UTILIZAÇÃO BIOCHAR COMO MITIGADOR DA SALINIDADE DO SOLO NA CULTURA DO MAMÃO FORMOSA

USE OF BIOCHAR AS A SOIL SALINITY MITIGATOR IN PAPAYA FORMOSA CROPS

REGISTRO DOI: 10.69849/revistaft/th10249122035


Afonso dos Anjos Farias1
Lucas Barbosa dos Santos2
Torquato Martins de Andrade Neto3
André Nunes Loula Torres3
Edeilton Borges dos Santos4
Cassio Oliveira dos Santos1
Pedro Henrique Benício Sodré1
Antônio Hebert Pires Pimenta1


Resumo

Um dos fatores que mais afetam a o desenvolvimento da maioria das plantas é a salinidade, atrapalhando na absorção de nutrientes e consequentemente no desenvolvimento das plantas em todos os seus estágios. A cultura do mamão quando sob condição de altos níveis de salinidade, tem o seu desenvolvimento comprometido. Desta forma, o objetivo do trabalho foi avaliar a eficiência do biochar como agente mitigadore da salinidade do solo na cultura do mamão. O trabalho foi conduzido em viveiro da propriedade (Olaria Miliano), situada no município de Cafarnaum – BA, os tratamentos foram resultantes da combinação de dois fatores: um fator de condutividade elétrica na água de irrigação – CEa dS m-1 (2,30), associados a quatro doses de biochar em volume (0;  10; 40; 80; e 120g), considerando a densidade do biochar de 0,8 kg cm-3, adotando-se o delineamento em blocos casualizados. O preenchimento dos vasos foi realizado com 5 kg de solo da propriedade onde foi conduzido o experimento. O solo utilizado no experimento é classificado como Latossolo Vermelho Eutrófico e o Cambissolo Háplico Ta Eutrófico, de textura argilosa e coletado na profundidade de 0-20 cm, sendo devidamente destorroado e peneirado. Os resultados revelaram que o tratamento obteve efetividade na mitigação da salinidade do solo. Referente aos parâmetros analisados, o biochar, mais precisamente a dosagem de 10g que apresentou valores maiores em 6 dos 11 parâmetros analisados, com exceção aos parâmetros número de folhas (NF), comprimento de maior raiz (CMR) e comprimento total de raiz (CTR)  que tem a dosagem de 80g com 9,50, 30,00 e 32,00 entre os maiores valores, a matéria fresca da raiz teve a dosagem de 40g apresentando o maior valor com 20,01g e consequentemente em massa seca da raiz também com 2,15g. Esses resultados apontam que a utilização do biochar pode uma ser uma alternativa eficiente e barata para amenizar os efeitos deletérios da salinidade.

Palavras-chave: Carica papaya L; biochar; salinidade; solos; irrigação.

1.    INTRODUÇÃO

O mamoeiro (Carica papaya L.) é uma planta herbácea de clima tropical e subtropical, amplamente cultivada no Nordeste brasileiro. Esta região destaca-se por sua grande contribuição econômica e social, especialmente pela produção de mamão, que em 2022 alcançou 571.693 toneladas em uma área plantada de 15.123 hectares, resultando em um rendimento médio de 38,36 toneladas por hectare (IBGE, 2022). O cultivo do mamoeiro é favorecido pelo clima tropical e subtropical, características predominantes do Nordeste brasileiro, embora a região enfrente desafios significativos devido às condições climáticas e de solo.

O Nordeste brasileiro, predominantemente semiárido, com mais de 60% do seu território, enfrenta limitações decorrentes das baixas precipitações e altas taxas de evaporação, que resultam em déficit hídrico, restringindo o crescimento e desenvolvimento das culturas (MEDEIROS et al., 2012; SÁ et al., 2013). Nessas regiões, a salinização dos solos é um problema comum, frequentemente exacerbado por práticas de irrigação inadequadas e drenagem insuficiente (CORDEIRO et al., 2001). A salinidade do solo ou da água de irrigação impacta negativamente o desenvolvimento das plantas em diferentes estágios de crescimento, apresentando um desafio significativo para a agricultura.

O desenvolvimento de técnicas de manejo cultural que permitam a exploração agrícola eficiente em condições de salinidade elevada é uma área de intensa pesquisa. Uma das estratégias mais promissoras é o uso de biochar, um produto sólido resultante da pirólise da biomassa. O biochar tem demonstrado capacidade de aumentar a disponibilidade de água para as plantas, melhorar a fertilidade do solo, reduzir a necessidade de fertilizantes sintéticos e pesticidas, diminuir a evapotranspiração das plantas e atenuar os efeitos da salinidade (EKEBAFE et al., 2013). Estudos indicam que o biochar também pode melhorar a estrutura do solo, aumentar a penetração da água e reduzir a lixiviação de nitratos e produtos químicos agrícolas (EKEBAFE et al., 2013).

A produção agrícola na região de Irecê, no noroeste do Estado da Bahia, é marcada por um histórico de exploração intensiva, especialmente a partir dos anos 1960 até o final dos anos 1990, quando a região se tornou um importante polo produtor de feijão (FERREIRA et al., 2019). No entanto, a partir dos anos 2000, a região enfrentou uma crise agrícola devido à queda na produção de feijão, dificuldades de acesso a crédito agrícola e a diminuição das chuvas. Como resposta, houve uma mudança econômica significativa para o comércio, que se tornou a principal fonte de renda da região (FERREIRA et al., 2019).

O território de Irecê, caracterizado por um clima semiárido com precipitação média anual de 600 mm e altas temperaturas que variam de 30 a 36°C durante o período de cultivo de sequeiro (novembro a março), enfrenta desafios adicionais devido à salinização dos solos (CUNHA et al., 2000). A adaptação do mamoeiro ao solo de textura areno-argilosa e pH entre 5,5 e 6,7 é um fator positivo, mas a salinidade do solo pode comprometer a longevidade e a produção das lavouras.

A salinidade do solo é um problema significativo, especialmente em regiões áridas e semiáridas, onde a presença de sais solúveis pode elevar o pH do solo, causar deficiências nutricionais e toxicidade de íons (SERTÃO, 2005). A salinidade afeta a absorção de água pelas raízes, causando efeitos osmóticos adversos e, em casos extremos, levando à plasmólise das células vegetais (DIAS et al., 2010).

Para mitigar os efeitos deletérios da salinidade, o uso de biochar tem sido estudado extensivamente. O biochar pode reduzir a absorção de sódio pelas plantas, diminuir o estresse osmótico e liberar nutrientes minerais no solo, melhorando a condição geral do solo e a produtividade agrícola (AKHTAR et al., 2015; EKEBAFE et al., 2013). A adição de biochar ao solo tem demonstrado aumentar a taxa de crescimento das plantas, melhorar a estrutura do solo, aumentar a penetração da água e reduzir a necessidade de fertilizantes sintéticos e pesticidas (EKEBAFE et al., 2013).

A cultura do mamoeiro, com sua moderada tolerância à salinidade do solo, apresenta-se como uma alternativa promissora para a região de Irecê. No entanto, o acúmulo de sais no solo, decorrente da irrigação, pode comprometer a produção a longo prazo. Portanto, este estudo visa analisar a eficiência do biochar como agente mitigador da salinidade do solo na cultura do mamão.

2.    METODOLOGIA
2.1. CONDUÇÃO DO EXPERIMENTO

O trabalho foi conduzido em viveiro da propriedade (Olaria Miliano), situada no município de Cafarnaum – BA, no período de janeiro de 2024 a abril de 2024, nas coordenadas geográficas (11°42’44.5’’ de latitude S e 41°28’38.6’’ de longitude W, e altitude de 770 m).

O clima da região, conforme a classificação climática de Koppen adaptada ao Brasil (COELHO & SONCIN, 1982), é do tipo BSh, que representa clima semiárido quente e seco com precipitação média de 561,1 mm ano-1.

O tratamento foi resultante da combinação de dois fatores: um fator de condutividade elétrica na água de irrigação – CEa (2,30 dS m-1), associados a quatro doses de biochar em volume (0;  10; 40; 80; e 120g), onde a concentração 0 equivale a testemunha e considerando a densidade do biochar de 0,8 kg cm-3, distribuídos no delineamento de blocos casualizados, com 4 tratamentos e quatro repetições, perfazendo o total de 16 (dezesseis) unidades experimentais para cada ensaio.

O preenchimento dos vasos foi realizado colocando-se 5 kg de um substrato composto por solo da propriedade onde foi conduzido o experimento. O solo utilizado no experimento, é classificado como Latossolo Vermelho Eutrófico e o Cambissolo Háplico Ta Eutrófico (GASSER, 2017).  de textura argilosa, coletado na profundidade de 0-20 cm proveniente da propriedade onde foi implantado o experimento, sendo devidamente destorroado e peneirado, cujas características física e químicas estão discriminadas na tabela 1.

Tabela 1 – Atributos químicos do solo utilizado no experimento, antes da aplicação dos tratamentos.

Tabela 2 – Atributos físicos (DS – densidade do solo; DP – densidade de partículas; PT – porosidade total; AT – areia total; AG – areia grossa; AF – areia fina; S – silte; A – Argila) do solo utilizado no experimento, antes da aplicação dos tratamentos.

A cultivar utilizada foi do mamão formosa, adquiridas em viveiro devidamente certificado.

A semeadura foi realizada diretamente nos saquinhos, nas dimensões 15×20, com capacidade para 1,49 L, na densidade de 1 muda/saco.  Os saquinhos foram colocados em casa de vegetação e irrigados de acordo com a capacidade de campo.

2.2 Avaliações

Determinamos os efeitos do nível de CE e das concentrações do biochar sobre as mudas de mamão cv. Formosa aos 35, 37, 39, 41, 43 e 45 DAT (dias após transplantio), através da altura de planta (AP), diâmetro de caule (DC), número de folhas (NF), área foliar (AF), volume de raiz (VR), comprimento  da  maior  raiz (CMR)  e comprimento total de  raízes (CTR), massa fresca da parte aérea (MFPA), massa seca da parte aérea (MSPA), massa fresca da raiz (MFR) e massa seca da raiz (MSR).

A variável AP (cm) foi medida tomando-se como referência a distância do colo da planta à inserção do meristema apical, o DC (mm) foi medido a 2 cm do colo da planta e o NF foi obtido pela contagem de folhas totalmente expandidas com comprimento mínimo de 5 cm em cada planta.

A área foliar (AF – cm2) foi determinada utilizando o aplicativo LeafArea, disponível tanto para sistemas Android quanto iOS. O aplicativo LeafArea captura e analisa imagens utilizando o sistema de cores RGB (vermelho, verde e azul) para reconhecer a área superficial da folha. A interface do aplicativo identifica os pixels verdes como parte da folha e os pixels vermelhos como fundo branco. Para processar a imagem e medir a área, o aplicativo conta os pixels verdes e exclui os pixels vermelhos. O desenvolvimento do aplicativo foi realizado em linguagem de programação Java (DRIENOVSKY, 2017).

Para a medição do comprimento da maior raiz e comprimento total de raízes, utilizou-se uma régua graduada em milímetro. Para o volume de raiz foi utilizado a técnica de deslocamento de coluna d´água, colocando-se um volume de 50 ml de água na proveta e logo após introduzindo-se a raiz, observando o movimento da coluna de água em ml, que corresponde ao volume da raiz em mm3.

A pesagem da massa fresca tanto da parte aérea como da raiz, foram feitas depois da coleta dos dados de todas as outras variáveis, depois disso foram colocadas para secagem em estufa a 220°, depois de passados 48 horas foram retiradas e pesada com auxílio de uma balança de precisão, a massa seca da parte aérea e raiz.

2.3 Analise estatística

A análise estatística foi realizada com o programa computacional sistema para análise de variância SISVAR (Ferreira, 2000) e Critério de Scott-Knott ao nível de 5% de probabilidade pelo teste F.

3 RESULTADOS E DISCUSSÕES OU ANÁLISE DOS DADOS
3.1.1 VARIAVEIS

Na variável de altura de planta (AP) a testemunha apresentou um maior desenvolvimento (26,08cm) e a dosagem de 120g o desenvolvimento mais discreto (17,08cm) (tabela 3). Coelho (2015) observou que ao analisar a altura de plantas, o comportamento foi linear decrescente com o incremento unitário da salinidade da água (dS m-1), na ordem de 6,37%, verificando-se que a melhor média foi de aproximadamente 16 cm de altura.

 Em diâmetro de caule (DC) todas as repetições tiveram resultados semelhantes, entretanto a testemunha obteve um melhor resultado (0,75mm) e a dose de 80g o menor (0,50mm), como pode ser observado na tabela 3. No que tange ao número de folhas (NF) a testemunha e dosagem de 80g apresentaram as maiores quantidades (9,50), porem,  todas as dosagens utilizadas nos tratamentos apresentaram valores próximos e o tratamento na dosagem de 40g, apresentou o menor número de folhas (8,50) (tabela 3).

Coelho (2015) apresenta resultados em que a salinidade ocasionou efeito   quadrático   em   relação   ao   número   de   folhas   com aumento em 1 dS m-1 na salinidade da água, com base no menor nível estudado (0,8 dS m-1). Observando que a melhor média foi encontrada na condutividade 1,6 dS m-1 com aproximadamente 8,45 folhas, corroborando com o presente estudo.   Deve-se salientar que a redução no   número   de   folhas   observado   nas   mudas   de mamão no presente experimento, pode estar relacionada a menor emissão de folhas ocasionado pela salinidade, uma vez que reduz a absorção de água pela planta, para seu pleno desenvolvimento. Ressalta-se que não houve queda de folhas em excesso, embora algumas folhas apresentassem sintomas de fitotoxidez.

Tabela 3  – Media das variáveis analisadas, altura de planta (AP), diâmetro de caule (DC), número de folhas (NF), volume de raiz (VR), comprimento de maior raiz (CMR), comprimento total de raiz (CTR e área foliar (AF) em função da interação entre salinidade da água de irrigação (CE 2,30) e concentrações de Biochar.

Médias seguidas pela mesma letra minúscula na coluna pertencem ao mesmo agrupamento pelo Critério de Scott-Knott ao nível de 5% de probabilidade pelo teste F. CV (%): coeficiente de variação.

 Volume de raiz (VR), comprimento de maior raiz (CMR), comprimento total de raiz e área foliar (AF), também tiveram números semelhantes entre os tratamentos. Todavia, na dosagem de 10g de biochar, apresentou um maior volume de raízes (17,50ml) e a dose de 80g a menor (10,00ml), Em CMR a dose de 80g se sobressaiu em relação as outras, com 30,00cm enquanto que a testemunha obteve o menor valor (25,38cm). Já o CTR a dose de80g destacou-se positivamente com, com a maiores medias (32,00cm) e a de 120g com o menor (28,95cm), (tabela 3).

Na variável (AF) a testemunha obteve destaque (300,06cm²) e dentre os tratamentos utilizados a dosagem de 10g sobressaiu, obtendo uma área foliar de 219,44cm2 e dose de 120g com o menor valor (135,65cm²) (tabela 3).

A área foliar é considerada como um parâmetro que influência diretamente o crescimento das plantas, uma vez que ela está estreitamente relacionada com a interceptação da radiação solar e, portanto, com a capacidade fotossintética (Sanqueta et al. 2014).

Linhares (2000) em seu trabalho sobre a relação entre volume de madeira e índice de área foliar em um povoamento de Pinus spp. aponta que os plantios florestais jovens geralmente apresentam alta correspondência entre índice de área foliar (IAF) e volume de madeira, por ainda estarem em fase de crescimento de seus troncos e folhas. Ao atingir a fase adulta, as variações na quantidade de folhas (acículas) são pequenas, enquanto os troncos continuam em processo de crescimento em diâmetro, em resposta aos desbastes realizados.

Desta forma, a relação entre IAF e volume se desfaz em plantios adultos, onde os talhões têm pequena variação nos valores de IAF, a despeito do aumento progressivo do volume de seus troncos. Deixando evidente a grande relevância que a área foliar tem nos desenvolvimentos das plantas, principalmente na fase de crescimento.

3.1.2 MASSAS

 No que tange a massa fresca e seca, a parte aérea obteve valores interessantes e até mesmo significativos. Na variável de Massa Fresca da Parte Aérea (MFPA) a testemunha e a dosagem de 10g obtiveram medias relativamente próximos, sendo a testemunha com 10,00g e o tratamento com 10g de biochar com a maior entre todas (11,62g), enquanto que a dose de 120g apresentou o menor número (4,65g) (tabela 4).

Na variável Massa Seca da Parte Aérea (MSPA), não apresentam muita diferença entre os tratamentos, porem a de 10g se destaca com 3,32g e a dose de 120g continua como a menor com 0,83g (tabela 4).

Tabela 4 – Media das variáveis analisadas, massa fresca de parte aérea (MFPA), massa seca de parte aérea (MSPA), massa fresca de raiz (MFR), massa seca de raiz (MSR), em função da interação entre salinidade da água de irrigação (CE 2,30) e concentrações de Biochar.

Médias seguidas pela mesma letra minúscula na coluna pertencem ao mesmo agrupamento pelo Critério de Scott-Knott ao nível de 5% de probabilidade pelo teste F. CV (%): coeficiente de variação.

A variável Massa Fresca de Raiz (MFR) a dose de 40g se destaca entre demais (20,01), a testemunha e as doses de 10 e 120g apresentam números semelhantes entre a de 40g e a de 80g que tem o menor número entre todas (6,78) (Tabela 4).

A variável Massa Seca da Raiz (MSR) apresentou números parecidos entre todos os tratamentos, entretanto a dose de 40g destacou-se com a maior média (2,15) e a dose de 80g com o menor (0,91) (Tabela 4).

No trabalho de Coelho (2015) os resultados apontam que a massa seca da parte aérea, também apresentou comportamento linear decrescente, com o aumento da salinidade da água (dS m-1), observando uma redução de 10,41%, dessa forma observa-se que o aumento da salinidade da água proporcionou redução na formação de massa seca da parte aérea.

A diferenciação entre massa fresca e seca é crucial para entender a fisiologia vegetal e sua importância para as plantas. A massa fresca refere-se ao peso total de uma planta incluindo água, enquanto a massa seca representa o peso da planta sem a água. Esta distinção é vital para avaliar o crescimento e desenvolvimento vegetal, pois indica a quantidade de água e nutrientes que a planta acumula (Paulilo; Viana; Randi, 2015). A água é essencial para a fotossíntese, transporte de nutrientes e manutenção da turgidez das células, enquanto a massa seca revela a quantidade real de matéria orgânica produzida pela planta, incluindo carboidratos, proteínas e lipídios (Zucuni Pes; Arenhardt, 2015). Ambos os aspectos são fundamentais para compreender a saúde e o desempenho de uma planta, fornecendo conhecimentos importantes sobre seu metabolismo e adaptação ao ambiente.

3.1.3 CONDUTIVIDADE ELETRICA

Os níveis da condutividade elétrica apresentaram semelhança em todas as cinco leituras, contudo na Leitura 1 (L1) a dose de 80g apresentou o maior valor (0,85) e a de 40g o menor (0,71), na Leitura 2 (L2) a testemunha teve o maior número com (0,73) e a de 80g o menor (0,64), a Leitura 3 (L3) a que apresenta o maior número foi a dose de 80g (0,77) e a testemunha o menor (0,60), na quarta leitura (L4) a dose de 80g tem os maiores números (0,49) e a testemunha o menor (0,25) (Tabela 5).

Tabela 5 – Media das leituras (L1, L2, L3, L4 e L5) de condutividade elétrica (CE) do substrato, em função da interação entre salinidade da água de irrigação (CE 2,30) e concentrações de Biochar.

Médias na coluna seguidas de mesma letra minúscula são estatisticamente iguais de acordo com o teste de Tukey a 5% de probabilidade.

Observando a tabela 5, é notório que no decorrer do experimento, houve a diminuição da salinidade (CE) principalmente após a L2, que apresenta um grande declínio em comparação a L4, expressando a ação do biochar na mitigação da salinidade (CE).

Testando o uso de biocarvão (biochar) derivado de biomassa do coco, como condicionador de solo sódico em cultivo biossalino de algodão, Guimarães (2021) constatou que redução dos parâmetros químicos e da salinidade do solo, além de apresentar efeito sobre os parâmetros de fitomassa fresca das folhas, fitomassa fresca dos caules, fitomassa fresca da parte aérea e fitomassa seca das raízes e da parte aérea, corroborando o presente trabalho.

4 CONCLUSÃO/CONSIDERAÇÕES FINAIS

Conclui-se que o tratamento não obteve diferença significativa em relação as diferentes dosagens na mitigação da salinidade do solo, porem mostrou uma influência diante do uso regular. Referente aos parâmetros analisados na planta, o tratamento também não demonstrou diferença significativa, entretanto a dosagem de 10g apresentou valores maiores em 6 dos 11 parâmetros analisados. Esses resultados apontam que a utilização do biochar tem potencial para se tornar uma alternativa eficiente e barata para amenizar os efeitos deletérios da salinidade.

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[1] Discente do Curso Superior de Engenharia Agronômica da Faculdade de Irecê – Campus Recanto das Arvores. e-mail: 20202222@faifaculdade.com.br; cassiohf@icloud.com; pedrobenicio777@gmail.com; antoniohebertpp@icloud.com.

[2] Docente do Curso Superior de engenharia agronômica da Faculdade de Irecê – Campus Recanto das Arvores. Orientador. Mestre em Defesa Agropecuária (MPDA/UFRB). e-mail: lucas.barbosa@faifaculdade.com.br

[3] Docente do Curso Superior de Engenharia Agronômica da Faculdade de Irecê – Campus Recanto das Arvores. Doutor em Ciências Agrarias (CCAAB/UFRB). e-mail: torquato.coordenacao@faifaculdade.com.br

[4] Eng. Agrônomo (UFOB). Mestrando no Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal no Semiárido Universidade Estadual de Montes Claros. e-mail: edeilton17@gmail.com.