Nativa, Sinop, v. 9, n. 1, p. p. 86-91, jan./fev. 2021.
Pesquisas Agrárias e Ambientais
DOI: https://doi.org/10.31413/nativa.v9i1.9820 ISSN: 2318-7670
Irrigação com água salina e uso de substratos na cultura do feijão-caupi
Bruno Eduardo Lopes SOUSA1, Geocleber Gomes de SOUSA1, Andreza de Melo MENDONÇA2,
Max Ferreira dos SANTOS2*, Francisco Barroso da SILVA JUNIOR2,
João Gutemberg Leite MORAES1
1Universidade da Integração Internacional da Lusofonia Afro-Brasileira, Redenção, CE, Brasil.
2Programa de Pós-graduação em Ciência do Solo, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, CE, Brasil.
*E-mail: maxsantos@gmail.com
(ORCID: 0000-0003-0674-9349; 0000-0002-1466-6458; 0000-0002-6296-2526; 0000-0002-6597-8865;
0000-0001-9203-3886; 0000-0002-3340-2191)
Recebido em 12/02/2020; Aceito em 31/01/2021; Publicado em 11/02/2021.
RESUMO: Objetivou-se avaliar a interação entre diferentes níveis salinos e substratos sob o crescimento
inicial, o acúmulo de biomassa e as trocas gasosas da cultura do feijão-caupi. O experimento foi conduzido na
área experimental da Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, Ceará. O delineamento utilizado foi
inteiramente casualizado em esquema fatorial (5 x 2), com quatro repetições. Os tratamentos foram constituídos
por substratos inseridos ao solo (T1- biocarvão + solo na proporção 1:1; T2- solo (testemunha); T3- adubação
mineral; T4- casca de arroz carbonizada + carnaúba + solo na proporção 2:1:1 e S5- casca de arroz carbonizada
+ solo na proporção 1:1), e duas águas de irrigação (1,0 e 4,0 dS m-1). Aos 40 dias após a semeadura (DAS)
foram avaliados: número de folhas (NF), altura de planta (AP), diâmetro do caule (DC), área foliar (AF), massa
seca da parte aérea (MSPA) e total (MST), fotossíntese (A), transpiração (E) e condutância estomática (gs). A
água de alta salinidade afetou negativamente a AP, DC, MSPA e a gs das plantas. Os tratamentos T4 e T5
promoveram maior NF e A quando combinado com água não salina. Os tratamentos T4 e T5 proporcionaram
maiores valores de gs e E.
Palavras-chave: Vigna unguiculata L. Walp; salinidade; adubação.
Influence of saline stress and fertilizers on caupi bean crop
ABSTRACT: The objective was to evaluate the effects of salt stress on the initial growth, on the accumulation
of biomass and on the gas exchange of the cowpea culture submitted to different substrates. The experiment
was conducted in the experimental area of the Federal University of Ceará, Fortaleza, Ceará. The design used
was completely randomized in a factorial scheme (5 x 2), with four replications. The treatments consisted of
substrates inserted in the soil (T1- biochar + soil in the proportion 1: 1; T2- soil (control); T3- mineral
fertilization; T4- carbonized rice husk + carnauba + soil in the proportion 2: 1: 1 and S5- carbonized rice husk
+ soil in a 1: 1 ratio), and two irrigation waters (1.0 and 4.0 dS m-1). At 40 days after sowing (DAS), the following
were evaluated: number of leaves (NF), plant height (AP), stem diameter (DC), leaf area (AF), shoot dry matter
(MSPA) and total (MST), photosynthesis (A), transpiration (E) and stomatal conductance (gs). High salinity
water negatively affected AP, DC, MSPA and plant gas. The treatments T4 and T5 promoted greater NF and
A when combined with non-saline water. The treatments T4 and T5 provided higher values of gs and E.
Keywords: Vigna unguiculata L. Walp; salinity; fertilization.
1. INTRODUÇÃO
O feijão-caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.) é uma
leguminosa anual de porte herbáceo, autógama, rica em
proteína e que tem grande versatilidade na sua utilização e
comercialização. No Brasil, essa espécie é de suma
importância para as regiões Norte e Nordeste pelo seu alto
potencial produtivo e excelente valor nutritivo (FREIRE
FILHO et al., 2011).
Na região Nordeste, a maior demanda por água de
irrigação tem levado à utilização da maioria das fontes
hídricas disponíveis, dessa forma, os produtores utilizam
águas de diferentes níveis de salinidade em algum momento
do ciclo das culturas (COSTA et al., 2012). Os sais presentes
na água de irrigação retardam o crescimento (PEREIRA
FILHO et al., 2017) e alteram os fatores fisiológicos
(fotossíntese, transpiração e condutância estomática) da
cultura do feijão-caupi (Sousa et al., 2014).
Uma prática conservacionista de caráter edáfico
(adubação orgânica ou mineral), vem sendo utilizada para
mitigar o estresse salino em algumas culturas agrícolas, como
descrevem Prazeres et al. (2015) ao verificaram que adubação
mineral com potássio elevou a transpiração e a condutância
estomática na cultura do girassol. Já com fontes orgânicas,
Souza et al. (2019) estudando biofertilizantes bovino e
caprino na cultura da fava irrigada com águas salinas,
evidenciaram resposta positivas no crescimento e nas trocas
gasosas.
Dessa forma, objetivou-se avaliar a interação entre
diferentes níveis salinos e substratos sob o crescimento
inicial, o acúmulo de biomassa e as trocas gasosas da cultura
do feijão-caupi.
Sousa et al.
Nativa, Sinop, v. 9, n. 1, p. 86-91, jan./fev. 2021.
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2. MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi conduzido a pleno sol na área
experimental da Estação Agrometeorológica da Universidade
Federal do Ceará, Fortaleza, Ceará. O clima da região é Aw’,
caracterizado por estação quente e chuvosa no verão e
moderadamente seca no inverno (KÖPPEN, 1923),
apresentando a precipitação anual de 1.564 mm, temperatura
média 27,0 °C e a umidade relativa do ar média de 78%.
Foram utilizados vasos com capacidade de 8L. O solo
utilizado foi classificado como Argissolo Vermelho Amarelo
(EMBRAPA, 2018), localizado nas proximidades da área
experimental, coletado na profundidade de 0 – 0,20 cm.
O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente
casualizado em esquema fatorial (5 x 2), com quatro
repetições. Os tratamentos foram constituídos por 5
substratos inseridos no solo (T1- biocarvão + solo na
propoção 1:1; T2- solo (testemunha); T3- adubação mineral,
(NPK 10:28:20); T4- casca de arroz carbonizada + carnaúba
+ solo na proporção 2:1:1 e T5- casca de arroz carbonizada
+ solo na proporção 1:1), e duas água de irrigação: A1- (1,0
dS m-1), abaixo e A2- (4,0 dS m-1) acima da salinidade limiar
para a cultura do feijão.
Os atributos químicos do substrato que compõe cada
tratamento estão apresentados na Tabela 1.
Tabela 1. Composição química dos tratamentos com os substratos utilizados no estudo.
Table 1. Chemical composition of treatments with the substrates used in the study.
Tratamentos pH
(água)
CE
(dS m-1)
M.O.
(g kg-1)
P
(mg kg-1)
K
Ca
Na
Mg
(H+Al)
T
Al
V
(%)
------------------------
(cmol
c
Kg
-1
)
------------------------
T1
7,3
0,90
20,74
5
0,70
1,80
0,41
0,50
0,17
3,60
0
95
T2
5,8
0,32
6,00
14
0,17
1,40
0,11
1,10
0,99
3,80
0,10
74
T4
5,6
3,11
42,90
127
1,92
3,50
1,19
1,70
2,48
10,80
0,40
77
T5
6,9
0,64
16,06
37
0,97
1,80
0,27
0,50
0,99
4,50
0,05
78
T1 (biocarvão + solo); T2 (solo); T3 (adubação mineral); T4 (Casca de arroz carbonizada + carnaúba + solo); T5 (Casca de arroz carbonizada + solo).
A quantidade dos sais NaCl, CaCl2.2H2O, MgCl2.6H2O,
utilizadas no preparo da água de irrigação foi determinada de
forma a se obter a CEa desejada na proporção 7:2:1
(RHOADES et al., 2000). A irrigação foi realizada com uma
frequência diária, de acordo com o princípio do lisímetro de
drenagem (BERNARDO et al., 2019) e mantendo-se o solo
na capacidade de campo. O volume aplicado foi estimado em
um lisímetro (vaso), por tratamento, pela diferença entre
volume aplicado e o volume drenado, seguindo uma fração
de lixiviação fixa de 15% (0,15) de acordo com Ayers e
Westcot (1999).
O plantio das sementes de feijão foi realizado semeando-
se 5 sementes por vaso. Aos 10 dias após a semeadura (DAS)
foi realizado desbaste, deixando apenas duas plantas por vaso
e as plantas começaram a ser irrigadas a A2 (água com 4,0
dS.m-1).
Aos 40 DAS, avaliaram-se as seguintes variáveis: número
de folhas (NF), altura de planta (AP), com trena métrica
graduada em centímetro, diâmetro do caule (DC), medido
utilizando um paquímetro digital em mm, área foliar (método
do Scanner - utilizou-se um digitalizador de imagens
(Scanner), acoplado a um microcomputador, onde a imagem
foi analisada pelo software Sigmascan® para a realização do
cálculo da área) comprimento da raiz (CR). Em seguida, as
plantas foram coletadas e separadas em folhas e raiz e
colocadas em sacos de papel para secar em estufa de
circulação forçada de ar a 60 °C para determinação da matéria
seca da parte aérea e da raiz. Nesse mesmo período, foram
analisadas as seguintes variáveis: fotossíntese (A),
transpiração (E) e condutância estomática (gs), utilizando-se
um analisador de gás no infravermelho IRGA (LI 6400 XT
da LICOR), em sistema aberto, com fluxo de ar de 300 mL
min-1; as medições foram feitas entre 10 e 12 h, em folhas
completamente expandidas.
Os resultados obtidos foram submetidos à análise de
variância pelo teste F ao nível de 1 e 5% de probabilidade e
as médias foram comparadas ao teste de Tukey, utilizando-se
o programa Assistat 7.7 beta.
3. RESULTADOS
De acordo com os dados apresentados na Tabela 2,
houve interação significativa a entre substratos e
condutividade elétrica da água apenas para o número de
folhas e a fotossíntese, a um nível de (p< 0,01 e p<0,05). Já
as variáveis altura de planta e diâmetro de caule, responderam
de forma isolada a salinidade da água. Para a matéria seca da
parte aérea e total observou-se efeitos deletérios quando se
utilizou água alta salinidade. Observa-se que os diferentes
fertilizantes afetaram a transpiração das plantas. Já a
condutância estomática o diâmetro do caule e a altura de
plantas, foram influenciados pelas formas de adubação e
salinidade da água. No entanto, os diferentes fatores não
afetaram negativamente as variáveis: área foliar,
comprimento de raiz e massa seca da raiz.
Na Figura 1 é possível observar que a menor média para
as variáveis altura de planta (AP) e diâmetro do caule (DC)
foram obtidas no substrato T2 (solo), diferindo
estatisticamente dos demais. Esses resultados podem estar
relacionados ao menor aporte de nutrientes nesse tratamento.
Vale destacar que a maior quantidade de nitrogênio na
concentração desses substratos, acarreta maior crescimento
das plantas (PRADO, 2008).
Para a transpiração (Figura 1C), houve efeito isolado para
o fator substratos, revelando diferença estatística dos
tratamentos T4 e T5 quando comparados aos outros
substratos. Esse resultado pode estar associado ao efeito de
cobertura morta dos substratos orgânicos, isto é, diminuindo
a evaporação do solo e proporcionando maior manutenção
do potencial hídrico foliar por mais tempo devido à ação de
cobertura e melhoria de porosidade dos substratos.
De acordo com a Figura 1D, assim como para a
transpiração, os tratamentos T4 e T5 também evidenciaram
maior condutância estomática. Os substratos adicionados ao
solo, excetuando T3, promoveram valores superiores quando
comparados ao tratamento testemunha, isso pode estar
relacionado a uma melhoria no suprimento nutricional para a
planta, de modo que, o suprimento inadequado de elementos
às plantas causa distúrbios fisiológicos (TAIZ et al., 2017).
Conforme a Figura 2A e 2B a alta concentração de sais
contida na água de irrigação afetou negativamente a altura de
plantas e diâmetro de caule. É possível que o estresse salino
tenha atrasado o crescimento da planta por influenciar na
redução da água disponível no solo, promovendo maior
necessidade da planta em gastar energia para absorver água e
Irrigação com água salina e uso de substratos na cultura do feijão-caupi
Nativa, Sinop, v. 9, n. 1, p. 86-91, jan./fev. 2021.
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se desenvolver (SOUZA et al., 2019).
Tabela 2. Resumo da análise de variância (ANOVA) para altura de planta (AP), número de folhas (NF), área folear (AF), comprimento de
raiz (CR), diâmetro do caule (DC), massa seca da parte aérea (MSPA), massa seca da raiz (MSR), massa seca total (MST), fotossíntese (A),
transpiração (E) e condutância estomática (gs) de plantas de feijão-caupi em função de diferentes substratos e salinidade da água de irrigação.
Table 2. Summary of analysis of variance (ANOVA) for plant height (AP), number of leaves (NF), leaf area (AF), root length (CR), stem
diameter (DC), dry mass of the part (MSPA), root dry matter (MSR), total dry mass (MST), photosynthesis (A), transpiration (E) and
stomatal conductance (gs) of cowpea plants as a function of different substrates and water salinity irrigation.
FV
Quadrado Médio
AP
NF
AF
CR
DC
MSPA
MSR
MST
A
E
gs
Tratamentos
9
6,22*
10,22**
264,80
ns
11,16
ns
0,89*
2,15**
0,41*
3,24**
15,50**
1,36**
0,021**
Água (AG)
1
14,40*
55,22**
253,76
ns
4,00
ns
2,17*
11,52**
0,58
ns
17,30**
2,96
ns
0,64
ns
0,030**
Substratos (SB)
4
7,29*
4,66*
294,93
ns
19,84
ns
1,31**
0,60
ns
0,48
ns
1,16
ns
25,29**
2,62**
0,034**
AG x SB
4
3,10
ns
4,53*
237,43
ns
4,24
ns
0,47
ns
1,36
ns
0,30
ns
1,79
ns
8,84*
0,27
ns
0,006
ns
Resíduo
30
2,33
697,63
177,53
6,97
0,31
0,55
0,17
0,82
264,68
0,19
0,003
Total
39
MG
9,75
4,32
47,33
10,85
4,59
196,75
0,60
256,82
747,95
215,70
0,14
CV (%)
15,67
25,59
28,15
24,36
12,32
37,88
0,60
35,44
21,75
20,39
41,61
FV: Fonte de variação, GL: Grau de liberdade, CV (%): Coeficiente de variação, MG=média geral, *Significativo pelo teste F a 5%; ** Significativo pelo teste
F a 1%; ns = não significativo.
Figura 1. Altura de planta (A), diâmetro do caule (B), transpiração (C) e condutância estomática (D) do feijão-caupi em função em diferentes
tipos de substratos.
Figure 1. Plant height (A), stem diameter (B), transpiration (C) and stomatal conductance (D) of cowpea depending on different types of
substrates.
Observa-se na Figura 2C e 2D a água de alta salinidade
afetou negativamente a massa seca da parte aérea e seca total
(MST). Essa redução está relacionada a realocação de energia
devido ao aumento de níveis de salinidade, dessa forma, essa
redução é reflexo da diminuição de energia metabólica nas
plantas. (SOUSA et al., 2018).
De acordo com a Tabela 3, a água de condutividade
elétrica elevada reduziu significativamente o número de
folhas, em compensação a água de baixa salinidade, excluindo
T2, foi superior estatisticamente aos demais tratamentos. Os
resultados evidenciam a influência dos nutrientes presentes
nos fertilizantes. Ou seja, possivelmente os nutrientes
essenciais como o nitrogênio e o potássio promoveram maior
crescimento em número de folhas (PRADO, 2008).
Verifica-se ainda na tabela 3, que o estresse salino e os
substratos afetaram negativamente os tratamentos T2 e T3
para fotossíntese. Já a água de baixa salinidade promoveu
melhores resultados para taxa fotossintética em todos os
substratos, exceto o T2.
Embora a fotossíntese tenha sido estimulada na presença
dos substratos, quando irrigada com água de baixa salinidade,
o estresse salino reduziu a taxa fotossintética. Ou seja, os sais
acumulados nos cloroplastos das células, afetam diretamente
a fotossíntese das plantas (TAIZ et al., 2017), causando
fechamento estomático parcial, e consequentemente também
uma redução na disponibilidade de CO2 para folhas
(PEREIRA FILHO et al., 2019).
Ressalta-se que o estresse salino afeta na redução de
condutância estomática, promovendo declínio na
fotossíntese líquida, devido à uma menor pressão parcial do
CO2 nos espaços intercelulares (PEREIRA FILHO et al.,
2019). O estresse salino promovido pelo aumento da
concentração de sais na água de irrigação reduziu
significativamente a condutância estomática das plantas
(Figura 4).
Sousa et al.
Nativa, Sinop, v. 9, n. 1, p. 86-91, jan./fev. 2021.
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Figura 2. Altura de planta (A), diâmetro do caule (B), massa seca da parte aérea (C) e massa seca total (D) do feijão-caupi irrigada com águas
de diferentes condutividades elétricas (CEa).
Figure 2. Plant height (A), stem diameter (B), shoot dry mass (C) and total dry mass (D) of cowpea irrigated with water of different electrical
conductivities (CEa).
Tabela 3. Valores médios de número de folhas e fotossíntese da
cultura do feijão adubada com diferentes substratos e irrigada com
água de baixa e alta salinidade.
Table 3. Average values of number of leaves and photosynthesis of
bean culture fertilized with different substrates and irrigated with
low and high salinity water.
Tratamentos
Água de irrigação
1,0 (dS m
-1
)
4,0 (dS m
-1
)
Número de folhas
T1
4,50 bA
2,25 bB
T2
4,75 abA
3,00 abB
T3
4,75 abA
2,50
abB
T4
6,5 abA
3,25 abB
T5
7,00 aA
4,75 aA
Fotossíntese
T1
6,85 bA
5,24 aA
T2
4,89 bB
8,08 bA
T3
5,55 bA
5,45 aA
T4
11,68 aA
8,36 aB
T5
9,99 abA
8,68 aA
Médias seguidas pela mesma letra maiúscula na linha e minúsculas nas
colunas, não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade.
Figura 4. Valores de condutância estomática em plantas de feijão-
caupi irrigada com águas de diferentes condutividades elétricas
(CEa).
Figure 4. Values of stomatal conductance in cowpea plants irrigated
with water of different electrical conductivities (CEa).
Ressalta-se que o estresse salino afeta na redução de
condutância estomática, promovendo declínio na
fotossíntese líquida, devido à uma menor pressão parcial do
CO2 nos espaços intercelulares (PEREIRA FILHO et al.,
2019).
4. DISCUSSÃO
Adubando com biofertilizante bovino como fonte
orgânica a cultura do feijão-caupi, Sousa et al. (2013)
constataram resultados semelhantes quanto à altura de
plantas. Já Sá et al. (2018) utilizando adubação fosfatada
como fonte mineral na cultura do feijão, evidenciaram
similaridade aos dados encontrados nesse estudo. Quanto ao
diâmetro do caule, Sousa et al. (2013) também detectaram
similaridade na cultura do feijão-caupi e Souza et al. (2019)
na cultura da fava, ao adubarem com biofertilizante bovino e
caprino, respectivamente. Da mesma forma, Sá et al. (2018)
também verificaram maior altura de plantas ao efetuarem a
adubação fosfatada como fonte mineral na cultura do feijão-
caupi.
Para a transpiração, resultados similares foram
constatados por Sousa et al. (2013) utilizando adubação
fosfatada na cultura do pinhão-manso e por Sousa et al.
(2011), aplicando biofertilizante bovino como fertilizante
orgânico via solo na cultura do feijão-de-corda, no qual
também verificaram efeito positivo para transpiração dessas
plantas. Similarmente, Souza et al. (2019) também
constataram efeito positivo do biofertilizante caprino para a
cultura fava.
Estudos que reportam tendências similares ao desse
estudo para a variável condutância estomática, foram
reportadas por Sousa et al. (2011), cultivando feijão-de-corda
em vaso adubado com biofertilizante bovino e por Viana et
al. (2013) ao utilizar biofertilizante misto na cultura do melão.
Em relação às vaiáveis do feijão-caupi quando irrigada
com águas de diferentes condutividades elétricas (CEa), os
resultados de altura de planta estão em conformidade com
Irrigação com água salina e uso de substratos na cultura do feijão-caupi
Nativa, Sinop, v. 9, n. 1, p. 86-91, jan./fev. 2021.
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Sousa et al. (2014), ao detectarem redução na cultura do
feijão-caupi irrigada com concentrações elevadas de sais.
Similarmente, Pereira filho et al. (2017) também verificaram
efeito negativo do estresse salino na altura de plantas de
feijão-caupi.
Já para o diâmetro do caule, Pereira Filho et al. (2017)
constataram similaridade ao irrigar a cultura do feijão-caupi
com águas salinas. De forma semelhante, Sousa et al. (2018)
trabalhando com a cultura da soja irrigada com água salina,
também verificaram redução do diâmetro do caule.
Para a MSPA, resultados semelhantes foram reportados
por Sousa et. al. (2014) e Pereira Filho et al. (2017) na cultura
do feijão-caupi, no qual afirmam que o estresse salino
decorrente da irrigação com água salina reduz
expressivamente a biomassa das plantas.
Para a MST, Souza et al. (2019), também observaram
tendência similar na cultura da fava. Esses mesmos autores
constataram que o estresse reduziu a biomassa total.
Quanto ao efeito da interação entre a água de irrigação e
os diferentes substratos para o número de folhas, Sousa et al.
(2014) observaram redução do número de folhas com o
aumento da concentração de sais na água de irrigação. No
entanto, Kratz et al. (2013) descrevem que a casca de arroz
carbonizada pode ser incorporada ao solo por melhorar suas
características físicas e químicas e teor adequado de N, K e
Ca, essenciais para o desenvolvimento vegetal.
Já para a variável fotossíntese, Sousa et al. (2016)
observaram similaridade ao estudarem a cultura da laranja
utilizando água salobra e adubação nitrogenada como fonte
mineral. Já Sousa et al. (2014) verificaram tendência similar
para a fotossíntese na cultura do feijão-caupi irrigada com
águas salinas e cultivada em solo com fertilizantes orgânicos.
Já a condutância estomática, houve efeito negativo do
estresse salino em plantas de feijão-caupi, corroborando com
os dados descrito por Sousa et al. (2014) e por Prazeres et al.
(2015).
5. CONCLUSÕES
A água de alta salinidade afetou negativamente a altura de
planta, diâmetro do caule, massa seca da parte aérea, seca
total e a condutância estomática de plantas de feijão.
Os tratamentos contendo casca de arroz carbonizada de
+ carnaúba + solo e casca de carbonizada + solo, promoveu
maior número de folhas e fotossíntese quando combinado
com água não salina.
Os tratamentos casca de arroz carbonizada + carnaúba +
solo e casca de carbonizada + solo, proporcionou maiores
valores de condutância estomática e a transpiração.
6. REFERÊNCIAS
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(Canavalia ensiformes L.). Engenharia Ambiental,
Espírito Santo do Pinhal, v. 8, n. 3, p. 51-70, 2011.
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DOI: https://doi.org/10.15809/irriga.2012v17n3p327
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5 ed. Brasília, DF: Embrapa, 2018. 356p.
FREIRE FILHO, F. R. Feijão-caupi no Brasil: produção,
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