POTÁSSIO. Potássio Nutrição Mineral de Plantas

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1 POTÁSSIO Potássio

2 COMPOSIÇÃO QUÍMICA MÉDIA DA CROSTA TERRESTRE NA PROFUNDIDADE DE 0 16 KM (MENGEL & KIRKBY, 1987) Sétimo elemento em abundância no mundo Solo 0,3 a 30 g kg -1 solo

3 Depósitos de K Potássio

4 Carnalita -KCl.MgCl 2.6H 2 O Silvita -KCl 17% K 2 O 63% K 2 O

5 POTÁSSIO NO SOLO Potássio

6 K no solo Teor de K depende de: Material de origem Deficiência aumenta: Granito Basalto Arenito Grau de intemperismo

7 Fontes de K Micas Biotita e Muscovita Granito Feldspato

8 Formas de K no solo K estrutural Minerais 1 os e 2 os Intemperismo K fixado Retido na estrutura de minerais 2:1 Não trocável K K K K K O K se encaixa exatamente nos espaços devido ao seu raio iônico. Ali fica fortemente retido - Indisponível.

9 Formas de K no solo K trocável Fração ligada às cargas negativas Ligação eletrostática Reserva imediata - Fonte de maior interesse para a nutrição K K K K K K

10 Formas de K no solo K solução Prontamente disponível [ ] inferior a 20 mg L -1 Solução do solo K K K K K K K K K Trocável K

11 CONCENTRAÇÃO DE POTÁSSIO NA SOLUÇÃO DO SOLO E ADSORVIDO À MINERAIS DE ARGILA K disponível

12 DISTRIBUIÇÃO PERCENTUAL ENTRE AS FORMAS DE POTÁSSIO NA CAMADA ARÁVEL (0-20) DE ALGUNS SOLOS DA REGIÃO SUL Potássio Classificação K total Mmol kg- 1 K estrutural % total K nãotrocável % total K Trocável % total K Solução % total Neossolo litólico Distrofico típico Luvissolo Hipocrômico órtico típico Planossolo Háplico Eutrófico solódico Argissolo vermelho Eutrófico latossólico ,1 1,5 0,4 < 0, ,3 0,4 < 0, ,1 0,5 0,5 <0, ,2 2,7 1,8 0,3 Fonte: Natchigall& Vahl(1989) citado por Melo et. al (2009)

13 K total no solo e absorvido pelo azevém perene Solo Mat. Origem K total --- K absorvido pelo azevém* --- K trocável K não-trocável Total mg kg Lat. Vermelho distroférico típico Basalto Lat. Vermelho distroférico típico Basalto Neossolo Litólico Eutrófico chernossólico Argissolo Vermelho distrófico latossólico Oliveira et al. (1971). *Em sete cortes Basalto Arenito-argilito

14 Dinâmica do K no solo PLANTA FERTILIZANTES K SOLUÇÃO RÁPIDO K TROCÁVEL LENTO K NÃO- TROCÁVEL MUITO LENTO K EM MINERAIS K DISPONÍVEL RAPIDAMENTE K DISPONÍVEL LENTAMENTE K LIBERADO SOMENTE PELO INTEMPERISMO LIXIVIAÇÃO

15 POTÁSSIO NA PLANTA Potássio

16 K na planta Elemento de maior mobilidade no sistema solo-planta-atmosfera Absorvido na forma iônica K+ É o cátion mais abundante dentro das plantas Teores variam entre 6 e 50 g kg -1, com teores médios de 10 e 30 g kg -1

17 Extração e Exportação de K Cultura Conteúdo de K Planta inteira Removido pela kg t -1 Arroz (irrigado) 33,4 5,3 Milho 18,2 4,8 Trigo (sequeiro) 19,9 3,5 Algodão 24 6,9 Café Feijão 60,5 15,0 Soja 32,1 18,8 Cana-de-açúcar Pauletti, 2004; Malavolta, Parte Colhida % Removida 15,87 26,37 17,59 28,75 51,92 24,79 58,57 36,36

18 Teores adequados em algumas culturas Potássio Cultura Teor foliar adequado (g kg -1 ) Abóbora Algodão Alfafa Arroz Aveia Banana Batata Café Cana-de-açúcar Feijão Maçã Melancia Milho Soja Tomate Teores variam de 15 a 65 g kg -1 (folha índice)

19 Mecanismo de contato Nutrientes Interceptação radicular % Fluxo de massa Difusão Fósforo 3,5 2,6 93,9 Potássio 0,9 10,1 89,0 Cálcio ,5 - Magnésio 10,9 172,3 - Fonte: Vargas et al (1983) citado por Meurer (2007)

20 Absorção - Passiva Canais (principal) Proteínas que formam poros preenchidos por águas Específico para íons e água São portões que se abrem e fecham Permitem a passagem de até 100 milhões de íons por segundo

21 Absorção Potássio

22 Absorção - Ativa Ocorre contra um gradiente de concentração (morro acima) O elemento passa pela membrana celular O elemento passa para o citoplasma da célula Introdução de energia do sistema (ATPase) Bombas iônicas e carreadores

23 Mecanismo duplo para absorção de K

24 Absorção Interação entre nutrientes Compete por sítios de absorção NH 4+, Ca 2+ e Mg 2+ A diminuição de um cátion resulta em maior absorção de outro

25 Redistribuição Move-se no floema das folhas para outros órgãos (regiões de crescimento e armazenamento), geralmente em companhia de um ânion (ácidos orgânicos R-COO - ) Move-se dos tecidos mais velhos para os mais novos

26 Redistribuição Quase todo K em forma solúvel: facilidade de redistribuição Sintomas nas folhas mais velhas

27 CONCENTRAÇÃO E FORMAS DE POTÁSSIO NA SOLUÇÃO DO SOLO, XILEMA E FLOEMA DAS PLANTAS Nutriente Solução do Solo Conc. (μm) Valores Médios Forma Conc. (μm) Xilema Forma Conc. (μm) Floema Forma Potássio K K nd

28 FUNÇÕES DO POTÁSSIO NA PLANTA

29 Funções do K Compostos Predomina na forma iônica, compostos desconhecidos Movimento estomático Fotossíntese e translocação de fotossintetizados Ativador de mais de 60 enzimas (sintetases, oxirredutases, desidrogenases, transferases, cinases) Metabolismo do nitrogênio Resistência

30 Funções - Movimento estomático Aumento na concentração de K + nas células guarda resulta em absorção de água das células adjacentes que correspondem em aumento da célula guarda e a abertura estomatal.

31 MOVIMENTO ESTOMÁTICO Potássio Concentração de íons (K, Cl e P) nas células guardas com estômatos fechados e abertos (Humble & Raschke, 1971)

32 Funções Movimento estomático K fortalece as plantas contra a seca Habilidade em alterar a transpiração mediante alterações ambientais Mediante calor e clima seco, o K possibilita o rápido fechamento dos estômatos Plantas com deficiência de K levam até 40 para fechar os estômatos

33 Funções Fotossíntese e Translocação de fotossintatos Influencia a síntese da enzima Ribulose Difosfato Carboxilase (Rubisco) Capta o CO 2 do ar e um açúcar existente na célula É o primeiro passo para o Ciclo de Calvin Fixação CO 2 do em sua forma orgânica Translocação de açúcares no floema Contribui para a pressão osmótica total aumentando a taxa de fluxo de fotossintatos da fonte ao dreno

34 FOTOSSÍNTESE E TRANSLOCAÇÃO DE SINTETIZADOS Potássio Efeito do K no substrato (1 e 10 mm) sobre a translocação do Carbono fornecido ao tomateiro (Moorby & Besford, 1983)

35 Funções Ativação enzimática Mudança na conformação da molécula exposição de sítios ativos NH 4+, Cs + e Rb + podem substituir

36 ATIVAÇÃO ENZIMÁTICA Potássio Enzimas em Plantas Superiores Ativadas pelo Potássio (Wyn Jones & Pollard, 1983) ENZIMA Quinase pirúvica 8-Fosfofrutoquinase Sintetase de Succinil-CoA Sintetase de Glutamil- Cisteína Sintetase de ADP-Glucose- Amido Pirofosforiliase de ADP- Glucose Fosfohidrolase de Pirofosfato Fosfohidroliase de ATP REAÇÃO CATALIZADA Fosfoenolpiruvato + ADP Piruvato + ATP Frutose 6-P + ATP Frutose 1,6DiP + ADP Succinato + CoA + ATP Succinil-CoA + ADP + Pi Glutamato + Cisteína + ATP Glutamil-Cisteína +ADP + Pi ADP-Glucose + (1,4αD-Glucosil)8 (1,4αD- Glucosil)8+1 + ADP ATP + D-Glucose 1-P Ppi + ADP-Glucose H2O + PPi 2Pi H2O + ATP ADP + Pi

37 METABOLISMO DO NITROGÊNIO Teores de aminoácidos, aminas, N total, proteínas e potássio em folhas de Gergelim, influenciados pelo nível de K (Adaptado de Crocomo & Basso, 1974)

38 Acúmulo de aminoácidos livres inclusive da tirosina, oxidada para dihidroxifenilalanina (DOPA) causando a cor escura Araína Hulmann Batista

39 METABOLISMO DO NITROGÊNIO Potássio Deficiência de potássio e acumulação de formas de Nitrogênio em Alface Efeito Tratamento Completo Deficiente em K NO NO NH

40 Funções - Resistência Doenças de plantas minimizadas pelo adequado suprimento de Potássio (Huber & Arny, 1985)

41 Funções - Resistência K + x Doenças Menor efeito de estresse hídrico Menor acúmulo de açúcares e aminoácidos Menor ph da rizosfera Aumenta absorção de Mn, Zn e Si diminui o mal-dopé no trigo

42 SINTOMAS DE DEFICIÊNCIA Potássio

43 Sintomas Folhas verde-escuras ou azul-esverdeadas Manchas necróticas Necrose marginal ou murcha da folha Crescmento prejudicado Morte das gemas laterais

44 Sintomas Soja e Café(IPNI) Tomateiro (Epstein e Bloom, 2006)

45 Sintomas Batata (Asscheman et al., 1996)

46 Arroz e Feijão (Malavolta et al., 1974) Potássio

47 Deficiência de K em milho

48 Deficiência de K em soja

49 Sintomas nas folhas e cachos (raquíticos, frutos pequenos e finos, maturação irregular e polpa pouco saborosa) Potássio

50 Doença x Deficiência de K Sintomas similares Antracnose

51 ADUBAÇÃO Potássio

52 Adubação Dose Tipo de fertilizantes Época de aplicação

53 Adubação Dose Teor de K no solo Espécie cultivada Expectativa de rendimento Adubação corretiva Teores muito baixos

54 Adubação Época de aplicação Geralmente na semeadura Parcelada Solos arenosos Baixa CTC Doses muito altas Concentração salina elevada Métodos Em linha A lanço Cobertura Incorporado Quantidade depende do tipo de argila no solo

55 Adubação Foliar Não aumenta a produtividade Aumento da coloração de frutos

56 Adubos potássicos Cloreto de Potássio (KCl) Mais utilizado 60% de K 2 O Possui elevado índice salino Sulfato de Potássio (K 2 SO 4 ) Segundo mais utilizado Fumo e Batatinha 50% de K 2 O Nitrato de Potássio (KNO 3 ) 13% N e 44% K 2 0 Baixo índice salino Pulverizações foliares Sulfato Duplo de K e Mg (K 2 SO 4.2MgSO 4 ) 22% de K 2 0, 11% de Mg e 22% de S

57 Depósitos de K Potássio

58 Reservas mundiais de potássio (milhões de t) (reservas que atualmente são economicamente viáveis) Canadá Rússia Bielorússia Alemanha Brasil Outros

59 Reservas de potássio no Brasil Estado K 2 O (milhões t) Amazonas Sergipe Tocantins 6 Total

60 Adubação Fertilizantes orgânicos - esterco Pequena concentração de K (2 a 4%) Material orgânico N P 2 O 5 K 2 O Matéria seca % (m m -1 ) Cama de aves (1) 3 3,0 3,0 2,0 70 Cama de aves (3) 3,2 3,5 2,5 70 Cama de aves (6) 3,5 4,0 3,0 70 Esterco sólido de suínos 2,1 2,8 2,9 25 Esterco fresco de bovinos 1,5 1,4 1,5 15 Esterco de ovinos 1,4 1,0 2, kg m -3 de churume Esterco líquido de suínos 4,5 4,0 1,6 6 Esterco líquido de bovinos 1,4 0,8 1,4 4,6 COMISSÃO DE FERTILIDADE DO SOLO RS/SC, 1994

61 Adubação Material orgânico N P 2 O 5 K 2 O Matéria seca kg m -3 de churume % Esterco líquido de suínos 4,5 4 1,6 6 Esterco líquido de bovinos 1,4 0,8 1,4 4,6 -Entrada d água Muita Variação -Alimentação -Armazenamento -Número de lotes

62 Liberação dos nutrientes Nutriente Índice e eficiência 1º cultivo* 2º cultivo* 3º cultivo* N 0,5 0,2 - P 2 O 5 0,6 0,2 - K 2 O *Cultivos em relação ao aproveitamento do fertilizante aplicado para os três cultivos. Fonte: COMISSÃO DE FERTILIDADE DO SOLO RS/SC, 1994.

63 Resposta à adubação Feijão carioca (Sguario-Jr et al., 2006)

64 Feijão Número de ensaios com e sem resposta a aplicação de K na cultura do feijoeiro, por estado. Dados citados por Vieira e Vieira, MG SP PR Total Com resposta Sem resposta

65 Soja Potássio

66 Soja Produtividade da soja cultivada em sistema de plantio direto, em função de doses e formas de aplicação de K, em Turvelândia, Goiás (Bernardi et al., 2009)

67 Algodão (Freitas et al., 2007)

68 Resumo Forma absorvida: K + Mobilidade de Redistribuição: Móvel Teores Médios: g kg -1 Funções nas plantas: Ativador enzimático, regulação osmótica, fotossíntese Características de deficiência: Queima do bordo das folhas mais velhas