DISTRIBUIÇÃO DO SISTEMA RADICULAR DA MANGUEIRA SOB IRRIGAÇÃO LOCALIZADA EM SOLO
ARENOSO DE TABULEIROS COSTEIROS
DISTRIBUIÇÃO DO SISTEMA RADICULAR DA MANGUEIRA SOB IRRIGAÇÃO LOCALIZADA EM SOLO
ARENOSO DE TABULEIROS COSTEIROS 1
INTRODUÇÃO
O sistema radicular das plantas cultivadas desempenha importante papel nos
estudos das interações que ocorrem entre o solo, as plantas e outros organismos
vivos, uma vez que o conhecimento da sua distribuição permite o uso mais
racional de práticas de cultivo tais como de manejo e adubação do solo. O
conhecimento da distribuição estática ou dinâmica do sistema radicular de
qualquer cultura constitui-se, também, numa relevante ferramenta para a
elaboração de um projeto, bem como num elemento essencial para qualquer plano
de manejo da irrigação. Nesse contexto, em se tratando de irrigação localizada,
ou microirrigação, apenas o conhecimento da profundidade efetiva do sistema
radicular não é suficiente para inferir as zonas de absorção de água e
nutrientes, uma vez que a geometria de distribuição de água é de caráter
multidimensional, diferindo do caráter unidimensional da irrigação por
aspersão. No que se refere ao manejo de irrigação, o conhecimento da
distribuição do sistema radicular é imprescindível para o posicionamento de
sensores de água do solo.
Poucos estudos têm sido voltados para o sistema radicular da mangueira
(Mangifera indica L.), principalmente considerando grupos de plantas de
diferentes idades. O domínio e a distribuição do sistema radicular de uma
mangueira, da mesma forma que em outras culturas, são funções das
características físicas do solo, em especial da textura e estrutura (Avilan et
al.,1984). Outros fatores que influenciam sensivelmente a distribuição do
sistema radicular são: fatores genéticos, características do perfil do volume
de solo, onde se desenvolve o sistema radicular, o teor de água do solo, que
atua na resistência do solo à penetração das raízes e é componente da
distribuição de água/ar, e a temperatura do solo (Klepper, 1987; Gregory,
1987).
Em se tratando do sistema radicular da manga, deve-se levar em conta o regime
hídrico da cultura, isto é, se a mesma é ou não irrigada. Os padrões de
distribuição das raízes da manga irrigada, principalmente em regiões semi-
áridas, devem diferir dos padrões de distribuição em condições não irrigadas,
principalmente no caso do sistema de irrigação localizada por gotejamento, que
limita o desenvolvimento das raízes, confinando-as em um volume de solo cujas
condições de contorno são determinadas basicamente pela presença da água no
solo e pela superfície do solo (Coelho e Or, 1996).
A determinação do comprimento dos segmentos de raízes tem sido feita por
imagens digitais obtidas a partir de imagens trazidas do campo em câmera de
vídeo (Box, 1996; Crestana et al., 1994) ou a partir de raízes passadas em
"scanner" de computadores (Ewing e Kaspar, 1993; Coelho et al.,
1999).
As informações sobre a distribuição do sistema radicular da manga não permitem,
ainda, definir padrões de distribuição para sistemas específicos de irrigação,
referindo-se, na maioria das vezes, às condições não irrigadas.
As maiores concentrações de raízes de manga têm sido verificadas à distância
radial do tronco de 1,5m e às profundidades entre 0,2 e 0,5m (Avilan e Meneses,
1979; Santos, 1997), bem como, no caso de irrigação subcopa, tem-se verificado
maior concentração de raízes às distâncias radiais do tronco entre 0,9 e 2,6m e
a profundidades entre 0 e 0,60m (Choudhury e Soares, 1992).
O crescente aumento da área cultivada com manga irrigada, principalmente por
sistemas pressurizados, tem criado uma demanda de conhecimento dos padrões de
distribuição do sistema radicular da manga, principalmente sob irrigação
localizada (microaspersão e gotejamento). Nesse contexto, este trabalho teve
como objetivo avaliar os padrões de distribuição do sistema radicular da
mangueira sob dois sistemas de irrigação localizada (microaspersão e
gotejamento) em solo arenoso de Tabuleiro Costeiro.
MATERIAL E MÉTODOS
O trabalho foi desenvolvido na Embrapa Meio-Norte ¾ CPAMN, no período entre
1997 e 1998, sendo a parte de campo executada na Unidade de execução de
pesquisa ¾ UEP/CPAMN de Parnaíba-PI, e a parte de laboratório no CPAMN, em
Teresina. O clima da região é equatorial marítimo, com temperatura média de 27
oC, umidade relativa média do ar de 75 % e precipitação total anual entre 1000
e 1600 mm, concentrada no período janeiro-junho (EMBRAPA, 1992). O solo da área
é classificado como Latossolo vermelho-amarelo de textura arenosa (areia
franca) e pertence aos tabuleiros costeiros (Formação Barreiras do Terciário),
cujas características físico-hídricas médias no perfil de 0 a 1,0m são: 480g de
areia grossa por kg de solo, 387g de areia fina por kg de solo, 30g de silte
por kg de solo, 103g de argila por kg de solo, densidade do solo de 1,71 kg.dm-
3 e porosidade total de 0,35 m3.m-3.
Foram selecionadas duas plantas, cultivar Tomy Atkins, para avaliação de
distribuição de raízes, sendo uma planta de um pomar com idade de nove anos,
irrigado por gotejamento, com oito gotejadores de vazão 4L.h-1 dispostos em
linha, durante sete anos, tendo passado à disposição em anel, no oitavo ano. A
outra planta, de mesma idade, foi irrigada em todo o período por microaspersão,
com um microaspersor de vazão 70 L.h-1 por planta. O espaçamento entre plantas
foi de 9m x 7m.
Coleta das amostras
As amostras foram coletadas em trincheiras dispostas em cruz, tendo a planta no
centro; dessa forma, foram abertas quatro trincheiras para cada planta em
estudo. As trincheiras foram abertas junto à planta na direção da fileira e na
direção ortogonal à direção da fileira de plantas (Fig.1). As amostras
correspondentes a blocos de solo de 0,15m x 0,15m x 0,15m foram retiradas pelo
método do monolito (Bhom, 1979) a partir do tronco até o semi-espaço entre
plantas, quer na fileira de plantas, quer entre fileiras de plantas, conforme a
Figura_1.
Processamento das raízes
As amostras de solo e raízes foram levadas ao laboratório, onde as raízes foram
separadas do solo por lavagem com água. Uma vez individualizadas, as raízes de
uma determinada posição no perfil do solo foram separadas conforme os diâmetros
dos segmentos e colocadas em folhas de transparência. As folhas de
transparência foram, em seguida, levadas a um "scanner" de resolução
de 600 dpi, escala 100% e intensidade de 100 a 130% para raízes mais grossas e
43 a 62% para raízes mais finas (Kaspar e Ewing, 1997; Coelho et al., 1999). As
imagens das raízes foram digitalizadas em arquivos TIFF (Tagged Image File
Format).
Os arquivos TIFF foram, em seguida, descompactados e submetidos ao software
Rootedge (Kaspar e Ewing, 1997) para a determinação das características
geométricas: área, comprimento e diâmetro das raízes. Tendo em vista o número
de arquivos ou o número de imagens geradas correspondentes a cada posição do
perfil, os arquivos de saída do software Rootedge, para cada posição, tiveram
vários valores de área, comprimento e diâmetro das raízes, conforme o número de
arquivos gerados. Foi codificado um programa em Quick Basic para obter, a
partir desses arquivos referentes a uma determinada posição no perfil, a soma
total dos comprimentos das raízes para aquela posição do perfil e separar os
valores de diâmetros em seis diferentes classes, conforme a Tabela_1 (Bohm,
1979). Os dados de comprimento de raízes permitiram a determinação da densidade
de comprimento de raízes, pela razão entre o comprimento de todos os segmentos
de raízes da amostra e o volume da mesma.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Gotejamento
A Figura_2 ilustra, para o sistema de irrigação por gotejamento, a distribuição
de densidade de comprimento de raízes (DCR) para dois perfis do solo referentes
a duas trincheiras cavadas longitudinalmente e ortogonalmente à fileira de
plantas.
Os valores absolutos das densidades de comprimento de raízes, bem como a
distribuição dos mesmos nos perfis avaliados, estão de acordo com os valores
apresentados por Bowen (1985) para raízes de árvores (coníferas).
Em geral, a distribuição de raízes no perfil tanto longitudinal como ortogonal
à fileira de plantas foi limitada pela distância horizontal do tronco de 3,5 m
e pela profundidade de 1,4 m.
No perfil ortogonal à fileira de plantas (Fig._2a), a DCR foi superior a 0,06
cm.cm-3 para distâncias horizontais inferiores a 2m do tronco e profundidades
entre 0 e 1,4m, com valores acima de 0,10 cm.cm-3para profundidades menores que
0,5m e distâncias horizontais do tronco iguais ou inferiores a 1,5m. A
distribuição de raízes no perfil foi assimétrica em relação ao tronco. Essa
assimetria foi conseqüência, entre outras razões, da maior seção molhada que
predominou por sete anos no lado direito do tronco, onde passava a linha de
gotejadores. A recente mudança da disposição linear para anel dos gotejadores
pode ter sido uma das causas dos maiores valores da DCR a profundidades menores
que 0,5m e a distâncias entre 0,5 e 2,0m à esquerda do tronco. Outra razão para
esses altos valores de DCR nessas posições pode ter sido as adubações,
normalmente realizadas à distância radial de 1,5m do tronco.
No perfil longitudinal à direção da fileira de plantas (Fig._2b), houve maior
expansão do sistema radicular tanto em distância horizontal como em
profundidade, o que pode ser confirmado pelos valores de DCR a distâncias
horizontais do tronco superiores a 2,0m. Essa maior expansão das raízes deve-se
aos oito gotejadores dispostos por sete anos até a distância horizontal do
tronco de 2,5m na direção longitudinal da fileira de plantas, o que resultou em
maior área molhada no perfil e condições mais adequadas ao desenvolvimento de
raízes. A DCR foi superior a 0,06 cm.cm-3 para distâncias horizontais iguais ou
inferiores a 3,0m do tronco e profundidades entre 0 e 1,4m. Os máximos valores
de DCR foram observados a profundidades entre 0 e 0,7m e a distâncias
horizontais do tronco de 1,9m (lado direito) a 2,4m (lado esquerdo). Também não
houve simetria na distribuição das raízes em relação ao tronco.
A Figura_3 ilustra a distribuição das percentagens de comprimentos de raízes de
diferentes diâmetros, no lado esquerdo do tronco, para os perfis ortogonal e
longitudinal à direção da fileira de plantas.
A avaliação dos diâmetros das raízes no perfil ortogonal à direção das fileiras
de plantas mostrou maior predomínio de raízes finas (0,5 ¾ 2 mm) para
distâncias horizontais do tronco de até 1,8 m e profundidades de até 0,7m. As
raízes pequenas (2-5 mm) tiveram maior abrangência no perfil até 3m de
distância horizontal e profundidade de 1,4m, embora com pequena presença para
distâncias horizontais do tronco acima de 2,0m. As raízes de diâmetro superior
a 5 mm tenderam a se concentrar a distâncias próximas ou inferiores a 2 m do
tronco, a profundidades entre 0 e 1,4 m. Com base no fato de as raízes de menor
diâmetro serem as mais ativas quanto à absorção de água e nutrientes, pode-se
considerar a região de maior atividade das raízes aquela limitada pela
distância horizontal de 1,8 m e profundidade de 0,7m.
No perfil longitudinal à direção das fileiras de plantas, nos lados direito e
esquerdo do tronco, as raízes finas (0,5 ¾ 2 mm) e pequenas (2-5 mm) ocuparam
todo o perfil limitado pela distância horizontal do tronco de 3 m até a
profundidade de 1,4m, embora as maiores percentagens de raízes desses diâmetros
tenham sido verificadas, principalmente, entre 1,0 e 2,0 m de distância do
tronco e a profundidades entre 0 e 1,0 m. De modo geral, as raízes de maior
diâmetro tenderam a se concentrar a menores distâncias horizontais do tronco.
Microaspersão
A Figura_4 ilustra, para o sistema de irrigação por microaspersão, a
distribuição de densidade de comprimento de raízes (DCR) para dois perfis do
solo referentes a duas trincheiras cavadas, uma longitudinalmente e outra
ortogonalmente à fileira de plantas. O sistema radicular sob irrigação por
microaspersão apresentou-se menos denso nos dois perfis, isto é, com menores
valores de DCR comparados aos obtidos no sistema radicular sob gotejamento nas
mesmas posições.
No perfil longitudinal à fileira de plantas (Fig._4a), a microaspersão
apresenta maior densidade de comprimento de raízes nas regiões limitadas pelas
distâncias horizontais do tronco de 0 a 3,0 m e profundidades variando de 1,2m
(até a distância horizontal de 0,5m do tronco) e entre 0 e 0,6m para distâncias
horizontais superiores a 0,5m.
No perfil ortogonal à direção das fileiras de plantas (Fig.4b), as maiores
densidades de raízes foram verificadas a distâncias horizontais entre 0 e 1,5m
(profundidades até 1,4m) e para distâncias horizontais do tronco de 1,5m a 2,5m
(profundidades entre 0 e 0,6m).
A Figura_5 ilustra a distribuição das percentagens de comprimentos de raízes de
diferentes diâmetros, no lado esquerdo do tronco, para os perfis ortogonal e
longitudinal à direção da fileira de plantas sob microaspersão.
No perfil ortogonal à direção da fileira de plantas, as raízes muito finas (0 -
0,5mm) bem como as maiores percentagens de raízes finas (0,5 - 2mm) foram
encontradas a profundidades entre 0 e 0,6m para distâncias horizontais do
tronco de até 2m. As raízes de diâmetro entre 2mm e 10mm tiveram maiores
percentagens de incidência para distâncias horizontais de até 1m, para
profundidades de 0 a 1,5m, ocorrendo, também, em menores percentuais a
distâncias superiores. No caso dos diâmetros acima de 10mm, a maior incidência
ocorreu para distâncias horizontais de até 0,5m e profundidades de 0 a 1,5m.
No perfil longitudinal à direção da fileira de plantas, as raízes muito finas
(0 -0,5mm) ocorreram entre as profundidades de 0,4 a 0,8m para distâncias
horizontais menores que 1,0m. As raízes finas (0,5 ¾ 2,0mm) ocorreram até a
profundidade de 1,5m para distâncias horizontais de até 3,0m; entretanto, as
maiores percentagens de incidência ocorreram para profundidades de 0 a 0,8m,
para distâncias horizontais entre 1 e 2m. As raízes pequenas (2,0 ¾ 5,0mm)
também ocorreram em todo o perfil com maiores valores para distâncias
horizontais entre 0 e 2 m. As raízes acima de 5,0mm de diâmetro ocorreram para
as profundidades de até 1,5m , para distâncias horizontais inferiores a 2m,
sendo que o aumento do diâmetro correspondeu a menores distâncias horizontais
do tronco.
Nos perfis avaliados, tanto na direção da fileira de plantas, como na direção
ortogonal à fileira de plantas, para os dois sistemas de irrigação, houve
coincidência entre as regiões de maiores valores de densidade de comprimento
das raízes e as regiões de maior percentagem de raízes muito finas e finas,
consideradas as maiores responsáveis pela atividade de absorção de água e
nutriente.
Nos perfis avaliados, nos dois sistemas de irrigação, também não houve simetria
quanto à distribuição das raízes em relação à posição do tronco, tanto para
densidade de comprimento como para diâmetro. Mesmo assumindo uniformidade na
área experimental, pode-se afirmar que as distribuições de DCR e de diâmetros
para outras árvores não serão semelhantes às obtidas; entretanto, espera-se que
os padrões de distribuição das raízes quanto aos limites das regiões contendo
as diferentes classes de diâmetros e DCR sejam uniformes. A uniformidade desses
padrões de distribuição de raízes deve-se, principalmente, ao fato de que a
tensão de água do solo, ou o teor de água, é o fator principal que favorece o
desenvolvimento e a atividade das raízes durante o período seco do ano que se
estende por, pelo menos, seis meses. A uniformidade de distribuição dos
gotejadores e dos microaspersores em relação às plantas resulta numa geometria
de fluxo de água uniforme no solo nas áreas sob os dois sistemas de irrigação.
As distribuições de raízes avaliadas nos dois sistemas de irrigação permitem
definir as regiões do solo ao redor da planta mais propícias tanto para
aplicação de fertilizantes como para instalação de sensores de água do solo
para monitoramento da irrigação.
Considerando o sistema de irrigação por gotejamento, com oito gotejadores de 4
L.h-1 em linha, verifica-se que as posições mais adequadas de instalação de
sensores de água do solo variam com a direção em relação ao tronco: (i) na
direção longitudinal à fileira de plantas, os sensores devem ser instalados
entre 0 e 2 m do tronco e nas profundidades entre 0 e 0,6m; (ii) na direção
ortogonal à direção da fileira de plantas, a posição mais adequada para a
instalação dos sensores está entre 0 e 1,7m do tronco e nas profundidades entre
0 e 0,6 m.
As posições mais adequadas para a instalação dos sensores de água do solo no
volume molhado gerado por microaspersores de vazão nominal de 70 Lh-1, tanto na
direção longitudinal como ortogonal à fileira de mangueiras de oito anos,
situam-se entre 0 e 0,6m de profundidade, principalmente entre 0,4 e 0,6m e à
distância horizontal do tronco de 0 a 2,0m, principalmente a distâncias
próximas de 1,0m.
As profundidades de instalação dos sensores, com base na distribuição do
sistema radicular para as condições desse trabalho, coincidem com aquelas
sugeridas por Soares e Costa (1995) para mangueira com irrigação subcopa;
entretanto, as distâncias horizontais do tronco para o gotejamento e
microaspersão são, em geral, inferiores às recomendadas pelos mesmos autores
para irrigação subcopa.
Os resultados de distribuição de raízes para gotejamento e microaspersão
apresentados reforçam a recomendação da fertirrigação como alternativa mais
adequada de aplicação de fertilizantes ao solo, uma vez que, com a
fertirrigação, todo o volume de solo explorado pelas raízes de absorção
(provavelmente as finas e muito finas) recebe os nutrientes num pequeno período
de tempo, permitindo absorção quase simultânea de uma maior quantidade de
raízes, enquanto, na aplicação via solo a distâncias determinadas do tronco,
apenas parte do sistema tem acesso aos nutrientes, sendo necessário um maior
tempo para a mobilização dos mesmos no solo ou para o desenvolvimento das
raízes em direção aos mesmos.
O comprimento total de raízes amostradas nos perfis sob gotejamento foi 21%
superior ao comprimento total das raízes nos perfis sob microaspersão, o que
demonstra que o número adequado de gotejadores em fruteiras compensa a maior
distribuição superficial de água e a aparente maior área molhada resultante da
microaspersão. A Tabela_2 apresenta os valores absolutos das percentagens dos
comprimentos de raízes referentes às diferentes classes de diâmetros em relação
ao comprimento total, para os perfis longitudinais e ortogonais à fileira de
plantas sob irrigação por microaspersão e gotejamento. As maiores diferenças
entre as percentagens de comprimento de raízes ocorreram para os diâmetros
acima de 10mm.
A Figura_6 mostra as percentagens de comprimento de raízes para dada classe de
diâmetro em relação ao comprimento total de raízes dos perfis sob gotejamento e
microaspersão. No caso do gotejamento, 93% do comprimento total de raízes
pertenceu às classes de diâmetro entre 0,5 e 5,0mm; no caso da microaspersão,
88,7% do comprimento total de raízes pertenceu a essa mesma classe, tendo
havido, portanto, maior comprimento de raízes pertencentes às classes de
diâmetro maior (acima de 5mm) para a planta sob microaspersão. Esse
comportamento indica que a atividade do sistema radicular das plantas sob
gotejamento pode ser mais eficiente que a atividade do sistema radicular das
plantas sob microaspersão.
CONCLUSÕES
1 - Houve coincidência entre as regiões de maiores valores de densidade de
comprimento das raízes e as regiões de maior percentagem de raízes muito finas
e finas, consideradas as maiores responsáveis pela atividade de absorção de
água e nutriente.
2 - Nos perfis avaliados, nos dois sistemas de irrigação, não houve simetria
quanto à distribuição das raízes em relação à posição do tronco, tanto para
densidade de comprimento como para diâmetro de raízes.
3 - As posições mais adequadas de instalação de sensores de água do solo para
os dois sistemas de irrigação devem situar-se entre 0 e 2 m do tronco e a
profundidades entre 0 e 0,6m.
4 - Houve maior percentagem de raízes muito finas e finas nos perfis de solo
sob gotejamento em relação à microaspersão, indicando a possibilidade de maior
atividade do sistema radicular nesse sistema de irrigação com oito gotejadores
por planta.
5 - Os resultados de distribuição de raízes para gotejamento e microaspersão
apresentados reforçam a recomendação da fertirrigação como alternativa mais
adequada de aplicação de fertilizantes ao solo.
