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Prof. Dr. Paulo Sérgio Pavinato Prof. Dr Antonio Roque Dechen Prof. Dr. Quirino Augusto de Camargo Carmello UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” Departamento de Ciência do Solo Piracicaba 2017 FERTILIDADE DO SOLO E CICLAGEM DE NUTRIENTES LSO - 0257 - Fundamentos de Ciência do Solo Definição - capacidade do solo em fornecer nutrientes para o desenvolvimento das plantas Fertilidade do solo 57 milhões ha 32 milhões ha EVOLUÇÃO DA ÁREA BRASILEIRA DE GRÃOS Fonte: CONAB *Estimativa 29.383 38.892 41.991 7.588 15.297 38.539 49.068 57.288 - 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000 60.000 AREA TOTAL PRIMEIRA SAFRA SEGUNDA SAFRA M il h ec ta re s Solo 1. Ponto de vista físico 25% 25% 45% 5% AR ÁGUA MINERAIS M.O. a) Fase gasosa CO2 O2 N2 b) Fase líquida Íons Sais dissolvidos c) Fase sólida (1) Constituintes inorgânicos (2) Constituintes orgânicos b) Fase líquida (solução do solo) íons sais dissolvidos - Fator intensidade no fornecimento de nutrientes para as plantas - Meio onde ocorre a maioria dos processos químicos e biológicos - Meio principal para o movimento de minerais no solo c) Fase sólida do solo: c.1) Parte inativa: partículas > 0,002 mm Pedras: Cascalhos: Areia: Silte c.2) Parte ativa: partículas < 0,002 mm (< 2m) Argila: M.O. (Humus) c.2) Fração ativa ou coloidal Fração orgânica + Fração argila (i) Propriedades básicas para a fertilidade do solo (ii) Fonte de nutrientes (iii) Reatividade do solo - reação do solo - troca iônica Materiais trocadores (fração coloidal) Classificação Argilas silicatadas a) Fração argila Óxidos de Fe e Al b) Fração orgânica Humus Fração argila (Ø< 0,002 mm) Argilas silicatadas a) Argilas 1:1 Tipo Caulinita b) Argilas 2:1 Tipo Montmorilonita 10 a) Argilas 1:1 Lâmina de Si Lâmina de Al 1 1 b) Argilas 2:1 Lâmina de Si Lâmina de Al Si4+ Al3+ Al3+ Mg2+ Lâmina de Si Montmorilonita: [Si7,7 Al0,3] IV [Al2,6 Fe0,9 Mg0,5] VI 020 (OH)4 nH2O 11 Óxidos de Fe e Al Óxidos de Fe Goethita: Fe2O3.H2O Hematita: Fe2O3 Óxidos de Al Gibsita: Al2O3.3H2O Fração orgânica (Humus) - R - COOH Carboxilico - R - OH Fenólico 12 Cargas negativas 1. Permanentes - Ocorrem: argilas 2:1 - Mecanismos: substituições isomórficas Si4+ Al3+ Al3+ Mg2+ Origem das cargas do solo 13 2. Dependente de pH Ocorrem: Argilas 1:1 Óxidos Fe e Al Matéria Orgânica Mecanismos: Dissociação de H+ 14 Caulinita - SiOH - SiO - + H+ l l - AlOH - AlO - + H+ Óxidos de Fe e Al - AlOH - AlO - + H+ l - FeOH - FeO - + H+ Ocorre acima do PCZ 15 17 18 19 Representação esquemática do desenvolvimento de cargas elétricas negativas e positivas em superfície hidratada de óxido de ferro, com retenção de sulfato de cálcio. 21 PCZ = Ponto de Carga Zero pH do Solo = Σ Cargas Positivas (+) = Σ Cargas Negativas (-) As cargas negativas do oxigênio estão ocupadas por hidrogênio (covalente). 22 - SiOH2 + - AlOH2 + - FeOH2 + - AlOH - SiO- - FeOH - SiOH - AlOH - AlOH2 + - AlO- - FeO- - AlO- H+ OH- CTA PCZ CTC 23 PCZ de alguns constituintes do solo Fonte: Alleoni, L.R.F. 24 Fonte: Alleoni, L.R.F. Solo 2. Ponto de vista químico 95% - H, O e C 5% - elementos minerais Macronutrientes Micronutrientes 27 K+ Solução do solo (nutrientes dissolvidos/ disponíveis) Componente sólida - Complexo de Troca (nutrientes adsorvidos) H+ Zn2+ Zn2+Ca2+ Mg2+ H+ Al3+ K+ Zn2+ Partícula de solo K+ K+ Al3+ Ca2+ Ca2+Ca2+ H+ Al3+ Mg2+ Equilíbrio de trocas Solo 3. Ponto de vista físico-químico CAPACIDADE DE TROCA DE CÁTIONS CTC - expressa o número de mols de cargas negativas por unidade de massa ou volume. Unidades: mmolc kg-1 (massa), mmolc dm-3 (volume) • Reações de troca de cátions são baseadas em carga por carga (e não íon por íon). 29 Capacidade de Troca Catiônica (CTC) CTC efetiva = Ca + Mg + K + Al (cátions trocáveis) CTC a pH 7,0 = Ca + Mg + K + Al + H 30 CTC permanente - Substituição isomórfica • Substituição de um elemento por outro de igual tamanho ocorre durante a formação do mineral ocorre tanto no tetraedro como no octaedro O Si4+ é substituído por Al3+ nos tetraedros O Al3+ é substituído por Mg2+ ou Fe2+, nos octaedros Acontece quando o mineral está se formando; NÃO ocorre nos filossilicatos 1:1 31 Cargas elétricas permanentes Al3+ Si4+ Substituição isomórfica Tetraedro sem substituição isomórfica Cada O está ligado a dois Si, então vai uma carga negativa para cada Si 0 O= -1 x 4 -4 Si= +4x 1 +4 Substituição isomórfica Tetraedro com substituição isomórfica Cada O está ligado a dois Al, então vai uma carga negativa para cada Al -1 O= -1 x 4 -4 Al= +3x 1 +3 No entanto cada Al somente faz 3 ligações, sobra um O insatisfeito Fica sobrando uma carga negativa!!!! UNIDADE FUNDAMENTAL DOS MINERAIS SILICATADOS Tetraedro de Silício Tetraedros de Silício unidos pelo oxigênio basal O oxigênio é -2 mas este tem as duas valências satisfeitas, os demais estão -1 Carga total satisfeita O oxigênio é -2 mas neste momento tem uma valência satisfeita estando com carga -1 Substituição isomórfica Embora o tetraedro isolado tenha carga líquida negativa de -4 os oxigênios compartilhados fazem com que na estrutura de um argilomineral os tetraedros tenham carga líquida zero. -2 -2 -2 -2-2 +4 -2 -2 -2 -2 -1 -2-1 +4 -1 -1 8 -4 Quando ocorre a substituição isomórfica do íon central ocorre sobra de carga negativa gerando as cargas permanentes do solo. -2 -2 -1 -2-1 +3 -1 -1 36 -2 -2 -1 -2-1 0 -1 -1 -2 -2 1 -20 0 -1 -1 -2 -2 -1 -20 0 -1 -1 -2 -2 -1 -20 0 -1 -1 -2 -2 -1 -20 0 -1 -1 -2 -2 -1 -20 0 -1 -1 Como surgem as cargas??? 37 -2 -2 -1 -2-2 0 -1 -1 -2 -2 -1 -2-2 0 0 -1 -2 -2 -1 -2-2 0 0 -1 -2 -2 -1 -2-2 0 0 -1 -2 -2 1 -2-2 0 0 -1 -2 -2 -1 -2-1 0 0 -1 -2 -2 0 -2-2 0 -1 -1 -2 -2 0 -2-2 0 0 -1 -2 -2 0 -2-2 0 0 -1 -2 -2 0 -2-2 0 0 -1 -2 -2 0 -2-2 0 0 -1 -2 -2 0 -2-1 0 0 -1 Como surgem as cargas??? 38 Cargas elétricas das argilas 39 E o outro tipo de CTC - dependente de pH? Cargas variáveis •Estas cargas são geradas nas ligações insatisfeitas na borda dos minerais; •Ocorrem em TODOS os colóides do solo: - Filossilicatos 2:1 - Filossilicatos 1:1 - Óxidos - Matéria Orgânica Caulinita -2 -2 -1 -2-2 0 -1 -1 -2 -2 -1 -2-2 0 0 -1 -2 -2 -1 -2-2 0 0 -1 -2 -2 -1 -2-2 0 0 -2 -2 -2 1 -2-2 0 0 -1 -2 -2 -1 -2-1 0 0 -1 -2 -2 0 -2-2 0 -1 -1 -2 -2 0 -2-2 0 0 -1 -2 -2 0 -2-2 0 0 -1 -2 -2 0 -2-2 0 0 -1 -2 -2 0 -2-2 0 0 -1 -2 -2 0 -2-1 0 0 -1 A substituição do Si4+ por Al3+, gera sobra de cargas negativas CARGAS PERMANENTES Arestas quebradas resultam em cargas insatisfeitas CARGAS VARIÁVEIS OU pH DEPENDENTES42 • Fatores que afetam a troca iônica Material CTC (cmolc dm-3) Ácidos húmicos M.O. humificada Vermiculita Montmorilonita Ilita Caulinita Óxidos de Fe e Al 200 - 400 100 - 250 100 - 150 80 - 120 30 - 50 3 - 15 2 - 5 Contribuição da matéria orgânica do solo na CTC de solos de diferentes ambientes do território brasileiro Região Classes de solos avaliadas (nº) % da CTC devida à matéria orgânica do solo Fonte Estado de São Paulo 16 70 a 74 Raij (1969) Estado do Paraná 12 75 a 90 Pavan, Bingham e Pratt (1985) Cerrados 14 75 a 85 Resck (1998) 44 SOLO COM CTC 10 a 50 mmolc dm -3 SOLOS COM CTC > 60 mmolc dm -3 Alta porcentagem de areia Alta porcentagem de argila Baixo teor de matéria orgânica Alto teor de matéria orgânica N e K lixiviam com mais facilidade Maior quantidade de calcário é necessário para aumentar o pH Menor quantidade de calcário é necessáriopara aumentar o pH Maior capacidade de retenção de nutrientes Menor capacidade de retenção de umidade Maior capacidade de retenção de umidade IMPLICAÇÕES PRÁTICAS 45 Importante: 1 cmolc de A 1 cmolc de B reage desloca troca substitui Ex: 1 molc Ca 2+ = Peso atômico ÷ valência ÷ 1.000 = 40,08 g ÷ 2 = 20,04 g de Ca2+ Ex: 1 molc Mg 2+ = Peso atômico ÷ valência ÷ 1.000 = 24,30 g ÷ 2 = 12,15 g de Mg2+ 46 Prof. Dr. Paulo Sérgio Pavinato Prof. Dr Antonio Roque Dechen Prof. Dr. Quirino Augusto de Camargo Carmello UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” Departamento de Ciência do Solo Piracicaba 2017 FERTILIDADE DO SOLO E CICLAGEM DE NUTRIENTES Parte 2 LSO - 0257 - Fundamentos de Ciência do Solo SINTOMATOLOGIA É CONSEQUÊNCIA: ABSORÇÃO TRANSPORTE REDISTRIBUIÇÃO FUNÇÕES SOLUÇÃO DO SOLO ESQUEMA SIMPLIFICADO DA PRODUÇÃO DE SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS NAS PLANTAS (BERGMANN & NEUBERT, 1976) RETORNO POR VIAS DIRETAS OU INDIRETAS (4% DA ENERGIA SOLAR É APROVEITADA) REAÇÕES REVERSÍVEIS OUTRAS RADIAÇÕES TEMPERATURA FATORES DO SOLO FÍSICOS QUÍMICOS BIOLÓGICOS MINERAIS N, P, K, Ca, Mg, S, B, Cl, Cu, Fe, Mn, Mo, Zn, Ni CO2 H2O FOTOS- SÍNTESE RESPI- RAÇÃO POTENCIAL GENÉTICO DAS PLANTAS SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS Tecidos de Armazenamento FATORES CLIMÁTICOS COMPONENTES DE FORMAÇÃO TRANSFORMAÇÕES ENERGÉTICAS ACUMULADORES DE ENERGIA CO2H2OMINERAIS LUZ (Bergmann & Neubert, 1976),Modificado DEON, 2006 ENERGIA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ ESALQ LSO E S Q U E M A S IM P L IF IC A D O D A P R O D U Ç Ã O D E S U B S T Â N C IA S O R G Â N IC A S N A S P L A N T A S ( B E R G M A N N & N E U B E R T , 1 9 7 6 ) R E T O R N O P O R V IA S D IR E T A S O U I N D IR E T A S (4 % D A E N E R G IA S O L A R É A P R O V E IT A D A ) R E A Ç Õ E S R E V E R S ÍV E I S O U T R A S R A D IA Ç Õ E S T E M P E R A T U R A F A T O R E S D O S O L O F ÍS IC O S Q U ÍM IC O S B IO L Ó G IC O S M IN E R A IS N , P , K , C a , M g , S , B , C l, C u , F e , M n , M o , Z n , N i C O 2 H 2 O F O T O S - S ÍN T E S E R E S P I- R A Ç Ã O P O T E N C IA L G E N É T IC O D A S P L A N T A S S U B S T Â N C IA S O R G Â N IC A S T e c id o s d e A rm a z e n a m e n to F A T O R E S C L IM Á T IC O S C O M P O N E N T E S D E F O R M A Ç Ã O T R A N S F O R M A Ç Õ E S Õ E S E N E R G É T IC A S A C U M U L A D O R E S D E E N E R G IA C O 2 H 2 O M IN E R A IS L U Z E N E R G IA NUTRIENTE NA SOLUÇÃO DO SOLO F O T O S S IN T E S E R E T O R N O P O R V IA S D IR E T A S O U I N D IR E T A S (4 % D A E N E R G IA S O L A R É A P R O V E IT A D A ) R E A Ç Õ E S R E V E R S ÍV E IS O U T R A S R A D IA Ç Õ E S T E M P E R A T U R A F A T O R E S D O S O L O F ÍS IC O S Q U ÍM IC O S B IO L Ó G IC O S M IN E R A IS N , P , K , C a , M g , S , B , C l, C u , F e , M n , M o , Z n , N i C O 2 H 2 O F O T O S - S ÍN T E S E R E S P I- R A Ç Ã O P O T E N C IA L G E N É T IC O D A S P L A N T A S S U B S T Â N C IA S O R G Â N IC A S T e c id o s d e A rm a z e n a m e n to F A T O R E S C L IM Á T IC O S C O M P O N E N T E S D E F O R M A Ç Ã O T R A N S F O R M A Ç Õ E S Õ E S E N E R G É T IC A S A C U M U L A D O R E S D E E N E R G IA C O 2 H 2 O M IN E R A IS L U Z E N E R G IA SOLO FASE SÓLIDA ORGÂNICA INORGÂNICA POROS AR ÁGUA ORGANISMOS MACRO MICRO De forma simples ASPECTOS BÁSICOS DE QUÍMICA DO SOLO: PCZ ou PESN: pH onde –S = +S Efeito de profundidade ADSORÇÃO: Ligação iônica = Pratic/te todos os cátions Ligação covalente = H+ - CARGAS: Constantes Variáveis (principalmente pH) - + + - - - - - -- + - - - - - -- Al3+ Ca2+ Mg2+ H+ K+ Ca2+ Al3+ NH4 + H+ H+ H+ H+ Fase Sólida Fase Solução Al3+ H+ H+ H+ Ca2+ Fe3+ K+EQUILÍBRIO K+ Al3+ Cl- H+ H+ H+ H2PO - 4 Ca2+ Fe3+ SO24 - K+ SB = K + Ca + Mg (+Na) CTC pH 7,0 = SB + (H+Al) V% = SB x 100 CTC pH 7,0 Equilíbrio quando se adiciona cátions em solução KCl K+ + Cl- Al3+ Cl- H+ H+ H+ H2PO - 4 Ca2+ Fe3+ SO24 - K+ Ca CO3 Ca CO3 + H2O Ca 2+ + HCO3- + OH- Ca+ Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H + Equilíbrio quando ocorre absorção Al3+ Cl- H+ H+ H+ H2PO - 4 Ca2+ Fe3+ SO24 - K+ K+ Mg2+ Al3+ Cl- H+ H+ H+ H2PO - 4 Ca2+ Fe3+ SO24 - K+ E o fósforo (P) ? Comportamento distinto. 3 FATOS 1) Grande parte como P – orgânico 2) Forma compostos de baixa solubilidade Formação de P – Ca, Fe e/ou Al 3) Estável dentro da estrutura de certas particulas Al3+ Cl- H+ H+ H+ H2PO - 4 Ca2+ Fe3+ SO24 - K+ Al3+ Cl- H+ H+ H+ Ca2+ Fe3+ SO24 - K+ Formação de P – Ca, Fe e/ou Al CONSEQÜÊNCIAS: Transporte até superfície da raiz por difusão [ P ] na solução Disponibilidade de P às plantas 55 56 CRITÉRIOS PARA CALAGEM m = 100 x Al S + Al N.C. = T(V2 - V1) x F 100 F = 100/PRNT PRNT = Eq. CaCO3 x (0,4 + Y) Eq. CaCO3 = CaO% x 1,79 + MgO% x 2,46 X = % do calcário retido na peneira 50, porém que passa na peneira 10. Y = % do calcário que passa na peneira 50. pH - Água 06,86,2100 06,66,092 06,45,884 06,25,676 06,05,468 05,85,260 05,65,052 75,44,844 185,24,636 325,04,428 494,84,220 684,64,012 904,43,84 m(%)pH - CaCl2V(%) Instituto Agronômico, 1885 pH E A DISPONIBILIDADE DOS ELEMENTOS NO SOLO pH E A DISPONIBILIDADE DOS ELEMENTOS DO SOLO pH SOLUÇÃO DO SOLO D is p o n ib il id a d e C re s c e n te D is p o n ib il id a d e C re s c e n te ESPÉCIES IÔNICAS EM EQUILÍBRIO NA SOLUÇÃO DO SOLO EM FUNÇÃO DO PH (LINDSAY, 1972) 5 6 15 7 8 9 10 0 5 Zn ++ Cu ++ Mn ++ Fe++ Mo0 4 = - lo g a ti v id a d e , m o l/ li tr o pH TEORES DE P, Mn, Zn E Mo EM FUNÇÃO DO pH (Quaggio, 1985) 4,5 5,0 100 5,5 6,0 150 250 200 M n n a s f o lh a s - p p m pH CaCl 2 FEIJÃO P n a s f o lh a s - % 0,23 0,26 0,32 0,29 0,0 1,0 3,0 2,0 M o f o lh a s - p p m PMn Mo pH E A DISPONIBILIDADE DOS ELEMENTOS DO SOLO pH D is p o n ib il id a d e C re s c e n te D is p o n ib il id a d e C re s c e n te pH D is p o n ib il id a d e C re s c e n te D is p o n ib il id a d e C re s c e n te pH E A DISPONIBILIDADE DOS ELEMENTOS DO SOLO pH E A DISPONIBILIDADE DOS ELEMENTOS DO SOLO 6,5 e 7 pH D is p o n ib il id a d e C re s c e n te D is p o n ib il id a d e C re s c e n te 6,5 e 7 pH D is p o n ib il id a d e C re s c e n te D is p o n ib il id a d e C re s c e n te pH E A DISPONIBILIDADE DOS ELEMENTOS DO SOLO pH E A DISPONIBILIDADE DOS ELEMENTOS DO SOLO pH 5 6 6,5 97 8 NITROGÊNIO ENXOFRE BORO FAIXA ADEQUADA PARA A MAIORIA DAS CULTURAS FERRO COBRE MANGANÊS ZINCO MOLIBDÊNIO CLORO FÓSFORO CÁLCIO MAGNÉSIO ALUMÍNIO D is p o n ib il id a d e C re s c e n te D is p o n ib il id a d e C re s c e n te SOLUÇÃO DO SOLO Antagonismo (Ex. Folhas de Café) FOLHAS SUP. (K g kg-1) FOLHAS SUP. (Mg g kg-1) FOLHAS SUP. (Ca g kg-1) 2,672,67+ K (1000 mg kg-1) 1,611,56+ Mg (240 mg kg-1) 1,821,92+ Ca (280 mg kg-1) 2,071,83Omissão de Ca 1,731,90COMPLETO FOLHAS INF. (Kg kg-1) 0,450,43Omissão de K 0,130,16+ K 0,060,05Omissão de Mg 0,240,25COMPLETO INF.(Mg g kg-1 FOLHAS ) 1,671,22Omissão de K 0,900,55+ K (1000 mg kg-1) 0,800,35Omissão de Ca 0,921,00COMPLETOFOLHAS INF.(Ca g kg-1) Variação nos Teores de Fósforo, Manganês, Zinco e Molibdênio em Função do pH Variação nos Teores de Fósforo, Manganês, Zinco e Molibdênio em Função do pH Funções do Cálcio • COMPONENTE DA PAREDE CELULAR • ESTABILIZAÇÃO DAS MEMBRANAS CELULARES • ATIVAÇÃO ENZIMÁTICA E DISTRIBUIÇÃO INTRACELULAR 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 Representação esquemática dos mecanismos de contato íon-raiz Fonte: Malavolta (1976). Elemento Processo de contato (% do total) Aplicação do fertilizanteInterceptação radicular Fluxo de massa Difusã o Nitrogênio 1 99 0 Distante, em cobertura Fósforo 2 4 94 Próximo das raízes Potássio 3 25 72 Próximo das raízes, em cobertura Cálcio 27 73 0 A lanço Magnésio 13 87 0 A lanço Enxofre 5 95 0 Distante, em cobertura (parte) Boro 3 97 0 Distante, em cobertura Cobre1 15 5 80 Próximo das raízes Ferro1 40 10 50 Próximo das raízes Manganês1 15 5 80 Próximo das raízes Zinco1 20 20 60 Próximo das raízes Molibdênio2 5 95 0 Em cobertura (parte) Relação entre o processo de contato e a localização dos fertilizantes Fonte: Modificada de Malavolta (1976).(1) Complementação com aplicação foliar. (2) Aplicação via semente e/ou foliar. 1. Lei do Mínimo 2. Lei dos Incrementos Decrescentes (Mitscherlich) Leis importante da fertilidade do solo 85 Curva de resposta de algodão a nitrogênio (média de 15 ensaios) mostrando os incrementos de produção para aumentos sucessivos de 10 kg/ha na dose aplicada do nutriente. Lei dos Incrementos Decrescentes (Mitscherlich) O conceito de disponibilidade de nutrientes P total no solo: 500 a 800 kg ha-1 (forma não disponível) P exigido pela planta: 10 - 15 kg ha-1 P aplicado fertilizante: 40 a 50 kg ha-1 Característica do solo e as exigências nutricionais das culturas Avaliação da Fertilidade do Solo Solo x Cultura Solos tropicais Calagem Gessagem Adubação 89 Avaliação da fertilidade do solo Análise de solo Etapas de um programa de calagem, gessagem e adubação Área de cultivo Plano de amostragem Coleta Análise laboratorial Interpretação Recomendação Aplicação Análise foliar Produtividade Slide original: Luz e Otto (2009) ÁREA HOMOGÊNEA E NO DE AMOSTRAS SP: área homogênea de 10 a 20 ha, 1 am. composta: am. simples: >12 e <20 SP - Culturas anuais e perenes (plantio): 0-20 cm de profundidade PR - Pastagens: 0-10 cm Culturas perenes: 0-20 e 20-40 cm Profundidade de amostragem Recomendações oficiais 0 0,2 m 0,4 m 0,6 m Amostrar pelo menos: 0-20 cm 20-40 cm Otto (2013) Profundidade de amostragem: Bom senso! DINÂMICA DO 0 20 40 60 80 100 Disponibilidade de Nutrientes P ro d u ç ã o R e la ti v a ( % ) NUTRIENTES Deficiente Adequado Excesso Toxidez Consumo de Luxo Sintomas Visíveis Sintomas Não Visíveis DINÂMICA DO NITROGÊNIO NO AMBIENTE - Compõe 78% da atmosfera terrestre - usado pra produção de fertilizantes - Faz parte de proteínas, aminoácidos, DNA, RNA - É exigido em maior quantidade pelas culturas Figure: Maps of global nitrogen input, output, soil nitrogen balance, and surface nitrogen balance Source: GEO-BENE partners: Eawag (leader), IIASA, IFPRI, SSCRI http://www.geo-bene.eu/glossary/3.html#term22 http://www.geo-bene.eu/glossary/3.html#term33 http://www.geo-bene.eu/glossary/3.html#term31 http://www.geo-bene.eu/glossary/3.html#term39 plantas absorve diretamente NH4 + ou NO3 - Dinâmica do N no solo - Mineralização - Imobilização (decomposição resíduos) - Nitrificação - Fixação biológica Perdas: - Volatilização - Lixiviação - Denitrificação N no solo - Formas orgânicas - Proveniente de raios e chuvas - Ou fixação biológica (bactérias, fungos) - Rhizobium (simbiose) - Adubação mineral - Solução do solo - pequena quantidade NH4 + e NO3 - Dinâmica do Fósforo Absorção pelas plantas - solução do solo (ideal 0,2 mg L-1) - dependente da difusão - sistema radicular - explorar maior área - incorporado nos compostos orgânicos - primórdios radiculares e apicais - fonte de energia - deficiência - folhas velhas, avermelhadas Formas: - Orgânicas: formando complexos com a MO - Inorgânicas: disponível em solução adsorvido aos argilominerais pH ácido: Al - P Fe - P pH alcalino: Ca - P Conteúdo no solo: 0,01 até 0,5% de P2O5 90 - 95% formas não disponíveis ONDE: PTP = PODER TAMPÃO EM FÓSFORO I = INTENSIDADE C = CAPACIDADE Q = QUANTIDADE exudação P - Adubo P - Parte aérea solubilização translocação liberação absorção P - sólido P-solução P - raiz fixação(adsorção) P Lixiviado CICLO NO SOLO Caminhos do P-fertilizante P NO FERTILIZANTE P NA SOLUÇÃO DO SOLO P LÁBIL P NA EROSÃO E NA ÁGUA DE DRENAGEM P NÃO LÁBIL FASE SÓLIDA DO SOLO DINÂMICA DO POTÁSSIO - Exigido em grande quantidade pelas plantas - teor adequado entre 2 e 5% - Faz parte da estrutura dos minerais - feldspatos e micas (primários) - ilita e vermiculita (2:1) - É facilmente lixiviado no perfil - Difusão é o processo mais importante de transporte (80%) - É absorvido com íon K+ Formas: - trocável - ligado às cargas de superfície - compostos da MO - não trocável - internamente nos argilominerais ou entre camadas Potássio na planta - Na planta, permanece na forma iônica - ativador enzimático - síntese protéica - resistência ao acamamento - turgescência - abertura estômatos - Deficiência: - fome oculta - menor resistência a seca - folhas velhas (pontas e margens) Acumulo de nutrientes pelas culturas Padrão de extração de nutrientes variam c/ as culturas Potássio na solução - De onde a planta absorve o K+ - Concentração pode variar de 1 até 50 mg L-1 - Representa parte do K trocável Poder tampão de potássio K trocável/ K solução K Solução do solo K ESTRUTURAL Ktrocável K Não trocávelCTC POTÁSSIO NO SOLO PRODUTIVIDADE SUSTENTÁVEL DE CULTURAS E OTIMIZAÇÃO DO USO EFICIENTE DE NUTRIENTES A N Á L IS E D E S O L O E P L A N T A S A D O Ç Ã O D E U M S IS T E M A D E P R O D U Ç Ã O A D E Q U A D O P R E P A R O A D E Q U A D O D O S O L O E S P A Ç A M E N T O E D E N S ID A D E A D E Q U A D O S N U T R IE N T E S C O N T R O L E D E A L E L O P A T IA U S O D E R O T A Ç Ã O D E C U L T U R A S M A N E J O D A A C ID E Z D O S O L O E S A L IN ID A D E E V IT A R O U M IN IM IZ A R D E F IC IÊ N C IA S H ÍD R IC A S F A T O R E S S Ó C IO -E C O N Ô M IC O S A P R O V E IT A M E N T O D O P O T E N C IA L G E N É T IC O D A S P L A N T A S C O N T R O L E D A E R O S Ã O D O S O L O PRODUTIVIDADE SUSTENTÁVEL DE CULTURAS E OTIMIZAÇÃO DO USO EFICIENTE DE NUTRIENTES U S O A D E Q U A D O D E F E R T IZ A N T E S E R E S ÍD U O S O R G Â N IC O S M A N T E R N ÍV E L A D E Q U A D O D E M O C O N T R O L E D E D O E N Ç A S , IN S E T O S E P L A N T A S D A N IN H A S N U T R IE N T E S N IT R O G Ê N IO F Ó S F O R O P O T Á S S IO C Á L C IO C L O R O C O B R E F E R R O M A N G A N Ê S M O L IB D Ê N IO N ÍQ U E L Z IN C O M A G N É S IO E N X O F R E B O R O N U T R IE N T E S N IT R O G Ê N IO F Ó S F O R O P O T Á S S IO C Á L C IO C L O R O C O B R E F E R R O M A N G A N Ê S M O L IB D Ê N IO N ÍQ U E L Z IN C O M A G N É S IO E N X O F R E B O R O N U T R IE N T E S N IT R O G Ê N IO F Ó S F O R O P O T Á S S IO C Á L C IO C L O R O C O B R E F E R R O M A N G A N Ê S M O L IB D Ê N IO NÍQ U E L Z IN C O M A G N É S IO E N X O F R E B O R O N U T R IE N T E S N IT R O G Ê N IO F Ó S F O R O P O T Á S S IO C Á L C IO C L O R O C O B R E F E R R O M A N G A N Ê S M O L IB D Ê N IO N ÍQ U E L Z IN C O M A G N É S IO E N X O F R E B O R O N U T R IE N T E S N IT R O G Ê N IO F Ó S F O R O P O T Á S S IO C Á L C IO C L O R O C O B R E F E R R O M A N G A N Ê S M O L IB D Ê N IO N ÍQ U E L Z IN C O M A G N É S IO E N X O F R E B O R O N U T R IE N T E S N IT R O G Ê N IO F Ó S F O R O P O T Á S S IO C Á L C IO C L O R O C O B R E F E R R O M A N G A N Ê S M O L IB D Ê N IO N ÍQ U E L Z IN C O M A G N É S IO E N X O F R E B O R O N IT R O G Ê N IO F Ó S F O R O P O T Á S S IO C Á L C IO N U T R IE N T E S C L O R O C O B R E F E R R O M A N G A N Ê S M O L IB D Ê N IO N ÍQ U E L Z IN C O PRODUTIVIDADE SUSTENTÁVEL DE CULTURAS E OTIMIZAÇÃO DO USO EFICIENTE DE NUTRIENTES M A G N É S IO E N X O F R E B O R O Produção de Tubérculos de Batatinha (kg/ha), Ensaio de Aplicação de Micronutrientes, Pindamonhangaba, SP (Gangantini et al.,1970). Mo = 0,5 kg DE Mo DE SÓDIO B = 20 kg/ha NPK = 60 – 180 - 30 kg/ha NPK + B + Mo NPK + B 15.458NPK + Mo 12.968NPK 9.150TESTEMUNHA kg/haTRATAMENTO NUTRIÇÃO MINERAL DE PLANTAS Produção de Tubérculos de Batatinha (kg/ha), Ensaio de Aplicação de Micronutrientes, Pindamonhangaba, SP (Gangantini et al.,1970). Mo = 0,5 kg DE Mo DE SÓDIO B = 20 kg/ha NPK = 60 – 180 - 30 kg/ha 20.161NPK + B + Mo 20.019NPK + B 15.458NPK + Mo 12.968NPK 9.150TESTEMUNHA kg/haTRATAMENTO NUTRIÇÃO MINERAL DE PLANTAS Relação entre Teores de B e Triptofano em Tremoço. 2,551,08 2,170,44 1,360,22 1,270,00 TRIPTOFANO (ppm) B (ppm) SOLUÇÃO NUTRIÇÃO MINERAL DE PLANTAS Produção de Grãos de Arroz (IAC 25), Zinco no Solo e na Folha, em Função da Aplicação de Cobalto e Micronutrientes num Latossolo Vermelho-Escuro Argiloso de Planaltina, (Galrão, 1984) TRATAMENTOS GRÃOS (kg ha-1) SOLO(1) (mg kg-1) FOLHAS (mg kg-1) “Completo” 1.170 A 2,1 A 20,7 AB Omissão de B 1.191 A 2,5 A 18,4 B Omissão de Co 1.179 A 2,2 A 20,1 AB Omissão de Cu 1.156 A 2,2 A 20,0 AB Omissão de Fe 1.210 A 2,1 A 17,8 B Omissão de Mn 1.196 A 2,3 A 23,0 A Omissão de Mo 1.188 A 2,4 A 21,0 AB Omissão de Zn Cv(%) 22,7 16,0 12,3 (1) Extrator de Mehlich 1 (HCl 0,05 N + H2SO4 0,025 N) UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” Nutrição Mineral de Plantas Produção de Grãos de Arroz (IAC 25), Zinco no Solo e na Folha, em Função da Aplicação de Cobalto e Micronutrientes num Latossolo Vermelho-Escuro Argiloso de Planaltina, (Galrão, 1984) TRATAMENTOS GRÃOS (kg ha-1) SOLO(1) (mg kg-1) FOLHAS (mg kg-1) “Completo” 1.170 A 2,1 A 20,7 AB Omissão de B 1.191 A 2,5 A 18,4 B Omissão de Co 1.179 A 2,2 A 20,1 AB Omissão de Cu 1.156 A 2,2 A 20,0 AB Omissão de Fe 1.210 A 2,1 A 17,8 B Omissão de Mn 1.196 A 2,3 A 23,0 A Omissão de Mo 1.188 A 2,4 A 21,0 AB Omissão de Zn 118 B 0,4 B 7,6 C Cv(%) 22,7 16,0 12,3 (1) Extrator de Mehlich 1 (HCl 0,05 N + H2SO4 0,025 N) UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” Nutrição Mineral de Plantas UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ” ESALQ LSO UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ” ESALQ LSO UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ” ESALQ LSO UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ” ESALQ LSO UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ” ESALQ LSO UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ” ESALQ LSO UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ” ESALQ LSO UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ” ESALQ LSO UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ” ESALQ LSO UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ” ESALQ LSO UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ” ESALQ LSO Nitrogênio em Citros UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ” ESALQ LSO Fósforo em Citros UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ” ESALQ LSO Potássio UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ” ESALQ LSO Potássio em Citros UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ” ESALQ LSO Potássio em Citros UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ” ESALQ LSO UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ” ESALQ LSO Cálcio em Maçã UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ” ESALQ LSO Cálcio em Mangueira UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ” ESALQ LSO Cálcio em Mangueira UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ” ESALQ LSO Cálcio UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ” ESALQ LSO UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ” ESALQ LSO Magnésio em Palmáceas UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - 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ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ” ESALQ LSO Manganês em Citros UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ” ESALQ LSO Mn Fe UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ” ESALQ LSO A N Á L IS E D E S O L O E P L A N T A S A D O Ç Ã O D E U M S IS T E M A D E P R O D U Ç Ã O A D E Q U A D O P R E P A R O A D E Q U A D O D O S O L O E S P A Ç A M E N T O E D E N S ID A D E A D E Q U A D O S N U T R IE N T E S C O N T R O L E D E A L E L O P A T IA U S O D E R O T A Ç Ã O D E C U L T U R A S M A N E J O D A A C ID E Z D O S O L O E S A L IN ID A D E E V IT A R O U M IN IM IZ A R D E F IC IÊ N C IA S H ÍD R IC A S F A T O R E S S Ó C IO -E C O N Ô M IC O S A P R O V E IT A M E N T O D O P O T E N C IA L G E N É T IC O D A S P L A N T A S C O N T R O L E D A E R O S Ã O D O S O L O PRODUTIVIDADE SUSTENTÁVEL DE CULTURAS E OTIMIZAÇÃO DO USO EFICIENTE DE NUTRIENTES U S O A D E Q U A D O D E F E R T IZ A N T E S E R E S ÍD U O S O R G Â N IC O S M A N T E RN ÍV E L A D E Q U A D O D E M O C O N T R O L E D E D O E N Ç A S , IN S E T O S E P L A N T A S D A N IN H A S
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