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Title in Portuguese: Impacto de frações de lixiviação no acúmulo de sais, eficiência do uso da água e perdas de nutrientes em milho sob estresse salino
Title: Impact of leaching fractions on the accumulation of salts, water use efficiency and losses of nutrients in maize under saline stress
Author: Freitas, Emanuel Dias
Advisor(s): Lacerda, Claudivan Feitosa de
Keywords: Balanço hídrico do solo
Salinidade
Irrigação
Lixiviação
Zea mays
Soil water balance
Salinity
Irrigation
Leaching
Issue Date: 2020
Citation: FREITAS, Emanuel Dias. Impacto de frações de lixiviação no acúmulo de sais, eficiência do uso da água e perdas de nutrientes em milho sob estresse salino. 2020. 117 f. Tese (Doutorado em Engenharia Agrícola) – Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2020.
Abstract in Portuguese: O uso de água salina na agricultura é uma prática recorrente em regiões com escassez hídrica. No intuito de amenizar os efeitos negativos que a presença de sais provoca nas culturas, um dos métodos mais utilizados é a aplicação da fração de lixiviação (FL). Entretanto, a depender da quantidade de água utilizada na FL, esse método pode contribuir para prejuízos econômicos e ambientais. Diante disso, objetivou-se com o presente trabalho avaliar como as FL impactam no acúmulo de sais, eficiência do uso da água (EUA) e perdas de nutrientes em milho submetido ao estresse salino. Para isso, foram analisadas variáveis fisiológicas, de crescimento e produção em plantas de milho (BRS 2020) cultivadas em colunas de solo. Em adição, para o estudo das perdas de nutrientes e acúmulo de sais no sistema, avaliou-se também a concentração de elementos químicos nas folhas do milho, no lixiviado e no solo. O experimento foi instalado na área da Estação Meteorológica da Universidade Federal do Ceará, Fortaleza – CE, em delineamento inteiramente casualizado, composto por 4 níveis de salinidade da água de irrigação – CEa (0,5, 2,0 4,0 e 6,0 dS m-1), 2 formas de determinação da FL e 7 repetições. As parcelas experimentais foram compostas por uma coluna de solo cultivada com milho. As FL foram calculadas por dois métodos: AS - Aplicação da FL para cada nível de salinidade, de acordo com a fórmula proposta por Rhoades; BS - Aplicação da FL de 15% calculada a partir do balanço hídrico do solo das parcelas experimentais. Foram avaliadas: variáveis na planta (crescimento, trocas gasosas, índice de clorofila, produção, EUA e teores foliares de elementos químicos), variáveis no lixiviado (NO3, K, P, Ca, Mg, Na, Cl-, relações Na/K e NO3/Cl-) e no solo em diferentes camadas (pH, CE, N, K, P, Ca, Mg, Na e Cl-). Para todas as variáveis de crescimento e produção não houve diferença entre os métodos de determinação da FL. No tratamento AS, observou-se maior condutância estomática, menor concentração de K foliar, maior lixiviação de N, P e K e menor EUA. Em BS, verificou-se os maiores níveis de elementos químicos nas folhas do milho e maior acúmulo de N no solo. Independente dos métodos de determinação da FL, as concentrações foliares de N, P e K diminuíram em função do aumento da salinidade da água de irrigação. No solo, constatou-se o acúmulo de K, Na, Mg e Cl- em profundidade. Além disso, com exceção do K, observou-se o aumento dos níveis desses íons à medida que se aplicava água mais salina. Desta forma, concluiu-se que o método BS para o milho submetido às condições deste experimento apresentou maior EUA, menores perdas de nutrientes e menor consumo de água e não deferiu dos resultados de AS em relação ao crescimento e produção da planta.
Abstract: The use of saline water in agriculture is a recurrent practice in regions with water scarcity. In order to mitigate the negative effects that the presence of salts causes in crops, one of the most used methods is the application of the leaching fraction (LF). However, depending on the amount of water used in LF, this method can contribute to economic and environmental losses. Therefore, the aim with this study was to evaluate how the LF impact the salt accumulation, water use efficiency (WUE) and loss of nutrients in maize submitted to salt stress. For this, physiological, growth and yield variables in maize plants (BRS 2020) grown in soil columns were analyzed. In addition, for the study of nutrient losses and salt accumulation in the system, the concentration of chemical elements in the leaves of maize, in the leachate and in the soil were also evaluated. The experiment was installed in the area of the Meteorological Station of the Federal University of Ceará, Pici campus, Fortaleza - CE, in a completely randomized design, composed of 4 salinity levels of irrigation water - ECw (0.5, 2.0, 4.0 and 6.0 dS m-1), 2 methods of determining the leaching fraction and 7 replications. The experimental plots were composed of a soil column grown with maize. The LF were determined by two methods: AS - Application of LF calculated for each level of salinity, according to the formula proposed by Rhoades; BS - Application of 15% LF calculated from the soil water balance of the experimental plots. The following variables were evaluated: plant variables (growth, gas exchange, chlorophyll index, yield, WUE and leaf contents of chemical elements), leachate variables (pH, EC, NO3, K, P, Ca, Mg, Na, Cl-, Na/K e NO3/Cl- ratios) and soil in different layers (pH, EC, N, K, P, Ca, Mg, Na e Cl-). For all growth and yield variables, there was no difference between the methods of determining LF. In the AS treatment, higher stomatal conductance, lower leaf K concentration, higher N, P and K leaching and lower WUE were observed. In BS, there was a higher level of chemical elements in the leaves of maize and a greater accumulation of N in the soil. Regardless of the LF determination methods, the leaf concentrations of N, P and K decreased due to the increase in salinity of the irrigation water. In the soil, K, Na, Mg and Cl- accumulated in depth. Furthermore, with the exception of K, there was an increase in the levels of these ions as more saline water was applied. In this way, it was concluded that the BS method for maize submitted to the conditions of this experiment presented greater WUE, lesser nutrient losses and lesser water consumption and did not differ from the results of AS in relation to plant growth and yield.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/57341
metadata.dc.type: Tese
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