Nome do Projeto
Interferência do arroz-daninho na cultura do arroz irrigado (Oryza sativa L.) e estratégias de manejo
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
23/12/2020 - 22/12/2022
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Agrárias
Resumo
Dentre as plantas daninhas que causam prejuízos e limitam o potencial produtivo da cultura do arroz irrigado (Oryza sativa), destaca-se o arroz-daninho como a que mais limita a produtividade, o rendimento e a qualidade de grãos. Por pertencer a mesma espécie do arroz cultivado, o controle químico é limitado, sendo o seu manejo desafiador e um problema crescente para os agricultores. O sucesso na decisão de aplicar medidas de controle apenas quando forem lucrativas, dependerá do grau da interferência em diferentes períodos durante o ciclo de desenvolvimento da cultura e da capacidade de determinar as populações a partir das quais ocorrem os níveis de dano econômico. A população de plantas daninhas pode ser considerada como a de maior relevância em termos de competição, pois quanto maior a população, maior será a competição sofrida pela cultura. Nesse sentido, é necessário estudos atuais para auxiliar o produtor em estratégias de manejo que favoreçam a habilidade competitiva da cultura sobre o arroz-daninho. Para tal, serão realizados os seguintes estudos: determinar os períodos de interferência do arroz-daninho com a cultura; o nível de dano econômico; avaliar a habilidade competitiva da cultivar BRS Pampa CL com o arroz-daninho, suscetível e resistente às imidazolinonas; e, avaliar o efeito inibitório de plantas de cobertura no fluxo de emergência do arroz-daninho, com diferentes espécies e níveis de palhada. Sendo assim, os pontos abordados visam minimizar infestações e subsequentes perdas de produtividade ocasionadas pelo arroz-daninho.

Objetivo Geral

Avaliar a influência de diferentes épocas de semeadura em relação aos períodos de interferência e nível de dano econômico, bem como determinar a habilidade competitiva do arroz irrigado em convivência com o arroz-daninho e o efeito do uso de plantas de cobertura na supressão do fluxo de emergência.

Justificativa

A orizicultura representa um dos setores essenciais e de vital importância para a economia brasileira, uma vez que o arroz (Oryza sativa L.) está entre os cereais mais cultivados e consumidos do mundo (SOSBAI, 2018). Com produção média anual que se aproxima de 11 milhões de toneladas, o Brasil está entre os principais produtores mundiais do grão (FAO, 2019). A maior parte dessa produção concentra-se nos Estados do Rio Grande do Sul e Santa Catarina, que juntos contribuem com área cultivada de aproximadamente 1.1 milhões de hectares (IBGE, 2020; CONAB, 2020).
Um dos principais fatores limitantes de produtividade nas lavouras de arroz irrigado é a presença de plantas daninhas, principalmente aquelas adaptadas em solos inundados, pois competem com a cultura por recursos limitantes do ambiente. Dentre as espécies que infestam as lavouras, destaca-se o arroz-daninho (Oryza sativa) como a que mais limita o potencial produtivo da cultura, tanto na produtividade quanto em qualidade de grãos, aumentando os custos de produção para o rizicultor devido a necessidade de seu controle (SCHWANKE et al., 2008). Além disso, por pertencer à mesma família e espécie botânica da cultura tem o seu controle químico limitado, com poucas opções de herbicidas seletivos para o arroz cultivado com ação no arroz-daninho (STRECK et al., 2008).
Os biótipos de arroz-daninho embora com características distintas, possuem grandes semelhanças morfofisiológicas com o arroz cultivado, mas diferem-se deste, em decorrência do maior porte e produção de afilhos, maturidade precoce, dormência e longevidade prolongada das sementes (GU et al., 2011). Além disso, o degrane natural de suas sementes ocorre antes da colheita da cultura, entrando no banco de sementes do solo e podendo permanecer viáveis por vários anos (NADIR et al., 2017; GRIMM et al., 2020). Estudos sobre o efeito da densidade e tempo de interferência do arroz-daninho com a cultura, mostram que a presença de 5 e 20 plantas m-2 pode acarretar em perdas de produtividade de 40 a 50%, respectivamente e, em período mais longo de competição pode chegar até 80%, corroborando com a ideia de que tanto a densidade quanto a duração da competição desempenham um papel vital nas perdas de produção (OLAJUMOKE et al., 2016; CHAUHAN, 2013).
A introdução da tecnologia Clearfield®, com base em cultivares de arroz (CL) resistentes aos herbicidas do grupo químico das imidazolinonas, inibidores da enzima acetolactato sintase (ALS), possibilitou o controle químico seletivo do arroz-daninho, a qual foi amplamente difundida nas áreas arrozeiras do sul do Brasil. Porém, o uso demasiado dessa tecnologia propiciou o surgimento de biótipos de arroz-daninho resistentes logo após a sua adoção, principalmente em decorrência do fluxo gênico entre a planta daninha e a cultura (MEROTTO et al., 2016). Esse problema vem desafiando o uso do arroz CL, pois infestações dessas populações estão amplamente distribuídas em diversas áreas, assemelhando-se ao cenário de produção antes da introdução da tecnologia.
Diante desse cenário, para o controle efetivo do arroz-daninho é necessário visão integrada que incorpore várias estratégias de manejo. Neste caso, a utilização de métodos culturais é especialmente importante, diante do controle químico limitado, onde várias práticas podem ser utilizadas a fim de favorecer a competitividade do arroz cultivado, principalmente na fase inicial de desenvolvimento e, consequentemente, reduzir os efeitos ocasionados pela população infestante (OLAJUMOKE et al., 2016; FLECK et al., 2004). Dentre elas, a escolha da época de semeadura é importante, uma vez que o fluxo de emergência do arroz-daninho varia ao longo do tempo, devido à alta variabilidade genética de suas sementes que possibilita a sua emergência em períodos distintos. Diversos autores relacionam a época de emergência das plantas daninhas com o crescimento da cultura de fundamental importância para determinar a intensidade dos efeitos da interferência (CHIKOYE et al., 1995; DIELEMAN et al., 1995).
O grau de interferência varia com o nível de infestação, as condições edafoclimáticas, bem como o período de convivência com a cultura e o biótipo de arroz-daninho encontra na área (AGOSTINETTO et al. 2001). Nesse contexto, é importante verificar as características da cultivar utilizada, como a capacidade competitiva, para que seja possível desenvolver estratégias baseadas em características que confiram maior competitividade ao arroz cultivado (RUBIN et al. 2013). Além disso, o uso de plantas de cobertura após a colheita da cultura durante o inverno no sul do Brasil, destaca-se como outra alternativa para o manejo integrado, uma vez que proporciona uma redução da densidade de plantas daninhas (CORREIA; DURIGAN; KLINK, 2006). As plantas de cobertura geralmente são dessecadas por estratégia química ou mecânica no final do seu ciclo e a superfície do solo permanece coberta com os resíduos vegetais, suprimindo a emergência e o estabelecimento de plantas daninhas pelo efeito físico da palhada e, muitas vezes, dependendo da espécie utilizada, por efeitos alelopáticos (MONQUERO et al. 2009). Ademais, algumas culturas podem ser integradas à produção pecuária, sendo utilizadas como forrageiras, diversificando a fonte de renda para o produtor.
Nesse sentido, a associação de outros métodos de manejo associado ao químico torna-se essencial para um controle eficiente e rentável do arroz-daninho. Compreender a influência de diferentes épocas de emergência do arroz-daninho no seu crescimento e desenvolvimento, bem como determinar o período de maior relevância do ciclo da cultura para adoção de medidas de controle é fundamental para o manejo dessa espécie, visando redução nos custos e perdas significativas de produtividade. Nesse contexto, estimar a perda de produtividade das culturas em função do grau de interferência de plantas daninhas e a determinação do dano econômico, são importantes componentes para a tomada de decisão em um programa de manejo integrado de plantas daninhas (GHEREKHLOO et al., 2010).
Diante do exposto, este trabalho visa contemplar os seguintes estudos: avaliar os períodos de interferência do arroz-daninho em diferentes épocas de semeadura do arroz cultivado (Estudo l); determinar o nível de dano econômico (Estudo ll); quantificar a habilidade competitiva da cultivar BRS Pampa CL com o arroz-daninho suscetível e resistente às imidazolinonas (Estudo lll); avaliar o efeito inibitório de plantas de cobertura no fluxo de emergência do arroz-daninho, com a utilização de diferentes espécies de plantas e níveis de palhada (Estudo lV).

Metodologia

As atividades de pesquisa serão desenvolvidas em casa-de-vegetação e campo experimental; e, serão divididas em quatro estudos e cinco experimentos.

ESTUDO I – Influência de diferentes épocas de semeadura no período de interferência do arroz-daninho com o arroz irrigado.
O experimento será conduzido em campo, na Estação Experimental Terras Baixas da Embrapa Clima Temperado, no município do Capão do Leão, RS, em dois anos agrícolas (2020/21 e 2021/22).
A cultivar de arroz irrigado utilizada para o estudo será a BRS Pampa CL com ciclo médio de 118 dias, semeada em linha, em duas épocas de semeadura, em setembro (Época 1) e outubro (Época 2). Antes do início do experimento no primeiro ano agrícola, serão semeadas a lanço sementes de arroz-daninho, a fim de uniformizar a infestação da área experimental.
Serão instalados pela área experimental sensores data logger para determinação da umidade e temperatura do solo a 10 cm da superfície do solo, configurados para realizar as leituras a cada quatro horas.

Experimento 1. Determinação do período de interferência de arroz-daninho em cultivares de arroz irrigado em função da época de semeadura.
O experimento será instalado sob delineamento experimental em blocos casualizados com quatro repetições, sendo a área das unidades experimentais de 7,875 m² (1,575 x 5 m). O preparo do solo antes da semeadura da cultura será realizado com grade niveladora (gradagem leve) e, posteriormente, será realizada a semeadura do arroz-daninho a lanço de forma manual, seguida de rolo destorroador compactador para a incorporação das sementes no solo.
Para estabelecer os períodos de interferência do arroz-daninho, os tratamentos serão constituídos de dois grupos complementares, um com o controle e o outro com a convivência durante o desenvolvimento da cultura do arroz. No período de convivência, a cultura foi mantida na presença de plantas daninhas por períodos iniciais crescentes de: 0, 7, 14, 21, 28, 32 e 118 dias após a emergência da cultura (DAE), a partir dos quais foram controladas. No período de controle, a cultura foi mantida livre de plantas daninhas nos mesmos períodos descritos anteriormente, e as espécies infestantes emergidas após esses intervalos não foram mais controladas.
A colheita será feita manualmente em uma área útil de 4,9 m² (1,225 x 4 m) e, após a trilhagem mecânica, será determinado o peso dos grãos e sua umidade, sendo padronizado o teor de 13%. As variáveis analisadas ao final do ciclo da cultura serão: estatura de 10 plantas, número de grãos por panícula, número de panículas, número de colmos produtivos em um metro linear, massa de mil grãos e a produtividade (kg ha-1).
Os dados serão verificados quanto à normalidade e homogeneidade e submetidos à análise de variância pelo teste F a 5% de probabilidade. Se observada significância estatística, será efetuada comparação múltipla de médias entre tratamentos pelo teste de Duncan a 5% de probabilidade para todas as variáveis.
Para estabelecer o período crítico de prevenção à interferência, será realizada a análise de regressão para os grupos de tratamentos com períodos iniciais de convivência e de controle.

ESTUDO ll. Determinação do nível de dano econômico de arroz-daninho na cultura do arroz irrigado.
O experimento será conduzido em campo, na Estação Experimental Terras Baixas da Embrapa Clima Temperado, no município do Capão do Leão, RS, em dois anos agrícolas (2020/21 e 2021/22).
A cultivar de arroz irrigado utilizada para o estudo será a BRS Pampa CL com ciclo médio de 118 dias, semeada em linha. O experimento será realizado em delineamento de blocos casualizados, com quatro repetições e as unidades experimentais com uma área de 7,875 m² (1,575 x 5 m).
Na avaliação das variáveis serão coletadas plantas inteiras de arroz-daninho, para que seja possível a sua identificação em meio a cultura pela diferença na cariopse do grão. A quantificação de população das plantas (PP) de arroz-daninho, massa da matéria seca da parte aérea (MSPA), área foliar (AF) ou cobertura do solo (CS) será realizada quando a cultura estiver em estádio de 3 a 4 folhas.
A quantificação da produtividade de grãos do arroz será obtida pela colheita das panículas em área útil de 6,3 m² (1,575 x 4 m), onde serão colhidas as plantas nas linhas centrais de cada unidade experimental. Posteriormente, a pesagem dos grãos será corrigida para o ter padrão de 13% de umidade e a produtividade expressa em kg ha-1.
Com os dados da produtividade de grãos, serão calculadas as perdas percentuais em relação às parcelas mantidas sem infestação (testemunhas). A análise de regressão será ajustada ao modelo de regressão não linear da hipérbole retangular (COUSENS, 1985), que descreverá a produtividade em função do nível de infestação da espécie daninha. O ajuste dos dados ao modelo será realizado pelo procedimento Proc Nlin do programa computacional SAS (SAS Institute, 1989).
Para calcular o nível de dano econômico (NDE), serão utilizadas as estimativas do parâmetro i obtidas a partir da equação da hipérbole retangular e a equação adaptada de Lindquist & Kropff (1996).
Para fins de cálculo do NDE, em relação às variáveis da equação (Cc, P’, P e H), serão estimados três valores. Dessa forma, a produtividade de grãos (P’), irá se basear no menor (6.454 kg ha-1), média (7.439 kg ha-1) e maior (7.949 kg ha-1) valor de produtividade obtidas no Rio Grande do Sul nos últimos 10 anos (Irga, 2020); o preço do produto (P), com valores em dólares de menor (US$ 9,40) média (US$ 14,42) e maior (US$ 19,45) preços por saca de 50 kg de arroz nos últimos 10 anos (Cepea, 2020); ao custo de controle (Cc), considerando o custo médio de aplicação (aérea+tratorizada) e do controle químico (herbicida+adjuvante) recomendados para o manejo do arroz-daninho no valor de US$ 11.746 US$12.545 US$12.228 e, ao nível de eficiência do herbicida (H), valores de 80, 90 e 100%.

ESTUDO Ill – Habilidade competitiva do arroz-daninho suscetível e resistente às imidazolinonas em convivência com a cultura do arroz irrigado
Para avaliar a habilidade competitiva entre a cultura do arroz irrigado e o arroz-daninho, o experimento será conduzido em casa-de-vegetação. Os tratamentos serão dispostos em delineamento experimental inteiramente casualizado, com quatro repetições.
As unidades experimentais serão constituídas por vasos plásticos com 22 centímetros de diâmetro e capacidade volumétrica de 5 litros. Os experimentos serão conduzidos em série de substituição, em que os tratamentos serão constituídos por proporções de plantas de arroz irrigado e arroz-daninho. As proporções testadas serão: 100:0% (testemunha arroz irrigado), 75:25, 50:50, 25:75 e 0:100% (testemunha arroz-daninho).
As populações de plantas por vaso serão determinadas em experimentos preliminares (monocultivo), conduzido em série aditiva para calcular a população de plantas por m² com base na capacidade de suporte do ambiente (K) “Lei de produção final constante”, em que a massa da matéria seca da parte área (MMSPA) por unidade de área (g m-²) torna-se constante e independente da população (RADOSEVICH; HOLT; GHERSA 2007). As populações testadas serão de 4, 8, 12, 16, 20, 24 e 32 plantas por vasos (equivalente a 105, 210, 315, 421, 526, 631 e 842 plantas m²).
Para analisar os dados da planta daninha (arroz-daninho) e da cultura (arroz irrigado), será utilizado o método da análise gráfica da produtividade relativa (RADOSEVICH, 1987; ROUSH et al., 1989; COUSENS, 1991).
Os resultados obtidos para EP, AF e MMSPA das plantas, serão expressos em valores médios por planta e submetidos à análise de variância. Quando o teste F indicar significância (p ≤ 0,05), as médias dos tratamentos serão comparadas pelo teste de Dunnett (p ≤ 0,05), considerando-se os respectivos cultivos isolados como testemunhas.

ESTUDO IV – Efeito de plantas de cobertura e diferentes níveis de palha no manejo do arroz-daninho (Oryza sativa)
O experimento será realizado em delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições e dois fatores. O Fator A será constituído de diferentes plantas de cobertura e o Fator B por volumes de palhada sobre o solo. As unidades experimentais serão constituídas por caixas de polietileno com capacidade volumétrica de 500 litros e com uma área útil de 1,08 m², preenchidos com solo.
Os níveis do Fator A serão: cobertura com azevém (Lolium multiflorum) cultivar BRS Ponteio, cobertura com trevo-persa (Trifolium resupinatum) cultivar BRS Resteveiro, consórcio de azevém + trevo-persa e ausência de cobertura (testemunha), simulando área de pousio ou preparo de verão. Os níveis do Fator B serão compostos por volumes de palha de 500 e 1500 kg/ha, que serão estabelecidos através da densidade de semeadura das coberturas, cortes e adubação. O arroz-daninho será semeado antes da semeadura das plantas de cobertura, em uma profundidade de 3 cm da superfície do solo, de modo a simular o banco de sementes do solo. Após a dessecação das plantas de cobertura, a cultura será semeada em sulcos espaçados em 17 cm em uma profundidade de 2 cm.
Para quantificar o acúmulo de biomassa do período, será coletado uma amostra da massa verde das plantas, que serão submetidas à secagem em estufa com circulação de ar forçado a 60°C, visando determinar a massa seca de palhada, sendo os dados expressos em kg ha-1. Para determinar a influência das espécies de plantas de cobertura e nível de palha no fluxo de emergência do arroz-daninho, o número de plântulas emergidas será monitorado diariamente.
Os dados cumulativos de emergência serão submetidos à análise de variância pelo teste F a 5% de probabilidade. Se observada significância estatística, será efetuada analise através de regressão sigmoidal.

Indicadores, Metas e Resultados

Atualizar e aprimorar o entendimento sobre a competitividade do arroz-daninho com cultivares de arroz irrigado;
Buscar maximizar o potencial competitivo da cultura através de práticas culturais, visando o manejo sustentável da mesma;
Aperfeiçoamento técnico científico dos alunos de pós-graduação e graduação da Universidade Federal de Pelotas sobre o manejo do arroz-daninho na cultura do arroz irrigado;
Divulgação dos resultados obtidos através de artigos em periódicos de qualidade e participação em congressos científicos.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
BENITO BERGMANN ELIAS
DIRCEU AGOSTINETTO1
MARIANE CAMPONOGARA CORADINI
MATHEUS BASTOS MARTINS
TALINE FONSECA MUNHOS

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