Ecofisiologia do Milho (Zea Mays)

Germinação e emergência

Em condições normais de campo, após a semeadura, as sementes absorvem água e começam a crescer. A radícula é a primeira a se alongar, seguida pelo coleóptilo, com plúmula incluída. Esse estádio, conhecido como VE, é atingido pela rápida elongação do mesocótilo, o qual empurra o coleóptilo em crescimento para a superfície do solo. Em condições de temperatura e umidade do ar adequadas, a emergência ocorre 4 a 5 dias após a semeadura, porém, em condições de baixa temperatura e pouca umidade, a germinação pode demorar até duas semanas ou mais. Assim que a emergência ocorre e a planta expõe a extremidade do coleóptilo, o mesocótilo pára de crescer.

O sistema radicular seminal, que são as raízes oriundas diretamente da semente, tem o seu crescimento nessa fase e a profundidade onde elas se encontram depende da profundidade da semeadura. O crescimento dessas raízes, também conhecido como sistema radicular temporário, diminui após o estádio VE e praticamente inexiste no estádio V3 (três folhas desenvolvidas).

O ponto de crescimento da planta de milho, nesse estádio, está localizado cerca de 2,5 a 4,0 cm abaixo da superfície do solo e encontra-se logo acima do mesocótilo. Essa profundidade onde se acha o ponto de crescimento é também a profundidade onde vai-se originar o sistema radicular definitivo do milho, conhecido como raízes nodais ou fasciculada. A profundidade do sistema radicular definitivo independe da profundidade da semeadura, uma vez que a emergência da planta vai depender do potencial máximo de alongamento de mesocótilo, conforme pode ser visto na Fig. 1.

Fig. 1. Duas profundidades de plantio, mostrando detalhe do alongamento do mesocótilo.

O sistema radicular nodal inicia-se, portanto, no estádio VE e o alongamento das primeiras raízes inicia-se no estádio V1, indo até o R3, após o qual muito pouco crescimento ocorre.

No milho, não é constatada a presença de fatores inibitórios ao processo de germinação, visto que, sob condições adequadas de umidade, os grãos podem germinar imediatamente após a maturidade fisiológica, mesmo ainda estando presos à espiga.

Em síntese, na germinação, ocorre a embebição da semente, com a conseqüente digestão das substâncias de reserva, síntese de enzimas e divisão celular.

Baixa temperatura do solo no plantio geralmente restringe a absorção de nutrientes do solo e causa lentidão no crescimento. Esse fato pode ser parcialmente superado por uma aplicação de pequena quantidade de fertilizante no sulco de plantio, ao lado ou abaixo da semente.

A lentidão na germinação predispõe a semente e a plântula a uma menor resistência a condições ambientais adversas, bom como ao ataque de patógenos, principalmente fungos do gênero Fusarium, Rhizoctonia, Phytium e Macrophomina . Para uma germinação e emergência mais rápidas em plantio mais cedo, deve-se optar por uma profundidade de semeadura mais rasa, onde a temperatura do solo é mais favorável. Em plantios tardios, as temperaturas do solo são geralmente adequadas em qualquer profundidade e a umidade do solo, nesse caso, é o fator limitante para rápido crescimento.

Se a irrigação está disponível ou uma chuva recente aconteceu, não há com que se preocupar. No entanto, na falta dessas situações, as camadas mais profundas do solo possuem maior teor de umidade nos plantios tardios.

Estádio V3 (três folhas desenvolvidas) 

Fig. 2. Estádio de três folhas.

O estádio de três folhas completamente desenvolvidas ocorre aproximadamente duas semanas após a emergência. Nesse estádio, o ponto de crescimento encontra-se ainda abaixo da superfície do solo e a planta ainda possui pouco caule formado (Fig. 3). Pêlos radiculares do sistema radicular nodal estão agora em crescimento e o desenvolvimento das raízes seminais é paralisado.

Fig. 3. Planta no estádio V3, mostrando o ponto de crescimento abaixo da superfície do solo.

Todas as folhas e espigas que a planta eventualmente irá produzir estão sendo formadas no V3. Pode-se dizer, portanto, que o estabelecimento do número máximo de grãos ou a definição da produção potencial estão sendo definidos nesse estádio. No estádio V5 (cinco folhas completamente desenvolvidas), tanto a iniciação das folhas como das espigas vai estar completa e a iniciação do pendão já pode ser vista microscopicamente na extremidade de formação do caule, logo abaixo da superfície do solo.

O ponto de crescimento, que encontra-se abaixo da superfície do solo e é bastante afetado pela temperatura do solo nos estádios iniciais do crescimento. Assim, temperaturas baixas podem aumentar o tempo decorrente entre um estádio e outro, alongando o ciclo da cultura, podendo aumentar o número total de folhas, atrasar a formação do pendão e diminuir a disponibilidade de nutrientes para a planta. Uma chuva de granizo ou vento nesse estádio vai ter muito pouco ou nenhum efeito na produção final de grãos. Disponibilidade de água nesse estádio é fundamental; por outro lado, o excesso de umidade ou encharcamento, quando o ponto de crescimento ainda encontra-se abaixo da superfície do solo, pode matar a planta em poucos dias.

O controle de plantas daninhas nessa fase é fundamental para reduzir competição por luz, água e nutrientes. Como o sistema radicular está em pleno crescimento, mostrando considerável porcentagem de pêlos absorventes e ramificações diferenciadas, operações inadequadas de cultivo (profundas ou próximas à planta) poderão afetar a densidade e a distribuição de raízes, com conseqüente redução na produtividade. Portanto, é recomendada cautela no cultivo.

Estádio V6 (seis folhas desenvolvidas )

Fig. 4 Estádio de seis folhas completamente desenvolvidas.

Nesse estádio, o ponto de crescimento e o pendão estão acima do nível do solo (Fig. 5), o colmo está iniciando um período de alongação acelerada. O sistema radicular nodal (fasciculado) está em pleno funcionamento e em crescimento.

Fig. 5. Planta no estádio V6, mostrando o ponto de crescimento acima da superfície do solo.

Nesse estádio, pode ocorrer o aparecimento de eventuais perfilhos, os quais encontram-se diretamente ligados à base genética da cultivar, ao estado nutricional da planta, ao espaçamento adotado, ao ataque de pragas e às alterações bruscas de temperatura (baixa ou alta). No entanto, existem poucas evidências experimentais que demonstram a sua influência negativa na produção.

No estádio V8, inicia-se a queda das primeiras folhas e o número de fileiras de grãos é definido. Durante esse estádio, constata-se a máxima tolerância ao excesso de chuvas. No entanto, encharcamento por períodos de tempo maior que cinco dias poderá acarretar prejuízos consideráveis e irreversíveis.

Estresse hídrico nessa fase pode afetar o comprimento de internódios, provavelmente pela inibição da alongação das células em desenvolvimento, concorrendo, desse modo, para a diminuição da capacidade de armazenagem de açúcares no colmo. O déficit de água também vai resultar em colmos mais finos, plantas de menor porte e menor área foliar.

Evidências experimentais demonstram que a distribuição total das folhas expostas nesse período, mediante ocorrência de granizo, geada, ataque severo de pragas e doenças, além de outros agentes, acarretarão quedas na produção da ordem de 10 a 25%.

Períodos secos, aliados à conformação da planta, característica dessa fase (conhecida como fase do "cartucho"), conferem à cultura do milho elevada suscetibilidade ao ataque da lagarta-do-cartucho ( Spodoptera frugiperda ), exigindo constante vigilância. De V6 até o estádio V8, deverá ser aplicada a adubação nitogenada em cobertura.

Estádio V9

Nesse estádio, muitas espigas são facilmente visíveis, se for feita uma dissecação da planta (Fig. 6). Todo nó da planta tem potencial para produzir uma espiga, exceto os últimos 6 a 8 nós abaixo do pendão. Assim, uma planta de milho teria potencial para produzir várias espigas, porém, apenas uma ou duas (caráter prolífico) espigas conseguem completar o crescimento.

Fig. 6. Título: Estádio V9, mostrando detalhes de várias espigas potenciais.

Nesse estádio, ocorre alta taxa de desenvolvimento de órgãos florais. O pendão inicia um rápido desenvolvimento e o caule continua alongando. A elongação do caule ocorre através dos entrenós. Após o estádio V10, o tempo de aparição entre um estádio foliar e outro vai encurtar, de quatro dias para cada dois ou três dias.

Próximo ao estádio V10, a planta de milho inicia um rápido e contínuo crescimento, com acumulação de nutrientes e peso seco, os quais continuarão até os estádios reprodutivos. Há uma grande demanda no suprimento de água e nutrientes para satisfazer as necessidades da planta.

Estádio V12

O número de óvulos (grãos em potencial) em cada espiga, assim como o tamanho da espiga, são definidos em V12, quando ocorre perda de duas a quatro folhas basais. Pode-se considerar que, nessa fase, inicia-se o período mais crítico para a produção, o qual estende-se até a polinização.

O número de fileiras de grãos na espiga já foi estabelecido, no entanto, a determinação do número de grãos/fileira só será definida cerca de uma semana antes do florescimento, em torno do estádio V17.

Em V12, a planta atinge cerca de 85% a 90% da área foliar, e observa-se o início de desenvolvimento das raízes adventícias ("esporões").

Devido ao número de óvulos e ao tamanho da espiga serem definidos nessa fase, a deficiência de umidade ou nutrientes pode reduzir seriamente o número potencial de sementes, assim como o tamanho das espigas a serem colhidas. O potencial desses dois fatores de produção está também relacionado com o período de tempo disponível para o estabelecimento deles, o qual corresponde ao período de V10 a V17. Assim, genótipos precoces, geralmente, nesses estádios, possuem um período mais curto de tempo e usualmente têm espigas menores que as dos genótipos tardios. Uma maneira de compensar essa desvantagem dos precoces seria aumentar a densidade de plantio.

Estádio V15

Esse estádio representa a continuação do período mais importante e crucial para o desenvolvimento da planta, em termos de fixação do rendimento. Desse ponto em diante, um novo estádio foliar ocorre a cada um ou dois dias. Estilos-estigmas iniciam o crescimento nas espigas.

Em torno do estádio V17, as espigas atingem um crescimento tal que suas extremidades já são visíveis no caule, assim como a extremidade do pendão já pode também ser observada.

Estresse de água no período de duas semanas antes até duas semanas após o florescimento vai causar grande redução na produção de grãos. Porém, a maior redução na produção poderá ocorrer com déficit hídrico na emissão dos estilos-estigmas (início de R1). Isso é verdadeiro também para outros tipos de estresse como deficiência de nutrientes, alta temperatura ou granizo. O período de quatro semanas em torno do florescimento é o mais importante para a irrigação.

Estádio V18

É possível observar que os "cabelos" ou estilos-estigmas dos óvulos basais alongam-se primeiro em relação aos "cabelos" dos óvulos da extremidade da espiga. Raízes aéreas, oriundas dos nós acima do solo, estão em crescimento nesse estádio. Essas raízes contribuem na absorção de água e nutrientes.

Em V18, a planta do milho encontra-se a uma semana do florescimento e o desenvolvimento da espiga continua em ritmo acelerado.

Estresse hídrico nesse período pode afetar mais o desenvolvimento do óvulo e espiga que o desenvolvimento do pendão. Com esse atraso no crescimento da espiga, pode haver problemas na sincronia entre emissão de pólen e recepção pela espiga. Caso o estresse seja severo, ele pode atrasar a emissão do "cabelo" até a liberação do pólen terminar, ou seja, os óvulos que porventura emitirem o "cabelo" após a emissão do pólen não serão fertilizados e, por conseguinte, não contribuirão para o rendimento.

Híbridos não prolíficos produzirão cada vez menos grãos com o aumento da exposição ao estresse, porém, tendem a render mais que os prolíficos em condições não estressantes. Os prolíficos, por sua vez, tendem a apresentar rendimentos mais estáveis em condições variáveis de estresse, uma vez que o desenvolvimento da espiga é menos inibido pelo estresse.

Pendoamento, VT

Esse estádio inicia-se quando o último ramo do pendão está completamente visível e os "cabelos" não tenham ainda emergido. A emissão da inflorescência masculina antecede de dois a quatro dias a exposição dos estilos-estigmas. No entanto, 75% das espigas devem apresentar seus estilos-estigmas expostos, após o período de 10 a 12 dias posterior ao aparecimento do pendão. O tempo decorrente entre VT e R1 pode variar consideravelmente, dependendo do híbrido e das condições ambientais. A perda de sincronismo entre a emissão dos grãos de pólen e a receptividade dos estilos-estigmas da espiga concorre para o aumento da porcentagem de espigas sem grãos nas extremidades. Em condições de campo, a liberação do pólen geralmente ocorre nos finais das manhãs e no início das noites. Nesse estádio, a planta atinge o máximo desenvolvimento e crescimento. Estresse hídrico e temperaturas elevadas (acima de 35 o C) podem reduzir drasticamente a produção. Um pendão de tamanho médio chega a ter 2,5 milhões de grãos de pólen, o que equivale dizer que a espiga em condições normais dificilmente deixará de ser polinizada pela falta de pólen, desde que o número de óvulos esteja em torno de 750 a 1000.

Fig. 7. Estádio de pendoamento da planta.

A planta apresenta alta sensibilidade ao encharcamento nessa fase. O excesso de água pode contribuir inclusive com a inviabilidade dos grãos de pólen.

A falta de água nesse período, além de afetar o sincronismo pendão-espiga, pode reduzir a chance de aparecimento de uma segunda espiga em materiais prolíficos.

Nos estádios de VT a R1, a planta de milho é mais vulnerável às intempéries da natureza que qualquer outro período, devido ao pendão e todas as folhas estarem completamente expostas. Remoção de folha nesse estádio por certo resultará em perdas na colheita.

O período de liberação do pólen estende-se por uma a duas semanas. Durante esse tempo, cada "cabelo" individual deve emergir e ser polinizado para resultar num grão.

Estádio R1, Embonecamento e polinização

Esse estádio é iniciado quando os estilos-estigmas estão visíveis, para fora das espigas. A polinização ocorre quando o grão de pólen liberado é capturado por um dos estilos-estigmas (Fig. 8). O grão de pólen, uma vez em contato com o "cabelo", demora cerca de 24 horas para percorrer o tubo polínico e fertilizar o óvulo. Geralmente, o período requerido para todos os estilos-estigmas em uma espiga serem polinizados é de dois a três dias. Os "cabelos" da espiga crescem cerca de 2,5 a 4,0 cm por dia e continuam a alongar-se até serem fertilizados.

Fig. 8. Estádio R1, estilos-estigmas captando grãos de pólen.

O número de óvulos que será fertilizado é determinado nesse estádio. Óvulos não fertilizados evidentemente não produzirão grãos.

Estresse ambiental, nessa fase, especialmente hídrico, causa baixa polinização e baixa granação da espiga, uma vez que, sob seca, tanto os "cabelos" como os grãos de pólen tendem à dissecação. Não se deve descuidar de insetos com a lagarta-da-espiga, que se alimentam dos "cabelos". Deve-se combater essas pragas, caso haja necessidade. A absorção de potássio nessa fase está completa, enquanto nitrogênio e fósforo continuam sendo absorvidos.

A liberação do grão de pólen pode iniciar ao amanhecer, estendendo-se até o meio-dia. No entanto, esse processo raramente exige mais de quatro horas para sua complementação. Ainda sob condições favoráveis, o grão de pólen pode permanecer viável por até 24 horas. Sua longevidade, entretanto, pode ser reduzida quando submetido a baixa umidade e altas temperaturas.

O estabelecimento do contato direto entre o grão de pólen e os pêlos viscosos do estigma estimula a germinação do primeiro, dando origem a uma estrutura denominada de tubo polínico, que é responsável pela fecundação do óvulo inserido na espiga. A fertilização ocorre de 12 a 36 horas após a polinização, período esse variável em função de alguns fatores envolvidos no processo, tais como teor de água, temperatura do ar, ponto de contato e comprimento do estilo-estigma.

Assim, o número de óvulos fertilizados apresenta estreita correlação com o estado nutricional da planta, com a temperatura, bem como com a condição de umidade contida no solo e no ar.

Evidencia-se, portanto, a decisiva influência do ambiente nessa etapa de desenvolvimento, recomendando-se criterioso planejamento da cultura, com referência principal à época de semeadura e à escolha da cultivar, de forma a garantir as condições climáticas favoráveis exigidas pela planta nesse estádio.

A escolha do genótipo para uma determinada região, assim como a época de semeadura, deve ser fundamentada em fatores como finalidade da produção, disponibilidade de calor e água, ocorrência de veranicos durante o ciclo, bem como no nível tecnológico a ser adotado, entre outros.

Estádio R2, Grão bolha d'água

Os grãos aqui apresentam-se brancos na aparência externa e com aspectos de uma Bolha d'água (Fig. 9). O endosperma, portanto, está com uma coloração clara, assim como o seu conteúdo, que é basicamente um fluido, cuja composição são açúcares. Embora o embrião, esteja ainda desenvolvendo-se vagarosamente nesse estádio, a radícula, o coleoptilo e a primeira folha embrionária já estão formados. Assim, dentro do embrião em desenvolvimento já encontra-se uma planta de milho em miniatura. A espiga está próxima de atingir seu tamanho máximo. Os estilos-estigmas, tendo completado sua função no florescimento, estão agora escurecidos e começando a secar. 

Fig. 9. Grão no estádio R2, conhecidos como Bolha d'água.

A acumulação de amido inicia-se nesse estádio, com os grãos experimentando um período de rápida acumulação de matéria seca, N e P continuam sendo absorvidos e a realocação desses nutrientes das partes vegetativas para a espiga tem início nesse estádio. A umidade é de 85% nos grãos.

Estádio R3, Grão leitoso

Essa fase é iniciada normalmente 12 a 15 dias após a polinização. O grão apresenta-se com uma aparência amarela e, no seu interior, um fluido de cor leitosa. Este açúcares são oriundos da translocação dos fotoassimilados presentes nas folhas e no colmo, para a espiga e grãos em formação. A eficiência dessa translocação, além de ser importante para a produção, é extremamente dependente de água. Embora, nesse estádio, o crescimento do embrião ainda seja considerado lento, ele já pode ser visto caso haja uma dissecação. Este estádio é conhecido como aquele em que ocorre a definição da densidade dos grãos.

Os grãos, nessa fase, apresentam rápida acumulação de matéria seca e com cerca de 80% de umidade, sendo que as divisões celulares dentro do endosperma apresentam-se essencialmente completas. O crescimento a partir daí é devido à expansão e ao enchimento das células do endosperma com amido.

Um estresse hídrico nessa fase, embora menos crítico que na fase anterior, pode afetar a produção. Embora, nesse período, a planta deva apresentar considerável teor de sólidos solúveis prontamente disponíveis, objetivando a evolução do processo de formação de grãos, a fotossíntese mostra-se imprescindível. Em termos gerais, considera-se como importante o caráter condicionador de produção a extensão da área foliar que permanece fisiologicamente ativa após a emergência da espiga.

Essa fase é crítica para o consumo do milho verde, pois representa a época de colheita. O descarregamento e transporte de açúcares para os grãos em desenvolvimento se dá via floema; a sacarose, penetrando no apoplasto, é dividida em frutose e glicose pela enzima invertase ácida.

Na verdade, os estádios de desenvolvimento da planta de milho para o consumo verde, em "R3" ou "Grão leitoso" (Fig. 10) não diferenciam-se do desenvolvimento da planta para consumo de grãos secos. Entretanto, é preciso ficar atento para as características exigidas pelo mercado consumidor dessa modalidade de milho, principalmente quanto à cultivar a ser utilizada, uma vez, que, dependendo do ciclo, o momento de colheita (R3) é variável, assim como o tempo de permanência no campo na fase de grão leitoso apto para colheita.

Fig. 10. Estádio R3 ou grão leitoso, com umidade em torno de 80%.

Estádio R4, Grão pastoso

Esse estádio é alcançado com cerca de 20 a 25 dias após a emissão dos estilos-estigmas; os grãos continuam desenvolvendo-se rapidamente, acumulando amido. O fluido interno dos grãos passa de um estado leitoso para uma consistência pastosa (Fig. 11) e as estruturas embriônicas de dentro dos grãos encontram-se já totalmente diferenciadas. A deposição de amido é bastante acentuada, caracterizando, desse modo, um período exclusivamente destinado ao ganho de peso por parte do grão. Em condições de campo, tal etapa do desenvolvimento é prontamente reconhecida, pois, quando os grãos presentes são submetidos à pressão imposta pelos dedos, mostram-se relativamente consistentes, embora ainda possam apresentar pequena quantidade de sólidos solúveis, cuja presença em abundância caracteriza o estádio R3 (grão leitoso). 

Fig. 11. Grãos no estádio R4, pastoso.

Os grãos encontram-se com cerca de 70% de umidade e já acumularam cerca da metade do peso que eles atingirão na maturidade. A ocorrência de adversidades climáticas, sobretudo falta de água, resultará numa maior porcentagem de grãos leves e pequenos, o que comprometeria definitivamente a produção.

Estádio R5, Formação de dente

Esse período é caracterizado pelo aparecimento de uma concavidade na parte superior do grão, comumente designada de "dente", coincide normalmente com o 36 o dia após o princípio da polinização (Fig. 12). Nessa etapa, os grãos encontram-se em fase de transição do estado pastoso para o farináceo. A divisão desses estádios é feita pela chamada linha divisória do amido ou linha de leite. Essa linha aparece logo após a formação do dente e, com a maturação, vem avançando em direção à base do grão. Devido à acumulação do amido, acima da linha é duro e abaixo é macio (Fig. 13). Nesse estádio, o embrião continua desenvolvendo-se, sendo que, além do acentuado acréscimo de volume experimentado pelo endosperma, mediante o aumento do tamanho das células, observa-se também a completa diferenciação da radícula e das folhas embrionárias no interior dos grãos.

Fig. 12. Estádio R5, formação de dente.

Fig. 13. Detalhe do desenvolvimento da linha de leite.

Alguns genótipos do tipo "duro" não formam dente, daí, nos referidos materiais, ser mais difícil notar esse estádio de ser notado, podendo apenas relacioná-lo ao aumento gradativo da dureza dos grãos.

Estresse ambiental nessa fase pode antecipar o aparecimento da formação da camada preta, indicadora da maturidade fisiológica. A redução na produção, nesse caso, seria relacionada ao peso dos grãos e não ao número de grãos. Os grãos nesse estádio apresentam-se com cerca de 55% de umidade.

Materiais destinados a silagem devem ser colhidos nesse estádio, pois as plantas apresentam em torno de 33 a 37% de matéria seca. O milho colhido nessa fase apresenta as seguintes vantagens: apesar do decréscimo na produção de matéria verde, obtém-se significativo aumento na produção de matéria seca por área; decréscimo nas perdas de armazenamento, pela diminuição do efluente, e aumento significativo no consumo voluntário da silagem produzida.

Estádio R6, Maturidade fisiológica

Esse é o estádio em que todos os grãos na espiga alcançam o máximo peso seco e vigor, ocorre cerca de 50 a 60 dias após a polinização. A linha do amido já avançou até a espiga e a camada preta já foi formada. Essa camada preta ocorre progressivamente da ponta da espiga para a base.(Fig. 14). Nesse estádio, além da paralisação total do acúmulo de matéria seca nos grãos, acontece também o início do processo de senescência natural das folhas das plantas, as quais gradativamente começam a perder a sua coloração verde característica. 

Fig. 14. Detalhe do desenvolvimento da camada preta (ponto da maturidade fisiológica).

O ponto de maturidade fisiológica caracteriza o momento ideal para a colheita, ou ponto de máxima produção, com 30 a 38% de umidade, podendo variar entre híbridos. No entanto, o grão não está ainda em condições de ser colhido e armazenado com segurança, uma vez que deveria estar com 13 a 15% de umidade, para evitar problemas com a armazenagem. Com cerca de 18 a 25% de umidade, a colheita já pode acontecer, desde que o produto colhido seja submetido a uma secagem artificial antes de ser armazenado.

A qualidade dos grãos produzidos pode ser avaliada pela percentagem de grãos ardidos, que interfere notadamente na destinação do milho em qualquer segmento da cadeia de consumo. A ocorrência de grãos ardidos está diretamente relacionada ao híbrido de milho e ao nível de empalhamento a que estão submetidas as suas espigas. Ainda de forma indireta, a presença de pragas, adubações desequilibradas e período chuvoso no final do ciclo, atraso na colheita e incidência de algumas doenças podem influir no incremento do número de grãos ardidos.

A partir do momento da formação da camada preta, que nada mais é do que a obstrução dos vasos, rompe-se o elo de ligação da planta-mãe e o fruto, passando o mesmo a apresentar vida independente.

Figura 15. Seções transversais da nervura central (1A e 1B) barra = 100µm, mesofilo (2A e 2B) barra = 30µm e região da lâmina foliar (3A e 3B) barra = 100µm, de duas linhagens de milho, sendo (A), com o limbo foliar enrolado, e (B) com o limbo foliar normal. Fonte: (Entringer, 2011).

Fonte: Entringer, (2011).

Clima e Solo para a Cultura do Milho

Clima e Solo

O potencial de uso e ocupação de uma determinada paisagem dependem essencialmente das características ambientais do local. No caso do milho, os fatores edafoclimáticos (solo e clima) são considerados os mais importantes para o desenvolvimento da cultura, bem como para a definição dos sistemas de produção. Assim como a maioria das culturas econômicas, o milho requer a interação de um conjunto de fatores edafoclimáticos apropriados para o seu desenvolvimento satisfatório. Um solo rico em nutrientes, por exemplo, teria pouco significado para a cultura se esse mesmo solo estivesse submetido a condições climáticas adversas ou, ainda, apresentasse características físicas inadequadas, que influenciassem negativamente na condução e desenvolvimento da cultura, tais como: drenagem e aeração deficientes, percolação excessiva, adensamento subsuperficial, pedregosidade excessiva, profundidade reduzida, declividade acentuada, etc.

Em termos de SOLOS, as características físicas mais importantes que, isoladas ou em conjunto, servirão para orientar a escolha de um solo adequado para a cultura de milho são:

Textura – refere-se à composição granulométricas do solo (proporção de argila, silte e areia do solo), que está intimamente relacionada com a estrutura, consistência, permeabilidade, capacidade de troca de cátions, retenção de água e fixação de fosfatos.

Solos de textura média, com teores de argila em torno de 30-35% ou mesmo argilosos com boa estrutura, como os latossolos, que possibilitam drenagem adequada, apresentam boa capacidade de retenção de água e de nutrientes disponíveis para as plantas, são os mais recomendados para a cultura do milho.

Solos arenosos (teor de argila inferior a 15%) devem ser evitados, devido à sua baixa capacidade de retenção de água e nutrientes disponíveis para as plantas. Estes apresentam intensa lixiviação, perdem mais água por evaporação e são normalmente mais secos.

Solos com tipo de argila expansiva (tipo montmorilonita) podem apresentar forte agregação, prejudicando as condições de permeabilidade e a livre penetração do sistema radicular, devendo ser evitados para a cultura de milho.

Profundidade efetiva - é a profundidade até a qual as raízes podem penetrar livremente em busca de água e de elementos necessários para o desenvolvimentos da planta.

Sendo o milho uma planta cujo sistema radicular tem grande potencial de desenvolvimento, é desejável que o solo seja profundo (mais de 1 m). Solos rasos dificultam o desenvolvimento das raízes e possuem menor capacidade de armazenamento de água, estando sujeitos a um desgaste mais rápido em função da pouca espessura do perfil.

A literatura tem mostrado que, na região tropical, a maior parte das raízes está nos primeiros 30 cm de solo, e as demais raízes raramente ultrapassam 60 cm. Nas regiões temperadas, há informações de raízes ultrapassando a profundidade de 100 cm.
Relevo: Declividade – representa o grau de inclinação do terreno. Áreas com maior declividade são mais suscetíveis à erosão. Tendo em vista o controle da erosão e as facilidades de mecanização, deve-se dar preferência às glebas com topografia plana e suave, com declividade até 12%.

Em relação ao CLIMA, embora o milho responda à interação dos diversos fatores climáticos, os de maior influência sobre a cultura são a radiação solar, a precipitação e a temperatura. Estes fatores atuam eficientemente nas atividades fisiológicas interferindo diretamente na produção de grãos e de matéria seca.

Por pertencer ao grupo de plantas C4, o milho apresenta taxa fotossintética elevada (pode atingir taxa maior que 80 mg.dm-2h-1), respondendo com elevados rendimentos ao aumento da intensidade luminosa. A maior sensibilidade à variação de luz ocorre no início da fase reprodutiva, ou seja, nos primeiros 15 dias após o pendoamento. O aproveitamento efetivo de luz pelo milho depende muito da estrutura da planta, principalmente da distribuição espacial das folhas. Uma redução de 30 a 40% da intensidade luminosa ocasiona atraso na maturação dos grãos, principalmente em cultivares tardias, mais carentes de luz. Assim, é importante que o número de plantas não exceda a 65.000 plantas/ha.

A importância relativa dos fatores que afetam a estação de crescimento da cultura de milho varia conforme a região do país. No Brasil Central, a precipitação tem um papel de destaque. O regime de chuvas praticamente determina a disponibilidade de água no solo, afetando indiretamente também as taxas de radiação, uma vez que chuvas intensas limitam a radiação solar que chega à superfície. Nas regiões Sul e Nordeste, a temperatura representa o fator mais limitante, durante o período de germinação, as temperaturas ideais do solo para a cultura de milho estariam entre 25 e 30 ºC, sendo que temperaturas do solo inferiores a 10 ºC ou superiores a 40 ºC ocasionam prejuízo sensível à germinação. Por ocasião da floração, temperaturas médias superiores a 26 ºC aceleram o desenvolvimento dessa fase, e as inferiores a 15,5 ºC o retardam. Cada grau acima da temperatura média de 21,1 ºC nos primeiros 60 dias após a semeadura pode acelerar o florescimento entre dois e três dias. Quando a temperatura é superior a 35 ºC ocorre diminuição da atividade da redutase do nitrato, podendo alterar o rendimento e a composição protéica dos grãos. Durante a polinização, temperaturas acima de 33 ºC reduzem sensivelmente a germinação do grão de pólen. Verões com temperatura média diária inferior a 19 ºC, e noites com temperatura média inferior a 12,8 ºC não são recomendados para a produção de milho. Por outro lado, temperaturas noturnas superiores a 24 ºC proporcionam um aumento da respiração, ocasionando uma diminuição da taxa de fotossimilados e conseqüente redução da produção. Temperaturas inferiores a 15 ºC retardam a maturação dos grãos.

Por razões essencialmente econômicas, o milho tem sido plantado principalmente no período chuvoso, uma vez que a cultura demanda um consumo mínimo de 350-500 mm para garantir uma produção satisfatória sem necessidade de irrigação. Em condições de clima quente e seco, a cultura do milho raramente excede um consumo 3 mm/dia de água; já no período que vai da iniciação floral à maturação ( planta em torno de 30 cm de altura), o consumo pode atingir 5 a 7 mm/dia. As maiores produtividades têm ocorrido associadas a consumos de água entre 500 e 800 mm considerando todo o ciclo da cultura. No Sul do Brasil, o milho tem sido plantado em épocas com temperatura mais amena (ver Zoneamento).

Em condições naturais verifica-se que não há nenhum local da superfície terrestre sem vegetação devido à pobreza nutricional do solo, e que locais sem vegetação geralmente apresentam deficiência de água, temperaturas extremas (muito baixas ou muito altas), ausência de radiação e/ou excesso de sais. Assim, a ausência de vegetação não ocorre pela deficiência de nutrientes, uma vez que elementos essenciais estão presentes em todos os solos, ainda que em quantidades muito pequenas. Quanto à deficiência de nutrientes, a cultura do milho apresenta ampla diversidade genética e adaptação potencial a diferentes ambientes, havendo plantas capazes de enfrentar estresses nutricionais ou hídricos. No caso do milho, trabalhos tem demonstrando que variedades tolerantes à seca também podem ser eficientes na absorção do nitrogênio. Em condições de seca, o nitrogênio disponível no solo está na forma predominante de amônia, e a cultivar tolerante precisa ter um mecanismo eficiente para absorção de nitrogênio nessa forma. A boa disponibilidade de água permite que plantas exuberantes vivam em solos muito pobres, por meio de um eficiente mecanismo de ciclagem.

A quantidade de água extraível pela planta depende do tipo de solo; ou seja, da capacidade de retenção de água do solo, da profundidade efetiva de extração, da solução do solo e da idade da planta. A disponibilidade de água no solo pode representar um fator limitante ao desenvolvimento da cultura de milho. Pesquisas em diferentes locais e tipos de solos têm mostrado que ambientes com teor de água extraível até 30% não apresentam limitações ao desenvolvimento da cultura de milho, mas quando o valor é inferior, o consumo relativo de água decresce linearmente.

Em resumo, a interação clima e solo tem um papel primordial no processo produtivo de uma cultura. Enquanto o conteúdo de água no solo não atingir um teor crítico, que para a cultura do milho está em torno de 30% da água extraível, o que rege o consumo de água pela cultura são as condições climáticas. Abaixo desse limite crítico, o que define o consumo são as condições físico-hídricas do solo.

Características do Milho (Zea mays) e Zoneamento Climático

O milho pertence a família das Poáceas (antiga das gramíneas). É uma espécie anual, estival, cespitosa, ereta, com baixo afilhamento, monóico-monoclina, classificada no grupo das plantas C-4, com ampla adaptação a diferentes condições de ambiente.

Para expressão de seu máximo potencial produtivo, a cultura requer temperatura alta, ao redor de 24 e 30°C, radiação solar elevada e adequada disponibilidade hídrica do solo.

As espiguetas masculinas são reunidas em espigas verticiladas terminais. O grão do milho é um fruto, denominado cariopse, em que o pericarpo está fundido com o tegumento da semente propriamente dito. As espiguetas femininas se soldam num eixo comum em que várias ráquis estão reunidas (sabugo) protegidas por brácteas (espiga de milho). A flor feminina apresenta um único estigma (barba-do-milho).

O grão de milho é utilizado principalmente para consumo humano e animal, sendo um alimento essencialmente energético, pois seu principal componente é o amido. O teor de proteína normalmente encontrado no grão está na faixa de 9 a 11%. Além de apresentar baixo teor, a qualidade da proteína é inferior a dos demais cereais, já que maior parte é constituída pela zeína, que é pobre nos aminoácidos lisina e triptofano.

Ciclo de desenvolvimento do milho

A duração do período de desenvolvimento para um determinado hibrido é altamente dependente do ambiente. A taxa de desenvolvimento da cultura do milho pode ser modificada por diversos fatores, tais como temperatura, conteúdo de água e fertilidade do solo, radiação solar e fotoperíodo. Embora todo o complexo climático exerça influência sobre o crescimento e desenvolvimento das plantas, a temperatura é o fator dominante.

No desenvolvimento do milho, a duração do ciclo em dias tem demonstrado inconsistência (Figura 1). Isso se deve ao fato de que a duração de subperíodos de desenvolvimento da planta estão associados às variações das condições ambientais e não ao número de dias. A utilização da temperatura média do ar, numa escala diária, é uma boa estimativa indireta da quantidade de energia química metabólica produzida pelo material genético.

Figura 1 - Fases de desenvolvimento da cultura do milho. Adaptado de Fancelli (1986) e Iowa State University Extension (1993), citado por Martin Weismann (2007).

A temperatura do ar influencia os processos fisiológicos das plantas, interferindo em cada subperíodo do ciclo dos vegetais. Além disso, as plantas apresentam uma temperatura mínima abaixo da qual interrompem as suas atividades fisiológicas; uma faixa satisfatória de temperatura para o seu desenvolvimento adequado; e uma temperatura máxima efetiva acima da qual a taxa respiratória supera a produção de fotoassimilados. Em vez do número de dias, a soma de graus-dia (acúmulo térmico) que a planta necessita para completar parte ou todo o ciclo tem-se demonstrado mais precisa para caracterizar o ciclo de vida das plantas. 

Um dos métodos utilizados para relacionar a temperatura ao desenvolvimento das plantas é o da soma de temperaturas, unidades térmicas ou graus-dia, definida como a soma das temperaturas, acima de uma temperatura base, necessária para que a planta atinja um determinado estádio fenológico de desenvolvimento. O método dos graus-dia baseia-se na premissa de que uma planta necessita de certa quantidade de energia, representada pela soma de graus térmicos necessários, para completar determinada fase fenológica ou mesmo o seu ciclo total. Estima-se a soma das unidades diárias de calor, a partir da semeadura para o material genético atingir um determinado estádio, pela diferença entre a temperatura média diária do ar e as temperaturas base mínima ou máxima exigidas pela espécie vegetal.

O conhecimento das exigências térmicas, desde a semeadura ao ponto de maturidade fisiológica, são fundamentais para a previsão do surgimento e duração dos estádios de desenvolvimento das plantas. Essas informações, associadas ao conhecimento da fenologia da cultura, podem ser utilizadas no planejamento e definição da época de semeadura, da utilização de insumos (fertilizantes, inseticidas, fungicidas e herbicidas, entre outros) e da época de colheita (Tabela 1).

Zoneamento agrícola

Época de plantio de milho

O plantio de milho na época adequada, embora não tenha nenhum efeito no custo de produção, seguramente afeta o rendimento e, conseqüentemente o lucro do agricultor. Para a tomada de decisão quanto à época de plantio, é importante conhecer os fatores de riscos, que tendem a ser minimizados quanto maior eficiente for o planejamento das atividades relacionadas à produção. O agricultor tem que estar consciente de que a chance de seu sucesso deve-se a seu planejamento, e que este depende de vários elementos, dentre eles os riscos climáticos a que está sujeito.

A produtividade do milho é função de vários fatores integrados, sendo os mais importantes a interceptação de radiação pelo dossel, eficiência metabólica, eficiência de translocação de fotossintatos para os grãos e a capacidade de dreno. As relações de fonte e dreno são funções de condições ambientais e as plantas procuram se adaptar a essas condições. As respostas diferenciadas dos genótipos à variabilidade ambiental, ou seja, à interação genótipo e ambiente, significa que os efeitos genotípicos e ambientais não são independentes. Daí a importância de conhecer a época de plantio analisando todo o ciclo da cultura, procurando prever as condições ambientais em todas as suas fases fenológicas. A grande dificuldade que se encontra é com respeito às variações ambientais não previsíveis. Essas variações imprevisíveis correspondem aos fatores ambientais altamente variáveis, não só espacialmente como de forma temporal (precipitação, temperatura, vento, etc.). Sabe-se que a interação genótipo e ambiente está associada a fatores simples e complexos. Os simples são proporcionados pela diferença de variabilidade entre genótipos nos ambientes e os complexos, pela falta de correlação entre os desempenhos do genótipo nos ambientes. Como pode-se observar, é uma tarefa difícil estabelecer a época de plantio para uma dada região sem um conhecimento prévio das cultivares a serem plantadas e das condições ambientais onde se pretende desenvolvê-las. Portanto, a época de semeadura refere-se ao período em que a cultura tem maior probabilidade de desenvolver-se em condições edafoclimáticas favoráveis.

No Brasil Central, mais especificamente na região dos Cerrados, embora o cultivo do milho seja feito em diversas condições climáticas, considerando a variabilidade temporal e espacial do clima, pode-se observar que, durante todo o ciclo da cultura, a temperatura é superior a 15 o C e não ocorrem geadas. A temperatura noturna, em alguns locais, é elevada (maior que 24 o C), o que afeta o desempenho das plantas, principalmente no período coincidente com aquele entre emborrachamento e grão leitoso, reduzindo a produtividade.

De forma geral, pode-se dizer que, nessa região, a melhor época de semeadura é entre setembro e novembro, dependendo do início das chuvas.

A produtividade, geralmente, é mais alta quando as condições do tempo permitem o plantio em outubro. Depois disso há uma redução no ciclo da cultura e queda no rendimento por área. Trabalhos de pesquisa no Brasil Central mostram que, dependendo da cultivar, atraso do plantio a partir da época mais adequada (geralmente em outubro) pode resultar em redução no rendimento em até 30 kg de milho por hectare por dia. Obviamente, muitas vezes esse atraso não depende do produtor, por razões diversas. Cabe a ele elaborar seu planejamento de plantio de forma a não atrasá-lo por negligência ou por desconhecimento, pois assim estará perdendo dinheiro e comprometendo seu negócio.

Excetuando-se as elevadas altitudes, onde o que determina a época de plantio é a temperatura, no Brasil Central, o que define a época de plantio é a distribuição das chuvas. O uso consuntivo de água para o milho durante seu ciclo varia de 500 e 800mm, dependendo das condições climáticas dominantes. A água é absorvida diferencialmente com o estádio de crescimento e desenvolvimento da cultura. Vale a pena ressaltar que o déficit hídrico tem influência direta na taxa fotossintética, que está associada diretamente à produção de grãos e sua importância varia com o estádio fenológico em que se encontra a planta. Pesquisas mostram que dois dias de estresse hídrico podem reduzir até 20% de produtividade e que estresse hídrico de quatro a oito dias diminui a produção em mais de 50%. Considera-se, ainda, que o período que vai da iniciação floral até o desenvolvimento da inflorescência e o período do pendoamento até a maturação são as fases críticas do déficit hídrico. Em resumo, a época de semeadura é determinada em função das condições ambientais (temperatura, distribuição das chuvas e disponibilidade de água do solo) e da cultivar (ciclo, fases da cultura e necessidade térmicas das cultivares). Ainda com respeito ao clima, deve-se levar em consideração a radiação solar e a intensidade e freqüência do veranico nas diferentes fases fenológicas da cultura.

Objetivando estabelecer a época de plantio de milho de sequeiro para as diferentes regiões, foi desenvolvido um estudo para recomendação das épocas de plantio em função dos períodos críticos da cultura a estresse hídrico. Nesse trabalho, além de ser considerado o fator climático precipitação (intensidade e distribuição) e os elementos temperatura e radiação na estimativa da demanda de água pela planta, levaram-se também em consideração aspectos fisiológicos da planta e características físico-hídricas dos solos. As épocas de plantio de menor risco para a cultura do milho, nas diferentes regiões do Brasil podem ser vistas no zoneamento agrícola de risco climático disponibilizado pelo Ministério da 

Agricultura (http://www.agricultura.gov.br), nos links " serviços" e "Portarias do Zoneamento por UF".

O milho safrinha, que é plantado além dos limites dos Cerrados, não tem um período pré-fixado para seu plantio, como o milho de safra normal, que é plantado no início das chuvas. É uma cultura desenvolvida de janeiro a abril, normalmente após a soja precoce e, em alguns locais, após o milho de verão e o feijão das águas.

Por ser plantado no final da época recomendada, o milho safrinha tem sua produtividade bastante afetada pelo regime de chuvas e por fortes limitações de radiação solar e temperatura na fase final de seu ciclo. Além disso, como o milho safrinha é plantado após uma cultura de verão, a sua data de plantio depende da época do plantio dessa cultura antecessora e de seu ciclo. Assim, o planejamento do milho safrinha começa com a cultura de verão, visando liberar a área o mais cedo possível. Quanto mais tarde for o plantio, menor será o potencial e maior o risco de perdas por adversidades climáticas (seca e/ou geadas).

Isso a torna uma cultura de alto risco, uma vez que a estação chuvosa encontra-se no fim, o que proporciona uma variabilidade espacial e temporal muito grande e, como conseqüência, uma variabilidade de produção. Na safrinha, além do potencial de produção ser reduzido, há alto risco de frustação de safras, baixo investimento na cultura e, conseqüentemente, baixa produtividade.

Considerando a inviabilidade de antever a interação genótipo e ambiente e suas variações de combinações, as épocas-limites preferencialmente recomendadas para a semeadura, de acordo com vários trabalhos de pesquisa, encontram-se na Tabela 1. Em Mato Grosso, Goiás, Minas Gerais, norte de São Paulo e Mato Grosso do Sul, o principal fator de risco é o déficit hídrico, sendo atenuado nas áreas de maior altitude, em razão das temperaturas amenas proporcionarem menor evapotranspiração.

No Paraná, sul de Mato Grosso do Sul e sudoeste de São Paulo (Vale do Paranapanema), existe elevado risco de geada, principalmente nas áreas acima de 600 m de altitude. Assim, ao contrário do que é preconizado para o milho de verão, as baixas altitudes são favoráveis ao cultivo da safrinha nas regiões mais ao sul do País. No Paraná, as geadas ocorrem com maior freqüência nos meses de junho e julho, com destaque para julho, em Guarapuava, Cascavel e Londrina, e junho, em Ponta Grossa, Pinhais e Cambará. Em São Paulo, ocorre com maior freqüência nos meses de junho a agosto, com probabilidades semelhantes entre os meses de junho e julho e ligeiramente superiores em agosto, para todas as localidades estudadas.

Tabela 1. Limite das épocas de semeadura para a cultura do milho safrinha, por estado e região produtora.

Estado	Época Limite	Altitude (1)	Região (cidades referência)
Mato Grosso	15 de março	Alta	Centro-Norte (Sapezal, Lucas do Rio Verde)
Goiás	15 de fevereiro	Baixa	Sudeste (Bom Jesus, Santa Helena)
	28 de fevereiro	Alta	Sudoeste (Rio Verde, Jataí e Montividiu)
Minas Gerais	28 de fevereiro	Baixa	Vale do Rio Grande (Conceição das Alagoas)
Mato Grosso do Sul	15 de março	Baixa e Alta	Centro-Norte (Campo Grande, São G. do Oeste, Chapadão do Sul)
		Baixa	Centro-Sul (Dourados, Sidrolândia, Itaporã, Ponta Porã)
São Paulo	28 de fevereiro	Alta	Alto Paranapanema (Taquarituba, Itapeva, Capão Bonito)
	15 de março	Baixa	Norte (Guaíra, Orlândia, Ituverava)
		Baixa	Noroeste (Votuporanga, Araçatuba)
	30 de março	Baixa	Médio Vale do Paranapanema (Assis, Ourinhos)
Paraná	30 de janeiro	Alta	Transição (Wenceslau Braz, Mauá da Serra, sul de Ivaiporã, Cascavel, sul de Toledo até Francisco Beltrão)
	15 de março	Baixa	Oeste e Vale do Iguaçu (Campo Mourão, sul de Palotina, Medianeira e Cruzeiro do Iguaçu)
	30 de março	Baixa	Norte (Cornélio Procópio, Londrina, Maringá, Apucarana)
		Baixa	Noroeste (Paravaí, Umuarama)

(1) Alta = altitude igual ou superior a 600 m e Baixa = altitude inferior a 600 m.