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Enxofre e Micronutrientes Universidade Federal de Santa Maria Centro de Ciências Rurais Elisandra Pocojeski Prof. Gustavo Brunetto Prof. Leandro Souza da Silva Santa Maria, 03 de junho de 2008. HMoO4-MoMolibdênio Cl-ClCloro H3BO3BBoro Cu2+CuCobre Zn2+ZnZinco Mn2+MnManganês Fe2+FeFerro SO42-SEnxofre Mg2+MgMagnésio Ca2+CaCálcio K+KPotássio H2PO4-, HPO42-PFósforo NO3-, NO2-, NH4+NNitrogênio HHidrogênio H2O OOxigênio CO2CCarbono Forma absorvidaSímboloElemento 9 Nutrientes benéficos ou acessórios: cobalto (Co), silício (Si), sódio (Na) Quadro 1. Elementos essenciais às plantas ENXOFRE - S 9 Macronutriente essencial 9 Secundário 9 Constituinte dos aminoácidos: - cistina, cisteína e metionina 9 Deficiência de S afeta a síntese de proteínas que requerem este aminoácidos 9 Faz parte de alguns glicosídeos Æ odor característico (crucíferas e liliáceas) ) Em geral os solos tem capacidade de suprir a demanda de S ) Quando pode haver deficiência ? 9 Ciclo do Enxofre S S SSS S SSS S SSS S SS S S SS Queimadas Indústrias Explosivos Veículos 9 Enxofre na atmosfera Vulcões Aerossol Marinho Fontes antropogênicas Bactérias AtmosferaAtmosfera Benjamin O. Filho 9 Enxofre no solo S orgânicoS orgânico 9 Cerca de 90% do S total do solo 9 Compostos S-O 9 Compostos S-C 9 S inerte ou residual S -O O O -O S mineralS mineral 9 Forma oxidada: Sulfato (SO4-2) 9 Outras formas reduzidas 9 Adsorvido ou na solução do solo Decomposição Mineralização Imobilização 9 Entradas de enxofre no solo S -O O O -O Intemperismo Fertilizantes Chuva & Irrigação Mineralização S mineral na S mineral na solusoluçção do soloão do solo 9 Saídas de enxofre do solo S -O O O -O Lixiviação Emissão de gases S mineral na S mineral na solusoluçção do soloão do solo Erosão Imobilização Adsorção Absorção pelas plantas 9 Quem regula todos esses processos??? S orgânicoS orgânico 9 Cerca de 90% do S total do solo Mineralização Imobilização 9 Fatores que afetam: - Temperatura - Umidade - Qualidade do material Relação C:S - ... Æ pH 9 Outros 10% - pH - Outros elementos 9 Enxofre na planta -- Necessidade e respostas das culturas em enxofreNecessidade e respostas das culturas em enxofre . Culturas de alta exigência: brassicáceas e liliáceas . Culturas de média exigência: leguminosas, girassol, algodão . Culturas de baixa exigência: gramíneas . Redução da síntese de proteínas . Crescimento retardado . Clorose uniforme ou nas folhas mais novas . Acúmulo de antocianinas - Sintomas de deficiência R e s p o s t a 9 Respostas das culturas à adubação sulfatada BrassicBrassicááceasceas Malavolta (1984) Alvarez (2004) Alvarez (2004) Com resposta Sem resposta LeguminosasLeguminosas Hicore & Gallo (1972) Mascarenhas et al. (1976) Miyasaka et al. (1964) Vitti et al. (1982) Furtini Neto et al. (2000) Nogueira & Melo (2003) Alvarez (2004) Com resposta Sem resposta GramGramííneasneas Alvarez (2004) Nascimento & Morelli (1980) Camargo et al. (1975) Casagrande & Souza (1981) Com resposta Sem resposta 9 Recomendação de enxofre >5,0Alto 2-1 – 5,0Médio ≤2,0Baixo mg dm-3Interpretação Para leguminosas, Para leguminosas, brbráássicasssicas e e lilililiááceas, o teor deve ser ceas, o teor deve ser maior que 10 maior que 10 mgmg dmdm--3 3 (N(NÍÍVEL VEL CRCRÍÍTICO)TICO) Manual de adubação e calagem (2004), pg. 52 RESULTADOS DE PESQUISA PARA O ESTADO DO RS 9 Respostas das culturas à adubação sulfatada Rendimento de grãos de feijoeiro, soja, canola e trigo cultivados em Argissolo Vermelho distrófico arênico em função de doses de SO4-2. Santa Maria, RS, safra 2004/2005. (Osório Filho, 2006) 1.9031.1171.8952.830Média 1.8631.0851.9793.07860 1.9591.2031.9283.00830 2.0701.1341.9972.63515 1.718ns1.044ns1.676ns2.599ns0 ............................................kg ha-1............................................ trigocanolasojafeijoeiroDose de S-SO4-2 ns.: diferenças não significativas a 5% de probabilidade. 9 Enxofre no Rio Grande do Sul Número total de amostras e distribuição percentual dos valores de S-SO4-2 nos solos das nas regiões agroecológicas do Rio Grande do Sul (Alvarez, 2004). 12,938,136,711,31,0100,090.092ESTADO 5,031,843,017,82,40,4337Serra do Sudoeste 11,938,741,48,00,16,96.185Serra do Nordeste 9,438,943,68,00,11,61.402São Borja – Itaqui 6,539,146,47,40,71,91.730Grandes Lagos 28,743,221,36,30,58,98.009Planalto Superior 12,138,935,712,30,950,945.852Planalto Médio 12,536,241,29,80,36,45.805 Missionária de São Luiz Gonzaga 7,538,245,29,10,11,81.608Litoral 13,327,934,418,75,72,62.323 Encosta Inferior da Serra do Nordeste 7,832,643,113,92,66,86.084Depressão Central 7,038,645,19,30,22,92.586Campanha 12,235,739,212,40,79,18.171Alto Vale do Uruguai .........................................%........................................... > 2010,0 – 20,05,1 - 10,02,1 –5,0<2,0 Teor de S-SO4 -2, mg kg-1 PercentualNúmero total de amostrasRegião agroecológica Entradas mensais de sulfato pela água da chuva e da irrigação e concentrações mensais de sulfato na água. 9 Enxofre na água da chuva e da irrigação Intervalos de tempo 10/set - 09/out 10/out - 09/nov 10/nov - 09/dez 10/dez - 09/jan 10/jan - 09/fev E n t r a d a d e S O 4 - 2 , k g h a - 1 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 Chuva Irrigação Meses s e t / 0 4 o u t / 0 4 n o v / 0 4 d e z / 0 4 j a n / 0 5 f e v / 0 5 m a r / 0 5 a b r / 0 5 m a i / 0 5 j u n / 0 5 j u l / 0 5 a g o / 0 5 s e t / 0 5 o u t / 0 5 D e p o s i ç ã o d e S O 4 - 2 , k g h a - 1 0 ,0 0,5 1,0 1,5 2,0 Intervalos de tempo 10/set - 09/out 10/out - 09/nov 10/nov - 09/dez 10/dez - 09/jan 10/jan - 09/fev C o n c e n t r a ç ã o d e S O 4 - 2 n a á g u a d a c h u v a , m g l - 1 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 Chuva Irrigação Meses s e t / 0 4 o u t / 0 4 n o v / 0 4 d e z / 0 4 j a n / 0 5 f e v / 0 5 m a r / 0 5 a b r / 0 5 m a i / 0 5 j u n / 0 5 j u l / 0 5 a g o / 0 5 s e t / 0 5 o u t / 0 5 C o n c e n t r a ç ã o d e S O 4 - 2 n a á g u a d a c h u v a , m g l - 1 0 ,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 Média mensal de entrada de sulfato via chuva = 0,8 kg ha-1 9,6 kg SO4-2 ha-1 ano-1 30 kg Super Fosfato Simples ha-1 ano-1 3,2 kg S ha-1 ano-1 9 Fertilizantes sulfatados 13Sulfato de cálcio (gesso) 15-17Sulfato de potássio 22-24Sulfato de amônio 0-6Fosfato natural parcialmente acidulado 10-12Superfofato simples % SFertilizante MICRONUTRIENTES 9 Origem dos micronutrientes Minerais Elementos químicos Olivina Mg,Fe, Co, Cu, Mo, Zn, Mn, P Piroxênio Mg, Fe, Co, Cu, Ca, Zn, Mn Biotita Mg, Fe, Co, Cu, K, Zn, Mn Plagioclásio Ca, Na, Zn, Mn Feldspatos K, Cu, Ca, Na Quartzo Si Apatita Mg, Fe, Ca, P 9 Concentração nos solos 10-30016201004070Zn (mg kg-1) 0,2-100,20,4121,5Mo (mg kg-1) 10-300010-10011001500400950Mn (mg kg-1) 1,0-10,01,00,38,52,75,6Fe (%) 10-803041001055Cu (mg kg-1) 7-80352051510B (mg kg-1) ArenitoCalcárioBasaltoGranito Solos Rochas sedimentares Rochas ígneasCrosta terrestre Elemento Fonte: Bissani et al. (2004) 9 pH x disponibilidade de micronutrientes Bissani et al., 2004. OH2 Fe + M2+ OH2 O-M+ Fe + 2H+ OH2 9 Teor de óxidos x disponibilidade de micronutrientes Teor de óxidos de Fe e Al [ ] d e m i c r o n u t r i e n t e a d s o r v i d o Gráfico 1. Relação entre o teor de óxidos de Fe e Al e a [ ] de micronutriente adsovido. 9 Teor de MOS x disponibilidade de micronutrientes Teor de matéria orgânica no solo [ ] d e m i c r o n u t r i e n t e a d s o r v i d o Gráfico 2. Relação entre o teor de matéria do solo e a [ ] de micronutriente adsorvido. ) Cu ) Zn ) Mn COOH MO + M2+ COOH COO MO M + 2H+ COO Teor de óxidos de Fe e Al [ ] d e m i c r o n u t r i e n t e a d s o r v i d o Gráfico 1. Relação entre o teor de óxidos de Fe e Al e a disponibilidade de micronutrientes nos solos. Teor de matéria orgânica no solo [ ] d e m i c r o n u t r i e n t e a d s o r v i d o Gráfico 2. Relação entre o teor de óxidos de Fe e Al e a disponibilidade de micronutrientes nos solos. Teor de óxidos e MOS= solos arenosos > disponibilidade de micronutrientes ??? NÃO COBRE 9 Forma absorvida → Cu+2 ou complexos org. solúveis - minerais primários → bornita, calcopirita - alta afinidade com compostos orgânicos (>98%) os principais ânions orgânicos na solução: citrato, oxalato, tartarato, gluconato, malato, etc. 9 Cobre no solo - pH - teor e tipo de óxidos de Fe e Al - teor de argila - ASE - teor de matéria orgânica 9 Fatores de solo que afetam a disponibilidade - folhas mais velhas - com aparência de murchas - em cereais: pontas esbranquiçadas e enroladas - em crucíferas: os brotos terminais morrem 9 Sintomas de deficiência 9 Possibilidade de deficiência - solos calcários (pH>7,0) - solos orgânicos - solos dos tabuleiros do Nordeste - extração com HCl 0,1 mol L-1 (ou Mehlich-1, EDTA, etc.) - interpretação do resultado (RS e SC): Baixo: <0,2 mg L-1; Médio: 0,2 a 0,4 mg L-1 e Alto: >0,4 mg L-1 9 Análise de cobre - sulfato de cobre (CuSO4), entre 5 e 10 kg ha-1 obs: tratamentos fitossanitários a base de cobre olerícolas e frutíferas 9 Correção da deficiência ZINCO 9 Forma absorvida → Zn+2 ou complexos org. solúveis 9 Funções na planta - ativação de várias enzimas → carbônico anidrase; desidrogenases; proteinases; peptidases; enolase e outras. - acumula nas raízes; é pouco móvel na planta - minerais primários → esfalerita (ZnS) - alta afinidade com compostos orgânicos e óxidos 9 Zinco no solo - pH - teor e tipo de óxidos de Fe e Al - teor de argila - ASE - teor de matéria orgânica - presença de íons fosfatos 9 Fatores de solo que afetam a disponibilidade - internós curtos e/ou folhas novas cloróticas e folíolos pequenos - no milho e na soja as folhas apresentam uma faixa clorótica longitudinal de cada lado da nervura central 9 Sintomas de deficiência - solos arenosos - solos que receberam calagem excessiva - solos do cerrado do Brasil Central 9 Possibilidade de deficiência - extração com HCl 0,1 mol L-1 (ou Mehlich-1, EDTA, etc.) - interpretação do resultado (RS e SC): Baixo: <0,2 mg L-1 Médio: 0,2 a 0,5 mg L-1 e Alto: >0,5 mg L-1 9 Análise de zinco - sulfato de zinco (ZnSO4); entre 5 e 10 kg ha-1 9 Correção da deficiência FERRO 9 Forma absorvida → Fe+2 - Em solos oxidados a forma predominante é Fe+3, porém as plantas excretam substâncias orgânicas que reduzem Fe+3 para Fe+2, que é absorvido. - encontrado na forma de óxidos e nos octaedros das argila 9 Ferro no solo 9 Fatores de solo que afetam a disponibilidade - pH - teor de matéria orgânica - potencial redox 9 Sintomas da deficiência 9 Sintomas da toxidez 9 Possibilidade de deficiência: - solos calcários (pH>7,0) - Clorose 9 Análise de ferro - extração com DCB, oxalato, HCl, EDTA, etc. 9 Correção da deficiência: - sulfato de ferro (FeSO4) ou quelatos - mais comum no RS toxidez em solos alagados (arroz irrigado) extração com oxalato de amônio (pH 3): 5 g dm-3 MANGANES 9 Forma absorvida → Mn+2 ou complexos org. solúveis 9 Manganês no solo - predomina na forma de óxidos 9 Fatores de solo que afetam a disponibilidade - pH - teor de matéria orgânica - potencial redox 9 Sintomas da deficiência 9 Possibilidade de deficiência - solos calcários (pH>7,0) ou com calagem excessiva - Folhas enroladas com aparência de murchas 9 análise de manganês - extração com HCl, EDTA, etc. - interpretação do resultado (RS e SC): Baixo: <2,5 mg L-1 Médio: 2,5 a 5,0 mg L-1 e Alto: >5,0 mg L-1 9 Correção da deficiência: - sulfato de manganês (MnSO4) - mais comum no RS toxidez em solos ácidos (folhas enrugadas na soja) BORO 9 Forma absorvida → H3BO3 9 Na planta - absorção rápida, mas translocação lenta sintomas de deficiência nas folhas mais novas - a deficiência causa acúmulo de auxinas e fenóis necrose nas folhas; folhas e brotos quebradiços; na maçã e tomate forma rachaduras; em crucíferas deixa centro do caule escuro ou oco. 9 Boro no solo: - mineral primário → turmalina - fonte importante: matéria orgânica - é o mais móvel dos micronutrientes (exceto Cl) 9 Fatores do solo que afetam a disponibilidade de B: - pH - teor e tipo de óxidos de Fe e Al - teor de argila - ASE - teor de matéria orgânica 9 Sintoma de deficiência: - Redução do crescimento e abortamento floral GirassolTomateiro 9 Possibilidade de deficiência - solos arenosos com baixos teores de matéria orgânica 9 Análise de boro - extração com água quente - interpretação do resultado (RS e SC): Baixo: <0,1 mg L-1; Médio: 0,1 a 0,3 mg L-1 e Alto: >0,3 mg L-1 9 Correção da deficiência: - boráx (Na2B4O7.10H2O) em torno de 20 kg ha-1 - ácido bórico (H3BO3) para aplicação foliar 9 Forma absorvida → Cl- CLORO 9 Funções na planta - Íon acompanhante: por apresentar alta mobilidade e ser tolerado em altas concentrações, apresenta um bom comportamento para manter o potencial de cargas através da membrana. Cl- K+ 9 Cloro no solo - Boa disponibilidade no solo uso de fertilizantes a base de cloreto Æ É mais comum efeito tóxico 9 Sintomas de deficiência - Diminuição do tamanho das folhas - Murchamento de folíolos - Clorose, bronzeamento e necrose de folhas - Suspensão da frutificação - Raízes curtas, não ramificadas MOLIBDENIO & COBALTO 9 Forma absorvida Mo → HMoO4- ou MoO4-2 9 Funções na planta - Mo é constituinte da enzima redutase do nitrato → atua na redução de NO3- e do NO2-. Por esta razão a falta de Mo pode causar sintoma de deficiência de N mesmo que a plantatenha bom suprimento de NO3- para a formação de aminoácidos e proteínas. - Presente em um dos complexos protéicos da enzima nitrogenase, relacionada à fixação biológica do N. Mo e CoÆ importantes em cultivos com leguminosas. 9 Forma absorvida Co → Co+2 9 Molibdênio no solo - mineral molibdenita (MoS2) e wulfenita (Pb(MoO4)) - alta afinidade com compostos orgânicos e óxidos 9 Fatores de solo que afetam a disponibilidade - pH - teor e tipo de óxidos de Fe e Al - teor de argila - ASE - teor de matéria orgânica - presença de íons fosfatos Molibdenita Wulfenita 9 Possibilidade de deficiência - solos ácidos, cultivados com leguminosas 9 Correção da deficiência - molibdato de amônio Æ solo (0,5 e 1,0 kg ha-1) - via tratamento de sementes (12 a 25 g ha-1) - via foliar (25 a 50 g ha-1) 30 - 25 DAE 9 Sintoma de deficiência Muito semelhante a deficiência de N 9 Recomendação para a soja 2g ha-1 de Co (Embrapa, 2007) 9 Aplicação via semente 9 Aplicação superior a 4g ha-1 poderá causar toxidez 2 4 8 16 g ha-1 Co 9 Diagnose: Análise Foliar - Cultura - Estádio de desenvolvimento - Possibilidade de correção variávelQuelatantes EDTA ou naturais (flavonóides)VáriosQuelatos Variável Óxidos silicatados provenientes da fusão de sílica com micronutrientes (fritas) VáriosInsolúveis 41-68MnO – óxido de manganêsMn 20-78ZnO – óxido de zincoZn 75CuO – óxido cúpricoCuÓxidos 54(NH4)6Mo7O24.4H2O – molibdato de amônioMo 38-40FeSO4.5H2O – sulfato de ferroFe 19-21MnSO4.H2O – sulfato de manganêsMn 26-28ZnSO4.H2O – sulfato de zincoZn 35-36CuSO4.5H2O – sulfato de cobreCu 17 11 H3BO3 – ácido bórico NaB4O7 – tetraborato de sódio (boráx) BSolúveis Teor do elem. (%) ProdutoNutrienteFonte Principais fontes de micronutrientes utilizadas no Brasil Fertilizantes ou aplicação foliar + baratos; aplicação pó; solos ácidos Solos alcalinos ou aplicação foliar RESULTADOS DE PESQUISA Não apresentou resposta a inoculação e a aplicação de molibdênio em Latossolo Vermelho Eutroférrico Tabela 1. Produtividade de soja (kg ha-1), obtidos para solo ácido Latossolo Bruno distrófico de Guarapuava, PR, em função de doses de calcário, com e sem aplicação de molibdênio (Primeiro ano de cultivo). Produtividade (t ha-1) Com Mo Sem Mo 0 1526bA 1691bA 9 2871aA 2658aA Média 2198A 2174A Campo (1999) 9 Cenário mais provável de resposta à aplicação de S - Solos arenosos; - Solos com baixo teor de matéria orgânica; - Solos intensamente cultivados; - Solos calcariados por vários anos; - Solos de regiões afastadas de centros industriais ou do mar; - Quando não há adição de S via fertilizantes por vários anos; - Em culturas mais exigentes neste nutriente. Resumindo... 9 Cenário mais provável de resposta à aplicação de micronutrientes Resumindo... - Boro: Cultivo de sp exigente (alfafa, girassol, etc.), solos arenosos e pH alto - Cobre: Solos orgânicos, pH alto e solos arenosos - Zinco: pH alto, material de origem com baixo teor e solos arenosos - Molibdênio: pH baixo do solo, material de origem com baixo teor e solo com alto teor de óxidos de Fe - manganês: pH alto e solos arenosos - Ferro: Solos alcalinos (pH > 7) - Boro: Cultivo de sp exigente (alfafa, girassol, etc.), solos arenosos e pH alto - Cobre: Solos orgânicos, pH alto e solos arenosos - Zinco: pH alto, material de origem com baixo teor e solos arenosos - Molibdênio: pH baixo do solo, material de origem com baixo teor e solo com alto teor de óxidos de Fe - manganês: pH alto e solos arenosos - Ferro: Solos alcalinos (pH > 7) Aula 6 9 Preparo deste material Professores: - Gustavo Brunetto - Leandro Souza da Silva - Carlos Alberto Ceretta - Danilo Rheinheimer dos Santos Aluna de Pós-Graduação: - Elisandra Pocojeski 9 Última atualização: Maio de 2008.
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