ECOFISIOLOGIA DA PRODUÇÃO DE SOJA

Bruno Maia
Eng. Agrônomo, M. Sc.

Crescimento, desenvolvimento e rendimento da cultura da soja são resultados da interação entre o potencial genético de uma variedade, ambiente e práticas de manejo da cultura (nutrientes, solo, pragas e plantas infestantes) (McWILLIAMS et. al., 1999)

O crescimento da cultura é determinado pela quantidade de Matéria Seca acumulada na planta. Com exceção da água, tudo que há na planta compõe sua matéria seca, incluindo carboidratos, proteínas, lipídeos e nutrientes minerais. As sementes de soja possuem grande quantidade de proteínas (40%), carboidratos (34%) e óleos (19%) (SBARDELOTTO; LEANDRO, 2008).

A caracterização dos estádios de desenvolvimento da cultura da soja é de grande importância para o entendimento e avaliação do desenvolvimento da cultura. Fehr e Caviness (1977) criaram o sistema, mais usado em classificação dos estádios de desenvolvimento da soja.

Os dois principais estádios de desenvolvimento são:

  • Vegetativo (estádio V)
  • Reprodutivo (estádio R)

O estádio vegetativo é determinado pela contagem do número de nós na haste principal, começando pelo par de folhas unifoliadas. Inicia-se na emergência da plântula, e termina com a abertura da primeira flor.

O estádio reprodutivo inicia-se com a abertura da primeira flor, terminando com a maturação de colheita.

Como os estádios podem se sobrepor, um estádio de crescimento apenas é considerado quando 50% ou mais das plantas encontram-se no mesmo período em questão.

GERMINAÇÃO E EMERGÊNCIA

A semente de soja é formada por três parte primárias, o embrião, de onde se desenvolverá a nova planta; os cotilédones, que proverão a fonte de energia para a germinação, emergência e desenvolvimento inicial da semente, e o tegumento que protege tanto o cotilédone quanto o embrião de doenças, insetos e lesões.

Partes da semente de soja:

  • Embrião
  • Cotilédones
  • Tegumento

Quando a semente de soja absorve 50% de seu peso em umidade, a germinação se inicia. A radícula, ou raiz primária, prolonga-se para baixo dentro de 1 a 2 dias após a semeadura (CÂMARA, 1998), desenvolvimento ramificações após atingir 2-3 cm de comprimento (HICKS, 1978), isto é, de 4 a 5 dias após a semeadura (CÂMARA, 1992).

Logo após o crescimento da radícula, o hipocótilo (pequena seção do caule situada entre o nó cotiledonar e a raiz primária) começa a se alongar para a superfície do solo, arrastando consigo os cotilédones. A emergência dos cotilédones (estádio VE) normalmente ocorre dentro de 5 a 7 dias após a semeadura, sob condições ambientais ideais (CÂMARA, 2006). O tempo transcorrido entre semeadura e emergência depende da temperatura e umidade do solo, sistema e profundidade de semeadura (ALVAREZ FILHO, 1998).

DESENVOLVIMENTO VEGETATIVO

Logo após a emergência, o hipocótilo em forma de ganho endireita-se e cessa seu crescimento, enquanto os cotilédones dobram-se para baixo. Os cotilédones funcionam com uma reserva energética até que a planta se torne completamente autotrófica, ou seja, 10-15 dias após a emergência. Eles se tornam amarelos e se soltam da planta ainda durante o início do desenvolvimento vegetativo (CÂMARA, 2006).

A planta de soja madura tem 19-24 nós que estão completamente diferenciados em 4-5 semanas após a semeadura (JOHNSON et al., 1960). O primeiro nó inferior é o ponto de fixação dos cotilédones, e o nó subsequente origina a flor unifoliada, ou primária. Todos os nós subsequentes produzem, caule acima, folhas trifoliadas únicas e alternadas (HICKS, 1978).

O estádio VC é considerado quando a folha cotiledonar está aberta e a folha unifoliada expandida, como mostra a Tabela 1. Seguindo o estádio VC, todos os outros estádios vegetativos são enumerados de acordo com o número de nós no eixo principal (Vn) com uma folha completamente desenvolvida (BEAN; MILLER, 1998), e que possui uma folha acima dele que tenha acabado de se desenrolar.

Tabela 1: Descrição das fases do estádio vegetativo

Estádio Descrição
VC Quando a folha cotiledonar está aberta e a folha unifoliada expandida.
V1 Primeira folha unifoliada está completamente desenvolvidas e a folha no nó acima delas está acabando de se expandir.
Vn Todos os outros estádios vegetativos são enumerados de acordo com o número de nós no eixo principal (Vn).

Portanto, o estádio V1 é atingido quando as primeiras folhas unifoliadas estão completamente desenvolvidas e a folha no nó acima delas está acabando de se expandir. Os folíolos vão de oblongos a ovalado em forma e possuem bordas inteiriças.

O período entre a emergência e V1 é chamado de juvenil ou pré-indutivo, devido as plantas ainda não estarem aptas a responder ao fotoperíodo (WILKERSON et al., 1989; GRIMM et al., 1994; CÂMARA, 1998; RODRIGUES et al., 2001). Durante este período, a temperatura é o fator predominante e o crescimento é contínuo.

A fase seguinte – a indutiva – é modulada pela temperatura e o fotoperíodo. Deste momento em diante a planta está apta a responder às mudanças induzidas por estímulos no meristema, de vegetativa para reprodutiva. A área de expansão da folha é então restrita por suprimentos assimilados.

Figura 1 – Estádios de desenvolvimento da cultura da soja durante o período juvenil. Estádio VE – Emergência dos cotilédones; VC – Cotilédones desenvolvidos e folhas unifoliadas expandidas; V1 – folhas unifoliadas completamente desenvolvidas e folhas trifoliadas superiores desenroladas.

Fonte: Modificado de Universidade de Michigan (2000)

DESENVOLVIMENTO REPRODUTIVO

Os estádios reprodutivos (estádios R) estão divididos em quatro partes: R1 e R2 descrevem o florescimento; R3 e R4 o desenvolvimento da vagem; R5 e R6 o desenvolvimento da semente e R7 e R8 representam a maturação da planta. Os primórdios florais são iniciados dentro de 3 semanas, e a floração começa dentro de 6 a 9 semanas após a emergência, quando cultivados em uma área de adaptação.

Quando uma flor aberta é visível em qualquer nó na haste principal, inicia-se o estádio R1, conforme é mostrado na Tabela 2. O florescimento começa na haste principal, em geral, entre o terceiro e o sexto nó, progredindo para cima e para baixo. As taxas de crescimento da raiz aumentam e a floração plena é atingida no estádio R2, que corresponde a 50% da altura final e 25% da massa de matéria seca final da planta (OMAFRA, 2002).

Tabela 2 – Descrição das fases do estádio reprodutivo

Estádio Descrição
R1 Surgimento das primeiras flores, em mais de 50% das plantas da lavoura.
R2 Florescimento pleno, de todas as plantas na lavoura.
R3 Início da formação das vagens.
R4 Vagens completamente formadas.
R5 O estádio R5 determina o enchimento de grãos e é subdividido em R5.1, R5.2, R5.3, R5.4 e R5.5, que definem a porcentagem de enchimento dos grãos máxima, sendo esta respectivamente 0 a 10%, 11 a 25%, 26 a 50%, 51 a 75% e 76 a 100%. Devido a um pico fotossintético nos estádios de R4 e R5.1 há um segundo pico de nodulação e fixação biológica em R5.3.
R6 Grãos cheios e verdes.
R7 Início da maturação.
R8 R8.1 e R8.2 definem a porcentagem de desfolha natural, de 0 a 50% e 51 a 100% respectivamente.

 

Nesse período, o sistema radicular apresenta-se completamente desenvolvido no espaço entre linhas de 102 cm, com várias raízes laterais, direcionando o seu crescimento para baixo. Essas raízes, junto com a principal, continuam se aprofundando no perfil do solo até logo após o estádio R6.

A soja é normalmente autopolinizada. As flores abrem-se no começo da manhã e o pólen é liberado pouco antes ou no momento da abertura das flores, diretamente sobre o estigma. Como as flores também são visitadas por insetos, pode haver polinização cruzada, mas esta forma considerada normalmente menor do que 1%. Após a fertilização, o desenvolvimento da semente é rápido. Em aproximadamente 65-75 dias as sementes estão fisiologicamente maduras, contendo cerca de 55% em umidade nesta etapa (HICKS, 1978).

Vagens são visíveis entre 10 dias a 2 semanas após o estabelecimento da floração, que continua ainda por 3 a 4 semanas; muitos estádios do desenvolvimento da vagem e da semente ocorrem na planta até próximo de sua maturidade fisiológica. Na fase inicial de formação das vagens (R3), pequenas cápsulas podem ser vistas em nós mais altos da haste principal, com folhas totalmente desenvolvidas.

Condições de estresse que causam altas taxas de aborto entre R1 e R3, geralmente não reduzem significativamente o rendimento pois algumas flores ainda podem ser produzidas até o estádio R5. Além disso, o estresse nesses estádios pode resultar em um aumento no número de sementes por vagem e no peso por semente, que também ajuda a compensar o abortamento das flores e das vagens jovens.

O estádio R4 marca o início do período mais crítico de desenvolvimento da planta quanto à determinação do rendimento em sementes. O estresse nessa fase não pode ser recuperado e resulta em uma maior perda de produtividade que em qualquer outro momento (CÂMARA, 1998).

A fase seguinte (R5) corresponde ao começo da formação da semente. Neste período há significante translocação de nutrientes das partes vegetativas para as sementes em formação, enquanto a fixação de nitrogênio atinge seu máximo, caindo rapidamente logo em seguida. O estádio R5 determina o enchimento de grãos e é subdividido em R5.1, R5.2, R5.3, R5.4 e R5.5, que definem a porcentagem de enchimento dos grãos máxima, sendo esta respectivamente 0 a 10%, 11 a 25%, 26 a 50%, 51 a 75% e 76 a 100%. Devido a um pico fotossintético nos estádios de R4 e R5.1 há um segundo pico de nodulação e fixação biológica em R5.3.

Neste momento a floração está completa, exceto por alguns ramos, e a planta atingiu altura, nós e área foliar máximos.

R6 se dá quando as sementes dentro das vagens se caracterizam por apresentar largura igual à da cavidade da vagem, porém, sementes de todos os tamanhos podem ser observadas na planta nesse momento. Nesse estádio, o valor da massa de matéria seca total das vagens é máximo, enquanto o crescimento da raiz diminui substancialmente e um rápido amarelamento das folhas se inicia.

R7 – também chamado de início da maturidade fisiológica – é considerado o ponto no qual uma vagem normal da haste principal atinge sua cor de maturação (marrom). A partir de R7 começa a ser definida a maturação da cultura, sendo R7.1 até 50% de folhas e vagens amarelas, R7.2 de 51 a 75% e R7.3 de 76 a 100%.

Nesta fase, as sementes têm aproximadamente 50-60% de umidade e contém todas as partes necessárias para começar sua próxima geração (HOWELL et al., 1959).

A maturidade fisiológica ocorre quando a semente atinge o máximo valor em massa de matéria seca. Quando 95% das vagens mudam para a coloração marrom, a soja atinge a maturidade completa (R8). Os estádios R8.1 e R8.2 definem a porcentagem de desfolha natural, de 0 a 50% e 51 a 100% respectivamente

Neste momento, a semente de soja deve possuir um nível de umidade menor do que 15% (LACERDA, 2007).

As plantas de soja apresentam diversidade quanto ao hábito de crescimento da haste principal e de floração. Basicamente, as variedades podem ser classificadas em três tipos: indeterminado, determinado e semi-determinado (BERNARD, 1972). Cultivares indeterminados continuam o crescimento vegetativo após o início da floração, e não apresentam racemos terminais na haste principal. Geralmente florescem sequencialmente para cima na haste central, podendo apresentar vagens bem desenvolvidas e nós mais baixos, com flores recentemente desenvolvidas em nós superiores. Tipos determinas praticamente cessam o crescimento vegetativo logo após R1, e apresentam florescimento uniforme em todos os nós da haste principal. Cultivares com hábito de crescimento semi-determinado, a semelhança dos indeterminados, o florescimento tem início quando aproximadamente metade dos nós da haste principal já se formou, mas o florescimento e o desenvolvimento de novos nós terminam mais abruptamente do que nos tipos indeterminados (SEDIYAMA et al., 1999). O crescimento vegetativo após a floração e estabelecimento das vagens ocorre, na maior parte, em ramos nos tipos determinados e na haste principal nos indeterminados. (EGLI et al., 1985)

REFERÊNCIAS

ALVAREZ FILHO, A. Botânica e desenvolvimento. In. SANTOS, O.S. (Coord.). A Cultura da Soja. Rio de Janeiro: Globo, 1988. p. 27-35.

BEAN, B.; MILLER, T. Soybean growth staging. Texas Agricultural Extension Service, 1998. 23 p. Disponível em: <http://soilcrop.tamu.edu/publications/pubs/scs1998- 23.pdf1998>. Acesso em: 24 mar. 2018.

BERNARD, R.L. Two genes affecting stem termination in soybean. Crop Science, Madison, v. 12, p. 235-239, 1972. Sediyama

CÂMARA, G.M.S. Efeito do fotoperíodo e da temperatura no crescimento, florescimento e maturação de cultivares de soja (Glycine max (L.) Merrill). 1991. 266 p. Tese (Doutorado em Fitotecnia) – Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 1991.

CANADÁ. Ministry of Agriculture Food and Rural Affairs (OMAFRA). Soybeans: stages of soybean leaf development. Nov. 2002. Disponível em: < http://www.omafra.gov.on.ca >. Acesso em: 10 mar. 2018.

CORRÊA, Simone Toni Ruiz. Adaptação do modelo LINTUL (Light Interception and Utilization) para estimação da produtividade potencial da cultura de soja. 2008. 107 f. Dissertação (Mestrado) – Curso de Mestrado em Agronomia, Universidade de São Paulo Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, Piracicaba, 2008.

EGLI, D.B.; LEGGETT, J.E. Dry matter accumulation patterns in determinate and indeterminate soybeans. Crop Science, Madison, v. 12, p. 220-222, 1973.

FEHR, W.R.; CAVINESS, C.E. Stages of soybean development. Iowa: Agricultural Experimental Station, 1977. 81 p. (Special Report).

HOWELL, R.W.; COLLINS, F.I. & SEDGEWICK, V.E. Respiration of soybean seeds related to weathering loses during ripening. Agronomy Journal, Madison, v. 51, n. 11, p. 677-679, 1959. Lacerda

GRIMM, S.S.; JONES,J.W.; BOOTE,J.K.; HERZOG, D.C. Modeling the occurrence of reproductive stages after flowering for four soybean cultivars. Agronomy Journal, Madison, v. 86, p. 31-38, 1994.

HICKS, D. R.; PENDLETON, J.W.; BERNARD, R.L.; JOHNSTON, T.J. Response of soybean plant types to planting pattern. Agronomy Journal, Madison, v. 61, p. 290-293, 1969.

JONSHON, H. W.; BORTHWICK, H. A.; LEFFEL, R. C. Effects of photoperiod and time of planting on rates of development of the soybean in various stages of the life cycle. Botanical Gazette, Chicago, v.22, p. 77-95, 1960.

McWILLIAMS, D.A; BERGLUND, D.R.; ENDRES, G.J. Soybean growth and management: quick guide. Minnesota: North Dakota State University, University of Minnesota, 1999. 8 p.

RODRIGUES, O.; DIDINET, A.D.; LHAMBY, J.C.B.; LUZ, J.S. da. Resposta quantitativa do florescimento da soja à temperatura e ao fotoperíodo. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 36, n. 3, p. 431-437, 2001.

SBARDELOTTO, A.; LEANDRO, G.V. Escolha de cultivares de soja com base na composição química dos grãos com perspectiva para maximização dos lucros nas indústrias processadoras. Ciência Rural, Santa Maria, v. 38, n. 3, p. 614-619, 2008.

WILKERSON, G.G; JONES, J.W.; BOOTE, K.J.; BUOL, G.S. Photoperiodically sensitive interval in time to flower of soybean. Crop Science, Madison, v. 29, p. 721-726, 1989.

Fenologia da Soja

O Brasil está a cada ano mais próximo de se consolidar como o maior produtor de grãos do planeta. Dentre os grãos produzidos, o principal é a soja, que ocupou nesta safra de 2016/2017, 33,9 milhões de hectares, aproximadamente 56% da área plantada de grãos do país e é responsável por 48,6% da produção de grãos nacional. (CONAB, 2017).

No entanto a produtividade média brasileira nesta mesma safra de acordo com a mesma fonte foi de 3.362 kg/ha, enquanto há produtores que passam da marca dos 8.000 kg/ha. (CESB, 2017). Para alcançar altas produtividades é imprescindível saber quais manejos adotar e quando adotá-los. Para decidir quando realizar manejos como adubações e aplicações é importante que o produtor esteja familiarizado com a fenologia da cultura.

Fenologia

A fenologia vegetal basicamente se resume em analisar alterações morfológicas das plantas ao longo de seu desenvolvimento e relacioná-las com o momento fisiológico ao qual se encontram associadas as necessidades do vegetal. (CÂMARA, 1998).

Segundo o mesmo autor, o ciclo fenológico da soja é dividido em duas etapas, vegetativa (V) e reprodutiva (R), e dentro das etapas dividido em estádios, iniciados com o VE, que define a emergência da plântula no momento em que os cotilédones estão acima da superfície do solo.Os cotilédones, que são órgãos de reserva, são também os primeiros a realizar fotossíntese na plântula e são os principais responsáveis pela nutrição da planta nas primeiras semanas após a emergência, portanto é de extrema importância mantê-los protegidos contra pragas e doenças.

Vegetativo

Subsequente à emergência, um par de folhas opostas e unifolioladas é emitido. Quando os bordos de cada unifólio deixam de se tocar a planta é considerada em VC. Neste estádio os nódulos das bactérias do gênero Bradyrhizobium começam a se formar. A partir da emissão deste par de folhas, a soja passa a formar apenas folhas trifolioladas inseridas alternadamente no caule e ramos.

Em V1 o par de folhas unifolioladas é considerado completamente desenvolvido, ou seja, os bordos dos folíolos das folhas de cima não estão mais se tocando.

A partir do estádio V1, os estádio subsequentes denominados de V2V3. V4, Vn, são definidos quando a segunda, terceira, quarta e enésima folha está completamente desenvolvida.

Entre os estádios V2 e V4 os cotilédones amarelecem e caem devido ao esgotamento das reservas e neste momento o acúmulo de matéria seca e de nutrientes na parte aérea da planta é acelerado, justificando estratégias de manejo como adubação foliar de cobalto e molibdênio para auxiliar a fixação biológica de nitrogênio, além da adubação de cobertura com potássio e controle químico em pós emergência de plantas daninhas.

Até os estádios de V5 e V6, a planta expande um trifólio a cada cinco ou seis dias, a partir destes estádios o tempo é reduzido para de três a quatro dias e a lavoura torna-se mais atrativa à insetos desfolhadores como lagartas, requerendo medidas como amostragens frequentes com pano de batida. O estádio Vn varia em função do cultivar e época de semeadura, sendo n o número final de folhas até o florescimento.

Reprodutiva

O florescimento é caracterizado pela abertura da primeira flor em qualquer nó da haste principal (R1). Este estádio pode ocorrer no mesmo dia do estádio R2, que define florescimento pleno devido à abertura de diversas flores na haste principal. Neste momento ocorre o primeiro pico de nodulação.

O R3 define o início da frutificação, com vagens menores que 1,5 cm no terço superior da haste principal, passando para R4 no momento em que a maioria das vagens do terço superior da haste principal possuírem de 2 a 4 cm de comprimento.

O estádio R5 determina o enchimento de grãos e é subdividido em R5.1, R5.2, R5.3, R5.4 e R5.5, que definem a porcentagem de enchimento dos grãos máxima, sendo esta respectivamente 0 a 10%, 11 a 25%, 26 a 50%, 51 a 75% e 76 a 100%. Devido a um pico fotossintético nos estádios de R4 e R5.1 há um segundo pico de nodulação e fixação biológica em R5.3.

O enchimento de grãos é concluído no estádio R6, quando a maioria das vagens do terço superior possuírem grãos cheios ou completos.

A partir de R7 começa a ser definida a maturação da cultura, sendo R7.1 até 50% de folhas e vagens amarelas, R7.2 de 51 a 75% e R7.3 de 76 a 100%.

Os estádios R8.1 e R8.2 definem a porcentagem de desfolha natural, de 0 a 50% e 51 a 100% respectivamente, finalizando os estádios fenológicos com a maturidade em campo no R9.

Referências bibliográficas

CÂMARA, G. M. (1998). Soja: tecnologia da produção. Piracicaba, SP, Brasil: ESALQ/Departamento de Agricultura.

CESB. (2017). Comitê Estratégico Soja Brasil.
Fonte: CESB: http://www.cesbrasil.org.br/

CONAB. (Julho de 2017). Acompanhamento da Safra Brasileira Grãos.
Fonte: CONAB Companhia Nacional de Abastecimento: http://www.conab.gov.br/