Contribuição da fixação biológica de nitrogênio em diferentes genótipos de Capim-elefante e Cana-de-açúcar para produção de biomassa energética

Abstract

O aumento da demanda por energia está diretamente relacionado ao crescimento populacional da humanidade. Os impactos ambientais decorrentes da queima de combustíveis fósseis para geração energética reforçam a necessidade de se buscar fontes renováveis e sustentáveis de energia. O capim-elefante e a cana-de-açúcar são duas gramíneas de metabolismo fotossintético C4 que possuem características adequadas para produção de biomassa energética associada à Fixação Biológica de Nitrogênio (FBN) devido à alta capacidade de acumular massa seca e eficiência fotossintética. A presente tese foi estruturada em dois capítulos e a hipótese levantada no estudo foi que a FBN pode ser a principal fonte externa de nitrogênio no cultivo de dez genótipos de capim-elefante (Capítulo 1) e três variedades de cana-de-açúcar (Capítulo 2) cultivados em solo Argissolo de baixa disponibilidade de N. Os objetivos gerais do estudo foram avaliar o efeito da FBN como principal fonte externa de nitrogênio (N) proporcionando alta produtividade de massa seca e acúmulo de nitrogênio dos cultivos de capim-elefante e cana-de-açúcar. Para isso foram instalados dois experimentos diferentes na área experimental da Embrapa Agrobiologia localizada no município de Seropédica – RJ onde foram avaliadas a contribuição da FBN, na produtividade de biomassa, pelo método de abundância natural de 15N. No capítulo 1 foram avaliados dez genótipos de capim-elefante, durante três anos consecutivos, sem aplicação de fertilizante nitrogenado em um tanque de concreto com dimensões de 120m2 e 0,5m de profundidade preenchido com solo enriquecido com 15N. O delineamento experimental foi em blocos casualizados com quatro repetições, onde cada genótipo correspondeu a uma parcela, totalizando quarenta parcelas no experimento. No capítulo 2 foram avaliadas três variedades comerciais de cana-de-açúcar, durante cinco anos consecutivos, sem aplicação de fertilizante nitrogenado em um tanque de concreto com características similares ao do experimento 1. O delineamento experimental foi em blocos casualizados com quatro repetições, sendo cada variedade correspondente a uma parcela, totalizando doze parcelas. As colheitas do experimento 1 ocorreu a cada seis meses de ciclo e do experimento 2 ocorreu anualmente. Durante as colheitas, todo o material da parte aérea das plantas cultivados nos tanques foi cortado, pesado em campo, amostrado e levado a estufa para secagem até estabilização da biomassa seca. Em cada experimento foram avaliadas as seguintes variáveis: massa fresca total da parte aérea, massa seca total, N-total acumulado, abundância de 15N, contribuição da FBN e N derivado da FBN. No capítulo 1, observou-se que cinco genótipos de capim-elefante (P13G13, BRS Capiaçu, P11G7, P21G15 e P27G19) apresentaram as melhores médias de massa seca, em torno de 30 Mg ha-1 ano-1, com diferença estatística entre eles durante os anos de cultivo, a contribuição média da FBN foi 35%, o que representou um acúmulo médio de 35 kg ha-1 de N ano-1 derivado da FBN. No capítulo 2, não também foi observado diferença estatísticas entre os tratamentos. As variedades de cana-de-açúcar RB867515, RB 92579 e SP81-3250 apresentaram altas produtividades de massa seca e acúmulo de N e contribuição média da FBN de 33%, o que representou um acúmulo médio de 30 kg ha-1 de N derivado da FBN. Os resultados obtidos demonstram que, mesmo em solos de baixa fertilidade e sem adubação nitrogenada, o capim-elefante e a cana-de-açúcar apresentaram elevada produtividade de biomassa sustentada pela FBN. Conclui-se que o genótipo P13G13 e as variedades RB867515, RB92579 e SP81-3250 podem ser recomendadas para uso energético a partir da FBN. Esses resultados evidenciam o papel essencial da FBN como importante fonte externa de N para essas culturas e reforçam sua importância estratégica na produção de biomassa energética.