Doses e fontes de potássio (cloreto e silicato de potássio) aplicados via fertirrigação e via solo : efeitos fisiológicos, nutricionais e produtivos no feijão-comum (Phaseolus vulgaris L.)

Abstract

O Brasil apresenta forte dependência pela importação de insumos, dentre eles o cloreto de potássio (KCl) pela sua alta solubilidade e concentração de K2O. Porém, o elevado índice salino da fonte torna crucial a avaliação de alternativas que reduzam impactos aos aspectos fisiológicos das plantas e mantenham o desempenho produtivo das culturas. Além disso, a alta mobilidade do potássio no solo e nas plantas exige o manejo adequado para mitigar perdas por lixiviação. O potássio é um macronutriente essencial às plantas por desempenhar funções no metabolismo vegetal e refletem diretamente no enchimento dos grãos. Dessa forma, o silicato de potássio (SiK) pode ser uma importante fonte por apresentar em sua composição além do potássio, o silício, considerado um elemento benéfico às plantas, aliado também ao uso da fertirrigação como uma técnica para elevar a eficiência no manejo nutricional das culturas, a partir do fracionamento da adubação em consonância com os estádios fenológicos das plantas. Portanto, o estudo objetivou investigar os efeitos das doses de K na forma de silicato de potássio via fertirrigação e via solo sobre os aspectos fisiológicos, nutricionais e no rendimento do feijoeiro em comparação com o cloreto de potássio. A pesquisa foi conduzida em condições de ambiente protegido, em casa de vegetação, na Faculdade de Ciências Agronômicas, UNESP-Botucatu. O delineamento foi em blocos casualizados, esquema fatorial (2X5+2), sendo os fatores fontes (KCl e SiK) e doses (0, 25, 50, 100 e 200 mg kg-1 de K), mais a aplicação de 100 mg kg-1 de K na forma de KCl e SiK, via solo. No primeiro capítulo foram avaliadas variáveis fisiológicas como, fotossíntese líquida (A), condutância estomática (gs), transpiração (E), concentração interna de CO₂ (Ci), eficiência de carboxilação (EiC) e eficiência de uso da água (EUA), enquanto no segundo capítulo foi avaliado o acúmulo de K, N, Ca, Mg, P e S, massa da parte aérea (MSPA) e número de vagens (NV). No primeiro capítulo, os resultados apresentaram efeitos interativos para toda as variáveis observadas. O SiK aplicado via fertirrigação promoveu maior A nas plantas, mesmo com menor gs, Ci e E no feijoeiro, refletindo em maior EiC e EUA, comparado aos tratamentos com KCl. Quanto aos tratamentos submetidos à adubação potássica com SiK via solo, houve redução na transpiração resultando em aumento na eficiência de uso da água, comparado aos tratamentos com KCl. No segundo capítulo, a interação entre os fatores para todas as variáveis avaliadas foi significativa. Os resultados demonstraram maior acúmulo de K em plantas submetidas à adubação com KCl com doses elevadas, enquanto para N, Ca, Mg, P e S, observou maior acúmulo desses elementos em plantas sob doses elevadas na forma de SiK, o que possivelmente impactou em maior produção de massa seca da parte aérea e número de vagens. Para os tratamentos sob adubação via solo, observou-se maior acúmulo de N, Ca e Mg em plantas com nutrição potássica na forma de SiK. A comparação dos adicionais evidenciou que a fertirrigação pode melhorar o desempenho fisiológico, os aspectos nutricionais e elevar a massa seca da parte aérea e número de vagens, especialmente utilizando o SiK.

Brazil is heavily dependent on imported inputs, particularly potassium chloride (KCl), due to its high solubility and K2O concentration. However, the high salt index of this source makes it crucial to evaluate alternatives that reduce impacts on plant physiological aspects and maintain crop yield performance. Furthermore, the high mobility of potassium in the soil and plants requires proper management to mitigate leaching losses. Potassium is an essential macronutrient for plants, playing vital roles in plant metabolism that directly reflect on grain filling. Thus, potassium silicate (SiK) can be an important source as its composition includes not only potassium but also silicon, which is considered a beneficial element for plants. This is coupled with the use of fertigation as a technique to increase nutritional management efficiency by splitting fertilization in alignment with the plants' phenological stages. Therefore, this study aimed to investigate the effects of K doses as potassium silicate via fertigation and via soil on the physiological and nutritional aspects and yield of the common bean, in comparison to potassium chloride. The research was conducted under protected environment conditions in a greenhouse at the School of Agriculture, UNESP-Botucatu. The experimental design was randomized blocks in a 2×5+2 factorial scheme, with the factors being sources (KCl and SiK) and doses (0, 25, 50, 100, and 200 mg kg⁻¹ of K), plus the soil application of 100 mg kg⁻¹ of K as KCl and SiK. In the first chapter, physiological variables such as net photosynthesis (A), stomatal conductance (gs), transpiration (E), internal CO₂ concentration (Ci), carboxylation efficiency (EiC), and water use efficiency (WUE) were evaluated. In the second chapter, the accumulation of K, N, Ca, Mg, P, and S, shoot dry matter, and number of pods were assessed. In the first chapter, the results showed interactive effects for all observed variables. SiK applied via fertigation promoted higher A in plants, even with lower gs, Ci, and E in the common bean, reflecting higher EiC and WUE compared to KCl treatments. Regarding treatments subjected to soil-applied K fertilization with SiK, there was a reduction in transpiration, resulting in increased water use efficiency compared to KCl treatments. In the second chapter, the interaction between factors was significant for all evaluated variables. The results demonstrated higher K accumulation in plants subjected to high doses of KCl fertilization, while for N, Ca, Mg, P, and S, a higher accumulation of these elements was observed in plants under high doses of SiK, which likely resulted in higher shoot dry matter and number of pods. For soil-applied fertilization treatments, higher accumulation of N, Ca, and Mg was observed in plants with potassium nutrition in the form of SiK. The comparison of additional treatments evidenced that fertigation can improve physiological performance and nutritional aspects, as well as increase shoot dry matter and the number of pods, especially when using SiK.