Influencia do P na produtividade de colmos e biomassa da cana-energia

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Classes de teores de fósforo (P) no solo e produtividade da cana-energia em ambiente controlado
Resumo: Este estudo investiga a influência do fósforo na produtividade de colmos da cana-energia (Saccharum spp.) em um ambiente controlado. O fósforo desempenha um papel crucial no metabolismo vegetal, incluindo a síntese de ATP, componentes celulares essenciais e regulação de processos de crescimento. No entanto, seu efeito específico na produção de biomassa e colmos da cana-energia ainda não foi completamente elucidado. O objetivo foi avaliar o efeito da adubação fosfatada sobre a produtividade de colmos da cana-energia. Neste estudo, constituído pelos cultivos de duas variedades de cana-energia (Vertix 3 - teor médio de fibra e sacarose, e Vertix 2 - teor alto de fibra e baixa sacarose) sob duas condições de cultivo (de irrigação em déficit e plena) e variando os níveis de suplementação de fósforo em 60, 180 e 300 kg ha-1 de P2O5. Para isso, foram utilizados vasos de 167 dm3 em casa de vegetação, em blocos ao acaso, em esquema fatorial 3x2x2 com 3 repetições. Avaliações biométricas, a produtividade de colmos (toneladas de colmos por hectare – TCH), teor de açúcares (toneladas de açúcares por hectare – TAH), faixas de suficiência de P no solo e teor de P nos colmos foram avaliados ao final do ciclo de crescimento para avaliação da eficiência de uso de P para produtividade por kg-1 de colmos. Espera-se que os resultados forneçam insights importantes sobre a otimização do manejo de fósforo para aumentar a produtividade e a eficiência da cana-energia como uma cultura bioenergética sustentável.
Palavras-chave: 
Introdução 
Material e métodos
	O experimento foi conduzido em casa de vegetação, na área experimental do Departamento de Engenharia de Biossistemas, da Universidade de São Paulo - ESALQ/USP, em Piracicaba (-22º 43’ 30” de latitude e 47º 38’ 00” de longitude, 546 m de altitude) por 12 meses.
	Foi avaliado os efeitos da adubação fosfatada no cultivo de cana-planta da cana-energia. Utilizando-se as variedades Vertix 3 (nível médio de sacarose e fibra) e Vertix 2 (elevada produção de fibra) em condição de reposição hídrica de 50% (simulando condição de déficit) e 100% (irrigação plena), com base na capacidade da θcc, em esquema fatorial 3x2x2, sendo 3 doses de P (60, 180 e 300 kg ha-1 de P2O5, na forma de superfosfato triplo) e doses fixas de N e K (180 kg ha-1 de N, na forma de ureia e de K2O, na forma de cloreto de potássio) com três blocos ao acaso (repetições) totalizando 36 unidades experimentais (parcelas). Cada parcela foi composta de um vaso (caixa de concreto) de 167 dm3, impermeabilizada e com sistema de drenagem, que recebeu uma MPB.
Os níveis de N foram definidos considerando o valor de 0,8 kg de N por tonelada de colmo, conforme indicado para o cultivo de cana-de-açúcar no centro-sul do Brasil (Otto et al., 2021), e equivalente a expectativa de produtividade de colmos de 150 t ha-1. Os níveis de P e de K foram escolhidos com base nos valores mínimos e máximos recomendados para a cana-de-açúcar, considerando a análise de solo e a produtividade esperada (Landell et al., 2012). A adubação com N e K foi parcelada, sendo 25% aplicado no sulco de plantio, 35% aos 30 dias após o transplantio das MPB’s e 40% aos 60 dias após o transplantio, das respectivas doses em cobertura, na superfície do substrato, circundando a planta. 
Amostras de terra (Latossolo vermelho amarelo, textura arenosa) foram coletadas antes da implantação do experimento e na ocasião da colheita da cana-planta, para análise química e avaliação da fertilidade do solo. Após a coleta, serão secas ao ar, passadas em peneiras com abertura de malha de 2 mm e analisadas quimicamente, em relação ao pH em CaCl2 0,01 mol L-1, fósforo disponível (resina), cálcio, magnésio, potássio trocáveis, acidez total (H+Al), matéria orgânica, enxofre e micronutrientes (Cu, Fe, Mn e Zn) extraídos com DTPA, a pH 7,3; e B pelo método da água quente (Raij et al., 2001).
Após obtenção dos resultados e antes da instalação dos experimentos, a reação do substrato foi corrigida com calcário para elevar a saturação por bases para 60% de acordo com (Raij and Cantarella, 1997), na camada de 0-40 cm de profundidade.
Como propágulos, foram usadas MPB’s de cana-energia adquiridas em parceria com a Nuseed S.A. do Brasil. Sendo transplantada uma muda MPB por vaso. A adubação de plantio foi feita de acordo com os tratamentos descritos anteriormente, e realizada em um sulco de 15 cm (análogo as condições de campo) antes do transplantio das MPB’s. 
Foi adotado o sistema de irrigação por gotejamento, com uma linha de gotejo com 5 emissores espaçados em 0,20 m e com vazão de 1,6 L h-1, em cada uma das 324 unidades experimentais. O manejo da irrigação foi baseado no monitoramento do potencial mátrico do solo; para isso, baterias compostas por três tensiômetros e sensores capacitivos foram instaladas em cada parcela de referência a profundidades de 0,15 m, 0,25 m e 0,35 m, representando cada camada respectivamente. 
Para irrigação plena, o nível de reposição hídrica 100% θcc foi estimado somando-se as reposições hídricas de água necessárias para elevar a umidade do solo até capacidade de campo em cada uma das camadas. Para condição de déficit, a reposições hídrica aplicadas ao experimento: 50% θcc que foi calculada como frações da reposição baseado na reposição de 100% θcc. O manejo da irrigação foi realizado por meio do potencial matricial (Ψm) da água no solo monitorado em três repetições das parcelas referências e, em seguida, a estimativa da umidade foi realizada por meio de modelagem (van Genuchten, 1980). A diferenciação dos níveis de irrigação iniciou aos 30 dias após o transplantio da MPB’s, a fim de garantir uniformidade e estabelecimento do stand de plantio. 
Avaliação biométricas - Para obtenção de respostas quanto as diferentes doses de P nas variáveis de crescimento que influenciam diretamente na produtividade de colmos das duas variedades de cana-energia, foram mensurados: altura das plantas, diâmetro do colmo e contados os números de perfilhos, aos 360 dias (ciclo por corte = 12 meses), na ocasião da colheita, a fim de obter respostas sobre em qual dose nos parâmetros de crescimento apresentarão melhor desempenho.
Produtividade de colmos - A produtividade é um dos parâmetros mais importantes da produção de cana, pois está diretamente ligada ao poder de faturamento do canavial, produção de bagaço e poder calorífero para geração de bioenergia da cana. Sendo assim como na avaliação anterior objetiva-se investigar o comportamento da produtividade de colmos nas diferentes doses de P nas duas condições de reposição hídrica. Para obtenção dessa informação, imediatamente após o corte e a limpeza, os colmos serão pesados em balança digital semianalítica, obtendo-se a biomassa fresca de colmos (BFC) de cada touceira. A produtividade de colmos por hectare - TCH (t ha-1) será extrapolada considerando-se a soma da biomassa fresca de colmo das duas touceiras e a área útil ocupada pelo dossel das plantas em cada parcela. Para isso, será calculada a produtividade para a área de solo da parcela (0,43 m2 parcela-1) e também para a área total disponível para o dossel, considerando os corredores (0,81 m2 parcela-1) com a equação 1, a primeira "superestimando" e a segunda "subestimando" os resultados (Barbosa, 2015). 
Assim, o valor de produtividade considerado/ajustado é o resultado da média entre os dois valores calculados anteriormente, representando o valor de produtividade médio para a área útil ocupada pelo dossel das plantas da parcela (0,5 x 0,75m2 parcela-1). Esta metodologia será adotada em função da dificuldade e incerteza nas extrapolações de cultivos em ambiente protegido para os padrões geralmente adotados no campo (efeito "bouquet"), ressaltando que o objetivo é a comparação dos tratamentos sob a mesma condição de cultivo, porém, mantendo os valores/parâmetros medidos dentro de uma ordem de grandeza aceitável (Barbosa, 2015).
Em que: TCH - produtividade decolmos por hectare, em t ha-1; BFC - biomassa fresca de colmos, em kg; 0,43 e 0,81 - área de solo da parcela e área disponível para o dossel das plantas, em m2; e 10 - Fator para conversão de kg m-2 para t ha-1.
Rendimento bruto de açúcar - O cálculo do rendimento bruto de açúcar (RBA t ha-1), por área será extrapolado com a equação 5, levando-se em consideração os cálculos anteriores de TCH e de ATR.
Em que: RBA - rendimento bruto de açúcar, em t ha-1; TCH - produtividade de colmos por hectare, em t ha-1; e ATR - açúcar total recuperável, em kg t-1.
Amostragem de folhas, colmo e bolo - Diante da inexistência de dados sobre o manejo nutricional da cana-energia, a extração de nutrientes e alocação dos nutrientes na biomassa e das partes que constituem sua biomassa, o conhecimento sobre essas variáveis é urgente, para obtenção dessas respostas, serão coletadas folhas de cada parcela, separando-se os 20 cm centrais da folha +1 (folha mais alta com colarinho visível – “TVD”), excluindo-se a nervura central. 
As amostras de colmos serão coletadas posterior a obtenção da produtividade de colmos. As amostras de folhas e colmos serão lavadas sequencialmente com água destilada, solução de HCl 0,1 mol L-1 e água deionizada. Após a lavagem, secos em estufa com circulação forçada de ar, a 40°C. Para secagem uniforme e facilidade na moagem as amostras de colmos serão fracionadas em filetes. As amostras serão moídas e armazenados em câmara fria, até análise química, para obtenção das curvas de extração de nutrientes.
O elementos (P) foi determinado conforme procedimento de rotina do Laboratório de Nutrição Mineral de Plantas do CENA/USP (Malavolta et al., 1980). A determinação do elemento no caldo será obtida por cálculo de diferença entre os teores encontrados no colmo e bolo úmido.
Acúmulo e eficiência do uso de P - Para obtenção da resposta sobre a composição mineral da biomassa e seus segmentos, será quantificado o acúmulo de nutriente (kg ha-1), em cada parte da planta, que será estimado com os dados de produtividade de matéria seca (t ha-1) e de teores de P (g kg-1) obtidos conforme descrito no item 4.11 de cada parte da cana-energia (colmos, folha e caldo/açúcar). A soma dos acúmulos das partes equivale ao total acumulado na biomassa da parte aérea da planta por hectare. Será calculada a eficiência do uso dos nutrientes para produção de colmos e caldo/açúcar.
FORMA DE ANÁLISE DOS RESULTADOS 
Os resultados obtidos, para verificação dos pressupostos de normalidade de variância, serão testados usando o teste de Shapiro e Wilk (Shapiro and Wilk, 1965) e de homocedasticidade pelo teste de Levene. As correlações serão realizadas por meio de Correlações de Pearson. A comparação das médias será realizada pelo teste de Tukey, em nível de significância de 5%. As análises serão realizadas com o software R v.3.3.4, versão 2020 (R Core Team, 2020) , utilizando os pacotes Exp Des.pt (Ferreira et al., 2014) e ggplo2 de (Wickham, 2011). Os tratamentos em esquema fatorial, permitirão a obtenção de interações entre doses de N, P e K, por meio de estudo de superfície de resposta Y = a + bN + cP + dK + eNP + fNK + gPK+ hN2 +iP2 + jK2. Tal estratégia, possibilitará a adequação inicial das doses de N, P e K, para as variedades Vertix 3 e Vertix 2, nas condições de reposição hídrica de 50% e 100%, respectivamente.
Resultados
Discussão
Conclusão
Referências bibliográficas
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