884 Irriga, Botucatu, v. 26, n. 4, p. 884-893, outubro-dezembro, 2021

ISSN 1808-8546 (ONLINE) 1808-3765 (CD-ROM)

PRODUTIVIDADE DO USO DE ÁGUA E FERTILIZANTE NO CULTIVO DA CENOURA FERTIRRIGADA

JULIANNA CATONIO DA SILVA1; DANIELLA PEREIRA DOS SANTOS2; IÊDO

PEROBA DE OLIVEIRA TEODORO3; THAÍS RAYANE GOMES DA SILVA4; SIRLEIDE MARIA DE MENEZES5 E MÁRCIO AURÉLIO LINS DOS SANTOS6

1 Laboratório de Irrigação e Agrometeorologia, Universidade Federal de Alagoas/Campus de Engenharias e Ciências

Agrárias,

BR-104,

Km

85,

s/n,

57100-000,

Rio

Largo,

Alagoas,

Brasil.

E-mail:

julianna.silva@ceca.ufal.br.

2 Doutora em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal Rural de Pernambuco - Campus Dois Irmãos, 52171-900, Recife, Pernambuco, Brasil. E-mail: daniellapsantos@hotmail.com 3 Laboratório de Irrigação e Agrometeorologia, Universidade Federal de Alagoas/Campus de Engenharias e Ciências

Agrárias,

BR-104,

Km

85,

s/n,

57100-000,

Rio

Largo,

Alagoas,

Brasil.

E-mail:

iedo.teodoro@ceca.ufal.br.

4 Departamento de Engenharia e Ciências Exatas, Universidade Estadual Paulista 'Júlio de Mesquita Filho', Professor Paulo Donato Castelane Castellane, S/N, Vila Industrial, 14884-900, Jaboticabal - SP, Brasil. E-mail: trg.silva@unesp.br.

5 Departamento de Engenharia Agrícola - DEAGRI, Universidade Federal Rural de Pernambuco - UFRPE, rua Dom Manuel de Medeiros, s/n, Dois Irmãos, CEP: 52171-900, Recife, Pernambuco, Brasil, e-mail: sirleide.menezes@ufrpe.br

6Professor do Curso Bacharelado em Agronomia, Universidade Federal de Alagoas - Campus de Arapiraca, Avenida Manoel Severino Barbosa, s/n, Bom Sucesso, 57309-005, Arapiraca, Alagoas, Brasil. E-mail: mal.santo@arapiraca.ufal.br

1 RESUMO

Visando à otimização no manejo dos fatores de produção, um experimento foi realizado com o objetivo de avaliar o efeito de lâminas de irrigação e doses de fertilizantes sobre a produtividade do uso da água e fertilizantes no cultivo de cenoura fertirrigada. Conduzido na área experimental da UFAL, Arapiraca, adotou-se o delineamento de blocos casualizados, num esquema fatorial 6x4, com três repetições. Os tratamentos foram seis lâminas de irrigação: L1: 210,5; L2: 315,7; L3: 421,0; L4: 526,2; L5: 631,5 e L6: 736,7 mm e quatro doses de fertilizantes: F1: 226,9; F2: 340,3; F3: 453,8 e F4: 567,2 kg ha-1, aplicados via fertirrigação. Ao final do ciclo, foram coletadas quatro raízes de cenoura/parcela para estimar a produtividade. A combinação de lâmina de irrigação e dose de fertilizantes que obteve maior produtividade do uso de água (24,3 kg m-3) foi de 293,46 mm e 553,74 kg ha-1, respectivamente. A máxima produtividade do uso de fertilizantes (345,36 kg kg-1) foi obtida aplicando-se a dose de 226,89 kg ha-1 de fertilizantes e lâmina de irrigação de 517,50 mm. As produtividades do uso da água e de fertilizantes aumentaram à medida que houve redução nas lâminas de irrigação e doses de fertilizantes, respectivamente.

Palavras-chave: Daucus carota, lâmina de irrigação, nutrição mineral, eficiência produtiva.

Recebido em 30/06/2020 e aprovado para publicação em 20/10/2021

DOI: http://dx.doi.org/10.15809/irriga.2021v26n4p884-893

Silva, et al. 885

SILVA, J. C.; SANTOS, D. P.; TEODORO, I. P.O.; SILVA, T. R.G.; MENEZES, S. M.; SANTOS, M.A.L.

PRODUCTIVITY OF WATER AND FERTILIZER USE IN FERTIGATED CARROT

CULTIVATION

2 ABSTRACT

Aiming at the optimization of the management of production factors, an experiment was carried out to evaluate the effect of irrigation depths and fertilizer doses on the productivity of water and fertilizer use in fertigated carrot cultivation. The experiment conducted in the experimental area of UFAL, Arapiraca, presented a randomized block design, in a 6x4 factorial scheme, three replications. The treatments were six irrigation depths: L1: 210.5; L2: 315.7; L3: 421.0; L4: 526.2; L5: 631.5; and L6: 736.7 mm and four doses of fertilizer: F1: 226.9; F2: 340.3; F3: 453.8; and F4: 567,2 kg ha-1 applied via fertigation. At the end of each cycle, four carrot/parcel roots were collected to estimate productivity. The combination of irrigation depth and fertilizer dose that obtained the highest water productivity (24.3 kg m-3) was 293.46 mm and 553.74 kg ha-1, respectively. The maximum fertilizer productivity (345.36 kg-1) was obtained by applying 226.89 kg ha-1 of fertilizer and an irrigation depth of 517.50 mm. The productivities of water and fertilizer use increased as irrigation depths and fertilizer doses were reduced, respectively.

Keywords: Daucus carota, irrigation depth, mineral nutrition, production efficiency.

3 INTRODUÇÃO

necessário o uso da irrigação para atingir-se

uma produtividade satisfatória (SILVA et A cenoura ( Daucus carota L.) é uma

al. , 2017).

raiz tuberosa que ocupa um lugar de

A água exerce papel fundamental no

destaque entre os produtos agrícolas

crescimento da planta, pois cada grama de

cultivados no Brasil. As estimativas de

matéria orgânica produzida na fotossíntese

produção dessa tuberosa são superiores a

pelo vegetal requer aproximadamente 500g

700 mil toneladas por ano (CARVALHO et

de água absorvida (TAIZ; ZEIGER, 2017).

al., 2019). É uma hortaliça que apresenta Além disso, a maior parte da água absorvida,

alto valor econômico, além de ser uma

cerca

de

97%,

é

perdida

por

importante fonte de vitamina A e potássio na

evapotranspiração a fim de equilibrar as

dieta humana (KIEŁKOWSKA et al., 2019).

temperaturas internas e permitir a atuação

A Daucus carota L é cultivada em

ótima de enzimas no metabolismo vegetal

larga escala nas regiões Centro-Oeste,

(LACERDA et al., 2017).

Sudeste, Sul e Nordeste do Brasil

A deficiência hídrica e a baixa

(CARVALHO et al., 2017). A região

disponibilidade de nutrientes no solo,

Agreste do estado de Alagoas possui

geralmente, limitam o crescimento e o

condições edafoclimáticas favoráveis à

potencial de produção das culturas nos

produção de culturas olerícolas, como a

agrossistemas, uma vez que a maioria das

constância do calor, alta luminosidade e

culturas são sensíveis ao déficit hídrico e de

baixa umidade relativa do ar (SILVA et al., nutrientes em diferentes estágios críticos

2018). Contudo, a irregularidade da

(MIRANDA et al., 2019). Em contrapartida, disponibilidade hídrica associada à estação

a aplicação de água em excesso pode

seca de longa duração, faz com que seja

aumentar o custo de produção e a lixiviação

Irriga, Botucatu, v. 26, n. 4, p. 884-893, outubro-dezembro, 2021

886 Produtividade do uso...

de fertilizantes. Portanto, o aumento da

julho de 2016. Essa unidade experimental

produtividade de uso da água na agricultura

está localizada na mesorregião Agreste

é uma abordagem chave para reduzir as

Alagoano, nas coordenadas 9º 45' 09'’ S

perdas de água no sistema irrigado. Em

(latitude) e 36º 39' 40'’ O (longitude), em sistemas agrícolas, a produtividade de uso da

altitude de 325 m. Essa região é de transição

água e de fertilizantes pode ser definida

entre a Zona da Mata e o Sertão Alagoano,

como a relação entre a produtividade física e

seu clima é do tipo ‘As’ tropical com estação

a quantidade de água ou fertilizante

seca de verão pelo critério de classificação envolvida na produção agrícola (ALI;

de Köppen (1948). De acordo com Xavier e

TALUKDER, 2008).

Dornellas (2010), a estação chuvosa tem

Objetivou-se avaliar o efeito de

início no mês de maio e se estende até a lâminas de irrigação e doses de fertilizantes

primeira

quinzena

de

agosto,

com

sobre a produtividade do uso da água e de precipitação média de 854 mm ano-1, sendo

fertilizantes

no

cultivo

de

cenoura

os meses de maio a julho os mais chuvosos

fertirrigada.

e os de setembro a dezembro os mais secos.

O solo da área experimental foi classificado

como

Latossolo

Amarelo

Vermelho

4 MATERIAL E MÉTODOS

distrófico (EMBRAPA, 2018), com textura

média a argilosa. A precipitação (mm) e

O trabalho foi desenvolvido na

evapotranspiração (mm) obtidas durante o

unidade experimental do Grupo Irriga do

período do experimento estão apresentadas

Campus de Arapiraca da Universidade

na Figura 1.

Federal de Alagoas (UFAL), de março a

Figura 1. Precipitação (mm) e evapotranspiração(mm) no período de condução do ciclo da cenoura (março – julho de 2016).

Fonte: Silva et al. (2018)

As características físico-hídricas do

capacidade de campo (7,8%) e ponto de

solo foram: areia grossa (24,3 %), areia fina

murcha (4,05 %); enquanto sua fertilidade

(29,0%), silte (30,2%), argila (16,6%),

caracterizava-se por: matéria orgânica

densidade

aparente

(1,48

kg

dm-3),

(0,57%), pH (5,3), P (7 mg dm-3), K+ (10 mg

Irriga, Botucatu, v. 26, n. 4, p. 884-893, outubro-dezembro, 2021

Silva, et al. 887

dm-3), Ca2+ (0,7 cmolc kg-1), Mg2+ (0,5

irrigação, equivalentes a: L1(50% ETc): 210,5;

cmolc kg-1), Na+ (0,09 cmolc kg-1) e H+ +

L2 (75% ETc):315,7; L3 (100% ETc): 421,0; L4 (125%

Al+ (3,5 cmolc kg-1).

ETc): 526,2; L5 (150% ETc): 631,5 e L6 (175 % ETc): O preparo da área consistiu de uma

736,7 mm correlacionadas à quatro doses de

aração e gradagem com profundidade de

fertilizantes, equivalentes a: F1(50% da

0,20 m. Em seguida, 24 canteiros foram

recomendação): 226,9; F2 (75% da recomendação): 340,3; levantados, cada um com dimensões de 3 x

F3(100% da recomendação): 453,8 e F4(125% da 1 x 0,25 m de comprimento, largura e altura,

recomendação): 567,2 kg ha-1.

respectivamente, representando três parcelas

Realizou-se o manejo da irrigação

com dimensões de 1m2. Os canteiros foram

baseado na evapotranspiração da cultura

espaçados a 0,5 m. Foi utilizada a cultivar (ETc), obtida diariamente por meio de

“Brasília” plantada por semeadura direta,

lisímetros de drenagem, conforme Silva et utilizando-se o espaçamento de 0,25 m entre

al. (2018). A aplicação dos fertilizantes foi linhas e 0,10 m entre plantas, equivalendo à

realizada de acordo com o quantitativo

população de 400.000 plantas ha-1. Foi

definido para cada tratamento (IPA,2008),

instalado um sistema de irrigação por

sendo distribuído para as plantas via água de

gotejamento, com fitas gotejadoras de

irrigação com início a partir dos 30 dias após

diâmetro de 16 mm, ISO 09261 e emissores

a semeadura (30 DAS), quando as plantas

autocompensantes com vazão de 2,1 L h-1,

apresentavam quatro folhas totalmente

com frequência diária.

desenvolvidas. As fontes da adubação

Adotou-se o delineamento em blocos

foram: ureia (45% de N), fosfato-mono-

casualizados (DBC) em esquema fatorial

amônio (MAP - 12% de N e 60% de P) e

6x4, com três repetições, totalizando 72

cloreto de potássio branco (60% de K)

parcelas experimentais. Os tratamentos

(Tabela 1).

foram representados por seis lâminas de

Tabela 1. Recomendação nutricional (kg ha-1), fontes de fertilizantes utilizadas e total de fertilizantes aplicados (kg ha-1) para cada tratamento.

Recomendação nutricional (Kg ha-1)

Nitrogênio (N)

Fósforo (P)

Potássio (K)

80

120

60

Fontes de fertilizantes utilizadas

Ureia

MAP

KCl

45% de N

12% de N

60% de P

60% de K

153,8 Kg ha-1 de ureia

200 Kg ha-1 de MAP

100 Kg ha-1 de KCl

Total aplicado para 100% da recomendação (Kg ha-1) 453,8 kg ha-1

F1 (50% recomendação)

F2 (75% recomendação)

F3 (100% recomendação)

F4 (125% recomendação)

226,9 Kg ha-1

340,3 Kg ha-1

453,8 Kg ha-1

567,2 Kg ha-1

Fonte: IPA (2008)

Irriga, Botucatu, v. 26, n. 4, p. 884-893, outubro-dezembro, 2021

888 Produtividade do uso...

O quantitativo dos nutrientes a serem

pela relação entre produtividade e dose de aplicados em cobertura foram divididos pelo

fertilizantes, conforme a Equação 2.

período de condução do experimento a ser

analisado, sendo a fertirrigação realizada em

𝑃

𝑃𝑈𝐹 = (2) frequência diária.

𝐹

Ao final do ciclo da cenoura, foram

Em que: PUF - produtividade de

avaliadas quatro cenouras centrais de cada

utilização de fertilizantes, kg kg-1; P -

parcela para estimar a produtividade (kg ha-

produtividade, t ha-1; e F – fertilizantes 1). O efeito das lâminas e das doses de

aplicados, kg ha-1.

fertilizantes foi analisado pelo teste de

regressão polinomial. A produtividade do

uso da água (PUA) (kg m3) foi determinada

5 RESULTADOS E DISCUSSÃO

pela relação entre produtividade e lâmina,

conforme a Equação 1.

Na Tabela 2 consta a produtividade

𝑃

média da cenoura em função das lâminas e

𝑃𝑈𝐴 = (1) 𝐿

das doses de fertilizantes. As lâminas de

irr

igação e doses de fertilizantes aplicadas

variaram entre 210,40 e 736,38 mm e 226,89

Em que: PUA – produtividade do uso

e 567,22 kg ha-1, respectivamente. A

da água, kg m3; P - Produtividade, t ha-1; e L

necessidade hídrica da cenoura na região

– lâmina aplicada, m3 ha-1.

agreste durante o ciclo total é de 421,00 mm

(SILVA et al., 2018).

A

produtividade

do

uso

de

fertilizantes (PUF) (kg kg-1) foi determinada

Tabela 2. Produtividade média da cenoura (t ha-1) em função das lâminas de irrigação e doses de fertilizantes.

Fertilizantes (kg ha-1)

Lâmina (mm)

F1

F2

F3

F4

226,89

340,33

453,78

567,22

L1 (50% ETc)

210,4

20,6

44,5

50,6

42,5

L2 (75% ETc)

315,6

71,7

73,2

83,6

74,8

L3 (100% ETc)

420,79

85,4

96,4

115,4

112,9

L4 (125% ETc)

525,98

86,6

68,8

87,1

79,3

L5 (150% ETc)

631,85

70,1

68,0

68,9

76,6

L6 (175% ETc)

736,38

60,8

46,9

73,4

59,5

Fonte: Silva (2020)

As lâminas de água e as doses dos

da cenoura ao nível de 0,1% de

fertilizantes

apresentaram

efeito

probabilidade, mostrando que ambos os

significativo sobre a produtividade do uso da

fatores interferem no desenvolvimento da

água e a produtividade do uso de fertilizantes

cenoura (Tabela 3).

Irriga, Botucatu, v. 26, n. 4, p. 884-893, outubro-dezembro, 2021

Silva, et al. 889

Tabela 3. Produtividade do uso da água (PUA) e produtividade do uso de fertilizantes (PUF) da cenoura em função das lâminas de irrigação e doses de fertilizantes.

Quadrados médios

Fonte da variação

GL

PUA

PUF

Lâminas de irrigação (L)

5

531,44**

42526,27**

Doses de fertilizantes (F)

3

65,84**

81079,81**

L X F

15

21,64**

4373,35**

Bloco

2

1,48

424,99ns

Resíduo

46

0,81

134,66

Total

71

CV (%)

5,30

5,86

** significativo ao nível de 0,1% de probabilidade, ns- não significativo pelo teste F. CV= Coeficiente de variação.

Fonte: Autores (2022)

Além dos aspectos produtivos, é

atividade (MEZZOMO et al., 2020). Sob o fundamental

o

conhecimento

da

efeito das diferentes lâminas de irrigação e produtividade de uso da água na agricultura

doses de adubação, o modelo quadrático

irrigada, pois por meio dela, é possível

com interação significativa foi o que melhor

determinar qual tratamento proporciona o

se ajustou ao conjunto de dados médios de maior aproveitamento da água pela planta,

PUA (Equação 3).

bem como a viabilidade econômica da

PUA = -9,34 + 0,08113*L + 0,07848*F - 0,0000956*L² - 0,00005889*F² - 0,00004519*L*F(3) A combinação de lâmina de irrigação

irão proporcionar uma produtividade no uso

e dose de fertilizantes na qual obtêm-se

da água de 24,3 kg m-3 (kg de cenoura

maior produtividade do uso da água para a produzido por m³ de água aplicada),

cultura da cenoura é de 293,46 mm de água

equivalente ao uso de 41 litros de água para

e 553,74 kg de fertilizantes. Esses valores produzir 1 kg de cenoura (Figura 2A).

Figura 2. A: Superfície de resposta para a produtividade do uso da água (PUA) (kg m3) em função das lâminas de irrigação (mm) e doses de fertilizantes (kg ha-1) e B: Isoquantas que delimitam regiões de combinações de água e fertilizantes que resultam na mesma PUA.

Fonte: Autores (2022)

Irriga, Botucatu, v. 26, n. 4, p. 884-893, outubro-dezembro, 2021

890 Produtividade do uso...

Ao aplicar-se lâminas superiores à

avaliaram as características agronômicas de

máxima determinada, as plantas diminuem a

cultivares

de

cenoura

submetidas

a

produtividade no uso da água. As isoquantas

diferentes lâminas de irrigação, encontrando

evidenciam as combinações entre as doses

valores entre 11 e 19,92 kg m-3. Estes

de fertilizantes e as lâminas de irrigação que

mesmos autores afirmam que para produzir

resultam na mesma produtividade no uso da

1 kg de raiz de cenoura, são necessários

água (Figura 2B). Tais combinações

volumes variando entre 50 e 88 litros de

mostram que quanto maior a produtividade

água.

no uso da água, menor a quantidade de

O modelo quadrático foi o que

combinações, até o ponto que se obtém uma

melhor se ajustou para essa variável (PUA)

única combinação, correspondente

ao

analisada, esses resultados corroboram com

máximo rendimento físico, neste caso de

os encontrados por Lima Júnior et al. (2012), 24,3 kg m-3.

que ao cultivarem cenouras em lavras-MG,

Nessa pesquisa, as maiores PUA

verificaram

efeito

quadrático

da

foram

obtidas

nas

menores

lâminas

produtividade do uso da água em função de

aplicadas. À medida que houve aumento da

diferentes conteúdos de água no solo.

quantidade de água utilizada, ocorreu uma

Mediante a escolha da melhor lâmina

elevada redução na PUA. De acordo com

de irrigação a ser aplicada, não se deve levar

Taiz et al. (2017), quando ocorre estresse em consideração apenas a lâmina que

hídrico, a produtividade do uso da água pode

proporciona maior produção e melhor

aumentar

devido

à

diminuição

na

produção no uso da água. Torna-se

condutância estomática, a qual afeta com

necessário

analisar

concomitantemente

maior intensidade a taxa fotossintética do

outros

fatores

como:

disponibilidade

que a taxa transpiratória da folha e quando o

energética e hídrica e alguns indicadores de

estresse se tornar severo, a desidratação de produtividade da água, que expressam

células do mesofilo inibirá a fotossíntese.

benefícios derivados do consumo de água

Com isso, o metabolismo do mesofilo é

pelas culturas e podem ser usados para

prejudicado, assim como a produtividade no

avaliar o impacto das estratégias de

uso da água. A PUA visa o máximo

exploração agrícola em condições de

aproveitamento da água utilizada, atingindo

escassez de água. A análise desses fatores irá

o máximo potencial produtivo com a

proporcionar uma visão mais adequada

utilização da menor quantidade de água

sobre de onde a água pode ser economizada

possível.

(FRIZZONE et al., 2014).

A produtividade do uso da água

Para a produtividade do uso de

variou entre 6,03 e 24,30 kg m-3, ou seja, fertilizantes, o modelo quadrático com

serão necessários 166 e 41 litros de água para

interação significativa também foi o que

produzir 1 kg de cenoura, respectivamente.

melhor se ajustou ao conjunto de dados

Resultados

que

se

assemelham

aos

médios (Equação 4).

encontrados por Cunha et al. (2016) que PUF = 46,588 + 1,9339*L – 0,9764*F – 0,00176*L2 + 0,000981*F2 – 0,000508*L*F (4) A

combinação

da

dose

de

da adubação de 345,36 kg kg-1(kg de

fertilizantes e lâmina de irrigação na qual cenoura por kg-1 de adubo) (Figura 3A).

obtêm-se maior produtividade do uso de

Quanto maior a quantidade de fertilizante

fertilizantes para a cultura da cenoura é de utilizado, menor será a produtividade do uso

226,89 kg de fertilizantes e 517,50 mm de desse

insumo

e

maiores

serão

as

água, proporcionando produtividade no uso

Irriga, Botucatu, v. 26, n. 4, p. 884-893, outubro-dezembro, 2021

Silva, et al. 891

combinações entre fertilizantes e água que

resultam na mesma PUF (Figura 3B).

Figura 3. A: Superfície de resposta para a produtividade do uso de fertilizantes (PUF)(kg kg-1) em função das lâminas de irrigação (mm) e doses de fertilizantes (kg ha-1) e B: Isoquantas que delimitam regiões de combinações de água e fertilizantes que resultam na mesma PUF.

Fonte: Silva (2020)

Embora o potássio, nitrogênio e

lixiviação e volatilização (LORENSINI et fósforo estarem entre os quatro nutrientes

al., 2012).

mais absorvidos pela cultura da cenoura e

participarem diretamente no uso eficiente da

água, na abertura e fechamento dos

6 CONCLUSÃO

estômatos e crescimento, à medida que se

aumenta a quantidade desses nutrientes no

A produtividade do uso da água e

solo, a planta diminui seu aproveitamento, e

fertilizantes aumentaram à medida que

consequentemente, sua produtividade de

houve redução nas lâminas de irrigação e nos

utilização (TAIZ et al., 2017), podendo esse menores níveis de fertilizante.

efeito ser causado pelas perdas por

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