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Ciclo do enxofre Discentes: Diomax Teixeira Picanço Gabriel Bousse Picanço Karla Samylle de Queiroz Costa Letícia Cardoso Gomes Sumário Introdução: 1. Funções do S; 2. Estoque do S. Ciclo do enxofre: 1. Enxofre orgânico e inorgânico; 2. Pirita; 3. Fatores que ocasionam a deficiência de S; 4. Mineralização e imobilização; 5.Transformações inorgânicas; 6. Várias formas e estados de oxidação; 7. Principais fontes de S para o solo; 8. Perdas de S. Considerações finais. 1. Aplicado à agricultura. Introdução ✔O S está nos solos nas formas orgânicas e inorgânicas; ✔Na solução do solo, está presente como íon sulfato (SO4 2- ); ✔A quase totalidade do S dos ecossistemas naturais ou solos cultivos encontra-se na forma orgânica, constituindo uma importante reserva deste nutriente; ✔A disponibilidade desse elemento depende dos processos de mineralização/imobilização; ✔Solos mais intemperizado, apresentam maior deficiência de S; ✔O S está sujeito a inúmeras transformações biologicamente mediadas no solo. ✔Necessário para a produção de aminoácidos, proteínas e clorofila, e é um componente de vitaminas e de alguns hormônios de plantas; ✔Melhora o crescimento de raízes promovendo seu vigor e robustez; ✔Encontra-se nas plantas nas formas orgânicas de aminoácidos: cisteína, cistina e metionina. ✔Em seus estados reduzidos, é fonte de energia para algumas bactérias quimiolitotróicas; ✔Em seus estado oxidado é aceptor de elétrons oriundos do metabolismo respiratório de bactérias redutoras de sulfato. Introdução: Funções Tabela 1: Estoque de S no solo Fonte: Microbiologia e bioquímica do solo (Adaptado) Introdução: Estoque de S Reservatório Quantidade de S Litosfera 24x1021 g Biosfera 3,6x1012 g Solo (MOS) 2,6x1017 g (1,0x1016 g) Plantas terrestres 7,6x1014 g A quantidade de S nas duas formas varia, de acordo: ✔S-orgânico: predomina em solos minerais; ✔S-inorgânico: em solos bem drenados predomina na forma de SO4 2-, na solução do solo ou adsorvidos às partículas de argilas ou em complexos organominerais.; Condições do solo: pH, drenagem, decomposição, composição minerológica, teor de M.O. A quantidade de S nas duas formas varia, de acordo: Ciclo do enxofre: Enxofre orgânico e inorgânico Fonte: Microbiologia e bioquímica do solo (Adaptado) ✔Ocorre em rochas ígneas. ✔Principal fonte original de S. FeS2 SO4 2- (Intemperismo e formação do solo) (oxidação) Plantas e microrganismos S-org Fonte: Ciclo do enxofre: Pirita (FeS2) a) Maior uso de fertilizantes em fórmulas sem S; b) Redução na quantidade de S usado como pesticida; c) Rendimentos mais altos das culturas e perdas da MOS; d) Redução na quantidade de S que atinge o solo em água de chuva ou deposição seca. Ciclo do enxofre: fatores que ocasionam a deficiência de S ✔90% do S presente na camada arável do solo, acha-se na forma orgânica e em estreita relação com C, N e P. O S se une a MOS por ligações com: ✔Resíduos vegetais apresentam C:S 150 a 450. ✔Solos agrícolas têm em média C:N:S 90:8:1. Ciclo do enxofre: Mineralização e imobilização Reservatórios no solo Quantidade total de S (mg kg-1) Solos agrícolas -100 Florestas temperadas 2.400 Tropicais cultivados 25 a 400 Tabela 1: Quantidade total de S no solo ✔A biomassa microbiana possui de 1 a 3% do total de S orgânico do solo. ✔A mineralização de S, na presença de plantas, é maior do que no solo sem planta. Ciclo do enxofre: Mineralização e imobilização Fonte: Microbiologia e bioquímica do solo (Adaptado) Enxofre orgânico e inorgânico Fatores que afetam a atividade biológica do solo interferem nesses processos: Resíduos Umidade Acidez Ciclo do enxofre: Mineralização e imobilização ✔O teor de S nos microrganismos varia de 1 a 10 mg kg -1 de matéria seca. Relação C:S Bactérias Fungos Fração de S-orgânico no solo: ✔Se encontra na biomassa (pequena quantidade), mas extremamente lábil. ✔Principal via direcional do fluxo de S na sua reciclagem via MOS. ✔A incorporação na fração orgânica (imobilização) do S ocorre da assimilação de SO4 2-, que é a forma mais oxidada, à forma orgânica reduzida (produção de cisteína). Ciclo do enxofre: Mineralização e imobilização ✔A microbiota regula os fluxos entre os diferentes reservatórios do solo (sulfato inorgânico, S-orgânico lábil e S resistente). ✔Em solo aerado, o ciclo do enxofre resume-se na decomposição/mineralização de S-orgânico e na rápida imobilização de SO4 2- inorgânico. Ciclo do enxofre: Mineralização e imobilização Fonte: Microbiologia e bioquímica do solo (Adaptado) ✔Suprimento de energia e nutrientes; ✔Relação C:S e abundância de S nos resíduos orgânicos; ✔Fatores ambientais: umidade, pH, temperatura e potencial redox. Decomposição Heterotróficos Arilsulfatase Fatores que afetam o crescimento e a atividade biológica do solo interferem nesse processo: Máxima entre 20 e 40°C; com elevação do pH até 7,5 e 60% da capacidade de retenção de água no solo. Ciclo do enxofre: Mineralização e imobilização Ciclo do enxofre: Transformações inorgânicas Redução Oxidação Dissimilatório de SO4 2- e S0 para S2- . Assimilatório desses( ) para S-orgânico. S2- para SO4 2- na presença de O2 ou NO3 - e para S0 . ✔S0 pode sofrer oxidação adicional em aerobiose formando SO4 2-. ✔A redução de SO42- ocorre através da imobilização (assimilatória) e da redução dissimilatória ou respiratória. Indesejável liberação de H2S xPerda de S do ciclo; xPoluente atmosférico; xAgente fitotóxico. Predominante em solos sob condições de alagamento ou em sítios anaeróbios de solos bem drenados ✔Sulfato (SO4 2-), +6; ✔Sulfito (SO3 2-), +4; ✔Tiossulfato (S2O3 -2 ou S-O3 -), +2 e +5; ✔Tetrationato (S4O6 2-), +2,5; ✔Elementar (S0) 0; ✔Dissulfídrico (HS-) -2; ✔Sulfídrico (S2-) -2. Ciclo do enxofre: Varias formas e estados de oxidação ✔Bactérias reduzem os compostos oxidados por processos não assimilatórios. ✔No processo metabólico, desenvolvido por poucas espécies de bactérias anaeróbias redutoras de SO4 2- , há o envolvimento de diversas enzimas. ✔A oxidação de compostos do enxofre na forma S0, H2S e FeS2 ocorre prontamente em solos sob condições altamente redutoras por um grupo de bactérias que utilizam a energia liberada para fixação de CO2 e crescimento. A ação das bactérias redutoras de sulfato está relacionada: Corrosão Degradação de depósitos minerais Tratamento de efluentes Ciclo do enxofre: Transformações inorgânicas ✔ Minerais primários; ✔Deposição atmosférica seca ou úmida; ✔Resíduos vegetais e animais; ✔Pesticidas e fertilizantes. Ciclo do enxofre: Principais fontes de S para o solo Fonte: Microbiologia e bioquímica do solo (Adaptado) Perdas de S Dependem do grau em que o SO4 2- é perdido da precipitação, capacidade de retenção de sulfato do solo, características de drenagem, presença e tipo de vegetação e imobilização na microbiomassa. Ciclo do enxofre: Perdas de enxofre Fonte: Microbiologia e bioquímica do solo (Adaptado) Ciclo do enxofre Fonte: Microbiologia e bioquímica do solo Considerações finais: aplicado à agricultura ✔O metabolismo do nitrogênio: para que ocorra a formação de proteínas de qualidade e aconteça a fixação biológica do nitrogênio nas plantas; ✔Melhoria da qualidade do produto: O enxofre faz parte das enzimas proteolíticas que dão sabor a frutas, como o mamão, abacaxi e o figo; ✔Garante qualidade na forragem de solos; ✔Diminui as deficiências visuais das plantas. Referências CARDOSO, E.J.B.N.; TSAI, S.M.; NEVES, M.C.P. Microbiologia do solo. Campinas: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 1992. 360 p. MOREIRA, F. M. S.; SIQUEIRA, J. O. Microbiologia e bioquímica do solo. Lavras: Editora UFLA, 2.ed. atual. e amp., 2002. 226 p. V. ALVAREZ, V. H.; ROSCOE, R; KURIHARA, C. H.; PEREIRA, N. F. Enxofre. In: NOVAIS, R. F.;ALVAREZ, V. V. U.; BARROS, N. F.; FONTES, R. L. F.; CANTARUTTI, R. B.; NEVES, J. C.L. Fertilidade do solo. Viçosa: UFV, 2007. 1017 p. Obrigado!
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