidade, como o crescimento suíno, possam ser descritos por relações
empíricas.
A diferença entre modelos determinísticos e estocásticos é que os primeiros
apresentam resultados para um suíno médio, enquanto modelos estocásticos acrescentam
a variação entre animais e objetivam representar a resposta populacional. Nos modelos
estocásticos, ao menos um parâmetro varia aleatoriamente, de acordo com alguma
distribuição pré-determinada, gerando uma resposta diferente toda vez que é simulado.
Modelos de simulação do crescimento suíno
306
Dessa forma, pode-se determinar a probabilidade dos resultados estarem dentro de uma
faixa esperada.
Figura 17.1 Representação geral da decomposição de energia e proteína em um modelo de
crescimento. EILP = energia ingerida, isenta de proteína; Eg = energia disponível para ganho;
LD = taxa de deposição de lipídios; AAI = Aminoácido ingerido; AAg = aminoácido disponível
para ganho; PIDg = proteína ideal disponível para ganho; PDPOT = potencial de deposição de
proteína; PD = taxa de deposição de proteína; P0 = peso inicial; GP = ganho de peso; PF =
peso final. (Fonte: Adaptado de de LANGE (1995))
Algumas razões para considerar a variação entre animais na simulação do
crescimento suíno são destacadas por Knap (1995): 1) a lucratividade pode ser influenciada
significativamente pela variação nas características produtiva; 2) diferentes estratégias
podem ter pouca influência nas características médias de um sistema, mas grande efeito
nas suas variabilidades; e, 3) as diferenças entre sistemas podem ser descobertas mais
rapidamente quando a variação é visível. Por outro lado, Pomar et al. (2003) demonstraram
consequências da variação entre suínos sobre respostas biológicas de interesse, chamando
a atenção para a necessidade de considerar a variabilidade populacional na elaboração de
modelos.
Os modelos também diferem no grau de compartimentalização de seus
componentes. Isso significa que podem ser elaborados para representar o sistema com
Oliveira & Fraga
307
diferentes graus de detalhamento. Modelos de crescimento suíno que predizem
acuradamente o desempenho e composição corporal em ampla gama de condições
ambientais e dietéticas poderiam ser elaborados considerando o nível metabólico (BLACK,
1995).
Histórico da modelagem de suínos
Os primeiros modelos de crescimento foram desenvolvidos entre o final dos anos de
1940 e 1960. Alguns deles eram modelos estáticos e se baseavam em equações fatoriais
para determinação das exigências de energia em diferentes pesos vivos (BLACK, 1995). O
modelo proposto por Whittemore e Fawcett (1976) foi o pioneiro na descrição do
crescimento suíno e essa proposta influenciou a pesquisa na área de utilização de energia e
proteína por muitos anos. Era essencialmente um conjunto de equações empíricas, embora
a utilização da proteína tenha sido representada de uma maneira mecanística. Desde a
publicação dos primeiros modelos de crescimento suíno, muitos outros foram elaborados
por diversos grupos espalhados pelo mundo todo.
Os primeiros pesquisadores brasileiros que publicaram modelos dinâmico-
mecanicistas do crescimento suíno foram Fialho (1997) e Lovatto (2000). O professor Paulo
Alberto Lovatto também foi um dos organizadores do I Simpósio Internacional de Nutrição
Animal e da 40ª Reunião Anual da SBZ, eventos que ocorreram na UFSM em 2001 e 2003,
respectivamente, e nos quais o tema modelagem do crescimento ganhou destaque. Além
disso, Lovatto foi idealizador e fundador do grupo de pesquisa em modelagem animal da
UFSM e teve atuação importante na formação de recursos humanos na área. Atualmente
tem-se conhecimento de outros profissionais que coordenam grupos de pesquisa e
possuem atividade destacada na modelagem aplicada a suinocultura, entre os quais citam-
se os professores Alexandre Kessler da UFRGS, Marson Bruck Warpechowisky da UFPR e
Luciano Hauschild da UNESP.
Características gerais de modelos de crescimento suíno
Em termos gerais, espera-se que um modelo seja capaz de predizer com boa
acurácia a resposta de um determinado animal, ingerindo uma determinada dieta e alojado
em um determinado ambiente (KYRIAZAKIS, 1996). Com isso surgem três componentes
básicos que precisam ser descritos para o modelo “rodar”: o animal, a dieta e o ambiente.
Existem diferentes propostas teóricas de como deve ser feita a descrição desses
componentes, e um excelente exemplo dessa discussão é encontrado em Luiting e Knap
(2006). A representação esquemática de uma proposta teórica da inter-relação do três
componentes do sistema é apresentada na Figura 17.2.
Modelos de simulação do crescimento suíno
308
Figura 17.2 Representação esquemática da teoria que o animal consome para atender sua
exigência, mas é sujeito a restrições que podem impedi-lo de atingir seu propósito (Fonte:
EMMANS; OLDHAM, 1988).
É possível encontrar na literatura um grande número de modelos dinâmicos
desenvolvidos para predizer o crescimento suíno como um todo (BLACK et al., 1986;
MOUGHAN et al., 1987; van der PEET-SCHWERING et al., 1994; de LANGE, 1995;
EMMANS; KYRIAZAKIS, 1997; FIALHO, 1997; GREEN; WHITTEMORE, 2003; LOVATTO;
SAUVANT, 2003; van MILGEN et al., 2008, NRC, 2012). Na maioria dos modelos não há
intenção de predizer o crescimento em um senso absoluto, mas sim descrever
quantitativamente como os nutrientes ingeridos são utilizados para deposição de proteína e
lipídios corporais os quais, por sua vez, servirão para predizer o peso corporal, quantidade
de carne magra e espessura de toucinho (van MILGEN et al., 2008). Pode-se perceber que
a ideia geral é permitir uma representação simplificada, quantitativa e flexível do complexo
processo biológico que determina o crescimento em diferentes tipos (genótipos) de suínos e
variadas condições ambientais (de LANGE et al., 2008).
Existem diferenças conceituais entre modelos nos processos empregados na
quantificação da performance animal. Contudo, na maior parte desses modelos a premissa
básica é que o crescimento (deposição tecidual) pode ser predito com razoável acurácia a
Oliveira & Fraga
309
partir de informações do animal, dieta e ambiente. Nesse texto nos limitaremos a discutir
aspectos da descrição do animal.
Descrição do animal
O potencial de crescimento suíno em função da idade é descrito por meio de
diversas funções matemáticas. Apesar de não haver consenso, a função de Gompertz
possui algumas características que a tornam uma opção recorrente na estimativa do
crescimento suíno (van MILGEN et al., 2008). A acurácia e o número de parâmetros são
vantagens citadas por WELLOCK et al. (2004) para recomendar o uso dessa função. Além
disso, os parâmetros de Gompertz possuem significado biológico, possibilitando utilizá-la na
comparação de diferentes genótipos (FERGUNSON; KYRIAZAKIS, 2003). O crescimento,
segundo a lógica de Gompertz, apresenta duas fases distintas e independentes, uma de
aceleração e outra de desaceleração. O ponto de inflexão indica o momento em que a taxa
de crescimento atinge seu valor máximo (FIALHO, 1999). Na função de Gompertz, o ponto
de inflexão é fixo e ocorre quando o animal alcança 36,8% do peso a maturidade (peso
máximo). A taxa de crescimento aumenta até atingir um máximo, quanto então declina a
zero, no momento que animal chega a maturidade (Figura 17.3).
Figura 17.3 – Massa corporal (a) e taxa de
crescimento (b) em função da idade, usando a
curva de Gompertz (FERGUNSON; GOUS,
1993).
Modelos de simulação do crescimento suíno
310
Suínos em crescimento aumentam seu peso corporal vazio (PCv) acumulando
principalmente proteína, lipídeo, cinzas e água (Tabela 17.1). Os carboidratos representam
uma pequena fração do conteúdo corporal e, por esse motivo, são desconsiderados na
estimativa do peso corporal vazio (Equação 1 e 2). A deposição de água é usualmente
predita utilizando-se uma relação com a proteína por meio de equação contendo dois
parâmetros [água corporal (kg) = a * proteína corporal b (kg)]. O parâmetro b assume valor
constante (0,855), enquanto a varia entre 4,90 e 5,62 (de LANGE et al., 2003). O conteúdo
de mineral é calculado com uma proporção constante da massa de proteína, isto é,
coeficiente de alometria igual a 1 (EMMANS; FISHER, 1986), [cinzas (kg) = c * proteína
corporal (kg)], com c variando entre 0,186 e 0,210. A deposição de lipídios é dependente da
energia ingerida e associada, de diferentes maneiras, com a proteína depositada, caso a
ingestão energética seja inferior ao necessário para atingir a máxima deposição de proteína
(PDmax). A energia ingerida acima da quantia para PDmax fica disponível para deposição
de lipídios.
GPCv = PD + LD + CD+ AD (1)
GPC = GPCv/FC conteúdo intestinal (2)
Onde GPCv = ganho de peso vazio; PD = taxa de deposição de proteína; LD = taxa
de deposição de lipídios; taxa de deposição cinzas; taxa de deposição de água; GPC =
ganho de peso corporal; FC = fator de correção.
A capacidade máxima de deposição de proteína (PDmax) é determinada em grande
parte pelo genótipo, sexo e peso corporal. Condições ambientais, incluindo o consumo de
nutrientes, presença de doenças subclínicas, densidade de alojamento e interação entre
animais podem impedir os suínos de atingir sua PDmax. A discussão anterior deixa claro
alguns motivos para a escolha da taxa de crescimento de proteína corporal como variável
central em grande parte dos modelos de crescimento suíno (KYRIAZAKIS; WHITTEMORE,
2006). Dada a grande variação na composição genética dos suínos e a grande sensitividade
dos modelos a este parâmetro, a estimativa acurada da PDmax é muito importante para o
êxito da aplicação de modelos e estimativas de ganho de peso, necessidades nutricionais,
por exemplo.
A PD é usualmente estimada por meio da equação de Gompertz que pressupõe 3
parâmetros: Massa proteica (P, kg), P na maturidade (Pm, kg) e crescimento relativo no
ponto de inflexão (B, kg-d) /kg)) (van MILGEN et al., 2008). As estimativas de Pm e B
descrevem as diferenças no potencial genético do animal e devem ser conhecidas para
quantificar as variações no ganho de proteína em função do peso. Diversos procedimentos
Oliveira & Fraga
311
podem ser utilizados para obtenção de Pm e B, entre os quais estão o de FERGUNSON;
KYRIAZAKIS (2003) e van MILGEN et al. (2008).
Grande parte dos modelos de crescimento suíno foram inicialmente elaborados com
o enfoque na nutrição e enfatizando a utilização da energia e proteína (aminoácidos).
Provavelmente isso tenha ocorrido porque a eficiência de produção de carne suína é
diretamente relacionada com a utilização de energia e aminoácidos. Além disso, a nutrição
representa a maior parte dos custos de produção de suínos.
A opção usual é destacar três processos que demandam energia: taxa de deposição
de proteína, manutenção e taxa de deposição de lipídeo (Equação 3). A taxa de deposição
de proteína direciona a partição da energia ingerida e é a primeira etapa da predição, sendo
então os outros fatores determinados. A exigência de manutenção é estimada em função do
peso metabólico que, por sua vez, é calculado elevando o peso corporal a um expoente
variável entre modelos. WHITTEMORE (1983) recomenda o uso do peso proteico ao invés
do peso corporal, sustentando maior acurácia desse preditor para o cálculo da energia de
manutenção. O tecido proteico representa a maior reserva corporal de aminoácidos (pool) e
é um tecido com alta atividade metabólica.
A energia ingerida acima das necessidades de manutenção fica disponível para
deposição de proteína e lipídios. O conceito linear-platô, originalmente proposto por
WHITTEMORE; FAWCETT (1976), e suas variações são utilizados para expressar essa
teoria. A deposição de proteína aumenta linearmente com a ingestão de energia até atingir
um valor máximo, denominado de PDmax. Abaixo da PDmax, o conteúdo de lipídios
depositado é associado com a deposição de proteína e, acima da PDmax, toda energia será
convertida em lipídios (Figura 17.4).
EI = EMAN + PD x EP / kP + LD x EL / kL (3)
Onde EI = energia ingerida; EMAN = energia de manutenção; EP = energia retida como
proteína; kP = eficiência de deposição da proteína; EP = energia retida como lipídios; kL =
eficiência de deposição de lipídios.
A quantidade de energia metabolizável atribuída a cada grama de PD e LD é variável
entre modelos, assim como ocorre variação nas eficiências energéticas de deposição de
proteína (kP) e lipídios (kL) (Tabela 17.2). É importante destacar que o uso do conceito de
energia líquida implica em eficiências diferenciadas de acordo com a origem dietética da
energia e tecido depositado (de LANGE; BIRKETT, 2005).
Modelos de simulação do crescimento suíno
312
Tabela 17.1 Composição química (%) do corpo vazio de suínos em diferentes pesos corporais (PC)
Componente
Nascimento
7 kg
25 kg
Aprox. 110 kg
Tipo banha
Genética Superior
Água 77 66 69 48 64
Proteína 18 16 16 14 18
Lipídios 2 15 12 35 15
Cinzas 3 3 3 3 3
Fonte: Adaptado de de LANGE et al. (2003)
Além de energia, a PD é dependente da quantidade de aminoácidos digestíveis da
dieta. Do total de aminoácidos digestíveis ingeridos (AADI), uma parte se destina a
manutenção e o restante fica disponível para PD. A estimativa de exigência para
manutenção é calculada empiricamente com base no peso corporal ou, em alguns casos,
utilizando um procedimento mecanístico que considera os principais determinantes das
exigências de nitrogênio e aminoácidos, como perdas endógenas basais de aminoácidos;
perdas de aminoácidos na pele e pelo; perdas devido ao turnover basal de aminoácidos
(MOUGHAN, 1999). A Tabela 17.3 contém estimativas para esses componentes conforme
van MILGEN et al. (2008).
Tabela 17.2 Eficiência de uso custo energético para deposição de proteína e lipídios em suínos
Custo energético de síntese (kcalEM/g)
Referência kP kL Proteína Lipídios
ARC (1981) 0,56 0,74 10,11 12,78
NRC (1998) 0,53 0,76 10,60 12,50
NRC (2012) 0,53 0,76 10,60 10,60
van MILGEN et al. (2001) 0,60 0,80 9,56 11,71
BIRKETT; de LANGE (2001) 0,49 0,69 11,46 13,61
Oliveira & Fraga
313
Figura 17.4 Deposição de proteína (PD) e deposição de lipídios (LD) em
relação ao consumo de energia metabolizável (EM). Para PD < PDmax,
PD = ƒ(MEI) = b1 x (EMI – b0). Adaptado de LUITING; KNAP (2006).
Os aminoácidos ingeridos acima da necessidade de manutenção ficam disponíveis
para deposição de proteína (Equação 4). O conceito de proteína ideal é empregado para
verificar qual é o aminoácido limitante e, assim, determinar se haverá deaminação, excreção
do nitrogênio e utilização dos esqueletos de carbono para geração de energia. A proteína
ideal não é utilizada com 100% de eficiência e uma perda metabólica média de 15% a 20%
é esperada (Tabela 17.3).
AAI = AAMAN + PD x AA PD / k AA (4)
Onde AAI = aminoácido ingerido; AAMAN = aminoácido utilizado para manutenção; PD
= taxa de deposição de proteína; AA PD = aminoácido retido nas proteínas corporais; k AA =
eficiência de deposição de aminoácido.
Diferentemente da energia, em que as exigências de manutenção representam entre
40% a 45% das exigências totais de energia para animais em crescimento, a maior parte
(>90%, em média) das exigências de aminoácidos para suínos destinados ao abate é
direcionada para deposição de proteína. Dessa forma, o conhecimento do padrão de
deposição de proteína é fundamental para elaborar estratégias nutricionais adequadas
técnica e economicamente.
Modelos de simulação do crescimento suíno
314
Tabela 17.3 Perfil ideal de aminoácidos, aminoácidos para manutenção, composição
corporal de aminoácidos e eficiência de deposição de aminoácidos para suínos
Aminoácido
Proteína ideal
%
Perdas de Integumentos
mg/kg
PV0,75
/d
Perdas devido
turnover basal mg/kg
PV0,75
/d
Perdas basais
endógenas g/kg MSI
Composição corporal
%
Máxima eficiência
%
Lisina 100 4,5 23,9 0,313 6,96 72
Metionina 30 1,0 7,0 0,087 1,88 64
Cistina n.a. 4,7 4,7 0,140 1,03 n.a.
Met+Cist 60 5,7 11,7 0,227 2,91 51
Treonina 65 3,3 13,8 0,330 3,70 61
Triptofano 18 0,9 3,5 0,117 0,95 57
Isoleucina 60 2,5 12,4 0,257 3,46 60
Leucina 100 5,3 27,1 0,427 7,17 76
Valina 70 3,8 16,4 0,357 4,67 71
Fenilanina 50 3,0 13,7 0,273 3,78 82
Tirosina n.a. 1,9 9,0 0,223 2,86 n.a.
Fen+Tiro 95 4,9 22,7 0,497 6,64 75
Histidina 32 1,3 10,2 0,130 2,79 93
Arginina 42 0,0 0,0 0,280 6,26 154
FONTE: Adaptado de van Milgen et al. (2008).
Aplicações de modelos
É possível imaginar muitas situações nas quais o emprego de modelos pode trazer
vantagens, inclusive na elaboração de estratégias alimentares para a suinocultura. A seguir
são apresentados e discutidos dois exemplos simples de aplicação de modelos de
simulação do crescimento suíno. Foi utilizado o InraPorc, modelo desenvolvido e mantido
pelo Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), da França. Para utilização do
InraPorc é necessário caracterizar o perfil animal (estado inicial, desempenho e consumo
alimentar) no ambiente de criação (granja), descrever a composição da dieta e o programa
alimentar.
A situação 1 ilustra o caso hipotético de duas granjas (denominadas A e B)
localizadas a menos de 3 km uma da outra e que alojam animais da mesma genética e
utilizam a mesma nutrição. A granja A obtém os melhores resultados de desempenho, os
quais são muito próximos das metas previstas. Por outro lado, o histórico de desempenho
dos animais da granja B fica abaixo do esperado, embora a genética e nutrição sejam as
mesmas da granja A. A nutrição da granja B poderia ser reavaliada, pois os níveis de
aminoácidos oferecidos aos suínos da granja A são inadequados aos animais da granja B.
Oliveira & Fraga
315
Como ilustra a Figura 17.5, há excesso de lisina (e demais aminoácidos) na dieta dos suínos
da granja B, o que aumenta o custo das rações e o impacto ambiental dos dejetos (Tabela
17.4).
Figura 17.5 Exigência e oferta de lisina digestível de suínos de duas granjas que alojam animais da mesma genética e usam a mesma
nutrição (Simulado com o InraPorc)
Tabela 17.4 Balanço de nitrogênio (g/suíno/d) em duas granjas com animais da mesma genética e nutrição (detalhes no texto)
Balanço de Nitrogênio Granja A Granja B Diferença (B-A)
Nitrogênio ingerido 59,8 60,4 0,6
Nitrogênio fecal 4,4 4,3 - 0,1
Nitrogênio urinário 31,7 34,3 2,6
Nitrogênio retido 23,7 21,8 - 2,0
Modelos de simulação do crescimento suíno
316
Na situação 2 são apresentados os resultados de uma simulação do desempenho de
dois grupos de suínos entre 30 e 115 kg de peso corporal e submetidos a um programa
nutricional de duas dietas (Tabela 17.5). Nesse caso, embora não haja diferenças no ganho
de peso e consumo no período total, a precocidade entre os grupos difere, o que implica na
necessidade de quantidades distintas de lisina para os grupos, dependendo da fase de
crescimento (Figura 17.6).
Tabela 17.5 Parâmetros de suínos em crescimento e desempenho simulado pelo InraPorc®
Parâmetros do Modelo Crescimento Precoce Crescimento Tardio
Idade Inicial (dias) 75 75 Peso Inicial (kg) 30 30 Massa Proteica Inicial (kg) 4,48 4,48 Peso Final (kg) 115 115 Rendimento Carcaça (%) 79 79 Consumo Ad libitum EL = a x Peso b EL = a x Peso b A 1,72 1,72 B 0,606 0,600 Deposição Proteica Média (g.d-1) 113 113 Precocidade 0,010 0,014 Correção da Manutenção 1,00 1,00
Máxima Deposição Proteica (kg) 70 70
Resultados Simulados Crescimento Precoce Crescimento Tardio
Fase Crescimento (kg) 30-65 30-65 Ganho de peso (g.d-1) 766 700 Consumo de ração (kg.d-1) 1,76 1,79
Fase Terminação (kg) 65-115 65-115 Ganho de peso (g.d-1) 758 812 Consumo de ração (kg.d-1) 2,58 2,63
Fase Total 30-115 30-115 Ganho de peso (g.d-1) 762 762
Consumo de ração (kg.d-1) 2,24 2,25
EL= Energia Líquida; (adaptado de VAN MILGEN et al.; 2008).
Oliveira & Fraga
317
Figura 17.6 Exigências simuladas de lisina digestível para dois grupos
com o mesmo ganho e consumo diário, mas diferentes padrões de
crescimento (van Milgen et al., 2008)
Considerações finais
O desempenho de um suíno é resultado de muitos fatores que interagem entre si e
determinam a resposta final do animal. A medida que o conhecimento avança, novas
informações são disponibilizadas e integrá-las é fundamental para a tomada de decisão.
Nesse sentido, os modelos de simulação são ferramentas valiosas na elaboração de
estratégias alimentares que maximizem um determinado objetivo, podendo inclusive compor
um sistema informatizado que engloba uma parcela mais ampla do processo produtivo.
Acredita-se que o desenvolvimento e aplicação de modelos de simulação do crescimento
suíno devam ganhar cada vez mais impulso, tanto no meio acadêmico como produtivo.
Referências bibliográficas
ARC 1980. The nutrient requirements of ruminant livestock, technical review. Agricultural Research Council. Slough: CAB. 351p.
BIRKETT, S. H.; de LANGE, K. Calibration of a nutrient flow model of energy utilization by growing pigs. British Journal of Nutrition. Cambridge, n. 86, p. 675–689, 2001.
BLACK, J. L. The evolution of animal growth models. In: Modelling Growth in the Pig. MOUGHAN, P. J.; VERSTEGEN, M. W. A.; VISSER-REYNEVELD, M. I. (eds). Wageningen: Wageningen Pers., 1995. p. 3-9.
BLACK, J. L.; CAMPBELL, R. G.; WILLIAM, I. H.; JAMES, K. J.; DAVIES, J. T. Simulation of energy and amino acids utilization in the pigs. Research and Development in Agriculture. Ithaca, v. 3, p. 121-145, 1986.
Modelos de simulação do crescimento suíno
318
EMMANS. G. C.; OLDHAM, J. D. Modelling of growth and nutrition in different species. In: KORVER, S.; van ARENDONK, S.A.M. (ed). Modelling of Livestock Production systems. Brussels: Kluwer Academic, 1988. p. 13-21.
de LANGE, C.; BIRKETT, S. H. Characterization of useful energy content in swine and poultry feed ingredientes. Canadian Journal of Animal Science. Ottawa, v. 85, p. 269-280, 2005.
de LANGE, C. F. M. Framework for a simplified model to demonstrate principles of nutrient partitioning for growth the pig. In: Modelling Growth in the Pig. MOUGHAN, P. J.; VERSTEGEN, M. W. A.; VISSER-REYNEVELD, M. I. (eds). Wageningen: Wageningen Pers., 1995. p. 71-85.
de LANGE, C. F. M.; MARTY, B. J.; BIRKETT, S.; MOREL, P.; SZKOTNICKI, B. Application of pig growth models in commercial pork production. Canadian Journal of Animal Science. Ottawa, v. 81, p. 1-8, 2001.
de LANGE, C. F. M.; MOREL, P. C. H.; BIRKETT, S. H. Mathematical representation of the partitioning of retained energy in growing pig. In: Mathematical Modelling in Animal Nutrition. FRANCE, J.; KEBREAB, E. London: CAB International, 2008, p. 316-338.
de LANGE, C. F. M.; MOREL, P. C. H.; BIRKETT, S. H. Modeling chemical and physical body composition of the growing pig. Journal of Animal Science. Champaign, v. 81, p. 159-165, 2003.
de LANGE, K. Feeding growing-finishing pigs for profit – Main concepts and new opportunities. Advances in Pork Production. v. 10, p. 123-145, 1999.
EMMANS, G. C.; FISHER, C. Problems in nutrition theory. In: Nutrient Requirements of Poultry and Nutrition Research. FISHER, C.; BOORMAN, K. N. (ed). London: Butterworths, 1986, p. 9-39.
EMMANS, G. C.; KYRIAZAKIS, I. Models of pig growth: problems and proposed solutions. Livestock Production Science. Amsterdam v. 51, p. 119-129, 1997.
FERGUNSON, N. S.; KYRIAZAKIS, S. T. Evaluation of the growth parameters of six commercial crossbred pig genotypes. 1. Under commercial housing conditions in individual pens. South African Journal of Animal Science. Pretoria, v. 33, p. 11-20, 2003.
FERGUSON, N. S.; GOUS, R. M. Evaluation of pig genotypes. 1. Theoretical aspects of measuring genetic parameters. Animal Production. Bletchley, v. 56, p. 233-243, 1993.
FIALHO, F. B. Simulation model of growth and development of swine. Tese de Doutorado. Gainesville, FL: University of Florida, 1997.
FIALHO, F. B. Sistemas de apoio à decisão na produção de aves e suínos. In: REUNIÃO ANUAL DA SOCIEDADE BRASILEIRA DE ZOOTECNIA. 36, 1999, Porto Alegre. Anais... Porto Alegre: SBZ, 1999. p. 307-317.
GREEN, D. M.; WHITTEMORE, C. T. Architecture of a harmonized model of the growing pig for the determination of dietary net energy and protein requirements and of excretions into environment (IMS Pig). Animal Science. Penicuik, v. 77, p. 113-130, 2003.
KNAP, P. W. Aspects of stochasticity: variation between animals. In: Modelling Growth in the Pig. MOUGHAN, P. J.; VERSTEGEN, M. W. A.; VISSER-REYNEVELD, M. I. (ed), Wageningen: Wageningen Pers, 1995, p.165–172.
KYRIAZAKIS, I. A solution to the problem of predicting the response of an animal to its diets. Proceedings of the Nutrition Society. Cambridge, v. 55, p. 155-166, 1996.
KYRIAZAKIS, I.; WHITTEMORE, C. T. Growth and Body Composition Changes in Pigs. In: WHITTEMORE, C. T.; KYRIAZAKIS, I. Whittemore's Science and Practice of Pig Production, 3º Ed., Oxford: Blackwell Publishing, p. 65-100, 2006.
LOVATTO, P. A. Modélisation du métabolisme et de la croissance du porc. Tese de Doutorado, Institut National Agronomique Paris-Grignon, Paris, 2000.
LOVATTO, P. A.; SAUVANT, D. Modelagem aplicada aos processos digestivos e metabólicos do suíno. Ciência Rural. Santa Maria, v. 31, p. 663-670, 2001.
LOVATTO, P. A.; SAUVANT, D. Modelling homeorhetic and homeostatic controls of pig growth. Journal of Animal Science. Champaign, v. 81, p. 683-696, 2003.
Oliveira & Fraga
319
LUITING, P.; KNAP, P. W. Comparison of pig growth models – the genetic point of view. In: GOUS, R. M.; MORRIS, T. R.; FISHER, C. (ed) Mechanistic Modelling in Pig & Poultry Production. London: CAB International, 2006, p. 260-281.
MOUGHAN, P. J. Protein metabolism in the growing pig. In: KYRIAZAKIS, I. (ed). A quantitative biology of the pig. London: CAB International. 1999. p. 299-330.
MOUGHAN, P. J.; SMITH, W. C.; PEARSON, G. Description and validation of a model simulating growth in the pig (20 – 90 kg liveweight). New Zealand Journal of Agricultural Research. Wellington, v. 30, p. 481-489, 1987.
NATIONAL RESEARCH COUNCIL – NRC. Nutrient Requirements of Swine. 11th edition, Washington, DC: Academic Press, 2012. 400p.
POMAR, C.; KYRIAZAKIS, I.; EMMANS, G. C.; KNAP, P. W. Modelling stochasticity: dealing with populations rather than individual pigs. Journal of Animal Science. Champaign, v. 81. p. 178-186, 2003.
SPEDDING, C. R. W. General aspects of modelling and its application in livestock Production. In: KORVER, S.; van ARENDONK, S. A. M. (ed). Modelling of Livestock Production systems. Brussels: Kluwer Academic, 1988. p. 3-9.
Van der PEET-SCHWERING, C. M. C.; VOS, H. J. P. M.; Van der P. G. F. V.; VERSTEGEN, M. W. A.; KANIS E.; SMITS, C. H. M.; VRIES, A. G.; LENIS, N. P. Technical Pig Feeding Model. Report P1.117, Rosmalen: Research Institute for Pig Husbandry, 1994.
van DER PEET-SCHWERING, C. M. C.; DEN HARTOG, L. A.; VOS, H. J. P. M. Application of growth models for pigs in practice – Review. Asian-Australasian Journal of Animal Science. Seoul, v. 12, p. 282-286, 1999.
van MILGEN, J.; NOBLET, J.; DUBOIS, S. Energetic efficiency of starch, protein and lipid utilization in growing pigs. Journal of Nutrition. v.131, p.1309-1318, 2001. van MILGEN, J.; VALANCOGNE, A.; DUBOIS, S.; DOURMAD, J.; SÈVE, B.; NOBLET, J. InraPorc: A model and decision support tool for the nutrition of growing pigs. Animal Feed Science and Technology. Amsterdam, v. 143, p. 387-405, 2008. WELLOCK, I. J.; EMMANS, G. C.; KYRIAZAKIS, I. Describing and predicting potential growth in the pig. Animal Science. Pinicuik, v. 78, p. 379-388, 2004.
WHITTEMORE, C. T. Development of recommended energy and protein allowances for growing pigs. Agricultural Systems. Essex, v. 11, p. 159-186. 1983.
WHITTEMORE, C. T.; FAWCETT, R. H. Theoretical aspects of a flexible model to simulate protein and lipid growth in pigs. Animal Production. Bletchley, v. 22, p. 87-96, 1976.
Capítulo 18
Utilização de coprodutos na alimentação de
ovinos
Hélio de Almeida Ricardo
Marco Antônio Previdelli Orrico Junior
Alexandre Rodrigo Mendes Fernandes
Faculdade de Ciências Agrárias (FCA), Universidade Federal da Grande Dourados (UFGD), Rodovia Dourados à Itahum km 12, CP.533, CEP 79804-970, Dourados, Mato Grosso do Sul.
Introdução
A utilização de coprodutos da agroindústria apresenta duas vantagens principais, a
redução dos custos com a alimentação e o aproveitamento de resíduos do processamento
de alimentos, o que contribui com a sustentabilidade do sistema. Em muitos casos, as
propriedades rurais estão longe das regiões produtoras de milho e farelo de soja (principais
ingredientes das rações), sendo necessária a utilização de coprodutos, muitas vezes
regionais, na composição das dietas, para não elevar demais o custo de produção.
Muitos coprodutos podem ser utilizados sem limites de uso na composição da dieta,
no entanto alguns podem possuir características que limitam sua utilização pelos ovinos.
Entre estes fatores destacam-se: os teores de lipídeos, proteína, fibra e diversos princípios
anti-nutricionais que podem estar presentes nos coprodutos. Teores elevados de lipídeos na
dieta de ruminantes reduzem a digestão ruminal (efeito tóxico sobre a flora ruminal), o que
acaba levando a digestão incompleta do alimento, diarreia e queda no desempenho dos
animais. A fibra é essencial para o funcionamento correto do rúmen, no entanto em grande
proporção acaba limitando o consumo e reduz o desempenho, por isso quando se pretende
ganhos elevados o teor de fibra da dieta precisa ser reduzido (dietas com alta proporção de
concentrado). Os principais fatores antinutricionais encontrados nos alimentos são os
compostos polifenólicos, cianogênese e inibidores enzimáticos que juntos promovem o
desequilíbrios orgânicos nos animas e impedem o consumo do vegetal (estratégia vegetal
contra o ataque dos herbívoros). No caso dos ruminantes, partes destes compostos são
destruídas durante a digestão ruminal o que possibilita a ingestão de uma variedade de
espécies vegetais e torna os ruminantes resistentes a concentrações relativamente elevadas
Gonçalves & Zambom
321
de alguns fatores antinutricionais. No entanto, nem sempre estes fatores são totalmente
degradados e algumas substâncias antinutricionais têm seus efeitos potencializados no
rumem, o que merece atenção por parte dos técnicos.
Por isso, antes de fornecer aos animais um determinado coproduto é necessário o
pleno conhecimento de sua composição química e os níveis de inclusão recomendados.
Assim, é possível baratear a dieta sem causar problemas no desempenho e na qualidade da
carne dos animais.
Diante do exposto a presente revisão tem por objetivo reunir informações (dados de
desempenho, qualidade de carne, nível de inclusão e custo) referentes às principais
pesquisas realizadas no Brasil sobre a utilização de novos coprodutos na alimentação de
ovinos em substituição aos volumosos e concentrados tradicionais.
Principais coprodutos e subprodutos
Por definição coprodutos são os produtos de um processo de produção conjunta,
cujo faturamento é considerado significativo para a empresa, também chamando de
produtos principais (por exemplo, no processamento da soja há produção do óleo, farelo de
soja e casquinha de soja). No entanto muitas vezes o termo é utilizado para referenciar
“subprodutos” de um processo de produção com menos importância em relação ao
faturamento, ou seja, sua venda é praticamente certa, mas seu faturamento é insignificante
para a empresa (por exemplo, no processamento da cana-de-açúcar há produção do
bagaço). A grande vantagem da utilização destes subprodutos na alimentação está no preço
pago (muitas vezes só o custo do transporte), mas existem algumas desvantagens como
falta de compromisso da empresa em fornecer um produto de qualidade (produto não
padronizados, teores variáveis de MS, fermentado, armazenados no tempo) e produção
sazonal.
Na Tabela 18.1 estão apresentadas as composições químicas, níveis de inclusão e
efeitos sobre desempenho e qualidade de carne de ovinos com a utilização dos principais
coprodutos estudados nos últimos 10 anos no Brasil. Para melhor discussão os coprodutos
foram divididos em coprodutos substitutos de volumosos e coprodutos substitutos de
concentrado.
Nutrição de vacas de alta produção
322
Con
tin
ua
...
Gonçalves & Zambom
323
Con
tin
ua
...
Nutrição de vacas de alta produção
324
Gonçalves & Zambom
325
Coprodutos substitutos de volumosos
Casca, bagaço e palhas
Esforços têm sido despendidos por pesquisadores com o objetivo de incrementar a
participação das cascas, bagaço e palhas de cereais na alimentação de ruminantes, uma
vez que se trata de material de baixo custo, frequentemente desperdiçado pelos
agricultores. A conversão destes resíduos em leite ou carne, por exemplo, resultaria em
produção de grande quantidade de alimentos de qualidade para o homem (DAMASCENO et
al., 2000).
O principal fator limitante é o baixo valor nutritivo, baixos teores de nitrogênio,
digestibilidade reduzida e consumo voluntário inadequado, resultando em desempenhos
insatisfatórios. Existem algumas maneiras práticas de melhorar o aproveitamento destes
materiais na alimentação animal, sendo o tratamento químico uma delas. Os tratamentos
químicos utilizados para melhorar a qualidade do bagaço e palhas visam eliminar ou
diminuir os efeitos prejudiciais da lignina sobre a degradação de compostos celulósicos
pelos micro-organismos do rúmen, promovendo a ruptura das complexas ligações químicas
daquele componente com a celulose e a hemicelulose, disponibilizando o material,
teoricamente, para adesão da população microbiana e ataque enzimático (VAN SOEST,
1994). O tratamento químico de alimentos volumosos tem crescido bastante nos últimos
anos e várias pesquisas têm evidenciado que o valor nutritivo de diferentes volumosos pode
ser melhorado com a utilização de produtos químicos.
De acordo com Damasceno et al. (2000), o nível de oferta de palha de arroz
amonizada não afeta a digestibilidade da MS e a digestibilidade e balanço do N para ovinos
adultos, machos, castrados, com peso médio de 63,8 kg. O consumo e excreção de N nas
fezes incrementam linearmente com o aumento na oferta de palha. Os autores recomendam
que para maximizar o desempenho animal por unidade de palha fornecida, deve-se ofertar
123,1 g/kg PC0,75.
Castro et al. (2007) reportaram que o custo operacional efetivo por quilograma de
carcaça produzida foi de R$ 3,68, R$ 3,49, R$ 3,23 e R$ 2,98, respectivamente, para dietas
com inclusão de 20%, 40%, 60% e 80% de feno de maniçoba, sendo que a inclusão de 80%
de feno de maniçoba em dietas completas possibilitou a obtenção de desempenho
satisfatório dos cordeiros e melhor retorno financeiro.
O bagaço de cana-de-açúcar é, sem dúvida, o resíduo agroindustrial obtido em maior
quantidade no Brasil, aproximadamente 280 kg t-1 moída. Segundo Burgi (1995) de cada
tonelada de cana-de-açúcar moída na indústria obtêm-se 700 litros de caldo e 300 kg de
bagaço (50% Matéria Seca), portanto, dos 500 milhões de toneladas moídas nas usinas e
Nutrição de vacas de alta produção
326
destilarias do Brasil, a cada ano, 75 milhões de toneladas de bagaço de cana são obtidos. O
bagaço triturado das destilarias mostrou-se de pouco valor na alimentação animal,
carecendo de suplementação e/ou tratamentos, em função do baixo consumo, afetado
principalmente pela baixa proteína e alta fibra. Com isso o nível máximo de aproveitamento
nas dietas tem sido de 25% (CARDOSO, 2006).
Resíduo de cervejaria
O processo industrial da cerveja consiste basicamente no preparo do mosto
(moagem do malte, mosturação, filtração, fervura e clarificação), processo fermentativo e o
acabamento da cerveja (filtração, carbonatação, modificações no aroma, sabor e cor, etc.).
No final deste processo industrial, além do produto principal a cerveja, obtém-se um volume
considerável de resíduo úmido de cervejaria (RUC). O RUC é obtido durante a etapa inicial
do preparo do mosto cervejeiro resultando na obtenção do bagaço de malte na etapa de
filtração e ao final do processo de fermentação do mosto nas dornas pela ação das
leveduras (Saccharomyces cerevisiae), obtém-se um rejeito sólido composto da matéria
prima usada na fermentação e a levedura que cresceu no meio (SANTOS; RIBEIRO, 2005).
Este coproduto pode ser uma alternativa como coproduto da agroindústria na alimentação
de ovinos, pois este resíduo é produzido em grande volume e, além disso, não apresenta
problemas com a sazonalidade de sua produção. No entanto Gilaverte et al. (2011)
observaram redução do ganho médio diário, peso corporal final e eficiência alimentar dos
animais quando as doses foram acima de 25% da dieta.
Casca de café
A casca de café vem sendo utilizada em algumas pesquisas substituindo tanto
alimentos volumosos (VILELA, 1999) quanto grãos de cereais (BARCELOS et al. 1997).
Furusho-Garcia et al. (2003) ao avaliarem os componentes corporais e órgãos internos de
cordeiros Texel × Bergamácia, Texel × Santa Inês e Santa Inês puros, terminados em
confinamento, com casca de café, tratada ou não com uréia, como parte da dieta,
observaram que os cordeiros que consumiram dietas contendo 15% de casca de café,
independentemente do tratamento químico com uréia, apresentam maior desenvolvimento
do retículo rúmen. Já o tratamento químico da casca de café com ureia provoca menor peso
no abomaso, fígado e pâncreas, órgãos ligados à digestão enzimática.
A utilização de casca de café também não pode apresentar influência sobre as
características da carcaça e dos cortes de ovinos. Segundo Furusho-Garcia, et al. (2003) a
utilização de 15% de casca de café, tratada ou não com uréia e grão de soja moído, em
Gonçalves & Zambom
327
dietas para cordeiros terminados em confinamento, não afetou de forma significativa os
pesos dos cortes da carcaça e a composição da paleta, do lombo e da perna. Os autores
encontraram peso médio de paleta e lombo de 1,787 e 0,778 kg entre os tratamentos, e
peso de pernil de 3,21, 3,04 e 2,96 kg para as dietas sem adição de casca de café, com
15% de casca de café in natura e com 15% de casca com uréia e grão de soja moído,
respectivamente. A relação músculo:gordura média do pernil entre as dietas foi de 3,75.
Casca de soja
Nutricionalmente, Restle et al. (2004) relataram que a casca de soja, por apresentar
elevado teor de fibra em detergente neutro (FDN), foi inicialmente estudada como uma
opção para substituição da fração volumoso da dieta de ruminantes. Entretanto, por
apresentar elevada digestibilidade da FDN, proporcionar elevada produção de ácidos graxos
voláteis no rúmen, em razão da excelente fermentabilidade da fibra no rúmen (BACH et al.,
1999) e dos benefícios decorrentes da digestão da fibra da dieta total sobre o pH ruminal
(GOMES, 1998), a casca de soja se destaca quanto ao seu potencial de uso na alimentação
de ruminantes em substituição aos grãos de cereais.
A casca de soja pode substituir o feno de coastcross em teores de até 33,7% da MS,
visto que essa substituição aumenta o consumo de MS e a retenção de N (g dia-1) sem
prejudicar a digestibilidade da MS, matéria orgânica e FDN e a concentração de ácidos
graxos de cadeia curta no rúmen (GENTIL et al., 2011). A densidade energética da casca de
soja é superior à do feno de coastcross. A casca apresenta 77,0% de NDT e o feno de
coastcross 53,0% de NDT (NATIONAL RESEARCH COUNCIL, 2007). Com a utilização da
casca de soja em substituição a parte da fonte de forragem, é possível aumentar a
densidade energética da dieta sem causar grandes reduções no fornecimento de FDN
(GENTIL et al., 2011). Santos et al. (2008) relatam que o aumento do nível de casca de soja
de 0 e 75% em substituição ao fubá de milho em dietas para ovinos em confinamento,
reduziu os gastos com alimentação e aumentou a margem bruta de R$ 10,89 para R$ 18,63
por animal, sem afetar o desempenho em confinamento.
Coprodutos substitutos de concentrado
Caroço de algodão
O adequado desempenho produtivo dos ruminantes está relacionado principalmente
ao consumo alimentar, que, por sua vez, depende do consumo de matéria seca e de sua
concentração energética. As oleaginosas são as fontes de lipídios mais usadas na dieta de
ruminantes, por proporcionarem alta densidade energética em substituição aos carboidratos
Nutrição de vacas de alta produção
328
rapidamente fermentáveis, favorecendo a fermentação ruminal e a digestão da fibra,
entretanto, não deve ser usado em excesso, devido ao seu conteúdo em óleo (TEIXEIRA;
BORGES, 2005).
O caroço de algodão é uma ótima alternativa para o uso em confinamento de
ruminantes, por ser um alimento com proteína de alto valor biológico e teor de energia,
facilitando a formulação de dietas de custo mínimo. Outra vantagem seria que a gordura
contida na carne produzida poderia ter um perfil mais insaturado, em razão de grande parte
da energia desse alimento estar na forma de gordura, promovendo menor incremento
calórico e resultando em melhor conversão alimentar (MEDEIROS et al., 2005).
Cunha et al. (2008) avaliaram as características quantitativas da carcaça de ovinos
alimentados com rações contendo diferentes níveis de caroço de algodão integral. O uso de
caroço de algodão proporcionou menor musculosidade de carcaça, demonstrada pela
relação músculo:osso, músculo:gordura e área de olho de lombo. Os níveis de 0, 20%, 30%
e 40% de inclusão de caroço de algodão, com base na MS, não influenciaram as
características e os rendimentos de cortes das carcaças de ovinos avaliados.
De acordo com Madruga et al. (2008), do ponto de vista nutricional, relacionado com
a composição de ácidos graxos e teor de colesterol de amostras de carne ovinos Santa
Inês, a utilização de caroço de algodão integral na dieta pode ser recomendada, durante
períodos curtos, em níveis de até 40% para ovinos em terminação.
Coprodutos da agroindústria de frutas
Atualmente, a produção de frutas destina-se a atender à demanda por frutas frescas,
no entanto, existe uma tendência mundial para o mercado de produtos transformados, como
conservas, sucos, geléias e doces. Entretanto, segundo Bártholo (1994), nos países em
desenvolvimento, como é o caso do Brasil, as perdas pós-colheita de frutas frescas são
estimadas em torno de 20% a 50%. Em geral, calcula-se também que, do total de frutas
processadas, sejam gerados, na produção de sucos e polpas, 40% de resíduos
agroindustriais para as frutas manga, acerola, maracujá e caju. Constantemente, as
agroindústrias investem no aumento da capacidade de processamento, gerando grandes
quantidades de subprodutos, que, em muitos casos, são considerados custo operacional
para as empresas ou fonte de contaminação ambiental (LOUSADA JÚNIOR et al., 2005).
Nesse contexto, os resíduos agroindustriais da fruticultura podem ser importantes na
alimentação de ruminantes, principalmente em situações de baixa disponibilidade de
alimento. Na avaliação do consumo e digestibilidade de alguns coprodutos da fruticultura
para ovinos, Lousada Júnior et al. (2005) determinaram que os coprodutos de abacaxi,
maracujá e melão caracterizaram-se por bom valor nutritivo, podendo ser utilizados na
Gonçalves & Zambom
329
alimentação de ruminantes, enquanto que existem limitações na utilização dos subprodutos
de acerola e goiaba devido ao baixo valor nutritivo dos coprodutos dessas frutas.
A polpa de caju (Anacardium occidentale L.) desidratada, cuja produção brasileira é
estimada em mais de um milhão de toneladas/ano, é produzida quase que totalmente na
Região Nordeste. Esse subproduto merece, portanto, atenção dos criadores e do meio
técnico-científico. A safra de caju no Nordeste ocorre na estação seca do ano, no período de
julho a janeiro, quando diminui a disponibilidade de forragem na região, forçando o produtor
a recorrer ao mercado de rações, compostas principalmente por milho e soja, produtos de
alto custo na região (DANTAS FILHO et al., 2007).
De acordo com os mesmos autores, na avaliação do desempenho, digestibilidade in
vivo e balanço de nitrogênio em ovinos mestiços Santa Inês em confinamento, a polpa de
caju desidratada incluída na dieta em níveis de até 30% proporciona melhor retorno
econômico. Em compensação, A inclusão de polpa de caju desidratada em rações para
ovinos em terminação reduziu a retenção de nitrogênio e afetou negativamente a
digestibilidade da MS, matéria orgânica (MO), proteína bruta (PB), FDN e fibra em
detergente ácido (FDA).
O coproduto de vitivinícolas apresenta alta concentração de carboidratos fibrosos e
teor de PB próximo dos 15% na MS. Nas regiões onde a indústria vinícola é desenvolvida,
este coproduto pode ser utilizado na alimentação de animais, inclusive pelo volume de
alimento que representa, pois, em peso, a quantidade de bagaço obtida equivale a,
aproximadamente, 25% do peso das uvas processadas para a produção de vinho.
Entretanto, esse alimento não apresenta valores elevados de digestibilidade da MS devido,
dentre outros fatores, aos elevados níveis de lignina e taninos (BARROSO, 2006).
Barroso et al. (2006) mostraram que a utilização do resíduo de vitivinícolas na
alimentação de ovinos em terminação pode ser boa alternativa volumosa quando associada
a diferentes fontes energéticas. As combinações do resíduo de vitivinícolas com o farelo de
palma e com o grão de milho moído apresentaram bons desempenhos, com média de
ganho diário de 117 e 132 g dia-1, respectivamente, superando a combinação do resíduo de
vitivinícolas à raspa de mandioca, com média de ganho diário de 71 g dia-1.
A polpa cítrica desidratada, subproduto da indústria citrícola, pode ser utilizada em
rações para ruminantes como ingrediente de alta densidade energética para animais em
crescimento e lactação e tem pouco ou nenhum efeito negativo na fermentação ruminal em
comparação a alimentos ricos em amido (BAMPIDIS; ROBINSON, 2006). No entanto, a
substituição de ingredientes tradicionais, como o milho, por subprodutos como a polpa
cítrica, pode alterar a composição e a qualidade da carne ovina, mesmo que o desempenho
Nutrição de vacas de alta produção
330
seja satisfatório, ocasionando mudanças em características como a cor e a maciez
(SCERRA et al., 2001).
Ao avaliarem os efeitos da substituição do milho por polpa cítrica sobre as
características de carcaça e a qualidade da carne de cordeiros em confinamento, Rodrigues
et al. (2008) determinaram que a substituição parcial ou total não afetou os rendimentos de
carcaça quente e fria, perda por resfriamento, espessura de gordura de cobertura, área de
olho de lombo, rendimentos de cortes, proporção músculo:gordura:osso, capacidade de
retenção de água, cor, perda de peso por cozimento e pH da carne. Entretanto, os autores
observaram que a substituição total do milho por polpa cítrica reduziu em 12,4% o teor de
gordura na carcaça. A substituição total (100%) do milho pela polpa cítrica promoveu
aumento de 177% na concentração de ácido linolênico (C18:3), enquanto a substituição
parcial (67%) resultou em aumento de 72% no ácido linoleico conjugado (C18:2 cis-9trans-
11), não havendo alteração na concentração total de ácidos graxos saturados,
monoinsaturados e poli-insaturados. Entretanto, a quantidade de gordura intramuscular do
Longissimus dorsi diminuiu com o aumento de polpa cítrica na ração, sem alterar os teores
de umidade, proteína e cinzas.
Coprodutos do processamento da mandioca
Alguns subprodutos da produção de farinha de mandioca, como casca de mandioca
e farinha de varredura, possuem potencial e disponibilidade para serem utilizados como
alimento energético na alimentação de ruminantes. A farinha de varredura é obtida durante
a limpeza de todo o material perdido no chão, formado por farinha, pó e fibra, e apresenta
elevados teores de amido (80,0%) e de MS (90,0%). A substituição do milho pela farinha de
varredura em rações para ovinos não afeta o consumo, a digestibilidade dos nutrientes, o
pH e a concentração de N amoniacal do líquido ruminal e os balanços de nitrogênio e de
energia. Nesse caso, a farinha de varredura pode substituir em 100% o milho na ração
desses animais (ZEOULA et al., 2003).
Coprodutos da extração do óleo vegetal e biodiesel
Como coprodutos alternativos para a alimentação de ovinos encontram-se na
literatura alimentos como resíduos de babaçu, mamona e pinhão-manso. Esses resíduos
caracterizam-se por serem produtos regionais e que ultimamente vem sendo empregados
na geração de biodiesel. O processo químico de produção de biodiesel também gera um
coproduto que pode ser utilizado na nutrição de ruminantes, a glicerina bruta.
Gonçalves & Zambom
331
O babaçu (Orbygnia sp.) é uma das espécies de palmeiras oleaginosas utilizadas na
indústria extrativista brasileira, que possui grande valor industrial e comercial, sendo
encontrada em extensas áreas em estados como Maranhão, Piauí e Tocantins. Na
industrialização do coco do babaçu para produção de óleo comestível são produzidos vários
subprodutos como farelo de mesocarpo do babaçu e farinha de mesocarpo, que
correspondem em média a 23% do peso do fruto (MIOTTO et al., 2012).
O farelo de babaçu é classificado como fonte protéica (BENEDETT; SPERS, 1995),
a variação na sua composição e o processamento são fatores que influenciam sua
composição final. No estado do Piauí, algumas indústrias demonstraram que o farelo de
babaçu possui 14% a 24% de PB e mais de 50% de FDN (XENOFONTE et al., 2008).
Sousa Júnior (2003) concluiu que o uso de farelo de babaçu até o nível de 20% não
interferiu nas características da carcaça de ovinos Santa Inês. Entretanto, Xenofonte et al.
(2009) determinaram que níveis de farelo de babaçu superiores a 10% na dieta podem
afetar negativamente os pesos e rendimentos, bem como os cortes comerciais e as medidas
lineares, de carcaças de ovinos sem padrão racial definido em terminação.
A mamona (Ricinus communis L.) é uma oleaginosa pertencente à família
Euforbiaceae, que produz sementes ricas em óleo glicídico solúvel em álcool. Do resíduo da
extração do óleo tem-se o farelo, que pode ter diversos usos, como fonte de alimento para
ruminantes e não ruminantes, e fonte de aminoácidos para os mais variados fins nutricionais
(BOSE; WANDERLEY, 1988).
Pompeu et al. (2012) não observaram efeito dos níveis de substituição (0, 33%, 67%
e 100%) do farelo de soja pela torta de mamona destoxificada sobre o peso vivo final, o
peso vivo ao abate em jejum, o peso corporal vazio, o peso da carcaça quente e o peso da
carcaça fria de ovinos mestiços de Morada Nova, machos não castrados, com peso corporal
de abate médio de 30,17 kg. Já o rendimento de carcaça quente foi afetado pelos níveis de
substituição do farelo de soja pela torta de mamona, mesmo comportamento observado
para o rendimento de carcaça fria. O peso da costela e os rendimentos da costela e da
paleta também foram influenciados pelos níveis de substituição do farelo de soja pela torta
de mamona destoxificada. O peso e o rendimento das demais regiões, no entanto, não
apresentaram diferenças entre níveis de substituição. Portanto, segundo os autores, a torta
de mamona destoxificada pode ser utilizada em níveis de até 67% de substituição ao farelo
de soja em dietas para ovinos.
O pinhão-manso (Jatropha curcas) é uma planta da família das Euforbiáceas, que se
destaca pelo seu potencial de produção de biodiesel. Nativa da América do Sul é explorada
com sucesso na América Central, Índia e África. A cultura é uma excelente opção para
regiões carentes e tem se adaptado muito bem à região Norte do país. Produz cerca de
Nutrição de vacas de alta produção
332
duas toneladas de óleo por hectare, em terras de pouca fertilidade, arenosas, com climas
desfavoráveis a várias culturas, necessitando, assim, de poucos cuidados. Devido às suas
características, o pinhão-manso tem sido considerado como boa opção para sistemas de
pequenas propriedades com mão de obra familiar (SATURNINO et al., 2005).
Na substituição ao óleo diesel, o pinhão-manso destaca-se, uma vez que produz
83,9% do valor calorífico do óleo diesel. Além disso, a produção do biodiesel a partir do fruto
do pinhão-manso gera como subprodutos a casca do fruto do pinhão-manso, a qual é
utilizada como carvão vegetal, e a torta de pinhão-manso, ambos com possibilidades de uso
na alimentação animal (ARAÚJO et al., 2010).
No entanto, na determinação da porcentagem ótima de inclusão da casca do fruto do
pinhão-manso à dieta de ovinos, em substituição ao feno de capim Mombaça (0, 15%, 30%,
e 45%), com avaliação do consumo de alimento e ocorrência de alterações clínicas e
histológicas, ARAÚJO et al. (2010) observaram que a casca do fruto do pinhão-manso não
deve ser utilizada na suplementação de ovinos, nas porcentagens usadas no estudo. Foi
observada redução considerável no consumo de matéria natural à medida que houve
aumento da inclusão de casca à dieta, com valores médios de 1.444,92, 298,48, 191,45 e
88,68 g dia-1 para inclusão de 0, 15%, 30% e 45% de casca, respectivamente.
Essa redução do consumo de alimento pode estar relacionada à presença de fatores
antinutricionais e/ou de princípios tóxicos, ainda não determinados na casca do fruto do
pinhão-manso, devido à ocorrência de alterações clínicas nos animais. O quadro clínico-
patológico foi caracterizado por desordens digestivas, hepáticas, renais, pulmonares e
cardíacas. Independentemente da porcentagem de inclusão da casca de pinhão-manso,
todos os animais que receberam pinhão-manso na dieta apresentaram, mesmo que em
diferentes graus, apatia, redução de apetite, redução do conteúdo e tensão ruminal, redução
da motilidade ruminal, emagrecimento acentuado, consistência e tamanho de cíbalas
alterados (ARAÚJO et al., 2010).
A glicerina bruta (coproduto da produção do biodiesel) vem sendo utilizada com
sucesso na nutrição de ruminantes. Grande parte da glicerina bruta é composta por glicerol,
que é absorvido diretamente pelo epitélio ruminal, metabolizado no fígado e direcionado
para a gliconeogênese pela ação da enzima glicerol quinase, que o converte em glicose.
Assim, a glicerina bruta apresenta potencial de aplicação como substrato gliconeogênico
para ruminantes (KREHBIEL, 2008). Com a perspectiva de redução nos preços, a glicerina
bruta tem surgido como opção para utilização como macroingrediente na dieta de cordeiros
em terminação, em substituição a concentrados energéticos (KERR et al.,2007).
Na avaliação do desempenho em confinamento pela substituição do milho pela
glicerina bruta na dieta de cordeiros Pantaneiros, machos não castrados, abatidos com peso
Gonçalves & Zambom
333
corporal médio de 30,96 kg, Orrico Júnior et al. (2012) não observaram diferenças entre as
doses de 0, 2,5%, 5% e 7,5% de glicerina bruta. Os animais apresentaram ganho médio
diário de 234,72, 207,50, 207,50 e 231,66 g dia-1 para as doses de 0, 2,5%, 5% e 7,5%,
respectivamente. Como também não houve diferença entre as doses de glicerina bruta para
a conversão alimentar, recomenda-se a adoção de glicerina bruta em substituição ao milho,
nas doses estudadas, objetivando a redução do custo de produção da atividade.
Ricardo et al. (2012) determinaram que a inclusão de glicerina bruta na dieta de
cordeiros Pantaneiros em confinamento (0, 2,5%, 5% e 7,5% de glicerina bruta em
substituição ao milho) não apresenta influência sobre as características da carcaça dos
animais. O peso corporal ao abate variou de 35,52 kg, para 2,5% de glicerina bruta, a
38,10 kg, para o tratamento sem inclusão. A área de olho de lombo dos animais variou entre
13,59 (5% de glicerina) e 14,30 cm2 (2,5% de glicerina), sem influência da utilização da
glicerina, enquanto que a espessura de gordura apresentou valores de 1,83, 1,81, 1,78 e
2,22 mm para doses de 0, 2,5%, 5% e 7,5% de glicerina bruta, respectivamente.
Considerações finais
Boa parte dos coprodutos pode ser aproveitada na alimentação dos ovinos, no
entanto são de extrema importância o conhecimento da composição química e as
recomendações de uso dos mesmos para que se possam formular as dietas. Muitas vezes
coprodutos com baixo valor de mercado apresentam baixo valor nutricional e podem
apresentar contaminantes que impedem sua utilização. Desta forma o acompanhamento
técnico é fundamental para auxiliar o produtor na escolha do coproduto que deve utilizar.
Referências bibliográficas ARAÚJO, V. L. et al. Inclusão de casca de pinhão-manso em dietas de ovinos: consumo voluntário e caracterização de quadro toxicológico. Arquivo Brasileiro de Medicina Veterinária e Zootecnia. Belo Horizonte, v. 62, p. 1255-1258, 2010.
BACH, A. et al. Effects of type of carbohydrate supplementation to lush pasture on microbial fermentation in continuous culture. Journal of Dairy Science. Champaign, v. 82, p. 153-160, 1999.
BAMPIDIS, V. A.; ROBINSON, P. H. Citrus by-products as ruminant feeds: a review. Animal Feed Science and Technology. Amsterdam, v. 128, p. 175-217, 2006.
BARCELOS, A. F. et al. Aproveitamento da casca de café na alimentação de novilhos confinados – resultados do primeiro ano. Revista Brasileira de Zootecnia. Viçosa, v. 26, p.1208-1214, 1997.
BARROSO, D. D. et al. Desempenho de ovinos terminados em confinamento com resíduo desidratado de vitivinícolas associado a diferentes fontes energéticas. Ciência Rural. Santa Maria, v. 36, p. 1553-1557, 2006.
BÁRTHOLO, G. F. Perdas e qualidade preocupam. Informe Agropecuário. Belo Horizonte, v. 17, p. 3, 1994.
Nutrição de vacas de alta produção
334
BENEDETT, E.; SPERS, E. Digestibilidade aparente do farelo de babaçu (Orbgnya sp) com bezerros de um ano de idade. Veterinária Noticia. v. 1, p. 19-28, 1995.
BOSE, M. L. V.; WANDERLEY, R. C. Digestibilidade e balanço metabólico da fração nitrogenada do farelo de mamona desintoxicado e de feno de alfafa em ovinos. Revista Brasileira de Zootecnia. Viçosa, v. 17, p. 456-464, 1988.
BURGI, R. Utilização de resíduos culturais e de beneficiamento de na alimentação de bovinos. In: ANAIS DO SIMPÓSIO SOBRE NUTRIÇÃO DE BOVINOS DA FEALQ, 6., 1995, Piracicaba, SP. Anais... Piracicaba: FEALQ, 1995, p.153-169.
CARDOSO, M. G. Produção de Aguardente de qualidade. Lavras: UFLA. 2006.
CASTRO, J. M. C. et al. Desempenho de cordeiros Santa Inês alimentados com dietas completas contendo feno de maniçoba. Revista Brasileira de Zootecnia. Viçosa, v. 36, n. 3, p. 674-680, 2007.
CUNHA, M. G. G. et al. Características quantitativas de carcaça de ovinos Santa Inês confinados alimentados com rações contendo diferentes níveis de caroço de algodão integral. Revista Brasileira de Zootecnia. Viçosa, v. 37, p. 1112-1120, 2008.
DAMASCENO, J. C. et al. Consumo voluntário, digestibilidade e balanço de nitrogênio em ovinos recebendo palha de arroz amonizada em diferentes níveis de oferta. Revista Brasileira de Zootecnia. Viçosa, v. 29, p. 1167-1173, 2000.
DANTAS FILHO, L. A. et al. Inclusão de polpa de caju desidratada na alimentação de ovinos: desempenho, digestibilidade e balanço de nitrogênio. Revista Brasileira de Zootecnia. Viçosa, v. 36, p. 147-154, 2007.
FURUSHO-GARCIA, I. F. et al. Componentes corporais e órgãos internos de cordeiros Texel × Bergamácia, Texel × Santa Inês e Santa Inês Puros, terminados em confinamento, com casca de café como parte da dieta. Revista Brasileira de Zootecnia. Viçosa, v. 32, p. 1992-1998, 2003 (Supl. 2).
GENTIL, R. S. et al. Metabolismo de nutrientes em ovinos alimentados com casca de soja em substituição ao feno de coastcross. Revista Brasileira de Zootecnia. Viçosa, v. 40, p. 2835-2843, 2011.
GILAVERTE, S. et al. Digestibilidade da dieta, parâmetros ruminais e desempenho de ovinos Santa Inês alimentados com polpa cítrica peletizada e resíduo úmido de cervejaria. Revista Brasileira de Zootecnia. Viçosa, v. 40, p. 639-647, 2011.
GOMES, I. P. O. Substituição do milho pela casca de soja em dietas com diferentes proporções de volumoso:concentrado para bovinos em confinamento. 1998. 84f. Tese (Doutorado em Zootecnia) – Curso de Pós-graduação em Zootecnia, Universidade Estadual Paulista, Jaboticabal.
KERR, B. J. et al. Feeding bioenergy coproducts to swine: crude glycerol. Ames: Iowa State University, 2007. Disponível em: <http://www.ipic.iastate.edu/ publications/IPIC11b.pdf 2007>. Acesso em: 02 de jun. 2012.
KREHBIEL, C. R. Ruminal and physiological metabolism of glycerin. Journal of Animal Science. Champaign, v. 86 (E-Suppl), p. 392, 2008.
LOUSADA JÚNIOR, J. E. et al. Consumo e digestibilidade de subprodutos do processamento de frutas em ovinos. Revista Brasileira de Zootecnia. Viçosa, v. 34, p. 659-669, 2005.
MADRUGA, M. S. et al. Efeito de dietas com níveis crescentes de caroço de algodão integral sobre a composição química e o perfil de ácidos graxos da carne de cordeiros Santa Inês. Revista Brasileira de Zootecnia. Viçosa, v. 37, p. 1496-1502, 2008.
MEDEIROS, S. R. et al. Efeito do caroço de algodão na qualidade do Longissimus dorsi de bovinos de diferentes grupos genéticos terminados em confinamento. In: REUNIÃO ANUAL DA SOCIEDADE BRASILEIRA DE ZOOTECNIA, 42., 2005, Goiânia. Anais... Goiânia: Sociedade Brasileira de Zootecnia, 2005. (CD-ROM).
MIOTTO, F. R. C. et al. Consumo e digestibilidade de dietas contendo níveis de farelo do mesocarpo de babaçu para ovinos. Revista Ciência Agronômica. Fortraleza, v. 43, p. 792-801, 2012.
Gonçalves & Zambom
335
NATIONAL RESEARCH COUNCIL. Nutrient Requirements of Small Ruminants: Sheep, Goats, Cervids, and New World Camelids. Washington, DC: The National Academies Press, 2007. 384p.
ORRICO JÚNIOR, M. A. P. et al. Uso da glicerina em substituição ao milho na alimentação de cordeiros confinados. In: REUNIÃO ANUAL DA SOCIEDADE BRASILEIRA DE ZOOTECNIA, 49., 2012. Brasília. Anais... Brasília: Sociedade Brasileira de Zootecnia, 2012. (CD ROOM).
POMPEU, R. C. F. F. et al. Desempenho produtivo e características de carcaça de ovinos em confinamento alimentados com rações contendo torta de mamona destoxificada em substituição ao farelo de soja. Revista Brasileira de Zootecnia. Viçosa, v. 41, p. 726-733, 2012.
RESTLE, J. et al. Substituição do grão de sorgo por casca de soja na dieta de novilhos terminados em confinamento. Revista Brasileira de Zootecnia. Viçosa, v. 33, p. 1009-1015, 2004.
RICARDO, H. A. et al. Características da carcaça de cordeiros confinados alimentados com dietas contendo diferentes doses de glicerina bruta. In: REUNIÃO ANUAL DA SOCIEDADE BRASILEIRA DE ZOOTECNIA, 49., 2012. Brasília. Anais... Brasília: Sociedade Brasileira de Zootecnia, 2012. (CD ROOM).
RODRIGUES, G. H. et al. Polpa cítrica em rações para cordeiros em confinamento: características da carcaça e qualidade da carne. Revista Brasileira de Zootecnia. Viçosa, v. 37, p. 1869-1875, 2008.
SANTOS, J. W. et al. Casca de soja em dietas para ovinos. Revista Brasileira de Zootecnia. Viçosa, v. 37, p. 2049-2055, 2008.
SANTOS, M. S.; RIBEIRO, F. M. Cervejas e refrigerantes. São Paulo: CETESB, 2005. 58p.
SATURNINO, H. M. et al. Cultura do pinhão-manso (Jatropha curcas L.). Informe Agropecuário. Belo Horizonte, v. 6, p. 44-78, 2005.
SCERRA, V. et al. Citrus pulp and wheat straw silage as an ingredient in lambs diets: effects on growth and carcass and meat quality. Small Ruminant Research. Amsterdam, v. 40, p. 51-56, 2001.
SOUSA JÚNIOR, A. Substituição parcial do farelo de soja e milho por farelo de babaçu na terminação de ovinos. 2003. 58f. Dissertação (Mestrado em Ciência Animal) – Curso de Pós-graduação em Zootecnia, Universidade Federal do Piauí.
TEIXEIRA, D. B.; BORGES, I. Efeito do nível de caroço de algodão sobre o consumo e digestibilidade da fração fibrosa do feno de braquiária em ovinos (Brachiaria decumbens) em ovinos. Arquivo Brasileiro de Medicina Veterinária e Zootecnia. Belo Horizonte, v. 57, p. 229-233, 2005.
VAN SOEST, P. J. Nutritional ecology of the ruminant. Ithaca: Cornell University Press, 1994. 476p.
VILELA, F. G. Uso da casca de café melosa em diferentes níveis na alimentação de novilhos confinados. 1999. 46f. Dissertação (Mestrado em Zootecnia) – Curso de Pós-graduação em Zootecnia, Universidade Federal de Lavras.
XENOFONTE, A. R. B. et al. Características de carcaça de ovinos em crescimento alimentados com rações contendo farelo de babaçu. Revista Brasileira de Zootecnia. v. 38, p. 392-398, 2009.
XENOFONTE, A. R. B. et al. Desempenho e digestibilidade de nutrientes em ovinos alimentados com rações contendo farelo de babaçu. Revista Brasileira de Zootecnia. Viçosa, v. 37, p. 2063-2068, 2008.
ZEOULA, L. M. et al. Substituição do milho pela farinha de varredura de mandioca (Manihot esculenta Crantz) em rações de ovinos: consumo, digestibilidade, balanços de nitrogênio e energia e parâmetros ruminais. Revista Brasileira de Zootecnia. Viçosa, v. 32, p. 491-502, 200
Capítulo 19
Nutrição de vacas de alta produção
João Arlindo Gouveia Gonçalves
Maximiliane Alavarse Zambom
Programa de Pós-Graduação em Zootecnia, Centro de Ciências Agrárias, Universidade Estadual do Oeste do
Paraná, CEP 85960-000, Marechal Cândido Rondon, Paraná.
Introdução
As exigências nutricionais de animais leiteiros variam significativamente nas fases do
ciclo produtivo (período seco, pré-parto, início de lactação e pós-pico de lactação), devido às
diferenças na capacidade de ingestão de matéria seca (IMS), peso corporal e produção de
leite. Assim, na pecuária leiteira vacas de alta produção (acima de 28 litros diários no pico
de produção) demandam grandes quantidades de nutrientes para síntese do leite, sendo
necessário muitas vezes a utilização de parte de suas reservas corporais, principalmente
nos primeiros dias de lactação.
Para atender estas exigências nutricionais, as vacas dependem de um elevado
consumo de alimentos de alta qualidade e alta densidade energética. Essa demanda por
nutrientes se diferencia ainda em cada fase de lactação (NRC, 1989; NRC, 2001). Com um
manejo alimentar adequado poder-se-á obter de 500 a 1.000 litros de leite suplementar por
vaca/lactação/ano. Ao contrário, um manejo inadequado poderá provocar uma redução da
produção leiteira, uma diminuição da eficiência reprodutiva e um aumento de problemas
metabólicos durante o período pré e pós-parto (REIS et al., 2009).
As características físicas e químicas das dietas podem ter grande efeito sobre o
consumo e a produção de leite de vacas leiteiras. A sintonia fina é definida como a
necessidade de fazer pequenos ajustes para aumentar o nível de precisão ou acurácia de
um cálculo ou procedimento.
A composição das dietas mudou ao longo do tempo devido a diferenças na genética
e manejo, além de diferentes métodos de processamento de alimentos. O nível de ingestão
e a composição da dieta afetam a digestibilidade dos ingredientes da ração. A vaca
Gonçalves & Zambom
337
holandesa média nos EUA produz atualmente 3,5 vezes a manutenção, mas existe
significativa variação entre vacas e entre rebanhos. A composição da dieta também afeta a
digestibilidade dos ingredientes individuais. O melhor exemplo é o efeito negativo que níveis
excessivos de grãos (amido) têm sobre a digestibilidade das fibras. Uma determinada ração
pode ter sua digestibilidade diferente quando fornecida como parte de uma dieta rica em
forragem ou quando fornecida como parte de uma dieta com alto teor de grãos. Os valores
de energia de uma ração devem refletir tanto a variabilidade do nível de ingestão quanto de
composição da dieta (WEISS, 2005).
Sistemas de alimentação de vacas em lactação
O objetivo de qualquer sistema de alimentação, em propriedades leiteiras, deve ser
fornecer correta quantidade de nutrientes, necessária para satisfazer as exigências
individuais de vacas (ou outras categorias), bem como permitir diferentes práticas ou manejo
alimentar, de acordo com a preferência da propriedade (GONÇALVES et al., 2009). De
modo geral, os alimentos podem ser fornecidos de duas maneiras:
1) fornecimento separado de volumoso e concentrado;
2) dieta total ou ração total (forragem e concentrados misturados juntos).
Ainda, após formulação, a dieta (total ou separada) pode ser ofertada sob duas
formas (REIS et al., 2009):
1) individualmente: quando da utilização de canzis, baias individuais, sistema de
confinamento tipo “tie stall”, entre outros;
2) em grupos: quando da utilização de cochos ou pistas de alimentação coletivas,
alimentação a pasto, sistemas de confinamento tipo “free stall”, entre outros.
Dieta total
A chamada dieta ou ração total (TMR, do inglês “Total Mixed Rations”) é um tipo de
ração em que concentrado e forragem são misturados juntos e ofertados como alimento
completo. A utilização da dieta total tem muitas vantagens sobre os métodos convencionais
de fornecer concentrado na sala de ordenha e a forragem do lado de fora: as vacas variam
muito em seu consumo voluntário de forragens, quando esta é fornecida à livre escolha. No
entanto, na dieta total, cada bocado contém um balanço predeterminado de todos os
nutrientes essenciais.
O uso da dieta total permite à vaca consumir pequenas quantidades de uma refeição
balanceada com mais frequência durante o dia, fornecendo um suprimento mais constante
de nutrientes para os microrganismos ruminais, maior estabilidade do pH ruminal e
Nutrição de vacas de alta produção
338
eficiência de utilização da energia e proteína disponível no retículo-rúmen; há melhor
controle do valor nutricional da dieta total, podendo ser formulada para completar as
exigências de vacas para todos os nutrientes; uma larga variedade de alimentos pode ser
utilizada nas dietas totais. Alimentos menos palatáveis podem ser diluídos e não ser
selecionados pelos animais. A mudança dos ingredientes da dieta também é mais fácil de
ser executada; vacas alimentadas com dieta total são hábeis em alcançar e manter maior
consumo de MS após o parto, a dieta total pode ser usada em qualquer sistema de manejo,
em praticamente todas as propriedades.
Manejo em função do ciclo de produção
Os efeitos da nutrição na produção de leite e na atividade reprodutiva de vacas
leiteiras somente serão avaliadas, em sua potencialidade, se consideradas as relações entre
a ingestão de alimentos, condição corporal, peso vivo e produção de leite dentro de um
período equivalente ao intervalo entre dois partos, ou seja, um ciclo de lactação. Assim, o
ciclo produtivo de uma vaca pode ser dividido em quatro fases distintas, sendo estas:
período seco, início de lactação, meio de lactação e final de lactação (Figura 19.1).
Figura 19.1 Ciclo produtivo de vacas leiteiras
Gonçalves & Zambom
339
No entanto, dentro das fases do ciclo produtivo, está compreendido o período de
transição o qual equivale ao período de tempo entre as três semanas pré-parto e três
semanas pós-parto (NRC, 2001; HEAD; GULAY, 2001). Recomenda-se que neste período
as rações sejam formuladas com os mesmos ingredientes que serão usados para formular a
ração de lactação. Isto permite uma adaptação da população microbiana, o que pode levar
de três a quatro semanas, além de aumentar a produção de ácidos graxos voláteis (AGV),
estimulando o crescimento das papilas ruminais, e assim, aumentando a absorção dos AGV
produzidos quando houver maior fornecimento de grãos.
O final da gestação é um período de transição metabólica, no entanto, estas mudanças
não ocorrem abruptamente e sim, gradualmente, pelo período de transição. Envolvendo
alterações no fígado, tecido adiposo, músculo esquelético, e ação de muitos hormônios que
estão envolvidos na lactogênese e manutenção da lactação (HEAD; GULAY, 2001).
A maximização da ingestão durante o período de transição é fundamental para
aumentar o suprimento de energia, de proteína e de AGV no rúmen, evitando a mobilização
de tecidos corporais e minimizando a possibilidade da ocorrência de doenças metabólicas
(HEAD; GULAY, 2001). A baixa ingestão no período pré-parto é devido à limitada
capacidade de ingestão, pois é no terço final da gestação que ocorre o maior crescimento
fetal, o que leva a uma redução no volume do rúmen, devido á compressão pelo útero,
podendo acarretar em reduções, para vacas, de 25% a 35% do consumo (Drackley, 1999).
No entanto, esta redução pode chegar a valores superiores para cabras em início de
lactação. Zambom et al. (2005) avaliando o ciclo produtivo de cabras Saanen em lactação
observaram uma redução de 67,45% na ingestão de matéria seca, em relação à fase inicial
de lactação.
De acordo com Head e Gulay (2001), a ingestão de matéria seca um dia antes da
parição foi correlacionado (r=0,54) ao consumo 21 dias após a parição. O consumo de
alimentos no pré-parto define o estágio de lactação. Portanto, há a necessidade de
maximizar o consumo de matéria seca, neste período. Normalmente, utiliza-se para este fim,
dieta com alto nível de concentrado; utilizando uma ração com altas quantidades de grãos
de milho (elevado teor de amido), o qual produz grande quantidade de ácido láctico e
consequentemente, diminuição do pH ruminal e queda na produção de leite. Desse modo, é
necessária a utilização de uma ração com alto valor energético, mas que proporcione uma
adequada manutenção da fermentação. Assim, a utilização de alimentos com altos teores
de carboidratos estruturais digestíveis (pectina e hemicelulose), como por exemplo, casca
do grão de soja e polpa de citrus peletizada, podem ser utilizadas com o objetivo de evitar a
produção excessiva de ácido láctico, diminuição de pH e assim manter a produção de leite,
garantindo maior produção na lactação total.
Nutrição de vacas de alta produção
340
O início de lactação é uma fase que requer muitos cuidados, principalmente quanto a
ingestão de alimentos, pois segundo Economides e Louca (1987), existe uma boa
correlação (r=0,81) entre a produção total na lactação e os dias de maior produção no início
de lactação.
A redução no consumo causa uma queda no nível de glicose sanguínea, o que
provoca um aumento na lipólise e redução da lipogênese no tecido adiposo. A redução da
lipogênese pode ocorrer em torno de duas semanas antes da parição, e isto leva à liberação
de ácidos graxos não esterificados (AGNE) no sangue. Estes ácidos podem ser retirados do
sangue pela glândula mamária, fígado e outros órgãos. No fígado, os AGNE podem ser
completamente oxidados para produção de energia, parcialmente oxidados para produzir
corpos cetônicos ou esterificados a glicerol e estocados como triacilgliceróis (TG). Em vacas
contendo no sangue altas concentrações de AGNE, baixas concentrações de insulina e de
glicose, o estrogênio pode causar o aumento da esterificação de AGNE em TG no fígado.
Então, maior ingestão de matéria seca durante o período do pré-parto, favorece a uma
menor acumulação de TG no fígado, assim, reduz a predisposição a doenças metabólicas
(HEAD; GULAY, 2001).
O principal objetivo na implantação de um manejo nutricional diferenciado no período
de transição é maximizar o consumo de alimentos no pós-parto, fornecendo ao animal
condições para aumentar a produção de leite. Assim, o pico de produção tende a ser maior,
além de haver uniformidade na produção, maior persistência de lactação e
consequentemente maior produção de leite na lactação.
A vaca ao parir deve estar em condição corporal próxima de 3,5 e, no máximo 4,0
pontos. Esta condição corporal pode ser considerada ideal para as vacas de alta produção,
muitas vezes alcançando pico de 35 a 40 litros/dia, com 4 a 6 semanas de lactação,
enquanto o pico de ingestão de alimento (matéria seca) somente é atingido por volta 70 a
120 dias (CHILLIARD et al., 1983; NRC, 2001), porém, com uma grande variabilidade
(HODEN; GIGER, 1984). No entanto, o dia de pico de lactação é influenciado muito pelo
nível energético da dieta, sendo que dietas com maiores teores de energia proporcionam
maior taxa de produção até o pico, pico mais tardio, maior produção no pico e assim, maior
produção de leite ao longo do ciclo produtivo (ZAMBOM et al., 2005).
A produção de leite tem uma taxa de crescimento superior a taxa de crescimento da
ingestão de matéria seca, atingindo o pico de lactação antes do pico de ingestão de matéria
seca, mesmo em dietas de alta qualidade. Assim, os nutrientes ingeridos pela vaca são
insuficientes para atender suas necessidades, desta forma a vaca perde peso. A perda de
peso vivo da vaca no início da lactação está intimamente ligada com a capacidade individual
de produção, uma vez que o animal mobiliza as suas reservas corporais para alcançar o seu
Gonçalves & Zambom
341
potencial de produção, resultando em perdas de peso consideráveis (Tabela 19.1). Assim, a
fase mais crítica na vida da vaca leiteira, situa-se nos primeiros 21 dias de lactação,
principalmente, tratando-se de vacas de alta produção (CHILLIARD et al., 1983).
A perda de peso vivo, traduzida na forma de pontuação da condição corporal da vaca
leiteira, não deve exceder a 1,25 pontos, entre o parto e 30 dias de lactação (SNIFFEN;
FERGUNSON, 1991). Portanto, a pontuação mínima de 2,25 a 2,5 pontos, nesta fase é a
chave mestra para a manutenção da atividade ovariana e de altos níveis de produção de
leite (HEINRICHS; O'CONNOR,1991).
Tabela 19.1 Variação de peso vivo da vaca leiteira no início da lactação em função de sua
produção máxima no pico de lactação
Produção de leite no pico (kg dia-1) Perda de peso vivo (kg)
20 15
25 12-20
30 35
35 50
40 70
Adaptado de INRA (1978)
A forragem predominante na alimentação da vaca seca entra em menor proporção,
na relação forragem-concentrado, no início da lactação, na dependência do nível de
produção de leite.
Admite-se que, na alocação dos nutrientes, a prioridade segue a ordem: mantença -
gestação - produção de leite - reservas corporais. Todavia, a prioridade entre produção de
leite e reservas corporais na partição da energia da dieta pode variar em função do potencial
produtivo do animal, do seu estágio de lactação e do seu estado corporal ao parto (ASSIS,
1982). Segundo Bines e Hart (1978), em vacas de alta produção e no início da lactação
existe maior prioridade para síntese de leite do que de reserva corporal, enquanto em vaca
de baixa produção e no final da lactação a situação se inverte. Haresign (1980) sugere que
vacas com baixa condição corporal ao parto alterem o mecanismo de partição de nutrientes
no início da lactação, dando prioridade ao restabelecimento das reservas corporais, em
detrimento da produção de leite potencial. Desta forma, o pico de produção de leite, deste
animal, vai ser muito aquém do seu potencial genético. Uma vaca pode deixar de produzir,
em função de sua condição corporal ao parto, se multiplicar o valor da produção de leite
obtida no pico da lactação pelo índice 230 (para vaca) e 250 (para novilhas), teremos assim
Nutrição de vacas de alta produção
342
o potencial de produção do animal, que ao ser comparado com a produção real obtida no
final da lactação, nos dá o quanto é devido a condição corporal (SOBERANES, 1989).
Manejo nutricional durante a lactação
A exigência da vaca leiteira varia em função da fase de lactação, assim as
recomendações são diferentes entre estas. Abaixo (Tabela 19.2) estão apresentadas as
exigências nutricionais de vacas da raça holandesa em diferentes fases do seu ciclo
produtivo (NRC, 2001).
Tabela 19.2 Exigências nutricionais para vacas da raça holandesa em diferentes fases do
seu ciclo produtivo
Item ou Nutriente
Vaca seca ----------------------------------
Vaca em lactação -------------------------------------------------------------
60-20 pré 20 - parto Recém Início Meio Fim
Peso vivo (kg) 680,00 680,00 680,00 680,00 680,00 680,00
Ingestão de MS (kg) 14,50 10,00 15,50 30,00 23,50 20,50
Produção Leite (kg) - - 35,00 54,00 35,00 25,00
PB (%) 9,90 12,40 19,50 16,70 15,20 14,10
PDR (%) 7,70 9,60 10,50 9,80 9,70 9,50
PNDR (%) 2,20 2,80 9,00 6,90 5,50 4,60
Proteína Metabolizável 6,00 8,00 13,80 11,60 10,20 9,20
ELl (Mcal/ kg MS) 1,32 1,52 2,22* 1,61 1,47 1,36
FDN (%) 40,00 35,00 30,00 28,00 30,00 32,00
FDA (%) 30,00 25,00 21,00 18,00 21,00 24,00
CNF (%) 30,00 34,00 35,00 38,00 35,00 32,00
Cálcio (%) 0,44 0,48 0,79 0,60 0,61 0,62
Fósforo (%) 0,22 0,26 0,42 0,38 0,35 0,32
Magnésio (%) 0,11 0,20 0,29 0,21 0,19 0,18
Cloro (%) 0,13 0,20 0,20 0,29 1,26 1,24
Sódio (%) 0,10 0,14 0,34 0,22 0,23 0,22
Potássio (%) 0,51 0,62 1,24 1,07 1,04 1,07
Enxofre (%) 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20
Vitamina A (KUI) 58,00 60,60 75,00 75,00 75,00 75,00
Vitamina D (KUI) 11,70 12,10 21,00 21,00 21,00 21,00
Vitamina E (UI) 1168,00 1211,00 545,00 545,00 545,00 545,00
Fonte: Adaptado do NRC (2001) * Estas vacas irão perder peso (valores acima de 1,80 Mcal/kg não podem ser alcançados) ** Exigências de microelementos minerais (expressos em ppm): Cobalto 0,11, Cobre 10 a 16,
Iodo 0,3 a 0,4, Ferro 13 a 30, Manganês 14 a 24, Selênio 0,30 e Zinco 22 a 70.
Gonçalves & Zambom
343
A eficiente utilização dos alimentos pelos animais depende de um suprimento
adequado de energia. As causas de deficiência de energia podem estar associadas á baixa
ingestão e/ou qualidade dos alimentos, resultado, principalmente, do alto teor de fibra ou
baixo conteúdo de matéria seca no alimento.
A máxima ingestão de alimentos após o parto é assegurada por dietas com altas
concentrações energéticas, no entanto, o NRC (2001) sugere de 25% a 33% de fibra em
detergente neutro (FDN) para vacas em lactação, no entanto 75% desta FDN devem ser
provenientes de forragens. Assim, segue abaixo algumas considerações sobre o manejo
alimentar de vacas leiteiras:
em sistemas de semi-confinamento, além da silagem como forragem as vacas,
poderão ter acesso as pastagens, principalmente após a ordenha da manhã e entre
a ordenha da tarde e a da manhã do dia seguinte. As forragens de melhor qualidade
(silagens, feno, pastagens) deverão ser destinadas, prioritariamente, as vacas no
início da lactação;
a complementação forrageira deverá ser à base de ração concentrada, em função do
nível de produção de leite e das condições corporais. Sempre que possível fornecer
às vacas Ração Total Misturada (RTM), onde todos os alimentos (concentrados
como grãos de cereais, sementes de oleaginosas, farelos ou tortas, resíduos
agroindustriais, feno, silagem, minerais, vitaminas e aditivos, se necessário), são
cuidadosamente misturados, o que assegura um fornecimento mais constante de
elementos nutritivos às bactérias do rúmen, além de evitar flutuações indesejáveis do
pH do rúmen;
para as vacas de alta produção, nos primeiros 70 dias de lactação, pode-se fornecer
até 65% de matéria seca da dieta total a ingerir em 24 horas, em ração concentrada,
desde que a forragem não seja unicamente silagem de milho. Nestes casos, limitar o
fornecimento de concentrado à 55% do total da dieta. Na sequência da lactação e
em função do nível de produção, a relação forragem + concentrado vai se alterando.
Recomenda-se, também adicionar no concentrado substâncias tamponantes do
rúmen. A taxa de produção de saliva varia durante um mesmo dia. A taxa de
secreção durante a fase de ingestão é de 2 a 3 vezes mais elevado que durante a
fase de repouso, e em torno de 3,5 vezes mais elevado durante a fase de ruminação
que durante a fase de repouso (CPAQ, 1987). A saliva contém a maioria dos sais e
mais de 70% dos fluídos que entram no rúmen. E como o rúmen é um sistema fluido
(83% - 90% de água) parece evidente que a saliva contribui de forma significativa
Nutrição de vacas de alta produção
344
para a digestão microbiana no rúmen. A saliva é uma fonte muito importante de
tampão ruminal;
a ração concentrada deverá ser aumentada, no pós-parto, de forma gradativa até 10
dias de lactação. O desafio do fornecimento de concentrado permite obter um pico
de lactação maior, pois é nesta fase que a vaca pode responder melhor a
suplementação concentrada; o ideal é que a adaptação aos novos alimentos seja
iniciada no final do período seco, visando assim, um melhor funcionamento do
rúmen, com menor incidência de distúrbios metabólicos no inicio de lactação;
considerar sempre que cochos que permanecem vazios por mais de 4 horas num dia
reduzem o consumo. Dar forragens acima (em torno de 10%) do que as vacas
podem comer;
o ideal é que o arraçoamento seja realizado por categorias, sendo o rebanho dividido
no mínimo em: animais até o pico de lactação, animais em início de lactação (até
100 dias de lactação), animais no meio de lactação (101 a 200 dias de lactação),
animais em final de lactação e animais secos (sendo ainda subdivido em dois grupos
- início do período seco (da secagem até 20 dias antes do parto) e final do período
seco (3 semanas antes do parto);
o ajuste da dieta deverá ser feito quinzenalmente, ou no mínimo uma vez por mês;
aqueles animais que apresentarem-se nas fases de início e meio da lactação, com
condição corporal abaixo da pontuação 2,5 terão um abono e receberão uma
suplementação energética (podendo ser ração concentrada, cereais, resíduos da
agroindústria ou uma fonte de gordura protegida - sementes de oleaginosas ou
gordura protegida comercial) a mais até que alcancem uma pontuação ideal (3,0 a
3,5 pontos);
a administração de suplemento vitamínico mineral deverá ser fornecida juntamente
com a ração concentrada e complementado em cochos cobertos localizados em
lugares estratégicos;
a água deverá ficar próxima do local de alimentação, ser limpa e o bebedouro de
fácil higienização;
deve-se assegurar um nível mínimo de ingestão de fibra. O NRC (2001) sugere de
25% a 33% de fibra em detergente neutro (FDN), com no mínio 75% deste FDN
oriundo de forragem. Um nível máximo de 65% de concentrado, com base na
matéria seca da ração total (forragem + concentrado) respeitará este nível.
Gonçalves & Zambom
345
A vaca na fase final de lactação, deverá receber quantidades limitadas de
suplementos às forragens a fim de atender suas necessidades de mantença, produção e a
recuperação do peso perdido no início da lactação. É o momento ideal de fornecer os fenos
de qualidades inferiores, enquanto que os bons fenos devem ser distribuídos principalmente
no início da lactação e não de uma maneira uniforme a todas as vacas. A vaca, no momento
da secagem já deve ter alcançado uma condição corporal igual ou superior a 3,0 pontos.
Ao se aproximar o período seco, próximo aos 65 dias antes do parto é eliminado toda
a ração concentrada, diminuindo pela metade o fornecimento de silagem de milho e
limitando também, o consumo de forragens a 1,5 kg de MS por 100 kg de PV (5 kg de feno
para uma vaca de 600 kg) que propicia a ingestão de elementos nutritivos ao nível das
necessidades da vaca seca e ajudará na secagem do leite.
Aos 60 dias, sempre antes do parto, é feita a secagem do animal. As vacas que
estiverem produzindo por volta de 6 ou mais litros de leite por dia, e as vacas com
antecedentes de mastite, devem, no momento da secagem receber, em cada quarto, uma
solução de antibiótico específico para vacas secas, com liberação por várias semanas. Na
maioria das vezes, a secagem pode ser efetuada sem a necessidade do uso de antibiótico.
Todavia, alguns dias após a secagem, cada quarto do úbere deve ser examinado. O fato de
interromper momentaneamente a água durante um dia, quando possível, ajuda muito na
cessação da produção de leite das vacas de alto potencial, as quais ainda podem estar
produzindo mais de 20 kg no momento da secagem.
Ajuste da dieta
O balanceamento de dietas baseadas na relação volumoso:concentrado (V:C) com a
finalidade de balancear os carboidratos estruturais e não estruturais tem por objetivo
propiciar uma combinação de fontes de alimentos que resultarão num contínuo suprimento
de carboidratos fermentáveis após a ingestão. Os alimentos são rotineiramente analisados
para os teores de fibra em detergente neutro (FDN) que, de uma forma acurada, quantifica
os principais componentes da parede celular (celulose, hemiceluloses e lignina). Por meio
da fórmula de Sniffen et al. (1992), obtém-se o valor de carboidratos não fibrosos:
CNF (%) = 100 - (PB + FDN + EE + Cinzas) (01)
Na maioria dos alimentos/dietas, o amido representa a maior parte dos CNF, sendo
incluído nos parâmetros a serem avaliados em uma formulação. Outros representantes do
CNF são açúcares solúveis em água (CSA), pectina e glucanos, mas são os açúcares e o
amido os componentes com maior impacto na função retículo-ruminal. Uma vez que os
Nutrição de vacas de alta produção
346
teores de FDN e de CNF dos alimentos são conhecidos, as rações podem ser balanceadas
usando-se os níveis estabelecidos para cada um deles.
Existem fatores que interferem na ingestão de matéria seca da dieta que são:
O efeito das dietas no enchimento do rúmen
Fermentabilidade ruminal das dietas
Gordura insaturada que chega ao intestino
Outros nutrientes que limitam a produção de leite
Nesses casos o teor de FDN da dieta é muito importante por estar muito ligado a
esses fatores. O objetivo de formular dietas com base nos carboidratos é obter um baixo
enchimento ruminal, dietas altamente fermentáveis que resultam em uma fermentação
ruminal consistente ao longo do tempo.
O teor de FDN pode ser eficientemente utilizado para definir os limites inferiores de
relação V:C, quando misturas contendo forragens longas ou grosseiramente picadas são
fornecidas. Porém, quando são utilizadas forragens finamente picadas ou fontes de fibra não
forrageira, o teor de FDN é menos adequado (MERTENS, 1997).
Recomendações gerais de FDN dietético apontam para um nível ótimo (que
maximiza a ingestão de energia pelas vacas no início da lactação) entre 25% a 35% da MS.
O nível de FDN dentro desse intervalo está na dependência da vaca ou grupo de vacas, dos
alimentos disponíveis e do sistema de alimentação adotado. A Figura 19.2 ilustra os fatores
primários que afetam a concentração ótima de FDN da dieta ou ração total, e que serão
interpretados em seguida.
Considerações finais
Os diferentes fatores acima são importantes na formulação das dietas para
maximizar o consumo de energia e a produção da proteína microbiana. As dietas devem ser
formuladas avaliando a resposta da vaca às alterações na dieta e ajustando a dieta com
base nesta resposta (produção de leite, escore corporal).
Para um manejo adequado na lactação, deve-se levar em consideração a condição
corporal, fase da lactação e a produção de leite. O rebanho deve ter o fornecimento de
alimentos contendo níveis de proteínas não degradáveis no rúmen, compatíveis com cada
fase da lactação. Deverá ainda dobrar os cuidados com as vacas de alta produção,
sobretudo no período pré e pós-parto, onde reside a maioria dos problemas metabólicos e
Gonçalves & Zambom
347
sanitários, decorrentes de erros de manejo alimentar e nutricional, como acetonemia, febre
do leite, retenção de placenta, mastite, entre outros.
Figura 19.2 Concentrações dietéticas de FDN na ração total e procedimento nutricional a ser tomado nas diferentes situações de balanceamento e alimentação. Fonte: Adaptado de Allen (1995) e Gomes et al. (2007)
Referências bibliográficas
ALLEN, M. S. Fiber requirements: finding an optimum can be confusing. Feedstuffs. v. 67, n. 19, p. 13-16, 1995.
ASSIS, A. G. Sistema de alimentação de vacas em produção. Coronel Pacheco: EMBRAPA-CNPGL, 43p. (EMBRAPA-CNPGL. Documentos, 7), 1982.
BINES, J. A.; HART, I. C. Milk or meat. In: LISTER, D. ed. The use of blood metabolites in animal production. Milton Keynes: British of Animal Production, p. 878. (Occasional Publication, 1), 1978.
CHILLIARD, Y.; REMOND, B.; SAUVANT, D.; VERMOREL, M. Particularités du métabolisme énergétique. In: Particularités nutritionnelles des vaches à haut potentiel de production. Bull. Tech. CRZV, Theix, INRA, Ceyrat, v. 53, p. 37-64, 1983.
CPAQ (CONSEIL DES PRODUCTIONS ANIMALES DU QUEBEC). Bovins leitiers. ED. Ministère de l'Agriculture des Pècheries et de L'Alimentation du Québec, Québec, (Agdex 410/02), 215p., 1987.
DRACKLEY, J. K. Biology of dairy cows during the transition period: the final frontier. Journal of Dairy Science. v. 82, p. 2259-2273, 1999.
ECONOMIDES, S.; LOUCA, A. Flock management in intensive goat systems. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON GOATS, 4, Brasília. 1987. Proceedings... Brasília: EMBRAPA, 1987. p. 867-883.
Nutrição de vacas de alta produção
348
GOMES, S. P.; CAMPOS, M. M.; BORGES, A. L. C. C. Teores adequados de fibra na dieta de vacas leiteiras. Revista Leite Integral. n. 3, Cad. Esp. p.14-22, 2007.
GONÇALVES, L. C.; BORGES, I.; FERREIRA, P. D. S Alimentação de gado de leite. Belo Horizonte: FEPMVZ, 2009.
HARESIGN, W. Body condition, milk yield and reproduction in cattle. In: HARESIGN, W.; LEWIS, D. Eds. Recent advances in animal nutrition, 1979. London: Butteworths, p.107-122, 1980
HEAD, H. H.; GULAY, M. S. Recentes avanços na nutrição de vacas no período de transição. In: 2o SINLEITE – SIMPÓSIO NACIONAL DE BOVINOCULTURA DE LEITE. Anais… Lavras, 2001, p.121-137
HEINRICHS, A. J.; O'CONNOR, M. L. Charting body condition identifies problems in dairy cows. Feedstuffs. v. 63, n. 15, p.15-16, 1991.
HODEN, A.; GIGER, S. Les rations complètes pour vaches laitières. Revue bibliographique. Bull. Tech. C.R.Z.V., Theix, I.N.R.A., v. 57; p. 45-50, 1984.
INRA - INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE. Alimentation des ruminants. Versalhes: INRA Publications, 621p.,1978.
MERTENS, D. R. Creating a system for meeting the fiber requirements of dairy cows. Journal of Dairy Science. v. 80, p. 1463-1481, 1997.
NRC - NATIONAL RESEARCH COUNCIL. Subcommittee on Dairy Cattle Nutrition, Washington, D.C. Nutrient requirements of dairy cattle. 6 ed. rev. Washington, D.C.: National Academy of Sciences, 158 p., 1989.
NRC - NATIONAL RESEARCH COUNCIL. Nutrient requirements of dairy cattle. 7.ed. rev. Washington, DC: National Academy Press, 2001. 381p.
REIS, B. R.; SOUSA, B. M.; OLIVEIRA, M. A. Alimentação de gado de leite. Belo Horizonte: FEPMVZ, 2009.
SNIFFEN, C.J.; O’CONNOR, J.D.; Van SOEST, P.J. et al. A net carbohydrate and protein system for evaluating cattle diets: II. Carbohydrate and protein availability. Journal of Animal Science. v. 70, n. 10, p. 3562-3577, 1992.
SNIFFEN, C.; FERGUSON, J. Body condition. Scoring guide. Princeton: Church & Dwight Co., 10p. 1991.
SOBERANES, J. A. A importância do estado físico e das reservas corporais. Revista Gado Holandês. p. 101-104, dezembro, 1989.
WEISS, W. P. Avaliação dos valores de energia dos alimentos, para balanceamento de dietas, através do NRC-2001. Apostila do IX curso novos enfoques na produção e reprodução de bovinos, p.315-324, março, 2005.
ZAMBOM, M.A.; ALCALDE, C.R.; MARTINS, E.N.; SANTOS, G.T.; MACEDO, F.A.F.; HORST, J.A.; VEIGA, D.R. Curva de lactação e qualidade do leite de cabras Saanen recebendo rações com diferentes relações volumoso: concentrado. Revista Brasileira de Zootecnia. v. 34, n. 6, p. 2515-2521, 2005. Suplemento 1.
Capítulo 20
Avaliação de carcaças bovinas
Ana Maria Bridi
Ana Paula de Souza Fortaleza
Universidade Estadual de Londrina, Centro de Ciências Agrárias,Departamento de Zootecnia. Rodovia Celso Garcia Cid (PR 445), Km 380 Campus Universitário, Londrina, PR
A população bovina no Brasil é de aproximadamente 209 milhões de cabeças (IBGE,
2014), quantidade que representa mais que o dobro da população de bovinos nos Estados
Unidos, que é de aproximadamente 87,7 milhões de cabeças. Entretanto, a produção de
carne brasileira é 36% inferior à norte americana e fatores como a baixa taxa de natalidade,
idade avançada ao abate (em torno de 3,5 anos) e carcaças com conformação inferior
contribuem para a menor eficiência de produção em nosso país.
Em 2013 o Brasil, maior exportador mundial de carne bovina, exportou 1,183 milhões
de toneladas de carne in natura, principalmente para países como Rússia, Hong Kong,
Egito, Venezuela e Chile (ABIEC, 2014). Apesar do grande volume de carne exportada, a
maior parte da produção brasileira, aproximadamente 87,6% é destinada ao consumo
interno (Contini et al., 2013). O consumo per capita apresentou aumento de 2% entre os
anos de 2012 e 2013 e estima-se que neste ano o consumo tenha sido de 40 kg/pessoa/ano
(ABIEC, 2013).
Para atender tanto as demandas quanto as exigências externas e internas é preciso
melhorar continuamente a qualidade das carcaças e da carne bovina produzida. Neste
contexto, a avaliação das características de carcaça dos bovinos abatidos é uma ferramenta
importante para avaliar se o país está ou não se adequando às exigências, não só dos
países importadores, mas também dos consumidores brasileiros que, a cada dia, exigem
carne de melhor qualidade.
No Brasil, os parâmetros utilizados para classificação de carcaças, segundo a
Instrução Normativa No 9 de 4 de maio de 2004 do Ministério da Agricultura, Pecuária e
Abastecimento (Brasil, 2004) são: classe sexual, idade, peso da carcaça quente e a
avaliação subjetiva do grau de acabamento. Entretanto, outras medidas podem ser
utilizadas na avaliação das carcaças bovinas, como: conformação, quantidade de gordura
Avaliação de carcaças bovinas
350
interna, espessura de gordura, área de olho de lombo, rendimento de cortes, grau de
marmoreio e cor da carne.
A classe sexual (Tabela 20.1) é importante para a determinação da qualidade da
carcaça. Devido ao dimorfismo sexual, a deposição dos tecidos é diferente entre machos,
machos castrados e fêmeas. A taxa anabólica de deposição de tecido muscular é superior
nos machos em relação às fêmeas e a deposição de tecido adiposo é mais tardia.
Consequentemente, ao abate em idades semelhantes, as fêmeas apresentarão maior
quantidade de tecido adiposo em relação aos machos. Para os bovinos castrados, a taxa de
deposição do tecido adiposo é intermediária em relação a essas duas classes sexuais.
Tabela 20.1 Classes sexuais utilizadas para tipificar carcaças bovinas no Brasil, União
Européia e Estados Unidos da América
Brasil União Européia Estados Unidos da América
Macho inteiro Macho jovem sem castrar
(menos 2 anos)
Machos inteiros jovens
Macho castrado Outros machos sem castrar Novilhos
Novilha Machos castrados Machos castrados
Vaca de descarte Novilhas Novilhas
Outras fêmeas Vacas
Usualmente, a classe sexual é determinada por meio do exame dos caracteres
sexuais primários, no entanto, a avaliação das carcaças também permite a determinação do
sexo (Figura 20.1). Carcaças de machos possuem ligamento suspensor do pênis, o músculo
grácil é menor e mais circular que nas fêmeas e a tuberosidade púbica se apresenta mais
desenvolvida e curvada. Já as carcaças de fêmeas apresentam a cavidade pélvica mais
desenvolvida e gordura na região do úbere mais suave.
A idade ao abate determina a proporção dos tecidos que compõe a carcaça, bem
como, a qualidade da carne. De acordo com as curva de crescimento alométrico, o tecido
ósseo se desenvolve mais precocemente, seguido pelo tecido muscular e finalmente pelo
tecido adiposo. Desta maneira, a proporção de músculo na carcaça aumenta com o
incremento do peso corporal do animal, durante o período anterior ao acúmulo rápido de
gordura, para depois diminuir na fase de terminação, onde há aumento da proporção de
tecido adiposo.
Bridi & Fortaleza
351
Avaliação de carcaças bovinas
352
A maciez da carne também é influenciada pela idade dos animais. Com o avançar da
idade há aumento do número de ligações cruzadas intra e intermoleculares de
tropocolágeno, molécula que compõe as fibrilas do colágeno. Essas ligações, chamadas de
piridinolina, conferem maior estabilidade à molécula, mas em contrapartida, aumentam a
insolubilidade do colágeno tornando a carne mais dura.
A maturidade (idade) pode ser estimada pela avaliação da dentição, observando-se a
presença de dentes incisivos permanentes (Figura 20.2).
Animal zero dente Sem queda das pinças da
primeira dentição
Animal dois dentes Dois dentes definitivos
(pinças) sem queda dos primeiros médios
Animal quatro dentes Quatro dentes definitivos
(pinças e primeiros médios) sem queda dos segundos
médios
Menos de 24 meses 20 a 24 meses zebuínos
18 a 24 meses taurinos 30 a 36 meses Zebuínos 24 a 31 meses taurinos
Animal seis dentes
Seis dentes definitivos (pinças, primeiros médios e
segundos médios) sem queda dos cantos
Animal oito dentes Oito dentes incisivos
definitivos
Desgaste dos dentes Incisivos
42 a 48 meses zebuínos
32 a 43 taurinos 52 a 60 meses zebuínos
36 a 56 taurinos Bovinos com mais de 6 anos
Figura 20.2 Estimativa da idade dos bovinos através da avaliação dos dentes incisivos.
A maturidade dos bovinos também pode ser estimada pelo tamanho, formato, grau
de ossificação das cartilagens e pela cor e textura da carne do longissimus dorsi
(Tabela 20.2). Animais jovens possuem cartilagem no topo de cada osso da coluna vertebral
e nos discos intervertebrais, as quais durante o desenvolvimento vão gradualmente
ossificando. O processo se inicia pelas vértebras sacrais, passando pelas lombares e
finalizando nas torácicas. O formato dos ossos também se modifica com o avançar da idade.
Bridi & Fortaleza
353
Os ossos de animais jovens são porosos e macios, a cartilagem apresenta coloração
perolada, as costelas são estreitas, a medula vermelha e as vértebras sacrais apresentam
separação distinta.
Em relação ao tecido muscular, em animais jovens sua coloração é vermelha clara
com textura fina. Textura mais grosseira e coloração mais escura são características do
tecido muscular de animais mais velhos.
O peso de carcaça, outro parâmetro para classificação das carcaças no Brasil, deve
ser verificado na carcaça quente. De acordo com Brasil (2004), entende-se por carcaça o
animal abatido, sangrado, esfolado, eviscerado, desprovido de cabeça (separada entre o
osso occipital e atlas), patas (seccionadas à altura das articulações carpo-metacarpiana),
rabada, órgãos genitais externos, gordura perirrenal e inguinal, ferida de sangria, medula
espinhal, diafragma e seus pilares.
A conformação indica a distribuição e a proporção de diferentes partes que compõem
a carcaça, indicando o desenvolvimento do animal e a proporção dos tecidos musculares e
adiposo em relação ao tamanho do esqueleto. Pode ser determinada de maneira objetiva,
através de medidas na carcaça, ou subjetivamente por meio de uma escala de pontuação
baseada em padrões fotográficos.
A análise subjetiva da conformação classifica as carcaças em convexa, sub-convexa,
retilínea, sub-retilínea e côncava. A União Européia utiliza uma escala de seis pontos:
Superior (S), Excelente (E), Muito Boa (U), Boa (R), Mediana (O) e Ruim (P), sendo que
cada categoria pode ser subdividida em três (E-, E, E+), totalizando 18 classes
(Figura 20.3).
Avaliação de carcaças bovinas
354
Bridi & Fortaleza
355
Avaliação de carcaças bovinas
356
As raças zebuínas, extremamente difundidas no Brasil em virtude da adaptabilidade
às condições tropicais, apresentam conformação mediana de carcaça. No entanto, de
acordo com Warris (2000) o melhoramento genético tem sido direcionado para obtenção de
animais de melhor conformação, apresentando maior espessura de carne, músculos mais
definidos e maior produção de carne magra.
A conformação da carcaça pode ser objetivamente avaliada através de medidas
morfológicas como: comprimento de carcaça, profundidade da carcaça, espessura,
comprimento e perímetro de coxão, área do músculo longissimus dorsi e proporção de
carne, gordura e osso na carcaça (Figura 20.4).
O grau de acabamento é determinado de acordo com a distribuição e espessura da
gordura subcutânea, e é dividido em cinco classes: magra (1 = ausência total de gordura),
escassa (2 = cobertura de gordura de 1 a 3 mm), mediana (3 = cobertura de gordura de 3 a
6 mm), uniforme (4 = camada de 6 a 10 mm de gordura) e excessiva (5 = espessura de
gordura superior a 10 mm). Cada classe pode ser subdividida em três (uniforme -, uniforme
e uniforme +), totalizando 15 classes (Figura 20.5).
Baixo grau de acabamento na carcaça pode provocar, durante o resfriamento, maior
perda de peso da carcaça (desidratação), escurecimento da carne e o encurtamento celular
(sarcômeros), resultando em carne mais dura. Por outro lado o excesso de gordura, além de
indesejável nutricionalmente, diminui o rendimento da porção comestível e ocasiona maior
refile para posterior comercialização, aumentando o custo operacional e desperdícios.
Assim, carcaças classificadas com grau de acabamento entre 3 e 4, ou seja com espessura
de gordura subcutânea variando de 3 a 10 mm, são as mais indicadas.
A avaliação objetiva da quantidade de gordura de cobertura (subcutânea) pode ser
realizada na carcaça resfriada, entre a 12ª e 13ª costela, a três quartos do comprimento do
lombo a partir do osso.
A gordura intramuscular (marmoreio) garante à carne maior suculência, aroma, sabor
e maciez. Também confere valor nutritivo, como fonte de energia, de ácidos graxos
essenciais e de vitaminas lipossolúveis. A quantidade de gordura intramuscular é verificada
com o auxílio de um padrão fotográfico (Figura 20.6). Compara-se a amostra com o padrão,
atribuindo-lhe uma nota.
Bridi & Fortaleza
357
Comprimento de carcaça
Corresponde à
distância do bordo
anterior do osso púbis
ao bordo cranial
medial da primeira
costela
Largura da carcaça
Representa a distância
do bordo inferior do
esterno ao bordo
inferior do canal
medular entre a quinta
e sexta vértebra dorsal.
Corresponde à
distância entre o ponto
médio da articulação
tarso-metatarsiana e o
bordo anterior da
sínfese isquio-pubiano
Comprimento da perna
Espessura e perímetro de coxão
Espessura do coxão:
distância entre as faces
lateral e medial da porção
superior do coxão
Perímetro do coxão:
O perímetro máximo da
perna é medido passando
pela estrela
Área de olho de lombo
• Avaliado entre a 12a e 13a costela
Porcentagem de carne, gordura e osso
• Dissecação da 9a, 10a e 11a
costelas (Hankins e Howe, 1946)
• Dissecação da 10a, 11a e 12ª
costelas (Adaptação de Muller et
al., 1973)
• Dissecação da 6a costela (Robelin
et al, 1975)
Figura 20.4 Medidas objetivas para avaliação da conformação de carcaças bovinas.
Avaliação de carcaças bovinas
358
Bridi & Fortaleza
359
Aferir o pH da carne de bovinos, 24 horas após o abate, é de suma importância.
Animais que sofreram estresse ou jejum muito prolongado antes do abate, têm suas
reservas de glicogênio muscular diminuídas e o pH irá permanecer, após 24 horas do abate,
acima de 6,0. A carne desses animais irá apresentar uma anomalia conhecida como DFD
(sigla do inglês Dark, Firm and Dry, que significa uma carne de cor escura, textura firme e
que retém muita água no seu interior). Entre sexos, os machos inteiros apresentam maior
incidência de DFD, porque são mais agitados no momento do abate.
Quando o pH está em torno de 6,0 as proteínas miofibrilares ficam muito acima de
seu ponto isoelétrico, o que aumenta o número de cargas negativas das proteínas. Assim, a
água se liga às proteínas miofibrilares, aumentando a capacidade de retenção de água da
carne. Por isso, a luz é pouco refletida dando a aparência escura à carne.
A carne DFD é rejeitada pelo consumidor quando é vendida in natura devido a sua
aparência. Também possui um prazo de validade menor porque seu pH é mais propício ao
desenvolvimento de bactérias. Entretanto, ela é muito útil para a confecção de produtos
cozidos, como salsichas e presuntos, por aumentar o rendimento tecnológico, perdendo
menos água durante seu processamento.
Considerações finais
A avaliação das carcaças bovinas objetiva separa-las em grupos homogêneos, o que
facilita a comercialização, tanto àquelas destinadas à exportação, como àquelas que serão
disponibilizadas ao mercado interno. Neste contexto tanto o consumidor como o produtor se
beneficiam. O consumidor por ter acesso às informações sobre a qualidade do produto que
está adquirindo e o produtor pela possibilidade de ser melhor remunerado.
Referências consultadas
AMERICAN MEAT SCIENCE ASSOCIATION. Handbook Meat Evaluation. 2001. 161p.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DAS INDÚSTRIAS EXPORTADORAS DE CARNE. (ABIEC). 2013. Disponível em: < http://www.abiec.com.br/img/Upl/perfil-040613-800.jpg>. Acesso em: 30 jul. 2013.
BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Instrução Normativa de No 9 de 4 maio de 2004. Sistema de Classificação de Bovinos.
CONTINI, E.; PENA JÚNIOR, M.; VIEIRA, P. A. Seca norte-americana. Preços agrícolas e implicações para o Brasil. Revista de Política Agrícola. v. 22, n. 1. p. 85-97, 2013.
INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. (IBGE). 2014. Disponível em: <http://www.ibge.gov.br/home/estatistica/indicadores/agropecuaria/producaoagropecuaria/abate-leite-couro-ovos_201303comentarios.pdf> Acesso em: 25. Jan. 2014.
ESPANHA. Ministerio de Medio Ambiente, y Medio Rural y Marino. La clasificación de canales de vacuno pesado: base legislativa y manual gráfico. 2008. 55 p.
Avaliação de carcaças bovinas
360
WARRISS, P.D. Meat Science: an introductory text. Wallingford, UK: CAB International, 2000. 310p.
ISBN: 978-85-68205-03-7