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NUTRIÇÃO MINERAL DE PLANTAS SIMONE DA COSTA MELLO DEPARTAMENTO DE PRODUÇÃO VEGETAL, ESALQ/USP scmello@usp.br Fone: 19-34476702 mailto:scmello@esalq.usp.br Definição: é o estudo de como as plantas absorvem, transportam, assimilam e utilizam os nutrientes. NUTRIÇÃO MINERAL Luminosidade Temperatura; Gás carbônico Umidade Relativa do Ar Velocidade do Vento FOTOSSÍNTESE 6CO2 + 6H2O →C6H12O6 + 6O2 + energia Nutrição Critérios da essencialidade: a) O elemento deve estar diretamente envolvido no metabolismo da planta; b) A planta não é capaz de completar o seu ciclo de vida na ausência do elemento; c) A função do elemento é específica Elemento essencial Macronutrientes Forma iônica Micronutrientes Forma iônica Hidrogênio (H) H2O Boro (B) H3BO3, BO3 3- Carbono (C) CO2 Cloro Cl - Oxigênio (O) O2, CO2 Cobre (Cu) Cu + , Cu2+ Nitrogênio (N) NO3 -, NH4 + Ferro (Fe) Fe2+, Fe3+ Fósforo (P) H2PO4 - , HPO4 2- Manganês (Mn) Mn2+ Potássio (K) K+ Molibdênio (Mo) MoO4 2- Cálcio (Ca) Ca2+ Zinco (Zn) Zn2+ Magnésio (Mg) Mg2+ Níquel (Ni) Ni2+ Enxofre (S) SO4 2- Elementos essenciais Definição: Não atendem a todos os critérios de essencialidade ou são essenciais somente para certas espécies de plantas ou sob condições especificas: cobalto (Co), o sódio (Na), o silício (Si), o selênio (Se) e o alumínio (Al). Elementos benéficos Atriplex vesicaria (Na)Leguminosas (Co) Elementos benéficos Cana de açucar (Si) Astragalus membranaceus (Se) Brócolis (Se) Nutriente Absorção Função C, H, O, N, S CO2, HCO3 -, H2O, O2, NO3 -, NH4 +, N2, SO2, SO4 2- Maior constituinte de compostos orgânicos; processos enzimáticos e assimilados em reações de oxi-redução P, B H2PO4 -, HPO4 2-, H3BO3, BO3 3- Esterificação com grupos alcoólicos; fosfatos envolvidos em reações com transferência de energia K, Ca, Mg, Mn, Cl Íons da solução Ajuste osmótico; controla permeabilidade da membrana e o potencial elétrico; ativação enzimática Fe, Cu, Zn e Mo Íons ou quelatos da solução Transporte de elétrons Classificação dos elementos essenciais Nitrogênio Características do Elemento a) MacronutrientePrimário N – P2O5 – K2O b) O Nitrogênio (N) é o mais utilizado, mais extraído e o mais exportado pelas culturas c) É o nutriente de obtenção mais cara e com maior potencial de causar problemas ambientais Ou seja..... Usar de forma adequada Formas inorgânicas de N • Mineralização da Matéria Orgânica libera N inorgânico, o qual é a principal fonte de N para sistemas agrícolas • Normalmente entre 2-5% do N do solo • Principais formas: 1. NH4+ amônio 2. NO2 - nitrito 3. NO3- nitrato 4. N2 dinitrogênio 5. N2O óxido nitroso Formas Gasosas 6. NH3 amônia Transformações do Nitrogênio no solo • Mineralização : N orgânico NH4 - NO3 - • Imobilização : NH4 + OU NO3 - N Orgânico • Hidrólise da ureia: CO(NH2)2 + 2H+ + H2O → 2NH4+ H2CO3 ; NH4+ OH → NH3 + H2O • Nitrificação: NH4+ + 2O 2 NO3 - + H20 + 2H + • Lixiviação: NO3 - : Águas Subterrâneas • Desnitrificação: NO3 - NO2 - NOX N2O N2 • Volatilização de amônia Cerca de ¼ do gasto energético dos vegetais está relacionado com as várias reações envolvidas na redução do nitrato a amônio e incorporação do N às formas orgânicas (Epstein & Bloom,2005) Uréia: Resíduos animais (urina) Resíduos vegetais Fertilizantes Mineralização x imobilização • Relação C/N • Intensidade da mineralização/imobilização irá depender dos fatores que afetam a atividade microbiana (Umidade, temperatura, acidez do solo, fertilidade, etc...) C/N Mineralização x Imobilização >30 Imobilização >>>> Mineralização 20-30 Imobilização Mineralização <20 Mineralização >>>> Imobilização • Relação C/N média nos solos é de 10 a 12 : 1 • Mineralização é limitada Palhada (resto de cultura) : 40 % de C - 0,7 % de N. Porque a relação C/N regula a mineralização? Biomassa do solo - Coeficiente assimilatório de C = 35 % Relação C / N = 10:1 100kg → 40 kg C C assimilável → 40 kg x 0,35 = 14 kg C x = 14 x = 1,4 kg de N C = 10 N 1 100kg → 0,7 kg N Balanço de N → 0,7 - 1,4 = - 0,7 kg → Imobilização Hidrólise da uréia • Uréia presente nos resíduos animais, excreções vegetais e microbianas • Contém N orgânico (forma amídica) • Mineralização desta forma orgânica do N se da pela hidrolise da ureia, catalisada pela uréase, produzindo NH4 + • Este NH4 + formado pode ser convertido para NO2 - e NO3 - por meio da nitrificação; • Ser absorvido pelas plantas • Adsorvido à CTC do solo • Fixado por minerais de argila do tipo 2:1 • Imobilizado pela biomassa do solo • Perdido por: volatilização de Amônia ou lixiviação de amônio Nitrificação • Oxidação biológica (enzimática) do amônio; • Microrganismos quimioautotróficos aeróbios (obtém energia oxidando substrato inorgânico). • Bactérias da família Nitrobacterizaceae, também denominadas de bactérias oxidantes do N. • 2 etapas, sendo a primeira denominada nitritação e a segunda Nitratação 1ª Etapa: 2ª Etapa: Nitrificação Nitrificação é afetada: • Suprimento de NH4 + (substrato inicial); • Aeração do solo (processo de oxidação que requer a presença de O2 - oxidante); Teor de água do solo (nitrificação é máxima na CC); • Temperatura do solo (máximo entre 30 a 35 oC); • Reação do solo (pH = 5,5 – 10 pH ótimo = 8,5) Destino do nitrato Absorvido pelas plantas Imobilizado pela biomassa do solo Perdido por lixiviação Perdido por desnitrificação Lixiviação de Nitrato • Perdas que empobrecemo ecossistema • Acidificação de solos (Colixiviação de Ca, Mg e K) • Contaminação de águas subterrâneas • As quantidades de NO3 - lixiviadas são mais expressivas do que as de NH4 +. • A lixiviação de NH4 + depende principalmente da CTC do solo • A lixiviação de NO3 - depende da energia de adsorção aniônica • Condições climáticas - Chuva (quantidade e intensidade) • Umidade do solo • Profundidade do perfil de solo • Irrigação • Presença de plantas - Absorção de NO3- reduz lixiviação - Absorção de água também • Profundidade de enraizamento - recuperação do NO3- lixiviado • Fertilização Nitrogenada - Adubações pesadas aumentam lixiviação de NO3- Condições que favorecem a lixiviação de nitrato Textura do solo Média/argilosa Arenosa Prof. De lixiviação (25mm de chuva) 5 – 6 12 Desnitrificação Fatores que favorecem a desnitrificação: 1. Disponibilidade de NO3 - 2. Maior disponibilidade de resíduos orgânicos rapidamente decomponíveis (Baixa relação C/N), devido a intensa respiração 3. Baixa pressão de O2 Alta densidade de solo e alagamento → Reduz difusão do O2 Solos em condições anaeróbicas aumentam pH devido o consumo de H+ pelas reações de redução 4. Reação do solo pH 5 – 5,5 ( pH ótimo 8 – 8,6) Fatores que aumentam a volatilização da Amônia 1. Solo alcalino (pH >7,5) 2. Temperatura elevada 3. Baixa capacidade de Retenção de Amônio (Solos arenosos com baixa matéria orgânica e baixa CTC) 4. Altas doses de Uréia 5. Aplicação na superfície úmida (que logo em seguida seca) CO(NH2)2 + H2O → NH3. O correto seria aplicar no seco, depois molhar 6. Presença de Cobertura Vegetal Fonte: Havlin et al. (2005) Aminoácidos Glutamina Proteína (ligações peptídicas) Ácido desoxirribonucleico - DNA Ácido ribonucléico - RNA Clorofila C55H72O5N4Mg Rubisco (ribulose 1,5-bifosfato carboxilase/oxigenase )$ Presença do N nos vegetais Nitrogênio na planta • Absorvido como NO3- , NH4+ (via simplástica e apoplástica até endoderme) aminoácidos • Maior contribuição para absorção via fluxo em massa • Uréia pode ser absorvida pelas folhas.Nitrato pode ser reduzido nas raízes. • Transporte via xilema, como NO3- e NH4+. • Nitrato pode serarmazenado no vacúolo e amônia pode converter-se em amônio (Excesso pode ser tóxico por dissipar os gradientes de prótons transmenbrana necessários ao transporte de elétrons na fotossíntese e na respiração celular) • Translocação: muito móvel (NO3-, NH4+ e aminoácidos). Fornecimento de N Proteínas sintetizadas a partir dos aminoácidos promovem crescimento foliar • Teores de N nas plantas: 2 a 75 g / kg de matéria seca da planta (adequado sendo de 20 a 50) Porque amônia é tóxica? Os íons amônio podem dissipar os gradientes de pH Nitrogênio no solo NH4⁺ NH4⁺ NOS NH4⁺ NOS NH4⁺ No solo, Elemento com Grande versatilidade nas reações de oxirredução, estando presente tanto em formas bastante reduzidas (NH4 +) até mais oxidadas (NO3 -). Absorção e assimilação Participação do Mo OH- H+ • Principais formulas absorvidas pelas raízes • Balanço entre raiz e parte aérea • Implicância com acidificação do solo Redução e assimilação na raiz Processos envolvidos na assimilação do nitrogênio mineral em uma célula foliar A atividade da redutase do nitrato envolve reduções em sequência (como numa cadeia transportadora de elétrons) até que os elétrons sejam utilizados para reduzir o nitrato a nitrito. Redução do nitrato à nitrito Fosforo e fertilidade do solo 1. Baixo teor de P no solo (200 a 2000 kg/ha): - Moderadamente intemperizados (Vertissolos, Chernossolos e os Neossolos); - Altamente intemperizados (Latossolos); 2. Fontes insolúveis de P no solo: - Apatita e hidroxifosfatos de Fe e Al 3. Fixação do P no solo: - Eutrofização; - Degradação. Fosforo no solo Encontrado nos grupos de composição: 1. P orgânico 2. P inorgânico ligado a Cálcio (Solos alcalinos) 3. P inorgânico ligado a Alumínio ou Ferro (Solos ácidos) 4. Ânion monovalente H2PO4- tem sua disponibilidade aumentada em pH abaixo de 7, enquanto o divalente tem sua disponibilidade aumentada em situação inversa 5. Solos muito alcalinos, quase todo P na forma de PO4 3- , a qual não é absorvida pela planta 6. Solos ácidos , altos teores de Fe e Al, podendo provocar precipitação do P como fosfatos de Fe e Al. 1. Fósforo orgânico ✓ Fração orgânica chega a representar de 15 a 80% do fósforo total nos horizontes superficiais do solo. • Formas de fósforo orgânico no solo: 1. Fosfatos de inositol 2. Ácidos nucléicos 3. Fosfolipídios Fósforo Orgânico Dissolvido • Maior movimentação que os fosfatos inorgânicos solúveis • Constitui mais de 50% do fósforo total da solução do solo nos horizontes inferiores. • Problema em solos arenosos (Eutrofização) Forma de Absorção • As plantas absorvem a maior parte do P como ânion monovalente – ortofosfato bioácido– H2PO4- • Também absorvem, porém em menores proporções como ânion bivalente – ortofosfato monoácido – HPO42- • pH irá definir a proporção entre estas formas aniônicas • As plantas podem absorver outras formas também, porém em menores quantidades que os ortofosfatos Mineralização do fósforo orgânico RELAÇÃO C/P C/P > 300:1 = IMOBILIZAÇÃO C/P < 200:1 = MINERALIZAÇÃO TEMPERATURA UMIDADE CULTIVO DO SOLO INFLUENCIADA POR: Fósforo inorgânico nos solos Alguns fatores controlam a concentração e movimento de P inorgânico na solução do solo: • Solubilidade de minerais contendo fósforo; • Fixação ou adsorção de íons fosfato na superfície das partículas de solo Solubilidade de minerais contendo fósforo • Fosfato de Cálcio (Solubilidade dependente de pH) • Apatitas : Menos solúveis • Fosfato simples: Prontamente solúveis • HIDROXIFOSFATOS DE FERRO E ALUMÍNIO • Estrenguita (Fe PO4 . 2H2O) • Variscita (Al PO4. 2H2O) Solubilidade baixa em solos ácidos Solubilidade do fósforo inorgânico • As reações de fixação são relacionadas com o pH dos solos: 1. Solos ácidos: Fe, Al, Mn 2. Solos alcalinos e calcários: Fosfato de Cálcio ou às impurezas de Fe pela superfície dos carbonatos e argilas 3. Solos com pH moderados: Bordas da caulinita e camadas envoltórias de óxido de ferro. Precipitação por íons de Fe, Al e Mn Precipitação do P em solução • O fósforo da solução do solo precipita com o Al, Fe e Mn (em pH baixo). Quando o pH é corrigido, estes elementos se precipitam e o fósforo fica disponível. H2PO4 + Fe +2 , Al+3, Mn+2 + OH AlH2PO4(OH)2* ; FeH2PO4(OH)2** ; pH menos ácido pH mais ácido * e **: Variscita e Strengita respectivamente Adsorção especifica • Fósforo sofre adsorção específica com óxidos de Ferro, Alumínio, e com as argilas silicatadas, que também se encontram em menor quantidade em solos ácidos. R-OH + H2PO4 - R-H2PO4 - + OH- pH menos ácido pH mais ácido No caso da adsorção específica envolvendo o Cálcio, temos: R- OH + OH- + Ca2+ R-O- + Ca H2PO4 Onde R= Si, Fe, ou Al Transporte de Nutrientes no solo e colaboração de cada um na absorção de fósforo • Interceptação radicular • Fluxo em massa • Fluxo difusivo Fósforo na produção agrícola • O fósforo é um macronutrienteprimário N - P2O5 - K2O • Menos extraído e o mais aplicado nas lavouras - Principalmente pela dinâmica no solo • Função: Energia (ATP) • Estrutural (RNA e DNA) • Nutriente que mais limita a produção P2O5 > N = K2O Características de alguns adubos fosfatados SUPERFOSFATO SIMPLES • Principal fertilizante fosfatado utilizado no Brasil. • Forma pó ou na granulada (predominante) • Alta solubilidade em água (maior que 80%) • Concentração (18% de P2O5), gerando discussões sobre substituições por TSP ou MAP • Fonte de S (12%) e Ca (19%) => MELHORIA DO APROFUNDAMENTO DO SISTEMA RADICULAR • No processo granulação do superfosfato simples é comum a adição de uma quantidade de amônia no processo, com o objetivo de acelerar o processo de eliminação da acidez livre do produto, gerando o superfosfato simples amoniado (2-19-00, 2-17-00). • Possibilidade de inclusão de micronutrientes Ca10(PO4)6F2 + 7H2SO4 3Ca(H2PO4)2 . 7CaSO4 + 2HF Ca10(PO4)6F2 + 7 H3PO4 + 10 H2O 10Ca(H2PO4)2.H2O + 2HF • forma pó ou na granulada (predominante) • Boa solubilidade em água (maior que 85%) • alta concentração (45-46% de P2O5) • Fonte de Ca (13%) Superfosfato Triplo Fosfato de amônio (MAP E DAP) • Alta concentração N e P2O5 • Propriedades físicas e químicas satisfatórias • Não possuem Cálcio e Enxofre; • Aumenta Pressão Osmótica do solo Comportamento dos fertilizantes fosfatados no solo SPS SPT MAP/DAP MFM Ca2+ + H2PO4 - + SO42- Ca2+ + H2PO4 - NH4+ +H2PO4- Ca2+ + Mg2+ + SO4- - + H2PO4 - Diferentes doses de P no Cultivo do Tomateiro (mgdm-3) 0 50 100 200 400 600 Efeito do Fósforo no cultivo de tomate Deficiência de fósforo AGEITEC 1. Cebola Deficiência de fósforo Acervo EMBRAPA hortaliças 2. Tomate “A taxa de crescimento das plantas é reduzida desde os primeiros estádios de desenvolvimento (Figura 2). As folhas mais velhas adquirem coloração arroxeada, em razão do acúmulo do pigmento antocianina (Figura 3). Em estádios de desenvolvimento mais tardios, as folhas apresentam áreas roxo- amarronzadas que evoluem para necroses. Essas folhas caem prematuramente, e a planta retarda sua frutificação.” - EMBRAPA Disponivel em: http://www.haifa- group.com/knowledge_center/deficiencies/cro ps/vegetables/tomato/ Potássio Profa. Dra. Simone da Costa Mello scmello@usp.br PoTÁSSIO • Macronutriente primário • Exigido em grande quantidade pelas plantas, em geral, sua extração é menor somente que o nitrogênio • Baixa disponibilidade em solos brasileiros Ciclo do Potássio Minerais primários e secundários (90-98% ) Matéria orgânica (1 a 2 %) Fertilizantes Solução do solo (0,1 – 0,2 %) Trocável (1 a 2 %) Erosão PlantaLixiviação Resíduos Colheita Malavolta, (1976) Adaptado Não trocável Ciclo do Potássio Minerais primário e secundários (90-98% ) Matéria orgânica (1 a 2 %) Fertilizantes Solução do solo(0,1 – 0,2 %) Trocável (1 a 2 %) Erosão PlantaLixiviação Resíduos Colheita Malavolta, (1976) Adaptado Não trocável ➢ Quantificação do K trocável Teor Muito baixo Baixo Médio Alto Muito alto K+ trocável 0-0,7 0,8-1,5 1,6-3,0 3,1-6,0 > 6,0 Ca+2 trocável 0-4 5-10 11-20 21-40 >40 Mg+2 trocável 0-2 3-5 6-10 11-15 >15 mmolc dm -3(Resina) Adaptado de Raij et al.(1997) e Ribeiro et al.,(1999) mg dm-3(Mehlich) Teor de K 0-20 21-40 41-70 70-120 > 120 2.2 Teores de K no solo ➢Adubação potássica deve ser feita de modo a compor a SB do solo da seguinte maneira: - 40-50% de cálcio - 10-15% de magnésio - 3-5% de potássio ➢ Além disso, devem ser levados em consideração características como: ▪ CTC ▪ Tipos de solos (textura) ▪ Potencial de lixiviação Dose e parcelamento dos fertilizantes 2.2 Teores de K no solo ➢Absorvido pelas raízes na forma de K+ através da difusão (principal) e do fluxo de massa 4. POTÁSSIO NA PLANTA 4.1 Absorção na planta ➢ Absorção através de canais (passivo) e carreadores (ativo) ➢Translocação através do xilema e do floema ▪Xilema 5 -10 Mol m-3 de K ▪Floema 50 - 150 Mol m-3 de K 4. POTÁSSIO NA PLANTA 4.2 Translocação e Redistribuição Marschner (2012) 4. POTÁSSIO NA PLANTA 4.2 Translocação e Redistribuição ➢Nutriente altamente móvel na planta ▪Xilema (Raiz → Parte aérea) ▪Floema (Multidirecional) ➢Consequentemente, há redistribuição do K para órgãos mais novos 4. POTÁSSIO NA PLANTA 4.3 Funções na planta ➢Ativação enzimática ➢Movimento estomático ➢Resistência a pragas e doenças ➢Regulação do potencial osmótico ➢Translocação de sintetizados ➢Ativação enzimática ▪ K+→ Mudança na conformação das moléculas aumento da exposição dos sítios ativos (chave-fechadura) ▪ Ex: Quinase pirúvica, ATPase, Sintetase de amido, 6- fosfofrutoquinase ▪ Manutenção do pH citosólico (entre 7 e 8) 4. POTÁSSIO NA PLANTA 4.3 Funções na planta ➢Regula o movimento estomático Purves et al.,(1994) 4. POTÁSSIO NA PLANTA 4.3 Funções na planta ➢Translocação de sintetizados ▪Carregamento dos fotoassimilados no floema ➢Regulação do potencial osmótico ▪Componente principal no citosol na forma de íon K+ 4. POTÁSSIO NA PLANTA 4.3 Funções na planta ➢Resistência a pragas e doenças ▪Vários relatos na literatura correlacionando o suprimento adequado de K a resistência a patógenos como; Alternaria spp, Puccinia spp, Fusarium spp, Botrytis cinerea dentre outros. ▪Menor acúmulo de carboidratos solúveis e aminoácidos livres (ex: Glutamina), que são nutrientes utilizados por pragas e patógenos 4. POTÁSSIO NA PLANTA 4.3 Funções na planta 4. POTÁSSIO NA PLANTA 4.4 Diagnose Foliar Análise química ➢ Realizada na época de maior demanda nutricional ▪ Florescimento ▪ Frutificação ▪ Formação de cabeça 4. POTÁSSIO NA PLANTA 4.4 Diagnose Foliar Análise química Diagnose visual ➢Distribuição do sintoma no campo ➢Localização do sintoma na planta ➢Simetria ➢ Sintomas de deficiência de K Alta mobilidade na planta Sintomas em folhas velhas Clorose em manchas ou marginal que evoluem para necrose 4. POTÁSSIO NA PLANTA 4.4 Diagnose Foliar Sintomas de deficiência de K Fonte: Haifa-group, 2014 Sintomas de deficiência de K Fonte: Haifa-group, 2014 Sintomas de deficiência de K Sintomas de deficiência de K Cálcio Profa. Dra. Simone da Costa Mello scmello@usp.br Cálcio Malavolta, (1976) Adaptado - Macronutriente secundário - 5º Elemento mais abundante na crosta terrestre - Importante nutriente estrutural Dinâmica no solo Malavolta, (1976) Adaptado ➢ A determinação do teor de cálcio no solo é feita através dos métodos de: - Resina - EDTA 2 – Teores de Ca no solo Teor Muito baixo Baixo Médio Alto Muito alto K+ trocável 0-0,7 0,8-1,5 1,6-3,0 3,1-6,0 > 6,0 Ca+2 trocável 0-4 5-10 11-20 21-40 >40 Mg+2 trocável 0-2 3-5 6-10 11-15 >15 mmolc dm -3 Adaptado de Raij et al.(1997) e Ribeiro et al.,(1999) • O ideal é que a SB do solo seja constituída por: ➢ 40 - 50% de cálcio ➢ 10 - 15% de magnésio ➢ 3 - 5% de potássio 2 – Teores de Ca no solo 3.1 Calcário ➢ Principal fonte de cálcio para cultivo em solo ➢ Corrige o pH e neutraliza o Al+3 (através do íon acompanhante) Alcarde ,1992 3 – Corretivos e Fertilizantes ➢ Calcário calcítico (menos de 10% de MgCO3) ➢ Calcário magnesiano (10-25% de MgCO3) ➢ Calcário dolomítico (Mais de 25% de MgCO3) A escolha do tipo de calcário deve ser feito a partir da análise de solo Para culturas hortícolas exigentes em Mg → Mg < 8 mmolc dm -3 optar pelos calcários dolomíticos ou magnesianos) Demais culturas → Mg < 5 mmolc dm -3 3 – Corretivos e Fertilizantes 3.1 Calcário ➢ Elevação da saturação de bases (RAIJ et al.,1996) NC = CTC (V2 – V1) 10xPRNT Onde: NC dado em t/ha V2= Saturação de bases desejada V1= Saturação de bases atual CTC em mmolc dm 3 ( em meq/100 cm3 ou cmol retirar o 10 do numerador) Aplicação de calcário 3 – Corretivos e Fertilizantes 3.2 Gesso ➢ Fornecimento de cálcio em profundidade ➢ Neutralização do Al+3 CaSO4. 2H2O Ca +2 +SO4 -2 + CaSO4 0(solução) Solo -Al+3 + Ca+2 Solo - Ca+2 + Al+3 Profundidade Al+3 + SO4-2 AlSO4+ (Não tóxico) 3 – Corretivos e Fertilizantes ➢ SOUZA et al.,(1995) • Amostragem do solo na camada 30 - 50 cm • Utilização de gesso se: %m > 20% ou Al+3 < 0,5 cmolc dm -3 ou teor de Ca < 0,5 cmolc dm -3 N.G (kg/ha) = 50 x % de argila (culturas anuais) Aplicação de gesso 3 – Corretivos e Fertilizantes ➢ MALAVOLTA (1992) • Amostragem do solo na camada 20-40 cm • Utilização de gesso se: Cálcio < 40% da CTCe ou m% > 20% N.G = (0,4 CTCe – (10 x Ca(mmolc dm-3)) x F F=1,5 solos arenoso Aplicação de gesso 3 – Corretivos e Fertilizantes ➢ Absorvido pelas raízes na forma de Ca2+ através do fluxo de massa (principal) e da interceptação radicular Alguns fatores externos podem influenciar a absorção: • Concentração externa de cálcio • Altas concentrações de NH4 +, K+, Mg+2, Al+3 • Temperatura • Umidade 4 – Cálcio na planta 4.1 Absorção Ca na celula 4 – Cálcio na planta 4.3 Funções O cálcio exerce três tipos de funções na planta ➢ Estrutural - parede celular, superfície externa da membrana plasmática, lamela media (R-COO- de acido poligalacturonico) ➢ Mensageiro secundário ➢ Integridade e estabilidade da membrana (fosfato e grupos carboxilcos) ➢ Regulação enzimática- poligalacturonase ➢ Movimento ascendente através do xilema ➢ Devido a baixa quantidade de Ca no floema, assim como a formação de compostos insolúveis em água, há baixa redistribuição de Ca na planta, sendo necessário suprimento constante deste nutriente 4 – Cálcio na planta 4.2 Translocação e redistribuição 4.4.1 Análise química ➢ Permite a avaliação do estado nutricional das plantas, antes do aparecimento dos sintomas visuais 4 – Cálcio na planta 4.4 Diagnose Foliar Alguns exemplos de faixa de teor de Ca em culturas hortícolas Os teores ideais de cálcio na folha variam em relação a espécies e variedades 4.4.2 Diagnose visual Sintomas de deficiência de Ca – onde ocorre: ➢ Sintomas nas folhas novas e pontos de crescimento ➢ Os sintomas em frutos são bastante comum 4.4.2 Diagnose visual Sintomas de deficiência de Ca ➢ Sintomas nas folhas novas e pontos de crescimento ➢ Os sintomas em frutos são bastante comum Baixa mobilidade do cálcio na planta 4.4.2 Diagnose visual Sintomas de deficiência de Ca ➢ Sintomas nas folhas novas e pontos de crescimento ➢ Os sintomas em frutos são bastante comum Baixa mobilidade do cálcio na planta Cálcio é distribuído preferencialmente nas folhas em detrimento dos frutos, devido a maior transpiração, e a baixa mobilidade no floema ➢ A deficiência é caracterizada pela deformação e clorose nas bordas das folhas novas que em estágios mais avançados se tornam necróticas. 4.4.2 Diagnose visual Sintomas de deficiência de Ca Tip Burn em alface Solano,O. M. C ➢ A deficiência é caracterizada pela deformação e clorose nas bordas das folhas novas que em estágios mais avançados se tornam necróticas. ➢ Em frutos, é possível visualizar o aspecto gelatinoso do tecido afetado, principalmente devido a desestruturação da parede celular. 4.4.2 Diagnose visual Sintomas de deficiência de Ca Fundo preto em tomate University of Illinois (2016) NC State University Podridão estilar em melancia Profa. Dra. Simone da Costa Mello scmello@usp.br ➢ Macronutriente secundário ➢ 8º Elemento mais abundante na crosta terrestre ➢ Responsável pela ativação enzimática ➢ Fotossíntese Fonte: Malavolta, (1976) Adaptado Mg Minerais primários Solução do solo Mg Trocável Mg Fixado Mg Minerais secundários 2.1 Dinâmica das formas de Mg no solo ➢ Assim como ocorre com o cálcio, a principal fonte de magnésio para cultivo em solo é o calcário, além disso, diminui o Al+3 e a acidez do solo. Alcarde ,1992 3.1 Calcários A escolha do tipo de calcário deve ser feito a partir da análise de solo Para culturas hortícolas exigentes em Mg → Mg < 8 mmolc dm -3 optar pelos calcários dolomíticos ou magnesianos) Demais culturas → Mg < 5 mmolc dm -3 ➢ Calcário calcítico (menos de 10% de MgCO3) ➢ Calcário magnesiano (10-25% de MgCO3) ➢ Calcário dolomítico (Mais de 25% de MgCO3) 3.1 Calcários ➢ As principais fontes de magnésio em fertilizantes são: Termofosfato Sulfato de Magnésio Sulfato de K e Mg Nitrato de Magnésio Magnesia % de MgO 16 % 17 % 18 % 9 % <90 % ----------- MgSO4.7H2O K2SO4 2MgSO4 Mg(NO3)2.6H2O MgO % de Mg 10 % 10 % 11 % 9 % 60 % 3.2 Fertilizantes ➢ Absorvido pelas raízes na forma de Mg2+ através do fluxo de massa ➢ Absorção passiva ➢ Alguns fatores externos podem influenciar a absorção de Mg; ➢ Concentração externa de K+ trocável, Al+3 NH4 +, Ca+2 ➢ Baixa umidade do solo 4.1 Absorção na planta ➢ Alta mobilidade na planta ➢ A translocação é feita via xilema e floema ➢ Ocorre redistribuição das folhas mais velhas para pontos de crescimento 4.2 Translocação e redistribuição ➢ Fotossíntese Compõe a molécula de clorofila Clorofila 4.3 Funções 4.3 Funções ➢ Fotossíntese ativação da Rubisco (Ribulose Bifosfato Carboxilase) Marschner (2012) Fotossíntese, respiração, síntese de compostos orgânicos 4.3 Funções ➢ Ativação enzimática Cofator de enzimas fosforilativas formando uma ponte entre o ATP ou ADP e a enzima Ex: ATPase, Quinase piruvica, hexoquinase Correlação: o aumento da absorção de fósforo (H2PO4 -) ao magnésio provavelmente esse papel de “carregador” seja devido a partição na ativação da ATPase da membrana (absorção iônica), e na própria geração do ATP na fotossíntese e na respiração Enxofre Características do elemento • Macronutriente Secundário, sendo assim, agrupado juntamente com Ca e Mg • Grandes áreas no mundo apresentam solos com deficiência de S, especialmente as mais intemperizadas como os latossolos e argissolos • No passado, deficiência mascarada pelo uso de MOS e NPK contendo S • Ocorre no solo na forma orgânica (maior parte) e inorgânica • Versatilidade no potencial redox de acordo com diversas situações: pH, drenagem, composição mineralógica, teor de MO, quantidade e qualidade de resíduos orgânicos incorporados e profundidade no perfil do solo • Teores médios nas plantas: 1 a 3 g/kg de matéria seca • Quantidades extraídas: Hortaliças > Algodão > Leguminosas > Cereais e gramíneas Funções do Enxofre na planta • Constituinte de aminoácidos, os quais formam as proteínas • Grupo ativo de enzimas (Cisteína, cistina, metionina e taurina) e coenzimas (Tiamina, Biotina e Coenzima A) • Necessário na formação de clorofila • Participação no transporte fotossintético e respiratório de elétrons (Ferredoxina) Importância agronômica • Auxilia na formação de sementes • Promove formação dos nódulos (FBN) • Presente em vários compostos orgânicos como por exemplo o Disulfureto de alilo (C6H10S2) e disulfureto de alilo propilo (C6H12S2) no alho e cebola respectivamente De forma resumida, Enxofre trabalha junto com o Nitrogênio no metabolismo da planta Aminoácidos Metionina Cistina Cisteina Taurina Essenciais Ferrodoxina Proteínas (Aminoácidos – N) Redutase do Nitrato N/S = 12 a 15/1 (vegetal) A principal função do enxofre é ser constituinte de proteínas S no solo • Em condições aeróbias Íon Sulfato (SO4 2-) Forma predominante • Vida no planeta e produção de alimentos depende da ciclagem deste nutriente no sistema solo- planta • Principais fontes de S para o solo: minerais primários (sulfeto de Fe e o gesso), deposição atmosférica seca (poeira) ou úmida (chuvas), resíduos vegetais e animais, e os pesticidas e fertilizantes • No solo, se distribui em diversos reservatórios, em formas orgânicas e inorgânicas, sendo o fluxo entre eles controlados por reações de oxidação e redução pela microbiota • Íon sulfato é a forma absorvida pelas plantas; • Disponibilidade do elemento paras plantas depende de alguns processos: Adsorção / dessorção; Mineralização / imobilização; lixiviação e etc S no solo • Em solos minerais bem drenados e sem restrições hídricas, predomínio da forma orgânica (representando 90% do S total) • Principais transformações do S nestes ambientes são: 1. Imobilização 2. Mineralização 3. Oxidação • As quais resultam em perdas ou ganhos de S pelo sistema solo-planta por processos de: 1. Lixiviação 2. Volatilização 3. absorção Imobilização e mineralização do S no solo • Formas orgânicas podem ser mineralizadas e inorgânicas podem ser imobilizadas • Diversos fatores afetam a atividade biológica do solo afetando estes 2 eventos • Fatores que afetam: Temperatura, umidade, disponibilidade e qualidade de resíduos, acidez, status nutricional e estrutura da comunidade microbiana, relação C:S • Relação C:S da Matéria Orgânica do solo está geralmente em 100:1, enquanto nos residuos vegetais pode variar de 150 a 450:1 • No geral relação 200:1 à 400:1 não alteram teores de SO4 2- no solo • Relação C:S > 400:1 promove imobilização temporária de SO42- • Relação C:S < 200:1 promove liberação liquida de SO42- S elementar Oxidação S orgânico (Sulfato) H2S (Sulfeto) Redução Absorção e assimilação • Principal mecanismo: Fluxo em massa (5% se dá por interceptação e 95% por FM) • Absorção: Carreador do tipo simporte (Com entrada de íons H+ no sentido do transporte) • Forma de absorção: SO4 2- (Principal), mas também pode na forma de aminoácidos (cisteína e metionina por exemplo) ou ainda pelas folhas (estômatos) pela forma gasosa (dióxido de enxofre) • Redistribuição na planta: Imóvel • Translocação acrópeta: Rápida (Xilema) • Translocação Basípeta: Pequena Assimilação de enxofre • Sulfato após entrar na planta, passa pelas reações catalisadas pela ATP sulfurilase • Redução ocorre na folha • Inicia-se com a redução para cisteína • Após sua assimilação e conversão em aminoácidos, estes são translocados pela planta Cisteína Cistina (2 cisteínas) Metionina Níveis adequados de macronutrientes para algumas hortaliças (Diagnose foliar) Cultura S (g/kg) Alface 3,0 Batata 3,0 a 4,0 Cenoura 4,0 Cebola 8,0 Tomate 3,0 2) Batata Disponivel em: http://www.haifa- group.com/knowledge_center/defi ciencies/crops/vegetables/potato/ 3) Tomate
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