Eficiência de uso de nitrogênio por genótipos de cana-de-açúcar em ciclo de cana-planta
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Data
2025
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Universidade Estadual do Norte do Paraná
Resumo
O nitrogênio é um nutriente essencial, participando de processos fundamentais ao longo de todo o ciclo de vida das plantas. Devido a sua importância, é difícil imaginar uma atividade agrícola de alto rendimento produtivo sem o uso de fertilizantes nitrogenados, os quais contribuem para a segurança alimentar mundial. No entanto, seu uso está associado a impactos ambientais significativos, tornando essencial o desenvolvimento de estratégias para aumentar sua eficiência. A cana-de-açúcar, uma das culturas mais relevantes para a economia e a produção de bioenergia, apresenta grande demanda por nitrogênio, tornando fundamental a avaliação da eficiência de uso desse nutriente. Diante desse contexto, este estudo teve como objetivo avaliar a eficiência de uso de nitrogênio (EUN) em genótipos de primeiro ano de cana-de-açúcar (cana planta) sob condições de campo. O experimento foi conduzido em solo arenoso, em área comercial da Usina Jacarezinho, no município de Jacarezinho-PR, utilizando 16 genótipos de cana-de-açúcar (CTC 4; CTC 9001; CTC 9006; CV 7870; IAC5094; IAC5503; IAC8008; RB127825; RB855156; RB867515; RB92579; RB966928; RB975375 e RB987935) dispostos em blocos casualizados com quatro repetições. Cada parcela, com 17 m de comprimento e quatro linhas espaçadas em 1,5 m, foi subdividida em duas condições de nitrogênio: alta (180 kg ha−1) e baixa (9 kg ha−1). O plantio ocorreu em 10/08/2023 com toletes da própria usina. Durante o ciclo, foi avaliado o acúmulo de nitrogênio na folha +1 aos 180 dias após o plantio (DAP) e o teor de clorofila, enquanto, na colheita (30/07/2024), foram realizadas avaliações biométricas e de produtividade, incluindo massa seca compartimentalizada e total, produtividade de colmos em toneladas de colmos por hectare (TCH) e produtividade de açúcar em toneladas de açúcar por hectare (TAH). Além disso, análises tecnológicas de POL , fibra, ATR e pureza do calo (PZa) foram realizadas no laboratório da usina. A análise de componentes principais (Principal Component Analysis - PCA) demonstrou que não houve interação significativa de baixo e alto N para nenhum dos componentes avaliados, demonstrando que o fator genético se destacou e deve ser considerado para o melhor posicionamento dos materiais a campo. Os resultados da massa seca total indicaram que o genótipo RB 127825 foi o mais eficiente e responsivo ao nitrogênio, seguindo a metodologia de Robinson et al.(2007) separando os quadrantes de eficiência e resposta quanto a média geral dos tratamentos de alto e baixo N, já 50% dos genótipos destacaram-se como não eficiente e não responsivo, juntamente com outros seis genótipos. Os demais genótipos distribuíram-se entre os grupos não eficientes e responsivos, e eficientes e não responsivos. Os 16 genótipos apresentaram comportamentos distintos quanto à EUN para os índices de massa seca total e TCH. Em relação aos principais indices de produtividade a diferença entre as doses de N foi menor que 1 t ha-1 para o TAH, tendo uma média de 19 t ha-1 e de aproximadamente 3 t ha-1 para o TCH com a média total de 135 t ha-1. O acúmulo de nitrogênio na folha aos 180 DAP não diferiu entre os genótipos, e os parâmetros tecnológicos avaliados não foram significativamente afetados pela adubação nitrogenada. No entanto, os genótipos CTC 9001 e CTC 9002 se destacaram em todas as avaliações tecnológicas, independentemente da condição de nitrogênio.
Abstract
Nitrogen (N) is an essential macronutrient involved in fundamental physiological processes throughout the plant life cycle. Given its critical role, high-yield agricultural systems heavily depend on nitrogen fertilizers to ensure global food security. However, excessive N application is associated with significant environmental impacts, highlighting the need to improve nitrogen use efficiency (NUE). Sugarcane (Saccharum spp.), a key crop for bioenergy production and economic sustainability, exhibits high nitrogen demand, necessitating the evaluation of NUE in this system.This study aimed to assess NUE and nitrogen response in first-year sugarcane (plant cane) genotypes under field conditions. The experiment was carried out in a commercial sandy soil area of the Jacarezinho Mill, located in Jacarezinho, Paraná, Brazil. Sixteen sugarcane genotypes were arranged in a randomized block design with four replications. Each plot consisted of four 17-meter-long rows spaced 1.5 m apart, subdivided into two nitrogen treatments: high N (180 kg ha−1) and low N (9 kg ha−1). Planting was performed on August 10, 2023, using stalk segments provided by the mill. Nitrogen status in leaf +1 was evaluated at 180 days after planting (DAP). At harvest (July, 2024), biometric and yield parameters were assessed, including compartmentalized and total dry matter, stalk yield (TCH), and sugar yield (TAH). Additionally, technological analyses—POL (%), fiber (%), total recoverable sugar (TR) (kg t−1), and juice purity (PZA %) were performed in the mill’s laboratory. Nitrogen use efficiency (NUE) and responsiveness varied significantly among the 16 evaluated sugarcane genotypes. RB 127825 outstanding as the most nitrogen-efficient and responsive genotype, clustering with four others in the high-NUE quadrant. The other hand, CTC 9002 and IAC5094 were classified as inefficient and non-responsive, along with six additional genotypes. The remaining genotypes exhibited intermediate perfomed, distributed between inefficient-but-responsive and efficient-but-non-responsive groups. Genotypic differences in NUE were evident based on total dry matter (TDM) and stalk yield (TCH) indices. Clearilly, most variables showed no significant differences (p > 0.05) between high-N (180 kg ha−1) and low-N (9 kg ha−1) treatments within the same genotype, underscoring the predominant influence of genetic factors over nitrogen supply in determining NUE. This finding highlights the importance of genotype selection for optimizing field-level nitrogen management. Leaf nitrogen accumulation at 180 DAP did not differ significantly between nitrogen treatments. Similarly, technological parameters (POL, fiber, TRS, PZA) were unaffected by nitrogen fertilization. However, CTC 9001 and CTC 9002 consistently outperformed other genotypes in technological quality across both N conditions, irrespective of their NUE classification.
Descrição
Palavras-chave
Adubação nitrogenada, Produtividade agrícola, Saccharum officinarum, Sustentabilidade agrícola
Citação
DIAS JUNIOR, Eduardo Siqueira. Eficiência de uso de nitrogênio por genótipos de cana-de-açúcar em ciclo de cana-planta. Orientador: Oriel Tiago Kölln. 2025. [1-85] f. Dissertação (Mestrado em Agronomia) – Centro de Ciências Agrárias, Campus Luiz Meneghel, Universidade Estadual do Norte do Paraná, Bandeirantes, 2025.