Micronutrientes para o cafeeiro: tópicos para discussão

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1 Micronutrientes para o cafeeiro: tópicos para discussão ESALQ - USP Produção Vegetal julho Prof. Dr. José Laércio Favarin Pesquisador Milton Ferreira Moraes Mestrando Tiago Tezotto

2 Calagem Interação com micronutrientes ph CaCl 2 Cobre Zinco % 4, , Barbosa et al. (1992) variáveis 0-20 cm ph CaCl 2 3,9 Ca - cmol dm -3 1,2 Mg - cmol dm -3 0,5 Raij (1992) 0-5 cm 6,0 8,1 3,6 No cafezal pode ocorrer ph elevado nos primeiros 10cm profundidade pela aplicação superficial de calcário opção produto PRNT 100% Resultados da análise de solo dos primeiros 20 cm levará, nas condições acima, a aplicação de calcário sobre calcário P e micronutrientes? Nessas condições: menor eficiência das fontes de micronutrientes aplicadas na superfície do solo do cafezal

3 Metabolismo vegetal Fisiologia do crescimento - AIA + O crescimento significativo depende da expansão celular, que varia com a extensibilidade da parede celular que é f [AIA] A produção AIA depende de triptofano, que para ser formado precisa de zinco Na parede celular são encontrados, aproximadamente, 60% do B total (Hu & Brown, 1994) explicando a função de ligante de compostos da parede

4 Zinco no cafeeiro Aplicação solo ou foliar? Remoção H 2 O % Zn Mn Cu Chamel & Gambonnet (1982) Tratamentos M 4 safras Zinco scs ha -1 mg dm -3 2 mg kg -1 Sem Zn (5,9 mg dm -3 ) 1 49,6 13,5 11,0 2x ZnSO 4 + KCl (0,5%) 48,8 16,4 24,0 4x ZnSO 4 + KCl (0,5%) 44,3 17,1 48,0 1x ZnSO 4 (2,5%) - tronco 50,9 14,3 7,0 Garcia & Fioravante (2004) 1 Mehlich: 4/6 mg dm /20 mg kg -1 Zn Ramos do cafeeiro acumulam Zn, de onde podem ser redistribuídos às folhas solo 4 mg dm -3 Zn não responde aplicação foliar (Malavolta, 1995) Retenção cuticular varia com a espécie e nutriente, conforme dados obtidos em macieira, em que a lavagem removeu 100% Mn, 80% Zn e 40% do Cu como fica interpretação?

5 Redistribuição do Zn Formas de aplicação Zinco (1) 4,8 115,6 193,3 328,2* Folha 10,0 13,0 11,8 20,2 Ramo 26,2 39,5 83,0 217,0 Fruto mg dm -3 mg kg -1 sacas ha -1 (128 DAP) 4,0 5,3 5,0 6,3 59,9a 45,6a 55,1a 27,4b Tezotto & Favarin (2010) (1) DTPA (1,3/2,3) *morte plantas Doses altas Zinco, em estudo de contaminação, não houve aumento do teor foliar - o ramo foi o local de acúmulo de Zn (Tezotto & Favarin, 2010) Redistribuição do Zn dos órgãos de reserva para as partes novas, em citros, foi cerca de 40% em plantas bem nutridas (Sartori, 2007)

6 Absorção e translocação Fontes de micronutrientes Processos 65 Zn - µg planta -1 Cloreto Nitrato Sulfato Quelato Absorção 1 613,3 352,7 73,3 215,7 Transporte 4,0% 6,5% 28,8% 26,8% raízes 2,3 2,0 4,3 18,7 folhas abaixo 5,0 5,0 3,7 31,0 folhas acima 8,0 6,7 5,7 16,7 Total 638,8 377,3 95,0 294,7 Malavolta et al. (1995) - 1 Par de folhas aplicado 65 Zn A absorção (teor foliar) de nutrientes das fontes a base de cloreto e nitrato são superiores ao quelato e este ao sulfato (Malavolta et al., 1995) A absorção, mesmo sendo menor para o sulfato não é problema, pois compensa no processo de transporte, equivalente ao quelato

7 Metabolismo vegetal: fotossíntese - ATP Reposição elétrons do PSII e gradiente prótons estroma ADP + Pi NADP NADPH e - ATP H + e - tilacóide PSII e - PSI e - e - PC PC 2 H 2 O O 2 + 4H + 4H + lúmen

8 Cobre no cafeeiro Plastocianina e deficiência de cobre Cu 2+ Plastocianina Transporte e - mg kg -1 ηmol μmol -1 clorf 6,9 2,4 3,8 1,1 Ayala & Sandmann (1988) PSII PSI Cu mg kg -1 PPO Oxidase AIA 7, ,4 26 Davis et al. (1978) % do cobre foliar estão presentes nas proteínas responsáveis pelo transporte de elétrons entre o PSII e PSI as plastocianinas AIA-oxidase regula a [AIA] em plantas bem nutridas de Cu, na sua falta afeta a ação reguladora excesso AIA causa expansão excessiva do limbo foliar, com formação de costelas e calhas

9 Cobre no cafeeiro Condições de deficiência e resposta Locais ph MO % Cu B mg dm -3 Zn Mn 1 5,5 5,2 0,0 0,8 5,6 9,1 2 5,4 5,0 0,2 1,4 4,8 8,9 3 5,1 4,8 0,1 0,7 5,7 8,8 Manhuaçu, MG - Zn: 4/6 ; Cu: 1/1,5; Mn: 10/15 e B:0,4/0,6 A baixa disponibilidade de cobre: (1º) solo arenoso; (2º) solo argiloso - alto teor de matéria orgânica, causa uma forte complexação Cu e (3º) pode ocorrer no consórcio cafeeiro-braquiária? O cafeeiro apresenta grande potencial resposta à aplicação cobre (Malavolta & Klingman, 1984) - menos cúpricos foliar causa deficiência?

10 Cobre no cafeeiro Aplicação no solo x foliar Remoção H 2 O % Zn Mn Cu Chamel & Gambonnet (1982) Tratamentos Sem aplicação Cu 32,6b 7, kg ha -1 CuSO 4 36,9b 8,7 100 kg ha -1 CuSO 4 34,2b 8,7 800 kg ha -1 CuSO 4 37,0b 9,3 2 2x CuSO 4 foliar (0,5%) Amaral et al. (2002) - M 6 safras scs ha -1 50,7a 1 10 g planta -1 em 3 anos Cu foliar mg kg -1 26,0 2 anualmente Em solo com alto teor de matéria orgânica não houve resposta a sua aplicação no solo pela forte complexação do Cu 2+ (Amaral et al., 2002) Os autores, no entanto, conseguiram elevar a concentração foliar (?) e a produtividade com 2 aplicações foliares de sulfato cobre a 0,5%

11 Cu Cobre mg kg -1 7,1 1,0 Lignina % 6,5 3,3 Robson et al. (1981)

12 Metabolismo vegetal: fotossíntese - ATP Reposição elétrons do PSII e gradiente prótons estroma ADP + Pi NADP NADPH e - ATP H + e - tilacóide PSII e - PSI e - 4e - 2 H 2 O O 2 + 4H + 4H + PC PC lúmen 4 Mn

13 Manganês no cafeeiro Condição de deficiência x resposta Fe Mn mg kg Favarin (2006) Tratamentos Sem Mn (< 10 mg kg -1 ) 42 MnSO g planta MnSO 4 (1,0 %) - 2x Produção Litros 20 plantas Matiello & Vieira (1993) - Mn solo: 5 mg dm -3 Sob umidade elevada, dentro do período chuvoso, ocorre competição entre Fe x Mn, pois em ambiente redutor: Fe 2+ >>> Mn 2+ ; assim como sob calagem excessiva ou as duas condições associadas Uma maneira eficiente de fornecer Mn ao cafeeiro é por aplicações foliares, quando diagnosticada a sua necessidade (Matiello & Vieira, 1993)

14 Metabolismo secundário Defesa vegetal Alto N CH 2 O C. fenólicos + A. aromáticos N-org Ciclo Krebs Mn, Cu Ác. chiquímico ou Acetil CoA - Ni Formação de compostos fenólicos que ajudam na defesa da planta depende de Mn e Cu na rota do ácido chiquímico, enquanto pela rota do Acetil-CoA é necessário Ni

15 Metabolismo vegetal Fisiologia do crescimento - AIA + O crescimento significativo depende da expansão celular, que varia com a extensibilidade da parede celular que é f [AIA] A produção AIA depende de triptofano, que para ser formado precisa de zinco Na parede celular são encontrados, aproximadamente, 60% do B total (Hu & Brown, 1994) explicando a função de ligante de compostos da parede

16 Boro no cafeeiro Condições de deficiência x resposta Tratamentos M 3 safras Boro scs ha -1 mg dm -3 Sem boro (0,39 mg dm -3 ) H 3 BO 3 (0,5%) - 4x (1) H 3 BO 3-3 kg ha -1 H 3 BO 3-6 kg ha -1 H 3 BO 3-9 kg ha -1 H 3 BO 3-9 kg ha -1 + (1) 44,4 43,6 43,0 42,4 48,2 44,3 0,4 0,6 0,5 0,4 0,5 1,0 Garcia & Fioravante (2003) - Boro solo: 0,4/0,6 O cafeeiro responde a aplicação de boro, pois os solos são pobres, em particular, os solos arenosos - baixo teor de matéria orgânica Solos de textura média/argilosa pode aplicar no solo, e em textura arenosa, fazer no solo (ulexita) e foliar e/ou foliar 3/4 aplicações

17 B das reservas - % Boro no cafeeiro? Experimento em citros out. - jun B reservas - mg kg -1 Folhas Flores Boaretto (2006) Contribuição das reservas durante o período vegetativo foi da ordem de 30 a 35% do B foliar, que equivale a 15 a 20 mg kg -1 (Boaretto, 2006) 40 a 50% do B nas flores vieram das reservas, ou 25 mg kg -1 B (Boaretto, 2006). Nas flores de citros tem 56,7 mg kg -1 de B (Malavolta et al., 2006) e na de cafeeiro 37,3 mg kg -1 de B (Malavolta et al., 2002)

18 Absorção 10 B - % Boro no cafeeiro? Experimento em citros 8 6 Tempo Controle Folhas velha aplicada mg kg a 54c 10 Bppf % horas 101a 75b 20 Boaretto (2006) 24 horas 110a 82ab Dias 30 dias Boaretto (2006) 102a 90a 27 Boro aumentou somente nas folhas fertilizadas, e do B presente na planta cerca de 30% veio do 10 B aplicado (Boareto, 2006) o restante foi provido pelas reservas e o solo Da quantidade de 10 B depositada nas folhas absorveu 9% em 30 dias com a máxima absorção em 16 horas após aplicação (Boaretto, 2006)

19 Molibdênio no cafeeiro? Solo e uso de gesso agrícola S-SO 4 - kg ha -1-1 Mo - mg kg sem com 60 3,6 2,4 Mc Leod & Gupta (1994) O molibdênio é o menos abundante nos solos, em especial quando são ricos em óxidos de ferro ou em matéria orgânica (Malavolta, 1980) Gesso aumenta a quantidade de sulfato, que compete pelo mesmo sítio de absorção do molibdênio complementar Mo via foliar?

20 RN µmol NO 2 - h -1 g -1 MF Molibdênio no cafeeiro? Metabolismo do N 0,4 Netto (2010) 180 NO 3- + RN (Mo)... Gln 0,3 0,2 0, NO 3 - mg kg -1 0, Dias após adubação 20 Na seiva xilema do cafeeiro foi encontrado 57% N (NO 3- ), Asn (30,5%), Gln (6,9%) e ureídeos (5,6%) (Mazzafera & Gonçalves, 1999) Mo foliar? Dose alta N pode ser uma condição que o cafeeiro responda ao Mo em solos arenosos e/ou com alto teor de óxido de ferro Mo foliar? Assimilação de N depende da atividade redutase do nitrato, que contém Mo deficiência Mo acumula nitrato nas folhas (Malavolta, 1980)

21 Níquel no cafeeiro? RN µmol NO 2 - h -1 g -1 MF Assimilação de N 0,4 Netto (2010) 180 0,3 0,2 0, NO 3 - mg kg -1 0, Dias após adubação 20 Na seiva xilema do cafeeiro foi encontrado 57% N (NO 3- ), Asn (30,5%), Gln (6,9%) e ureídeos (5,6%) (Mazzafera & Gonçalves, 1999) Mo foliar? A energia para a RN depende da ação da malato desidrogenase, cuja atividade precisa de Ni ação indireta do Ni na assimilação de N Ao redor de 47% do fluxo de N nas plantas se dá via uréia, reciclado pela ação da urease (Pollaco & Holand, 1993) atividade dependente Ni

22 Urease Níquel no cafeeiro Hidrólise da uréia: CO 2 + NH 3 Glutamina GS Glutamato CO NH 3 Ni Ornitina Alantoína Ácido Alantóico Ureídeo glicolato Xantina NH 3 + CO 2 Purina Glioxalato + Uréia urease 2 NH 3 + CO 2 Ni Uréia arginase Ciclo da Ornitina Arginina Bai et al. (2006) Plantas deficientes de Ni acumula uréia, e a NH 3 aplicada/endógena está relacionada com o florescimento e produção (Malavolta & Moraes, 2005)

23 Níquel no cafeeiro? Aplicação no solo Ni mg dm -3 0,2 35,1 108,1 100,6 Folha mg kg -1 2,5 16,0 23,0 46,5 Proteína Tezotto & Favarin (2010) Níquel 0,2 35,1 108,1 Folha 2,5 16,0 23,0 Ramo mg dm -3 mg kg -1 sacas ha -1 (128 DAP) 3,0 7,8 16,9 Fruto 0,9 2,9 3,2 59,9a 55,1a 58,3a 100,6 46,5 18,0 4,7 58,0a Tezotto & Favarin (2010) - toxidez: 25 a 50 mg kg -1 Análises 38 amostras de solos do Estado de São Paulo apresentaram teor Ni (DTPA) inferior 1,4 mg kg -1 baixo teor de Ni (Malavolta & Moraes, 2007) Deficiência Ni (< 7/10 mg kg -1 ): (1º) solo pobre; (2º) altos teores de Ca, Mg, Cu e Zn inibe a absorção Ni; (3º) ph > 6; e (4º) alto teor de P

24 ET Mn - % ET Si - % Silício no cafeeiro Eficiência translocação 80 Pozza et al. (2009) Pozza et al. (2009) 40 0,0 M. Novo Catuaí Icatu 0,4 0,8 1,2 CaSiO 3 g dm -3 0,0 0,4 0,8 1,2 CaSiO 3 g dm -3 E. translocação do Catuaí e Icatu são menores do que no M. novo sem Si, mas aumenta linearmente com dose Si, enquanto no Mundo novo é máxima com 0,6 g dm -3 ou kg ha -1 Si Eficiência de translocação do Mn pelos cultivares diminui com dose de Si aplicada foliar de Mn?

25 Fenologia Fase reprodutiva Temperatura Cu 2+ Mn 2+ Zn 2+ absorção foliar: μmol g -1 h -1 30ºC 5,1 5,2 5,8 10ºC 1,9 2,0 1,9 inibe respiração 1,1 0,9 1,3 Bowen (1969) Na pré-florada e florada a eficiência absorção de nutrientes é reduzida, via solo e foliar, época da 1ª aplicação repetir as aplicações foliares A absorção foliar é prejudicada em temperatura entre 17 a 20 o C, pois é um processo ativo e depende de ATP produzido pela respiração f (T) Em razão da baixa eficiência da absorção do solo, aplicar via foliar Zn, Mn e Cu, por volta de 3 a 4 aplicações por ano, conforme a necessidade

26 Obrigado e Sucesso! Prof. Dr. José Laércio Favarin jlfavari@esalq.usp.br ESALQ - USP Produção Vegetal julho Departamento de Produção Vegetal Piracicaba, SP

27 Silício no cafeeiro Eficiência nutricional Cultivares Catuaí M.Novo Icatu E. absorção: µg g -1 B 0,31a 0,29b 0,20c Cu 0,02c 0,06b 0,08a Zn 0,11c 0,54b 1,10a Si 0,02b 0,05a 0,04a E. translocação: % B 51,4b 62,1a 52,9b Cu 57,9a 19,3c 52,9b Zn 49,1a 11,4b 50,6a Si 54,3b 65,7a 45,0c Pozza et al. (2009) Eficiência de absorção e translocação de silício varia com a cultivar do cafeeiro M. novo > Catuaí > Icatu

28 Absorção do solo Adubação foliar no solo E. linha P. copa Boaretto 10 cm Teor Zn: 1,5 0,8 0,3 mg dm -3 (DTPA:1,2/2,3) Dados obtidos em pomares de citros de 3/20 anos, média de 10 pomares, com duas foliares por ano em cafeeiro são 3 a 4 aplicações Lavouras submetidas a várias pulverizações ao ano, depois alguns anos podem atender a demanda de nutrientes via solo, sem foliar?

29 Silício no cafeeiro Eficiência translocação EA Mn - µg g -1 0,8 0,7 0,6 0,5 0 Pozza et al. (2009) 0,0 0,0625 0,125 0,25 0,5 1,0 CaSiO 3 - g dm -3 xx xxxx xxx x

30 Penetração: % do aplicado Penetração: % do aplicado Penetração e estômatos abertos 80 Rosolem (2010) 2, estômatos mm -2 2,0 1,5 1,0 20 0,5 0 Adaxial Abaxial Folha UR - %

31 Teor de Micronutrientes Interpretação X G Elemento mg dm -3 Extrator Baixa Média Alto/ Adequada Muito Alta B HCl 0,05M ou Mehlich 1 H 2 O quente <0,3 <0,2 0,31-0,70 0,21-0,60 0,71-1,0 0,61-1,10 >1,0 1,2-3,0 Cu Mehlich 1 DTPA <0,5 <0,2 0,51-1,0 0,3-0,8 1,1-1,5 0,9-1,5 >1,5 1,6-15 Mn Mehlich 1 DTPA <5,0 <1,2 5,1-10,0 1,3-5,0 10,1-15,0 5,1-9,0 >15, Zn Mehlich 1 DTPA <2,0 <0,5 2,1-4,0 0,6-1,2 4,1-6,0 1,3-2,3 >6,0 2,4-15 Lopes (1999) Abreu et al. (2005)

32 Penetração: % do aplicado Penetração: % do aplicado Penetração e estômatos abertos 80 Rosolem (2010) 2,5 60 2, estômatos mm -2 Adaxial 80 estômatos mm -2 Abaxial ,5 1,0 0,5 0 Folha UR - %

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34 ABSORÇÃO PROPRIAMENTE DITA Velocidade de absorção foliar de nutrientes Nutriente Nitrogênio Fósforo Potássio Cálcio Magnésio Enxôfre Cloro Ferro Manganês Molibdênio Zinco Tempo para 50 % de absorção 1 ½ - 36 horas 16 horas 15 dias 10 horas 4 dias 2 4 horas horas 16 horas 4 dias 1 4 dias dias 1 2 dias dias 1 2 dias

35 Formação de matéria seca CO 2 + H 2 O mesófilo HCO 3- + H + HCO 3- + Zn CO 2 [1.000x] H 2 O CO 2 Mg Zn Cu ATP NADPH 96% MS Na falta de P o CH 2 O não sai do interior do cloroplasto e acumula como amido, o que reduz a assimilação de C do CO 2 ; o mesmo acontece na falta de transportadores de CH 2 O para os drenos - K, Mg e B O 2 CH 2 O

36 Redistribuição do Zn Formas de aplicação Camada 0-20 cm 0-5 cm Raij (1992) ph CaCl 2 3,9 6,0 65 Zn 6% absorvido 8% Órgãos velhos 15% Folhas novas 77% Folha Xxx 10 cm caule Projeção copa Xxx Entre linha Xxx Local Zn mg dm -3 1,5 0,8 0,3 Boaretto (2008) Citros 1 DTPA: 1,3/2,3 Teor mg dm -3 Folhas mg kg -1 Tezotto & Favarin (2010) Ramos 4,8 10,0 26,2 115,6 13,0 39,5 193,3 11,8 83,0 Nível B M A MA T Zn < 0,5 0,6-1,2 1,3-2,3 2,4-15 > 130

37 Adubação nitrogenada Demanda de micronutrientes 4,5 5,5 6,0 6,5 7,5 NO 3 - NH 4 + N adicionado no solo se transforma em NO 3- e sua assimilação depende de molibdênio, conforme esquema: NO 3- + RN(Mo) NH 4+ glutamina Absorção NO 3- alcaliniza a rizosfera, com ph > 6, e torna essa zona uma barreira aos micronutrientes exceto ao Mo; isso explicaria a falta de resposta à adubação de Mo?

38 RN µmol NO 2 - h -1 g -1 MF Molibdênio no cafeeiro? Condição para resposta Mo 0,4 Netto (2010) 180 NO 3- + RN (Mo)... Gln 0,3 0,2 0,1 200 kg ha NO 3 - mg kg -1 0, Dias após adubação 20 Na seiva xilema cafeeiro determinou mais 50% N (NO 3- ), Asn (30,5%), Gln (6,9%) e ureídeos (5,6%) (Mazzafera & Gonçalves, 1999) Mo foliar? Dose alta N pode ser uma condição que o cafeeiro responda ao Mo em solos arenosos e/ou com alto teor de óxido ferro Assimilação de N depende da atividade redutase do nitrato, que contém Mo deficiência Mo acumula nitrato nas folhas (Malavolta, 1980)

39 Zinco no cafeeiro Aplicação solo ou foliar? Tratamentos M 8 safras scs ha -1 Sem Zn 1 28,8c 2x ZnSO 4 (0,5%) 35,1b 4x ZnSO 4 (0,5%) 38,3a 2x ZnSO 4 (1,5%) 34,9b 4x ZnSO 4 (1,5%) 33,6b Zinco -1 mg kg 8,7 10,9 25,3 17,1 50,2 Pozza et al. (2009) - 1 Zn: deficiência visual Pela baixa mobilidade Zn, na forma de sal, das folhas pulverizadas para as folhas novas - mais aplicações menos concentradas A aplicação foliar continuada, por vários anos, pode aumentar o teor do nutriente no solo e, assim, não haveria resposta adubação foliar?

40 Absorção do solo G Problemas Camada 0-20 cm 0-5 cm Raij (1992) ph CaCl 2 3,9 6,0 10 cm P. copa E. linha Teor Zn: 1,5 0,8 0,3 mg dm -3 (DTPA:1,2/2,3) Dados obtidos em pomares de citros de 3/20 anos, média de 10 pomares, com duas foliares por ano em cafeeiro são 3 a 4 aplicações Lavouras submetidas a várias pulverizações ao ano, depois alguns anos podem atender a demanda de nutrientes via solo, sem foliar?

41 Calagem Interação com micronutrientes ph CaCl 2 Cobre Zinco % 4, , Barbosa et al. (1992) variáveis 0-20 cm ph CaCl 2 3,9 Ca - cmol dm -3 1,2 Mg - cmol dm -3 0,5 Raij (1992) 0-5 cm 6,0 8,1 3,6 No cafezal pode ocorrer ph elevado nos primeiros 10cm profundidade pela aplicação superficial de calcário comum PRNT inferior 100% Resultados da análise de solo dos primeiros 20 cm levará, nas condições acima, a aplicação de calcário sobre calcário P e micronutrientes? Nessas condições, aplicar reduz a eficiência dos micronutrientes (Zn, Cu, Mn e Ni) quando aplicados na superfície do solo

42 Calagem Interação com micronutrientes ph CaCl 2 Cobre Zinco % 4, , Barbosa et al. (1992) variáveis 0-20 cm ph CaCl 2 3,9 Ca - cmol dm -3 1,2 Mg - cmol dm -3 0,5 Raij (1992) 0-5 cm 6,0 8,1 3,6 No cafezal pode ocorrer ph elevado nos primeiros 10cm profundidade pela aplicação superficial de calcário comum PRNT inferior 100% Resultados da análise de solo dos primeiros 20 cm levará, nas condições acima, a aplicação de calcário sobre calcário P e micronutrientes? Nessas condições, aplicar os micronutrientes em sulco ou via foliar, devido a baixa eficiência em cobertura