Aula 1-Bases conceituais absorcao acumulacao e redistribuicao de nutrientes

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• Disciplina: Fertilidade do Solo e Nutrição de Plantas - SOL 402 
• Horário: Aulas teóricas: Terça-feira das 14:30 hs-16:30 hs. 
 Aulas práticas: Terça-feira das 16:30 hs-18:30 hs. 
•Professor: Dr. Gustavo Brunetto
✓ Dados da disciplina
• Vide arquivo repassado pelo professor
✓ Cronograma
Bases conceituais úteis a 
fertilidade do solo e aspectos 
relacionados à nutrição de plantas 
Prof. Gustavo Brunetto 
DS-UFSM
Conteúdo 
✓ Custo de produção 
✓ Aplicação de fertilizantes 
✓ Fertilidade do Solo 
✓ Solo (sistema aberto, coloidal e frágil) 
✓ Nutrientes 
✓ Absorção, transporte e redistribuição de nutrientes 
✓ Sintomatologia
Manual de Calagem e Adubação 11ª Edição-2016
http://www.sbcs-
nrs.org.br/index.php?
secao=publicacoes
Fonte: Embrapa Florestas.
Aproximadamen
te 34% do custo 
anual
✓ Custo de produção
DPotencial genético Ambiente
Clima 
- Luz 
- Temperatura 
- Água
Organismos 
- Plantas daninhas 
- Pragas 
- Doenças
Solo 
- Nutrientes 
- Toxidez
Manejo
Rendimento de uma cultivar
✓ Rendimento e necessidades das culturas
Aplicação de fertilizantes: 
Quando o solo não possui a capacidade de fornecer a quantidade de 
nutrientes que a planta necessita para garantir a sua produtividade. 
✓ Aplicação de fertilizantes
Atributos Antes da calagem e adubação 
Depois da calagem e 
adubação
Argila (%) 10 10
C-org total (g kg-1) 5,1 5,4
pH em água 4,5 5,7
P disponível (mg kg-1) 4,8 30
K trocável (mg kg-1) 30,7 100
Al trocável (cmolc kg-1) 3,1 0,0
Ca trocável (cmolc kg-1) 2,0 4,2
Mg trocável (cmolc kg-1) 1,8 2,7
CTC pH 7,0 (cmoc kg-1) - 6,0
Tabela 1. Atributos químicos e granulométricos de um o Argissolo Vermelho antes e depois da 
calagem e adubação.
Exemplo
Garantindo também: 
- Qualidade (composição do produto) 
- lucro/competitividade da produção 
- sobrevivência do produtor
Considerar:
aspectos
econômicos
sociais
ambientais
Solo fértil: é o solo que tem a capacidade de suprir às plantas os 
nutrientes essenciais nas quantidades e proporções adequadas 
para o seu desenvolvimento, visando altas produtividades de grãos, 
fibras, frutos, tubérculos ou raízes.
Interações: planta-solo-ambiente-manejo
✓ Fertilidade do solo
Solo: “sistema aberto, coloidal e frágil”
Sistema aberto: 
 a) transferências de energia e matéria
Solo
Aquíferos subterrâneos
Atmosfera
Reservatórios 
superficiais 
de água
✓ Solo b) Ciclos biogeoquímicos de elementos
Diferentes formas químicas fase sólida
fase gasosa
 solução do solo 
P K
N
Ca
Mg
S
Mn
Cu
Zn
Fe
Mo
Cl
B
P
K
N
Ca
Mg S
Mn
Cu
Zn Fe
Mo
Cl
B
FASE SÓLIDA SOLUÇÃO DO SOLO (LÍQUIDA)
Al3+
Al3+
FASE GASOSANH3
Sistema coloidal: “quimicamente reativo” 
• Capacidade de troca de cátions – CTC ( Al+3 > Ca+2 > Mg+2 > K+ > Na+) 
• Capacidade de troca de ânions – CTA (SO4-2 > NO3- > Cl-)
Média energia Baixa energia
PO43-
SO42-
MoO4
2-
PO43-
PO43-
PO43-
SO42-
SO42-
SO42-
SO42-
MoO4
2-
MoO4
2-
PO43-
PO43-
PO43-
SO42-
SO42-
MoO4
2-
NO3-
NO3-
NO3-
NO3-
Cl-
Cl-
Cl-
Alta energia
 Origem das cargas 
•Permanentes: substituição isomórfica (negativas) 
•Dependentes do pH: (positivas ou negativas)
 Ocorrem nos minerais e na matéria orgânica 
 R-COOH2+ ↔ R-COOH ↔ R-COO- 
 + H+ - H+
 
 OH2 
Fe 
 
 OH 
Fe 
 
 OH2
óxido
+ H+ - H+
+
óxido óxido
 
 OH 
Fe 
 
 OH 
Fe 
 
 OH
 
 O 
Fe 
 
 OH 
Fe 
 
 O
• Adsorção específica: PO4-2
 afetado pelo manejo do solo 
•Físico: estrutura para garantir fluxos de ar e água
a) densidade do solo resistência a penetração de raízes
b) agregação e porosidade infiltração e retenção de água
Sistema frágil:
Figura x. Sistema radicular da soja amostrado 
no município de Santa Bárbara do Sul, RS. 
Fonte: Martinazzo (2006).
a)
b)
Figura x. Perda de água e solo.
• Biológico: atividade de microrganismos
- fixação biológica de nitrogênio
Fonte: Brady, 1983
 - mineralização de resíduos orgânico
 - imobilização de nutrientes
• Químico: disponibilidade de nutrientes e elementos tóxicos
P K
N
Ca
Mg
S
Mn
Cu
Zn
Fe
Mo
Cl
B
.
P
K
N
Ca
Mg S
Mn
Cu
Zn Fe
Mo
Cl
B
FASE SÓLIDA SOLUÇÃO DO SOLO
Al3+
Al3+
 
Conceito relacionado ao armazenamento do nutriente pela fase sólida, 
sua transferência para a solução do solo, seu deslocamento até as 
raízes e sua absorção pelas plantas.
Fase sólida Solução do solo Raízes de plantas
- Ca 
- Mg 
- K
✓ Disponibilidade de nutrientes
Nutrientes
 - Tóxicos: São prejudiciais
 - Benéficos: As plantas podem viver sem mesmos
 - Essenciais: As plantas não vivem sem os mesmos
Fonte: Malavolta (1980).
Na Si Co
P KN Ca Mg S
Mn Cu ZnFe MoCl B
Fe Mn
C OH
Ni
Al
✓ Classificação dos nutrientes
Critério 1: Um elemento é essencial se sua deficiência impede que a 
planta complete seu ciclo vital. 
Critério 2: Para que um elemento seja essencial, ele não pode ser 
substituído por outro com propriedades similares. 
Critério 3: O elemento deve participar diretamente no metabolismo da 
planta e que seu benefício não seja somente relacionado ao fato de 
melhorar as características do solo, melhorando o crescimento da ou 
algum efeito similar. 
A presença de um elemento em alta concentração em uma planta não 
é um indicador seguro de sua essencialidade, porque as plantas têm 
capacidade seletiva limitada.
Fonte: Arnon & Stout (1939).
Essencialidade
Fonte: Clarkson & Hanson (1980).
Essenciais 
 - Macronutrientes: 
 - Micronutrientes:
P KN Ca Mg S
Mn Cu ZnFe MoCl B
g kg-1
mg kg-1Ni
Classificação quantitativa
Ca (cálcio) 
Mg (magnésio) 
S (enxofre) 
N (nitrogênio) 
P (fósforo) 
K (potássio) Macronutrientes
Fe (ferro) 
Mn (manganês) 
Cl (cloro) 
B (boro) 
Zn (zinco) 
Cu (cobre) 
Mo (molibdênio)
Micronutrientes
solo
C (carbono) 
H (hidrogênio) 
O (oxigênio) 
ar e água
Elementos tóxicos 
Al (alumínio) 
Fe (ferro) 
Mn (manganês) 
solo
Presentes em grupos 
protéicos e transporte de 
elétrons
Íons ou 
quelatos4
o) Fe, Cu, Zn Mo
Pressão osmótica, ativação 
enzimática e interação 
enzima-substrato
Íons na 
solução
3o) K, Na, Mg, 
Ca, Mn, e Cl
Envolvidos nas reações de 
transferência de energia
Fosfatos, 
boratos, 
silicatos
2o) P, B e Si
Material orgânico, proteína, 
enzimas
N2, CO2, O2, 
SO2, NO3-, 
NH4+, SO42-
1o) C, H, O, N e S
Função bioquímica ou 
fisiológicaAquisição
Nutriente 
(Grupos)
Fonte: Adaptado de Mengel & Kirkby (1982).
Classificação fisiológica ✓ Mecanismos de suprimento
Anterior à absorção é necessário que o íon chegue à raiz
DifusãoFluxo de MassaInterceptação radicular
3 Processos
Ao crescer as raízes “encontram” os íons na solução do solo
RAIZ
M
Fonte: Malavota et al. (1997).
ƒ =
Interceptação radicular 
RAIZ
M H2O
Movimento de um elemento numa fase aquosa móvel, devido a um 
potencial de água. 
- Fluxo de massa segue o fluxo 
transpiratório; 
- Ex.: Baixa transpiração baixa 
absorção de Ca
Fluxo de massa
Fonte: Malavota et al. (1997).
RAIZ
Caminhamento do íon em distâncias muito curtas numa fase aquosa 
estacionária de uma região de maior concentração para outra de menor 
concentração 
M
Argila, matéria 
orgânica 
Ex.: Fósforo e zinco
Difusão
Fonte: Malavota et al. (1997).
Nutriente Intercept. radic. Fluxo de massa Difusão
.....................................%....................................
P 3,5 2,6 93,9
K 0,9 10,1 89,0
Ca 35,0 65,0 0
Mg 10,9 89,1 0
Tabela 2 Valores médios da contribuição relativa dos mecanismos de suprimento para 
plantas de milho durante 13 dias em 12 solos do RS. (Vargas et al., 1983) 
✓ Absorção, transporte e redistribuição
Absorção – processo pelo qual o elemento M passa do substrato 
(solo, solução nutritiva) para uma parte qualquer da célula (parede, 
citoplasma, vacúolo). 
Dois mecanismos: 
- Processopassivo: Corresponde a ocupação do apoplasto radicular 
(parede celular, espaços intercelulares e superfície externa da 
plasmalema). É um processo rápido/reversível, a favor do gradiente de 
concentração e não exige gasto de energia. 
 - Processo ativo: Ocupação do simplasto radicular, e para tanto, o M 
deve atravessar a barreira das membranas celulares, a plasmalema 
para atingir o citoplasma e o tonoplasto para ocupar o vacúolo. É um 
processo lento/irreversível, contra o gradiente de concentração e exige 
gasto de energia
Tipos de absorção
exterior
interior
1) Canais: proteínas transmembrana que funcionam como poros 
 seletivos na membrana 
 ⇒ canais carregados com carga elétrica que são normalmente 
 identificados por íons específicos. 
⇒ PASSIVO! 
⇒ 108 íons seg-1 
Ex: canais de 
K+, Cl- e Ca2+
2) Carregadores: o soluto se liga a um sítio específico do carreador 
⇒ mudança conformacional da proteína ⇒ expõe a substância à 
solução no outro lado da membrana. 
 após liberar o soluto ⇒ voltam a sua conformação original 
⇒ reiniciar o transporte. 
⇒ 300 a 1000 íons seg-1
⇒ Transporte mediado por carregadores ⇒ ATIVO ou PASSIVO: 
• Transporte passivo em um carregador= difusão facilitada = a favor 
do gradiente eletroquímico da substância. 
• Transporte ativo mediado por um carregador= move solutos contra 
um gradiente eletroquímico ⇒ carregador acopla o transporte do soluto 
com um evento que libere energia 
 BOMBAS ⇒ catalisam o transporte ativo primário.
3) Bombas ⇒ proteínas catalíticas de membrana ⇒ catalisam o 
transporte ativo primário ⇒ usam energia p/ bombear H+ através da 
membrana. 
⇒ 100 íons seg-1 
 Ex: ATPases ⇒ liberam energia (ATP) p/ o transporte de íons 
 ou solutos através da membrana, contra um gradiente de [ ]. 
 H+-ATPase 
 Ca2+-ATPase 
⇒ Dois principais tipos de co-transporte são conhecidos: 
• Simporte ⇒ as duas substâncias são movidas na mesma direção 
através da membrana.
• Antiporte ⇒ duas substâncias 
são transportadas em direções 
opostas
✓ Transporte
Transferência do elemento, em forma igual ou 
diferente da absorvida, de um órgão ou região 
de absorção para outro qualquer (exemplo: das 
raízes para a parte aérea). 
Remobilization 
= Períodos de acúmulo 
= Fluxo 
Primavera
Inverno
Outono
Acúmulo
 remobilization
Redistribuição
Redistribuição
VerãoAcúmulo
10 junho 
(67 mg)
24 julho 
(256 mg)
28 agosto 
(325 mg)
8 outubro 
(345 mg)
238 mg 
29 mg
58 mg
20 mg
189 mg
30 mg
76 mg
30 mg
127 mg
29 mg
68 mg
32 mg
16 mg
17 mg
15 mg
20 mg
4,9 mg/dia 2,0 mg/dia 0,5 mg/dia
41 % di 4,9 10% di 4,9
✓ Redistribuição
Transferência do elemento de um órgão ou região de acúmulo para outro 
ou outra em forma igual ou diferente da absorvida (exemplo: de uma 
folha para um fruto; de uma folha velha para uma nova). 
 Ex.: de uma folha p/ um fruto em desenvolvimento; 
 Folha velha p/ uma mais nova
Mg=0.08%
Mg=0.11%
Mg=0.29%
Importante!
Fonte: Bissani et al. (2004).
Conteúdo 
✓ Custo de produção 
✓ Aplicação de fertilizantes 
✓ Fertilidade do Solo 
✓ Solo (sistema aberto, coloidal e frágil) 
✓ Nutrientes 
✓ Absorção, transporte e redistribuição de nutrientes 
✓ Sintomatologia