Novas estratégias no manejo de enxofre e boro

Transcrição

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2 Novas estratégias no manejo de enxofre e boro Prof. Dr. Rafael Otto e Ac. Julia Savieto ESALQ-USP Eng o Florestal José Henrique Bazani 4tree Agroflorestal

3 Setor florestal

4 Setor florestal

5 Setor florestal

6 Fertilização representa 25 a 30% do custo de implantação e manutenção (Gonçalves, 2016) Nutrientes requeridos pelo Eucalipto N P K Ca Mg S Cu Fe Mn Zn B Mo Cl Ni

7 S Enxofre na planta Funções do S na planta: i) síntese de três aminoácidos essenciais (cistina, cisteína e metionina), base das proteínas e > 90% do S contido na planta ii) ativação de enzimas iii) síntese de vitaminas (biotina, tiamina, vitamina B1 e glutamina) iv) formação de lipídios glicosídeos v) formação de ligações dissulfídricas, que conferem resistência ao frio vi) síntese da clorofila e formação da ferredoxina, que funciona como transportador de elétrons na fotossíntese vii) fixação simbiótica de N e ativação das enzimas ATP-sulfurilase e APS-sulfotransferase envolvidas no metabolismo de S na planta Fonte: MARSCHNER (1995)

8 Exigência de Enxofre

9 Sintomas de deficiência (folhas novas) Coloração verde-clara, inclusive das nervuras Deficiência de N: Folhas Velhas Deficiência de S: Folhas Novas Fonte: Rocha et al. (2015)

10 Deficiência de Enxofre em Eucalipto Solos arenosos, com baixa matéria orgânica Região do cerrado (baixa MO e alto déficit hídrico) Florestas com elevada produtividade, mesmo em solos argilosos e manejadas sob cultivo mínimo - Fertilizantes NPK mais puros e concentrados (possuindo pouco ou nenhum S na sua constituição) - Redução na emissão de gases à atmosfera Fonte: Alvarez et al. (2007); Stevenson & Cole (1999); Rocha et al. (2015)

11 S é 10º elemento mais abundante no universo É o elemento mais abundante na crosta terrestre (0,06 a 0,1 % S) Enxofre no solo Ocorre naturalmente: - na forma de gesso (CaSO 4.2H 2 O) - na forma de pirita (FeS 2 ) em xistos, carvões, calcários e arenitos - na forma de S elementar em areias betuminosas - na forma de compostos salinos em formações sedimentares - como parte da matéria orgânica do solo O S é constituinte de todos os organismos vivos - Constituintes de aminoácidos - Proteínas e polissacarídeos - Vitaminas e hormônios Fonte: Havlin et al. (2005); Stevenson & Cole (1999)

12 Ciclo do enxofre no solo Mineralização Relação C/S < 200/1 Serapilheira C/S > 400/1 Fonte: Rocha et al. (2015)

13 Mais de 90% do S da camada superficial do solo encontra-se na forma orgânica (S-orgânico) Quanto mais matéria orgânica, mais S orgânico Porém as plantas absorvem o S na forma de sulfato (SO 2-4 ) Fonte: Klieman (1987; Lilienfein et al., 2000)

14 Mineralização do S orgânico Alto teor de S orgânico Pouco na forma de sulfato Exigência nutritional 30 a 50 kg ha -1 de S Fornecimento pelo solo 15 a 17 kg ha -1 de S Necessidade de adubação com S Fonte: Rocha et al. (2015)

15 Fertilizantes que contém enxofre

16 Benefícios do uso do gesso em Eucalipto i) redução da toxidez do alumínio em subsuperfície, promovendo aprofundamento do sistema radicular ii) fornecimento de Ca e S às plantas iii) carreamento de bases para as camadas mais profundas do solo iv) floculação da argila (melhoria das características físicas do solo) Para Eucalipto: ii) fornecimento de Ca e S às árvores iii) carreamento de bases para camadas subsuperficiais do solo * diminuição do Al é pouco relevante (Eucalipto é resistente ao Al) Fonte: Rocha et al. (2015)

17 Condições para uso do gesso em Eucalipto Plantações estabelecidas na região do cerrado Região que apresenta alta limitação hídrica Solo com teor de Ca em camadas > 30 cm inferior a 4 mmol c dm -3 NG (kg/ha) = 4 Ca x 20 x Prof cm x 10 %Ca gesso NG, necessidade de gesso em kg ha -1 4, teor desejado de Ca em mmol c dm -3 Ca 20-40, teor de Ca em mmol c dm -3 na camada de 20-40cm 20, massa de Ca (kg ha -1 ) necessária para aumentar 1 mmol c Ca dm -3 de solo Prof., espessura da camada que se pretende aumentar o teor de Ca (em cm). Recomenda-se 30 cm %Ca gesso, percentual de Ca no gesso (15%)

18 Novas estratégias para manejo do enxofre Enxofre elementar (S 0 ) * 95% S * Precisa sofrer oxidação para tornar-se disponível * Em condições de T o C e umidade elevadas, ocorre rapidamente S H 2 S SO 4 2- Enxofre elementar Oxidação do Enxofre Ácido Sulfídrico Sulfato Thiobacillus H 2 S + 1,5 O 2 + H 2 O H 2 SO 4 H + + SO 2-4 Thiooxidans

19 Taxa de oxidação do S elementar X?

20 Taxa de oxidação do S elementar

21 Aplicação de S elementar em plantio de Eucalyptus sp em solos arenosos Avaliação realizada aos 10 meses em Bataguassu/MS 14,5 14,7 Volume m 3 ha -1 12,4 11 kg S ha -1 13,7 156 kg S ha -1 13,1 22 kg S ha -1 12,7 56 kg S ha -1 13,8 89 kg S ha kg S ha kg S ha kg S ha -1 NPK Gesso Sulfurgran Tratamentos Fonte: Palacio et al (sd) - Addubare

22 Opções disponíveis no mercado Após 24 h Sem bentonita Com bentonita

23 Conclusões Assim como para culturas agrícolas, o Eucalipto exige quantidades semelhantes de enxofre e fósforo, demonstrando a importância do S Deficiência de S tem sido observada em áreas de Eucalipto, especialmente em solos com baixa matéria orgânica e florestas de alto rendimento Enquanto culturas agrícolas já utilizam gesso agrícola há décadas, somente recentemente este insumo tem sido usado em plantios de Eucalipto como fonte de Ca e S Enxofre elementar pastilhado apresenta alto teor de S com disponibilização gradual, sendo opção interessante para o Eucalipto. Porém deve-se utilizar fonte adequada (com argila expansiva)

24 Nutrientes requeridos pelo Eucalipto N P K Ca Mg S Cu Fe Mn Zn B Mo Cl Ni

25 B

26 Funções do boro na planta Epstein & Bloom (2006) Estrutura da parede celular (ligações pépticas) Exigência nutricional Reprodutiva > vegetativa Além disso (Blevins & Lukaszewski, 1998): Reprodução, formação do tubo polínico e germinação Fixação de nitrogênio (atividade da nitrogenase) Atividade de membranas (absorção de outros nutrientes) Crescimento radicular (diminuição da toxidez de alumínio) E outras funções: Transporte de açúcares (carboidratos) das folhas para órgãos de reserva

27 Deficiência de B tem se tornado comum Citros Eucalipto Cana-de-açúcar Mamão

28 Sintomas de deficiência de B Soja - B + B Milho Fonte: Sulboro

29 Sintomas de deficiência de B Nervuras salientes Folhas retorcidas e morte da gema apical Perda de dominância apical Bifurcação do tronco Quebra de ponteiros

30 Boro pode influenciar na eficiência hídrica do Eucalipto Taxa fotossintética Reduzindo os danos à membrana (Cakmak et al., 1995) Controle estomático aumentando a concentração de K + nas folhas Transpiração Reduzindo a perda de água Translocação de açúcares para o crescimento radicular aumentando a absorção de água e nutrientes Uso mais eficiente da água Fonte: Hodecker, B.E.R. COMPARISON OF DROUGHT STRESS RESPONSES OF TOLERANT AND SENSITIVE EUCALYPT GENOTYPES. Tese, UFV

31 Expansão para regiões secas

32 Deficiência hídrica vs deficiência de boro Deficiência de B normalmente associada ao secamento do solo, uma vez que o B é translocado nos vasos condutores do xilema (Hu and Brown, 1997) Entretanto, o Eucalipto continua absorvendo água de camadas mais profundas. Portanto, a deficiência de B não é devido à falta de absorção de água, mas sim à ausência de B nas camadas mais profundas do solo (Wikner, 1983; Tamminen and Saarsalmi, 2004) Camada superficial do solo seca mais rapidamente Aplicação foliar?

33 Mobilidade de redistribuição do boro Historicamente o boro foi considerado imóvel no floema Xilema: transporte a longa distância Floema: redistribuição B* Fonte: Marschner (2011)

34 Mobilidade de redistribuição do boro Historicamente o boro foi considerado imóvel no floema Altamente Móveis Parcialmente Imóveis móveis móveis N P S Ca K Cl Zn B Na Mg Cu Mn Fe Mo Entretanto, redistribuição do B depende da cultura

35 Mobilidade de redistribuição do boro Polióis (ou alcool-açúcares), são formas de açúcares encontrados em plantas

36 Mobilidade de redistribuição do boro B é móvel em árvores que usam sorbitol como forma de transporte de carboidrato (Brown & Hu, 1996) Complexos de B com manitol, sorbitol e frutose encontrados no floema de plantas com mobilidade do B (Hu et al., 1997) Também foi observado redistribuição do B em espécies como canola, girasol e tremoço-branco (Stangoulis et al., 2001; Matoh and Ochiai, 2005; Huang et al., 2008)

37 Mobilidade de redistribuição do boro Em Eucalipto, foi observado diferença entre clones na redistribuição de B, possivelmente associado à presença de manitol (São José et al., 2009) Aplicação de B em folha velha deficiente em B aumentou teor de B em folha nova emergida Aplicação foliar de ácido bórico + manitol foi mais eficiente em aumentar teor de B no tecido do que ácido bórico (São José et al., 2009)

38 Mobilidade de redistribuição do boro Atualmente considera-se que o Eucalipto apresenta mobilidade de boro no floema, que é dependente de clones e espécies (Hodecker et al., 2014; Gonçalves, 2016; São José et al., 2009) Aplicações foliares de B em regiões com deficit hídrico acentuado tem sido realizadas

39 Sensibilidade das espécies à seca do ponteiro

40 Efeito do boro na redução da seca do ponteiro LVA (20% argila) LE (45% argila) Fonte: Silveira (1999)

41 Efeito do boro na produtividade Dois níveis de adubação (Potencial e Reduzida) Ad. potencial A demanda de boro aumenta em florestas com alto índice de crescimento Ad. reduzida Fonte: Teluira (2009)

42 Recomendação de adubação com boro Pouco no plantio Mais em cobertura

43 Recomendação de adubação com boro

44 Recomendação de adubação com boro Para regiões com melhor distribuição de chuvas

45 Recomendação de adubação com boro Para regiões com deficit hídrico intenso

46 Matérias-primas: minérios e concentrados minerais naturais Colemanita borato de cálcio (CaB 4 O 7.6H 2 O) Hidroboracita borato de cálcio e magnésio (CaO.MgO.3B 2 O 3.6H 2 O) Ulexita borato de cálcio e sódio (Na 2 O.2CaO.5B 2 O 3.16H 2 O) Kernita borato de sódio (Na 2 B 4 O 6 (OH) 2.3H 2 O)

47 ULEXITA HIDROBORACITA COLEMANITA Fertilizantes com Boro EXTRAÇÃO E MOAGEM Beneficiamento físico do mineral natural COLEMANITA HIDROBORACITA ULEXITA 10% B 10% B 10% B CALCINAÇÃO DISSOLUÇÃO EM ÁGUA RETIRA IMPUREZAS H 2 SO 4 FUSÃO SILICATO B SILICATADO min. 1% B H 2 SO 4 PARCIAL OXISULFATO min. 1% B ÁCIDO BÓRICO 17% B NaOH OCTABORATO DE SÓDIO PENTABORATO DE SÓDIO TETRABORATO DE SÓDIO (BÓRAX) 20% B 18% B 10% B SOLVENTES ORGÂNICOS BORATO DE MONOETANOLAMINA 15% B

48 Fertilizantes com boro Ácido Bórico: H 3 BO 3 (17,5% B), PS = 5,0 kg/100 L Octaborato de sódio: Na 2 B 8 O 13.4H 2 O (20% B), PS = 10,0 kg/100 L Boro Monoetalonamina: 135 a 150 g B/L Adubação Fluida Bórax: Na 2 B 4 O 7.10H 2 O Ulexita: NaCaB 5 O 9.5H 2 O Colemanita: CaB 4 O 7.6H 2 O Hidroboracita: CaO.MgO.3B 2 O 3.6H 2 O Adubação Sólida 10% B

49 Octaborato de sódio (mais solúvel do que ácido bórico, mas aumenta ph da solução) Boro monoetanolamina já vem na forma fluida (boro complexado)

50 Conclusões Manejo adequado do S e B: potencializar a produtividade Mobilidade do B e regulação do deficit hídrico: novas perspectivas no manejo do B B via solo é mais eficaz; aplicações foliares podem ser úteis em regiões com elevado deficit hídrico: fontes solúveis de B S elementar: opção interessante ao gesso agricola (> concentração e < frete)

51 OBRIGADO! Prof. Dr. Rafael Otto