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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.11.2020.tde-20012020-114612
Document
Author
Full name
Leandro Moraes Zambon
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2020
Supervisor
Committee
Reichardt, Klaus (President)
Dourado Neto, Durval
Pilau, Felipe Gustavo
Umburanas, Renan Caldas
Title in Portuguese
Caracterização do crescimento e acúmulo de nitrogênio em uma cultura de soja de elevada produtividade
Keywords in Portuguese
Glycine max [L.] Merr.
Acúmulo
Balanço de nitrogênio
Nitrogênio
Abstract in Portuguese
A cultura da soja (Glycine max (L.) Merr.) é uma das maiores fontes vegetais de proteína e óleo. Devido à alta concentração nas sementes, o nitrogênio (N) é o elemento mais extraído e exportado pela cultura, sendo um componente chave na busca de altos rendimentos e qualidade de sementes. Em lavouras de elevada produtividade, pouco se sabe sobre o acúmulo de N nos diferentes órgãos da planta bem como a contribuição relativa da fixação biológica de nitrogênio (FBN) em relação ao acúmulo total de N na planta. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi caracterizar o crescimento e o acúmulo de N em uma cultura de soja de elevado rendimento. A pesquisa foi realizada em área experimental no município de Piracicaba, sendo o solo classificado como Latossolo Vermelho distrófico argiloso. A área experimental constituiu-se de um talhão homogêneo com 60 parcelas idênticas, deslocadas apenas para amostragem em diferentes estádios de crescimento. A cultivar de soja utilizada foi a RK7518 IPRO e foi semeada no dia 10/10/2017 com espaçamento nas entrelinhas de 0.45m e taxa de semeadura de 300.000 plantas ha-1. Durante o ciclo da cultura, nove coletas foram realizadas. Em cada uma delas, 6 parcelas foram amostradas (6 repetições), sendo 3 plantas coletadas de cada uma. Os estádios fenológicos amostrados foram VE, V4, V8, R1, R2, R4, R5.2 e R6 e R8. O índice de área foliar foi determinado para as plantas coletadas nos estádios V4, V8, R1, R2, R4, R5.2 e R6. Determinou-se a massa de matéria seca média (MMS) de todos os órgãos separadamente bem como o teor de N dos órgãos para as plantas de todos os estádios amostrados. Através do produto desses atributos, estimou-se o acúmulo total de N por hectare relativo aos órgãos e ao total. Os dados de acúmulo total de MMS e N foram submetidos a um modelo matemático para determinar as máximas taxas de acúmulo de MMS e N total. O teor de nitrato (NO3-) e de ureídeos na haste da soja foram determinados, e a eficiência da FBN foi estimada pelo método da abundância relativa de ureídeos. Esses dados foram submetidos à análise de variância e teste de Tukey a 95% de significância. Através da estimativa do N oriundo da FBN, calculou-se o balanço parcial e a lacuna de N. No dia 02/03/2018, a área útil de todas as parcelas foi colhida e a produtividade foi determinada. O teor de N nas sementes foi analisado. Calculou-se o índice de colheita (IC) e o índice de colheita para nitrogênio (ICN) com e sem a contribuição das raízes. As raízes apresentaram crescimento até R5.2 com posterior redução em massa. A máxima massa de haste e vagem por planta foi encontrada em R8. Para as folhas, máxima massa foi determinada em R5.2 bem como máximo IAF, com posterior redução em R6 e ausência de massa em R8. A produtividade foi de 6470 kg ha-1. O máximo acúmulo de MS ocorreu em R8 com 17.884 kg ha-1 ou 16.808 kg ha-1 quando considerada somente a parte aérea. A máxima taxa de acúmulo de MS ocorreu aos 76 DAE e foi de 340 kg ha d-1. O IC sem e com raízes foi de 33.48% e 31.47%, respectivamente. O máximo acúmulo de N para os órgãos vegetativos ocorreu em R5.2, sendo o máximo acúmulo de N na planta em R8 da ordem de 599.8 kg N ha-1. A remobilização de N foi de 66.8% e 87.2% para as raízes e hastes, respectivamente. A máxima taxa de acúmulo de N ocorreu aos 84 DAE e foi de 9.9 kg N ha d-1. O ICN foi de 62.4% e 61.84%, sem e com raízes, respectivamente. O teor de NO3- na haste foi máximo em V4 e mínimo em R6. Para ureídeo, máximo teor foi encontrado em R5.2. A eficiência da FBN foi máxima em R5.2 com 65.2% com redução para 59.3% em R6. O balanço parcial de N foi negativo mesmo quando o N contido nas raízes foi contabilizado. Os valores foram de -42.75 e - 33.35 kg N ha-1, sem e com raízes, respectivamente. A lacuna de N foi de 231.7 kg N ha-1
Title in English
Characterization of growth and nitrogen accumulation in a high yield soybean crop
Keywords in English
Glycine max [L.] Merr
Accumulation
Nitrogen
Nitrogen balance
Abstract in English
Soybean (Glycine max (L.) Merr.) is one of the largest vegetable sources of protein and oil. Due to the high concentration in the seeds, nitrogen (N) is the most extracted and exported element in the crop, being a key component in the search for high yields and seed quality. In high yield crops, little is known about N accumulation in different plant organs as well as the relative contribution of biological nitrogen fixation (BNF) to total N accumulation in the plant. In this sense, the objective of this work was to characterize the growth and accumulation of N in a high yield soybean crop. The research was carried out in an experimental area in Piracicaba, SP, Brazil, and the soil was classified as clayey dystrophic Red Latosol. The experimental area consisted of a homogeneous plot with 60 identical plots, displaced over the field only for plant sampling at different growth stages. The soybean cultivar used was RK7518 IPRO and was sown on 10/10/2017 with row spacing of 0.45m and sowing rate of 300,000 plants ha-1. During the crop cycle, nine samplings were performed. Each sampling consisted of 6 plots (replications), 3 plants collected being from each one. The phenological stages at sampling were VE, V4, V8, R1, R2, R4, R5.2 and R6 and R8. The leaf area index was determined for plants collected at stages V4, V8, R1, R2, R4, R5.2 and R6. The average dry matter mass (MMS) of all organs was determined separately as well as the N content of each organ, for plants of all sampled stages. By multiplying these attributes, we estimated the total accumulation of N per hectare relative to organs and total. Total MMS and N accumulation data were subjected to a mathematical model to determine the maximum MMS and N total accumulation rates. Nitrate (NO3-) and ureid contents of soybean stem were determined, and the efficiency of BNF was estimated by the relative abundance method of ureids. These data were submitted to analysis of variance and Tukey test at 95% significance. By estimating the N from the BNF, we calculated the partial balance and the N gap. On 03/02/2018, the useful area of all plots was harvested and the yield was determined. N content in seeds was analyzed. Harvest index (HI) and nitrogen harvest index (NHI) were calculated with and without root contribution. The roots showed growth up to R5.2 with subsequent mass reduction. The maximum stem and pod mass per plant were found in R8. For leaves, maximum mass was determined in R5.2 as well as maximum LAI, with subsequent reduction in R6 and absence of mass in R8. Productivity was 6470 kg ha-1. The maximum accumulation of DM occurred in R8 with 17.884 kg ha-1 or 16,808 kg ha-1 when considering only the aerial part. The maximum DM accumulation rate occurred at 76 DAE and was 340 kg ha d-1. HI without and with roots was 33.48% and 31.47%, respectively. The maximum N accumulation for the vegetative organs occurred in R5.2, with the maximum N accumulation in the plant in R8 of the order of 599.8 kg N ha-1. N remobilization was 66.8% and 87.2% for roots and stems, recpectively. The maximum N accumulation rate occurred at 84 DAE and was 9.9 kg N ha d-1. The NHI was 62.4% and 61.84%, without and with roots, respectively. The NO3- content in the stem was maximum in V4 and minimum in R6. For ureid, maximum content was found in R5.2. BNF efficiency was maximum at R5.2 with 65.2% with a reduction to 59.3% at R6. The partial balance of N was negative even when the N contained in the roots was accounted for. The values were -42.75 and -33.35 kg N ha-1, without and with roots, respectively. Nitrogen gap was 231.7 kg N ha-1
 
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Publishing Date
2020-01-22
 
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