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Fitotecnia: Soja e Milho Introdução ao estudo da cultura do milho Msc. Flávia Luciane Bidóia • Unidade de Ensino: 3 • Competência da Unidade: conhecer os diversos aspectos que influenciam no planejamento e na implantação da cultura do milho e as técnicas para manejar e conduzir essa cultura. • Resumo: Implantação da cultura do milho em campo e conhecimento sobre as características fisiológicas e morfológicas da planta. • Palavras-chave: milho, implantação, manejo, fisiologia • Título da Tele aula: Introdução ao estudo da cultura do milho • Tele aula nº: 03 Introdução • Cultura do milho: mais produzida no mundo • Brasil: é a segunda cultura mais produzida • Atuar em diversos segmentos: • Insumos para produção agrícola • Produtos agropecuários • Comercialização e armazenagem • Indústrias de 1° segmento: rações para animais / moagem • Indústria de 2° segmento: produção animal / indústrias alimentícias • Distribuição ao consumidor: atacado e varejo Introdução • É um produto muito demandado pelo mercado: Brasil 65% do milho: alimentação animal, e 11%: indústria • Produtividade média de 5.355 kg/ha (média de 90sc/ha) • Possibilidades: 18.000 kg/ha (300 sc/ha) • Aumento na produtividade: tecnologias a campo e melhoramento genético • Introdução • Aspectos que influenciam no planejamento e implantação da cultura do milho • Características morfológicas e fisiológicas da planta de milho Introdução • Centro de origem e o seu ancestral, quais foram os primeiros povos a cultivá-lo e para quais finalidades • Abordar a importância socioeconômica da cultura no contexto mundial e nacional • Comercialização no Brasil e as questões sociais e ambientais 1 2 3 4 5 6 Qual a importância desses conceitos? • Aspectos que influenciam no planejamento e implantação da lavoura • Responsáveis pelo sucesso da produção comercial da lavoura de milho Flávia Bidóia Origem e importância socioeconômica da cultura do milho Morfologia Importância e caracterização da cultura do milho • Milho: Zea mays • Culturas mais antigas • Extrema importância econômica e social • Grão mais produzido mundialmente • Terceiro cereal mais cultivado Origem genética: • A partir da evolução do teosinto (Zea mays subsp. mexicana) • Gramínea da família das Poaceae • Utilizada alimentação animal • Apresenta perfilhos • Primeiros registros do cultivos: 7.300 anos na Mesoamérica https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/31/Zea_mays_subsp._mexicana.jpg/640px- Zea_mays_subsp._mexicana.jpg Expansão da cultura: • Fins ornamentais • Apresentou valor alimentício • Disseminação para o “Novo Mundo” - 2500 aC. • Base alimentar: Olmecas, Maias, Astecas e Incas • Consolidação: século XV • Produção mundial: + 1 bilhão de toneladas 7 8 9 10 11 12 • Mercado consumidor crescente: alta demanda • Com isso houve um aumento de área e de produtividade • Brasil: 2° maior exportador • Produto utilizado como matéria-prima em diversos produtos e insumo em sistemas agroindustriais • Utilizado no setor industrial e energético • Alimentação humana e pratos típicos Características da planta de milho • Monocotiledônea • Família Poaceae, gênero Zea, espécie mays • Diploide: 2n – 2x – 20 cromossomos • Monoica: inflorescência feminina e masculina na mesma planta, em locais diferentes • Protândrica: inflorescência masculina aparece primeiro / 3-5 dias antes da emergência estilo-estigma • Alógama • C4: melhor aproveitamento luz solar Morfologia • Colmo • Folhas • Pendão • Espigas • Grãos/sementes • Sistema radicular www.istockphoto.com Sistema radicular • Raízes primárias ou temporárias • Raízes secundárias ou permanentes • Raízes adventícias ou aéreas Colmos • Formados por nós e entrenós (10-25 genótipo) • Órgão de reserva de fotoassimilados: reserva que poderá ser convertida para grãos – 5/50% • Suportar folhas e partes florais Folhas • Alternadas e lanceoladas • Lisas e com cerosidades • Emergem dos nós • Nervuras paralelas https://commons.wikimedia.org/ 13 14 15 16 17 18 • Partes: • Lâminas: produção de fotoassimilados • Bainha foliar: fixação da folha • Aurícula: permite mobilidade • Lígula: evitar contaminações externas/ reduz de perda de água https://commons.wikimedia.org/ Terço superior: 50% Terço médio: 30% Terço inferior: 20% www.istockphoto.com Pendão • Inflorescência masculina • Formado por espiguetas • Grão pólen • Viável por 24h • Liberação: 5-8 dias (14 dias após a abertura floral) • Alcançar 500 m www.istockphoto.com Espiga • Inflorescência feminina • Ramo lateral modificado • Apresenta: estilo-estigma • Viáveis por 2 semanas • Acontecer veranico: viabilidade do estilo- estigma é reduzido • “cabelo”: vai degenerar, indiferente da fertilização acontecer ou não www.istockphoto.com Grãos • Cariopse (produto seco) • Composição: • 70% amido • 8-10% proteínas • 10% fibras • 5% óleo • Partes: pedicelo, pericarpo, endosperma e embrião Desenvolvimento do milho em campo 19 20 21 22 23 24 Estádios fenológicos Qual a importância de se identificar e acompanhar o desenvolvimento de uma lavoura por meio dos estádios de crescimento da planta? • Os estádios de crescimento da planta de milho se dividem em vegetativos e reprodutivos • A importância em identificar a planta pelos diversos estádios prende-se ao fato de que o clima (luminosidade, temperatura e chuva) varia de ano para ano agrícola. • O aparecimento de cada estádio vai depender do meio ambiente. • Correto é planejar qualquer medida de manejo pelo nível de desenvolvimento (número de folhas formadas ou estádio de formação do grão), em vez de se utilizar números de dias após o plantio. Estádios fenológicos • Vegetativos: V1, V2, V3... Vn • n: folha final totalmente expandida produzida antes do pendoamento • Reprodutivos • R1: formação e polinização • R2: grão bolha d’água • R3: grão leitoso • R4: grão pastoso • R5: formação de dente • R6: maturidade fisiológica VE – emergência • Semeadura – germinação – emergência • Duração: 4/5 dias • Condições adversas: baixa umidade, alta temperatura, pode atrasar a emergência em 2 semanas V1/V3 – 3 folhas verdadeiras expandidas • 14 dias após a emergência • Pelos do sistema radicular • Geradas todas as folhas e espigas • Rendimento de grãos e definição de produção V1/V3 – ocorrência de condições adversas • Baixas temperaturas - Expandir tempo entre as fases - Produzir maior número de folhas - Retardar emissão pendão - Reduzir teores disponíveis para a planta • Excesso de água - Morte das plantas 25 26 27 28 29 30 V5 – 5 folhas expandidas • Produção folhas e espigas completas • Pendão no ápice do caule • Ponto de crescimento sob a superfície do solo V6 – 6 folhas expandidas • Local de crescimento e pendão acima da superfície do solo • Colmo com alongamento acelerado V8 – 8 folhas expandidas • Abscisão de folhas pioneiras • Tolerar excesso de chuvas (menos período prolongado) • Déficit hídrico: - Reduzir tamanho de internódios - Reduzir potencial reserva de açúcares - Colmos finos - Plantas menores - Menor área foliar 31 32 33 34 35 36 V9 – 9 folhas expandidas • Espigas visíveis • Cada nó, com exceção do 6° ao 8° abaixo do pendão, pode gerar uma espiga • Crescer 1 a 3 espigas: depende do caráter prolífero do genótipo • Aumento da taxa de desenvolvimento dos órgãos florais e pendão V10 – 10 folhas expandidas • Demanda por água e nutrientes • Acelerado e constante crescimento • Armazenamento de açúcares • Elevação do peso seco V12 – 12 folhas expandidas • Número de grãos ou óvulos para boa produção • Comprimento da espiga • Maior risco de perdas até a polinização 37 38 39 40 41 42 V17 – 17 folhas expandidas • Definição da quantidade de grãos por fileiras, ocorre 7 dias após o florescimento • Déficit hídrico: - 14 dias antes ou após o florescimento pode ocasionar redução no rendimento V18 • Plantas do milho estãohá sete dias do período de florescer, crescimento da espiga permanece acelerado • Déficit hídrico: afetar de forma crescimento dos órgãos femininos • Dificuldade na sincronização: emissão de pólen para a captura pela espiga • Falta de água permanecer: retardar o desenvolvimento do cabelo até o final da liberação do pólen, ou seja, óvulos emitirem o estilo-estigma depois da liberação do pólen não serão fertilizados VT – pendoamento (pendão = Tassel) • Ramo final do pendão totalmente visível • Falta ou excesso de água + temperatura acima de 35°C, pode reduzir a produção Desenvolvimento do milho em campo VT – R1 • Plantas suscetíveis à falta ou excesso de água, baixa ou alta temperatura, ataque de pragas e doenças • R1: formação de espiga e polinização • R2: bolha d’ água • R3: leitoso • R4: pastoso • R5: farináceo • R6: maturidade fisiológica 43 44 45 46 47 48 Estádio R1 • Florescimento e polinização • Crescimento dos estilo-estigmas até serem polinizados • Cessa a elongação do colmo e internódios • Definição do número de óvulos fertilizados • Colheita de minimilho Estádio R2 • Grãos bolha d’água • Grãos – 85% de umidade • Definição da densidade do grão • Início da formação do embrião • Problemas com período nublado e déficit hídrico Estádio R3 • Grãos leitosos • Translocação de fotoassimilados – enchimento dos grãos – 80% de umidade • Colheita milho verde Estádio R4 • Grãos pastosos • Acúmulo de amido – 70% de umidade • Rápido acúmulo de MS Estádio R5 • Grãos farináceo – formação do dente • Grão assumindo forma • Perda de umidade acelerada – 55% umidade • Matéria seca: 33-37% 49 50 51 52 53 54 Estádio R6 • Ponto de maturidade fisiológica • Máximo: vigor e matéria seca • Aparecimento de camada negra • 30-38% umidade Quais os estádios de desenvolvimento da planta mais suscetíveis a ocorrência de algum tipo de estresse? • Iniciação floral e desenvolvimento da inflorescência: V5 • Período de florescimento: conhecido como VT/R1 - fertilização dos grãos – altas taxas de metabolismo • Enchimento de grãos: R2 a R6 - depósito de matéria seca nos grãos contribuindo para aumentar o seu peso Quais são as principais consequências do déficit hídrico? • Tempo seco na época do florescimento é prejudicial porque o cabelo da boneca seca e pode não conter umidade suficiente para suportar a germinação do pólen e o crescimento do tubo polínico até o ovário. • Dois dias de estresse hídrico no florescimento diminuem o rendimento em mais de 20%. • Durante a floração, 4 a 8 dias de seca diminuem a produção em mais de 50%. • O efeito do estresse hídrico sobre o crescimento da planta será diretamente no alongamento celular, enquanto a divisão celular não é tão afetada. • Isso equivale dizer que a planta, mesmo sob condições de falta de água, continua sua divisão celular, porém o alongamento é reduzido ou até paralisado, dependendo da duração e da intensidade do estresse. 55 56 57 58 59 60 • Submetida a déficit hídrico, as plantas fecham estômatos, eliminam mecanismo de resfriamento e aumentam a temperatura da folha, afetando a respiração. • Com isso, vai haver maior consumo de reservas, o que vai reduzir não só o crescimento como a produção de matéria seca de uma maneira geral. • A redução na fotossíntese se dá por: fechamento estomático e diminuição da área foliar. Plantas em condições de estresse hídrico passam mais tempo respirando do que fotossintetizando. • Água é de fundamental importância, porém sua falta é o fator mais inibidor da produção, após a luz: se não tem água, não tem fotossíntese. Quais são os efeitos diretos da elevação e da diminuição da temperatura nas diversas fases de desenvolvimento da cultura? • Se forem consideradas as fases da emergência à polinização, a elevação da temperatura acelera o pendoamento, enquanto na polinização o efeito da temperatura (acima de 30 °C) vai reduzir a viabilidade do pólen. • Da polinização à maturidade fisiológica, a elevação de temperatura vai provocar o encurtamento da fase de enchimento de grãos, com consequente menor taxa de acúmulo de matéria seca nos grãos e menor teor de proteína. • Com a redução da temperatura abaixo de 12 °C, vai haver redução da germinação, e o desenvolvimento será reduzido da emergência ao pendoamento, uma vez que o metabolismo diminui com a baixa da temperatura. • Após a maturação fisiológica, o metabolismo vai continuar lento, com baixa perda de umidade nos grãos e comprometimento na qualidade de grãos. 61 62 63 64 65 66 Ecofisiologia e exigências edafoclimáticas para a cultura do milho Plantas C3 • 85% das plantas apresentam mecanismo C3 • Leguminosas e gramíneas de inverno (trigo, cevada) • Capturar CO2 e formar compostos com 3 carbonos • Enzima responsável: Rubisco • Estômatos: capturar de CO2 / Perda de água pela transpiração • Plantas esbanjadoras de água • Necessitam de grandes quantidades de água no calor • Plantas não fazem estoque de CO2 • Rubisco + O2 = fotorrespiração (gasto de energia) Plantas C4 • Gramíneas tropicais (milho e cana) • Possuem 2 mecanismos isolados: primeiro vai capturar CO2 e armazenar, e um segundo, utilizar o CO2 • Ação 2 enzimas: PEP-carboxilase e Rubisco • Apresentam estoque de carbono • Evitam fotorrespiração, menos dependentes de água, melhor aproveitamento da MO • Plantas em altas temperaturas, elevada intensidade luminosa e falta de água: acumular o dobro de biomassa por área foliar no mesmo espaço de tempo que uma planta C3 Ecofisiologia do Milho - Apresenta rota fotossintética C4 - Possui duas enzimas responsáveis pela fixação de CO2 Exigências climáticas • Como o clima influencia a cultura do milho? • Qual a importância da luz solar para o desenvolvimento do milho? • O milho é sensível a fotoperíodo? • Qual é o efeito da temperatura no desenvolvimento da cultura e na produção de grãos? 67 68 69 70 71 72 Exigências climáticas • Qual é o efeito da altitude na produtividade do milho? • O que significam acúmulo térmico, soma térmica e índice graus-dia? Como o clima influencia a cultura do milho? • A radiação solar, a precipitação e a temperatura são as variáveis que mais influenciam na produção de grãos e de matéria seca da cultura do milho • A radiação solar: fotossíntese para a produção de biomassa • Precipitações: abastecer solo de água e reduzem as taxas de radiação por meio das nuvens • Temperatura: fisiologia da planta e na sinergia com o ambiente, regulada por essas alternâncias e pelas estações do ano • Regiões mais frias: baixas temperaturas provocam geadas, congelando o orvalho. • Regiões menos úmidas: quantidade de chuvas, no período mais crítico da cultura, pode ser insuficiente. • Baixa precipitação e chuvas concentradas em um período estreito limitam drasticamente a produção de milho. Qual a importância da luz solar para o desenvolvimento do milho? • O milho é uma planta C4, o que equivale dizer que é altamente eficiente na presença da luz, assim como tolera altos níveis de radiação luminosa. • Maior sensibilidade: início da fase reprodutiva, primeiros 10–15 dias após o pendoamento. Redução da radiação luminosa ocasionar diminuição da densidade dos grãos. Períodos de muita chuva e nebulosidade: • Crescimento maior da planta, que se mantém vistosa com um verde intenso, porém a produção de grãos cai. • Em um período de nebulosidade de 25 dias, a queda na produção pode chegar a 40%. O milho é sensível a fotoperíodo? Praticamente não. O milho é originalmente uma planta de dias curtos, embora os limites dessas horas de luz não sejam idênticos nem definidos para as diferentes cultivares. Dias longos: aumento da fase vegetativa e do número de folhas, ocasionando o atraso no florescimento. Plantas de milho são sensíveis ao fotoperíodo apenas em latitudes superiores a 33° S. 73 74 75 76 77 78 Qual é o efeito da temperatura no desenvolvimento da cultura e na produçãode grãos? O ideal é ter temperaturas em torno de 25°C e 30°C durante o dia e com noites frias, em torno de 16°C e 19°C. Noites e dias quentes aceleram o ciclo e perda de rendimento Noites e dias frios aumentam em muito o ciclo, sem no entanto trazer nenhuma vantagem para o rendimento final Qual é o efeito da altitude na produtividade do milho? • A altitude tem um efeito direto na temperatura, tanto diurna como noturna, afetando a fotossíntese e a respiração. • Maiores altitudes: maior número de dias para atingir o pendoamento, aumentando o ciclo e apresentando maior rendimento de grãos • Maiores altitudes: temperaturas máximas menores e mais próximas da temperatura ótima. • Menores temperaturas noturnas diminuem a taxa de respiração, resultando na redução do ponto de compensação (ponto em que a fotossíntese e a respiração são idênticas), que também implica o aumento da produtividade. O que significam acúmulo térmico, soma térmica e índice graus-dia? • Cada subperíodo fisiológico do ciclo de vida da planta de milho requer o acúmulo de uma determinada quantidade de calor. • Índice graus-dia: calculado considerando a soma das temperaturas diárias acima da temperatura base para o desenvolvimento da cultura • O conceito de graus-dia assume a existência de uma temperatura base, abaixo da qual o crescimento e o desenvolvimento da planta são interrompidos ou extremamente reduzidos. • O tempo entre plantio e florescimento do milho está mais relacionado com a temperatura (soma térmica) do subperíodo emergência-florescimento do que com o número de dias após o cultivo. Classificação Esses resultados contribuem para classificar o ciclo: • Híbridos tardios: acima de 890 graus-dia para o florescimento; • Precoces mais de 831 e menos de 890 graus-dia; • Superprecoces necessitam de menos de 830 graus-dia. 79 80 81 82 83 84 Classificação em três grupos de acordo com as unidades calóricas • Grupo I - requer até 780 U.C (precoce) (n < 110 dias). • Grupo II - precisa entre 780 e 860 U.C. (ciclo médio) (110 dias < n < 145 dias). • Grupo III – necessita de mais que 860 U.C. (ciclo tardio) (n > 145 dias). Em que “n” expressa o número de dias da emergência à maturação fisiológica. Finalizando Finalizando... 85 86 87