AVALIAÇÃO DO BIOPLÁSTICO COMO COBERTURA DO SOLO

Transcrição

Universidade de Taubaté
Autarquia Municipal de Regime Especial
Reconhecida pelo Dec. Fed. nº 78.924/76
Recredenciada pelo CEE/SP
CNPJ 45.176.153/0001-22
AVALIAÇÃO DO BIOPLÁSTICO COMO COBERTURA
DO SOLO PARA O CULTIVO AGRÍCOLA
(PROJETO AGRISUS: 1351/14
Coordenador Técnico do Projeto: Prof. Dr. Paulo Fortes Neto
APOIO
PARCEIRA
__________________________________________________________
2
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Equipe de Pesquisa da Instituição Proponente Universidade de Taubaté –
UNITAU
Responsável: Paulo Fortes Neto, Engenheiro Agrônomo, Doutor em Solos e Nutrição
de Plantas (ESALQ/USP), Professor Assistente Doutor, Universidade de
Taubaté, Departamento de Ciências Agrárias Estrada Municipal Dr. José
Luiz Cembranelli, 5000 Bairro do Itaim - CEP 12081-010-Taubaté-SP
Telefone:
(12)
363228956,
[email protected]
http://www.agro.unitau.br.
Equipe: Profa Dra Elizabeth da Costa Neves Fernandes de Almeida Duarte
(Universidade de Lisboa)
Profa Dra Nara Lúcia Perondi Fortes (Universidade de Taubaté)
Me Raquel Alexandra Cardoso Costa (Universidade de Lisboa)
Me Eliana Maria Araujo Mariano (Universidade de Taubaté)
Aluno Kaio Pinheiro, Programa de Pós-graduação em Ciências Ambientais
(Universidade de Taubaté)
Aluno Gustavo Tadeu A. M. de Souza, Programa de Pós-graduação em
Ciências Ambientais (Universidade de Taubaté)
Aluna Fabiana Brambatti, Curso de Ciências Agrárias (Universidade de
Taubaté)
Aluno Ruy Costa, Curso de Engenharia Ambiental (Universidade de Taubaté)
Aluna Flávia Evangelista, Curso de Ciências Agrárias (Universidade de
Taubaté)
Aluna Maria Gabriela Cursino,
(Universidade de Taubaté)
Curso
de
Engenharia
Ambiental
Classificação do Projeto: Embasamento da educação (C1 - Pesquisa Agronômica)
3
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SUMÁRIO
Paginas
1
INTRODUÇÃO
5
2
REVISÃO BIBLIOGRÁFICAS
6
2.1
Utilização de filmes plásticos na cobertura do solo
6
2.1.1.
Desvantagens do uso de filmes plásticos
10
2.2.
Polímeros biodegradáveis
11
2.2.1.
Cobertura de solo com bioplástico
13
3
MATERIAL E MÉTODOS
15
3.1.
Local do estudo
15
3.2.
Área experimental
15
3.3.
Caracterização do solo
16
3.4.
Avaliar o desempenho agronômico das culturas agrícolas
17
3.4.1.
Correção da acides do solo
17
3.4.2.
Sistema de irrigação por gotejamento
18
3.4.3.
Coberturas dos canteiros
18
3.4.4.
Adubação de plantio
19
3.4.5.
Plantio das culturas
20
3.5.
Variáveis meteorológicas
20
3.5.1.
Dados metereológicos
20
3.5.2.
Temperatura e umidade do solo
20
3.5.3.
Caracterização química do solo
20
3.5.4.
Intensidade e severidade das doenças, pragas e plantas invasoras
21
3.5.5.
Rendimento das culturas
21
3.6.
Avaliar a biodegradabilidade e toxicidade do bioplástico
22
3.6.1.
Variáveis
22
3.6.1.1. Liberação do dióxido de carbono (C-CO2) do solo
22
3.6.1.2. Carbono microbiano do solo
23
3.6.1.3. Identificação de fungos degradadores
23
4
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3.6.1.4. Teste de toxicidade
25
4
RESULTADOS E DISCUSSÃO
26
4.1.
Condições climáticas
26
4.2.
Temperatura e umidade do solo
27
4.3.
Caracterização química do solo
34
4.3.1.
Formas nitrogenadas no solo
34
4.3.2.
Condutividade elétrica do solo
38
4.3.3.
Fertilidade do solo
40
4.4.
Intensidade e severidade das doenças, pragas e plantas invasoras
41
4.4.1.
Identificação das doenças
41
4.4.2.
Identificação das pragas
46
4.4.3.
Identificação das plantas invasoras
46
4.5.
Rendimentos das culturas
55
4.5.1.
Alface
55
4.5.2.
Tomate
55
4.5.3
Melão
56
4.5.4.
Abobrinha
58
4.5.5.
Pimentão
60
4.5.6.
Melancia
63
4.6.
Liberação de C-CO2
66
4.7.
Carbono microbiano do solo
68
4.8.
Identificação de fungos degradadores
71
4.9.
Teste de toxicidade
72
5
CONCLUSÃO
73
6
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
74
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1. INTRODUÇÃO
A descoberta e o desenvolvimento do polímero de polietileno (PE) nos finais dos
anos 30, e sua subseqüente introdução no início dos anos 50 na agricultura sob a forma
de filmes de plástico na cobertura do solo e estufas, na tubagem e na fita de rega,
revolucionou a produção comercial de muitas culturas hortícolas. Isto permitiu antecipar
e aumentar produções, obter produtos limpos e de elevada qualidade, usar de forma
mais eficiente os recursos hídricos, reduzir a lixiviação de nutrientes, reduzir a erosão
do solo, melhorar o controle de pragas e doenças, reduzir problemas com plantas
invasoras e a compactação do solo.
Na Europa, a quantidade total de plástico utilizado na agricultura é de 0,7 milhões
de toneladas, sendo o plástico para cobertura do solo o mais utilizado no sul da Europa,
o plástico para cobertura de estufas mais utilizado no centro e sul da Europa e o plástico
utilizado para silagem, nos países nórdicos, em função deste uso, estimasse que todos os
anos são geradas 615.000 toneladas de resíduos de plástico agrícola.
Estudos realizados pelo Comitê Brasileiro de Desenvolvimento e Aplicação de
Plásticos na Agricultura (Cobapla) constatou que em 2012 foram consumidos no Brasil
cerca de 2.500 toneladas/ano de filmes plásticos de polietileno para cobertura do solo
(mulching) no cultivo de flores, frutas e hortaliças. Os filmes plásticos de polietileno
foram aplicados como cobertura do solo em cerca de treze mil hectares, procedimento
que apresenta uma tendência de crescimento em torno de 13% ao ano.
Devido ao aumento no uso de plástico de polietileno na agricultura o meio técnico
vem questionando sobre o seu destino final, pois na maioria das propriedades rurais o
plástico é queimado com os restos culturais e/ou fragmentado e misturado com o solo.
Neste sentido a utilização da cobertura do solo com plástico biodegradável poderá
ser uma alternativa para solucionar o problema de destinação final do plástico de
polietileno, pois estudos realizados pelo Projeto Europeu FP7 “Development of
enhanced biodegradable films for agricultural activities” – Agrobiofilm constataram
que o plástico biodegradável apresentou a mesma produtividade e qualidade obtida com
o plástico de polietileno e ainda teve como vantagem a possibilidade de ser incorporado
e degradado pelos microrganismos do solo.
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No Brasil são raros ou inexistentes trabalhos realizados com plástico biodegradável
como cobertura de solo (mulching), sendo assim o presente projeto tem como objetivo
avaliar o desempenho agronômico das culturas produzidas com cobertura de bioplástico
no solo e verificar a biodegradabilidade e toxicidade do bioplástico durante a sua
decomposição no solo.
2.REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1.Utilização de filmes plástico na cobertura de solo
Com o advento da produção do polietileno (PE) em 1933 e do cloreto de polivinila
(PVC) em 1941 iniciaram-se as pesquisas para utilização destes filmes plásticos na
cobertura do solo (Spice, 1959, Garnaud, 1974, Nesmith et al., 1992).
A utilização e comercialização de plásticos para cobertura de solo teve início no
Japão em 1951 com o uso do filme plástico de PVC e na Europa a introdução ocorreu
na década de 60 (Liakatas et al., 1986, Sganzerla, 1991). No Brasil, esta técnica só
ganhou repercussão no inicio dos anos 70 com a utilização de polietileno na cultura do
morango em São Paulo (Goto, 1997).
Entretanto desde a sua introdução o uso destes plásticos vem se intensificando
devido às vantagens que trazem à produção agrícola. Atualmente na União Européia são
utilizados todos os anos cerca de 92.202 toneladas de filmes plásticos na cobertura de
solo, este valor corresponde apenas a 3,5 % do total mundial de 2.630.811 toneladas
(Saraiva et al., 2012). Já no Brasil estudos realizados pelo Comitê Brasileiro de
Desenvolvimento e Aplicação de Plásticos na Agricultura (Cobapla) constatou que em
2012 foram consumidos cerca de 2.500 toneladas/ano de filmes plásticos de polietileno
para cobertura do solo (mulching) no cultivo de flores, frutas e hortaliças.
O polímero plástico mais utilizado como cobertura de solo na agricultura é o
polietileno de baixa densidade e isto é devido ao seu baixo custo, fácil manuseio, boas
propriedades mecânicas e particularmente a elasticidade (Graci et al., 2008). O
polietileno é uma resina termoplástica obtida a partir do etileno polimerizado a altas
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pressões. É um material flexível, impermeável e inalterável à água, não apodrece nem é
atacado por microrganismos (Valenzuela e Gutiérrez, 1999).
Os filmes plásticos utilizados na cobertura do solo apresentam diferentes
colorações: preto, branco, cinza, verde, marrom, amarelo e prateado (dupla-face) e estão
disponíveis no mercado e são utilizados com diferentes objetivos na agricultura. De
acordo com a coloração, opacidade ou transparência, o plástico apresenta maior ou
menor capacidade de transmitir radiações caloríficas e visíveis sendo que escolha da cor
vai depender das condições climáticas (Sganzela, 1997). Os plásticos dupla face como
branco/preto apresentam vantagem adicional por possuir uma face preta, que controla
melhor as plantas daninhas e face branca que apresenta a vantagem de refletir
praticamente toda luz incidente, iluminando mais o cultivo, principalmente na estação
do outono. O plástico prata apresenta melhor resposta na estação de verão. O plástico
preto por apresentar menor reflexão (9%), absorve (91%) da radiação que incide sobre
ele, elevando assim a temperatura do solo, podendo até causar queimaduras nos tecidos
das plantas que entram em contato com o plástico. Este deve ser usado principalmente
na estação de inverno (Valenzuela e Gutierrez 1999).
As radiações solares e terrestres são absorvidas, refletidas, e transmitidas em
proporções diferentes de acordo com as propriedades ópticas da superfície. O grau de
aquecimento da superfície do solo depende, em parte, do grau de contato entre plástico e
solo e a escolha do plástico deve ser guiada pelos efeitos desejados acima e abaixo da
superfície do solo, que são determinadas pelas propriedades ópticas do material plástico,
pelo contato do plástico com o solo, e pela geometria do plástico nos camalhões e/ou
leiras. Em regiões de climas quentes, a exposição do solo por longos períodos de
aquecimento sob um plástico preto pode ser indesejável; sendo indicados os plásticos
brancos e prateado uma vez que são mais reflexíveis. Os plástico preto e os claros
elevam a temperatura do ambiente acima do solo, enquanto plásticos brancos e
prateados podem aumentar ou diminuir ligeiramente a temperatura do solo (Tarara,
2000).
Em regiões frias, é indicado o uso de cobertura de cor preta ou transparente, uma
vez que essas elevam a temperatura do solo, sendo esse aumento é dependente da
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estação, tipo de solo, quantidade e intensidade luminosa e da umidade do solo (Sampaio
e Araujo, 2001).
A maior parte dos raios solares é refletida quando o solo está coberto com filmes
prateados, os quais transmitem pouca energia ao solo, evitando o aquecimento, sendo
um dos materiais sintéticos mais adequados para regiões quentes (Sganzela, 1997). A
temperatura do solo é um fator fundamental, pois atua na germinação de sementes, no
desenvolvimento e atividade das raízes, na absorção de água, na atividade microbiana e
no desenvolvimento de doenças (Bergamashi, 1993).
Almeida Neto, (2004) trabalhando com cobertura de solo nas cores amarela, preta,
prata e marrom, na cultura do melão, observou que o plástico amarelo foi o que
apresentou maior temperatura do ar durante o dia, e esse aumento na temperatura
provavelmente se deve ao plástico amarelo ter apresentado maior radiação refletida
entre os plásticos estudados nesse experimento. Do mesmo modo, Araújo (2003),
estudando o comportamento do plástico preto, prata, palha de carnaúba e solo
descoberto na cultura do melão, verificou que a temperatura do solo foi maior quando
utilizou os plásticos. O autor atribuiu esse aumento na temperatura, possivelmente
porque os filmes plásticos de polietileno reduzem o fluxo de calor latente e aumentam o
fluxo de calor sensível para o solo, proporcionando um maior aquecimento do solo em
relação a outros tipos de cobertura como palha de carnaúba e o solo descoberto.
Apesar dos estudos relatarem sobre a influência das diferentes colorações dos
filmes plásticos na produção agrícola, Locascio et al. (2005) e Negreiros et al. (2005)
avaliando diferentes cores de plásticos em comparação ao solo sem cobertura, chegaram
à conclusão de que, independentemente da cor do filme plástico, o uso de cobertura no
solo incrementou a produção do morangueiro e do melão. Segundo Yuri et al (2012)
isto ocorreu talvez porque as cores de plásticos utilizados pelos autores favoreceram o
aumento da temperatura para estimular a frutificação do morangueiro e o
desenvolvimento dos frutos no melão.
O desenvolvimento da planta e do fruto está diretamente relacionado com a
temperatura. Todas as culturas apresentam para cada fase fenológica, uma temperatura
ótima que possibilita expressar o seu potencial (Yuri et al., 2012). Além de favorecer o
desenvolvimento das plantas as temperaturas mais elevadas dos solos com cobertura
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plástica e o teor de umidade constante favorecem a maior mineralização do nitrogênio
orgânico, aumentando a disponibilidade deste nutriente para as plantas nas camadas
mais superficiais do solo (Sampaio et al., 1999).
Assim, as condições de temperatura e umidade criadas no solo proporcionam
economia de fertilizantes pela maior disponibilidade de nutrientes no solo. De acordo
com López e Hernández (2004), estudando a influência da cobertura plástica na
produção de pimenta malagueta quanto à umidade e fertilidade do solo, observaram que
os solos cobertos com plástico apresentaram tensões de umidade do solo menor que os
solos descobertos, uma vez que a cobertura plástica reduz a evaporação de água no solo,
evita a lixiviação de fertilizantes, produtos químicos e a erosão do solo (Ramakrishna et
al., 2006). Como a cobertura é, geralmente, acompanhada pelo sistema de rega por
gotejamento, há também uma redução no consumo de água utilizada durante a irrigação
das culturas (Carvalho, 2012).
A utilização de filmes plásticos para cobertura de solo em culturas agrícolas
apresenta várias vantagens, tais como: uma maior produção, maior precocidade e um
controle mais eficiente das plantas invasoras (Green et al., 2003).
A cobertura do solo com filme plástico nas mais variadas culturas, visa aumentos
na qualidade e no rendimento dessas culturas. Em cucurbitáceas vários resultados foram
encontrados quanto à produtividade e qualidade de frutos (Miranda et al., 2003,
Medeiros et al., 2007), número, peso médio e produtividade de frutos comerciáveis
(Araújo et al., 2003), maiores teores de sólidos solúveis totais (Câmara et al., 2007) e
precocidade de colheita do melão (Cantamutto et al., 2000). Na cultura do pepino foram
observadas maior precocidade de colheita e aumento da massa seca (Ibarra-Jiménez et
al., 2008). No morangueiro tem sido constatado aumentos no rendimento e maior
desenvolvimento dos frutos (Oliveira e Scivittaro, 2009; Kikas e Luik, 2011; Yuri et al.,
2012).
O controle mais eficiente das plantas invasoras pode ser alcançado, se o filme
plástico cobrir totalmente o solo durante a maior parte da cultura (Minuto et al., 2008),
pois quando da instalação da cultura as plantas partem em vantagem ao serem
transplantadas em relação as plantas invasoras que ainda necessitam de radiação solar
para germinarem. A germinação das plantas invasoras é assim inibida visto que a
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cobertura do solo com plástico de cor negra reduz a radiação transmitida (lbarra et al.,
2001). A cobertura do solo com plástico inibe o desenvolvimento das plantas invasoras
na entrelinha e reduzem a aplicação de herbicidas e a capina manual durante o
desenvolvimento das culturas (McCraw e Mostes, 2007)
A cobertura do solo tem também impactos positivos na compactação do solo, pois
torna-os mais solto, friável e bem arejado. Favorecendo dessa forma a oxigenação das
raízes e a atividade microbiana durante a ciclagem dos nutrientes no solo (Graci et al.,
2008).
O plástico de cobertura faz com que os frutos se apresente mais limpos, uma vez
que ficam em cima do plástico e não entram em contato com solo, diminuindo tanto os
problemas da sujidade dos frutos como a incidência de doenças (McCraw e Mostes,
2007).
2.1.1. Desvantagens do uso de filmes plásticos
As desvantagens do uso de filmes plásticos como cobertura de solo está relacionado
a sua origem, pois a matéria-prima utilizada na sua produção é proveniente de fonte não
renovável e também ao seu destino final, pois após o uso os agricultores têm
dificuldades em dar um destino adequado ao plástico remanescente (Moreno e Moreno,
2008). Isto ocorre porque existe um desajuste entre o curto período de tempo durante o
qual as culturas necessitam do plástico e a enorme longevidade que o polietileno tem no
ecossistema (Martin-Closas et al., 2008). Pois o polietileno é um material que não se
degrada naturalmente, tornando necessária a sua remoção após a finalização do ciclo
cultural e posterior rencaminhamento dos resíduos removidos para uma estação de
reciclagem ou para aterro sanitário, acarretando custos consideráveis ao processo de
produção, refletindo-se no preço final dos produtos (Bonhomme et al., 2003).
O processo de remoção do plástico é um trabalho difícil e que por mais bem
executado que seja acaba sempre por deixar resíduos espalhados no campo, visto que à
medida que o plástico vai sendo removido parte do material acaba sempre por rasgar e
dar origem à formação de fragmentos com várias dimensões (Carvalho et al., 2012).
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A acumulação deste tipo de resíduos no solo ao longo de várias décadas de
utilização pode dar origem a contaminações irreversíveis no solo, ameaçando a
segurança dos produtos alimentares produzidos nesses terrenos (Briassoulis, 2006).
2.2. Polímeros biodegradáveis
Desde o início dos anos 60 que se estudam novas coberturas de solo como possível
alternativa ao polietileno (Lamont, 1993). Os primeiros plásticos biodegradáveis
surgiram como polímeros baseados em amido (Otey e Westoff, 1980). No entanto, os
plásticos biodegradáveis assim obtidos tiveram, até à década de 90, problemas de
estabilidade química (Chu e Matthews, 1984).
Na década de 90, com a problemática do constante aumento do consumo de energia
para produção e transporte de alimentos, o progressivo aumento das emissões de CO2
para a atmosfera e o crescente acumulo de resíduos plásticos no meio ambiente fizeram
a sociedade despertar para a necessidade de uma produção baseada em matéria-prima
biodegradável (Martín-Closas e Pelacho, 2011).
A organização européia defendeu que a alternativa aos materiais não degradáveis
seria um polímero que tivesse na sua produção materiais biodegradáveis e de origem
renovável (The Plastics Portal, 2012). Alguns destes materiais foram a celulose
(proveniente da madeira), óleos vegetais, açúcar e amido. Estes materiais deram origem
a polímeros mais tarde denominados de plásticos “bio-based” ou mais genericamente
“biopolímeros” ou “bioplásticos”. Estes dois últimos termos geraram alguma confusão
porque foram usados, muitas vezes, sem critério para descrever o material usado na
produção destes polímeros quanto à fonte do material (renovável ou não) ou a sua
funcionalidade (biodegradável e/ou possibilidade de ser compostado). Muitos destes
materiais apresentaram uma elevada degradabilidade quer por ação da radiação solar
quer pela ação de microrganismos, pois quando incorporados ao solo se degradaram
completamente em menos de um ano.
Esta característica de se degradar no ambiente, proporciona ao bioplástico uma
vantagem em relação ao plástico, pois não é necessária a sua remoção do campo e
podem (dependendo do material constituinte) ser incorporado no solo e fornecer
nutrientes para as plantas. O material em si tem um custo elevado, mas tem a vantagem
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de eliminar as etapas de remoção e tratamento de resíduo e ainda mantêm a fertilidade
do solo (Berlung, 2006).
Dos diversos estudos realizados na área, surgiram biopolímeros como os derivados
de amido termoplástico, Mater-Bi®, PLA (polilactato), PBAT (polibutileno adipado
tereftalado) da marca Ecoflex® e PHA (polihidroxialcanoato) da Biopol® (Bastioli,
1998; Martín-Closas e Pelacho, 2011). Estes biopolímeros são formados na natureza,
sendo que na sua síntese estão geralmente enzimas catalíticas e reações de polimerase
que, em geral, se formam dentro das células por processos metabólicos complexos
(Chandra e Rustgi, 1998).
Ao serem usados são degradados rapidamente no solo,
devido à ação dos
microrganismos como bactérias e fungos, tendo como resultado a liberação de dióxido
de carbono, metano, água e biomassa (Bastioli, 1998, Schettini et al., 2007).
O Mater-Bi® é um biopolímero derivado de amido que possui uma estrutura natural
formada por cadeias linerares de amilose e cadeias ramificadas de amilopectinas.
A produção deste material, implica numa ruptura da estrutura original da molécula
de amido e sua posterior reordenação em complexos de estruturas entre amiloses e
moléculas naturais, que aumentam a resistência à água e originam mudanças na
estrutura mecânica do amido (Cordeiro, 2011).
Dentre os vários tipos disponíveis de plásticos biodegradáveis do consórcio
AGROBIOFILM têm-se o produto CF04P, com nova formulação à base de Mater-Bi®
que tem a mesma matriz de amido de outros produtos já existentes como NF01U e
NF803P, mas difere quanto à composição química e conteúdo em materiais renováveis.
Enquanto a gama NF tem cerca de 50% de poliésteres biodegradáveis, a gama CF tem
mais de 50% de polímeros biodegradáveis, uma vez que as suas fontes renováveis são à
base de óleos vegetais. Quimicamente, a matéria-prima do CF04P é um copoliéster
alifático/aromático com amido de milho (AGROBIOFILM, 2010). A biodegradibilidade
do Mater-Bi® está de acordo com a norma européia da compostagem (EN 13432)
(Kyrikou e Briassoulis, 2007).
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2.2.1. Cobertura de solo com bioplástico
As primeiras tentativas de produzir um plástico para cobertura de solo
biodegradável datam de 1972 e ele era revestimento com papel e os testes foram
efetuados na cultura do melão. Mais tarde, a fim de se obter um filme para cobertura de
solo parcialmente biodegradável, o polietileno foi misturado com amido. Depois um
filme para cobertura de solo foi desenvolvido a partir da mistura de nutrientes para as
plantas com um polímero solúvel em água, contendo álcool polivinílico, uréia e amido
(Plastigone® e Biolan®), e foi, provavelmente, o 1º plástico de cobertura
biodegradável, apesar dos filmes de celulose (Ecopac®) estarem entre os materiais de
cobertura do solo, porém ainda não tinham sido testados em condições de campo
(Martín-Closas e Pelacho, 2011).
No início dos anos 90, estudos com termoplásticos derivados de hidratos de
carbono apresentaram novas oportunidades em termos de materiais biodegradáveis para
utilizar na cobertura de solo. Novos materiais biodegradáveis à base de amido
termoplástico foram obtidos e comercializados sob a marca Mater-Bi® e foram também
sugeridos algumas gamas para a fabricação dos biofilmes (Bastioli, 1998).
Os estudos referentes ao uso agrícola do bioplástico como cobertura de solo têm
sido realizado na Europa desde o final dos anos 90 e tem como objetivo verificar a
biodegradabilidade no solo e avaliar a eficiência do bioplástio sobre a umidade,
temperatura e lixiviação de nutrientes no solo, o controle de doenças, pragas e plantas
invasoras, a precocidade das colheitas, a produtividade e composição química das
plantas (Olsen e Gounder, 2001; Moreno e Moreno, 2002; Quezanda et al., 2003; Wang
et al., 2004; Ngouajio et al., 2008; Minuto et al., 2008; Kasirajan e Ngouajio, 2012).
A biodegradação do bioplástico ocorre porque o amido presente na sua composição
química é utilizado como fonte de energia e carbono pelos microrganismos do solo. O
processo de decomposição ocorre por meio das seguintes etapas: (1) quebra dos
compostos de carbono em pequenas moléculas devido a secreção de enzimas e/ou pela
ação do meio ambiente (temperatura, umidade e luz solar); (2) absorção e transporte de
pequenas moléculas para dentro das células dos microrganismos; e (3) a oxidação das
pequenas moléculas no interior das células microbianas em CO2, água e calor (ASTM
2004; Kyrikou e Briassoulis, 2007; Sivan, 2011; Kasirajan e Ngouajio, 2012).
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A biodegradação do bioplástico é influenciada pela temperatura, umidade,
fertilidade, matéria orgânica do solo e as condições climáticas da região, talvez estas
variáveis interagindo em conjunto ou isoladas sejam responsáveis para explicar os
diferentes resultados verificados nos estudos de campo realizados por diversos autores
(Olsen e Gounder, 2001; Moreno e Moreno, 2002; Wang et al., 2004; Lopez et al.,
2007). Olsen e Gounder (2001) utilizando bioplastico na cobertura do solo para a
produção de hortaliças na Espanha constataram que 20% do bioplástico foi degradado
em 33 dias no verão, 38 dias na primavera, 56 no outono e 83 dias no inverno. Lopes et
al (2007) estudando o cultivo do melão em uma região mediterrânea da Espanha,
constataram que o bioplástico levou cerca de 6 meses para se decompor após se
incorporado ao solo. Já Mirshekari et al (2012) avaliando a eficiência da cobertura do
solo com bioplástico e polietileno na produção de milho doce em uma região com
elevada temperatura e umidade no Irã, constataram que 50% do bioplástico foi
degradado em 56 dias após ter sido utilizado para revestir o solo.
Em relação ao teor de matéria orgânica no solo, Saraiva et al, (2012) constataram
que a biodegradabilidade do bioplástico e o polietileno não apresentaram diferença
significativa em solos com 1% de matéria orgânica, por outro lado, Barragán et al
(2010) observaram elevadas taxas de biodegradação do bioplástico em solos com teores
de matéria orgânica acima de 3,9%.
Quanto a qualidade agronômica os resultados referentes a produtividade de frutos e
hortaliças verificados com cobertura de bioplásticos são similares aos observados
quando se utilizam plásticos de polietileno na cobertura de solo. Este comportamento
foram constatados com várias culturas, tais como o tomate de indústria (Martín-Closas
et al., 2003; Arméndariz et al., 2006; Martín-Closas et al., 2008), tomate fresco e de
estufa (Candido et al., 2006; Moreno e Moreno, 2008; Ngouajio et al., 2008; Moreno,
Moreno e Mancebo, 2009; Anzalone et al., 2010), pimentão (Olsen e Gounder, 2001),
melões (Candido et al., 2006; González et al., 2003; Incalcaterra et al., 2004; López et
al., 2007; Vetrano et al., 2009; Filippi et al., 2011), e pepinos (Weber, 2000), morangos
(Lieten, 2002; Weber, 2003; Scarascia-Mugnozza et al., 2006; Bilck et al., 2010),
couve-flor (Magnani et al., 2005), alface (Minuto et al., 2008) e batata-doce (Lee et al.,
2009).
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3.MATERIAL E MÉTODOS
O projeto foi subdividido em dois estudos: 1-Avaliar o desempenho agronômico
das culturas produzidas com cobertura de bioplástico no solo e 2-Verificar a
biodegradabilidade e toxicidade do bioplástico durante a sua decomposição no solo.
3.1. Local do estudo
O projeto foi conduzido durante 18 meses em uma área de 440 m2 situada na
Fazenda Piloto do Departamento de Ciências Agrárias da Universidade de Taubaté –
UNITAU –, localizado na área rural do Município de Taubaté, região do Vale do
Paraíba, Estado de São Paulo e distante 140 Km da cidade de São Paulo.
A área esta localizada nas Coordenadas Geográficas 23º02’34”S e 45º31’02”W e
com altitude média de 577m. O clima local, de acordo com a classificação de Köpen
(1948) é do tipo Cwa (Sub-tropical), com chuvas de verão e com uma precipitação
média anual de 1.300mm.
3.2. Área experimental
O terreno da área experimental foi demarcado para realizar a operação de aração e
gradeamento do solo até a camada de 40 cm de profundidade, depois efetuou-se o
nivelamento e a demarcação da área experimental com 440 m2 (Figura 1).
Figura 1. Preparo e nivelamento da área experimental
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A área experimental foi dividida em quatros canteiros com 0,3 m de altura, 1,2m de
largura e 50m de comprimento e a distância entre os canteiros foi de 1,0m. Depois a
área foi cercada com uma cerca plástica de 0,5m de altura para evitar a entrada de
animais domésticos e silvestres (Figura 2).
Figura 2. Vista geral da área experimental com os canteiros e demarcada
3.3. Caracterização do solo
Para a caracterização da composição química do solo foram coletadas cerca de 10
sub-amostras na profundidade de 20 cm do solo, depois as sub-amostras foram
misturadas para compor uma amostra composta e enviada para o Laboratório de
Analises de Solos e Plantas do Departamento de Ciências Agrárias da Universidade de
Taubaté. O solo foi classificado como um Latossolo Vermelho Amarelo distrófico de
textura média (Embrapa, 1999) e com a seguinte composição química: pH (CaCl2) =
5,3; MO = 21 g.dm-3; P = 30 mg.dm-3; K = 3,5 mmolc.dm-3; Ca = 30 mmolc.dm-3; Mg =
14 mmolc.dm-3; H + Al = 18 mmolc.dm-3; SB = 47,5 mmolc.dm-3; T = 65,5 mmolc.dm-3
e V = 73%.
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3.4. Avaliar o desempenho agronômico das culturas agrícolas
O delineamento experimental para avaliar o desempenho agronômico das culturas
do alface (Lactuca sativa), tomate (Lycopersicon esculentum), melão (Cucumis melo L),
abobrinha (Cucurbita moschata), pimentão (Capsicum annuum L) e melancia (Citrullus
lanatus L) foi o de blocos casualizados, com cinco blocos e quatro tratamentos: 1-sem
cobertura (SC); 2-com Cobertura com casca de arroz com casca de arroz (CA); 3-com
cobertura plástica de polietileno (CP) e 4-com cobertura de bioplástico (CB) de amido
de milho.
Os tratamentos foram distribuídos em canteiros com 1,2m de largura, 0,3m de
altura e 10m de comprimento (Figura 3).
Os resultados foram submetidos a análise de variância e a diferença entre as medias
foram avaliadas pelo teste de Tukey a 5%. Os dados foram analisados pelo software
“SAS for Windows” (SAS, 2002).
Figura 3. Vista da área experimental com os canteiros cultivados com a alface lisa
3.4.1. Correção da acidez e adubação orgânica
Para correção da acidez do solo foram distribuído e incorporado 0,6 Mg.ha-1 de
calcário dolomitico e 40 Mg.ha-1 de vermicomposto 40 dias antes do plantio das mudas
de alface (Figura 4).
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Figura 4 Aplicação e distribuição do calcário dolomitico e vermicomposto nos
canteiros
O adubo orgânico utilizado foi o vermicomposto produzido no Departamento de
Ciências Agrárias a partir da mistura de esterco bovino e podas de jardins.
Para a caracterização da composição química foram coletadas seis sub-amostras de
vermicomposto em diferentes pontos do canteiro de produção, depois as amostras foram
misturadas em uma amostra composta e enviada para o Laboratório de Analises de
Solos e Plantas da Universidade de Taubaté. O vermicomposto apresentou a seguinte
composição química: pH = 7,0; COT = 320 g.kg-1; N= 12,0 g.kg-1; P= 2,0 g.kg-1; K=
5,1 g.kg-1; Ca = 4,1 g.kg-1; Mg = 2,8 g. kg-1; B = 25 mg.kg-1 e Cu = 25 mg.kg-1.
3.4.2. Sistema de irrigação por gotejamento
O sistema de irrigação por gotejamento foi colocado sobre a superfície dos
canteiros com linha de tubo gotejador com vazão aferida de 1,67 L h-1 e pressão de
serviço de 1,6 kPa e com emissores a cada 20 cm para o alface e 40 cm para o tomate,
melão, abobrinha, melão, pimentão e melancia.
3.4.3. Cobertura dos canteiros
A cobertura com casca de arroz com palha de arroz foi colocada sobre a superfície
do canteiro numa camada com espessura de 4 cm, a cobertura plástica de polietileno de
19
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30 µm de espessura e a cobertura com bioplástico com espessura de 15µm na cor preta
foram esticados sobre os canteiros e as sobras laterais fixadas com uma camada de 20
cm de terra.
Nos ensaios do alface e tomate foram utilizados o bioplástico com espessura de
15µm e nos ensaios com melão, abobrinha, pimentão e melancia foram utilizados o
bioplástico com 40 µm de espessura.
Ao final de cada colheita as coberturas de casca de arroz, plástico e bioplástico
foram incorporadas ao solo.
3.4.4. Adubação de plantio
A adubação mineral de plantio variou em função da cultura e as formas de P2O5,
K2O e N utilizadas foram o super simples, cloreto de potássio e sulfato de amônio e a
adubação orgânica para todas as culturas foi de 40 Mg.ha-1 de vermicomposto.
No alface foi aplicado 300 kg ha-1 de P2O5, 100 kg ha -1de K2O e 40 kg ha-1 N
parcelado em três aplicações aos 10, 20 e 30 dias após o transplante das mudas, no
tomate foi aplicado 60 kg ha-1 de N, 500 kg ha-1 de P2O5 e 200 kg ha
-1
de K2O. A
-1
adubação de N em cobertura foi aplicada na quantidade de 200 kg ha , parcelado em
quatro vezes, com intervalos de 15 dias entre as aplicações, no melão foi aplicado 25 kg
ha-1 de N, 120 kg ha-1 de P2O5 e 30 kg ha -1 de K2O. A adubação de N em cobertura foi
aplicada na quantidade de 75 kg ha-1, parcelado em quatro vezes, com intervalos de 15
dias entre as aplicações, na abobrinha foi aplicado 20 kg ha-1 de N, 200 kg ha-1 de P2O5
e 100 kg ha -1 de K2O. A adubação de N em cobertura foi aplicada na quantidade de 80
kg ha-1, parcelado em quatro vezes, com intervalos de 15 dias entre as aplicações, no
pimentão foi aplicado 40 kg ha-1 de N, 160 kg ha-1 de P2O5 e 60 kg ha -1 de K2O. A
adubação de N em cobertura foi aplicada na quantidade de 80 kg ha-1, parcelado em
quatro vezes, com intervalos de 15 dias entre as aplicações e na melancia foi aplicado
25 kg ha-1 de N, 120 kg ha-1 de P2O5 e 30 kg ha
-1
de K2O. A adubação de N em
cobertura foi aplicada na quantidade de 75 kg ha-1, parcelado em quatro vezes, com
intervalos de 15 dias entre as aplicações. O calcário foi aplicado apenas no início do
experimento porque a saturação de bases do solo se manteve acima de 70% durante a
realização dos ensaios entre os anos de 2014 e 2015.
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3.4.5. Plantio das culturas
O plantio das mudas de alface lisa da cultivar "Regina" foi realizado no dia
22/09/2014 no espaçamento de 0,2 x 0,2m, as mudas de tomate da variedade "Débora"
foi realizado no dia 17/11/2014 no espaçamento de 1,0 x 0,8m, as mudas de melão
"Gaucho" foi realizado no dia 13/03/2015 no espaçamento de 2,0 x 0,4m, as mudas
abobrinha "Menina Brasileira" foi realizado no dia 10/08/2015, as mudas de pimentão
da variedade "Yolo Womder" foi realizado no dia 23/09/2015 no espaçamento 1 x 0,6m
e as mudas de melancia "Crimson select plus" foi realizado no dia 09/09/2015 no
espaçamento 2 x 0,6m.
3.5.Variáveis avaliadas
3.5.1. Dados meteorológicos
Os dados meteorológicos de radiação solar, temperatura e umidade foram
realizados diariamente com auxilio dos equipamentos (heliógrafo, pireliômetro e
higrotermógrafo) existentes na Estação Meteorológica Automática (CPETC-INPE)
situada no Departamento de Ciências Agrárias da Universidade de Taubaté (UNITAU).
3.5.2. Temperatura e umidade do solo
A temperatura da superfície da cobertura e do solo foi determinada em quatro
pontos dos canteiros sempre as 14:00 horas. A medição da temperatura da superfície
com cobertura com casca de arroz, plástico e bioplástico foi realizada com um
termômetro infravermelho (Mira Laser - 60 + 500oC) colocado tangencialmente a 20 cm
de distância da superfície das coberturas.
A temperatura do solo foi avaliada por meio da medição com um termômetro
especifico colocado a uma profundidade de 5cm abaixo da superfície do solo.
A umidade do solo foi determinada pelo método da diferença de peso, coletando-se
amostras de solo no centro dos canteiros, a 10 cm de profundidade. Depois de
homogeneizadas as amostras foram acondicionadas em recipientes de isopor e enviadas
ao laboratório para a quantificação do peso úmido. Para depois serem colocadas em
estufas a 105oC, até a completa secagem do solo e então pesadas (peso final). O teor de
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21
umidade do solo foi obtido pela diferença entre as pesagens final e inicial das amostras,
e posteriormente o peso foi transformado em porcentagem (Embrapa, 1997).
3.5.3. Caracterização química do solo
As determinações das formas nitrogenadas (N-NH4, N-NO2 + N-NO3) no solo
foram realizadas mensalmente nas amostras de solo coletada na camada de 20 cm de
profundidade do solo. A extração do nitrogênio foi realizada com a adição de uma
solução de KCl (2N) no solo, depois a amostra foi submetida a agitação por 30 minutos
e deixada em repouso por mais 30 minutos. Após este período as amostras foram
filtradas e 20 ml dos extratos foram submetidas à destilação no micro Kjeldahl
conforme a metodologia preconizada por Bremmer e Mulvaney (1982).
As determinações de pH, carbono orgânico, fósforo disponível, cálcio, magnésio,
potássio, alumínio trocável, capacidade de troca de cátions e saturação por base foram
realizadas a cada 4 meses e a condutividade elétrica foi realizada mensalmente nas
amostras de terra coletada a 20 cm profundidade do solo, conforme as metodologias
propostas por Raij et al (2001) e Embrapa (1997).
3.5.4. Intensidade e severidade das doenças, pragas e plantas invasoras
A identificação e a intensidade e severidade das doenças e pragas será realizada
durante o desenvolvimento das culturas conforme as metodologias especificadas por
Kimati et al (1997) e Gallo et al (2002).
As principais espécies de plantas daninhas presentes na parcela foram avaliadas em
cinco amostras de 0,25 m2 obtidas aleatoriamente por parcela. As plantas daninhas
foram identificadas quanto à família, gênero e espécie (Fey et al, 2013).
3.5.5. Rendimento das culturas
A avaliação do rendimento das culturas foi realizado no final do ciclo das culturas
com a coleta de plantas situadas na linha central da parcela.
A colheita do alface foi realizada 50 dias após o transplante das mudas e para medir
a massa da matéria seca, as plantas foram cortadas rente ao solo logo abaixo das folhas
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basais e depois pesadas em balança para se determinar a massa fresca. Os resultados
dessa variável foi expresso em g.planta-1.
O rendimento do tomate não foi determinado porque a incidência e a severidade das
doenças provocaram danos as plantas em todos os tratamentos e com isso não foi
possível realizar a colheita do tomate.
A colheita do melão, abobrinha, melancia foi realizada entre os 70 e 90 dias e o
pimentão aos 90 dias após o plantio das mudas e para medir o número médio de frutos
por planta, comprimento médio de fruto (cm) e massa fresca de frutos (g.planta-1) as
plantas foram retiradas da linha central dos canteiros.
3.6. Avaliar a biodegradabilidade e toxicidade do bioplástico
A biodegradabilidade e toxicidade do bioplástico no solo foi avaliada pela liberação
do dióxido de carbono (C-CO2), biomassa de carbono,
identificação de fungos
degradadores e teste de toxicidade em amostras de solo coletadas após a incorporação
da Cobertura com casca de arroz, plástico e bioplástico no solo.
O delineamento experimental utilizados no ensaio de biodegradação e toxicidade
foi o de blocos casualizados, com quatro blocos e cinco tratamentos: 1-Sem cobertura;
2-Cobertura com casca de arroz e 3-Cobertura com plástico; 4-Cobertura com
bioplástico.
Os resultados foram submetidos a análise de variância e a diferença entre as medias
foram avaliadas pelo teste de Tukey a 5%. Os dados foram analisados pelo software
“SAS for Windows” (SAS, 2000).
3.6.1.Variáveis
3.6.1.1. Liberação do dióxido de carbono (C-CO2) do solo
A biodegradação do conteúdo orgânico presente no solo foi avaliada pelo método
de incubação conforme a metodologia descrita por Coscione e Andrade (2006). Esse
método se baseia na incubação, em frascos respirômetros, de quantidades conhecidas de
terra e resíduo. A reação que ocorre pode ser representada por:
Conteúdo orgânico (C,H,O)
CO2 + H2O
23
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Em seguida o CO2 formado é recebido por uma solução de volume e concentração
conhecida de NaOH que é colocada num frasco dentro respirômetro. A reação que
ocorre é:
CO2 + 2NaOH
Na2CO3 + H2O
Em seguida determina-se a quantidade de NaOH que sobrou da reação com o CO2
por condutivimetria de acordo com método proposto por Rodella e Sabóia (1999),
calculando-se a quantidade de CO2 que se formou e que foi originada das reações de
degradação do conteúdo orgânico do resíduo no solo.
Amostras de 500 g de terra foram coletadas após a incorporação da casca de arroz,
plástico e bioplástico no solo e depois foram colocados em frascos respirômetros. Em
paralelo foi também conduzido um tratamento utilizando a glicose, adicionada a 500g
de terra em quantidade correspondente a 800 mg de carbono, como controle para o
ensaio de incubação. Os tratamentos foram instalados com quatro repetições e mantidos,
durante todo o período de duração, em temperatura de ± 28oC (ABNT, 1999), com 70%
da capacidade de retenção de água (CRA) e no escuro. A CRA foi mantida avaliando a
massa dos frascos, ou seja, pesando-se o frasco com a amostra de terra e a quantidade de
água adicionada. A determinação da quantidade de CO2 emanada dos tratamentos foi
realizada por condutivimetria conforme descrito por Rodella e Sabóia (1999).
3.6.1.2. Carbono microbiano do solo
O carbono referente à biomassa microbiana do solo foi determinado pelo método de
fumigação e extração conforme os procedimentos descritos por Vance, Brooks e
Jenkinson (1987).
3.6.1.3. Identificação de fungos degradadores
As amostras de fragmentos de polímeros de plástico e bioplástico coletados do
solo foram lavados com uma solução de hipoclorito de sódio a 12% para retirar as
particulas de areia, silte e argila aderidas aos polímeros e em seguida os fragmentos de
polímeros foram distribuídos em placas de Petri contendo meio de cultura apenas com
Agar sem fonte de carbono (Figura 5A). Depois as placas foram colocadas em uma
24
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estufa com temperatura de ± 28 °C por um período de 72 h, os fungos com crescimento
no meio de cultura (Figura 5B) foram retirados em discos de ágar com 6 mm de
diâmetro e colocado para crescer em uma placa de Petri contendo Agar - batata dextrose (Figura 5C).
(A)
(B)
(C)
Figura 5. Fragmentos de bioplástico (A), crescimento micelial sobre fragmento de
bioplástico (B) e o crescimento de isolado de fungo para a identificação.
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Os isolados de fungos foram conservados em frascos de vidro (10 mL) contendo
água destilada esterilizada e depois de fechado hermeticamente foi armazenado sob
refrigeração entre ± 5 a ± 15oC para depois serem identificados (Castellani, 1967).
A identificação foi realizada a partir das observações macroscópicas baseada nas
descrições das colônias no meio de cultura e as observações microscópicas foram
baseadas nas características e estruturas celulares dos fungos filamentosos (Menezes,
1993).
3.6.1.4.Teste de toxicidade
A toxicidade do solo, após a biodegradação dos polímeros, foi avaliada através do
teste de germinação de sementes de Brassica oleraceae semeadas em 200 g de terra
proveniente dos ensaios de liberação do dióxido de carbono (C-CO2). As amostras de
terra foram colocadas em caixas de acrílico medindo 11,0 × 11,0 × 3,5 cm. Em cada
caixa foram semeadas 40 sementes, numa profundidade de 0,5 cm. O solo sem a adição
do bioplástico foi utilizado como controle. A contagem das plântulas germinadas foi
realizada no 5°, 7° e 14° dia, apos a montagem do experimento, sendo expressa como
porcentagem de germinação (Guerra e Angelis, 2009). A massa seca da parte aérea foi
determinada a partir de vinte plântulas colhidas no 14° dia, após o início do experimento
de toxicidade. As plântulas foram lavadas e separadas apenas a parte aérea, depois as
amostras da parte aérea foram colocadas em estufa com ventilação forçada de ar a ±60
°C por um período de 24 horas, depois as amostras foram retiradas e pesadas para
determinar a massa seca da parte aérea. O valor obtido em cada repetição foi dividido
pelo número de plântulas utilizadas e os resultados expressos em mg.plântula-1
(Nakagawa, 1999).
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4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1. Condições climáticas
Os dados relativos à temperatura máxima, média e mínima do ar e a média
mensal da precipitação pluviométrica durante o período de realização do estudo
(setembro de 2014 a dezembro de 2015), são apresentados nas Figuras 6 e 7. Observa-se
na Figura 6 que a temperatura média do ar durante o período experimental foi de 22 ºC,
a média das temperaturas mínimas resultou em 21,3ºC e a média das temperaturas
máximas em 22,7 ºC.
Figura 6. Temperatura do ar (ºC) máxima, média e mínima durante o período
experimental. Departamento de Ciências Agrárias (UNUTAU), Taubaté, SP,
2014/2015.
Quando se analisou a temperatura da superfície das coberturas e do solo (Tabela
1), foi possível observar que as menores temperaturas ocorreram em junho de 2015,
coincidindo com a redução da temperatura do ar verificada no mês de junho (Figura 6).
A precipitação acumulada no período foi de 1.224,4 mm e entre abril e setembro
de 2015 o acumulado foi igual a 70,2 mm e entre novembro de 2014 e março de 2015
foi observado um acumulado de 722,8 mm.
Analisando a Figura 7 em conjunto com a Tabela 3 constata-se em todos os
tratamentos que os menores valores de umidade do solo foram determinados no mês de
maio, coincidindo com as baixas precipitações pluviométrica verificada neste mês.
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Figura 7. Precipitação pluviométrica durante o período experimental. Departamento de
Ciências Agrárias (UNITAU), Taubaté, SP, 2014/2015
4.2.Temperatura e umidade do solo
Na Tabela 1 estão apresentados os valores de temperaturas determinados no solo
e na superfície das coberturas com casca de arroz, plástico e bioplástico durante o
período de setembro de 2014 a dezembro de 2015. Nota-se na maior parte do período
que não houve diferença significativa nos valores de temperatura entre as coberturas
com plásticos e bioplásticos. Ainda na Tabela 1, constata-se que as temperaturas mais
elevadas no solo e na superfície das coberturas foram predominantes nos períodos de
primavera e verão e as menores no outono e inverno. As temperaturas do solo dos
canteiros cobertos com plástico e bioplástico apresentaram em 11 meses de
monitoramento valores significativamente superiores aos verificados no solo dos
canteiros sem cobertura e com cobertura de casca de arroz (Tabela 1). Em relação a
temperatura da superfície das coberturas do solo foi constatado que houve diferenças
significativas entre as temperaturas em apenas 9 meses, com as temperaturas mais
elevadas nas superfícies das coberturas com plástico e bioplástico e as menores na
cobertura com palha de arroz. Os maiores valores medidos de temperatura do solo
durante o ensaio, no solo sem cobertura e solo coberto com casca de arroz, plástico e
bioplástico, foram 50,3; 43,3; 53,6 e 53,4 °C, respectivamente, os resultados concordam
com os obtidos por Ribas et al. (2015), em estudos com solo desnudo e com coberturas
de plástico e palha.
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Tabela 1. Variação da temperatura do solo e da superfície das coberturas dos canteiros
e do solo sem cobertura e com cobertura de casca de arroz, plástico e
bioplástico durante o período de setembro de 2014 a dezembro de 2015.
Tratamentos
Solo
Sem cobertura
Cobertura com casca de arroz
Cobertura com plástico
Cobertura com bioplástico
CV(%)
31,8c1
43,3b
46,5a
40,8a
5,41
Sem cobertura
CV (%)
32,8b
39,3b
53,6a
53,4a
6,56
Sem cobertura
CV (%)
26,3b
29,0b
36,2a
37,4a
4,50
Sem cobertura
CV (%)
34,9c
42,9b
47,2ab
51,4a
8,17
Sem cobertura
CV (%)
50,3b
42,3b
47,9b
50,4a
4,30
Sem cobertura
CV (%)
34,0a
31,6b
35,2a
33,3ab
5,54
Sem cobertura
CV (%)
26,7b
26,3b
31,4a
31,5a
2,45
1
Cobertura
Setembro/2014
Temperatura oC
52,6a
50,7a
48,0b
3,43
Outubro/2014
Temperatura o C
51,1b
60,7a
62,1a
5,65
Novembro/2014
Temperatura o C
32,2b
38,7a
38,8a
6,42
Dezembro/2014
Temperatura oC
51,3a
55,4a
62,6a
10,49
Janeiro/2015
Temperatura oC
52,9b
67,9a
63,0a
6,76
Fevereiro/2015
Temperatura oC
37,9b
49,4a
50,3a
10,59
Março/2015
Temperatura o C
32,2b
35,9a
35,3a
3,48
Diferença
9,3
4,2
7,2
-
11,8
7,1
8,7
11,2
3,2
2,5
1,4
-
12,5
8,2
11,2
-
10,6
20,0
12,6
-
6,3
14,2
17,0
-
5,9
4,5
3,8
-
Médias seguidas da mesma letra na vertical não diferem estatisticamente entre si a 5% de probabilidade pelo Tukey a 5%.
29
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Continuação da Tabela 1......
Tratamentos
Solo
Sem cobertura
CV (%)
28,1a
27,5a
29,6a
29,1a
5,63
Sem cobertura
CV (%)
27,8b
26,3b
28,9a
28,8ab
4,26
Sem cobertura
CV (%)
22,8a
21,9a
23,2a
22,8a
5,12
Sem cobertura
CV (%)
33,5a
24,8b
31,8a
32,4a
3,48
Sem cobertura
CV (%)
29,0a
25,4b
28,7a
28,2a
6,07
Sem cobertura
CV (%)
36,4a
35,3a
36,8a
36,6a
4,10
Sem cobertura
CV (%)
32,6a
31,0a
35,4a
34,5a
6,32
1
Cobertura
Abril/2015
Temperatura oC
36,8a
35,9a
35,8a
8,40
Maio/2015
Temperatura o C
34,1b
41,6a
40,1a
8,40
Junho/2015
Temperatura o C
29,1a
32,1a
29,8a
4,10
Agosto/2015
Temperatura oC
39,3a
39,4a
41,7a
5,83
Setembro/2015
Temperatura oC
40,2a
42,6a
43,3a
8,65
Outubro/2015
Temperatura o C
51,9a
47,6b
48,6ab
3,69
Novembro/2015
Temperatura o C
40,7a
40,8a
40,1a
7,31
Diferença
9,3
6,3
6,7
-
9,3
12,7
11,3
-
7,8
8,9
7,0
-
14,5
7,6
9,3
-
14,8
13,9
15,7
-
19,6
10,8
12,0
-
9,7
5,4
5,6
-
30
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Continuação da Tabela 1......
Tratamentos
Solo
Sem cobertura
CV (%)
1
25,8ab
22,4b
29,6a
28,2a
9,81
Cobertura
Dezembro/2015
Temperatura o C
40,3b
53,1a
51,4a
8,68
Diferença
17,9
23,5
23,2
-
Nas superfícies das coberturas a temperatura mais elevada foi evidenciada com
o plástico (67,9oC) no mês de janeiro de 2015 e a menor na casca de arroz (29,1oC) em
junho de 2015.
A Tabela 2 apresenta a média, desvio padrão e amplitude da temperatura
determinada no solo e na superfície das coberturas com casca de arroz, plástico e
bioplástico, observa-se que as temperaturas mais elevadas foram obtidas no solo com
coberturas de plástico e bioplástico e a menor foi verificado na cobertura com casca de
arroz que inclusive foi inferior ao valor determinado no solo sem cobertura.
Comparando a temperatura do solo coberto com plástico, bioplástico e casca de arroz
com a temperatura do solo sem cobertura, nota-se que no solo com plástico a diferença
foi de 4,0oC e com o bioplástico foi de 3,8oC, acima do valor verificado no solo sem
cobertura, por outro lado, o solo com a casca de arroz ficou 0,8oC a abaixo
da
temperatura do solo sem cobertura.
Tabela 2. Médias e desvio padrão dos valores das temperaturas determinadas no solo e
na superfície das coberturas com casca de arroz, plástico e bioplástico, entre
setembro de 2014 e dezembro de 2105.
Tratamentos
Sem cobertura
Solo
Cobertura
Amplitude
-------------------------Temperatura (oC) -------------------------32,1 ± 6,9
-
31,3 ± 7,3
41,5 ± 8,0
10,2
36,1 ± 8,5
46,1 ± 9,7
10,0
35,9 ± 9,3
46,0 ± 10,0
10,1
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31
Quanto a média da temperatura verificada na superfície das coberturas, nota-se
na Tabela 2 que as temperaturas mais elevadas foram observadas nas coberturas com
plástico (46,1oC) e bioplástico (46,0oC) e a menor na casca de arroz (45,1oC). Em
relação a amplitude térmica entre o solo sem e com cobertura, constata-se que as três
coberturas reduziram em cerca de 10oC a diferença de temperatura entre a superfície da
cobertura e o solo. A cobertura com casca de arroz reduziu a temperatura média do solo
em 4,8oC e 4,6oC quando comparada com os valores de temperaturas determinadas no
solo com plástico e bioplástico, respectivamente.
As temperaturas mais elevadas constatadas no solo e na superfície das cobertura
com plástico e bioplástico em relação a cobertura com casca de arroz, é atribuída a cor
preta do plástico e bioplástico, pois a cor preta favorece a absorção de grande parte da
energia irradiada pelo sol e promove a reirradiação desta para o solo (Valenzuela e
Guitierrez, 1995). Por outro lado a coloração clara da casca de arroz reflete uma parte
da radiação solar para a atmosfera e a outra é transmitida para o solo e nestas condições
o solo fica menos aquecido e com temperatura inferior ao do solo com cobertura de
plástico e bioplástico. De acordo com Costa et al (1997), isto ocorre porque a cobertura
com material vegetal proporciona um maior efeito isolante na superfície do solo e maior
perda de energia por irradiação quando comparado com filmes plásticos, além de
contribuir para o resfriamento uma vez que permite a transferência de calor latente para
o ambiente. Resultados semelhantes também foram encontrados por Andrade Júnior et
al (2005) os quais observaram que a temperatura média do solo coberto com casca de
arroz foi igual a do solo sem cobertura e menor ao do solo com plástico preto. Monteiro
Neto, et al (2014) testando diferentes tipos de coberturas de solo constataram que a
utilização de casca de arroz sobre o solo diminuiu a temperatura média em 1,2ºC,
quando comparada com a cobertura com plástico preto que propiciou a maior
temperatura.
A diferença entre as médias das temperaturas (Tabela 2) observadas no solo com
cobertura de plástico e bioplástico foi de 0,2oC mais elevada para o plástico, este mesmo
valor foi também constatado por Caravalho et al (2012) ao estudarem o desempenho das
coberturas com bioplástico e plástico na cultura do morangueiro.
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A variação no teor de umidade do solo determinada em amostras coletadas a 5
cm de profundidade do solo nos canteiros sem e com coberturas com casca de arroz,
plástico e bioplástico entre os meses de setembro de 2014 a dezembro de 2015 esta
apresentada na Tabela 3. Observa-se que os valores de umidade apresentaram diferenças
significativas entre os tratamentos sem e com coberturas, sendo os teores de umidade
mais elevados nos solos com cobertura de bioplástico (25,7%), plástico (23,8%) e casca
de arroz (22,7%), indicando que estas coberturas foram mais eficiente na retenção de
água no solo do que o solo sem cobertura (19,8%) onde foram observadas perdas mais
acentuadas de umidade no solo.
Os valores de umidade do solo observados nos canteiros com coberturas foram
mais elevados, porque as películas de polímeros de amido do bioplástico e de
polietileno do plástico apresentam baixa permeabilidade, evitando desta forma a
evaporação da água e mantendo a umidade mais elevadas nos intervalos entre as
irrigações. E na casca de arroz a água fica retida nos poros entre as cascas, liberando-a
gradativamente ao solo e deixando-o mais úmido na camada superficial (Samapaio, et
al. 1999, Oliveira e Souza, 2003; Ramakrishna et al., 2006).
Analisando ainda a Tabela 3 com a Figura 7 percebe-se que os menores valores
de umidade do solo em todos os tratamentos ocorreram entre maio e junho, justamente
os meses que apresentaram os menores índices pluviométricos.
Na Tabela 4 estão apresentados a média, o desvio padrão e a diferença nos
valores de umidade determinadas nas amostras de solo sem e com coberturas, nota-se
que as coberturas do solo com plástico e bioplástico apresentaram os maiores teores de
água no solo, seguida depois pela casca de arroz e o menor teor foi observado no solo
sem cobertura.
Os valores dos teores de água no solo das coberturas com plástico e bioplástico
foram superiores em 7,6 e 7,8% respectivamente, quando comparados com o teor de
água do solo sem cobertura. Em termos relativos os teores de água no solo com plástico
e bioplásticos foram superiores em 55 e 57% do valor de umidade determinado no solo
sem cobertura. Já em relação a cobertura com casca de arroz a umidade dos solos
cobertos com plástico e bioplástico ficaram 43,4 e 44,6% acima do teor de umidade
verificado no solo com casca de arroz.
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Tabela 3. Teor de umidade do solo em amostras coletadas na camada de 5 cm de profundidade dos canteiros sem cobertura, com cobertura com
casca de arroz, cobertura com plástico e cobertura com bioplástico durante o período de setembro de 2014 a dezembro de 2015.
Tratamentos
_________2014__________
S
O
N
D
Períodos (ano/meses)
______________________________2015__________________________________
J
F
M
A
M
J
A
S
O
N
D
--------------------------------------------------------Umidade do Solo (%) --------------------------------------------------------Sem cobertura
10,2c1 10,3c
10,9b
13,5c 15,9c
16,8b 19,8a 17,2b
13,1b 12,7b
14,1b
17,6b 19,1b
17,3b 19,9a 21,3a 14,5a
13,4b 18,9a
22,6a
23,7a
22,5a 23,2a
22,8a 21,5a 23,8a 15,5a
16,3a
22,4a
9,1b
9,7c
11,2b 17,1b 13,6b 13,7b
20,9a
17,6b
22,7a 16,5b 20,1ab
19,7a 19,3ab 22,6a 24,1a
21,5a
22,5a 22,7a 23,5a 23,8a 21,6ab 25,7a 20,1a 24,9a 14,3a 14,9ab 20,7a 20,6a 23,3a 23,8a 22,8a
______________________________________________________________________________________________________________________________
CV (%)
1
3,60
4,40
4,50
10,75
7,9
8,06
11,03
Médias seguidas da mesma letra na vertical não diferem estatisticamente entre si a 5% de probabilidade pelo teste de Tukey
9,10
9,30
7,97
21,8
6,28
7,32
11,57
10,07
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Tabela 4. Médias e desvio padrão dos valores da umidade determinadas no solo dos
canteiros sem e com coberturas com casca de arroz, plástico e bioplástico,
entre setembro de 2014 e dezembro de 2105.
Tratamentos
Solo
Diferença
---------------------------- Umidade (%) -------------------
Sem cobertura
13,7 ± 3,2
-
17,5 ± 3,3
3,8
21,3 ± 2,7
7,6
21,5 ± 3,2
7,8
4.3. Caracterização química do solo
4.3.1. Formas nitrogenadas no solo
Os resultados das quantidades de NH4+ determinadas em amostras de solo
coletadas a 5cm de profundidade nos canteiros sem e com coberturas apresentaram
diferenças significativas entre os tratamentos (Tabela 5). Dê uma maneira geral os
valores mais elevados de NH4+ foram determinados nos solos revestidos com plástico e
bioplástico e os menores no solo sem cobertura e com casca de arroz. Os teores de NH4+
ao longo do tempo nos canteiros com plástico variaram entre 9,2 e 27,2 mg.kg-1 de solo,
com bioplástico entre 9,1 e 24,5 mg.kg-1 de solo, com casca de arroz entre 6,8 e 15,8
mg.kg-1 de solo e no solo sem cobertura entre 6,3 e 20 mg.kg-1 de solo.
Os teores de NO2- + NO3- determinados nas amostras de solo coletadas a 5cm de
profundidade nos canteiros sem e com coberturas entre setembro de 2014 e dezembro
de 2015 estão apresentados na Tabela 6. Verifica-se que os teores de NO2- + NO3variaram significativamente com as coberturas de plástico e bioplástico, quando
comparados com os teores determiandos no solo sem e com cobertura de casca de arroz.
Os valores de NO2- + NO3- no solo com plástico oscilaram de 3,8 e 16,4 mg.kg-1 de
solo, com bioplástico a variação foi de 3,1 e 19,0 mg.kg-1 de solo, com a casca de arroz
foi de 1,2 e 7,4 mg.kg-1 de solo e no solo sem cobertura foi de 2,5 e 9,8 mg.kg-1 de solo.
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Tabela 5. Nitrogênio mineral amônio (NH4+) do solo em amostras coletadas na camada de 5cm de profundidade dos canteiros sem e com
cobertura de casca de arroz, plástico e bioplástico durante o período de setembro de 2014 a dezembro de 2015.
Tratamentos
__________2014__________
S
O
N
D
________________________________2015________________________________
J
F
M
A
M
J
A
S
O
N
D
----------------------------------------------------------NH4+ (mg.kg-1) ---------------------------------------------------------------Sem cobertura
14,4a1 10,6a
9,3a 20,0ab 19,8ab 18,8ab 12,2b 14,2b 11,1b
15,5b 17,9b 12,1b
13,2b
12,6b
12,9b 10,4c 10,7b 11,1b 10,6c
10,6c
21,3a
22,5a
6,8b
8,5b
7,2b
15,8b 14,7b
13,2b 10,1b 13,1b
9,6b
15,3a
10,6a
9,2a
27,2a 26,1a
24,9a 22,6a 23,2a 21,8a
21,7a
21,6a
6,3b
21,7a 21,4a
16,1a 10,4a 9,1a 21,7a 22,8a 22,2a 24,5a 24,4a 24,3a 22,7a 23,7a 23,8a 23,1a 21,5a 22,6a
______________________________________________________________________________________________________________________________
CV (%)
1
10,30 13,30
9,30
23,71 23,31
22,88 11,12 15,50 12,20
9,65
10,58
9,03
16,80
6,63
5,28
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Tabela 6. Nitrogênio mineral nitrito (NO2-) + nitrato (NO3-) do solo em amostras coletadas na camada de 5cm de profundidade dos canteiros
sem e com cobertura de casca de arroz, plástico e bioplástico durante o período de setembro de 2014 a dezembro de 2015.
Tratamentos
__________2014__________
S
O
N
D
_______________________________2015________________________________
J
F
M
A
M
J
A
S
O
N
D
--------------------------------------------------- NO2- + NO3- (mg.kg-1) ------------------------------------------------------------Sem cobertura
2,9ab1 2,5ab
9,3a
8,4ab 7,8ab
7,2ab
6,4b
8,5b
7,4b
9,6b
6,9c
8,3c
9,8bc
8,3b
8,8b
6,3b
4,3b
7,4b
5,2c
6,3d
5,3c
6,2b
6,5b
13,7a 13,8b 13,7b 16,4ab 13,8a
12,2a
1,6b
1,2b
7,1b
5,7b
4,4ab
4,9b
6,1b
3,8a
2,7a
9,2a
10,5a
9,5a
9,7a
13,1a 14,5a 15,2a
4,4a
3,1a
9,1a 11,9a 11,7a 11,3a 16,1a 13,8a 19,0a 14,4a 18,7a 16,7a 19,0a 14,9a 12,4a
______________________________________________________________________________________________________________________________
CV (%)
1
32,80 29,30
19,20
33,73 35,89
31,75 24,28
9,58
19,03
15,19 12,55
8,21
31,35 26,22
15,68
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Na Tabela 7 estão apresentados a média de NH4+ e NO2- + NO3- determinada no
período de setembro de 2014 a dezembro de 2015, verifica-se que os menores teores de
nitrogênio mineral foi quantificado no solo do canteiro com cobertura de casca de arroz
e os teores mais elevados foram no solo coberto com plástico e bioplástico. Esses
resultados sugerem que as frações minerais de NH4+ e NO2- + NO3- foram imobilizadas
pelos microrganismos do solo em função da elevada relação C/N da casca de arroz, por
outro lado, os elevados teores destas frações no solo com plástico e bioplástico deve-se
ao fato de que estas coberturas reduzem a volatilização da amônia e a lixiviação de
nitrito e nitrato, fazendo com que estes compostos nitrogenados se concentrem mais no
solo. E também as elevadas temperaturas e umidade do solo proporcionadas por estas
coberturas favorece a atividade microbiana na mineralização do nitrogênio orgânico do
solo e na nitrificação dos adubos nitrogenados(Sampaio et al. 1999; Queiroga, et al.
2002).
Tabela 7. Médias e desvio padrão dos teores de NH4+ e NO2- + NO3- determinados no
solo dos canteiros sem e com coberturas com casca de arroz, plástico e
bioplástico, entre setembro de 2014 e dezembro de 2105.
Tratamentos
NH4+
NO2- + NO3------------------------- (mg.kg-1 de solo) ------------------Sem cobertura
13,8 ± 3,8
7,4 ± 2,1
11,0 ± 2,5
5,2 ± 1,8
20,7 ± 5,1
11,4 ± 3,9
20,8 ± 4,9
13,1 ± 4,8
4.3.2. Condutividade elétrica do solo
Os valores da condutividade elétrica do solo em amostras coletadas nos canteiros
sem e com cobertura entre setembro de 2014 a dezembro de 2015, foram de uma
maneira geral alterados pelo tipo de cobertura utilizado no solo (Tabela 8).
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Tabela 8. Condutividade elétrica do solo em amostras coletadas na camada de 5cm de profundidade dos canteiros sem cobertura e com cobertura
de casca de arroz, plástico e bioplástico durante o período de setembro de 2014 a dezembro de 2015.
Tratamentos
_____________2014_____________
S
O
N
D
___________________________________________2015_________________________________________
J
F
M
A
M
J
A
S
O
N
D
------------------------------------------------------------------------ Condutividade elétrica (µS.cm-1) -----------------------------------------------------------------Sem cobertura
195,2a1
210,8a
206,4b
227,4b
224,8b
250,4b
130,0b
129,1b
284,4b 180,8c 206,2b
199,4b
181,9c
154,8b
154,4b
196,2a
201,4a
200,8b
244,0b
256,2b
249,2b
138,1b
132,2b
134,8c
198,8c
205,6b
195,4b
174,1c
165,4b
147,4b
214,0a
221,4a
241,0a
368,6a
431,4a
428,6a
241,8a
274,4a
356,4a
290,6a
323,5a
308,6a
275,2a
282,4a
262,1a
200,6a 204,0a
209,2b 285,4b 286,2b
378,2a
234,2a
244,8a 331,6a 269,8b 301,8a
283,3a
238,8a 259,1a 246,7a
_____________________________________________________________________________________________________________________________ _______________________
CV (%)
1
5,04
6,86
5,22
11,13
19,80
19,82
4,72
9,96
7,98
4,38
6,22
6,69
7,35
6,08
4,43
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Percebe-se que os valores da condutividade elétrica foram influenciados pela cobertura
com plástico somente aos 60 dias (novembro de 2014) após o início do experimento a
campo, neste período a condutividade elétrica variou entre 200,8 µS.cm-1 para com
casca de arroz, 206,4 µS.cm-1 para o solo sem cobertura, 209,2 µS.cm-1 para o solo com
bioplástico e 241,0 µS.cm-1 para o solo com plástico. Analisando-se os períodos,
verifica-se que os valores de condutividade elétrica no solo foram mais elevados com a
cobertura plástica, seguida depois pela cobertura com bioplástico, sem cobertura e casca
de arroz. Também é possível observar que a condutividade elétrica do solo com casca
de arroz se mantêm com valores similares ao do solo sem cobertura durante a realização
do experimento. Os valores médios da condutividade elétrica do determinadas no solo
sem cobertura e com cobertura de casca de arroz, plástico e bioplástico estão
apresentados na Tabela 9. Observa-se que com cobertura de plástico a condutividade
elétrica aumentou em 55,5% e a de bioplástico em 35,3%, quando comparadas com o
valor da condutividade elétrica do solo sem cobertura.Os valores da condutividade
elétrica do solo em todos os tratamentos, provavelmente foram influenciados pelos
nutrientes Ca+2, K+ e Mg+2 que apresentaram teores considerados como alto para solo
(Valarini et al., 2007). Já o acúmulo desses nutrientes foram mais expressivos no solo
dos canteiros revestidos com as coberturas de plástico e bioplástico, pois nesta condição
a temperatura da superfície do solo fica mais elevada fazendo com que a água transporte
por capilaridade os nutrientes das camadas mais profundas para a superfície do solo
(Silva et al., 1997, Paiva, et al., 2004).
Tabela 9. Médias e desvio padrão dos valores da condutividade elétrica determinadas
no solo dos canteiros sem e com coberturas com casca de arroz, plástico e
bioplástico, entre setembro de 2014 e dezembro de 2105.
Tratamentos
Solo
Diferença
----------- Condutividade elétrica (µS.cm-1) -------------
Sem cobertura
195,7 ± 42,8
-
189,3 ± 40,7
-6,4
304,3 ± 68,5
108,6
264,9 ± 48,7
69,2
40
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4.3.3. Fertilidade do solo
Os resultados da composição química do solo estão apresentados na Tabela 10,
verifica-se que não houve diferença significativa entre os atributos químicos com os
tratamentos sem e com os diferentes tipos de cobertura utilizados no solo.
Tabela 10. Composição química do solo coletado a 20 cm profundidade nos canteiros sem cobertura e
com Cobertura com casca de arroz, plástico e bioplástico em novembro de 2014.
Tratamentos
Agosto / 2014
pH
MO
-3
SC
(CaCl2)
6,2a1
(g dm )
21,4a
CA
6,3a
22,8a
CP
6,2a
23,4a
P
K
Ca
-3
(mg dm )
24b
Mg
SB
H+Al
CTC
V
-3
1,9a
35,8a
(mmolc dm )
16,6a
54,7a
14,6a
68,7a
%
78,8a
24,8b
2,1a
38,0a
17,6a
57,7a
14,6a
72,3a
79,6a
36,6a
1,9a
41,8a
19,2a
63,0a
13,8a
76,7a
81,8a
CB
6,3a
22a
36,6a
2,0a
51,6a
22,2a
75,6a
13,8a
89,5a 83,2a
_____________________________________________________________________________________________________
1,39
11,52
20,09
23,81
26,31
16,85
23,25
9,16
18,52 4,51
CV (%)
Novembro / 2014
Tratamentos
pH
MO
-3
SC
(CaCl2)
6,0a
(g dm )
26,2a
CA
6,1a
26,8a
CP
6,0a
24,4a
P
K
Ca
-3
(mg dm )
29,4a
Mg
SB
H+Al
CTC
V
-3
2,46a
38,2a
(mmolc dm )
17,4a
58,0a
16,80a
74,8a
%
77,2a
29,6a
2,6a
38,2a
18,4a
59,2a
15,2a
74,4a
79,2a
23,6a
2,3a
32,0a
16,4a
50,6a
16,8a
67,4a
75,2a
CB
6,0a
25,4a
25,8a
2,0a
40,0a
19,4a
61,4a
16,6a
78,0a 78,2
_____________________________________________________________________________________________________
CV (%)
2,15
15,07
44,27
28,28
19,44
18,14
7,76
18,26
13,22 5,26
Fevereiro / 2015
Tratamentos
pH
MO
-3
SC
(CaCl2)
5,9a
(g dm )
23,0a
CA
6,1a
23,2a
CP
6,0a
23,4a
P
K
Ca
-3
(mg dm )
60,6a
Mg
SB
H+Al
CTC
V
-3
2,84a
36,2a
(mmolc dm )
13,4a
52,42a
18,4a
70,8a
(%)
73,8a
59,6a
2,52a
36,6a
14,2a
53,32a
17,6a
70,9a
75a
63,4a
2,44a
37,6a
12,6a
52,64a
18,2a
70,8a
74,4a
CB
6,0ab
22,8a
62,6a
2,3a
36,2a
12,2a
51,47a
50,7a
68,1a 74,4a
_____________________________________________________________________________________________________
CV (%)
1,10
9,84
16,85
16,32
5,66
17,79
4,30
4,08
3,07
1,75
Dezembro / 2015
Tratamentos
pH
MO
P
(g dm-3)
19,2a
(mg dm-3)
54,4a
SC
(CaCl2)
5,8a
CA
5,7a
20,2a
CP
5,9a
22,0a
K
Ca
Mg
SB
H+Al
CTC
V
18,0a
63,2a
(%)
71,4a
3,02ab
31,8a
(mmolc dm-3)
10,4a
45,20a
58,6a
3,70a
31,6a
10,8a
46,1a
19,2a
65,3c
70,6a
71,4a
2,70a
35,6a
11,4a
49,8a
18,0a
67,7a
73,2a
CB
5,7a
21,2a
66,8a
2,80b
35,0a
11,0a
48,8a
20,2a
69,1a 70,6a
______________________________________________________________________________________________________
CV (%)
3,47
9,23
46,55
14,01
12,54
9,87
12,28
10,40
8,45
4,22
SC = sem cobertura; CA = Cobertura com casca de arroz; CP = Cobertura com polietileno e CB = Cobertura com bioplástico
1
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41
4.4. Intensidade e severidade das doenças, pragas e plantas invasoras
4.4.1. Identificação das doenças
A Figura 8 apresenta o número de plantas de alface com sintomas de doenças,
percebe-se que o número de plantas doentes foi predominante no canteiro com cobertura
de casca de arroz e o menor número foi verificado no cultivo de alface sem cobertura. Já
no cultivo com cobertura de plástico e bioplástico a quantidade de plantas doentes não
apresentaram diferenças significativas entre a cobertura com casca de arroz e sem
cobertura.
Nas plantas doentes o sintoma predominante foi de Septoriose (Septoria
lactucae pass) e a ocorrência foi mais acentuada nos canteiros revestidos com cobertura
de casca de arroz, plástico e bioplástico e em menor foi constatado no canteiro sem
cobertura. Este comportamento pode estar relacionado ao fato de que nos canteiros com
cobertura a umidade e a temperatura foram mais elevadas e estas condições ambientais
favorecem o desenvolvimento do fitopatogêno. Também foi constatado a ocorrência de
folhas de alface com sintomas de Vira-cabeça (Topovirus) em um menor número de
plantas em todos os tratamentos.
O número de plantas doentes na cultura do tomate cultivado em canteiros sem
cobertura e com cobertura está apresentado na Figura 8, observa-se que não houve
diferença significativa entre os cultivos sem e com coberturas no solo. Das culturas
utilizadas no experimento o tomate foi a que apresentou o maior número de plantas
doentes por tratamento, constatou-se que o número de plantas doentes no solo sem
cobertura foi de 11,4 e no solo com coberturas foi de 10,6 para a casca de arroz, 10,2
com o plástico e 10,8 com bioplástico.
Nos isolados realizados nas plantas com sintomas de doenças durante o cultivo
do tomate, foi observado o predomínio das doenças bacterianas como a Manchabacteriana (Xanthomonas campestris pv. vesicatoria) e a Murcha-bacteriana
(Pseudomonas solanacearum).
Na cultura do melão foi verificado que o número de plantas doentes foi mais
elevado no canteiro com cobertura de plástico e o menor no cultivo sem cobertura e
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42
com cobertura de casca de arroz e no canteiro com bioplástico um valor intermediário
entre o verificado na cobertura com plástico casca de arroz (Figura 9).
Os números de fitopagenos isolados das folhas de plantas doentes de melão que
mais predominaram foram o Glomerellacingulata sp. agente causal da doença
Antacnose e o Podosphaerascanthii sp. agente causal da doença Oídio.
Na cultura da abobrinha o número mais elevado de plantas doentes com
sintomas foliares foi determinados nos canteiros sem cobertura e o menor valor no
cultivo com bioplástico (Figura 9). Nos isolados realizados nos sintomas das folhas
doentes foram identificados a predominância de Pseudoperonospora sp. agente causal
do míldio e de Oídium sp agente casual do oídio.
Nas culturas do pimentão e melancia não houve diferenças significativas no
número de plantas doentes entre os tratamentos (Figura 10). Nota-se apenas que o
número de plantas doentes foram mais elevados no tratamento sem cobertura.
Nos isolados foliares de pimentão foi observado uma predominância de
Ralstonia solanacearum agente causal da Murcha bacteriana e na melancia o
fitopatogeno predominante foi o Oidium sp causador da doença Oídio.
A presença de fitopatogenos nas culturas do alface, melão, abobrinha, pimentão
e melancia não apresentaram riscos de danos econômicos durante o desenvolvimento
das culturas, apenas no cultivo do tomate o controle dos fitopatogeno não foi eficiente e
a infestação comprometeu o desenvolvimento das plantas e a produção do frutos.
O controle das doenças foi realizado de forma preventiva com a aplicação
mensal e quinzenal de fungicidas a base de oxicloreto de cobre e sulfato de cobre e
também o controle manual com a eliminação de partes das plantas que apresentavam os
sintomas das doenças.
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43
Figura 8. Números de plantas doentes de alface (A) e tomate (B) cultivadas no solo sem
cobertura (SC) e com cobertura com casca de arroz (CA), cobertura com plástico
(CP) e cobertura com bioplástico (CB) (Médias seguidas da mesma letra nas colunas não diferem
estatisticamente entre si a 5% de probabilidade pelo teste de Tukey).
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44
Figura 9. Números de plantas doentes de melão (C) e abobrinha (D) cultivadas no solo sem
(CP) e cobertura com bioplástico (CB) (Médias seguidas da mesma letra nas colunas não diferem
estatisticamente entre si a 5% de probabilidade pelo teste de Tukey).
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45
Figura 10. Números de plantas doentes de pimentão (E) e melancia (F) cultivadas no solo sem
(CP) e cobertura com bioplástico (CB) (Médias seguidas da mesma letra nas colunas não
diferem estatisticamente entre si a 5% de probabilidade pelo teste de Tukey).
46
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4.4.2. Identificação das pragas
A presença de pragas durante o desenvolvimento das culturas foi de baixa
intensidade em todos os tratamentos e o número de pragas não foi suficiente para
ocasionar danos econômicos nas culturas.
Na Tabela 11 estão apresentados as pragas predominantes que foram observados
em cada culturas entre o plantio e a colheita.
Tabela 11. Principais pragas observadas durante o desenvolvimento das culturas
agrícolas cultivadas em canteiros sem e com cobertura de solo
Culturas
Pragas
Alface
Lagarta minadora (Liriomyza huidobensis)
Tomate
Tripés (Frankliniella sp) e Burrinho (Epicauta atomaria)
Melão
Brocas-das-cucurbitáceas (Diapharia nitidalis)
Abobrinha
Lagarta rosca (Agrotis ipsilon) e Vaquinha (Diabrotica speciosa)
Pimentão
Pulgão (Myzus persicae)
Melancia
Pulgão (Aphis gossypii)
O controle das pragas foi realizado de forma preventiva com aplicação mensal
e/ou quinzenal de inseticida a base de piretroides e calda de fumo e também de forma
manual com a coleta dos insetos e eliminação da parte afetada contendo os insetos.
4.4.3. Identificação de plantas invasoras
Os números de plantas invasoras determinados no solo sem cobertura e com
coberturas, cultivados com alface, tomate, melão, abobrinha, pimentão e melancia,
foram de uma maneira geral controlados significativamente pelo tipo de cobertura
utilizado no cultivo das culturas (Figuras 11A, 12A, 13A, 14A, 15A e 16A). Percebe-se
que o controle das plantas invasoras foi eficiente no solo com coberturas de plástico e
bioplástico, quando comparados com o solo sem cobertura e com casca de arroz.
Comparando-se os números de plantas invasoras determinados no solo sem
cobertura e coberturas de plástico e bioplástico durante os ciclos das culturas, nota-se
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47
que o plástico e bioplástico reduziram a infestação das plantas invasoras em 86% no
alface, 66,6% no tomate, 77% no melão, 86,3% na abobrinha, 75,4% no pimentão e
83,7% na melancia.
Ao analisar a eficiência do controle da cobertura do solo com plástico e
bioplástico com a cobertura com a casca de arroz, verifica-se que o plástico e
bioplástico reduziram a infestação das plantas invasoras em cerca de 75% no alface,
51,5% no tomate, 57,4% no melão, 80,1% na abobrinha, 63,6% no pimentão e 66,6% na
melancia.
As plantas invasoras foram separadas em monocotiledôneas e dicotiledôneas e
foi constatado um predomínio das monocotiledôneas em relação as dicotiledôneas em
todos os tratamentos (Figuras 11BC, 12BC, 13BC, 14BC, 15BC e 16BC). Pode-se
verificar que as coberturas de plástico e bioplástico controlaram em 100% a infestação
de dicotiledôneas em todos os cultivos e também foram os mais eficientes no controle
das monocotiledôneas quando comparados com o solo sem cobertura e com cobertura
de casca de arroz. As espécie de dicotiledôneas foram suprimidas pelas coberturas de
plástico e bioplástico e elas somente foram detectadas nas aberturas existentes nas
coberturas para plantar as mudas. As espécies predominantes entre as monocotiledôneas
foram o capim pé-de-galinha (Eleusine indica L) e a tiririca (Cyperus rotindus L),
porém nas coberturas com plástico e bioplástico quem prevaleceu foi a tiririca (Cyperus
rotindus L) que devido a morfologia e posição das folhas conseguiram perfurar a
cobertura de plástico e bioplástico.
Analisando as Figuras 11B, 12B, 13B, 14B, 15B e 16B observa-se que em
relação ao solo sem cobertura o plástico e bioplástico reduziram a infestação das
monocotiledôneas em 76,5% no alface, 46,6% no tomate, 60% no melão, 78,9% na
abobrinha, 63,8% no pimentão, 77,4% melancia. E quando comparado com a cobertura
de casca de arroz o controle foi de 60% no alface, 32,6% no tomate, 44,4% no melão,
70,7 na abobrinha, 40,7% no pimentão e 53,3% na melancia.
Durante o desenvolvimento das culturas foi constatado que a tiririca (Cyperus
rotindus L) e o capim pé-de-galinha (Eleusine indica L) foram as espécies
predominantes entre as monocotiledôneas e entre as dicotiledôneas as espécies que
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48
prevaleceram foram o caruru (Amaranthus hybridis L), beldoegra (Portulaca olereacea
L) e capim carrapicho (Cenchurs echinatus L).
De uma maneira geral ficou constatado que as coberturas dos canteiros com
plástisco e bioplástico foram eficientes no controle das plantas invasoras, isto ficou
evidente porque estes filmes impedem a incidência da radiação solar que é necessária
para a germinação das sementes e desenvolvimentos das plântulas de plantas invasoras
(McGraw e Mostes, 2007; Minuto et al., 2008).
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Figura 11. Números de plantas invasoras (A), monocotiledôneas (B) e dicotiledôneas nos
canteiros de alface cultivada no solo sem cobertura (SC) e com coberturas de casca
de arroz (CA), plástico (CP) e bioplástico (CB). (Médias seguidas da mesma letra nas colunas não
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Figura 12. Números de plantas invasoras (A), monocotiledôneas (B) e dicotiledôneas (C) nos
canteiros de tomate cultivada no solo sem cobertura (SC) e com cobertura de casca
de arroz (CM), plástico (CP) e bioplástico (CB) (Médias seguidas da mesma letra nas colunas não
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51
canteiros de melão cultivada no solo sem cobertura (SC) e com cobertura de casca de
arroz (CA), plástico (CP) e bioplástico (CB) (Médias seguidas da mesma letra nas colunas não
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52
canteiros de abobrinha cultivada no solo sem cobertura (SC) e com cobertura de
casca de arroz (CA), plástico (CP) e bioplástico (CB) (Médias seguidas da mesma letra nas
colunas não diferem estatisticamente entre si a 5% de probabilidade pelo teste de Tukey).
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53
canteiros de pimentão cultivada no solo sem cobertura (SC) e com cobertura de
casca de arroz (CA), plástico (CP) e bioplástico (CB) (Médias seguidas da mesma letra
nas colunas não diferem estatisticamente entre si a 5% de probabilidade pelo teste de Tukey) .
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54
canteiros de melancia cultivada no solo sem cobertura (SC) e com cobertura de casca
de arroz (CA), plástico (CP) e bioplástico (CB) (Médias seguidas da mesma letra nas colunas não
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55
4.5. Produção das culturas
4.5.1. Alface
A Figura 17 apresenta os resultados da produção de alface cultivada nos
canteiros sem cobertura e com cobertura de casca de arroz, plástico e bioplástico, pelos
resultados observa-se que houve diferença significativa do rendimento entre a cobertura
com bioplástico e o solo sem cobertura. A produção de alface no cultivo com
bioplástico foi 64,3 % superior a produção obtida no solo sem cobertura e quando
comparada com as produções verificadas com as coberturas, constata-se que ela foi
14,8% mais elevada do que a casca de arroz e 29,3% acima da obtida com o plástico.
Figura 17. Produção de matéria seca (g.planta-1) de alface cultivada sem cobertura
(SC), com cobertura de casca de arroz (CA), plástico (CP) e bioplásticos
(CB). (Médias seguidas da mesma letra não diferem estatisticamente entre si a 5% de probabilidade pelo teste
de Tukey)
4.5.2. Tomate
A produção do tomate não foi determinado porque a incidência e a severidade
das doenças provocaram danos as plantas em todos os tratamentos.
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56
4.5.3. Melão
O número de frutos determinado em plantas de melão colhido nos canteiros sem
e com cobertura do solo, esta apresentado na Figura 18. Nos canteiros com cobertura
com plástico e bioplástico, o número de frutos foi mais elevado quando comparado com
os canteiros com cobertura de casca de arroz e sem cobertura.
Nos canteiros com cobertura de plástico e bioplásstico foi observado, que o
número de frutos foi cerca de 9,5% superior ao valor determinado nos canteiros com
cobertura de casca de arroz e nos canteiros sem cobertura o incremento no número de
frutos foi superior em 76,9%.
Figura 18. Número total de fruto (fruto.planta-1) de melão cultivado sem cobertura
(CB). (Médias seguidas da mesma letra não diferem estatisticamente entre si a 5% de probabilidade pelo teste
de Tukey).
A avaliação do comprimento dos frutos de melão colhidos nos canteiros sem e
com cobertura, esta apresentada na Figura 19. Observa-se que os frutos com
comprimentos mais elevados foram colhidos nos canteiros com coberturas de plástico e
bioplástico e os menores nos canteiros sem cobertura. O comprimento dos frutos
obtidos nos cultivos com cobertura de plástico e bioplástico foi na média cerca de 23,3
cm e nos canteiros sem cobertura o comprimento foi de 18 cm. Estes resultados indicam
que os frutos produzidos com cobertura de plástico e bioplástico apresentaram um
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57
comprimento superior de 29,4% em relação aos frutos colhidos no solo sem cobertura.
Já em relação aos frutos colhidos nos canteiros com casca de arroz a diferença no
comprimento foi de 10,8%.
Na Figura 20 estão apresentados a massa dos frutos por plantas de melão
colhidos nos canteiros sem e com coberturas do solo, verifica-se que não houve
diferenças significativas na massa dos frutos entre os tipos de coberturas utilizados no
solo, mais a massa dos frutos obtidas com as coberturas variam significativamente em
relação aos resultados verificados nos canteiros sem coberturas. Comparando os
resultados da massa dos frutos dos canteiros sem e com coberturas, observa-se que a
cobertura com bioplástico elevou a produção da massa em cerca de 89,4%, o plástico
em 63,1% e a casca de arroz em 55,2%.
Figura 19. Comprimento do fruto (cm) de melão cultivado sem cobertura (SC), com
cobertura de casca de arroz (CA), plástico (CP) e bioplásticos (CB). (Médias
seguidas da mesma letra não diferem estatisticamente entre si a 5% de probabilidade pelo teste de Tukey).
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58
Figura 20. Massa do fruto (kg.planta-1) de melão cultivado sem cobertura (SC), com
seguidas da mesma letra não diferem estatisticamente entre si a 5% de probabilidade pelo teste de Tukey)
4.5.4. Abobrinha
Para todos os componentes de produção (número total de fruto por planta,
comprimento de fruto e massa do fruto), não se verificou efeito significativo entre os
tipos de coberturas utilizadas no solo, porém houve diferença significativa das
coberturas em relação ao solo sem cobertura. (Figuras 21, 22 e 23).
O número de fruto de abobrinha colhidos nos canteiros sem e com coberturas
oscilaram de 6,4 fruto.plantas-1 para o solo sem cobertura, para 11,2 fruto.planta-1 no
solo com cobertura de bioplástico (Figura 21). Esses resultados demonstram que a
cobertura com bioplástico promoveu um incremento no número de fruto superior em
75% ao verificado no solo sem cobertura. Já as coberturas com casca de arroz e plástico
proporcionaram em média um aumento de 56,2% em relação ao número de fruto
determinado no solo sem cobertura.
O comprimento dos frutos cultivados nos canteiros sem e com coberturas do
solo, foram de uma maneira geral influenciado mais pela cobertura do que pelo tipo de
cobertura do solo (Figura 22). Nota-se que o menor comprimento do fruto foi
determinado nos frutos colhidos nos canteiros sem cobertura e os maiores nos canteiros
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59
com cobertura de solo. Na média os frutos colhidos nos canteiros com cobertura
apresentaram um comprimento superior em 109,2% quando comparado com os frutos
dos canteiros sem cobertura.
Figura 21. Número total de fruto (fruto.planta-1) de abobrinha cultivado sem cobertura (SC),
com cobertura de casca de arroz (CA), plástico (CP) e bioplásticos (CB). (Médias
Figura 22. Comprimento do fruto (cm) de abobrinha cultivado sem cobertura (SC), com
cobertura de casca de arroz (CA), plástico (CP) e bioplásticos (CB). (Médias seguidas
da mesma letra não diferem estatisticamente entre si a 5% de probabilidade pelo teste de Tukey).
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60
Quanto a variável massa do fruto foi constatado que os frutos colhidos nos
canteiros com coberturas apresentaram os maiores valores de massa quando comparados
com a massa dos frutos produzidos nos canteiros sem cobertura (Figura 23).
A produção de massa verificada nos canteiros com plástico e bioplástico foi
76,9% e com casca de arroz foi 46,1% superior ao valor constado nos canteiros sem
cobertura.
Figura 23. Massa do fruto (kg.planta-1) de abobrinha cultivado sem cobertura (SC),
com cobertura de casca de arroz (CA), plástico (CP) e bioplásticos (CB).
Médias seguidas da mesma letra não diferem estatisticamente entre si a 5% de probabilidade pelo teste de Tukey
4.5.5. Pimentão
O número de fruto de pimentão colhido nos canteiros sem e com coberturas no
solo mostra que houve diferença significativa no número de frutos por planta,
dependendo das coberturas utilizada no solo (Figura 24). As coberturas de solo de uma
maneira geral influenciaram positivamente o número de frutos por planta, quando
comparado com o número de fruto do canteiro sem cobertura. Entre as coberturas o
bioplástico foi o que proporcionou o maior número de frutos por planta, seguido depois
pelo plástico e casca de arroz. O número de frutos com o bioplástico foi superior em
140% ao número obtido no cultivo sem cobertura, 29,7% ao número na casca de arroz e
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6,0% ao número no plástico. Já com a cobertura de plástico o número de frutos superou
em 126% o solo sem cobertura e em 41,3 % a casca de arroz, a casca de arroz foi
superior em 84,7% ao numero determinado no solo sem cobertura. A superioridade das
coberturas no número de frutos por planta em relação ao solo sem cobertura, demonstra
a influência positiva das coberturas de propiciar condições favoráveis ao
desenvolvimento da cultura.
Figura 24. Número total de fruto (fruto.planta-1) de pimentão cultivado sem cobertura
(CB). Médias seguidas da mesma letra não diferem estatisticamente entre si a 5% de probabilidade pelo teste
de Tukey
O comprimento dos frutos de pimentão foi influenciado significativamente pelas
coberturas quando comparado com o solo sem cobertura (Figura 25). A maior média foi
observada no tratamento com bioplástico, embora não tenha diferido significativamente
das coberturas com plástico e casca de arroz. Os valores do comprimento dos frutos
oscilaram de 9,7cm no canteiro sem cobertura para 12,2cm para a cobertura com
bioplástico, isto corresponde a aumento de 25,7% no comprimento dos frutos de
pimentão.
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Figura 25. Comprimento do fruto (cm) de pimentão cultivado sem cobertura (SC), com
cobertura de casca de arroz (CA), plástico (CP) e bioplásticos (CB). Médias
seguidas da mesma letra não diferem estatisticamente entre si a 5% de probabilidade pelo teste de Tukey
A massa dos frutos foi afetado significativamente pelos tratamentos onde se
verificou certa superioridade das coberturas de bioplástico, plástico e casca de arroz em
relação ao solo sem cobertura (Figura 26). A produção de massa dos frutos nas
coberturas com bioplástico e plástico foi 163,1% superior a massa determinada no solo
sem cobertura e 47% na casca de arroz. Este resultado pode ser explicado pelo maior
número de frutos por planta e maior massa dos frutos observados nas coberturas com
bioplástico e plástico, pois alguns autores também observaram esta relação entre o
número de frutos e o aumento na produção de pimentão (Queiroga et al. 2002),
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Figura 26. Massa do fruto (kg.planta-1) de pimentão cultivado sem cobertura (SC), com
4.5.6. Melancia
Para o número de frutos por plantas foi observado que não houve diferença
significativa entre os tipos de coberturas, porém verificou-se que as coberturas variaram
significativamente em relação ao solo sem cobertura (Figura 27).
O número de frutos dos tratamentos com filmes de plástico e bioplástico e com
casca de arroz foram superiores ao tratamento solo descoberto. Para os filmes plástico e
bioplástico este aumento foi de 77,7% e para a casca de arroz foi de 55,5% em
comparação com o canteiro sem cobertura de solo. Em relação a variável comprimento
do fruto observou-se melhor resultado com os filmes plástico e bioplástico, os quais não
diferiram significativamente (Figura 28). Esses tratamentos apresentam os maiores
comprimento dos frutos enquanto o tratamento com casca de arroz e sem cobertura
apresentaram resultados semelhantes para esta variável.
Analisando os valores médios obtidos com a utilização dos filmes plástico e
bioplástico em relação ao solo sem cobertura, verificou-se um aumento de 31,98% no
comprimento dos frutos.
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64
Figura 27. Número total de fruto (fruto.planta-1) de melancia cultivado sem cobertura
(CB). Médias seguidas da mesma letra não diferem estatisticamente entre si a 5% de probabilidade pelo teste
de Tukey
Figura 28. Comprimento do fruto (cm) de melancia cultivado sem cobertura (SC), com
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65
Para a massa média dos frutos verificou-se que as coberturas com filme de
plástico e bioplástico sobressaíram-se em relação a cobertura com casca de arroz e ao
solo descoberto, porém foram semelhantes entre si (Figura 29). Para os filmes de
plástico e bioplástico o incremento na massa dos frutos foi 16,00% quando comparado
com a casca de arroz e 20,23% em relação ao solo sem cobertura.
Figura 29. Massa do fruto (kg.planta-1) de melancia cultivado sem cobertura (SC), com
Os tratamentos com coberturas de bioplástico, plástico e casca de arroz
apresentaram valores de produção das culturas agrícolas superiores ao determinado no
canteiro sem cobertura. Esses resultados sugerem que as cobertura aplicadas à superfície
do solo, seja de origem vegetal ou com filmes de plásticos e bioplásticos favoreceram o
desenvolvimento das culturas. Isso se deve aos benefícios do cultivo em solo coberto,
pois neste cultivo há menos competição com ervas daninhas, e melhor aproveitamento
da água quando comparado como solo nu, por não se verificar evaporação, mas somente
transpiração da planta. Desta forma, as plantas do tratamento com cobertura de solo
apresentaram melhores condições para o aproveitamento da água disponível que, ao ser
reduzida gradualmente durante a secagem do solo, provavelmente reduz o estresse na
planta, fazendo com que obtivesse melhor desenvolvimento, tanto no número,
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comprimento e massa dos frutos, refletindo, diretamente no aumento de produtividade
do meloeiro. (Queiroga et al., 2001; Rezende, et al., 2005; Monteiro Neto, et al., 2014).
4.6. liberação de CO2 do solo
Os resultados da liberação de C-CO2 do solo das amostras coletadas nos
canteiros sem cobertura e com coberturas de cascas de arroz, plástico e bioplástico
determinados nos períodos de agosto, setembro e outubro de 2014 e fevereiro, março,
abril, junho, julho e agosto de 2015 estão apresentados na Tabela 12. As emissões
mensais médias de C-CO2 foram influenciadas significativamente pelos tipos de
coberturas utilizados no solo, sendo os maiores valores observado no solo com
cobertura de bioplástico e os menores no solo sem cobertura. A quantidade de C-CO2
liberado do solo com cobertura de bioplástico se mantêm estável e acima de 20 mg de
C-CO2.g-1 de solo durante todos os períodos de monitoramento e nos demais
tratamentos as quantidades liberadas ficaram abaixo deste valor.
As médias das emissões do período total avaliado foram de 15,44 (± 1,7) no solo
sem cobertura, 18,23 (± 1,3) na casca de arroz, 18,60 (± 1,3) no plástico e 21,5 (± 1,5)
mg de C-CO2.g-1 de solo com bioplástico (Tabela 13). A diferença entre as emissões de
C-CO2 do solo sem e com coberturas foi de 39,24% para o bioplástico, 20,46% para a
casca de arroz e 18,06% para o plástico. Esses resultados sugerem que a tendência
observada, poderá estar associada a biodegradação do bioplástico, pois neste período
foram realizadas 3 incorporações de bioplástico no solo a primeira em agosto a segunda
em novembro de 2014 e a terceira em março de 2015. A incorporação do bioplástico no
solo pode ter disponibilizado moléculas de amido que por serem solúveis foram
rapidamente degradas em glicose e assimiladas pelos microrganismos como fonte de
energia e convertidas em emissões de C-CO2 (Bastioli et al. 1990, Kasirajan e Ngouajio,
2012).
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Tabela 12. Valores de C-CO2 liberados do solo sem e com incorporação de casca de arroz, plástico, bioplástico e glicose durante os meses de
agosto, setembro e outubro de 2014 e fevereiro, março, abril, junho, julho e agosto de 2015.
Tratamentos
2014
2015
Agosto
Setembro
Outubro
Fevereiro
Março
Abril
Junho
Julho
Agosto
-1
---------------------------------------------------------- (mg de C-CO2 g de solo ) ------------------------------------------------------------
Sem cobertura
16,68a1
11,82c
15,84b
15,4b
18,17b
14,30c
15,80b
15,41b
15,32b
17,95a
18,59b
17,52b
17,11b
18,54b
18,16b
20,30a
19,75a
16,10b
17,84a
18,79b
17,95b
16,40b
18,33b
19,01ab
20,80a
20,32a
17,8ab
18,05a
21,79a
22,01a
22,49a
21,67a
22,80a
22,50a
21,83a
20,27a
6,36
8,93
7,12
10,98
10,10
4,46
9,15
6,87
14,13
CV (%)
1
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Tabela 13. Médias e desvio padrão dos valores das emissões de C-CO2 determinadas no
solo dos canteiros sem e com coberturas com casca de arroz, plástico e
bioplástico no período entre agosto de 2014 e agosto de 2015
Tratamentos
Solo
Diferença
--------------------- (mg C-CO2.g-1 de solo) ---------------
Sem cobertura
15,44 ± 1,7
-
18,23 ± 1,3
2,79
18,60 ± 1,3
3,16
21,50 ± 1,5
6,06
Ao analisarmos a variação das emissões de C-CO2 do solo de todos os
tratamentos com o teor de umidade e temperatura do solo e a variação pluviométrica do
período, constata-se que não foi possível estabelecer uma relação destas variáveis com a
liberação de C-CO2 determinada no solo.
4.7. Carbono microbiano do solo
Na Tabela 14 estão apresentados os valores do carbono microbiano
determinados nas amostras de solo coletadas nos canteiros sem e com coberturas, notase que o carbono microbiano foi influenciado significativamente pelos tipos de
coberturas, sendo os maiores valores determinados nos canteiros com coberturas de
casca de arroz e biolpástico e os menores no solo sem cobertura e com cobertura de
plástico.
As médias do conteúdo de carbono microbiano do período total avaliado foram
de 24,95 (± 2,9) na casca de arroz, 21,11 (± 1,5) no bioplástico, 16,63 (± 2,1) no
plástico e 11,99 (± 1,0) µgCmic.g-1 de solo no sem cobertura (Tabela 15). As coberturas
de solo proporcionaram um aumento de 108,10, 76,06 e 38,70%, respectivamente, no
conteúdo de carbono microbiano do solo quando comparado com o solo sem cobertura
O maior conteúdo de carbono microbiano determinado no solo com cobertura
de casca de arroz, podem estar relacionado a elevada relação C/N da casca de arroz que
ao ser incorporada ao solo favoreceu o processo de assimilação de carbono pelos
microrganismos do solo. Pois a sua decomposição no solo será gradual e com isso os
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microrganismos utilizam parte do carbono como fonte de energia e nutriente,
transformando-o em célula microbiana (Almeida et al., 2009).
Tabela 14. Valores do carbono microbiano determinados no solo sem e com
incorporação de casca de arroz, plástico, bioplástico e glicose durante os
meses de outubro de 2014, abril, agosto e novembro de 2015.
Tratamentos
2014
2015
Outubro
Abril
Agosto
Novembro
-1
------------------- (µgC-mic.g solo) -------------Sem cobertura
12,18b
10,20b
13,39d
11,13d
21,56a
23,56a
27,97a
26,74a
13,57b
17,10b
18,56c
17,29c
19,60ab
20,10ab
22,12b
26,64b
15,03
16,78
11,20
10,14
CV (%)
1
Tabela 15. Médias e desvio padrão dos valores do conteúdo de carbono microbiano
determinadas no solo dos canteiros sem e com coberturas com casca de arroz,
plástico e bioplástico no período entre outubro de 2014 e novembro de 2015
Tratamentos
Solo
Diferença
--------------------- (µgC-mic.g-1 de solo) ---------------
Sem cobertura
11,99 ± 1,0
-
24,95 ± 2,9
12,96
16,63 ± 2,1
4,64
21,11 ± 1,5
9,12
Deve-se ressaltar que os resultados de NH+4, NO-2 + NO-3 e C-CO2 (Tabelas 5, 6
e 12) obtidos no solo com casca de arroz, evidenciam a imobilização das formas
nitrogenadas para assimilar carbono e diminuir a mineralização de carbono na forma CCO2. Segundo Oliveira et al (1999) isto ocorre porque os resíduos com elevada relação
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70
C/N apresentam elevados teores de hemicelulose, celulose e lignina e que após serem
incorporados ao solo reduzem a taxa de conversão do carbono orgânico em C-CO2. Já
no solo com bioplástico o conteúdo de carbono microbiano foi inferior ao solo com
casca se arroz e superior ao solo sem cobertura e com cobertura plástica, neste caso, o
amido existente no bioplástico foi utilizado como fonte de carbono e energia pelos
microrganismos do solo. Pois o amido é um carboidrato solúvel que rapidamente é
biodegradado pelos microrganismos do solo e uma parte do carbono é convertido em CCO2 e a outra é assimilada na produção de novas células (Kasiarajam e Ngouijo, 2012).
Entre os tratamentos com coberturas o menor conteúdo de carbono microbiano no solo
foi quantificado com a cobertura de plástico e isto pode ser atribuído ao fato de que a
película protetora do polietileno colocada sobre o solo desfavorece as entradas de
matéria orgânica fresca, diminuindo com isso a atividade da comunidade microbiana em
assimilar carbono para a formação de novas células (Almeida et al. 2009). Além disso a
cobertura plástica eleva a temperatura e a umidade do solo, influenciando diretamente
as reações fisiológicas e características físico-químicas (volume, pressão, difusão e
viscosidade) que afetam as células (Tortora et al. 2006). Provavelmente neste caso,
essas reações favoreceram o desenvolvimento de microrganismos metabolicamente
mais ativo na conversão do carbono orgânico em C-CO2 e menos eficiente no
armazenamento na forma de carbono microbiano. O menor conteúdo de carbono
microbiano constatado no solo sem cobertura foi devido principalmente à falta de
entrada de matéria orgânica, pouca umidade e á variação da temperatura verificada no
solo. A ausência de cobertura no solo, com a incidência direta da radiação solar, do
vento, da chuva e da capina promoveu a formação de um ambiente com menor umidade
e desfavorável ao equilíbrio dos microrganismos no solo. Os resultados obtidos com as
coberturas de casca de arroz e bioplástico no conteúdo de carbono microbiano, indicam
que as condições com coberturas orgânicas estimulam o desenvolvimento de
comunidade de microrganismos com capacidade de aproveitar mais eficientemente o
carbono para a produção de novas células e evitar as perdas de carbono na forma de CCO2. Já no solo sem cobertura e com cobertura plástica foi verificado o inverso, devido
as condições inadequadas proporcionadas por estes tratamentos. Nesta situação a
comunidade microbiana nativa (autóctones) com metabolismos estável foi substituída
71
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por microrganismos (zimógenos) com atividade metabólica mais acelerada e com menor
aproveitamento para assimilar e armazenar carbono na biomassa microbiana. De acordo
com Moreira e Siqueira (2006) esta alteração metabólica que ocorre entre a comunidade
microbiana do solo, confirmam
uma situação de estresse dos microrganismos, que
passaram a consumir mais energia para a sua manutenção no solo.
4.8. Identificação de fungos degradadores
Nos fragmentos de plásticos não foi constatado crescimento micelial de fungos,
apenas nos fragmentos de bioplástico. Nestes fragmentos foram realizados o isolamento
de 20 micélios de fungos e após a identificação dos microrganismos, os gêneros mais
encontrados foram o Mucor sp. e Trichoderma sp. Nas Figuras 30 e 31 estão
apresentados os aspectos morfológicos e as estruturas vegetativas e reprodutivas dos
fungos dos gêneros Mucor sp. e Trichoderma sp. que se desenvolveram nos fragmentos
de bioplásticos.
a
b
c
d
e
f
Figura 30. Aspectos morfológicos de Mucor sp. Verso algodonoso da colônia (a),
reverso da colônia apigmentado (b), hifas filamentosas com corpo de
frutificação aumento de 10x (c), germinação e desenvolvimento de esporo
aumento 40x (d), esporangiósforos fechados aumento 40x (e) e
esporangióforos aberto com esporos liberados aumento 40x (f).
72
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a
d
c
b
e
f
Figura 31.Aspectos morfológicos de Trichodema spp. Verso da colônia com
pigmentação (a), Reverso da colônia apigmentado (b), aglomerado de hifas
filamentosas (d), conidióforos com fiálides em grupo (e), conídios
esféricos (f).
4.9. Teste de toxicidade
O percentual de germinação das sementes de Brassica oleraceae não apresentou
diferença significativa entre os tratamentos e os valores oscilaram entre 99,81 a
97,87%, estes resultados indicam que a germinação não foi afetada pela presença de
nenhuma substância liberada pelas coberturas utilizadas no solo.
Na Tabela 16 estão apresentados os resultados da produção de matéria seca da
parte aérea das plântulas de Brassica oleraceae semeadas nas amostras de solo
coletadas nos canteiros sem e com cobertura de palha de arroz, plástico e bioplástico.
Constata-se que não foi observado diferença significativa entre os tratamentos e a
produção média de matéria seca entre os tratamentos variou entre 10,0 e 16,0 mg.planta1
. Sendo assim, pode-se afirmar que não houve liberação e/ou formação de substâncias
tóxicas durante a biodegradação das coberturas incorporadas ao solo.
73
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Tabela 16. Média da massa seca da parte aérea de plântulas de Brassica oleraceae
(Couve flor) cultivada em amostras de solo coletadas em agosto e
novembro de 2014 e fevereiro, maio e agosto de 2015 nos canteiros sem e
com diferentes tipos de coberturas.
Tratamentos
2014
Agosto
2015
Novembro Fevereiro
Maio
Agosto
-1
------- matéria seca da parte área (mg.planta ) --------Sem cobertura
10,5a1
10,5a
14,1a
15,0a
13,5a
11,5a
15,0a
15,0a
13,5a
14,5a
12,0a
10,0a
16,0a
13,0a
15,5a
11,5a
11,0a
14,5a
16,0a
15,5a
______________________________________________________________________
CV (%)
13,78
18,43
19,45
14,35
16,54
1
5. CONCLUSÃO
Nas condições em que o experimento foi conduzido, conclui-se que:
1. A temperatura da superfície da cobertura e do solo com bioplástico foi similar
a temperatura verificada na cobertura com plástico e menor com casca de arroz;
2. A umidade do solo com cobertura de bioplástico apresentou o mesmo
desempenho observado no solo com cobertura plástica e foi superior ao solo sem
cobertura e com casca de arroz;
3.A cobertura do solo com bioplástico e plástico favoreceram o processo de
mineralização do nitrogênio no solo;
4. A condutividade elétrica do solo com bioplástico ficou com valor abaixo do
verificado no solo com plástico e acima do valor determinado no solo com casca de
arroz;
5.As coberturas utilizadas no solo não influenciaram na composição química do
solo;
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6. No controle de fitopatogenos a cobertura com bioplástico apresentou uma
eficiência igual ao do filme plástico e casca de arroz;
7. A cobertura com bioplástico foi eficiente no controle de plantas invasoras dos
grupos de monocotiledôneas e dicotiledôneas;
8. A cobertura com bioplástico e plástico proporcionaram maior rendimento na
matéria seca foliar do alface e no número, comprimento e massa de frutos das culturas
de melão, abobrinha, pimentão e melancia;
9. O bioplástico após ser incorporado ao solo foi biodegradado pelos
microrganismos do solo em C-CO2 e a outra parte foi assimilada como carbono
microbiano (C-mic);
10. As emissões de C-CO2 e o conteúdo de C-mic não foram influenciados pela
variação sazonal do clima ou pela umidade e temperatura do solo, mais pelo aporte e
estabilização do carbono orgânico incorporado ao solo.
11. Na biodegradação do bioplástico foi verificado a ocorrência de fungos e os
gêneros predominantes que apresentaram crescimento nos fragmentos de bioplástico
foram o Mucor sp e Trichoderma sp;
12. A biodegradação das coberturas utilizadas no solo não apresentaram
toxicidade para a germinação e desenvolvimento das plântulas de Brassica oleraceae.
6.REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
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_______________________________________
Prof. Dr. Paulo Fortes Neto
Coordenador do Projeto

AVALIAÇÃO DO BIOPLÁSTICO COMO COBERTURA DO SOLO

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