Effects of water table management and nitrogen supplies in crops under hypoxia conditions in soil

Em diversos países, extensas áreas agrícolas são afetadas por inundações temporárias que ocasionam significativos prejuízos à produção de alimentos. Os objetivos deste trabalho foram: a) avaliar os efeitos da exposição de plantas de lentilha (Lens culinaris Medik) ao estresse por excesso hídrico em relação ao manejo do nível freático; b) avaliar o comportamento de cultivares de soja (Glycine max L. Merrill) a hipoxia e à aplicação de nitrogênio na atenuação dos danos ocasionados pelo excesso hídrico e c) avaliar as respostas de plantas de trigo (Triticum aestivum, L.) à saturação hídrica, total ou parcial, da camada de solo correspondente à zona radicular da cultura. Em plantas de lentilha, o excesso de água no solo reduziu a expansão foliar, o acúmulo de biomassa, a produção de grãos e reduziu a concentração de N, K, Ca, Mn e Mg nas folhas e intensificou o processo de senescência foliar. As taxas de ascensão e de rebaixamento do nível freático de 15 e 30 cm dia-1 influenciaram positivamente o desenvolvimento e a produção. Os danos mais drásticos foram ocasionados pela elevação e pelo rebaixamento do nível freático em 5 cm dia-1. O efeito negativo da inundação do solo na produção de grãos foi reduzido em 21% pelo aumento da taxa de ascensão e de rebaixamento do nível freático de 5 para 30 cm dia-1. A adição de 50 kg N ha-1 não minimizou os danos ocasionados pela hipoxia. Em soja, a área foliar, o acúmulo de matéria seca, a produção e a qualidade dos grãos dos cultivares decresceram com o prolongamento da inundação do solo. Os teores foliares de N, K, Mg e Mn decresceram linearmente e a concentração de Fe aumentou com a inundação do solo. O cultivar FT-Abyara apresentou maior crescimento vegetativo e o cultivar CD205 maior produtividade e maior teor protéico. Os maiores danos à produção foram ocasionados pela inundação do solo por período superior a 48 h. A aplicação de 50 e 100 kg N ha-1 aumentou o crescimento da parte aérea das plantas, a produção e a concentração de proteína dos grãos. O cultivar FT-Abyara apresentou melhores resultados à adição de N. A aplicação de N reduziu em 15% os danos causados pelo excesso de água no solo à produção de grãos. Em plantas de trigo, a saturação hídrica do solo intensificou a senescência das folhas, reduziu a produção de matéria seca, a taxa de crescimento da cultura e prejudicou a produção de grãos. Os efeitos ocasionados pela ocupação total dos poros do solo pela água foram mais severos para o desenvolvimento e a produção de grãos do que a saturação parcial dos poros pela água. O nível freático a 15 cm de profundidade minimizou em 30% os danos ocasionados pelo excesso de água no solo à produção de grãos. A aplicação de 50 kg N ha-1 reduziu em 16% os danos ocasionados pela saturação hídrica do solo à produção de grãos.In many countries, extensive agricultural areas are affected by short-term waterlogging that cause significant damages to the crop yields. The objectives of this work were: a) to evaluate the stress effect of the soil water excess on lentil plants (Lens culinaris Medik) related to water table management; b) to evaluate the behavior of soybean cultivars (Glycine max L. Merrill) to hypoxia conditions and to the nitrogen supplying for reducing flood damages c) to evaluate wheat (Triticum aestivum, L.) responses to complete or partial soil water saturation in the root zone. On lentil plants the excess of water reduced the growth of the leaves, the dry matter and grain production and the concentration of N, K, Ca, Mn and Mg in leaves. Also the senescence process was increased. The elevation and lowering by 15 and 30 cm day-1 affected positively the crop development and yield production. The most severe damage was induced by rate elevation of 5 cm day-1 and drawdown of water table. The increasing of water table ascension and lowering rate from 5 to 30 cm day-1 alleviated the damage effect on grain production in 21%. Hypoxia injuries were not minimized by a supplemental addition of 50 kg ha-1 of nitrogen. The leaves area, shoot dry matter accumulation, the grain production and the grain protein concentration of soybean plants were reduced proportionally to the flooding duration. The N, K, Mg and Mn concentration in leaves decreased linearly while Fe concentration increased for the waterlogging duration. The soybean cultivar FT-Abyara showed the higher vegetative growth, while CD205 produced a greater grain yield and grain protein concentration. A flooding period of 48 h caused severe damage to grain yield. The leaf area, shoot growth, grain yield and grain protein increased with supplemental N application of 50 and 100 kg N ha-1. The soybean cultivar FT-Abyara showed the best results due to the nitrogen supply. The N addition reduced the grain production damages by 15%. In wheat plants, the water excess increased leaves senescence, reduced dry matter and the growth rate and produced a significant decreasing on grain weight. The effects caused by total water saturation of soil pores were more severe to the plant growth and grain yield than those caused by partial water saturation, even for large periods. A water table at 15 cm depth minimized by 30% the harmful effects of water excess to the grain production. The application of 50 kg N ha-1 reduced by 16% the damages on the crop yield caused by flooding