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Sumário CONCEITOS FÍSICOS E QUÍMICOS DO SOLO ............................................................................................. 2 MACRONUTRIENTES ............................................................................................................................. 27 MICRONUTRIENTES .............................................................................................................................. 36 TABELAS DE INTERPRETAÇÃO DE ANÁLISES DE SOLO ............................................................................. 59 CORREÇÃO DO SOLO ............................................................................................................................. 67 FERTILIZANTES ...................................................................................................................................... 72 ADUBAÇÃO MINERAL ........................................................................................................................... 77 ADUBAÇÃO ORGÂNICA ......................................................................................................................... 84 ADUBAÇÃO FOLIAR ............................................................................................................................... 93 FERTIRRIGAÇÃO .................................................................................................................................. 108 ADUBAÇÃO VERDE .............................................................................................................................. 119 SISTEMA DE PLANTIO DIRETO ............................................................................................................. 128 CONSIDERAÇÕES FINAIS ...................................................................................................................... 138 LITERATURAS CONSULTADAS .............................................................................................................. 139 CONCEITOS FÍSICOS E QUÍMICOS DO SOLO 1. INTRODUÇÃO Os solos minerais são constituídos por uma mistura de partículas sólidas de natureza mineral e orgânica, ar e água, formando um sistema trifásico, sólido, gasoso e líquido. As partículas da fase sólida variam grandemente em tamanho, forma e composição química e a sua combinação nas várias configurações possíveis forma a chamada matriz do solo. Considerando o solo como um corpo natural organizado, portanto ocupando dado espaço, a recíproca da matriz do solo forma a porosidade dos solos. Outro fator que interfere diretamente na porosidade dos solos refere-se à maneira com que as partículas sólidas se arranjam na formação dos solos. Duas propriedades físicas, hierarquicamente mais importantes, referem-se a textura do solo, que é definida pela distribuição de tamanho de partículas, e a estrutura do solo definida pelo arranjamento das partículas em agregados. A porosidade do solo, por sua vez, é responsável por um conjunto de fenômenos e desenvolve uma série de mecanismos de importância na física de solos, tais como retenção e fluxo de água e ar, e, se analisada conjuntamente com a matriz do solo, gera um grupo de outras propriedades físicas do solo associadas às relações de massa e volume das fases do sistema solo. Não menos importantes são as propriedades associadas à reação mecânica do solo à aplicação de forças externas. A física de solos estuda e define, qualitativa e quantitativamente, as propriedades físicas, bem como sua medição, predição e controle, com o objetivo principal de entender os mecanismos que governam a funcionalidade dos solos e seu papel na biosfera. A importância prática de se entender o comportamento físico do solo está associada ao seu uso e manejo apropriado, ou seja, orientar irrigação, drenagem, preparo e conservação de solo e água. A definição de um solo fisicamente ideal é 8 difícil devido ao tipo e natureza das variações físicas dos solos que ocorrem ao longo da profundidade do solo, na superfície da paisagem e ao longo do tempo. Um exemplo clássico refere-se ao suprimento de água e ar que variam continuamente junto com os ciclos de umedecimento e secagem, que ocorrem com a alternância de chuva e estiagem. Um solo é considerado fisicamente ideal para o crescimento de plantas quando apresenta boa retenção de água, bom arejamento, bom suprimento de calor e pouca resistência ao crescimento radicular. Paralelamente, boa estabilidade dos agregados e boa infiltração de água no solo são condições físicas importantes para qualidade ambiental dos ecossistemas. O conceito de um solo fisicamente ideal é complexo e carece de melhor definição quantitativa. No entanto, já há indicação clara de uma série de valores quantitativos de indicadores da qualidade física de um solo, seja valores ideais, críticos ou restritivos ao crescimento de plantas ou na qualidade ambiental. 2. CONCEITOS FÍSICOS 2.1. TEXTURA DO SOLO A textura do solo é definida pela proporção relativa das classes de tamanho de partículas de um solo. A Sociedade Brasileira de Ciência do Solo define quatro classes de tamanho de partículas menores do que 2 mm, usadas para a definição da classe de textura dos solos: Areia grossa – 2 a 0,2 mm ou 2000 a 200 µm Areia fina – 0,2 a 0,05 mm ou 200 a 50 µm Silte – 0,05 a 0,002 mm ou 50 a 2 µm Argila – menor do que 2 µm. Desconsiderando a presença da matéria orgânica e de partículas maiores do que 2 mm no solo, o total de partículas de um solo é igual ao somatório da proporção de areia, silte e argila, de maneira que um solo pode ter de 0 a 100% de areia, de silte e de argila. O número possível de arranjamento resultante da combinação das proporções de classes de partículas é muito grande, o que impulsionou o desenvolvimento de um sistema de classificação gráfico e funcional 9 para definição das classes de textura dos solos. O sistema consta da sobreposição de três triângulos isósceles que representam a quantidade de argila, silte e areia do solo. A avaliação da textura é feita diretamente no campo e em laboratório. No campo, a estimativa é baseada na sensação ao tato ao manusear uma amostra de solo. A areia manifesta sensação de aspereza, o silte maciez e a argila maciez e plasticidade e pegajosidade quando molhada. No laboratório, a amostra de solo é dispersa numa suspensão e, por peneiramento e sedimentação, se determina exatamente a proporção de areia, argila e por diferença a de silte. A natureza e a forma das partículas do solo foram elementos chaves para a definição, que é empírica, das classes de tamanho de partículas e, juntamente com a experiência prática, da delimitação das classes texturais no TT. Assim, as partículas de areia e silte, especialmente nos solos do Brasil, são predominantemente de forma esférica e composição mineralógica formada por quartzo, ao passo que as partículas de argila são de formato laminar e compostas por minerais de argila (caulinita, ilita, montmorilonita,...) e óxidos (de Fe, Al,...). A classe textural é determinada pela distribuição do tamanho de partículas e juntamente com o tipo de argila marcadamente afetam outras propriedades físicas como a drenagem e a retenção de água, a aeração e a consistência dos solos. TABELA 1. Relação da textura do solo com algumas propriedades dos solos. Solos Arenosos Solos Argilosos Menor porosidade do solo Maior porosidade do solo Menor micro e maior macroporosidade Maior micro e menor macroporosidade Baixa retenção de água Alta retenção de água Boa drenagem e aeração Drenagem lenta e pouco arejado (se pouco agregados) Menor densidade do solo Maior densidade do solo 10 Aquece rápido Aquece lentamente Resiste à compactação Maior susceptibilidade à compactação Baixa CTC Maior CTC Mais lixiviável Menos lixiviável Maior erosão Mais resistente à erosão Coesãobaixa, friável Coesão elevada, firme Consistência friável quando úmido Consistência plástica e pegajosa quando molhado Fácil preparo mecânico Mais resistente ao preparo (pesado) Matéria orgânica baixa e rápida Decomposição Fonte: EMBRAPA. Matéria orgânica média a alta e menor taxa de decomposição A classe textural de um solo é uma característica importante de um solo porque varia muito pouco ao longo do tempo. A mudança somente ocorrerá se houver mudança da composição do solo devido à erosão seletiva e/ou processos de intemperismo, que ocorrem em escala de séculos a milênios. Portanto, o uso e o manejo do solo afetam muito pouco a textura de um solo, implicando no fato que em nível de propriedade rural, em área com classe textural similar, as variações da qualidade física estão associadas à variação de outras propriedades físicas. 2.2. ESTRUTURA DO SOLO A estrutura do solo refere-se ao agrupamento e organização das partículas do solo em agregados e relaciona-se com a distribuição das partículas e agregados num volume de solo. Considerando que o espaço poroso é de importância similar ao espaço sólido, a estrutura do solo pode ser definida também pelo arranjamento de poros pequenos, médios e grandes, com consequência da organização das partículas e agregados do solo. Esta última definição aponta um dos principais e primário efeito da estrutura na qualidade dos solos. 11 A estrutura do solo, conceitualmente, não é um fator de crescimento das plantas ou indicativo direto da qualidade ambiental. Porém, está relacionada indiretamente com praticamente todos os fatores que agem sobre eles. O suprimento de água, a aeração, a disponibilidade de nutrientes, a atividade microbiana e a penetração de raízes, dentre outros, são afetados pela estrutura dos solos. De acordo com a organização das partículas e do ambiente de formação muitos tipos de agregados estruturais podem se formar. O tipo de agregado presente num solo determina o tipo de estrutura do solo. Uma descrição geral desses tipos é apresentada a seguir. granular e grumosa – agregados arredondados formados predominantemente na superfície do solo sob influência marcada da matéria orgânica e atividade microbiológica. Os grumos apresentam poros visíveis. A sensação ao manusear o solo é de friabilidade, soltando-se facilmente dos agregados vizinhos; laminar – os agregados são de formato laminar e formados por influência do material de origem ou em horizontes muito compactados; prismática e colunar – os agregados formam-se em ambientes mal drenados e em horizontes subsuperficiais com pequena influência da matéria orgânica. Normalmente são agregados grandes e adensados. Quando o topo dos prismas são arredondados teremos a estrutura colunar; blocos angulares e subangulares – os agregados têm formato cubóide e formam-se em ambientes moderadamente a bem drenados nos subsolos. A variação do tipo de estrutura do solo é bastante usada na classificação de solos e variam claramente quando varia o tipo de solo. 12 2.2.1. AVALIAÇÃO DA ESTRUTURA DO SOLO A avaliação direta da estrutura do solo é complexa e demanda de modernas tecnologias tipo ressonância magnética, tomografia, etc., que ainda são de acesso limitado. Porém, diretamente usa-se a descrição morfológica, que é qualitativa, para verificar a estrutura do solo quanto ao tipo, tamanho e grau de desenvolvimento dos agregados. Essa descrição distingue bem a estrutura quando consideradas grandes diferenças da condição estrutural. A avaliação quantitativa mais usada na avaliação da qualidade da condição estrutural é de natureza indireta e mede outras propriedades físicas indiretamente influenciadas pela estrutura do solo. A avaliação da estabilidade de agregados, densidade do solo, porosidades e infiltração e retenção de água, considerando a classe textural, indicam o estado atual da estrutura do solo. Esse tipo de avaliação é bastante usado para medir-se a evolução da estrutura de um dado solo quando submetido a diferentes sistemas de manejo. 2.3. ESTABILIDADE DOS AGREGADOS Expressa a resistência à desagregação que os agregados apresentam quando submetidos a forças externas (ação implementos agrícolas e impacto gota chuva) ou forças internas (compressão de ar, expansão/contração) que tendem a rompê-los. Mais freqüentemente medida contra forças aplicadas pela água, é uma medição que tem estreita relação com a habilidade de um solo resistir a erosão. Um dos métodos mais usados para medir a estabilidade de agregados aplica forças de desintegração em uma amostra de agregados grandes (4 mm) e mede posteriormente a distribuição de tamanho de agregados resultantes. O tamanho médio e a proporção de tamanho são usados como índice de estabilidade. A estabilidade dos agregados é fortemente afetada pelo cultivo, demonstrando a perda da estabilidade pelo uso de aração e gradagem para instalação da cultura de milho. Com o retorno da não mobilização e aporte de 13 cobertura de solo pelo plantio direto, a estabilidade no solo arenoso foi restabelecida após 2 a 3 anos. A estabilidade é também fortemente afetada pela matéria orgânica do solo, através da quantidade e de sua qualidade e, especialmente, por ser o agente cimentante mais dependente do manejo de solo e plantas. 2.4. DENSIDADE DO SOLO (Ds) Expressa a relação entre a quantidade de massa de solo seco por unidade de volume do solo. No volume do solo é incluído o volume de sólidos e o de poros do solo. Entretanto, havendo modificação do espaço poroso haverá alteração da Ds. O uso principal da densidade do solo e como indicador da compactação, assim como medir alterações da estrutura e porosidade do solo. Os valores normais para solos arenosos variam de 1,2 a 1,9 g cm-3, enquanto solos argilosos apresentam valores mais baixos, de 0,9 a 1.7 g cm-3. Valores de Ds associados ao estado de compactação com alta probabilidade de oferecer riscos de restrição ao crescimento radicular situam-se em torno de 1,65 g cm-3 para solos arenosos e 1,45 g cm-3 para solos argilosos. A determinação da Ds é relativamente simples e baseia-se na coleta de uma amostra de solos de volume conhecido e com estrutura preservada com técnicas diversas, incluindo coleta de solo em cilindros, torrão ou feito diretamente no campo por escavação. Em todos necessita-se medir o volume da amostra e quantificar quanto de solo seco tem-se no volume coletado. 2.5. POROSIDADE DO SOLO (Pt) O espaço do solo não ocupado por sólidos e ocupado pela água e ar compõem o espaço poroso, definido como sendo a proporção entre o volume de poros e o volume total de um solo. É inversamente proporcional à Ds e de grande importância direta para o crescimento de raízes e movimento de ar, água e solutos no solo. A 14 textura e a estrutura dos solos explicam em grande parte o tipo, tamanho, quantidade e continuidade dos poros. Os tipos de poros estão associados à sua forma, que por sua vez tem relação direta com sua origem. O tipo de poros mais característico são os de origem biológica, que são arredondados e formados por morte e decomposição de raízes ou como resultado da atividade de animais ou insetos do solo, como minhocas, térmitas, etc. Outro tipo de poros apresenta forma irregular e de fenda formados por vários processos, tipo umedecimento e secagem, pressão, etc. Poros arredondados tendem a ser mais contínuos e de direção predominante normal a superfície, ao contrário das fendas no solo. A classificação mais usual da porosidade refere-se à sua distribuição de tamanho. A mais usual é a classificação da porosidade em duas classes: micro e macroporosidade. A microporosidade é uma classe de tamanho de poros que, após ser saturada em água, a retém contra a gravidade. Os macroporos, ao contrário, após serem saturados em água não a retém, ou são esvaziados pelaação da gravidade. A funcionalidade desses poros fica evidente quando se considera que os microporos são os responsáveis pela retenção e armazenamento da água no solo e os macroporos responsáveis pela aeração e pela maior contribuição na infiltração de água no solo. A determinação da porosidade total (Pt) em laboratório é feita, principalmente, de dois modos: a) Saturando-se uma amostra de solo e medindo-se o volume de água contido; b) Por cálculo conhecendo-se a Ds e a Dp; 15 Microporos Vol Sólidos 37.9 35.0 Solo de mato Macroporos 27.1 Ms = massa de sólidos; Vt = volume total Vs = volume de sólidos; Vp = volume de poros Va = volume de água retido à –6 kPa Ds = Ms/Vt; Dp = Ms/Vs Pt % = (1-Ds/Dp) 100 Microporosidade % = 100 Va/Vt Macroporosidade = Pt – microporosidade Microporos Vol Sólidos 4 anos de 40.7 42.1 cultivo Macroporos 17.2 Microporos 50 anos de 40.2 Vol Sólidos 47.0 cultivo Macroporo 12.8 A separação da porosidade total em micro e macroporos é feita em laboratório, drenando-se a água dos macroporos usando uma sucção leve (-6kPa) em mesa de tensão ou coluna de areia e medindo-se o volume de água que permanece na amostra, que é igual ao volume de microporos. Conhecendo-se a Pt, calcula-se a macroporosidade por diferença. Usando-se equação fundamental da então o tamanho aproximado ao limite entre micro e macroporos. Em solos arenosos há predominância de macroporos, enquanto em solos argilosos a tendência é predominar microporos. Nesse aspecto, a origem do tamanho de poros relaciona-se ao tamanho de partículas e são considerados de natureza textural ou porosidade textural. Quando as partículas se organizam em agregados, há a criação de poros no solo, geralmente poros grandes entre agregados, sendo considerados porosidade estrutural. Esta última é especialmente importante em solos argilosos onde os macroporos são formados como conseqüência da estruturação. Em solos argilosos bem estruturados como muitos latossolos do Planalto Riograndense temos porosidade textural dentro dos agregados e estrutural entre 16 agregados, e nesses solos a macroporosidade é uma boa indicadora da condição estrutural ou física do solo. A aeração dos solos refere-se à habilidade de um solo atender a demanda respiratório da vida biológica do solo. Para isso, há necessidade de contínua troca de oxigênio e CO2 entre a atmosfera e o solo e, para que isso ocorra, é de grande importância a presença de macroporos. Normalmente, considera-se que o espaço aéreo de 10 % de macroporos é suficiente para arejar o solo e satisfazer a demanda respiratório no solo. 2.6. CONSISTÊNCIA DO SOLO Descreve a resistência do solo em diferentes umidades contra pressão ou forças de manipulação, ou refere-se à sensação de dureza, à facilidade de quebra ou à plasticidade e pegajosidade de um solo em diferentes umidades ao ser manipulado pelas mãos. Sua descrição morfológica é feita em três classes de umidade, seco, úmido e molhado, manifestando, respectivamente, dureza, friabilidade e plasticidade e pegajosidade. A variação da consistência com a umidade do solo é devido à influência da umidade nas forças de adesão e coesão. O preparo e o tráfego do solo têm relação estreita com a consistência, pois afeta a resistência do solo e, por conseguinte, sua compressibilidade, compactabilidade, capacidade suporte e especialmente orientar manejo de solo em umidades ótimas de uso, exigindo menor esforço para tração ou compactando menos por unidade de carga aplicada. A consistência do varia muito de solo para solo e depende, especialmente, dos seguintes fatores: textura, mineralogia, teor de matéria orgânica e da agregação do solo. A mineralogia tem efeito marcante na consistência e na resposta do solo à mecanização. Solos com o tipo de argilomineral 2:1 expansivas, como ocorre em solos escuros da fronteira oeste do RS, são muito plásticos e pegajosos quando 17 úmidos e muito duros quando secos. A faixa de friabilidade, onde a umidade do solo é boa para manejo do solo é muito pequena, exigindo maquinária mais potente e em maior número para trabalhar o solo. O contrário se observa nos solos argilosos bem estruturados do Planalto Riograndense, onde a mineralogia indica presença predominante de caulinita (argilomineral 1:1) imprimindo ao solo ampla faixa de friabilidade, facilitando o manejo. A resistência do solo tem estreita relação também com o estado de compactação do solo e é freqüentemente usada para avaliar manejo de solos, visto que as raízes ao crescerem, o fazem em espaços já existentes no solo ou têm que vencer a resistência para abrir espaço ao seu crescimento. Quando a resistência do solo é maior que a pressão celular, as raízes crescem na direção de menor resistência e mudam sua distribuição, apresentando deformação do sistema radicular. 2.7. RETENÇÃO DE ÁGUA NO SOLO A água na forma líquida apresenta uma série de propriedades de fundamental importância em seu comportamento no solo. A polaridade, pontes de hidrogênio e tensão superficial da água fazem com que a água em sistemas porosos atinja estado de menor energia livre e seja retida contra a gravidade, especialmente por capilaridade e também por adsorção. A equação fundamental da capilaridade estabelece que a força de retenção da água é inversamente proporcional ao diâmetro do capilar multiplicado por uma constante derivada das condições locais (gravidade local, Dp, temperatura). Se considerarmos o sistema poroso do solo como um sistema capilar e com determinada área superficial entenderemos que a água é retida no solo devido aos dois mecanismos: capilaridade e adsorção. A força capilar explica a ascensão da água em vasos ou no campo, de baixo para cima contra a gravidade e lateralmente quando a água é adicionada num ponto e aumenta a medida que o tamanho de 18 poro diminui. A medida que o solo seca diminui o volume de água retido até que a lâmina de água fica restrita ‘a superfície das partículas, retida por efeito eletrostático ou por adesão. Nestes dois processos de retenção, o maior volume de água e o mais disponível é retido por efeito capilar e o volume menor e fortemente retido no solo é retido por adsroção. A textura e a estrutura do solo que definem a área superficial e a arquitetura do sistema poroso são os principais fatores associados ao armazenamento e disponibilidade da água nos solos, assim como, com a habilidade dos solos de deixar passar água na sua matriz para camadas profundas do perfil do solo e da camada terrestre. A quantidade de água retida por unidade de massa de sólido é definida como umidade gravimétrica (Ug) e por unidade de volume do solo (Vt) é definida como percentuais. A medida da umidade é importante e de fácil execução, porém para a medição da Uv necessita-se de coletar amostra com volume conhecido e estrutura preservada. Como a umidade do solo é muito variável, o comum é medir-se a Ds e determinar a Ug, transformando-a em Uv multiplicando-se pela Ds como segue: Uv = Ug x Ds. Assim como a chuva, a quantidade de água armazenada em um solo é comumente apresentada em termos de lâmina de água retida. Um solo que apresenta Uv=0,3 cm3 cm-3 de 0 a 50 cm de profundidade possui retida um lâmina de 150 mm de água armazenada, calculada como segue: Armazenamento, mm=Uv . espessura da camada = 0,3 cm3 cm-3 . 50 cm = 15 cm = 150 mm Se considerarmos um hectare de área haverá 1 500 000 litros de água armazenado, calculado como segue: Armazenamento, litros ha-1 até 50 cm = 0,15 m. 10 000 m2 = 1 500 m3 = 1 500 00. A quantidade de água retida é um importante parâmetro do solo, porém não informa sua disponibilidade ou a sua força de retenção. O movimento de 19 massas na natureza se dá de pontos de energia livre mais altos para pontos de energia mais baixa,e como no solo o movimento de água é pequena a energia considerada é a potencial. Modernamente, no solo estipulou-se medir o quanto de trabalho deve ser realizado numa quantidade de água para se deslocar de um dado estado ao estado de referência. Três forças definem o total da energia livre da água: a) osmótica; b) gravitacional e; c) forças originadas pela matriz do solo. No solo as concentrações de sais tendem a se igualar por difusão, sendo a diferença de energia devido a forças osmóticas, predominantes no domínio solo- raiz, influindo pouco no movimento e retenção da água. Na gravidade a energia potencial toma conotação de energia de posição dentro do campo gravitacional, importante na definição do movimento de água e deve ser computado para equacionamento de fluxo de água no solo. As forças originadas pela matriz do solo, através dos fenômenos de adsorção e capilaridade, são as responsáveis pelo potencial matricial, antigamente chamado de potencial capilar. O total de energia por unidade de volume de água é definido como sendo o potencial total expresso em termos de pressão (kPa, bar, cm de coluna de Hg ou água). O principal componente do potencial total em solos não saturados é o potencial matricial, responsável pela retenção de água contra a ação da gravidade e por isso ter sinal negativo e chamado de tensão da água no solo. Pela equação da capilaridade temos que, quanto menor o tamanho dos poros maior a força capilar e maior tem que ser a força para extrair a água de dentro deste capilares. Deste modo um solo saturado ao secar os poros maiores são esvaziados primeiro e a medida que a umidade do solo vai reduzindo, a energia livre é menor e a água vai ficando mais fortemente retida. Assim na mesma posição gravitacional e no mesmo solo ou horizonte a água de desloca de pontos mais úmidos para mais secos, no entanto, 20 quando a posição gravitacional não é a mesma não necessariamente a água se move de pontos mais úmidos para mais secos. Em laboratório constrói-se curvas relacionando umidade do solo e potencial matricial denominado-as de curva de retenção de água no solo ou curva característica de água no solo. No campo a medição do potencial matricial é feita por um equipamento chamado de tensiômetro. Um solo saturado apresenta toda sua porosidade cheia de água, que após drenado em condições naturais, os macroporos são drenados e os microporos ficam preenchidos com água. Neste estado o movimento descendente é pequeno e tradicionalmente considera- se que o solo apresenta a sua máxima capacidade de armazenamento de água contra a gravidade e considera-se a umidade deste estado como sendo a capacidade de campo (CC). O potencial matricial da água no solo encontra-se na faixa de -10 a -33 kPa, dependendo da textura e estruturação do solo. Ao contrário, a umidade onde as plantas murcham permanentemente é chamada de ponto de murcha permanente (PMP) e apresenta potencial matricial em torno de –1500 kPa. A diferença de umidade entre a CC e PMP nos indica a faixa de água disponível de um solo, que 21 pode ser dada em termos percentuais ou em lâmina de água. Esta última é uma excelente indicadora da habilidade de um solo reter água a ser utilizada pelas plantas. A textura, matéria orgânica e a agregação são os principais fatores que afetam a disponibilidade de água para as plantas. 3. CONCEITOS QUÍMICOS 3.1. FERTILIDADE DO SOLO 3.1.1. FERTILIDADE NATURAL A fertilidade natural corresponde à fertilidade do solo que ainda não sofreu nenhum manejo, ou seja, não foi trabalhado e, portanto, não sofreu recente interferência antrópica. É muito usada na avaliação e classificação de solos onde não existe atividade agrária. Dá idéia da capacidade que apresenta um solo ou unidade de classificação para ceder os nutrientes (Lepsch, 1983). Por exemplo, um solo distrófico (V < 50%) aparentemente apresentaria menor capacidade de ceder os nutrientes, do que um eutrófico (V \u2265 50%). Na verdade, este índice pouco representa em termos da real capacidade de ceder nutrientes, já que um solo pode ser distrófico e ter uma CTC superior, com maiores teores de cátions trocáveis, do que um solo eutrófico e, portanto, ter condições de fornecer maior quantidade de nutrientes para as plantas. 3.1.2. FERTILIDADE POTENCIAL No caso da fertilidade potencial, evidencia-se a existência de algum elemento ou característica que impede o solo de mostrar sua real capacidade de ceder nutrientes. Assim, persistindo essas condições limitantes, a capacidade de ceder elementos estará obstruída, ainda que a fertilidade potencial seja alta. Entre as características limitantes cita-se o caso de solos ácidos, onde o teor de Al3+ é elevado e a disponibilidade de Ca, Mg e P é baixa ou insuficiente, o que se poderia corrigir com adição de calcário, gesso e fosfato. 22 Assim, também, os solos salino-sódicos apresentam conteúdos excessivos de Na+, o que eleva o pH e ocasiona diminuição da disponibilidade de micronutrientes, principalmente Fe, Mn, Zn e Cu. O Quadro 3 dá uma idéia desse tipo de fertilidade, pois se observa que a incorporação de gesso, CaSO4.2H2O, aumentou significativamente a produção de soja e de feijão, mesmo em diferentes solos, devido ao fornecimento de Ca e S, efeito fertilizante, e a diminuição de saturação de Al no solo, efeito corretivo. 3.1.3. FERTILIDADE ATUAL A fertilidade atual é a que apresenta o solo após receber práticas de manejo para satisfazer as necessidades das culturas; dá a idéia da fertilidade de um solo já trabalhado. Deve ser interpretada considerando-se as correções realizadas, por exemplo, calagem, adubação fosfatada, etc. A fertilidade atual é caracterizada pela determinação das formas disponíveis dos nutrientes do solo. 3.2. POTENCIAL HIDROGÊNICO (pH) O pH mede a acidez ativa do solo que é a atividade de H+ presente na solução do solo. O pH varia ao longo do tempo, alterando seu valor conforme o manejo do solo, cultivos sucessivos e adubações. As plantas, ao absorverem nutrientes de carga positiva (K+ , Mg++, Ca++ etc.), liberam H+ das raízes para a solução do solo, o que reduz o pH. Na reação dos fertilizantes nitrogenados com o solo, especificamente na nitrificação (passagem de amônio para nitrato), também há liberação de H+. Além desses, outros fatores contribuem para o aumento da acidez do solo como precipitação pluviométrica, irrigações, dentre outros. Na análise do solo, o pH é determinado agitando-se 10 cm3 de solo com 25 mL de água (relação 1:2,5), realizando-se a leitura em potenciômetro. Em alguns estados do Brasil, como São 23 Paulo, o pH é determinado em solução de CaCl2 (0,01 mol/L), que tem por objetivo reduzir a influência de sais sobre a leitura do pH. O pH do solo é um indicativo da sua fertilidade atual, isto é, da forma química em que o alumínio se encontra, se tóxica (Al3+) ou precipitada (Al(OH) 3 ), do nível de solubilidade dos macro e micronutrientes e da atividade de micro-organismos no solo. A alteração da disponibilidade de alumínio e dos macro e micronutrientes em função do pH do solo é apresentada na figura abaixo: Disponibilidade de nutrientes e alumínio em função do pH do solo. Fonte: Adaptado de Potash Phosphate Institute (1989). A redução do pH do solo diminui a disponibilidade dos micronutrientes Cl, Mo e B e dos macronutrientes e aumenta a solubilidade de Al3+, forma tóxica do alumínio. Em solos com pH superior a 6,5 há redução acentuada na disponibilidade dos micronutrientes Zn, Cu, Fe e Mn. Por essas razões, o pH do solo considerado 24 adequado para o crescimento e desenvolvimento das plantas situa-se entre 6,0 e 6,5. Nessa faixa de pH não há presença de Al3+ (forma tóxica) e há boa disponibilidade de nutrientes. Em pH acima de 6,5, a solubilidade do Fe decresce aproximadamente mil vezes para cada unidade de aumentodo pH do solo. Na faixa de pH de 4 a 9, a solubilidade de Mn diminui 100 vezes, para cada unidade de aumento do pH do solo. 3.3. ALUMÍNIO (Al3+) Indica o teor de alumínio na forma iônica Al3+ (também denominada acidez trocável) que é a forma tóxica às plantas. Todos os solos contêm alumínio em diversas formas ou compostos, sendo o seu teor total praticamente constante. O que varia são as formas em que o alumínio se encontra. O pH do solo influencia as formas de alumínio, sendo este alterado com a calagem. A dissociação dos carbonatos de Ca e Mg do calcário liberam OH- para a solução do solo, que reage com o H+ formando H2 O, elevando assim o pH (reação de neutralização). Com a elevação do pH, a forma de alumínio solúvel Al3+ (tóxica) passa para a forma insolúvel Al(OH) 3 (não tóxica). Com o passar do tempo, a lixiviação de bases do solo, proporcionada pelas chuvas, a absorção de bases pelas plantas em cultivos sucessivos e a aplicação de fertilizantes, principalmente os nitrogenados amoniacais, voltam a acidificar o solo, reduzindo o seu pH e aumentando assim a solubilidade do alumínio, que passa da forma Al(OH) 3 0 para Al3+ (e outras formas intermediárias), voltando a causar toxidez às plantas. 25 Em solos ácidos, a solubilidade do Al3+ é muito elevada, causando danos às raízes das plantas. Com a elevação do pH, ocorre a redução da solubilidade de Al3+, até pH 5,5, não mais havendo presença da forma tóxica, predominando o alumínio na forma Al(OH) 3 , que é um precipitado inerte. O Al3+ causa o engrossamento das raízes, reduz o seu crescimento e impede a formação de pêlos radiculares, prejudicando a absorção de água e nutrientes. No entanto, há espécies de plantas com alta tolerância ao Al3+, como diversas espécies do gênero Eucaliptus. 3.4. H+Al Também denominada “acidez potencial” ou “acidez total”. As classes de interpretação para a acidez potencial (H+Al) estimadas pela correlação com o pH SMP. Essas classes de interpretação são genéricas e de pouca aplicação prática, uma vez que a determinação do H+Al tem por objetivo principal o cálculo da CTC Total do solo (T). Geralmente os valores de H+Al são maiores em solos ricos em matéria orgânica, principalmente se estes apresentarem baixos valores de pH. 3.5. SOMA DE BASES (SB) Representa a soma das bases presentes no solo, ou seja, dos elementos K+ , Na+ Ca2+ e Mg2+. É também denominada S, sendo que esta representação deve ser evitada para não confundir com o enxofre, cujo símbolo também é representado pela letra S. Para o cálculo da soma de bases (SB), todos os elementos devem estar expressos na mesma unidade (cmolc /dm³). Como o teor de K+ é expresso em mg/dm³, é necessária a sua transformação. Para isso, divide-se o teor de K+ por 39,1 (massa atômica do K), obtendo-se assim o seu teor em mmolc /dm³, utilizando a análise de solo de referência, 73/39,1 = 1,87 mmolc /dm³. Para converter mmolc/cm³ em cmolc/dm³ divide-se por 10. O que equivale a 0,187 cmolc /dm³. Portanto, para simplificar o cálculo, é utilizado o fator de transformação 391, isto é, 26 se for dividido o teor de K+ em mg/dm³ por 391 (K/391) será obtido oresultado em cmolc/dm³ (73 mg/dm³ de K ÷ 391 = 0,187 cmolc /dm³ de K). O teor de Na na análise, assim como o K, também é expresso em mg/dm3 , para a sua transformação para cmolc /dm3 . Se o teor de Na for dividido por 23 (massa atômica do Na), obtém-se dessa forma o seu teor em mmolc/dm³ , ou seja, 15/23 = 0,65 mmoc/dm³. Para converter mmolc/cm³ em cmolc/dm³ divide-se por 10, resultando em 0,065 cmolc/dm³. Portanto, para simplificar o cálculo, é utilizado o fator de transformação 230, isto é, se for dividido o teor de Na em mg/dm3 por 230 (Na/230) será obtido o resultado em cmolc/dm³ (15 mg/dm³ de Na ÷ 230 = 0,065 cmolc/dm³ de Na). Ressalta-se a pouca contribuição do sódio na soma de bases do solo em solos não salinos ou sódicos. Os teores de Ca2+ e Mg2+ na análise frequentemente já são expressos em cmolc /dm³. SB = 𝑲+ + 𝑵𝒂+ + 𝑪𝒂𝟐++ 𝑴𝒈𝟐+ 3.6. CTC TOTAL (T) É a capacidade de troca de cátions do solo, medida à pH 7, também representada pela letra T. É uma das variáveis mais importantes para a interpretação do potencial produtivo do solo. Indica a quantidade total de cargas negativas que o solo poderia apresentar se o seu pH fosse 7. Essas cargas são aptas a adsorver (reter) os nutrientes de carga positiva (K+, Ca2+ e Mg2+), adicionados ao solo via calagem ou adubações, e outros elementos como Al3+, H+, Na+ etc. T = 𝑲+ + 𝑵𝒂+ + 𝑪𝒂𝟐++ 𝑴𝒈𝟐+ + (H +Al) ou T = SB + (H + Al) 27 Para o cálculo da T é necessário que os elementos estejam expressos na mesma unidade (cmolc/dm³). Assim, os teores de K e Na (expressos em mg/dm³) têm que ser transformados para cmolc/dm³ , conforme já descrito anteriormente. A T é uma característica do solo e apresenta valor praticamente constante (somente pode ser alterada com a aplicação de elevadas doses de matéria orgânica ou em decorrência de intenso processo erosivo, quando há perda da camada superficial). Assim, sendo a quantidade total de cargas negativas do solo praticamente constante, quanto maior a quantidade de Al3+, H+ e Na+ no solo menor é a quantidade de cargas negativas disponíveis para adsorver as bases K+ Ca2+, Mg2+. Quando a quantidade de nutrientes catiônicos adicionada via adubação é superior à CTC do solo, esses nutrientes (K+, Ca2+, Mg2+) podem ser perdidos por lixiviação. Solos argilosos e/ou com elevado teor de matéria orgânica geralmente possuem elevada T, isto é, conseguem adsorver grande quantidade de nutrientes catiônicos. Solos arenosos apresentam baixa T e, mesmo com pequena adição de bases, estas estão suscetíveis a perdas por lixiviação. Solos de regiões de clima temperado, menos intemperizados, geralmente apresentam maior T do que solos de regiões tropicais, devido à mineralogia e aos maiores teores de matéria orgânica em razão da menor taxa de mineralização proporcionada pelas baixas temperaturas. Solos que apresentam T abaixo de 4,5 cmolc /dm3 geralmente apresentam baixa capacidade tampão, isto é, menor resistência à variação do pH. Pequenas quantidades de calcário geralmente são suficientes para alterar significativamente o pH. Solos que apresentam CTC (T) acima de 10 cmolc /dm3 geralmente também apresentam elevado poder tampão, isto é, necessitam de maior quantidade de calcário para alterar o pH. A proporção de ocupação de cada elemento na T do solo é obtida pela divisão do seu teor pelo valor da T, multiplicando-se o resultado por 100. 28 Solos com boas características de fertilidade geralmente apresentam as seguintes proporções de nutrientes na CTC: 𝑲+ = 3 a 5% 𝑪𝒂𝟐+= 50 a 70% 𝑴𝒈𝟐+ = 10 a 15% 𝑵𝒂+= < 5% Esses valores são variáveis com a calagem e as adubações e podem ser utilizados para indicar o limite máximo da quantidade do elemento a ser aplicado ao solo para que este não se perca por lixiviação; entretanto, não devem ser utilizados como base para a adubação das culturas, pois em solos com baixa CTC certamente a quantidade estimada poderá ser inferior à necessidade das plantas. 3.7. CTC EFETIVA (t) Indica a quantidade de cargas negativas ocupadas com os cátions trocáveis. Neste caso não se considera o H+. t = 𝑲+ + 𝑵𝒂+ + 𝑪𝒂𝟐++ 𝑴𝒈𝟐+ + 𝑨𝒍𝟑+ ou y = SB + 𝑨𝒍𝟑+ 29 3.8. SATURAÇÃO POR BASE (V) Indica a porcentagem do total de cargas negativas ocupadas por bases (K+ + Na+ + Ca2+ + Mg2+). É calculada pela divisão da soma de bases (SB) pela T do solo, multiplicado por 100. 𝐕 = 𝐒𝐁 𝐓 𝐗 𝟏𝟎𝟎 A unidade utilizada para expressar a saturação por bases é a porcentagem (%), sendo aceita pelo Sistema Internacional de Unidades por se tratar de um índice calculado e não concentração ou teores. Com a calagem, busca-se elevar a saturação por basesdo solo a valores adequados à exigência da cultura, os quais geralmente variam de 50 a 80%. Ao se elevar a saturação por bases do solo com a calagem, há uma redução proporcional do H+Al, reduzindo-se assim a acidez do solo. 3.9. SATURAÇÃO POR ALUMÍNIO (m) É o índice de saturação por Al3+ na CTC efetiva (t). 𝐦 = 𝑨𝒍𝟑+ 𝐭 𝐗 𝟏𝟎𝟎 O Al é o único elemento cuja proporção é determinada com base na t, pois a T é estimada considerando-se todas as cargas negativas ocupadas com bases, em pH 7. Para os demais elementos (K+, Ca2+, Mg2+ e Na+), a proporção é calculada em relação à T. Para o adequado crescimento e desenvolvimento das plantas, o ideal é que não haja presença de Al3+, isto é, que o pH seja maior que 5,5, ocasião em que o m se iguala a zero. 30 3.10. Na ISNa Na é o teor de sódio disponível (trocável) e ISNa é o índice de saturação de sódio do solo, também denominado Porcentagem de Sódio Trocável (PST). Mesmo não sendo um nutriente essencial às plantas, sua determinação é importante em solos halomórficos ou salinos, próximos ao litoral ou que receberam resíduos de indústrias como efluentes de laticínios, ricos em sais. Quando presente em alta concentração no solo, o Na pode causar efeito depressivo sobre a produtividade das culturas por dificultar a absorção de água e nutrientes pela planta ou pelo seu efeito dispersante sobre as argilas, causando a desestruturação do solo e reduzindo a infiltração de água, trocas gasosas e dificultando a penetração de raízes. Somente a informação do teor de Na disponível do solo não é suficiente para avaliar os efeitos adversos sobre o crescimento e desenvolvimento das plantas. É importante conhecer também a proporção em relação aos demais cátions do solo, como K+ , Ca2+ e Mg2+. O índice de saturação de sódio em relação aos demais cátions trocáveis na T do solo é expresso pela relação: 𝐈𝐒𝐍𝐚 = 𝑵𝒂+ (𝒄𝒎𝒐𝒍𝒄/𝒅𝒎³) 𝐓 (𝒄𝒎𝒐𝒍𝒄/𝒅𝒎³) 𝐗 𝟏𝟎𝟎 Um solo é considerado sódico quando apresenta ISNa superior a 15% (RICHARDS, 1970). Considerando-se, por medida de segurança, um ISNa máximo de 10% e sendo a CTC do solo utilizada como exemplo igual a 7,1 cmolc/dm³, estima-se, pela fórmula acima, que o teor de Na máximo seria de 0,71 cmolc/dm³, que corresponde a 163 mg/dm³, valor muito superior ao indicado no resultado da análise de referência (15 mg/dm³). 31 3.11. MATÉRIA ORGÂNICA (MO) A matéria orgânica (MO) do solo é formada pelos resíduos da parte aérea e radicular das plantas, de micro-organismos e exsudados de raízes. É constituída basicamente por C, H, O, N, S e P. A proporção destes elementos gira em torno de 58% de C, 6% de H, 33% de O e 3% de N, S e P. O teor de MO do solo é calculado multiplicando-se o teor de carbono do solo (carbono orgânico) pelo fator 1,72 (obtido pela divisão 100/58). Matéria Orgânica = Carbono Orgânico x 1,72 O teor de matéria orgânica do solo é um indicativo do seu potencial produtivo, pois solos com maior teor de MO apresentam maiores valores de T e maior capacidade de fornecimento de nutrientes às plantas, quando comparados a solos com menores teores de MO. Em solos tropicais, a MO é a principal responsável pela geração de cargas negativas do solo, contribuindo com até 80% das cargas negativas do solo. Com a mineralização da MO no solo, há liberação de bases que se encontravam imobilizadas nas cadeias carbônicas dos tecidos vegetais, que promovem aumento do pH e da disponibilidade de nutrientes. Ocorre também a complexação do Al3+ do solo pelas moléculas orgânicas liberadas, o que contribui para reduzir a toxidez desse elemento e elevar o pH. Na análise do solo geralmente não se determina o teor de N em razão da sua complexa dinâmica no solo, com alteração de sua forma em função das condições ambientais, como umidade, temperatura, pH, atividade de micro-organismos etc. Embora existam métodos para a determinação das diferentes formas de N do solo, ainda não foi possível um método que integralize um número tão grande de fatores e forneça um índice de disponibilidade de N. Uma forma de se estimar o potencial de fornecimento de N do solo é a quantificação de sua disponibilização pela matéria orgânica do solo. 32 MACRONUTRIENTES 1. INTRODUÇÃO Ao analisar-se quimicamente um solo, inúmeros elementos podem ser encontrados na amostra e, de forma semelhante, o mesmo pode ser observado nos vegetais superiores. De maneira geral, qualquer elemento que se encontre na forma disponível pode ser absorvido. No entanto, a presença de um elemento químico no tecido vegetal não implica que este seja fundamental para a nutrição da planta. Em decorrência a este fato, foi necessário separar os elementos que são essenciais para o crescimento e desenvolvimento das plantas, daqueles que sem ser essenciais, são benéficos. Para tanto, foram definidos os critérios de essencialidade dos nutrientes. Para que um elemento seja classificado como essencial, deve satisfazer alguns critérios (Arnon & Stout, 1939): A ausência do elemento impede que a planta complete seu ciclo; A deficiência do elemento é específica, podendo ser prevenida ou corrigida somente mediante seu fornecimento; O elemento deve estar diretamente envolvido na nutrição da planta, sendo que sua ação não pode decorrer de correção eventual de condições químicas ou microbiológicas desfavoráveis do solo ou do meio de cultura, ou seja, por ação indireta. Epstein (1975), de maneira simples e direta, funde os dois últimos critérios em apenas um, mais objetivo: O elemento faz parte da molécula de um constituinte essencial à planta. Um exemplo clássico de um elemento que satisfaz este critério é o Mg, que toma parte da molécula de clorofila. Desde o início do Século XX foram realizadas inúmeras pesquisas visando à caracterização dos elementos fundamentais para o ciclo vital das plantas. Com o 34 desenvolvimento dos cultivos em soluções hidropônicas ou, simplesmente, técnica hidropônica, as pesquisas puderam rapidamente evoluir tornando-se mais fácil à supressão de um determinado elemento e a tentativa de sua substituição por outro, prática fundamental para a caracterização de essencialidade de um elemento. Como todo ser vivo, as plantas necessitam de água e de diferentes moléculas orgânicas para sua sobrevivência. Portanto, os elementos que compõem a água (H2O) e qualquer molécula orgânica (C, O, H) obviamente têm sua essencialidade totalmente comprovada. Esses elementos são absorvidos pelas plantas a partir da água absorvida pelas raízes e do CO2 absorvido via fotossíntese. Juntamente a esses três elementos, mais seis são absorvidos e exigidos em quantidades superiores aos demais: nitrogênio (N), fósforo (P), enxofre (S), potássio (K), cálcio (Ca) e magnésio (Mg), formando os chamados macronutrientes. Já os micronutrientes, que são exigidos em quantidades inferiores aos nove anteriormente citados, são: ferro (Fe), manganês (Mn), zinco (Zn), cobre (Cu), boro (B) molibdênio (Mo) e cloro (Cl). Cerca de 90 % da matéria seca de uma planta consiste de C, H e O. De maneira geral, no estudo da fertilidade do solo esses três elementos não são considerados, uma vez que o solo não é a maior fonte destes, como comentado anteriormente. A separação entre macro e micronutrientes é principalmente didática, pois esta separação quantitativa pode variar entre as diferentes espécies. Plantas como palmeiras (Cocus nucifera L) ou cebola (Allium cepa L) podem apresentar em seus tecidos o Cl em concentrações equivalentes ou superiores a de alguns macronutrientes como P e Mg, por exemplo. Os elementos com funções específicas e essenciais no metabolismo das plantas são geralmente classificados em dois grupos, os macronutrientes e os micronutrientes, em relação às suas concentrações na planta, conforme são requeridos para crescimentoe reprodução adequados (MARSCHNER, 1995; MENGEL e KIRKBY, 2001; EPSTEIN e BLOOM, 2004). Os nutrientes minerais que são essenciais 35 para as plantas foram estabelecidos em experimentos com cultivos em água e em areia, comparando o crescimento e os sintomas visuais de plantas que receberam soluções completas de nutrientes com aque- las que receberam soluções nas quais foram suprimidos elementos específicos. A partir de tais experimentos, os micronutrientes de plantas são agora reconhecidos como ferro (Fe), manganês (Mn), cobre (Cu), molibdênio (Mo), zinco (Zn), boro (B), cloro (Cl) e níquel (Ni). As concentrações requeridas de todos os nutrientes, incluindo os micronutrientes, são mostradas na Tabela 1. As con- centrações comparativas, expressas tanto em termos de matéria seca como do número relativo de átomos presentes em relação ao Mo, indicam claramente as concentrações consideravelmente mais baixas dos micronutrientes. Contudo, deve-se sempre lembrar que, apesar dessas baixas concentrações, os micronutrientes têm importância igual à dos macronutrientes para o crescimento das culturas. 2. NITROGÊNIO O N geralmente é exigido em grandes quantidades pelos vegetais, encontrando-se em concentrações que variam de 1 a 5 dag/kg da matéria seca. De maneira geral, é observado em maiores concentrações nos tecidos das espécies pertencentes à família Leguminoseae. Para a maioria das culturas, sua absorção ocorre preferencialmente na forma de NO -, exceto em solos sob condições adversas a nitrificação. Uma vez absorvido o NO - é reduzido e incorporado em compostos orgânicos. Sua forma mais abundante é como um peptídeo ligado as proteínas, uma ligação muito estável graças a sua configuração eletrônica que permite fortes ligações covalentes com dois átomos adjacentes de C. Assim, o N é constituinte de aminoácidos, nucleotídeos, coenzimas, clorofila, alcalóides, e outros. Na ausência desse elemento, o principal processo bioquímico afetado na planta é, justamente, a síntese protéica, com conseqüências no seu crescimento. O 36 amarelecimento ou clorose das folhas mais velhas, como sintoma de deficiência de N, decorre da inibição da síntese de clorofila. Plantas com excesso de N apresentam folhas de coloração verde escura, com folhagem suculenta, tornando-a mais susceptível às doenças e ataque de insetos ou déficits hídricos. O N apresenta interações com P, S e K. A absorção de NO - estimula a absorção de cátions, enquanto que a absorção de NH + pode restringir a absorção de cátions como o Ca2+,por exemplo. Sinais de deficiência: 3. FÓSFORO O P, apesar de seu papel fundamental como componente energético, sua concentração nos tecidos vegetais pode variar de 0,10 a 1,0 dag/kg da matéria seca, sendo que a faixa de suficiência para a maioria das culturas pode variar de 0,12 a 0,30 dag/kg. Da solução do solo, é absorvido nas formas aniônicas (H PO -2- e HPO4), as quais apresentam uma forte ligação covalente com o átomo de O, que é mantida mesmo após sua incorporação aos tecidos vegetais. Ao ligar-se a átomos de C, forma complexos polifosfatados como adenosina trifosfato (ATP) e adenosina difosfato (ADP), vitais para o metabolismo energético, ou seja, para processos de conversão de energia nas plantas. Além de formar ATP e ADP, o P atua em outras funções vitais. Participa de reações de esterificação com açúcares e outros compostos envolvidos na 37 fotossíntese e na respiração. Componente dos ácidos ribonucléicos (DNA e RNA) e formando fosfolipídeos nas membranas, sua maior concentração pode ser observada nas sementes e frutos. O P pode apresentar interações com N, S e micronutrientes como: Cu, Fe, Mn e Zn. A carência de fosfato causa distúrbios severos no metabolismo e desenvolvimento das plantas, levando a menor perfilhamento em gramíneas, redução no número de frutos e sementes. Inicialmente, em folhas mais velhas, a deficiência de P mostra-se sob a forma de clorose, ou redução no brilho e um tom verde-azulado. Os sintomas de excesso aparecem, principalmente, na forma de deficiência de micronutrientes, como Fe e Zn. Sinal de deficiência: 4. POTÁSSIO A concentração de K nos tecidos vegetais pode apresentar grande variabilidade em função da espécie e do manejo cultural utilizado. Valores mais comumente encontrados situam-se na faixa de 1,0 a 3,5 dag/kg. Seu papel tem pouco em comum com o desempenhado pelo N, P e S. Sua estrutura química não conduz à formação de ligações covalentes e, portanto, não forma complexos de grande estabilidade. Assim como o P, e contrariamente ao que ocorre com o N e 38 com o S, durante sua assimilação não sofre alteração em seu estado redox, permanecendo na mesma forma iônica em que foi absorvido. Seu principal papel é o de ativador enzimático, com participações no metabolismo protéico, fotossíntese, transporte de assimilados e potencial hídrico celular. Como principal componente osmótico das células guardas, a transferência de K dentro e fora destas células regula a abertura e o fechamento dos estômatos. Junto com Ca e Mg participa da importante função de manutenção do equilíbrio iônico com os ânions. Como ativador de inúmeras enzimas, sua deficiência conduz a profundas alterações no metabolismo. Compostos nitrogenados solúveis acumulam-se, indicando a redução na síntese protéica. Em condições de deficiência de K, as plantas tendem a apresentar diminuição da dominância apical, internódios mais curtos e clorose seguida de necrose das margens e pontas de folhas mais velhas. Sinal de deficiência: 39 5. CÁLCIO O Ca é comumente encontrado nos tecidos vegetais em concentração que pode variar entre 0,5 a 3 dag/kg da matéria seca. A maior parte do Ca nas plantas ocorre formando ligações intermoleculares nas paredes celulares e membranas, contribuindo, assim, para a estabilidade estrutural e o movimento intercelular de vários metabólitos. Atua, ainda, como catalisador de várias enzimas. Níveis adequados de Ca ajudam a planta a evitar estresse decorrente da presença de metais pesados e, ou, salinidade. A substituição do cálcio por metais pesados pode causar um desequilíbrio estrutural e alterar a rigidez estrutural da parede celular. Apresenta interações com Mg e K a ponto de um excesso do nutriente promover deficiências nos últimos Como o Ca não se movimenta via floema, sua redistribuição entre os órgãos da planta praticamente não ocorre, podendo existir, simultaneamente, carência do elemento nas partes mais novas da planta e excesso nas partes mais velhas. Dessa forma, a deficiência de Ca mostra-se inicialmente nos tecidos mais jovens. Sinal de deficiência: 40 6. MAGNÉSIO A concentração de Mg nos tecidos dos vegetais pode variar de 0,15 a 1,0 dag/kg da matéria seca. Mais da metade do Mg contido nas folhas pode estar formando clorofila, já que esta possui um átomo central de Mg. Além de seu papel na clorofila, o Mg é ativador das enzimas relacionadas com o metabolismo energético, além de servir de ligação entre as estruturas de pirofosfato do ATP e ADP. Apresenta interações com Ca e K. A deficiência de Mg afeta parte do metabolismo das plantas, sendo a clorose internerval das folhas velhas o sintoma inicial, seguido da redução da fotossíntese decorrente da menor síntese de clorofila. Em casos extremos de deficiência, são observadas necroses inclusive nas folhas novas. Sinais de deficiência: 41 7. ENXOFRE Assim como o P e a maior parte do N, o S é absorvido do solo sob a forma aniônica de sulfato (SO4 ) e, posteriormente, reduzido e incorporado a compostos orgânicos. Pode ser encontrado em concentrações que variam de 0,1 a 0,4 dag/kg, não sendo incomum apresentar-se em valores superiores ao P. Como o N, sua estrutura química permite a formação de ligações covalentes estáveis, principalmente com oC e com outros átomos de S. A ligação estável com o C nos aminoácidos cisteína (-C-SH), metionina (-C-S-CH3) e cistina (-C-S-S-C) que formam as proteínas, compõem a maior parte do S contido nas plantas. Quando o fornecimento de sulfato é grande, sua absorção pode ser mais rápida que sua redução e assimilação em compostos orgânicos. Fração apreciável do S total pode, por isso, estar na forma de sulfato - uma fração maior que a correspondente ao nitrato em relação ao N total. O S pode apresentar interações notadamente com o N, P, B e Mo. Plantas deficientes em S tornam-se cloróticas devido a redução da biossíntese de proteínas que formam complexos com a clorofila nos cloroplastos. A deficiência de S pode, ainda, levar a um baixo nível de carboidratos e a um acúmulo das frações nitrogenadas solúveis como o nitrato. Dessa forma, observa-se, além da redução da fotossíntese (devido ao baixo nível de carboidratos), a impossibilidade dos substratos nitrogenados serem utilizados na síntese de proteínas. Dada a baixa mobilidade interna do S, a sintomatologia de sua deficiência normalmente é inicialmente manifestada em tecidos mais jovens. Sinal de deficiência: 42 MICRONUTRIENTES 1. INTRODUÇÃO As concentrações muito mais baixas dos micronutrientes em comparação com as dos macronutrientes nos tecidos das plan- tas implica diferentes papéis para estes dois grupos de nutrientes no crescimento e no metabolismo das plantas, e na maior parte das vezes isto é verdade. As concentrações mais baixas dos micro- nutrientes se refletem em sua função como constituintes de grupos prostéticos em metaloproteínas e como ativadores de reações enzi- máticas. Sua presença em grupos prostéticos permite que eles cata- lisem processos redox por transferência de elétrons (principalmen- te os elementos de transição Fe, Mn, Cu e Mo). Os micronutrientes também formam complexos enzimáticos ligando a enzima ao substrato (por exemplo, Fe e Zn). Atualmente também se sabe que vários micronutrientes (Mn, Zn, Cu) estão presentes nas isoenzimas superóxido dismutase (SD), as quais agem como sistemas de varre- dura para erradicar radicais de oxigênio tóxicos de modo a proteger as biomembranas, o DNA, a clorofila e as proteínas. Para os não- metais B e Cl não há nenhuma enzima ou outros compostos orgâni- cos essenciais bem definidos que contenham esses elementos micronutrientes. Porém, já se encontra estabelecido que o B é um constituinte essencial das paredes celulares. 2. FERRO O Fe é constituinte de inúmeros metabólitos, podendo ser parte integrante de proteínas (ferrodoxinas p.e.) e de enzimas mitrocondriais relacionadas com o transporte de elétrons, ou mesmo cofator de outras enzimas. Participa da redução do nitrato e do sulfato e da produção de energia. Sendo essencial para a síntese de clorofila, podem ser observadas correlações significativas entre o teor de Fe e de clorofila na planta. Esse fato proporciona certa semelhança entre as deficiências de Mg e de Fe, sendo, contudo, a deste último manifestada inicialmente nas folhas novas, dada a pouca mobilidade do Fe na planta. Em casos extremos a folha inteira pode apresentar clorose intensa manifestada por um branqueamento foliar. Sua concentração normal em plantas cultivadas pode variar de 50 a 150 mg/kg na matéria seca de folhas. Elevadas concentrações de P na planta reduzem a solubilidade interna do Fe. A falta de Fe deprime a produção de ferridoxina, o que, por sua vez, afeta o transporte de elétrons para estes processos, incluindo a redução de nitrito e de sulfito, de tal modo que tanto o nitrato quanto o sulfato estão freqüentemente presentes em níveis elevados em plantas deficientes neste micronutriente. As várias funções do Fe no desenvolvimento e na função dos cloroplastos indicam que as causas da clorose não são simplesmente uma expressão da necessidade de Fe para a biossíntese da clorofila. As menores concentrações de carboidratos em plantas deficientes em Fe também são indicativas da diminuição da atividade fotossintética. As pesquisas mais recentes dos biólogos moleculares es- tão enfocando a detecção e a sinalização do Fe nas plantas. O Fe é um nutriente modelo para os biólogos moleculares no estudo dos transportadores regulados por este micronutriente na planta, que é altamente coordenado. Uma complexa rede de tráfego de Fe intra e intercelularmente parece conduzir a um nível de distribuição de Fe de acordo com as necessidades da planta (SCHMIDT, 2003). O primeiro sintoma visível nas brotações é o desenvolvi- mento de clorose nas folhas jovens. Na maioria das espécies, a clorose é internerval e um padrão de reticulado fino pode ser encontrado nas folhas recém-formadas, as nervuras verde- escuras contrastando bastante com um fundo verde mais claro ou amarelo. As folhas mais jovens podem ficar totalmente destituídas de cloro- fila. Em cereais, a deficiência de Fe é evidenciada por faixas verdes e amarelas alternadas. Como 80% 45 do Fe das folhas está localizado nos cloroplastos, e este é o sítio primário da função do Fe, não é de surpreender que a deficiência deste micronutriente cause mudanças marcantes na ultraestrutura dessas organelas e, sob extrema deficiência, os grana de tilacóide podem estar ausentes. O intervalo de deficiência situa-se em torno de 50 mg kg-1 a 100 mg kg-1, dependendo da espécie de planta e até mesmo da cultivar. No entanto, as folhas das plantas nas quais as concentrações de Fe são maiores podem mostrar sintomas de deficiência deste micronutriente em decorrência da inibição do crescimento da folha em extensão. O Fe incorporado nos cloroplastos tem mobilidade bastante limitada dentro das plantas, o que está de acordo com a observação de que os sintomas de deficiência deste micronutriente são restritos às brotações jovens (TERRY e LOW, 1982). Entretanto, Rissmüller (1874 citado por MOLISCH, 1892) mostrou, há mais de 100 anos, que o Fe pode ser translocado através do floema durante a senes- cência das folhas (Tabela 14). Esta mobilidade do Fe dentro da planta foi confirmada mais recentemente por Zhang et al. (1995) em feijão fava (Vicia faba) submetido a sombreamento. Além disso, os mesmos autores mostraram que uma alta proporção de Fe que foi translocada das raízes para as brotações no xilema pode ser retranslocada pelo floema até os ápices das brotações em crescimento após a transferência no xilema/floema nas folhas mais velhas sem a necessidade de senescência como pré-requisito. Para isso, a transferência no xilema/floema ou o carregamento do floema com Fe-nicotianamina é obviamente requerido, pois a nicotianamina é quelador de micronutrientes catiônicos. Esses dados claramente enfatizam que, em princípio, o Fe é móvel no floema. Este fato é importante para aplicações foliares deste micronutriente. Porém, deve-se levar em consideração que, antes de atingir o apoplasto das folhas, o Fe tem que passar através da parede celular da epiderme, com sua camada cutinizada 46 e cera epicuticular e, para atingir isto, é essencial estar em uma forma quelada. O Fe pode ser facilmente transportado dentro do xilema ou do floema antes que seja rapidamente desintoxicado por imobilização para evitar danos às folhas por formação de radicais de oxigênio. Sinais de deficiência: 3. ZINCO Atuando como constituinte de algumas enzimas (desidrogenases, p. e.) ou como cofator destas, sua faixa de concentração normal nos tecidos foliares pode variar de 27 a 150 mg/kg na matéria seca, conforme a espécie. Sua deficiência talvez seja uma das que mais afeta o crescimento de plantas, resultando em pequena expansão foliar e encurtamento dos internódios (formação de "roseta"). Essa manifestação deve-se a seu papel na síntese de triptofano, importante aminoácido precursor das auxinas. O P pode interferir no metabolismode Zn assim como em sua absorção pelas raízes. Altas concentrações de Zn podem induzir deficiências de Fe. Em contraste com Fe, Mn, Cu e Mo, o elemento de transição Zn não está sujeito a mudanças de valência e ocorre nas plantas somente como Zn(II). O elemento funciona principalmente como cátion divalente em metaloenzimas, em algumas das quais liga as enzimas a seus substratos correspondentes, enquanto em 47 outras o Zn forma complexos tetraédricos com N e O e, particularmente, ligantes de S com uma variedade de compostos orgânicos. Há cada vez mais evidências de que o Zn, pelo fato de manter a estrutura e a integridade da membrana e de controlar a permeabilidade, também protege a planta contra vários patógenos. Em plantas deficientes neste micronutriente, as membranas tornam-se permeáveis, de tal modo que os carboidratos e os aminoácidos são liberados, atraindo patógenos e insetos tanto para as raízes quanto para as brotações. Concentrações críticas deficientes características para Zn nos tecidos encontram-se entre 15 mg kg-1 e 30 mg kg-1 e podem ser maiores em plantas com alto teor de P. Os sintomas visuais mais característicos em dicotiledôneas são os internódios curtos e a diminuição da expansão foliar (folhas pequenas). Nas monocotiledôneas, faixas cloróticas se formam em ambos os lados da nervura central, as quais, posteriormente, tornam-se necróticas. A ocorrência de plantas enfezadas e especialmente de necrose das folhas mais velhas em plantas deficientes em Zn é intensificada com alta intensidade luminosa. Em árvores no campo, o lado voltado para o sol é particularmente afetado, indicando o envolvimento de radicais superóxido (MARSCHNER e CAKMAK, 1989; CAKMAK, 2000). O Zn também é requerido para o crescimento generativo e a viabilidade do pólen é altamente dependente de um adequado suprimento deste nutriente (SHAR- MA et al., 1990). Pensa-se que a mobilidade do Zn dentro das plantas é baixa e sua translocação ocorre principalmente durante a senescência, como mostrado na Tabela 15 (WOOD et al., 1986). No entanto, estudos recentes indicaram que há retranslocação substancial deste micronutriente via floema em folhas de trigo jovens em desenvolvimento (ERENOGLU et al., 2002) e em arroz, como mostra a Tabela 18 (HAJIBOLAND et al., 2001). Nesta última cultura, a taxa de retranslocação de Zn mostrou correlação com a eficiência de Zn observa- da para os genótipos 48 estudados. Esta descoberta enfatiza a importância de uma mobilidade interna do Zn em adição à aquisição pelas raízes na determinação da eficiência deste micronutriente. A importância da mobilidade do Zn, portanto, deve ser considerada na obtenção de genótipos melhorados com alta eficiência em Zn. Sinal de deficiência: 4. MANGANÊS Com concentração variando entre 20 e 100 mg/kg na matéria seca de folhas, o Mn atua como ativador de muitas enzimas. Está envolvido em processos de oxidação e redução no sistema de transporte de elétrons. Sua deficiência tem efeito 49 direto na respiração, podendo, ainda, afetar a formação de vários metabólitos. Os sintomas manifestam-se inicialmente nas folhas novas na forma de clorose internerval, ou de pequenas manchas necróticas ou mesmo de, até, dimorfismo foliar. O Mn está presente nas plantas principal- mente na forma divalente (MnII). Este forma apenas ligações fracas com ligantes orgânicos, nos quais pode ser prontamente oxidado a Mn(III) e Mn(IV). Além disso, o Mn desempenha um papel importante nos processos redox, tais como no transporte de elétrons na fotossíntese e na desintoxicação de radicais livres de oxigênio. O Mn é uma metaloproteína, isto é, um com- ponente integrante de somente duas enzimas, a enzima que quebra a molécula da água no fotossistema II (FS II) e a superóxido dismutase que contém Mn. Também é ativador de várias enzimas. O papel mais bem documentado e exclusivo do Mn em plantas verdes é aquele da reação de quebra da molécula da água e do sistema de evolução de O2 na fotossíntese que ocorre nos cloro- plastos, denominado reação de Hill. Os elétrons são liberados pela enzima que quebra a água, a qual contém quatro átomos de Mn, e são transferidos para o FS II. No processo de fotólise, duas moléculas de água liberam uma molécula de O2 e quatro H com a doação simultânea de quatro elétrons. Em decorrência desta função-chave na reação de quebra da água, a deficiência de Mn afeta principal- mente a fotossíntese e a evolução de O. Até mesmo deficiências leves de Mn afetam a fotossíntese e diminuem o nível de carboidratos solúveis na planta, mas o re- suprimento deste micronutriente reativa a evolução fotossintética de oxigênio. Com deficiência mais severa de Mn, entretanto, ocorre uma quebra na estrutura do cloroplasto que não pode ser revertida. Por causa da importância fundamental do Mn na cadeia de trans- porte de elétrons durante a fotossíntese, quando ocorre deficiência deste micronutriente a reação à luz durante a fotossíntese é seria- mente prejudicada e todas as outras reações associadas com o transporte de elétrons também o são. 50 O Mn também atua como um importante co-fator para várias enzimas-chave na biossíntese dos metabólitos secundários da planta associados com a via do ácido chiquímico, incluindo aminoácidos aromáticos fenólicos, cumarinas, ligninas e flavonóides (BUR- NELL, 1988). Deste modo, concentrações mais baixas de compostos fenólicos, lignina e flavonóides foram detectadas em tecidos deficientes em Mn, o que pode, em parte, ser a causa da maior suscetibilidade a doenças das plantas deficientes neste micronutriente (GRAHAM, 1983). Esta relação com o metabolismo secundário também provavelmente pode ser a causa da influência que a deficiência deste micronutriente tem sobre a diminuição da viabilidade do pólen. Plan- tas de milho deficientes em Mn desenvolveram sintomas visíveis de deficiência e apresentaram baixo pendoamento e desenvolvimento tardio das anteras. Tanto a produção de sementes das plantas deficientes em Mn como a taxa de germinação das sementes produzidas foram especialmente diminuídas (SHARMA et al., 1991). Os cloroplastos são as mais sensíveis de todas as organelas celulares à deficiência de Mn, o que leva à desorganização do sistema lamelar e a sintomas visíveis de clorose. A deficiência de Mn, portanto, se parece com a deficiência de Mg, pois em ambas ocorre clorose internerval nas folhas. Porém, em contraste com a deficiência de Mg, os sintomas da deficiência de Mn são primeiramente visíveis nas folhas mais jovens, enquanto na deficiência de Mg as folhas mais velhas são afetadas primeiro. Nas dicotiledôneas, freqüentemente aparecem pequenas manchas amarelas nas folhas mais jovens. Nas monocotiledôneas, particularmente em aveia, que é uma cultura-teste, os sintomas de deficiência de Mn aparecem na parte basal das folhas como manchas ou listras cinza-esverdeadas e é conhecida como “grey speck”. O nível crítico de deficiência deste nutriente para a maioria das espécies de plantas situa-se no intervalo de 10 mg kg-1 a 20 mg kg-1. O Mn, da mesma forma que o Fe, é facilmente translocado através do xilema das raízes até as brotações, mesmo as localizadas nos ápices da planta (HORST, 51 1976); já a translocação no floema é limitada. Este é particularmente o caso para Mn aplicado via foliar (EL-BAZ et al., 1990), sendo a retranslocação de Mn quelado como MnEDTA um tanto melhor do que a de MnSO4. Em contraste com Fe, Zn e Cu, assim que o Mn é incorporado ou imobilizado nas folhas, não pode mais ser retranslocado, mesmo sob senescência induzida (WOOD et al., 1986). Particularmente interessante é a redistribuição a curto prazo do Mn junto com o Si após ataque de patógenos (LEUSCH e BUCHENAUER, 1988), a qual está estreitamente relacionada com o aumento da biossíntese de substâncias fenólicas que aumentam a resistência adoenças (MARSCHNER, 1995). Também está bem documentado que o Si pode alterar a mobilidade do Mn e o padrão de redistribuição deste nutriente e, portanto, diminuir os sintomas de toxicidade de Mn quando há alto suprimento deste micronu- triente (HORST e MARSCHNER, 1978). Em algumas leguminosas, entretanto, possivelmente duran- te o estádio de enchimento de vagens, uma concentração relativa- mente alta de Mn já foi relatada na seiva do floema, o que está estreitamente correlacionado com a ocorrência de sintomas da desordem denominada “semente partida” em tremoço (CAMPBELL e NABLE, 1988). Esta descoberta sugere alta dependência da re- translocação de Mn para o genótipo da planta e o estádio de crescimento e requer pesquisas sistemáticas adicionais. 5. COBRE Assim como o Zn, o cobre atua como constituinte e cofator de enzimas, participa do metabolismo de proteínas e de carboidratos e na fixação simbiótica de N2. Concentrações foliares normais podem variar de 5 a 30 mg/kg. Dada sua pouca mobilidade interna, sua deficiência inicialmente manifesta-se como clorose nas pontas e margens, encurvamento das folhas mais novas, permitindo que as nervuras fiquem mais salientes. Observa-se, ainda, acúmulo de compostos nitrogenados solúveis e menor absorção de O2. 52 O cobre pode interferir no metabolismo do Fe, resultando no desenvolvimento de deficiências de Fe. O Cu é um pouco semelhante ao Fe, pois forma quelatos altamente estáveis e permite a transferência de elétrons (Cu2+ + e- papel comparável ao do Fe em processos fisiológicos redox. No entanto, diferentemente do Fe, as enzimas que contêm Cu podem reagir com oxigênio molecular e preferencialmente catalisam processos de oxidação terminais. Várias proteínas contendo Cu desempenham papel funda- mental em processos tais como fotossíntese, respiração, desin- toxicação de radicais superóxido e lignificação. Quando há defi- ciência de Cu, as atividades de todas essas enzimas ficam drastica- mente reduzidas. O decréscimo do transporte fotossintético de elé- trons, como conseqüência especialmente dos menores teores da plastocianina, uma proteína contendo Cu, diminui a taxa de fixação de CO2, de tal modo que o teor de amido e de carboidratos solúveis (especialmente sacarose) é diminuído. Este é o principal fator que causa a redução da produção de matéria seca em plantas que so- frem deficiência de Cu durante o crescimento vegetativo. A falta de suprimento de carboidratos para os nódulos das leguminosas, cau- sando crescimento restrito e deficiência de N na planta hospedeira, também parece ser um efeito indireto da deficiência de Cu, pois não há evidência de que o Cu seja requerido especificamente no pro- cesso de fixação de N2. O papel do Cu no metabolismo secundário pode ser mais bem relacionado com o aparecimento dos sintomas de deficiência. As enzimas polifenoloxidase, ascorbato oxidase e diamino oxidase contêm Cu, ocorrem nas paredes celulares e desempenham um papel nas vias biossintéticas desde fenol via quinona até substâncias melanóticas e lignina. A deficiência de Cu diminui a atividade dessas enzimas,levando ao acúmulo de fenóis e à diminuição da lignificação e de substâncias melanóticas. Este papel do Cu no metabolismo secundário indica uma função importante do elemento para 53 conferir à planta resistência a doenças. A formação da lignina significa uma barreira mecânica contra a entrada de organismos assim como a produção de substâncias melanóticas também aumenta a resistência, pois alguns desses compostos são ativos como fitoalexinas, as quais inibem a germinação de esporos e o crescimento fúngico. O atraso no florescimento e na senescência, que são freqüentemente observados em plantas deficientes em Cu (REUTER et al., 1981), parecem ser causados por concentrações elevadas de ácido indolacético (AIA) resultantes do acúmulo de certas substância sfenólicas, as quais inibem a ação da IAA oxidase. A falta de Cu afeta o crescimento reprodutivo (formação de grãos, sementes e frutos) muito mais do que o crescimento vege- tativo. Nas flores de plantas adequadamente supridas com Cu, as anteras (contendo pólen) e os ovários têm o maior teor e demanda deste nutriente . Assim, o pólen proveniente de plantas deficientes em Cu não é viável (AGARWALA et al., 1980). Outras causas de esterilidade masculina incluem falta de amido no pólen e inibida liberação dos estames como resultado de problemas na lignificação das paredes celulares das anteras. Jewell et al. (1988) também sugerem que o desenvolvimento anormal tanto do tapete quanto dos micrósporos pode ser uma causa de esterilidade masculina. O efeito marcante da falta de Cu na diminuição do crescimento reprodutivo do trigo, expresso pela produção de grãos. Sintomas típicos de deficiência de Cu são clorose, necrose, distorção foliar e dieback (seca de ponteiro). Os sintomas ocorrem preferencialmente em tecidos das brotações e são indicativos de redistribuição pobre de Cu em plantas deficientes neste nutriente (LONERAGAN, 1981). Plantas de cereais deficientes apresentam aparência arbustiva, com as pontas das folhas enroladas e brancas e redução da formação de panículas. As espigas não se desenvolvem totalmente e podem ficar parcialmente chochas. A redução da lignificação é outro sintoma típico, o qual é associado com murcha, tombamento 54 das brotações e acama- mento, principalmente em cereais, e baixa resistência a doenças. A deficiência de Cu reduz drasticamente as produções de frutos e sementes em decorrência de seu efeito indutor da esterilidade masculina. A mobilidade do Cu dentro das plantas é limitada e particularmente dependente do estado nutricional em termos de Cu e de N. Devido a sua forte ligação com as paredes celulares, a translocação do Cu das raízes para as brotações é lenta. Além disso, um alto suprimento de N diminui a disponibilidade de Cu dentro das plan- tas com a conseqüência de um requerimento crítico maior de Cu para a máxima produtividade de grãos. Em adição a isso, como um alto suprimento de N retarda a senescência, a possível retranslocação de Cu induzida pela senescência também é retardada. 55 6. BORO Existindo nas plantas na forma do ânion borato (BO 3-) o principal papel do B nas plantas é o de regulador do metabolismo de carboidratos. Acredita-se que seja importante na síntese de uma das bases que forma o RNA (uracil). Está associado à germinação do pólen e à formação do tubo polínico. Sua concentração foliar pode variar de 1 a 6 mg/kg nas monocotiledôneas; de 20 a 70 mg/kg nas dicotiledôneas e de 80 a 100 mg/kg nas dicotiledôneas produtoras de látex. Sintomas de deficiência podem ser identificados pela formação de folhas de menor tamanho, com clorose irregular, deformadas, quebradiças e morte do meristema apical, entre outros. Elevadas concentrações de Ca na planta podem proporcionar maior requerimento de B. O Boro é o menos compreendido de todos os nutrientes minerais, embora em termos molares seja requerido pelas dicotiledôneas nas maiores quantidades dentre todos os micronutrientes. Não parece ser requerido por fungos ou bactérias e não há evidências de que seja nem um ativador, nem um constituinte de qualquer 56 enzima. É relativamente fácil induzir deficiência de B e os sintomas aparecem rapidamente, junto com mudanças distintas na atividade metabólica. Ao longo dos anos, estas mudanças foram sendo investigadas e as funções que se sugere para o B nas plantas incluem o transporte de açúcar, a lignificação da parede celular, a estruturação da parede celular, o metabolismo de carboidratos, o metabolismo do RNA, a respiração, o metabolismo do AIA, o metabolismo dos fenóis, a função da membrana, a fixação de N2, o metabolismo do ascorbato e a diminuição da toxicidade de Al. Há evidências crescentes de que alguns destes efeitos são
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