Nome do Projeto
Sustentabilidade no Manejo de Doenças: O Papel do Silício em Sistemas de Sucessão e Rotação de Cultivos
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
01/09/2025 - 31/08/2028
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Agrárias
Resumo
O uso do silício (Si) na agricultura tem demonstrado efeitos benéficos para melhorar a sanidade das plantas e incrementar a produtividade. Plantas de relevância para o agronegócio brasileiro que se beneficiam do Si incluem o milho, a soja e o trigo. Estas culturas, além de servirem como base para a alimentação humana e animal, são frequentemente cultivadas em sucessão e ou rotação. Nesta proposta, busca-se aprofundar o conhecimento sobre a influência do Si no controle de doenças, na produtividade e na qualidade dos grãos das quatro culturas mencionadas. No milho, será avaliado o efeito do Si na intensidade de doenças da folha e da espiga, na produtividade de grãos e na sua composição química (lipídeos, nitrogênio e proteína, cinzas e fibras), bem como na extração de óleo. Adicionalmente, será analisado efeito na concentração de micotoxinas, especialmente as produzidas por Fusarium spp. O foco em micotoxinas também será abordado na cultura do trigo. Estudos anteriores do nosso grupo demonstraram que, em plantas de trigo supridas com Si, ocorre menor severidade de doenças da folha e da espiga; porem em algumas situações, observou-se um leve aumento na concentração de micotoxinas no grão. Assim, nesta proposta serão investigadas alternativas, especialmente com uso de fungicidas, visando obter os benefícios do Si no controle de doenças e produzir grãos com baixa concentração de micotoxinas. Na cultura da soja, considerando que já se sabe que o Si isolado contribui para a redução da severidade da ferrugem da soja e do oídio, os estudo serão direcionados para entender o efeito da associação de Si no solo com o uso de fungicida na parte aérea da planta. O foco será avaliar o impacto dessa combinação no controle de doenças, na produtividade e na qualidade dos grãos por meio da determinação da composição química (lipídeos, nitrogênio e proteína, cinzas e fibras), de compostos fenólicos, isoflavonas, e da análise de óleo (extração de óleo, total de carotenoides, perfil de ácidos graxos). Todos os estudos com essas quatros culturas serão realizados em campo, em sistema de sucessão/rotação de cultivos, buscando obter informações sobre quantos cultivos sucessivos e possível aproveitar os benefícios da fertilização silicatada sem a necessidade de reaplicação. Os resultados dessas pesquisas trarão luz a questões de manejo de doenças pelo Si, à viabilidade econômica do uso da fertilização silicatada e os benefícios em termos de produtividade e qualidade de grãos, os quais são de interesse para produtores, indústrias e dos consumidores finais.
Objetivo Geral
Objetivo geral
Investigar a eficiência da fertilização silicatada, como fonte de Si, no manejo integrado de doenças de parte aérea de plantas em sistemas de sucessão/rotação de cultivos e seu impacto na produtividade e qualidade dos grãos.
Investigar a eficiência da fertilização silicatada, como fonte de Si, no manejo integrado de doenças de parte aérea de plantas em sistemas de sucessão/rotação de cultivos e seu impacto na produtividade e qualidade dos grãos.
Justificativa
Nos sistemas de cultivo agrícola, visando ao maior retorno econômico para o produtor e ao melhor aproveitamento da terra ao longo do ano, diferentes espécies vegetais podem ser cultivadas em sequência. A sucessão de cultivos corresponde à ordem de espécies cultivadas em uma mesma área, enquanto a rotação de culturas refere-se à alternância dessas espécies em diferentes anos agrícolas, na mesma área e época de cultivo. A escolha das espécies na sucessão é importante para otimizar o aproveitamento dos nutrientes adicionados ao solo. Já a rotação de culturas, no manejo integrado de doenças, tem impacto significativo na redução do inóculo inicial de fitopatógenos, contribuindo para diminuir a intensidade das doenças.
No manejo integrado de doenças, além da rotação de culturas, destacam-se práticas como a semeadura de cultivares resistentes (quando disponíveis), o uso de sementes sadias, o tratamento de sementes — especialmente com fungicidas —, a aplicação foliar de fungicidas e a fertilização adequada. Entre as estratégias de fertilização, a aplicação de silicatos no solo tem recebido crescente atenção, pois, além de corrigir a acidez, fornece nutrientes como cálcio, magnésio e silício (Si).
O silício tem se mostrado promissor na redução dos danos causados por doenças fúngicas, sendo amplamente estudado e integrado ao manejo de doenças em diversas culturas de importância econômica. No entanto, compreender por quanto tempo uma aplicação de silicato de cálcio no solo pode beneficiar as culturas e se há impactos na qualidade dos grãos produzidos é fundamental para o setor agrícola que busca incorporar a fertilização silicatada ao manejo dos sistemas de produção.
No manejo integrado de doenças, além da rotação de culturas, destacam-se práticas como a semeadura de cultivares resistentes (quando disponíveis), o uso de sementes sadias, o tratamento de sementes — especialmente com fungicidas —, a aplicação foliar de fungicidas e a fertilização adequada. Entre as estratégias de fertilização, a aplicação de silicatos no solo tem recebido crescente atenção, pois, além de corrigir a acidez, fornece nutrientes como cálcio, magnésio e silício (Si).
O silício tem se mostrado promissor na redução dos danos causados por doenças fúngicas, sendo amplamente estudado e integrado ao manejo de doenças em diversas culturas de importância econômica. No entanto, compreender por quanto tempo uma aplicação de silicato de cálcio no solo pode beneficiar as culturas e se há impactos na qualidade dos grãos produzidos é fundamental para o setor agrícola que busca incorporar a fertilização silicatada ao manejo dos sistemas de produção.
Metodologia
Os experimentos serão realizados em campo e em laboratórios. Os experimentos em campo serão realizados no Centro Agropecuário da Palma pertencente a UFPel. As análises laboratoriais serão realizadas no Laboratório de Interação Planta Patógeno e no laboratório de Cromatografia e Espectrometria de Massas – LACEM do DCTA/FAEM/UFPel. Todos os experimentos em campo serão realizados na mesma área experimental.
Material vegetal e cultivo: As cultivares, para cada cultura, a serem utilizadas serão escolhidas entre as mais cultivadas pelos produtores. A semeadura será realizada conforme indicações técnicas de cada cultura. A área a ser utilizada apresenta histórico de ocorrência das doenças, portanto não será realizada a inoculação das plantas no campo.
Fertilização e aplicação do Si: amostragens do solo serão realizadas antes da aplicação dos tratamentos e imediatamente após a instalação da cultura. A primeira tem a finalidade de auxiliar na definição das quantidades de fertilizantes e da dose de silicato de cálcio e calcário. A fertilização será realizada conforme indicações técnicas cada cultura. A dose de silicato de cálcio será aplicada para elevar o pH do solo até 6.5. Quarenta e cinco dias antes da semeadura o silicato de cálcio será incorporado ao solo. A análise do solo imediatamente após a instalação da cultura tem a finalidade de averiguar as condições homogêneas de pH e fertilidade entre os tratamentos, e para determinar a quantidade de Si disponível às plantas.
Aplicação do fungicida: para a aplicação do fungicida, os produtos, os estádios fenológicos em que ocorrerão as aplicações e as doses dos produtos serão de acordo com as orientações descritas nas indicações técnicas para cada cultura. As aplicações dos fungicidas serão realizadas com pulverizador costal propelido à CO2 (pressão de 40 lbs pol-2) utilizando-se uma barra com quatro pontas de pulverização (XR Teejet 110.02) espaçadas 0,50 m e o volume de calda ajustado para 150 L ha-1.
Estudo 1: Aplicação de fungicida em plantas de trigo supridas com Si visando a redução na concentração de micotoxinas
Estudos conduzidos previamente indicaram que o uso de fertilização silicatada complementa o controle genético e a leva a maior eficiência do controle por fungicidas da giberela. Entretanto, em algumas situações, especialmente em cultivares suscetíveis à giberela, o fornecimento de Si levou a um aumento na concentração de micotoxinas no grão. Considerando os benefícios já amplamente conhecidos do uso do Si no controle de doenças da folha, inclusive na cultura do trigo, estudos visando encontrar uma alternativa para também obter os benefícios do Si na redução da concentração de micotoxinas em grãos são necessários. Uma das opções que vemos como potencial para lograr sucesso é o momento da aplicação do fungicida ou a escolha de moléculas a ser utilizada nas pulverizações. Assim, neste estudo serão avaliadas aplicações de fungicidas em diferentes fases, no período de florescimento, da planta de trigo. Como variáveis a serem avaliadas estão a incidência e severidade da giberela, a produtividade, o peso de mil grãos, peso de grãos giberelados e grãos cheios, e a concentração de micotoxinas.
Estudo 2: Produtividade e qualidade de grãos de soja produzidos por plantas supridas com silício e tratadas com fungicida em parte aérea
Em estudo conduzido previamente foi verificado que plantas de soja cultivadas em sucessão com cevada, para a qual havia sido aplicado silicato de cálcio no solo, apresentava menor severidade da ferrugem da soja (Phakopsora pachyrhizi) e do oídio (Erysiphe diffusa). Entretanto, a associação de silicato de cálcio no solo com aplicação foliar de fungicida na produtividade e na qualidade do grão ainda é desconhecido.
Assim, neste estudo será avaliado o cultivo de soja em solo tratado com silicato de cálcio e com aplicação foliar de fungicidas. Em relação as variáveis a serem quantificadas estão: severidade de doenças foliares, produtividade, peso de mil grãos e a qualidade dos grãos por meio da determinação da composição química (lipídeos, nitrogênio e proteína, cinzas e fibras), e analise de óleo.
Estudo 3: Manejo de doenças do milho com uso do silício via solo: efeito na produtividade e qualidade de grãos
O milho é uma cultura que pode ser beneficiada pela disponibilidade de Si no solo. Assim, o cultivo de milho em áreas onde tenha recebido aplicação de Si em cultivos antecedentes pode levar a redução na intensidade de doenças, bem como alterações na composição do grão. Assim, o objetivo deste estudo é avaliar o efeito do Si na intensidade de doenças foliares, na produtividade e qualidade de grãos de milho. Em relação as variáveis a serem quantificadas estão: severidade de doenças foliares, produtividade, peso de mil grãos e a qualidade dos grãos por meio da determinação da composição química (lipídeos, nitrogênio e proteína, cinzas e fibras), extração de óleo.
Estudo 4: Por quantas safras é possível obter benefícios da aplicação de silício no solo
Um ponto importante para o produtor é saber por quanto tempo poderá obter benefícios da aplicação de uma fonte de Si no solo no controle de doenças. Nesse sentido, é vital conhecer se a sequência de cultivos e ou rotação de culturas influência na disponibilidade de Si para a cultura subsequente. Assim, o objetivo é investigar por quantas safras é possível obter redução na intensidade de doenças de plantas após uma aplicação de uma fonte de Si no solo, sem a necessidade de reaplicação do produto.
Sequência de cultivos e aplicação de silicato de cálcio será realizada de modo a ser representativa aos procedimentos adotados pelos agricultores. Nessa sequência, permitirá avaliar o efeito da aplicação do silicato de cálcio no primeiro, segundo, terceiro e quarto cultivo após a aplicação do produto, comparado com a área que recebe a reaplicação de silicato de cálcio em todos os cultivos. Essa coleta de informação permitirá definir por quantos cultivos haverá Si disponível no solo que supre o mínimo para a planta obter benefícios do elemento no controle de doenças.
Variáveis avaliadas: as variáveis relacionadas a intensidade de doença (incidência e severidade), produtividade e concentração de Si no solo e nos tecidos vegetais serão quantificadas conforme descrito nos estudos 1, 2 e 3. Adicionalmente, dados meteorológicos, especialmente de chuvas e temperaturas, serão mensurados e utilizados na analise dos dados de cada safra.
Material vegetal e cultivo: As cultivares, para cada cultura, a serem utilizadas serão escolhidas entre as mais cultivadas pelos produtores. A semeadura será realizada conforme indicações técnicas de cada cultura. A área a ser utilizada apresenta histórico de ocorrência das doenças, portanto não será realizada a inoculação das plantas no campo.
Fertilização e aplicação do Si: amostragens do solo serão realizadas antes da aplicação dos tratamentos e imediatamente após a instalação da cultura. A primeira tem a finalidade de auxiliar na definição das quantidades de fertilizantes e da dose de silicato de cálcio e calcário. A fertilização será realizada conforme indicações técnicas cada cultura. A dose de silicato de cálcio será aplicada para elevar o pH do solo até 6.5. Quarenta e cinco dias antes da semeadura o silicato de cálcio será incorporado ao solo. A análise do solo imediatamente após a instalação da cultura tem a finalidade de averiguar as condições homogêneas de pH e fertilidade entre os tratamentos, e para determinar a quantidade de Si disponível às plantas.
Aplicação do fungicida: para a aplicação do fungicida, os produtos, os estádios fenológicos em que ocorrerão as aplicações e as doses dos produtos serão de acordo com as orientações descritas nas indicações técnicas para cada cultura. As aplicações dos fungicidas serão realizadas com pulverizador costal propelido à CO2 (pressão de 40 lbs pol-2) utilizando-se uma barra com quatro pontas de pulverização (XR Teejet 110.02) espaçadas 0,50 m e o volume de calda ajustado para 150 L ha-1.
Estudo 1: Aplicação de fungicida em plantas de trigo supridas com Si visando a redução na concentração de micotoxinas
Estudos conduzidos previamente indicaram que o uso de fertilização silicatada complementa o controle genético e a leva a maior eficiência do controle por fungicidas da giberela. Entretanto, em algumas situações, especialmente em cultivares suscetíveis à giberela, o fornecimento de Si levou a um aumento na concentração de micotoxinas no grão. Considerando os benefícios já amplamente conhecidos do uso do Si no controle de doenças da folha, inclusive na cultura do trigo, estudos visando encontrar uma alternativa para também obter os benefícios do Si na redução da concentração de micotoxinas em grãos são necessários. Uma das opções que vemos como potencial para lograr sucesso é o momento da aplicação do fungicida ou a escolha de moléculas a ser utilizada nas pulverizações. Assim, neste estudo serão avaliadas aplicações de fungicidas em diferentes fases, no período de florescimento, da planta de trigo. Como variáveis a serem avaliadas estão a incidência e severidade da giberela, a produtividade, o peso de mil grãos, peso de grãos giberelados e grãos cheios, e a concentração de micotoxinas.
Estudo 2: Produtividade e qualidade de grãos de soja produzidos por plantas supridas com silício e tratadas com fungicida em parte aérea
Em estudo conduzido previamente foi verificado que plantas de soja cultivadas em sucessão com cevada, para a qual havia sido aplicado silicato de cálcio no solo, apresentava menor severidade da ferrugem da soja (Phakopsora pachyrhizi) e do oídio (Erysiphe diffusa). Entretanto, a associação de silicato de cálcio no solo com aplicação foliar de fungicida na produtividade e na qualidade do grão ainda é desconhecido.
Assim, neste estudo será avaliado o cultivo de soja em solo tratado com silicato de cálcio e com aplicação foliar de fungicidas. Em relação as variáveis a serem quantificadas estão: severidade de doenças foliares, produtividade, peso de mil grãos e a qualidade dos grãos por meio da determinação da composição química (lipídeos, nitrogênio e proteína, cinzas e fibras), e analise de óleo.
Estudo 3: Manejo de doenças do milho com uso do silício via solo: efeito na produtividade e qualidade de grãos
O milho é uma cultura que pode ser beneficiada pela disponibilidade de Si no solo. Assim, o cultivo de milho em áreas onde tenha recebido aplicação de Si em cultivos antecedentes pode levar a redução na intensidade de doenças, bem como alterações na composição do grão. Assim, o objetivo deste estudo é avaliar o efeito do Si na intensidade de doenças foliares, na produtividade e qualidade de grãos de milho. Em relação as variáveis a serem quantificadas estão: severidade de doenças foliares, produtividade, peso de mil grãos e a qualidade dos grãos por meio da determinação da composição química (lipídeos, nitrogênio e proteína, cinzas e fibras), extração de óleo.
Estudo 4: Por quantas safras é possível obter benefícios da aplicação de silício no solo
Um ponto importante para o produtor é saber por quanto tempo poderá obter benefícios da aplicação de uma fonte de Si no solo no controle de doenças. Nesse sentido, é vital conhecer se a sequência de cultivos e ou rotação de culturas influência na disponibilidade de Si para a cultura subsequente. Assim, o objetivo é investigar por quantas safras é possível obter redução na intensidade de doenças de plantas após uma aplicação de uma fonte de Si no solo, sem a necessidade de reaplicação do produto.
Sequência de cultivos e aplicação de silicato de cálcio será realizada de modo a ser representativa aos procedimentos adotados pelos agricultores. Nessa sequência, permitirá avaliar o efeito da aplicação do silicato de cálcio no primeiro, segundo, terceiro e quarto cultivo após a aplicação do produto, comparado com a área que recebe a reaplicação de silicato de cálcio em todos os cultivos. Essa coleta de informação permitirá definir por quantos cultivos haverá Si disponível no solo que supre o mínimo para a planta obter benefícios do elemento no controle de doenças.
Variáveis avaliadas: as variáveis relacionadas a intensidade de doença (incidência e severidade), produtividade e concentração de Si no solo e nos tecidos vegetais serão quantificadas conforme descrito nos estudos 1, 2 e 3. Adicionalmente, dados meteorológicos, especialmente de chuvas e temperaturas, serão mensurados e utilizados na analise dos dados de cada safra.
Indicadores, Metas e Resultados
Indicadores:
Publicações como resumos e artigos científicos;
Trabalhos de conclusão de curso desenvolvidos
Dissertações e/ou teses concluídas
Metas:
Publicar ao menos 2 artigos científicos;
Publicar ao menos 4 resumos em eventos;
Desenvolver ao menos 2 trabalhos de conclusão de curso
Desenvolver ao menos 1 dissertação ou tese.
Resultados esperados:
Os resultados desta pesquisa poderão indicar em quanto tempo após a aplicação de uma fonte de silício no solo o agricultor poderá obter benefícios relacionados ao controle de doenças. Além disso, caso a aplicação de silício apresente resultados positivos no manejo de doenças do milho em condições de campo, essa informação será útil aos produtores, pois representará uma alternativa complementar ao manejo integrado. Esse benefício poderá também refletir na qualidade dos grãos, o que pode ser observado não apenas no milho, mas também na soja e no trigo. Adicionalmente, a melhoria da qualidade dos grãos produzidos poderá incluir aspectos como maior valor nutricional e menor concentração de micotoxinas, caso se confirmem os efeitos positivos da adição de silício ao sistema de manejo dessas culturas.
Publicações como resumos e artigos científicos;
Trabalhos de conclusão de curso desenvolvidos
Dissertações e/ou teses concluídas
Metas:
Publicar ao menos 2 artigos científicos;
Publicar ao menos 4 resumos em eventos;
Desenvolver ao menos 2 trabalhos de conclusão de curso
Desenvolver ao menos 1 dissertação ou tese.
Resultados esperados:
Os resultados desta pesquisa poderão indicar em quanto tempo após a aplicação de uma fonte de silício no solo o agricultor poderá obter benefícios relacionados ao controle de doenças. Além disso, caso a aplicação de silício apresente resultados positivos no manejo de doenças do milho em condições de campo, essa informação será útil aos produtores, pois representará uma alternativa complementar ao manejo integrado. Esse benefício poderá também refletir na qualidade dos grãos, o que pode ser observado não apenas no milho, mas também na soja e no trigo. Adicionalmente, a melhoria da qualidade dos grãos produzidos poderá incluir aspectos como maior valor nutricional e menor concentração de micotoxinas, caso se confirmem os efeitos positivos da adição de silício ao sistema de manejo dessas culturas.
Equipe do Projeto
| Nome | CH Semanal | Data inicial | Data final |
|---|---|---|---|
| JUDSON CHERISTIN | |||
| LEANDRO JOSE DALLAGNOL | 4 | ||
| MARIANA DE AVILA COSTA | |||
| PAOLA DE FREITAS FERREIRA KATH |