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Previous issue date: 2015-02-02 / A biomassa tem papel relevante na matriz energética mundial e a cana-de-açúcar é importante nesse processo. A obtenção de matriz mais limpa e o aumento na demanda por produtos da indústria sucroalcooleira vêm exigindo maior eficiência no cultivo e no uso de tecnologia desde o campo até à indústria, visando tornar o setor mais sustentável e produtivo. Isso requer avanços em diversos aspectos, incluindo melhor conhecimento do potencial produtivo das variedades e da dinâmica de nutrientes nos sistemas de cultivo. Esta pesquisa teve como objetivo geral estudar ciclagem de nitrogênio e modelagem matemática para avaliar a produtividade de cinco variedades de cana-de-açúcar na Zona da Mata pernambucana. Os objetivos específicos foram: avaliar o acúmulo de biomassa e de nitrogênio com diferentes níveis de adubação nitrogenada; desenvolver equação alométrica para estimar a biomassa da cana-de-açúcar com metodologias não destrutivas e determinar a contribuição da fixação biológica no aporte do nitrogênio às principais variedades de cana-de-açúcar cultivadas em Pernambuco. Um experimento em campo foi conduzido na estação experimental do Instituto Agronômico de Pernambuco (IPA) em Itambé, PE, em 2012 e 2013, com delineamento experimental em blocos casualizados em arranjo fatorial, representados por cinco variedades de cana-de-açúcar (RB863129, RB92579, RB867515, RB931011 e RB962962) e três níveis de adubação nitrogenada (testemunha, 12 e 40 kg N ha-1 na forma de ureia), com 4 blocos. As parcelas foram compostas por sete fileiras com 14 metros de comprimento e 1 m entre fileiras (98m²). Nas parcelas com adubações de 12 Kg ha-1 foi delimitada uma microparcela de 1 x 1,5 m na fileira central, onde a adubação foi realizada com nitrato de amônio duplamente enriquecido a 5% de 15N. Na colheita, a biomassa das plantas foi fracionada em colmo, folhas e ponteiro e subamostras foram coletadas para determinação das concentrações de nitrogênio. Para a elaboração de equação alométrica, foram coletadas 10 plantas de cada parcela, cortadas manualmente ao nível do solo e mensuradas isoladamente em diferentes idades, aos 180, 240, 300, 360 e 450 (colheita) dias após o plantio para as variáveis biométricas de comprimento e o diâmetro de planta. As plantas foram pesadas e fracionadas em colmos, ponteiros e folhas para quantificar a biomassa. Os dados obtidos foram submetidos a análises de correlação e ajustadas equações de regressão. Para determinação, através da técnica isotópica da abundância natural do 15N e fixação biológica no aporte do nitrogênio das variedades, um ensaio foi conduzido em casa de vegetação localizada na sede do IPA, em Recife, PE. O delineamento foi em blocos casualizados com 13 tratamentos e quatro blocos. Os tratamentos consistiram em cinco cultivares de cana-de-açúcar (RB867515, RB863129, RB92579, RB931011 e RB962962), e oito plantas para serem testadas como referências. Na colheita em campo, a biomassa fresca das plantas foi distribuída em 66% no colmo, 19% nas folhas e 14% no ponteiro, as duas últimas somando 14 Mg ha-1, um importante potencial para fins energéticos. Não houve diferenças significativas entre as variedades no acúmulo de biomassa seca de colmo na colheita nem com relação a alocação de N na planta e no colmo. A recuperação média do fertilizante aplicado foi de 21%, sem diferenças entre as variedades. A técnica isotópica não possibilitou estimativa da fixação biológica de nitrogênio. As equações alométricas, tanto as gerais quanto as específicas por variedade, mostraram bons ajustes, indicando que podem ser ferramentas úteis para estimar a produtividade da cana-de-açúcar. Os modelos calibrados nesta pesquisa ainda necessitam ser validados e otimizado para outras variedades e regiões produtoras de cana-de-açúcar. No experimento em vasos em casa-de-vegetação, as variedades RB867515, RB931011 e RB962962 tiveram maiores fixações de N. Os valores médios foram de cerca de 12%, utilizando como referência a mamona (Ricinuscommunis L. e 17% utilizando o algodão (Gossypium hirsutum L.). Sorgo (Sorghum bicolor L. Moench), milho (Zea mays L.) e os capins colonião (Panicum maximum) e elefante (Pennisetum purpureum Schum.) não se mostraram adequados como plantas referência pois também fixaram N. / Biomass has an important role in the world energy matrix and sugarcane is relevant in this matrix. The need of a cleaner matrix and the increase in demand for sugarcane products have been pressing for greater efficiencies in cultivation and industrial technologies. This requires advances in several aspects, including better knowledge of the productive potential of varieties and their nutrient dynamics in different cropping systems. This research aimed to study biogeochemical aspects of production and mathematical modeling of five of the main varieties of sugarcane in the Zona da Mata of Pernambuco. The specific objectives were: evaluate the accumulation of biomass and nitrogen with different levels of nitrogen fertilization; develop allometric equations that allow estimations of biomass with non-destructive methods; determine the contribution of biological fixation to the nitrogen supply of the varieties. A field experiment was conducted at the experimental station of the Agronomic Institute of Pernambuco (IPA) in Itambé, PE, in 2012 and 2013, with a randomized design and a factorial arrangement, represented by five varieties of sugarcane (RB863129, RB92579, RB867515, RB931011 and RB962962) and three levels of nitrogen fertilization (control, 12 and 40 kg N ha-1), with 4 blocks. Each plot consisted of seven rows 14 m long, with 1 m between rows. In the plots fertilized with 12 kg ha-1, one microplot 1 x 1.5 m was established in the central row, where the fertilizer was doubly enriched ammonium nitrate at 5% 15N. At harvest, plant biomass was fractionated into stem, leaves and pointer and sub-samples were collected for determination of nitrogen concentrations. For the development of allometric equation, 10 plants were collected in each plot, 180, 240, 300, 360 and 450 (harvest) days after planting. The plants were cut at soil level, measured for their length and stem diameters and fractionated into stems, leaves and pointers to quantify biomass. The data were subjected to correlation analysis and adjusted regression equations. To determine potential nitrogen biological fixation, a greenhouse assay was conducted using the 15N isotopic natural abundance technique. The design was a randomized block with 13 treatments and four blocks. The treatments consisted of five sugarcane cultivars (RB867515, RB863129, RB92579, RB931011 and RB962962), and eight plants to be tested as possible references. At harvest in the field, 66% of the fresh biomass was in the stems, 19% in the leaves and 14% in the pointer, the last two adding to 14 Mg ha-1, an important potential for energy purposes. There were no significant differences among varieties in stem dry biomass accumulation or N allocation in the plants. The average recovery of applied fertilizer was 21%, with no differences among varieties. The isotope technique did not allow estimation of biological nitrogen fixation. The allometric equations, both general and specific for each variety, had good fits, indicating that they can be useful tools to estimate productivity along the sugarcane growth cycle. In the pot experiment, varieties RB867515, RB931011 and RB962962 had the highest N fixation (12 to 17%). Sorghum (Sorghum bicolor L. Moench), maize (Zea mays L.) and guinea (Panicum maximum) and elephant grasses (Pennisetum purpureum Schum.) were not suitable as reference plants as they also fixed N.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/15326 |
| Date | 02 February 2015 |
| Creators | CARVALHO, Eric Xavier de |
| Contributors | MENEZES, Romulo Simões, TABOSA, José Nildo |
| Publisher | UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO, Programa de Pos Graduacao em Tecnologias Energeticas e Nuclear, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Breton |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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