Este estudo avaliou os efeitos da fertilização orgânica e da aplicação de bioestimulantes no funcho em condições de campo no Egito. Os maiores rendimentos foram obtidos com 600 L ha⁻1 de chá de composto combinado com Azolla ou Spirulina. Este tratamento aumentou o rendimento e a qualidade do óleo essencial de funcho.
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Artigo de investigação
Fertilização Orgânica e Bioestimulantes Melhoram o Crescimento, a Produtividade e a Produção de Óleo Essencial no Funcho (Foeniculum vulgare): Um Estudo de Campo
Neste artigo
Resumo
Resumo
O presente estudo foi conduzido em duas safras consecutivas (2023/24 e 2024/25) na Fazenda Experimental da Estação de Pesquisa Hortícola de El-Qassassin, Província de Ismailia, Egito, com o objetivo de avaliar a resposta de plantas de funcho (Foeniculum vulgare Mill.) à fertilização orgânica e à aplicação de bioestimulantes. O experimento seguiu um delineamento em parcelas subdivididas, no qual três níveis de chá de composto (360, 480 e 600 L ha⁻1) foram alocados nas parcelas principais, enquanto cinco tratamentos com bioestimulantes (testemunha, extratos de Azolla, Spirulina, Nostoc e Chlorella) foram distribuídos nas subparcelas, resultando em 15 combinações de tratamentos. Foram avaliados parâmetros de crescimento vegetativo, componentes de produtividade, teor de óleo essencial (OE), e rendimento de óleo por planta e por hectare. Níveis mais altos de chá de composto, especialmente 600 L ha⁻1 (Ct3), combinados com os bioestimulantes Azolla (F2) ou Spirulina (F3), resultaram consistentemente em maior rendimento de óleo por planta e por hectare, com o tratamento Ct3 × F3 alcançando os rendimentos máximos (55,58 kg ha⁻1 na primeira safra e 58,85 kg ha⁻1 na segunda safra). A análise de componentes principais corroborou esses resultados, indicando que os aumentos na produtividade estiveram associados a aumentos coordenados nas características relacionadas ao óleo, e não a um único fator contribuinte. Esses resultados indicam que o tratamento Ct3 combinado com F2 ou F3 foi o mais eficaz para melhorar o rendimento e a qualidade do óleo em condições de campo.
Introdução
O funcho (F. vulgare Mill.) é uma planta medicinal e aromática amplamente cultivada, valorizada por suas sementes e óleo essencial, que possuem propriedades farmacológicas, antibacterianas, anti-inflamatórias e antioxidantes1,2,3,4,5. A demanda crescente por produtos derivados de funcho nas indústrias farmacêutica, nutracêutica e alimentícia exerce pressão sobre os sistemas de produção para aumentar a produtividade e a qualidade do óleo, ao mesmo tempo que minimiza o impacto ambiental.
O cultivo convencional de funcho depende fortemente de fertilizantes minerais para alcançar alta produtividade. No entanto, o uso excessivo de insumos sintéticos tem sido associado a preocupações com sustentabilidade de longo prazo, incluindo redução da atividade microbiana e degradação do solo5. Esses desafios têm impulsionado o interesse em estratégias de fertilização orgânica, especialmente adubos à base de composto, que melhoram a estrutura do solo, a atividade biológica e a disponibilidade de nutrientes6.
O chá de composto, um extrato aquoso arejado de composto maduro, surgiu como um promissor aditivo orgânico devido ao seu conteúdo de nutrientes solúveis, ácidos orgânicos e micro-organismos benéficos7. A aplicação de chá de composto por meio de sistemas de irrigação tem demonstrado aumentar o crescimento vegetal e a absorção de nutrientes, reduzindo ao mesmo tempo a dependência de fertilizantes químicos8. Paralelamente, plantas aquáticas e microalgas como Azolla, Spirulina, Nostoc e Chlorella têm atraído atenção como bioestimulantes devido aos seus altos níveis de aminoácidos, fitohormônios, vitaminas e minerais7,9,10. A aplicação foliar desses extratos tem sido relatada como capaz de melhorar o crescimento, o acúmulo de biomassa e a produtividade em diversas culturas hortícolas8,11,12.
Apesar das evidências crescentes que apoiam os benefícios individuais do chá de compostagem e dos bioestimulantes, a aplicação combinada desses produtos em condições de campo ainda é insuficientemente explorada, especialmente em culturas medicinais como o funcho. A maioria dos estudos anteriores concentrou-se em insumos isolados ou em ambientes controlados, deixando incertezas quanto aos seus efeitos interativos sobre o crescimento vegetativo, componentes da produtividade e produção de óleo essencial em sistemas de cultivo comerciais.
Para preencher essa lacuna, o presente estudo avaliou os efeitos combinados de quatro extratos distintos de bioestimulantes e três níveis de aplicação de chás de compostagem sobre o crescimento, produtividade e produção de óleo essencial da erva-doce, em condições de campo aberto com irrigação por gotejamento. Este estudo fornece uma abordagem claramente definida baseada em campo para integrar o chá de compostagem aplicado no solo com bioestimulantes foliares, além de oferecer insights sobre estratégias sustentáveis de manejo nutricional aplicáveis a regiões áridas e semiáridas.
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Protocolo
Este estudo envolveu apenas materiais vegetais e não incluiu experimentos com seres humanos ou animais. Portanto, não foi necessária aprovação ética. As ferramentas de pesquisa utilizadas neste protocolo estão listadas na Tabela de Materiais.
1. Local experimental
O experimento foi conduzido nas estações de 2023/24 e 2024/25 na Fazenda Experimental da Estação de Pesquisa Hortícola de El-Qassassin, governadoria de Ismailia, Egito (30°53′ N, 31°56′ E), para avaliar a resposta de plantas de funcho (F. vulgare Mill.) à fertilização orgânica e aplicações de bioestimulantes. As condições climáticas durante o período de cultivo (novembro a abril) foram registradas pela Estação Meteorológica de Ismailia. As temperaturas médias mínimas e máximas do ar variaram de 12–18 °C e 22–30 °C, respectivamente, enquanto a umidade relativa variou de 50%–65%. Nenhum evento climático extremo foi registrado durante os períodos experimentais (Figura 1).
Figura 1: Representação esquemática do delineamento experimental em parcelas subdivididas, mostrando os níveis de chá de compostagem atribuídos às parcelas principais e os tratamentos com bioestimulantes alocados nas subparcelas em três repetições. Ct.1, Ct.2 e Ct.3 representam 360, 480 e 600 litros por hectare (ha) aplicados no solo, enquanto F.1, F.2, F.3, F.4 e F.5 representam pulverização foliar com 2 cm³/L de água para cada um dos extratos Controle, Azolla, Spirulina, Nostoc e Chlorella, respectivamente. Clique aqui para visualizar uma versão maior desta figura.
2. Material vegetal
As sementes de funcho foram obtidas do Departamento de Pesquisa de Plantas Medicinais e Aromáticas, Instituto de Pesquisa em Horticultura, Centro de Pesquisa Agrícola, Dokki, Giza, Egito. As sementes foram semeadas em canteiros de viveiro durante a primeira semana de novembro, e as mudas foram posteriormente desbasteadas para uma planta por covão após o estabelecimento.
3. Coleta e análise de solo
Antes da preparação do solo, amostras compostas de solo (profundidade de 0–30 cm) foram coletadas, secas ao ar, peneiradas em peneira de 2 mm e analisadas quanto às propriedades físicas e químicas utilizando protocolos padrão13,14 (Tabela 1).
| Distribuição granulométrica (%) | Classe textural | *M.O. (%) | |||||||
| Areia grossa | Areia fina | Silte | Argila | Arenosa | 0,48 | ||||
| 80,65 | 14,06 | 3,8 | 1,49 | ||||||
| pH | CE dS/m | PS % | Cátions (meq/L) | Ânions (meq/L) | |||||
| Ca++ | Mg++ | Na+ | K+ | HCO3- | Cl- | SO4 | |||
| 8 | 0,79 | 28 | 4 | 2,68 | 1,79 | 0,61 | 1,4 | 4,38 | 2,98 |
| *M.O.(%): matéria orgânica | |||||||||
Tabela 1: Propriedades físicas e químicas do solo experimental. As características incluem distribuição do tamanho das partículas, classe textural, teor de matéria orgânica, pH, condutividade elétrica, porcentagem de saturação e principais cátions e ânions.
4. Configuração experimental
O experimento seguiu um delineamento em parcelas subdivididas com blocos ao acaso completos, com três repetições. Os níveis de chá de composto foram atribuídos às parcelas principais e os tratamentos com bioestimulantes às subparcelas (Figura 2). Cada parcela media 8,4 m2 e continha 24 plantas dispostas em três fileiras (4 m de comprimento), com 70 cm entre fileiras e 50 cm entre plantas dentro das fileiras.
A irrigação por gotejamento foi aplicada usando emissores que forneciam 4 L h⁻1 por touceira durante 1 h a cada dois dias. Para evitar interferência entre os tratamentos, uma leira entre as parcelas foi deixada sem plantio como zona tampão.
Todas as parcelas receberam 24 t ha⁻1 de composto durante o preparo do solo, duas semanas antes do plantio. Os fertilizantes minerais foram aplicados na dose de 50% da dose recomendada (DR): 360 kg ha⁻1 de sulfato de amônio (20,6% N), 240 kg ha⁻1 de superfosfato simples (15,5% P₂O₅) e 120 kg ha⁻1 de sulfato de potássio (48% K₂O). Os fertilizantes nitrogenados e potássicos foram aplicados em três doses iguais com intervalos de 15 dias, enquanto o fertilizante fosfatado foi aplicado em uma única dose básica. Práticas agronômicas padrão foram seguidas durante todo o período de cultivo.
Figura 2: Rendimento de óleo por hectare (kg ha⁻¹) e seu aumento relativo em comparação com o tratamento controle (T1: Ct1 × F1) durante a primeira (S1) e segunda (S2) estações. Ct1 representa o menor nível de chá de compostagem (360 L ha⁻¹), e F1 representa o controle sem pulverização. Os tratamentos são definidos da seguinte forma: T1 (Ct1 × F1), T2 (Ct1 × F2), T3 (Ct1 × F3), T4 (Ct1 × F4), T5 (Ct1 × F5), T6 (Ct2 × F1), T7 (Ct2 × F2), T8 (Ct2 × F3), T9 (Ct2 × F4), T10 (Ct2 × F5), T11 (Ct3 × F1), T12 (Ct3 × F2), T13 (Ct3 × F3), T14 (Ct3 × F4) e T15 (Ct3 × F5). As barras de erro representam os erros padrão da média (SEM). Clique aqui para visualizar uma versão maior desta figura.
5. Tratamentos com chá de composto
O composto à base de plantas maduras foi extraído em água doce com aeração por 24–48 h. O chá de composto resultante apresentou condutividade elétrica de 1,2–1,6 dS m⁻1 e pH levemente alcalino (7,5–8,0). O chá de composto foi aplicado via irrigação por gotejamento nas doses de 360, 480 ou 600 L ha⁻1 durante um período de 16 semanas, iniciando um mês após a semeadura.
6. Preparação e aplicação do bioestimulante
A biomassa fresca de Azolla caroliniana, Spirulina platensis, Nostoc muscorum e Chlorella vulgaris foi homogeneizada em água destilada na proporção de 1:10 (p/v), filtrada e diluída até uma concentração final de 2 cm3 L⁻1 (aproximadamente 1200 L ha⁻1). Os extratos foram preparados recentemente antes da aplicação e aplicados como pulverizações foliares três vezes durante a estação de crescimento (30, 60 e 90 dias após o plantio), utilizando um pulverizador manual até o escoamento.
7. Dados registrados
Parâmetros de crescimento vegetativo
Seis plantas selecionadas aleatoriamente de cada unidade experimental foram colhidas 65 dias após o plantio. A altura da planta (cm) foi medida desde a base até a ponta do caule principal. O peso fresco total da matéria verde (g) e o peso seco (g) foram registrados, sendo o peso seco determinado após secagem em estufa a 70 °C por 48 h até atingir peso constante. O número de ramos por planta foi calculado como o número médio entre as plantas amostradas.
Extração do óleo essencial (EO)
Óleo essencial foi extraído de 40 g de frutos colhidos utilizando hidrodestilação por 3 h, seguindo o método descrito por Miller15. O óleo extraído foi deixado em repouso para garantir separação completa16.
Determinação do teor e rendimento de óleo essencial
O teor de óleo essencial (% p/p) foi calculado como:
Onde:
WEO = peso do óleo essencial extraído (g)
Wsample = peso seco da amostra vegetal submetida à hidrodestilação (g)
O rendimento de óleo essencial por planta foi calculado como:
Onde:
DWplant = peso seco da planta inteira por planta (g)
EO content = porcentagem de óleo essencial com base no peso seco (% p/p)
Observação: A densidade do óleo essencial foi considerada aproximadamente 1 g cm⁻3, permitindo a conversão de gramas para centímetros cúbicos.
O rendimento de óleo essencial por hectare foi calculado como:
Onde:
rendimento de OEpor planta - 1 = rendimento de óleo essencial por planta (cm3)
Nplantas = número de plantas por hectare
1000 = fator de conversão de cm3 para L
Observação: Todos os cálculos de rendimento de óleo foram baseados na matéria seca para evitar a variabilidade associada ao teor de umidade da planta.
Atributo de rendimento
O número de umbelas por planta foi registrado na fase de amadurecimento dos frutos, contando-se todas as umbelas em cada planta.
8. Análise estatística
Para cada característica e estação, as observações em nível de repetição foram testadas quanto à normalidade utilizando o teste de Shapiro–Wilk. Como não foram observados desvios significativos da normalidade (p > 0,05), aplicou-se análise paramétrica. Os dados foram analisados por meio de análise de variância (ANOVA) para um delineamento em parcelas subdivididas com o programa Statistix 8.1 (Analytical Software, 2008), e as médias dos tratamentos foram comparadas utilizando o teste da diferença mínima significativa (LSD)17.
A análise de componentes principais (PCA) foi realizada como uma ferramenta multivariada para resumir as relações entre as características medidas. Os autovalores foram utilizados para determinar a contribuição relativa de cada componente, e a visualização em biplot foi usada para comparar tratamentos e associações entre características18.
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Resultados
Os testes de Shapiro–Wilk indicaram que as distribuições de todas as variáveis medidas não diferiram significativamente da normalidade em ambas as estações (p > 0,05). A análise de variância revelou que a interação entre o nível de chá de compostagem (Ct) e o tratamento com bioestimulante foliar (F) afetou significativamente as características de crescimento vegetativo, o número de umbelas e as características relacionadas ao óleo (percentagem de óleo, produtividade de óleo por planta e produtividade de óleo por hecta...
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Discussão
O presente estudo demonstra que o aumento dos níveis de chá de compostagem melhorou significativamente o crescimento do funcho, características reprodutivas e produtividade de óleo essencial ao longo de duas safras, especialmente quando combinado com biostimulantes foliares específicos.
Níveis mais altos de chá de composto (Ct3) aumentaram o número de umbelas e o rendimento de óleo, consistente com achados anteriores de que adubos líquidos orgânicos melhoram o vigor vegetal e a disponibilidade...
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Divulgações
Os autores declaram não haver conflitos de interesse.
Agradecimentos
Os autores gostariam de agradecer à Diretoria de Estudos de Pós-Graduação e Pesquisa Científica da Universidade de Taif pelo financiamento deste trabalho.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Sementes de funcho (Foeniculum vulgare Mill.) | Departamento de Pesquisa de Plantas Medicinais e Aromáticas, Instituto de Pesquisa em Horticultura, ARC, Egito | N/A | Sementes utilizadas para experimento de campo |
| Composto à base de plantas | Fornecedor comercial local / fonte da fazenda experimental | N/A | Utilizado para preparação de chá de composto e adubação orgânica do solo |
| Chá de composto | Preparado conforme o protocolo experimental | N/A | Extrato aquoso arejado de composto maduro |
| Biomassa de Azolla caroliniana | Instituto de Pesquisa em Água e Meio Ambiente, Centro de Pesquisa Agrícola, Giza, Egito | N/A | Utilizado para preparação de extrato foliar |
| Biomassa de Spirulina platensis | Instituto de Pesquisa em Água e Meio Ambiente, Centro de Pesquisa Agrícola, Giza, Egito | N/A | Utilizado para preparação de extrato foliar |
| Biomassa de Nostoc muscorum | Instituto de Pesquisa em Água e Meio Ambiente, Centro de Pesquisa Agrícola, Giza, Egito | N/A | Utilizado para preparação de extrato foliar |
| Biomassa de Chlorella vulgaris | Instituto de Pesquisa em Água e Meio Ambiente, Centro de Pesquisa Agrícola, Giza, Egito | N/A | Utilizado para preparação de extrato foliar |
| Água destilada | Instituto de Pesquisa em Água e Meio Ambiente, Centro de Pesquisa Agrícola, Giza, Egito | N/A | Utilizada para preparação de extratos |
| Sulfato de amônio (20,6% N) | Ministério da Agricultura e Reclamação de Terras, Egito | N/A | Fonte de fertilizante mineral |
| Superfosfato de cálcio (15,5% P2O5) | Ministério da Agricultura e Reclamação de Terras, Egito | N/A | Fonte de fertilizante mineral |
| Sulfato de potássio (48% K2O) | Ministério da Agricultura e Reclamação de Terras, Egito | N/A | Fonte de fertilizante mineral |
| Emissores de irrigação por gotejamento (4 L h-1) | Departamento de Pesquisa de Plantas Medicinais e Aromáticas, Instituto de Pesquisa em Horticultura, ARC, Egito | N/A | Sistema de irrigação |
| Pulverizador manual | Departamento de Pesquisa de Plantas Medicinais e Aromáticas, Instituto de Pesquisa em Horticultura, ARC, Egito | N/A | Utilizado para aplicação foliar |
| Estufa de secagem | Departamento de Pesquisa de Plantas Medicinais e Aromáticas, Instituto de Pesquisa em Horticultura, ARC, Egito | N/A | Estufa mantida a 70 °C |
| Aparelho de hidrodestilação | Departamento de Pesquisa de Plantas Medicinais e Aromáticas, Instituto de Pesquisa em Horticultura, ARC, Egito | N/A | Utilizado para extração de óleo essencial |
| Balança analítica | Departamento de Pesquisa de Plantas Medicinais e Aromáticas, Instituto de Pesquisa em Horticultura, ARC, Egito | N/A | Utilizada para pesagem de amostras |
| Peneira de 2 mm | Departamento de Pesquisa de Plantas Medicinais e Aromáticas, Instituto de Pesquisa em Horticultura, ARC, Egito | N/A | Utilizada para preparação do solo |
| Software Statistix 8.1 | Analytical Software | Versão 8.1 | Utilizado para ANOVA e análise estatística |
Referências
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