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Micronutrientes Alex Aline Mayara Daniela Nascimento Marilia Furtado Rafael Santos Fe Mn Cl Zn Ni Cu Mo B Introdução Micronutrientes (B, Cl, Cu, Fe, Mn, Mo, Zn, Ni); Essenciais; Os micronutrientes, recentemente, passaram a ser utilizados de forma mais rotineira nas adubações. Dinâmica dos Micronutrientes no Solo Os micronutrientes são elementos essenciais para o crescimento das plantas, embora requeridos em menores quantidades. Associação dos Micronutrientes e Componentes do Solo Segundo Shuman (1991) os micronutrientes estão associados a: solução do solo; superfície inorgânica (complexo de esfera externa e interna); matéria orgânica; óxidos; e minerais primários e secundários. Associação dos Micronutrientes e Componentes do Solo Micronutrientes na Solução do solo A solução do solo é o centro de todas os processos químicos importantes e de onde as plantas absorvem os nutrientes; Podem estar na forma de íons livres ou complexados com ligantes orgânicos e inorgânicos; Suas concentrações dependem; Associação dos Micronutrientes e Componentes do Solo Micronutrientes na Solução do solo Associação dos Micronutrientes e Componentes do Solo Micronutrientes Adsorvidos à Superfície Inorgânica A adsorção é um importante processo relacionado com a disponibilidade de micronutrientes para as plantas, controlando as concentrações dos íons e complexos na solução do solo, além de exercer influencia muito grande na sua absorção pelas raízes das plantas; 2 Mecanismos envolvidos na adsorção de micronutrientes na superfície inorgânica: Troca iônica(não específica); Adsorção específica. Associação dos Micronutrientes e Componentes do Solo Micronutrientes associados à Matéria Orgânica Compostos solúveis e insolúveis com grupos funcionais que são bastantes reativos com os micronutrientes: carboxila, hidroxila, alcoólica, quinona, carbonil, cetôna; Seletividade pelas substâncias húmicas por certos micronutrientes, formando complexos de esfera interna, e sendo por ordem decrescente(Cu>Fe>Mn>Zn); A sorção inclui metais na nuvem difusa perto dos grupos funcionais periféricos ionizados e metais formando complexos de esfera externa e interna. Associação dos Micronutrientes e Componentes do Solo Micronutrientes Associados aos Óxidos Óxidos de Fe e de Mn tem efeito significante nas reações dos micronutrientes do solo, decorrente, principalmente, da sua alta afinidade por íons metálicos e de seus altos teores no solo. Associação dos Micronutrientes e Componentes do Solo Micronutrientes nos Minerais primários e Secundários A maioria dos micronutrientes metálicos é encontrada nas estruturas cristalinas de minerais primários e secundários, associada a minerais silicatados em substituições isomorfas dentro dos minerais primários e secundários. Fatores que Afetam a Disponibilidade de Micronutrientes para as Plantas pH do Solo As formas iônicas dos micronutrientes da solução do solo são bastante dependentes do pH; Fe tem sua solubilidade reduzida, aproximadamente, 1000 vezes em cada unidade de pH aumentada, na faixa de 4 a 9; Mn tem sua solubilidade reduzida, aproximadamente, 100 vezes em cada unidade de pH aumentada; O molibdênio, MoO42-, tem sua disponibilidade aumentada com o aumento do pH. Fatores que Afetam a Disponibilidade de Micronutrientes para as Plantas Efeito do pH na distribuição do Zn, Cu e Mn nos diferentes componentes do solo. Fatores que Afetam a Disponibilidade de Micronutrientes para as Plantas Matéria Orgânica Grupos funcionais reagem com os íons metálicos da solução do solo(Fe, Mn, Cu e Zn); Ácido Fúlvico: Possui grande densidade de agrupamentos COOH –menos peso molecular, solúveis, polares, e são bastante móveis no solo. Ácido húmico: Menor relação O/C, são menos polares, solúveis e móveis no solo. Fatores que Afetam a Disponibilidade de Micronutrientes para as Plantas Reações de Oxirredução Influenciam a disponibilidade dos micronutriente, em especial, Fe e Mn; Solos bem drenados e aerados, tem potencial de oxirredução de 400 e 700mV; Solos inundados, tem potencial de oxirredução de -250 e -300mV; Mn4+ reduz a Mn2+ em solos com potencial 401 mV, enquanto o Fe3+ reduz para Fe2+ em solos com potencial -185 mV (Fageria, 1984). Boro Possui maior disponibilidade em faixa de pH 5 a 7; Condições de alta pluviosidade e alto grau de perdas por lixiviação, reduzem sua disponibilidade para as plantas. Condições de seca aceleram o aparecimento de sintomas de deficiência. Podemos explicar esse comportamento: Características dos Solos e Situações que Causam a Deficiência de Micronutrientes Boro A matéria orgânica tem sua decomposição diminuída. Características dos Solos e Situações que Causam a Deficiência de Micronutrientes Boro Condições de seca reduzem o transporte de B no solo Características dos Solos e Situações que Causam a Deficiência de Micronutrientes Fluxo de Massa: Diferença de potencial hídrico Mattiello et al. avaliaram “Transporte de Boro no Solo e sua Absorção por Eucalipto.” Cobre Maior disponibilidade na faixa de pH de 5 a 6,5; Solos orgânicos são mais prováveis de apresentar deficiência desse elemento; Características dos Solos e Situações que Causam a Deficiência de Micronutrientes Cobre A perda por lixiviação faz com que solos arenosos apresentem deficiência desse elemento, enquanto que solos argilosos não apresentam. CTC Características dos Solos e Situações que Causam a Deficiência de Micronutrientes Ferro Maior disponibilidade em faixa de pH de 4 a 6; Sua deficiência é, muitas vezes, causada por desequilíbrio em relação a outros micronutrientes (Mn, Cu e Mo); Excesso de P no solo pode levar a deficiência de Fe, como também: pH elevado, baixas temperaturas e altos teores de bicarbonato. Características dos Solos e Situações que Causam a Deficiência de Micronutrientes Manganês Maior disponibilidade em faixa de pH 5 e 6,5; Solos orgânicos podem apresentar deficiência de Mn – formação de complexos estáveis; A umidade do solo influencia a disponibilidade de Mn; Características dos Solos e Situações que Causam a Deficiência de Micronutrientes Manganês Solos arenosos sujeitos a altos índices de pluviosidade, são propensos a apresentar deficiência em Mn – perda por lixiviação. Características dos Solos e Situações que Causam a Deficiência de Micronutrientes Zinco Maior disponibilidade em pH variando de 5 a 6,5; A elevação do pH, acima de 6, via aplicação de calcário pode desenvolver serias deficiências em Zn; O uso de altas doses de fertilizantes fosfatados, em cultivos de várias espécies de plantas, mostrou os efeitos da interação antagônica entre Zn e P; Características dos Solos e Situações que Causam a Deficiência de Micronutrientes Zinco O Zn é fortemente adsorvido pelos colóides do solo, o que ajuda a diminuir as perdas por lixiviação, aumentando o efeito residual. Entretanto, isso não acontece em solos arenosos com baixa CTC e sujeitos a chuvas pesadas. Características dos Solos e Situações que Causam a Deficiência de Micronutrientes Características dos Solos e Situações que Causam a Deficiência de Micronutrientes Solos Argilosos Características dos Solos e Situações que Causam a Deficiência de Micronutrientes Solos Arenoso CTC Molibdênio Maior disponibilidade em pH acima de 7; Deficiências de Mo têm maior probabilidade de ocorrer em solos ácidos (pH menor que 5,5 ou 5,0); Solos arenosos apresentam deficiência em Mo com maior frequência que em solos argiloso. Características dos Solos e Situações que Causam a Deficiência de Micronutrientes Níquel É o elemento mais recentemente identificado como essencial para as plantas superiores, ainda há poucas informações sobre os fatores que afetam a disponibilidade de Ni. Características dos Solos e Situações que Causam a Deficiência de Micronutrientes Podem ser feitas a partir de ferramentas de diagnose, sendo elas: Análise química de solo; Análise de planta; Histórico de uso da área; Avaliação visual; A exteriorização do sintoma de deficiência indica que a produtividade já está comprometida. Diagnose da Deficiência e Toxidez A disponibilidade de um micronutriente para a planta é o resultado da inter-relação entre os fatores do solo: Intensidade (I); Quantidade (Q); Poder tampão. Extratores de Micronutrientes Medida da concentração do micronutriente na solução do solo, depois calculada a atividade do elemento – medida de disponibilidade imediata para a planta. Pasta de saturação ou em água; Soluções salinas; Soluções ácidas; Soluções complexantes, oxidantes/redutoras; Extratores de Micronutrientes Pasta saturada: Consiste em agitar uma amostra de solo com água destilada ou deionizada. As baixas concentrações de Cu, Fe, Mn e Zn na extração com água, faz com que esse método seja pouco utilizado. Em teores elevados desses elementos torna-se viável sua utilização; A determinação de B disponível utilizando água quente é o método, mais utilizado (Berger & Truog, 1939). Extratores de Micronutrientes Solução salina: - O acetato de amônio 1 mol/L a pH 7 é a mais utilizada para extrair Cu, Mn e Zn (Pavan & Miyazawa, 1984; Abreu et al., 1994a). Extratores de Micronutrientes Reagentes quelantes: Formação de complexos solúveis dos íons metálicos com os agentes quelantes; EDTA e DTPA são os agentes quelantes mais utilizados para avaliar a disponibilidade dos micronutrientes (Cu, Mn e Zn). Extratores de Micronutrientes Solução ácida: Utilização de soluções ácidas para extrair metais em amostras de solos. As solução de ácidos fortes concentradas tem sido evitadas, utilizando dessa forma as diluídas de ácidos fortes. Ác. clorídrico, Mehlich-1 e Mehlich-3; Extratores de Micronutrientes Reagentes oxidantes/redutores: Consiste na solubilização dos minerais oxídicos - Fe, Al e Mn, liberando, concomitantemente, os micronutrientes associados. Os agentes redutores mais utilizados são: hidroquinona, hidroxilamina acidificada, oxalato oxídificado, oxalato acidificado e soluções de ditionito. Extratores de Micronutrientes Se para alguns macronutrientes não há muita concordância sobre os critérios de qualificação dos resultados de análise de solos em classes de teores, para micronutrientes, a situação é mais crítica. Classes de Interpretação dos Teores de Micronutrientes do Solo 2. Ambiente natural ou cultural 3. Interações entre elementos minerais 1. A planta O uso da diagnose foliar baseia-se nas premissas relações diretas entre Dose de nutriente e produção; Dose de nutriente e teor no solo e foliar e Teor foliar e produção. A composição dos tecidos vegetais é influenciada pelos seguintes fatores: Análise de Plantas para Avaliar a Disponibilidade de Micronutrientes Análise de Plantas para Avaliar a Disponibilidade de Micronutrientes Análise de Plantas para Avaliar a Disponibilidade de Micronutrientes Os sintomas de deficiência e de toxidez nem sempre são claramente definidos; O mascaramento advindo de outros nutrientes, doenças e ataque de insetos, pode dificultara correta diagnose de campo. Diagnose Visual - Sintomas de Deficiência e Toxidez de Micronutrientes em Plantas Os sintomas de deficiência sempre indicam fome severa, nunca deficiência leve ou moderada; Muitas culturas iniciam queda na produção muito antes de os sintomas de deficiência ou toxidez tornarem-se evidentes. Diagnose Visual - Sintomas de Deficiência e Toxidez de Micronutrientes em Plantas Diagnose Visual - Sintomas de Deficiência e Toxidez de Micronutrientes em Plantas Diagnose Visual - Sintomas de Deficiência e Toxidez de Micronutrientes em Plantas Histórico da Área Mais eficiente será o diagnóstico; Pulverização com fungicidas- Uso de Mancozeb em plantas frutíferas -> Mn e Zn; Uso de fritas com alto teor de Zn. Diagnose Visual - Sintomas de Deficiência e Toxidez de Micronutrientes em Plantas Estratégias de Aplicação dos Micronutrientes Estratégia de Segurança Popularmente utilizada nas décadas de 60 e 70s; Não utiliza análise de solo ou planta; Recomenda-se mais de um ou todos os micronutrientes; É baseada considerando problemas de deficiência em uma região ou cultura específica; É utilizada em culturas de alto valor (Hortaliças e Frutíferas). Sulfato de Cobre Sulfato Ferroso Óxido Manganoso Sulfato de Zinco Estratégia de Prescrição Utiliza análise de solo ou planta; Utiliza recomendações oficiais de micronutrientes para as diferentes regiões, solo, clima e culturas; Objetiva o uso racional dos recursos naturais; Possibilita economia ao agricultor; Estratégia de Prescrição Estratégia de Restituição É utilizada em áreas com altos tetos de produtividade e intensificação de deficiência de Micronutrientes; Finalidade: Repor a quantidade de micronutrientes exportados com as culturas; Fator limitante: Falta de trabalhos científicos que estabeleçam as taxas de eficiências quanto ao modo de aplicação, tipo de solo, clima e culturas no Brasil. Estratégia de Restituição Fontes de Micronutrientes FONTES QUELATOS SINTÉTICOS COMPLEXOS ORGÂNICOS ÓXIDOS SILICATADOS INORGÂNICAS Brasil: Lopes (1984, 1991); Volkweiss (1991); Lopes & Souza (2001). Exterior: Hignett & McClellan (1985); Morivedt (1991); Martens & Westermann (1991). Fontes de Micronutrientes Fontes Inorgânicas Quanto à solubilidade em água... Solúveis: Sulfatos, Cloretos e Nitratos (Sais metálicos); Insolúveis: Óxidos e Carbonatos; Variáveis: Oxissulfatos, dependem da quantidade de H₂SO₄ utilizado na solubilização dos óxidos. ↑Solubilidade ≈ ↑Eficiência Agronômica Quelatos Sintéticos São formados pela combinação de um agente quelatizante com um metal por meio de ligações coordenadas. Mas o que é um Agente Quelatizante ??? Composto que contém átomos doadores ou grupos ligantes que podem combinar com um íon metálico simples (Cu, Zn, Mn, Fe) para formar uma estrutura cíclica chamada de quelato ou complexo quelatizante. Agente Quelatizante Características dos Quelatos Sintéticos Solúveis em Água; Dissociam-se pouco em solução; Podem ser facilmente misturados com fertilizantes fluídos (Mortvedt, 2001). Quelatos Sintéticos Vantagens: Possuem eficiência relativa 5x ou mais que as fontes Inorgânicas; Permite que Cu, Zn, Mn e Fe permaneçam em solução em condições de soluções neutras ou alcalinas (pH 7,0 ou maior) e em solos calcários (Volkweiss, 1991). Fator Limitante: O custo dos Quelatos (unidade/ micronutriente) é 5X a 100X mais alto que as fontes inorgânicas. Quelatos Sintéticos Complexos Orgânicos São produzidos pela reação de sais metálicos com subprodutos orgânicos da indústria de polpa de madeira e outros; Vantagens: São mais baratos que os Quelatos Sintéticos (unidade/micronutriente). Fator Limitante: Menos eficientes que os quelatos e facilmente decompostos pelos microrganismos (Mortvedt, 2001). Óxidos Silicatados (“Fritas”) Produtos Vítreos formados pela fusão de silicatos ou fosfatos com uma ou mais fontes de micronutrientes. Características das “Fritas” Insolúveis em água; A eficiência pode ser aumentada se aplicados na forma de pó fino, a lanço com incorporação (Solos Arenosos com altos índices pluviais e de lixiviação). Métodos de Aplicação Métodos de Aplicação Via Solo A lanço com incorporação; A lanço sem incorporação; Em linha; Em cova; Em faixas. Em todos os casos de aplicação de micronutrientes via solo, na forma sólida e isolada, há problemas quanto à uniformidade de distribuição. Métodos de Aplicação Mistura de Fontes de Micronutrientes com Mistura de Grânulos NPK: Forma mais utilizada; Atendem às recomendações de doses tanto de NPK quanto de micronutrientes; Pode haver segregação durante a mistura, manuseio e aplicação. N P K N P K N P K M M M M M Métodos de Aplicação Incorporação em Misturas Granuladas, Fertilizantes Granulados e Fertilizantes Simples: Incorpora os micronutrientes uniformemente nos grânulos; Elimina os problemas de segregação; Alteração das características e eficiência agronômica das fontes de micronutrientes incorporados. N P K M N P K M N P K M Métodos de Aplicação Revestimento de Fertilizantes NPK: Mistura a seco da fonte de micronutrientes finamente moída com o fertilizante. Um agente agregante é pulverizado sobre os grânulos à medida que eles são misturados com a fonte de micronutrientes em pó. Ex. de agregante: Água, óleos, ceras, polifosfatos de amônio, uréia - nitrato de amônio, etc. N P K N P K N P K M Métodos de Aplicação Mistura de Grânulos Mistura Granulada Revestimento de Fertilizantes Métodos de Aplicação Usada principalmente na cana-de-açúcar, fruticultura, cafeicultura e olericultura. Deve-se observar a solubilidade de cada fonte; Via Adubação Fluida e Fertirrigação Métodos de Aplicação Via Adubação Fluida e Fertirrigação Na fertirrigação recomenda-se evitar o uso de suspensões; Possibilidade de variar as quantidades de nutrientes a serem aplicados. Métodos de Aplicação Adubação Via Foliar Aspersão de soluções nutritivas na parte aérea das plantas. Vantagens: Alto índice de utilização, pelas plantas, dos nutrientes aplicados nas folhas; Doses menores de micronutrientes; Respostas rápidas; Forma eficiente de correção de Fe em solos com pH neutro ou alcalino. Métodos de Aplicação Adubação Via Foliar Desvantagens: Custos altos de múltiplas aplicações; Efeito residual é menor; Em soluções multinutrientes, a presença de um nutriente pode afetar a absorção de outro. Métodos de Aplicação Adubação Via Sementes Grande vantagem é a uniformidade de distribuição de pequenas doses que podem ser aplicadas com exatidão. Existem 3 métodos principais para aplicação de micronutrientes via sementes, segundo Volkweiss (1991): Umedecimento de sementes com solução que contém a quantidade adequada de micronutrientes; Métodos de Aplicação Adubação Via Sementes Imersão das sementes, durante algumas horas, em solução de micronutrientes 10 a 20g/L; Peletização de sementes com carbonato de cálcio, fosfato, goma arábica e micronutrientes. Métodos de Aplicação Adubação Via Raízes de Mudas Imersão de raízes de mudas a serem transplantadas em solução ou suspensão nutritiva. Exemplo: Imersão de mudas de arroz em solução com ZnO a 10g/L, em sistemas de irrigação por inundação. Efeito Residual No Brasil, poucos trabalhos têm sido desenvolvidos no campo por quatro ou mais anos com vistas em avaliar o efeito residual dos tratamentos. Efeito Residual Demanda de Micronutrientes pelas Plantas Acúmulo e exportação pelas culturas; Obrigado
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