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Exercícios de verificação de aprendizagem – LEIS DA FERTILIDADE E MACRO E MICRONUTRIENTES DO SOLO 1. Dê o conceito básico da fertilidade do solo. R: A fertilidade do solo é parte da ciência do solo que estuda a capacidade em suprir (ter e fornecer) nutrientes às plantas. 2. Solos das regiões tropicais e subtropicais, precisam de fertilização, por quê? R: Devido ao seu avançado estágio de intemperização • Altos índices pluviométricos e térmicos; • Minerais da fração argila (caulinita e óxidos de Fe e Al); • Alto potencial de lixiviação de bases; • Pouca reserva de nutrientes na forma de minerais primários; • Baixos ou muito baixos os teores de nutrientes: N, P, K, Ca, Mg, S, Zn, Cu e B. • CTC baixa; • Alta capacidade de fixação de P; • Elevado grau de agregação do solo; • Elevada permeabilidade. 3 - Um solo fértil não é necessariamente um solo produtivo, mas todo solo produtivo é um solo fértil. Por quê? R: Por que o solo produtivo além de ser fértil, localiza-se numa zona climática capaz de proporcionar suficiente umidade, luz e calor. Para um bom desenvolvimento das plantas cultivadas. 4 – Cite, comente e exemplifique a importância da fertilidade do solo. R: Alguns fatores como drenagem (umidade), insetos, doenças dentre outros, limitam a produção mesmo com fertilidade adequada. Vale destacar que: Cerca de 70% dos solos cultivados no Brasil, apresentam alguma limitação séria de fertilidade. Portanto, através dos conhecimentos gerados pela pesquisa em fertilidade, solos aparentemente improdutivos podem se tornar grandes produtores de alimentos. A aplicação dos conhecimentos de fertilidade do solo pode conciliar a economicidade da atividade agrícola com a preservação do meio ambiente. 5 – Que são os nutrientes minerais que são encontrados na composição da planta e quantifique? R: Nutrientes minerais – 4% Macronutrientes – N, P, S, K, Ca, Mg Micronutrientes – Fe, Mn, Zn, Cu, B, Mo, Cl, Ni. 6 – Mais de 60 elementos químicos já foram encontrados nos vegetais. Com base nisto responda, quantos elementos são essenciais, quais são eles e o que o torna um elemento essencial. R: São 17 elementos essenciais: hidrogênio, carbono, oxigênio, nitrogênio, potássio, cálcio, magnésio, fósforo, enxofre – todos macronutrientes Cloro, ferro, magnésio, boro, zinco, cobre, molibdênio, níquel – todos micronutrientes Se torna essencial por causa de uma parte da molécula. O vegetal não consegue completar seu ciclo de vida na sua ausência. 7 - Descreva os critérios de essencialidade e diferencie elementos essenciais, úteis e tóxicos para as plantas. R: Critério direto – um elemento é essencial quando faz parte de um composto ou quando participa de uma reação sem a qual a vida da planta é possível. Critério indireto são três: 1. Sua carência impede que a planta complete o ciclo. 2. O elemento tem função especifica sintomas característicos, só o elemento pode corrigi-los. 3. O elemento deve estar implicado diretamente. Úteis – não são essenciais, a planta pode viver sem eles, entretanto sua presença é capaz de contribuir para o crescimento, produção, ou para a resistência a pragas e moléstias. Tóxicos – quando são prejudiciais a planta e não enquadram nas classes anteriores. Essenciais – são os elementos minerais da planta, sem os quais elas não vive (C, H e O são tidos como nutrientes orgânicos). 8 – Cite as principais funções dos macro e micronutrientes nas plantas. R: Macronutrientes N – importante no metabolismo como composto P – armazenamento e transferência de energia, estrutural K – abertura e fechamento de estômatos, síntese e estabilidade de proteínas, relações osmóticas, síntese de carboidratos Ca – ativação enzimática, parede celular, permeabilidade Mg – atividade enzimática, estabilidade de ribossomos, fotossíntese S – grupo ativo de enzimas e coenzimas Micronutrientes B – transporte de carboidratos, coordenados de fenóis Cl – fotossíntese Cu – enzima, fotossíntese Fe – grupo ativo e enzimas, transporte de elétrons Mn – fotossíntese, metabolismo do ácido carboxílico Mo – fixação de N2, redução do nitrato Zn – enzimas 9 – O que são leis da fertilidade do solo ou das adubações? R: Para a maximização da produtividade vegetal, há necessidade de uma adequada disponibilidade de N, P, K, Ca, Mg, S, B, Cl, Cu, Fe, Mn, Mo e Zn. Senão, a produção será limitada pelo nutriente que estiver em menor disponibilidade. Diversos princípios ou leis têm sido propostos para o estabelecimento matemático da relação entre crescimento de uma planta e da qualidade e proporção dos elementos essenciais a ela fornecidos. A importância do conhecimento dessas leis está na recomendação equilibrada, em termos quantitativos e qualitativos, pois afetam o uso eficiente de fertilizantes. 10 – Defina lei da restituição e cite algumas limitações desta lei? R: Lei da restituição - Baseia-se na necessidade de restituir ao solo aqueles nutrientes absorvidos pelas plantas e exportados com as colheitas, ou seja, aqueles que não foram reciclados. Essa lei considera o esgotamento dos solos em decorrência de cultivos sucessivos, como uma das origens da redução da produtividade. “É indispensável, para manter a fertilidade do solo, fazer a restituição, não só dos nutrientes exportados pelas colheitas, mas, também daqueles perdidos do solo, por erosão, lixiviação, fixação, volatilização, etc.” (VOISIN, 1973). Muitos solos são naturalmente pobres em um ou mais nutrientes, ou apresentam problemas de acidez ou salinidade, portanto, o primeiro objetivo seria corrigir as deficiências ou excessos existentes. 11 - Diferencie lei do mínimo e lei do máximo R: Lei do mínimo - "O crescimento e a produção da planta são limitados pelo nutriente que se encontra em menor quantidade no meio". Esta lei estabelece uma proporcionalidade direta entre a quantidade do fator de produção, em nível mais limitante e a colheita (Y= a+ bX). Lei do máximo - “O excesso de um nutriente no solo reduz a eficácia de outros e, por conseguinte, pode diminuir o rendimento das colheitas.” (Voisin). Nesse caso, é o excesso que limita ou prejudica a produção. “A dose faz o veneno” (Paracelso). 12 – As duas derivações da lei do mínimo são: lei dos incrementos decrescentes e lei da interação, diferencie. R: Lei dos incrementos decrescentes – "Quando se aplica doses crescentes de um nutriente, os aumentos de produção são elevados inicialmente, mas decrescem sucessivamente". Mitscherlich observou que, com o aumento progressivo das doses do nutriente deficiente no solo, a produtividade aumentava rapidamente no início (tendendo a uma resposta linear) e estes aumentos tornavam-se cada vez menores até atingir um "plateau", quando não havia mais respostas a novas adições. Os fundamentos dessa lei são básicos para a análise econômica de experimentos de adubação, ou seja, no cálculo da dose econômica. Produtividade máxima econômica = produtividade que proporciona maior lucro, ou seja, produzir mais unidades (Kg ou t)/ hectare, com menores custos de produção por unidade. Normalmente, a nível prático, a dose econômica é de 80-90% da produção máxima. Lei da interação - “Cada fator de produção é tanto mais eficaz quando os outros estão mais perto do seu ótimo”. Esta lei exprime que é ilusório estudar, isoladamente, um fator de produção, e que pelo contrário, cada fator deve ser considerado como parte de um conjunto, dentro do qual ele está relacionado com outros por efeitos recíprocos, pois eles se interagem. 13 – Cite quais são os fatores que afetam o crescimento e produtividade das plantas. R: Fatores climáticos – precipitação pluvial, temperatura do ar, umidade relativa, luminosidade. Fatores do solo – material de origem, sistema de manejo, estrutura, textura, temperatura, pH, matéria orgânica, atividade microbiana, capacidade de troca de cátions.Fatores da planta – espécies, cultivares, eficiência de absorção, fitossanidade, plantas invasoras. 14 – Explique como os nutrientes chegam até as raízes e como eles são absorvidos? R: Os nutrientes que chegam até as raízes: Difusão – o nutriente entra em contato com a raiz ao passar de uma região de maior concentração para uma de menor concentração próxima da raiz. Fluxo de massa – o contato se da quando o elemento é carregado de um local de maior potencial de água para um de menor potencial de água próximo da raiz. Interceptação radicular – o contato se da quando a raiz cresce e encontra o elemento. Os nutrientes absorvidos: Absorção – refere-se à entrada de um elemento na forma iônica ou molecular, no espaço intercelular ou qualquer região ou organela da célula viva. Transporte ou translocação – transferência do elemento em qualquer forma (igual ou diferente da absorvida) de um órgão ou região de absorção para outro qualquer. Redistribuição – é a transferência do elemento de um órgão ou região de acumulo, para outro em forma igual ou diferente da absorvida (de uma folha para um fruto ou de uma folha para outra). 15 – Faça uma equação e esquematize o equilíbrio de nutrientes no sistema solo-planta. R: 16 – Comente sobre o nitrogênio no solo. R: Nutriente mais exigidos pelas plantas, mais usado em adubações no mundo e o segundo mais usado no Brasil em adubações; nutriente com dinâmica complexa. 17 – Faça o ciclo simplificado do nitrogênio e indique os caminhos de fixação. R: 18. Qual a forma de absorção do nitrogênio e como ele é conduzido dentro das planta?. R: O N é absorvido pelas plantas nas seguintes formas: NO3 -, NH4 +, NO2 - e NH3 (O NH3 pode ser fitotóxico se quantidades excessivas forem liberadas, por exemplo, na mineralização rápida dos estercos). O NO3 - é a forma mais absorvida pelas raízes seguida da forma NH4 +. 19 – Quais são os mecanismos pelos quais o nitrogênio pode se perder do perfil, ou sair do alcance das raízes. R: São 5 mecanismos: remoção pelas colheitas, erosão, lixiviação, volatilização, desnitrificação. 20 – Explique a relação entre a mineralização e imobilização do nitrogênio no solo. R: Mineralização - converte N orgânico em N mineral (N-NH4 +); necessária atuação de microrganismos (quimioorganotróficos). Imobilização – converte N mineral em N orgânico (microrganismos); depende da C/N: C/N = 20:1 = > I = M; C/N > 30:1 = > I > M; C/N < 20:1 = > I < M 21 – Qual o sintoma de deficiência de nitrogênio e onde é detectado primeiro este sintoma na planta. R: Seus sintomas são: amarelecimento generalizado das folhas velhas, redução do crescimento, baixa produção. É detectado primeiro nas folhas. 22 – Dentre o ciclo do fósforo, cite as entradas, saídas e componentes deste elemento para as plantas. R: Entrada no solo por: adubos orgânicos e biosolidos, resíduos de plantas, deposição atmosférica, fertilizante. Saída no solo por: colheita, lixiviação (usualmente menor), erosão. Componentes – fósforo orgânico, microbiológico, resíduos de plantas, húmus. Minerais primários; superfície dos minerais (argila, óxidos de Fe e Al, carbonatos); compostos secundários (CaP, FeP, MnP, AlP); fósforo na solução do solo: HPO4 -2, H2PO4 -1. 23 – No solo o P se caracteriza pela sua alta reatividade química com a fase sólida, explique o processo de fixação deste elemento nos colóides do solo? R: 24 – Qual a importância do Potássio para a planta? R: O potássio é em geral, o segundo macronutriente (o primeiro é o nitrogênio) mais concentrado nas plantas (em torno de 1,5% ou mais nas folhas, podendo, às vezes, ate superar a concentração do N). O potássio é absorvido pelas raízes na forma iônica K+. Atualmente, depois do nitrogênio, é o nutriente mais consumido pela agricultura brasileira. 25 – Construa uma tabela para todos os macro e micronutrientes, enfatizando: a forma de absorção de cada elemento, forma incorporada, mobilidade de redistribuição, funções nas plantas e as características de deficiência. R: