Post on 09-Nov-2018
Manejo da nutrição mineral de hortaliças
Ítalo M. R. GuedesEmbrapa HortaliçasPesquisador, D.Sc.
Solos e Nutrição de Plantas
Goiânia, GONovembro de 2011
Crescimento e desenvolvimento vegetal
Para crescer, os vegetais devem adquirir :-Energia;-Água;-Nutrientes
-Novas células se formam continuamente nos meristemas apicais;-As células aumentam lentamente nos meristemas apicais e mais rapidamente nas regiões sub-apicais.
O movimento espontâneo de um soluto de qualquer
substância ocorre ao longo de um gradiente de
concentração, ou seja, do local de maior
concentração para o de menor concentração, por um
gradiente de Potencial Químico.
As substâncias neutras (sem carga elétrica)
obedecem a esse princípio da termodinâmica,
movimentando-se ao longo de um gradiente de
potencial químico.
Os critérios de essencialidade de um nutriente,
geralmente aceitos, são:
•O organismo não pode completar seu ciclo de vida
sem o mesmo;
•Sua ação deve ser específica e não pode ser
substituído por qualquer outro elemento;
•Seu efeito sobre o organismo precisa ser direto;
•O elemento faz parte de um composto ou metabólito
essencial.
Nutriente mineral Funções
Grupo 1 Nutrientes que fazem parte de compostos de carbono
N Constituinte de aminoácidos, amidas, proteínas, ácidos nucléicos, nucleotídeos, coenzimas, hexoaminas etc.
S Componente de cisteína, cistina, metionina e proteínas. Constituinte do ácido lipóico, coenzima A, glutationa etc.
Grupo 2 Nutrientes importantes para o armazenamento de energia ou integridade estrutural
P Componente de açúcar-fosfatos, ácidos nucléicos, nucleotídeos, coenzimas, fosfolipídeos, ácido fítico etc. Tem papel chave em reações envolvendo ATP.
Si Depositado como sílica amorfa sobre as paredes celulares. Contribui para propriedades mecânicas da parede celular, incluindo rigidez e elasticidade.
B Complexos com manitol, manana, ácido polimanurônico e outros constituintes da parede celular. Envolvido no crescimento celular e no metabolismo de ácidos nucléicos.
Grupo 3 Nutrientes que permanecem na forma iônica
K Requerido como co-fator em mais de 40 enzimas. Principal cátion envolvido na manutenção do turgor celular e da neutralidade elétrica da célula.
Ca Constituinte da lamela média da parede celular. Requerido como co-fator por algumas enzimas envolvidas na hidrólise de ATP e fosfolipídeos. Atua como segundo mensageiro na regulação metabólica.
Mg Requerido por várias enzimas envolvidas na transferência de fosfato. Constituinte da molécula de clorofila.
Cl Necessário nas reações fotossintéticas envolvidas na evolução do O2.
Mn Necessário para a atividade de algumas desidrogenases, descarboxilases, quinases, oxidases e peroxidases. Envolvido com outras enzimas ativadas por cátions e com a evolução fotossintéticas de O2.
Na Envolvido na regeneração do fosfoenolpiruvato em plantas C4 e CAM. Substitui o potássio em algumas funções.
Grupo 4 Nutrientes envolvidos em reações redox
Fe Constituinte de citocromos e de proteínas envolvidas na fotossíntese, na fixação N2 e na respiração.
Zn Constituinte de desidrogenases, anidrase carbônica etc.
Cu Componente da oxidase do ácido ascórbico, tirosinase, monoamino oxidase, uricase, citocromo oxidase, fenolase, lacase e plastocianina.
Ni Constituinte da urease. Em bactérias fixadoras de N2, faz parte da constituição de hidrogenases.
Mo Constituinte da nitrogenase, nitrato redutase e xantina desidrogenase.
Nutrientes classificados quanto a sua mobilidade dentro da planta e a sua tendência a translocar-se durante deficiências.
Móveis Imóveis
Muitos dos elementos químicos essenciais para as plantas são absorvidos na forma de íons, ou seja, na forma de elementos químicos com carga elétrica. Aqueles com carga elétrica negativa são chamados ânions, os que possuem carga positiva são os cátions.
No interior das células, que é para onde vão os nutrientes, deve ser mantido um equilíbrio eletroquímico, ou seja, um equilíbrio entre a concentração de ânions e cátions.
Existem interações, sinergísticas e antagônicas, entre
alguns nutrientes. Nas interações sinergísticas, a
absorção de determinado elemento pode favorecer a
absorção de outro, como tem sido observado entre K+ e
Cl- em algumas espécies.
Interação entre íons
Influxo líquido de K+ em raízes de cevada em função do pH da solução externa e na presença de Ca2+.
Por outro lado, nas interações antagônica, a absorção
de determinada forma de um nutriente pode dificultar a
absorção de algum outro nutriente. Muito conhecida
entre os técnicos que lidam com tomate é a interação
antagônica que existe entre a forma amoniacal do
nitrogênio (NH4+) e o cálcio (Ca2+). Como se pode
observar, ambas as formas são catiônicas.
Interação entre íons
Absorção de Diminui a absorção Aumenta a absorção
NH+4 Mg, Ca, K e Mo Mn, P, S e Cl
NO3- Fe, Zn Mg, Ca, K, Mo
P Cu, Zn MoK Mg, Ca Mn (solos ácidos)Ca Mn (solos ácidos)Mg Ca, K, S MoFe Cu, Zn MoZn CuCu Zn, MoMn Zn, Ca, Mo
Em geral, o uso exclusivo ou excessivo da forma
amoniacal de nitrogênio leva ao surgimento de
sintomas de deficiência em cálcio, como a podridão
apical dos frutos (fundo preto).
Apesar de o cálcio estar presente no solo em formas
disponíveis, a planta não o aproveita porque a célula
necessita manter o equilíbrio eletroquímico – o excesso
de um determinado cátion impede a absorção (ou causa
a saída) de outro cátion.
Tempo
Taxa
de
cres
cim
ento
, kg.
ha-1
.dia
-1
Logarítmico (plantas individuais)
Constante (fechamento do dossel)
• Fase I: Enquanto plantas isoladas, o aumento no índice de área foliar (IAF) corresponde a aumento na radiação interceptada e consequentemente na taxa de crescimento.
• Fase II: Com o fechamento do dossel, a taxa de crescimento passa a ser constante porque o aumento na área foliar causa sombreamento.
As necessidades nutricionais das hortaliças em cada fase
de crescimento estão predominantemente associadas a
dois processos: formação de órgãos vegetativos e
formação de órgãos reprodutivos.
Embora exista uma dependência entre a curva de absorção
de nutrientes e a curva de produção de matéria seca das
plantas, não há completa coincidência entre ambas devido
a diferenças no que se refere a variações no estágio de
desenvolvimento e as necessidades de nutrientes
específicos.
Há hortaliças cuja produção é limitada a determinadas
fases, enquanto outras apresentam um padrão contínuo de
produção ao longo do tempo, o que leva a diferenças nas
curvas de absorção de nutrientes.
Acúmulo de matéria seca durante o ciclo do tomateiro para processamento industrial (cv. H9494). Fonte: Embrapa Hortaliças (2000).
Macronutrientes (kg/ha) e micronutrientes (g/ha) extraídos pelo tomateiro durante o ciclo de cultivo. Fonte: Fontes (2000).
O Solo
Ao longo da história da humanidade, o homem sempre
conviveu com o solo. No começo, ele apenas colhia os
produtos da terra. Depois, teve que aprender a cultivar a
terra para obter seu alimento.
Para o homem o solo é um recurso tão importante
quanto o ar e a água: a vida não existiria sem a nossa
maior fonte de produção de alimentos.
O QUE É O SOLO?
O solo é resultado de um paciente trabalho da natureza
Chuva, vento, calor e frio desgastando as rochas
Partículas vão sendo depositadas em camadas
Para se ter uma ideia, são necessários cerca de 400 anos para se formar 1 centímetro de solo.
A agricultura é uma indústria dependente do solo, de onde os nutrientes são extraídos. Por isso, não podemos apenas retirar do solo. Devemos repor os nutrientes de algum modo para continuarmos praticando a agricultura por um longo tempo.
O solo alimenta as plantas.
As plantas alimentam o homem.
Quem alimenta o solo?
O que ocorre em um solo ácido? * Altos teores (excesso) de Alumínio (Al): tóxico!
* Baixos teores de Ca e Mg;
* Diminuição da disponibilidade de quase todos os nutrientes.
Cuidado:Excesso de calcário desequilibra o solo e diminui a produtividade!
Como prevenir?
Necessidade de Calagem (NC)
Métodos para estimar a NC
1. Minas Gerais: neutralizar Al3+ e fornecer Ca2+ + Mg2+
NC (t/ha) = Y[Al3+ + (mt x t /100)] + [X – (Ca2+ + Mg2+)]
2. São Paulo: Saturação por Bases (V%)NC (t/ha) = (Ve x T/100) – SB;
- Relação Ca:Mg = 3:1 ou 4:1
- Teor de Mg2+ > 0,9 cmolc dm-3
Escolha do corretivo
LegislaLegislaççãoão:
Mínimo: 67% de PN e 45% de PRNT
Classificação do calcário (Teor de Mg)- Calcíticos: < 5 dag kg-1 (%) de MgO- Magnesianos: 5 – 12 dag kg-1 de MgO- Dolomíticos: > 12 dag kg-1 de MgO
NH4+
Solução do SoloPlanta e Microrganismo
Retido a CTC do Solo
Fixação minerais 2:1
Reação com MOS
Conversão a NH3(g)
Nitrificação
+O2
pH > elevado
FATORES QUE AFETAM A MINERALIZAÇÃO:
Umidade Cap. de campo! Cicloumedecimento/secagem
Reação do solo
Temperatura
Qualidade do substrato (MOS/Residuo) C/N (25:1)
NITRIFICAÇÃO
2NH4+ + 2O2 2NO2
- (nitrito) + 2H2O + 4H+
2NO2- + 2O2 2NO3
-(nitrato) + energia
FATORES QUE AFETAM A NITRIFICAÇÃO
NH4+ (Substrato)
O2 (Essencialmente aeróbio)
Umidade
Temperatura
pH (6,6 – 8,0) (?)
Nitrosomonas
Oxidação enzimática
Nitrobacter
Oxidação enzimática
PERDAS DE NITROGÊNIOVolatilização: NH4
+ + OH- NH3(g) + H2O
Desnitrificação: 2NO3- 2NO2
- N2O2- N2O N2
Lixiviação: NO3‐
FATORES QUE FAVORECEM A VOLATILIZAÇÃO
pH > 6,7
Urease
Capacidade tampão de acidez
Umidade
Temperatura
+4H+
-2H2O ++2H+
-2H2O + -H2O + -H2O ++2H+ +2H+
FATORES QUE FAVORECEM A DESNITRIFICAÇÃO
CONCENTRAÇÃO DE NO3-
Baixa pressão de O2
Alta disponibilidade de C-lábil
Excesso de umidade
LIXIVIAÇÃO
NH4+ CTC
NO3- ENERGIA DE ADSORÇÃO
ADUBAÇÃO NITROGENADA
1) FONTE:
2) DOSE:
3) MANEJO:
Transformações do nitrogênio no solo –disponibilidade
RECOMENDAÇÕES:
Curvas de resposta das culturas obtidas em cada classe de M.O. edeterminada em função dos fatores econômicos (RS e SC);
Conhecimento das condições anteriores de uso do solo e das características das espécies a serem adubadas e a quantificação física (dose) com base na análise econômica de experimentos existentes (PR);
Curvas de respostas (MG);
Classe de resposta a N, produtividade esperada e nos teores foliares de N (SP).
Modelos de simulação: Dose = f (Demanda, Suprimento do solo)
MANEJOMANEJO
Parcelamento: depende do ciclo e da demanda da cultua;
Uréia – cobrir o adubo – alta temperatura aumenta a atividade da urease reação + rápida > perda de N;
NH3 NH4
Aumento da demanda de N no Plantio Direto
Biomassa para cobertura demanda de N;
SPD com 5 anos > produtividade ⇔ > demanda de N.
Solo H+
pH
Formas de fósforo no sistema solo-planta, interdependências e equilíbrios.
P não‐lábil
P‐lábil
Fontes minerais
P‐solução
“retrogradação” solubilização
Fontes orgânicas
mineralizaçãoimobilização
(?)
Esquema representativo da adsorção do P por meio de ligações mono e bidentadas
Fosfato adsorvido(P lábil)
Ligação monodentada
Fosfato “irreversivelmente” adsorvido(P não-lábil)
Ligação bidentada ou binuclear
Formas de K no Solo
Kestrutural = 90% do K total;
Ktrocável = ligado as cargas negativas da superfície do solo;extraído com NH4OAc a pH 7,0; Kresina; Kdisponível (Mehlich-1)
Knão trocavel = HNO3(quente) – Ktrocável
Solo não adubado com potássio está forma restitui o Ktrocável
Pequenas adubações 60 - 80% do K absorvido vem do Knão trocável
SUSTENTABILIDADE???SUSTENTABILIDADE???
K+
Fatores que afetam a interação (adubo x solo x planta)
1. Adsorção- Teores de óxidos de Fe e Al;- Minerais de argila;
- Matéria orgânica;
2. Precipitação
(Al3+, Fe3+) + H2PO4- + 2H2O (Al,Fe)PO4 .2H2O + 2H+
3Ca2+ + 2H2PO4- Ca3(PO4)2 + 4H+ Retrogradação
3. Acidez
- Solubilização do fosfato natural;
1. Adubo em pó ou granulado
2. Localizada- 2 a 5 cm ao lado e abaixo da linha cultivo
3. A lanço- Pastagem e culturas perene- Não para K
4. Na cova: junto com calcário?
Modo de aplicação
Quando??
1. No plantio: após calagem
2. Parcelamento
- Fósforo ??? (em discussão);
- Potássio = f (ciclo e demanda da cultura; tipo
de solo)
1. Análise do solo;
2. Fase de desenvolvimento / idade da planta
3. Demanda da planta
- Cultura anual vs Hortícolas
4. Intensidade de produção
- Custo vs Produção
Quanto (kg ha-1)??
Formas de S no solo
Formas orgânicas:
Resíduos orgânicos decomposição de proteínas
aminoácidos livres: cisteína, cistina, metionina
Imobilização de S
- Adição de resíduo orgânico (<0,15% de S);
- Relação ampla C:S ou N:S;- Solos arenosos (Cerrado): > acumulo de S do que C e N;
- Adição de resíduo orgânico (<0,15% de S);
- Relação ampla C:S ou N:S;- Solos arenosos (Cerrado): > acumulo de S do que C e N;
Formas inorgânicas: - Solos bem drenados: SO4
2-
- Solos inundados: S2-
SO42-
adsorvido
Plantas
SO42- -
soluçãodessorção
adsorção Fontes orgânicas
mineralização
imobilização
Lixiviação
SO2
Fatores que afetam a adsorção de sulfato
pH: pH adsorção
Efeito direto MO adsorçãoMO:
Efeito Indireto MO complexação de Al e Fe adsorção
Al e Fe: Al3+e Fe3+ adsorção
Exigência a S: crescem conforme aumenta a disponibilidade de N e P
Interação positiva S x P
P
P0
S1
S0
Y Y
S
Fonte: Alvarez V. et al. (2010)
P1