FERTILIDADE DO SOLO - SOL MICRONUTRIENTES

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1 FERTILIDADE D SL - SL MICRNUTRIENTES 1. INTRDUÇÃ (Junho 2005) A produção agrícola de boa qualidade e com alta produtividade requer a adequação dos fatores de produção às necessidades das culturas. Nesses fatores estão incluídos os elementos essenciais ao crescimento das plantas: macronutrientes (C, H,, N, P, K, Ca, Mg, S) e micronutrientes (Fe, Mn, Zn, Cu, Ni, B, Mo, Cl). A origem dessa classificação está relacionada a aspectos quantitativos uma vez que todos são elementos essenciais e a deficiência de qualquer um deles implica em queda na produção vegetal. Métodos de análise de rotina dos micronutrientes (Fe, Mn, Zn, Cu, B) em solos e plantas já são disponíveis para os estudos da Fertilidade do Solo. Esses estudos permitem, a partir da análise de solos e plantas, o estabelecimento de critérios de interpretação dos resultados das análises, visando o manejo mais eficiente da fertilização com micronutrientes para as culturas. Com essas informações podem ser definidas doses dos micronutrientes a serem aplicadas em determinadas condições. Entretanto, outros aspectos de grande importância como formas de aplicação (via solo ou via planta, localizada ou a lanço), tipos de fertilizante, época de aplicação, características do solo e da cultura e comportamento dos micronutrientes no solo e na planta devem ser considerados para se utilizar, com sucesso, os micronutrientes como insumo para a produção agrícola. 2. MICRNUTRIENTES N SL Entre os micronutrientes, geologicamente, o Fe é considerado elemento maior, estando presente em concentrações relativamente altas em muitas rochas. s demais ocorrem em níveis baixos de concentrações sendo o Mn considerado elemento menor enquanto Zn, Cu, Ni, B e Mo são considerados elementos-traço (Chesworth, 1991). termo micronutriente não implica que todos esses elementos ocorram em quantidades diminutas na litosfera e nos solos, uma vez que Fe e Mn estão entre os 12 elementos mais abundantes na litosfera (Harmsen & Vlek, 1985). Em geral, o Fe está presente no solo e na crostra terrestre em concentrações acima de 1 dag/kg ( mg/kg), o Mn pode alcançar mg/kg enquanto os demais micronutrientes ficam abaixo de 300 mg/kg (Quadro 1). s termos elementos menores ou elementos-traço são usados para elementos presentes na litosfera em concentrações menores do que 0,1 dag/kg (Harmsen & Vlek, 1985). Ao longo do texto, os termos micronutrientes e elementos-traço serão usados para designar os elementos Fe, Mn, Zn, Cu, Ni, B, Mo, Cl, reconhecidos como essenciais para as plantas. Com base nas formas predominantes na solução do solo e que são preferencialmente absorvidas pelas plantas Fe, Mn, Zn, Cu, e Ni são classificados como micronutrientes catiônicos enquanto B, Mo e Cl são os micronutrientes aniônicos. s aniônicos B e Cl diferenciam-se dos catiônicos, também, por serem não-metais e o aniônico Mo se assemelha aos catiônicos por ser metal pesado (Fontes et al., 2001). Com relação à fertilidade do solo e à nutrição de plantas, Ni e Cl se distinguem dos demais em alguns aspectos. Ni é o micronutriente com reconhecimento mais recente de sua essencialidade para as plantas superiores (Brown et al., 1987), o que explica a escassez de estudos de fertilidade do solo e nutrição de plantas sobre ele. Sua importância na agricultura, no início da última década, era relacionada apenas a áreas de exploração agrícola onde problemas de toxidez poderiam existir (Asher, 1991). Quanto ao Cl, mesmo sendo um elemento essencial para as plantas, deficiências naturais desse micronutriente praticamente

2 2 não existem na agricultura (Harmsen & Vlek, 1985). Sob o ponto de vista prático, a atuação do Cl diminuindo a incidência de várias doenças em pequenos grãos é, talvez, mais importante do que seu papel na nutrição de plantas (Mortvedt, 1999). bserva-se que as pesquisas com Cl, em solos e plantas, são escassas, presumivelmente, devido à ausência de problemas de deficiência desse micronutriente nas culturas de modo geral. Isso ocorre porque o ânion cloreto é suprido naturalmente às plantas por meio de reservas do solo, água da chuva, e poluição atmosférica (Marschner, 2001) e por ser aplicado aos solos juntamente com o KCl, o fertilizante potássico mais utilizado (Mortvedt, 1999). Quadro 1. Teores de micronutrientes na crostra terrestre e solos (Harmsen & Vlek, 1985; Pais & Jones Jr., 1997; Lindsay, 1979) Teores Fe Mn Zn Cu Ni B Mo dag/kg mg/kg Crosta terrestre ,3 Variação nos Solos ,2-5 Médias nos Solos 3, MICRNUTRIENTES NA PLANTA A maioria dos micronutrientes é, predominantemente, constituinte de moléculas de enzimas sendo, assim, requeridos como elementos essenciais para as plantas, apenas em pequenas quantidades (Marschner, 1995). s micronutrientes atuam, principalmente, como constituintes de grupos prostéticos catalizando processos de oxido-redução por transferência de elétrons, ligando enzimas a substratos para formar os complexos enzima-substrato, e influenciando a configuração molecular de uma enzima ou de um substrato de modo a favorecer a ação enzimática na reação (Romheld & Marscher, 1991). Considerando as plantas em geral, o Fe é o micronutriente presente em maiores concentrações na matéria seca enquanto o Mo é o que está presente nas menores concentrações (Quadro 2). Quadro 2. Valores (generalizados para várias espécies de plantas) das concentrações aproximadas de micronutrientes em tecidos de folhas maduras, distribuídos com base nos requerimentos nutricionais de cada elemento (Kabata-Pendias, 2001; Kabata-Pendias & Pendias 1984; Jones Jr., 1991). Valores entre parênteses se referem aos teores médios de micronutrientes na matéria seca da parte aérea considerados suficientes para o crescimento adequado das plantas (Marschner, 1995). Micronutriente Deficiência Suficiência (Normal)* Excesso (Toxidez) mg/kg Fé < (100) >500 Mn (50) Zn (20) Cu (6) Ni -- 0, B (20) Mo 0,003-0,15 0,1-2 (0,1) >100 Cl < (100) 500*-1000 * Para plantas sensíveis

3 3 4. DEFICIÊNCIAS DE MICRNUTRIENTES NA AGRICULTURA Mesmo sendo nutrientes requeridos em quantidades extremamente pequenas pelas plantas, deficiências de micronutrientes podem ocorrer causando limitação à produção agrícola. Globalmente, deficiências de micronutrientes em plantas estão tendo importância crescente, o cultivo extensivo de cultivares altamente produtivos, recebendo adubações pesadas com fertilizantes N-P-K, resulta em deficiências de micronutrients em muitos países (Cakmak, 2002). No Brasil, alguns fatores que ao longo dos anos tem contribuído para o aparecimento de deficiências de micronutrientes na agricultura são: a expansão das áreas agrícolas com a inclusão de solos de baixa fertilidade no sistema produtivo; a utilização de fertilizantes mais concentrados; o uso de variedades mais produtivas e de técnicas mais avançadas de cultivo; e a maior utilização de fertilizantes N-P-K devido às maiores produções. Sem a devida intervenção para manutenção dos teores dos micronutrientes adequados ao crescimento das plantas, via solo ou via aplicação foliar, a conseqüência desses fatores, atuando de forma continuada, é a queda do rendimento das colheitas. 5. DINÂMICA DS MICRNUTRIENTES N SISTEMA SL-PLANTA s elementos-traço estão presentes no solo em teores muito variáveis em função do material de origem do solo, do seu estágio de intemperismo, dos climas passado e atual e do uso e manejo do solo. Essa variação é dependente, também, de características do solo como teor de matéria orgânica, textura, potencial de óxido-redução, atividade de microrganismos e ph. s elementos micronutrientes presentes no solo e em águas naturais existem em solução aquosa ou associados com uma ou mais fases sólidas e a maioria das reações químicas, bem como a absorção pelas plantas, ocorrem na solução, envolvendo íons hidratados ou complexos aquosos (Harmsen & Vlek, 1985). Na solução do solo, os micronutrientes estão presentes em concentrações muito baixas e suas formas solúveis estão em equilíbrio com a fração sólida do solo. A maior quantidade de micronutrientes está presente nos materiais minerais e orgânicos da fração sólida do solo. As formas solúveis dos micronutrientes, presentes na solução do solo em concentrações muito pequenas, constituem a fração que pode ser absorvida pelas raízes das plantas. Essas formas solúveis estão em equilíbrio com as formas presentes na fração sólida do solo, o que permite a sua reposição sempre que os micronutrientes são absorvidos pelas plantas. Na fração sólida, os micronutrientes podem estar retidos em partículas coloidais e não coloidais. A maior quantidade está retida nas partículas coloidais de argila (formas trocáveis e/ou fixadas na estrutura dos minerais) e matéria orgânica (formas trocáveis e/ou formando complexos e quelatos orgânicos). Nas partículas não coloidais (areia, silte e carbonatos) pode estar presente significativa proporção de alguns micronutrientes que podem ser lentamente liberados por meio do intemperismo (Sirivastava & Gupta, 1996). Na solução do solo, as formas solúveis dos micronutrientes podem se apresentar como íons individuais, complexos inorgânicos e complexos orgânicos Essas formas, passíveis de serem absorvidas pelas raízes das plantas, estão presentes em concentrações muito baixas e são dependentes da solubilidade dos minerais que dão origem aos micronutrientes. Essa solubilidade é regulada por fatores como ph do solo, condições de oxido-redução do solo, e presença de colóides onde ocorre a adsorção dos micronutrientes. (Sirivastava & Gupta, 1996). A quantidade de micronutrientes do solo passível de ser absorvida pelas plantas vai ser dependente, de modo geral, da retenção desses elementos na fração sólida do solo, das suas concentrações na solução do solo, e dos fatores que afetam o equilíbrio entre suas formas retidas no solo e as que estão presentes na solução do solo. Quando a planta absorve um

4 4 micronutriente, sua concentração na solução do solo diminui e sua reposição é feita a partir das formas que se encontram retidas na fração sólida. Assim, a predição da disponibilidade dos micronutrientes para as plantas é facilitada em se conhecendo sua distribuição nas diferentes frações do solo. No Quadro 3 são apresentadas algumas formas em que os micronutrientes se apresentam no sistema solo.. Quadro 3. Formas dos elementos micronutrientes presentes no solo. Elemento Fe Mn Zn Cu Ni B Mo Formas do solo Fe trocável (teores muito pequenos); Óxidos Mn-adsorvido; Mn 2 3 ; Mn 2 ; Mn-matéria orgânica Zn 2+ (altamente adsorvido); ZnH + ; ZnCl + ; Zn-matéria orgânica Cu 2+ (altamente adsorvido); Cu-matéria orgânica Ni trocável (pequena proporção); Ni-matéria orgânica Ni-fração óxidos Fe-Mn; Ni-carbonatos B-adsorvido; B-matéria orgânica Mo-adsorvido; Mo-óxidos; Mo-matéria orgânica Cl Cl - (adsorção desprezível); ZnCl 2 Fonte: Neves (1996) 6. FATRES QUE AFETAM A DISPNIBILIDADE DE MICRNUTRIENTES Material de origem do solo s elementos químicos presentes no solo são provenientes dos diferentes tipos de rochas que constituem o material de origem dos solos. Tendo-se que as médias dos teores dos micronutrientes nos solos são próximas às médias dos seus teores na crosta terrestre (Quadro 1) e a distribuição dos elementos micronutrientes nas rochas ígneas e sedimentares não é uniforme (Quadro 4), considera-se que os solos são formados de material de origem proveniente de todas as rochas (Harmsem & Vlek, 1985).

5 5 Quadro 4. Abundância de micronutrientes nas rochas ígneas e sedimentares. Rochas Ígneas Rochas Sedimentares Granito Basalto Calcárias Arenitos Folhelhos mg/kg Fe Mn Zn Cu B Mo 2 1 0,4 0,2 2,6 Fonte: Krauskopf (1972) s materiais rochosos que dão origem aos solos, expostos à atmosfera, estão sujeitos ao intemperismo físico e químico, sendo água o agente mais importante no intemperismo químico. Muitos dos micronutrientes estão presentes nessas rochas em minerais facilmente intemperizáveis. Parte do Fe e do Mn, por exemplo, será oxidada a óxidos relativamente insolúveis permanecendo retida no material intemperizado, ao invés de ser removida e carreada pela solução, a precipitação desses óxidos é favorecida pelo aumento de ph resultante da hidrólise de minerais primários silicatados. Nessas reações, parte dos elementos Fe e Mn e traços de Cu e Zn tendem a se precipitar nas proximidades das estruturas parcialmente decompostas dos minerais silicatados de origem criando, assim, ambiente favorável à formação de complexos alumino silicatos tais como minerais de argila (Harmsem & Vlek, 1985). material de origem dos solos influencia as quantidades de elementos-traço disponíveis para as plantas e isto ocorre de forma diferenciada para os diversos elementos (Welch et al, 1991). A estabilidade relativa dos minerais (Quadro 5) também influencia os teores de micronutrientes no solo uma vez que as variações desses teores são dependentes da resistência dos minerais ao intemperismo. Cerca de 95 % da crosta terrestre é formada de rochas ígneas (como granito e basalto), o restante das rochas são sedimentares (Harmsen & Vlek, 1985). Nas rochas ígneas estão presentes minerais primários que dão origem aos elementos químicos do solo. s teores de Fe, Mn, Cu e Zn tendem a serem mais elevados em rochas básicas (como o basalto) do que em rochas ácidas (como o granito), enquanto que as rochas ácidas provavelmente são mais ricas em B e Mo do que as rochas básicas (Quadro 4). s elementos micronutrientes podem, também, aparecer na composição de minerais secundários incluindo óxidos, carbonatos, silicatos, boratos, e molibdatos.

6 6 Quadro 5. Estabilidade relativa de minerais selecionados de rochas ígneas e seus micronutrientes associados. Grau estabilidade de Mineral Constituintes principais (Exceto Si e ) Constituintes secundários Estável Turmalina Ca, Mg, Fe, B, Al -- Magnetita Fé Zn Ilmenita Fe, Ti -- Muscovita K, Al B rtoclásio K, Al Cu Garnet Ca, Mg, Fe, Al Mn Albita Na, Al Cu ligoclásio Na, Ca, Al Cu Andesina Ca, Na, Al Cu, Mn Anortita Ca, al Cu,Mn Biotita K, Ng, Fe, Al Mn, Zn, Cu, B, Mo Augita Ca, Mg, Al Mn, Zn, Cu Facilmente Hornblenda Mg, Fe, Ca, Al Mn, Zn, Cu Intemperizável livina Mg, Fe Mn, Zn, Cu, Mo Fonte: Harmsen & Vlek (1985) Textura do solo A textura do solo influencia a disponibilidade dos micronutrientes para as plantas uma vez que esses elementos podem ser adsorvidos à fase sólida do solo (Quadro 3) como por exemplo aos minerais de argila. Esses minerais são importantes em dois aspectos em particular. Primeiro, devido à substituição isomórfica, esses minerais contem em suas estruturas elementos como Fe, Zn e Cu que podem ser liberados com a sua decomposição ou transformação, ficando, assim, disponíveis para as plantas. Segundo, os micronutrientes podem ser adsorvidos aos minerais de argila, o que previne sua lixiviação juntamente o movimento da água em profundidade no perfil do solo. Adicionalmente, devido à reversibilidade dessa adsorção, esses íons adsorvidos formam um importante reservatório de micronutrientes disponíveis para as plantas (Harmsen & Vlek, 1985). A energia com a qual os micronutrientes ficam associados à fase sólida do solo varia entre os elementos químicos o que implica em mobilidade diferencial entre os micronutrientes no sistema-solo. Zinco e Cu possuem mobilidade muito baixa enquanto B é extremamente móvel no perfil do solo (Neves, 1996). A alta mobilidade do B se deve à sua presença no solo na forma de molécula não ionizada. Como reflexo disso, o Zn é transportado no solo por difusão enquanto o B é suprido às plantas pelo mecanismo de fluxo em massa. Para o Cu, micronutriente de menor mobilidade no solo, a maior proporção de seu suprimento às plantas ocorre pelo mecanismo da interceptação de raízes (Moraghan & Mascagni, 1991). A mobilidade dos micronutrientes no solo é importante no que diz respeito à compreensão de sintomas de deficiência de Zn e Cu, por exemplo, freqüentemente verificados em épocas secas (Neves, 1996). A difusão do Zn no solo requer, além da necessidade do estabelecimento de um gradiente de concentração, um bom teor de umidade no solo. Para o B, o transporte por fluxo em massa requer um gradiente de potencial hídrico resultante da transpiração das plantas que decresce nas épocas secas. Essas observações explicam porque é comum o desaparecimento dos sintomas de deficiência desses dois micronutrientes após as primeiras chuvas. Entretanto, em condições de chuvas intensas pode haver recorrência dos sintomas de

7 7 deficiência de B devido à possibilidade de sua lixiviação no perfil do solo, fato que para o Zn não deve ocorrer (Neves, 1996). ph do solo s teores trocáveis de Fe, Mn, Zn e Cu são afetados de forma similar pela variação do ph do solo (Mortvedt, 1999). A disponibilidade desses micronutrientes torna-se menor com o aumento do ph do solo e uma das causas é a diminuição da solubilidade dos mesmos com o aumento da alcalinidade do solo. Compostos orgânicos e minerais desses elementos têm baixa solubilidade em ph elevado, daí o aparecimento de deficiências em solos com ph alcalino. Para o Ni, sua mobilidade no solo aumenta com a diminuição do ph, sendo este o fator mais importante na sua distribuição entre solução e fase sólida do solo (McGrath & Smith, 1993). A disponibilidade de B para as plantas diminui, notadamente, em ph elevado (Gupta, 1993). A deficiência de B em culturas sensíveis é mais comum em solos com ph acima de 6,5 que receberam calagem recente (Morangan & Mascagni, 1991). A relação entre o ph do solo e o B absorvido pelas plantas não mostra uma variação definida em ph do solo menor do que 6,5 (Gupta, 1993). A disponibilidade de B é mais alta entre ph 5,5 e 7,5, diminuindo em valores abaixo e acima dessa faixa devido, principalmente, às reações ph dependentes (Mortvedt, 1999). A disponibilidade de Mo no solo fica maior com o aumento do ph devido à maior solubilidade de compostos de Mo em ph elevado e à menor adsorção de Mo aos óxidos hidratados de Fe quando a acidez do solo diminui (Mortvedt, 1999). A prática da calagem para correção da acidez do solo pode ocasionar decréscimo acentuado na disponibilidade dos micronutrientes, exceção para o Mo uma vez que a adição de calcário ao solo geralmente aumenta a absorção de Mo pelas plantas (Moraghan & Mascagni, 1991). Em solos onde se faz uso de elevadas doses de insumos agrícolas, a calagem excessiva pode causar a super-calagem que diminui a disponibilidade dos micronutrientes para as plantas, com exceção do Mo. Exemplo dessa situação é a deficiência de Mn na cultura da soja, observada em latossolos de textura média em regiões de Minas Gerais onde se utilizam altas quantidades de calcário (Neves, 1996). Considerando-se aspectos técnicos, operacionais e econômicos, a correção do problema gerado pela supercalagem é mais difícil do que a rotineira correção da acidez do solo. Desequilíbrios nutricionais nas plantas devido à carência de micronutrientes, causada pela aplicação de doses elevadas de corretivos da acidez, pode levar à queda na produtividade das culturas (Neves, 1996). Matéria orgânica do solo A habilidade que tem a matéria orgânica do solo (MS) de complexar e reter os micronutrientes por um tempo considerável, e liberá-los quando necessário paras as culturas, é um benefício importante para as plantas. s teores de matéria orgânica do solo podem ser alterados em condições adequadas de temperatura, umidade, aeração e ação otimizada dos microrganismos, o que resulta no favorecimento da mineralização da matéria orgânica com liberação dos micronutrientes. A atividade dos microrganismos pode alterar a disponibilidade dos micronutrientes uma vez que atuam na mineralização da MS e nas reações de complexação de micronutrientes pelos compostos orgânicos. De modo geral, a matéria orgânica do solo protege os micronutrientes contra perdas por lixiviação. Ela também é capaz de suprir a solução do solo com agentes ligantes solúveis que previnem a fixação dos elementos-traço permitindo que eles fiquem disponíveis para as plantas (Srivastava & Gupta, 1996). As reações dos micronutrientes com a MS afetam significativamente a disponibilidade de Fe, Mn, Zn e Cu para as plantas. Em alguns casos, o complexo entre o micronutriente e a matéria orgânica é tão estável que pode acarretar a deficiência do elemento

8 8 para as plantas. Fe pode formar complexos com a MS mas sua disponibilidade para as plantas é mais afetada pelo ph do que pela MS. Mn também forma complexos estáveis com a MS e a estabilidade desses complexos faz com que a incidência de deficiência de Mn em ph acima de 6,5 seja bem menor em solos com teores consideráveis de MS em comparação com solos com baixos teores. As reações do Zn com a MS também são importantes como fator de favorecimento à maior disponibilidade desse elemento. Para o Cu, os complexos Cu-MS são muito estáveis, principalmente com grupos carboxílicos e fenólicos, sendo que a estabilidade elevada de alguns desses complexos explica porque que a maioria dos casos de deficiência de Cu está associada a solos orgânicos (Mortvedt, 1999). B também pode ser complexado pela matéria orgânica do solo (Figura 1), o que dificulta a lixiviação desse micronutriente (Srivastava & Gupta, 1996). A maior parte do B disponível no solo é encontrada na matéria orgânica e as condições de solo que favorecem a decomposição da MS resultam em aumento na disponibilidade de B para as plantas (Mortvedt, 1999). Para o Mo, a MS parece ter um efeito muito menor em sua disponibilidade do que o ph do solo, entretanto, há evidências de que o Mo é fixado pela MS (Moraghan & Mascagni, 1991). Considera-se que todas as práticas de manejo e conservação do solo que resultem na manutenção dos teores MS terão aspectos positivos para a disponibilidade de micronutrientes para as plantas. =C -H H =C = C -H + H B H =C B H Figura 1. Esquema representativo da formação do complexo B-matéria orgânica. Fonte: Srivastava & Gupta (1996). Potencial de Óxido-redução do solo As reações de oxido-redução são muito comuns nos solos e afetam a disponibilidade de alguns micronutrientes. potencial de óxido-redução do solo é dependente do ph, umidade, aeração e atividade microbiana do solo. Alterações nesse potencial dão origem a diferentes formas químicas de Fe e Mn devido à variação dos seus números de oxidação e isso reflete em suas disponibilidades para as plantas. A forma reduzida do Fe (Fe 2+ ) é encontrada em condições de solos alagados enquanto a forma oxidada (Fe 3+ ) é encontrada em condições de maior aeração. Mn do solo encontra-se, de modo geral, em 3 estados de oxidação (Mn 2+, Mn 3+, Mn 4+ ) (Figura 2). A forma reduzida (Mn 2+ ) predomina em solução aquosa, enquanto as formas Mn 3+, Mn 4+ tendem a precipitar formando óxidos de baixa solubilidade. As formas reduzidas de Fe e Mn (Fe 2+ e Mn 2+ ), presentes na solução do solo, são preferencialmente absorvidas pelas plantas. Na prática observa-se que em plantas cultivadas em áreas de baixada (várzeas úmidas) há grande possibilidade de ocorrência de toxicidade de Fe e Mn devido à predominância das formas reduzidas. No caso da cultura de arroz, essa toxicidade pode ser minimizada pois suas plantas possuem uma estrutura chamada arênquima, que possibilita a condução do oxigênio da parte aérea para as raízes. Na cultura do arroz, em condições de campo, é comum a observação de coloração marron-avermelhada na superfície das raízes, o que indica a presença de Fe na forma oxidada (Fe 3+ ). Neste caso, provavelmente, o Mn também passou para as

9 9 formas oxidadas que não representam risco de toxicidade. Para as culturas de modo geral, o cultivo sob condições de baixo potencial redox e, pricipalmente, em ambientes redutores acarreta em grande possibilidade de ocorrência de toxicidade de Fe e Mn (Neves, 1996). Microrganismos podem atuar no no ciclo de óxido-redução do Mn no solo alterando sua disponibilidade que é diminuída quando há oxidação do Mn 2+ (Figura 2). A variação do ph do solo é importante nesse processo, uma vez que a oxidação biológica do Mn é maior entre ph 6,0 e 7,5, faixa em que a atividade dos microorganismos que oxidam o Mn é maximizada. (Solução do solo) Mn 2+ (disponível) Mn 3+ Mn 4+ (Mn 2 3.nH 2 ) (Mn 2.nH 2 ) (não disponíveis) Figura 2. Ciclo de oxidação e redução do Mn no solo; identificação da forma disponível e formas não disponíveis para as plantas; equilibrio entre Mn 2+ (solução do solo) e óxidos Mn 2 3 e Mn 2 formados devido à precipitação. Uso e manejo dos solos Com referência ao uso e manejo do solo, além dos fatores já abordados, deve-se dar atenção à formação de camadas compactadas que pode ocorrer em áreas com intensa exploração agrícola. A mecanização agrícola inadequada, o tipo de preparo do solo e a aplicação de doses elevadas e repetidas de calcário e outros insumos são responsáveis por boa parte dos problemas de compactação observados (Neves, 1996). Nas camadas compactadas pode ocorrer a diminuição do potencial de óxido-redução do solo a níveis que poderiam resultar em toxicidade devido ao excesso de Mn 2+. A diminuição da aeração do solo, devido à compactação que diminui os espaços entre as partículas, favorece a redução do Mn do solo (Figura 2) que dá origem à forma disponível para a absorção pelas plantas. 7. AVALIAÇÃ DA DISPNIBILIDADE DE MICRNUTRIENTES s teores de micronutrientes no solo dependem da composição de seu material de origem. A distribuição dos elementos-traço no perfil e a associação com os componentes do solo tem influência em sua disponibilidade para as plantas (Sirivastava& Gupta, 1996). A relação entre os teores disponíveis para as plantas e os teores totais de micronutrientes no solo é complexa e difere entre os micronutrientes. s teores totais refletem a influência do material de origem e dos fatores de formação do solo e são relativamente estáveis com o tempo. Já os teores disponíveis são dinâmicos e dependem das condições do solo e do clima durante o crescimento das plantas e podem variar com o tempo, com a profundidade do solo, com as características do solo e outros fatores (Vlek, 1985; Srivastava & Gupta, 1996). Do ponto de vista agronômico, os teores de micronutrientes disponíveis para as plantas são mais importantes do que os teores totais no solo (Vlek, 1985). Considerando-se os micronutrientes como componente dos fatores de produção solo, a manutenção de seus teores disponíveis às plantas em níveis adequados, é indispensável para que se tenha alta produtividade agrícola e produtos de boa qualidade. A utilização dos micronutrientes como insumo no sistema solo-planta deve se basear em critérios científicos

10 10 para que se garantir ganho econômico, conservação do ambiente e boa qualidade do produto agrícola. Estudos de avaliação da fertilidade do solo auxiliam na definição desses critérios. Nesses estudos, em lugar da quantidade total do elemento, o extrator deve remover do solo a quantidade correspondente ao que está prontamente disponível para absorção pelas raízes das plantas. Assim, no extrato de solo será quantificado o teor do elemento representativo do que está disponível, efetivamente, para as plantas. Um bom método de determinação da disponibilidade de um elemento no solo deve incluir a extração de quantidades que se correlacionem com as quantidades do elemento que as plantas absorvem (Sims, 1996). É possível fazer a avaliação da disponibilidade dos micronutrientes por meio da análise química do solo utilizando-se extratores adequados, o que deve ser precedido pela amostragem criteriosa da área a ser cultivada. Essas análises, juntamente com os estudos de calibração, embora ainda pouco freqüentes para os micronutrientes, permitem o estabelecimento de classes de fertilidade que devem norteiar a recomendação de fertilizantes de micronutrientes para as culturas. Determinações das disponibilidades de Fe, Mn, Zn, Cu por extrações com DTPA e do B por extração com água quente são utilizadas para a recomendação de adubação no Estado de São Paulo (Raij et al., 1996). Em Minas Gerais, a primeira aproximação para interpretação dos resultados da análise de micronutrientes em solos inclui classes de fertilidade para Fe, Mn, Zn e Cu, extraídos com Mehlich-1, e para B, extraído com água quente (Alvarez V. et al., 1999). Para o Mo ainda não há informações suficientes para se estabelecer um método de determinação que seja utilizado, rotineiramente, na recomendação de adubação. Embora Cl seja um micronutriente essencial, sua deficiência é tão rara que para ele a análise de solo é desnecessária (Lindsay & Cox, 1985). Em relação ao Ni, as análises que aparecem na literatura são mais relacionadas à diagnose de toxidez, o acetato de amônio pode ser utilizado para extração de Ni do solo visando identificar teores possíveis de causar fitotoxidez (Sirivastava & Gupta, 1996). 8. FNTES DE MICRNUTRIENTES E SUAS CARACTERÍSTICAS As fontes de micronutrientes variam consideravelmente com o estado físico, a reatividade química, a concentração dos elementos, a solubilidade dos produtos (importante para a disponibilidade do micronutriente para as plantas) e o custo dos produtos (Mortvedt, 1991; Neves, 1996). Existem três classes principais de fontes de micronutrientes: os inorgânicos (Quadro 8), os quelatos sintéticos, e os complexos orgânicos naturais (Quadro 9). Existem também os produtos comerciais chamados fritas (fritted trace elements) (Quadro 10). As fritas, oxi-silicatos obtidos pela fusão de silicatos ou fosfatos com um ou mais micronutrientes a altas temperaturas, são considerados como fontes para a manutenção dos teores de micronutrientes no solo, entretanto, são consideradas menos eficientes para a correção de deficiências (Mortvedt, 1991).

11 11 Quadro 8. Fertilizantes inorgânicos de micronutrientes. Elemento Fonte Solubilidade (água) Teor do elemento (g/l) g/kg Fe Fe S 4.7 H Fe 2 (S 4 ) 3.9 H Mn Mn S 4.3 H Mn Insolúvel xi-sulfato de Mn Variável Zn Zn S 4.7H Complexo Zn S 4 -NH 3 Solúvel Zn Insolúvel xi-sulfato de Zn Variável ZnEDTA Solúvel Cu CuS 4 5 H Cu Insolúvel B H 3 B 3 (ácido bórico) Na 2 B 4 7.5H 2 (borato 46) Na 2 B47.10 H 2 (bórax) NaCaB H 2 (Ulexita) Levemente Solúvel 100 Ca 2 B H 2 Insolúvel 100 Na 2 B H 2 (solubor) Mo Na 2 Mo 4.2H (NH4) 6 Mo H (NH 4 ) 2 Mo 4 Solúvel 490 Mo Fonte: Motvedt (2001).

12 12 Quadro 9. Quelatos comerciais utilizados como fontes de micronutrientes. Principais quelatos comerciais fornecedores de micronutrientes Elemento Fonte Fórmula Teor do elemento dag/kg Fe Quelato sintético NaFeEDTA 5 14 Quelato sintético NaFeHEDTA 5 9 Quelato sintético NaFeEDDHA 6 Quelato sintético NaFeDTPA 10 Quelato natural Poliflavonóides 9 10 Quelato natural Lignossulfonatos 5 8 Metoxifenil propano FeMPP 5 Mn Quelato sintético MnEDTA 12 Quelato natural Poliflavonóides 8,5 Metoxifenil propano MnMPP Zn Quelato sintético Na 2 ZnEDTA 14 Quelato sintético NaZnEDTA 13 Quelato sintético NaZnHEDTA 9 Quelato natural Poliflavonóides 10 Quelato natural Lignossulfonatos 5 Cu xalato CuC 2 4.5H 2 40 Quelato sintético Na 2 CuEDTA 13 Quelato sintético NaCuEDTA 9 Quelato natural Poliflavonóides 5 7 Fonte: Malavolta (1981) Quadro 10. Fritas comercializadas no Brasil e seus teores de micronutrientes. Micronutriente Produto Fe Mn Zn Cu B Mo Co Garantia (%) FTE-Br-8 5,0 10,0 7,0 1,0 2,5 0,1 -- FTE-Br-9 6,0 3,0 6,0 0,8 2,0 0,1 -- FTE-Br-10 4,0 4,0 7,0 1,0 2,5 0,1 0,1 FTE-Br-12 3,0 3,0 9,0 0,8 1,8 0,1 -- FTE-Br-13 2,0 2,0 7,0 2,0 1,5 0,1 -- FTE-Br ,0 0,8 2,8 0,1 -- FTE-Br ,4 3,5 3,5 1,5 0,2 -- FTE-Br ,0 1,6 3,6 0,2 -- FTE-Br-24 6,0 4,0 18,0 1,6 3,6 0,2 -- FTE oeste-baiano 2,0 8,0 5,0 4,5 2,0 0,1 -- FTE Centro-oeste -- 10,0 15,0 2,0 2, FTE Cerrado -- 4,0 15,0 1,6 2,0 0,2 -- Fonte: Malavolta (1986)

13 13 9. RECMENDAÇÃ DE ADUBAÇÃ CM MICRNUTRIENTES Para que se possa usar de forma mais eficiente e balanceada os fertilizantes de micronutrientes há que se ter critérios seguros e extrapoláveis, concernentes ao nível de fertilidade do solo e ao estado nutricional das plantas. Para isso, há que se valer de um processo integrado onde se consideram parâmetros diretos (análises de solo e de plantas, testes bioquímicos, sintomas visuais de deficiências e excessos) e indiretos (ph do solo, potencial redox do solo, conteúdo volumétrico de água, teor de matéria orgânica, histórico do uso da área) de solo e de planta (Neves, 1996). Marschner (1995), faz uma comparação entre a análise de solos e a análise de plantas, indicando que, em princípio, a combinação das duas fornece um melhor embasamento para as recomendações de adubação. Ele ressalta, entretanto, que para espécies florestais e frutíferas, ou seja, plantas perenes, a análise foliar é mais útil do que análise do solo, o mesmo ocorrendo para as pastagens devido à sua importância para a nutrição animal, entre outros fatores. Com relação as culturas anuais ele considera que a análise da planta apresenta severas limitações para servir de base para recomendações de adubação. Mortvedt (1991) chama a atenção para duas filosofias referentes aos métodos de adubação a serem consideradas nas práticas de fertilização com micronutrientes. Em uma delas, a aplicação de todos os micronutrientes, no solo ou via foliar, é feita independentemente se há deficiências ou não, como se fosse uma adubação de manutenção, e na outra, a adubação é baseada em resultados de análises que determinam qual (ou quais) micronutriente(s) deve(m) ser aplicado(s). Essa última, denominada filosofia da prescrição (Lopes & Souza, 2001), se baseia em análise de solos e plantas juntamente com outras avaliações que ajudem na recomendação e tem a mesma fundamentação do processo em que se utilizam parâmetros diretos e indiretos de solo e de planta. autor comenta que a primeira filosofia de adubação é aconselhável quando se tem cultura de alto retorno sendo citados, como exemplos, o cafeeiro, as hortaliças e algumas fruteiras e amendoeiras. Para a maioria das culturas, principalmente aquelas que tem baixo retorno econômico, o autor indica a adubação baseada nas análises, isto é, aplicar apenas os micronutrientes necessários para as culturas. Considerando-se a recomendação de adubação baseada em resultados de análise e outras avaliações dos fatores de produção, há um aspecto que passa a ser inerente ao processo, o uso da adubação visando o retorno econômico mas ao mesmo tempo garantindo a sustentabilidade na exploração do solo. Nas práticas de adubação deve-se ter a preocupação de se contribuir para o máximo retorno econômico com o mínimo impacto negativo para o solo e para as culturas ou, em sentido mais amplo, para o sistema soloágua-planta. Martens e Westermann (1991) chamam a atenção para o fato de que fitotoxidez devido a aplicação indevida da maioria dos micronutrientes existe porque a lixiviação é pequena (exceção para B), a necessidade das plantas é pequena, e a reversão de formas disponíveis é relativamente lenta. A fitotoxidez causa queda na produção e qualidade do produto, a correção pode ser difícil e há possibilidade de entrada do elemento químico na cadeia alimentar. Nesse aspecto, as fontes de micronutrientes compostas por quelatados tem maior potencial para fitotoxidez do que as inorgânicas enquanto que aplicações foliares de quelatados, tem maior potencial de fitotoxidez do que as aplicações localizadas no sulco de plantio. menor potencial é quando se faz a aplicação a lanço (Marteen e Westermann, 1991). Nas práticas de adubação, os micronutrientes podem ser fornecidos via solo ou através de pulverizações foliares. A aplicação direta no solo pode ser feita juntamente com a adubação básica com fertilizantes N-P-K o que permite uma melhor distribuição dos

14 14 produtos em uma só operação, com menores custos e maior uniformidade de distribuição dos nutrientes. A aplicação do adubo contendo micronutrientes no sulco de plantio deve ser cuidadosa uma vez que o contato fertilizante-semente pode levar à toxidez na fase inicial de desenvolvimento das plantas, especialmente quando se aplica o boro. Já existem, em alguns estados do Brasil, manuais de recomendação para orientar os agricultores sobre o uso de corretivos e fertilizantes de modo a possibilitar a utilização da filosofia de prescrição. Nesses manuais estão disponíveis informações sobre doses, épocas, e fontes de alguns micronutrientes a serem aplicados para algumas culturas. Alguns descrevem os extratores químicos utilizados, relacionando os níveis críticos dos micronutrientes no solo (Quadro 6) assim como os seus teores foliares usados como referência para diversas culturas (Quadro 7). Esses níveis críticos dos micronutrientes em solos e plantas para as diversas culturas, resultado dos estudos de calibração e correlação, permitem uma informação mais completa para orientar o agricultor na adubação com micronutrientes (Fontes, 1997). Quadro 6. Níveis críticos de alguns micronutrientes no solo. Micronutriente disponível Extrator Nível Crítico mg/dm Fe Mehlich-1 30,0 Mn Mehlich-1 8,0 Zn Mehlich-1 1,5 Cu Mehlich-1 1,2 B Água quente 0,6 Fonte: Alvarez V. et al. (1999)

15 15 Quadro 7. Níveis foliares adequados dos micronutrientes para diversas culturas. Cultura Fe Mn Zn Cu B Mo mg.kg Abacate Alho Ameixa,Caqui,Figo, Nectarina,Nespereira, Pêssego Feijão Arroz ,5-2,0 Banana Prata Batata Cacau ,5-1,0 Café ,10-0,15 Cana de açúcar (Planta) ,15-0,30 Cana de açúcar (Soca) Laranja/Limão ,1-1,0 Macadamia > , Mamão Mandioca Maracujá Milho ,15-0,20 Morango Quiabo ,5 Repolho Couve flor Seringueira ,5-2,0 Tomate Uva FNTE: Prezotti (1992). utro aspecto importante é a relação dos micronutrientes com a manifestação de doenças em plantas. A manutenção da fertilidade do solo, um dos fatores responsáveis pelo fornecimento de todos os nutrientes essenciais às plantas, é imprescindível para a boa nutrição das plantas. Uma nutrição adequada com micronutrientes deveria ser considerada como um componente essencial de qualquer programa integrado para proteção de plantas devido ao baixo requerimento dos mesmos e ao longo efeito residual de alguns deles o que faz seu custo de utilização ser barato (Graham e Webb, 1991). Embora resistência e tolerância sejam fatores geneticamente controlados, eles podem ser consideravelmente influenciados pela nutrição mineral de plantas que seria considerada como um fator ambiental que pode ser manipulado com relativa facilidade (Marschner, 1995). Sob o ponto de vista bioquímico, os micronutrientes podem estar relacionados a etapas

16 16 específicas nas rotas bioquímicas que participam na defesa da planta contra patógenos (Graham e Webb, 1991). Thongbai et al. (1993) reduziram a incidência de uma doença causada pelo fungo Rhizoctonia solani de 42% para 21%, na cultura de cevada através da correção da deficiência de zinco no solo. s autores relatam, também, que a elevação do teor de zinco na matéria seca em plantas de trigo para 20 mg/kg diminuiu drasticamente os danos causados pelo Rhizoctonia solani no sistema radicular das plantas de trigo. efeito do boro ajudando a reduzir a infecção da podridão radicular de Roselínea em soja (Yamada e Castro, 1996) é outro exemplo da atuação dos micronutrientes. 10. FERTILIZAÇÃ CM MICRNUTRIENTES Após estabelecimento da necessidade de aplicação de micronutrientes para produção agrícola esta pode ser feita: 1) via solo (misturados às misturas de grânulos NPK; incorporados às misturas granuladas, fertilizantes granulados e fertilizantes simples; como revestimento dos fertilizantes NPK; e em aplicações via adubação fluida e fertirrigação); 2) via adubação foliar; 3) pelo tratamento das sementes; e 4) pela aplicação em raízes e mudas A adubação fluida e a fertirrigação constituem-se, ainda, em alternativas pouco estudadas no Brasil. A adubação foliar, o tratamento de sementes e a aplicação em raízes e mudas são outras modalidades de aplicação de micronutrientes com resultados amplamente positivos para certas condições específicas (Lopes & Souza, 2001). Recomendações para a aplicação de doses de micronutrientes, via solo e via foliar, com inferência à localização da adubação no solo, são exemplificadas com as culturas de arroz e de milho no Quadro 11. Nesse exemplo deve-se observar que as deficiências de Fe e Mn são comuns apenas em solos com reação alcalina ou ph próximo de 7, e que a deficiência de Mo pode ocorrer em solos com ph muito baixo, podendo ser controlada com a correção da acidez (Fagéria, 1997). Na fertilização com micronutrientes devem ser consideradas as características das fontes utilizadas e nas aplicações via solo considerar, também, a localização dessa aplicação, a qual depende da mobilidade do elemento no solo. utro aspecto é a dose do micronutriente a ser aplicada, uma vez que nutrientes requeridos em quantidades muito baixas como por exemplo o Mo, tem sua incorporação ao solo dificultada o que pode resultar em má uniformidade na aplicação. No caso do Mo a incorporação/peletização de sementes é freqüentemente usada com bons resultados. As aplicações via foliar tem limitações considerando que os micronutrientes, em sua maioria, tem baixa mobilidade nas plantas, o que exige repetidas aplicações ao longo do tempo. Por outro lado, nas aplicações via solo, os micronutrientes ficam sujeitos `a lixiviação, como acontece para o B aplicado em épocas muito chuvosas a solos com baixos teores de matéria orgânica e/ou elevada permeabilidade; ou para Zn e Cu devido aos processos de precipitação/adsorção (Neves, 1996). A publicação Recomendações Técnicas para a Cultura da Soja na Região Central do Brasil 1996/97 (1996) sugere uma adubação preventiva com micronutrientes, recomendando as seguintes dosagens para aplicação: Zn = 4,0 a 6,0 kg/ha; B = 0,5 a 1,0 kg/ha; Cu = 0,5 a 2,0 kg/ha; Mn = 2,5 a 6,0 kg/ha; Mo = 50 a 250 g/ha; Co = 50 a 250 g/ha. Nessas dosagens, de acordo com a recomendação, a aplicação a lanço tem um efeito residual de pelo menos cinco anos devendo-se fazer análises foliares para avaliar a necessidade de reaplicação. Para aplicação no sulco recomendam-se doses com ¼ da quantidade aplicada a lanço, distribuídas em 4 anos consecutivos. Para Mo e Co, recomenda-se o tratamento das sementes com 12 a 25 g/ha, respectivamente. Em solos de Londrina, Medianeira e Ponta Grossa, PR, a aplicação de Mo via foliar ou via semente aumentou a produção de grãos de soja, quando comparado com

17 17 tratamento que não recebeu Mo (Sfredo et al, 1995). Nesse trabalho os autores chamam a atenção para o fato de que indícios de deficiências de micronutrientes, entre eles o Mo, estão aparecendo em solos do Paraná e associam isto à maior retirada dos micronutrientes com as colheitas, cada vez maiores devido às variedades mais produtivas. Segundo os autores, devido à presença natural de micronutrientes nos solos do Estado do Paraná, não era comum a adubação com fertilizantes desses elementos no preparo do solo para a cultura da soja, que foi introduzida no estado no início dos anos 70. As Recomendações Técnicas para a Cultura da Soja no Rio Grande do Sul e Santa Catarina (Costa e Thomas, 1995) mostram a ocorrência de respostas significativas no rendimento de grãos de soja com a aplicação de Mo, junto às sementes, na dosagem de 8 a 10 kg/ha em solo Podzólico Vermelho-Amarelo na região de São Pedro, RGS. Com relação à aplicação de Zn, Cu, B, Fe, Mn e Co o trabalho indica que só é justificada quando for constatada deficiência pela análise de solos e/ou tecido vegetal. Quadro 11. Doses micronutrientes para aplicação via solo (micronutriente) e via foliar (produto com o micronutriente) nas culturas de arroz e de milho (Fagéria, 1997). Micronutriente Método de aplicação Via solo kg/ha Via foliar (fonte) g/l Fe (FeS 4 ) ou 0,2 0,5 (quelato de Fe) Mn ,5 (MnS 4 ) Zn (ZnS 4 ) Cu (CuS 4 ) B ,5 (bórax) Mo 0,20 0,50 0,7 1 (NH 4 ) 2 Mo 4.2H 2 ) Via solo (para cada elemento): aplicação da dose maior no sulco e da dose menor a lanço. Via foliar: aplicações das misturas dos produtos na proporção 400 L/ha. Um aspecto a ser considerado na adubação com os micronutrientes é a natureza das curvas de resposta das plantas à adição de nutrientes. Para os macronutrientes, a região teto da produção em resposta à sua adição é bastante extensa, implicando em baixo risco de um eventual excesso causar decréscimo na produção física das plantas. Já para os micronutrientes, notadamente para o B, a transição entre as regiões de deficiência e de toxicidade é muito abrúptica. Assim, um excesso de B, ou da maioria dos outros

18 18 micronutrientes, adicionado via fertilizantes poderá causar grandes prejuízos à produção física e, obviamente, ainda mais à produção econômica (Neves, 1996). 10. MICRNUTRIENTES N SISTEMA SL-PLANTA FERR (Fe) Fe apresenta-se no solo nas formas Fe 2+ (forma solúvel) e Fe 3+ (baixa solubilidade), sendo absorvido pelas plantas como Fe 2+. A baixa solubilidade dos compostos de Fe 3+ limita severamente a disponibilidade desse íon para as plantas, entretanto, ele pode ser transportado para a região das raízes como quelatos de Fe 3+. s fatores que favorecem a prevalecência da forma Fe 2+ (forma solúvel) aumentam a disponibilidade de Fe para as plantas. A solubilidade do Fe na solução do solo é muito dependente do ph, o acréscimo de uma unidade no ph diminui em 100 vezes a solubilidade do Fe 2+. Alguns complexos orgânicos solúveis formam quelatos com o Fe da solução do solo o que proporciona uma maior solubilidade desse micronutriente no solo em comparação ao que ocorreria se existissem apenas os compostos inorgânicos. As substâncias orgânicas capazes de quelatar o Fe originam-se dos exsudados das raízes, da matéria orgânica, da atividade microbiana e de fertilizantes específicos. Reações de oxi-redução, dependentes do conteúdo de água do solo, influenciam a concentração de Fe na solução do solo de tal modo que a forma de baixa solubilidade (Fe 3+ ) predomina em solos bem drenados enquanto a forma solúvel (Fe 2+ ), disponível para as plantas, predomina em condições de maior umidade (correspondente a maior déficit de 2 no solo). Assim, o aumento do ph do solo reduz a disponibilidade de Fe para as plantas enquanto a matéria orgânica pode aumentar sua disponibilidade devido à maior solubilidade do Fe na forma de quelatos. Fluxo em Massa e a Difusão são os mecanismos responsáveis pelo movimento do Fe do solo para as raízes. A difusão é citada como mecanismo predominante no transporte de Fe no solo. Existem plantas eficientes na absorção e translocação de Fe o que lhes permite tolerar e se adaptar à carência de Fe. Alguns dos mecanismos que atuam nessas plantas são: excreção de H + pelas raízes que resulta em acidificação do solo; excreção de substâncias redutoras pelas raízes; transporte mais eficiente do Fe das raízes para parte área; aumento na taxa de redução de Fe 3+ a Fe 2+ na seiva das raízes; menor acúmulo de P nas raízes e parte aérea; excreção de radicais orgânicos que quelatam o Fe 2+. MANGANÊS (Mn) Mn na forma solúvel (solução do solo) é a forma disponível para as plantas e está em equilíbrio com as outras formas desse micronutriente no solo (Figura 3). s fatores que favorecem a prevalecência dessa forma aumentam a disponibilidade de Mn para as plantas. Figura 3. Esquema representativo dos equilíbrios entre as formas de Mn no solo

19 19 potencial de óxido-redução do solo, dependente de seu conteúdo de água, influencia a concentração de Mn na solução do solo de tal modo que a forma solúvel (Mn 2+ ) predomina em solos com maior conteúdo de umidade (correspondente a maior déficit de 2 no solo), enquanto em solos bem drenados há tendência de se formarem óxidos de Mn que são formas pouco solúveis, sendo assim indisponíveis para as plantas (Figura 4). Solos submersos ou com excesso de H 2 tem seu potencial redox reduzido o que resulta em maior quantidade de Mn 2+ solúvel. Isto acontece principalmente em solos ácidos com alto teor de Mn. acúmulo de C 2 nas raízes ou outros sítios do solo causa aumento no Mn disponível. Aumento do ph do solo acarreta queda na disponibilidade de Mn uma vez que o acréscimo de uma unidade no ph diminui em 100 vezes a concentração de Mn 2+ na solução do solo. Isso ocorre porque com o aumento do ph há uma tendência do Mn 2+ ser oxidado a Mn 3+ ou Mn 4+ que formam óxidos de baixa solubilidade, não disponíveis para as plantas. Adicionalmente, a atividade dos microrganismos que oxidam o Mn 2+ atinge seu máximo em ph próximo de 7,0. Embora a matéria orgânica forme complexos estáveis com o Mn no solo, podendo contribuir para diminuição da deficiência de Mn em ph acima de 6,5 (Mortvedt, 1999), é possível que altos teores de matéria orgânica em solo de ph elevado resulte na queda da disponibilidade de Mn devido à elevada estabilidade dos quelatos. A adição, ao solo, de fertilizantes nitrogenados que o acidificam resulta em aumento na disponibilidade do Mn. Em solos muito ácidos a solubilidade do Mn pode ser alta o suficiente para causar toxidez em plantas sensíveis. Mn 2+ Mn 3+ Mn 4+ Solubilidade e disponibilidade diminuem nesse sentido Figura 4. Manganês no solo: representação esquemática do equilibrio entre a forma disponível para as plantas, Mn 2+ (solução do solo), e os óxidos Mn 2 3 e Mn 2 (baixa solubilidade) formados a partir de Mn 3+ e Mn 4+, formas não disponíveis. A difusão é o mecanismo de transporte de nutrientes do solo considerado mais importante para a movimentação de Mn 2+ do solo para a região das raízes. desbalanceamento de íons no solo, principalmente de metais pesados, devido aos altos níveis de Cu, Fe, Zn, por exemplo, dificulta a absorção de Mn pelas plantas Quanto aos fatores relacionados às plantas, a exemplo do Fe, existem plantas eficientes na utilização do Mn. É possível que os fatores que atuam nessas plantas eficientes para Mn sejam semelhantes aos observados para o caso do Fe.

20 20 ZINC (Zn) As formas de Zn no solo são: Zn 2+ trocável; Zn 2+ solúvel em H 2 ; Zn adsorvido (argila, matéria orgânica, óxidos minerais, carbonatos); Zn complexado organicamente. Na solução do solo o Zn é encontrado como Zn 2+, forma em que é absorvido preferencialmente pelas plantas. A sua movimentação no solo se dá por difusão (mecanismo responsável pelo transporte de Zn para a região das raízes). As condições de solo mais associadas com a deficiência de zinco são: solos arenosos e ácidos com baixo teor de Zn; solos neutros ou básicos; solos com alto teor de argila e de silte; solos com alto teor de P disponível; e alguns solos orgânicos. Um dos fatores que mais afetam a sua disponibilidade é o ph do solo, a deficiência de Zn ocorre geralmente na faixa de ph entre 6 e 8 e, principalmente, em solos calcários. bserva-se que a solubilidade do Zn diminui de 100 vezes com o acréscimo de uma unidade no ph. utro fator importante é a adsorção do Zn às partículas coloidais do solo como, por exemplo, a óxidos de minerais argilosos como os óxidos de Fe e Al (Figura 5). Em solos muito argilosos, dependendo do tipo de argila, a adsorção intensa do Zn pode dificultar sua liberação para a solução do solo, resultando em problemas de deficiência para as plantas. Figura 5. Esquema representativo do equilibrio entre Zn 2+ (solução do solo), disponível para as plantas, e Zn adsorvido a óxidos de Fe. Fonte: Quirk and Posner (1975) CBRE (Cu) Cu 2+ (iônico ou quelatado) presente na solução do solo é a forma desse micronutriente preferencialmente absorvida pelas plantas. Adicionalmente, o Cu do solo pode-ser encontrado na forma trocável (adsorvido à argila e à M..), especificamente adsorvido a óxidos de Fe, Al, Mn), e ligado a compostos orgânicos. A disponibilidade de Cu para as plantas é influenciada pela textura do solo (maior teor de argila está associado à maior retenção de Cu 2+ no solo); pelo ph do solo (para uma unidade de acréscimo no ph a solubilidade do Cu 2+ diminui 100 vezes); e pela matéria orgânica do solo que complexa o elemento. A concentração de Cu 2+ na solução do solo é muito baixa sendo controlada pelos mecanismos de adsorção de Cu 2+ a superfícies de óxidos de Fe, Al e Mn e pela sua ligação com a matéria orgânica do solo. Na matéria orgânica, o Cu 2+ se liga diretamente a grupos funcionais como carboxílicos, carbonílicos, fenólicos, formando complexos de alta estabilidade, como exemplificado na Figura 6. A alta estabilidade desses complexos, principalmente com grupos carboxílicos e fenólicos, explica porque que a maioria dos casos de deficiência de Cu está associada a solos orgânicos (Mortvedt, 1999).

21 21 Devido à imobilidade do Cu no solo, a sua chegada às raízes das plantas ocorre, principalmente, pelo mecanismo de interceptação de raízes. Alguns mecanismos explicam diferenças observadas entre espécies na utilização do Cu pelas plantas. A capacidade de absorção de Cu é maior em algumas plantas que exploram maior volume de solo através de um sistema radicular mais longo (mais raízes por planta ou por unidade de área); que tem o sistema radicular com maior contato com o solo, devido a pêlos radiculares mais longos; que liberam exsudados (pelas raízes), que aumentam a mobilização do Cu na rizosfera aumentando sua disponibilidade; que acidificam o solo na região das raízes aumentando a solubilidade de compostos de Cu. (a) C (b) C Cu C Cu ou C C C C C C C Figura 6. Esquema representativo da formação de quelato de Cu com a matéria orgânica: (a) Cu ligado a 2 grupos carboxílicos adjacentes; (b) Cu ligado a 1 grupo carboxílico e 1 grupo fenólico-h adjacente. Nos dois complexos 1 átomo de oxigênio de cada grupo forma uma ligação simples com Cu 2+. Fonte: Boyd et al.(1981); Piccolo & Stevenson (1982). BR (B) B é absorvido pelas plantas na forma de H 3 B 3 não dissociado que predomina na solução do solo na faixa de ph adequada para a agricultura. Em ph elevado é formado o ânion B(H) - 4 (borato) na solução do dolo. B pode ser adsorvido a óxidos hidratados de Fe e Al (Figura 7) com a máxima adsorção ocorrendo a ph 9 para os óxidos de Fe e a ph 7 para os óxidos de Al. Ele pode estar, também, complexado por moléculas orgânicas no solo (Figura 1). transporte de B do solo para a região das raízes ocorre preferencialmente por fluxo em massa. s fatores do solo que afetam sua disponibilidade são: textura, quantidade e tipo de argila, ph do solo e calagem (a calagem de solos ácidos pode induzir carência temporária de B em plantas sensíveis), teor de matéria orgânica, umidade do solo. A deficiência de B é associada a clima e condições de baixa umidade do solo. Nas plantas, existe uma estreita margem entre os níveis suficientes e níveis tóxicos de B, sendo a sensibilidade das culturas ao excesso de boro aspecto importante. Diferenças genéticas contribuem para variações na absorção e na concentração de B entre plantas de diferentes culturas. A sensibilidade das culturas a B é variável como se vê em alguns

22 22 exemplos: pêssego, uva, feijão, soja e trigo são mais sensíveis; tomate, tabaco, milho e batata são semi tolerantes; beterraba, algodão e nabo são mais tolerantes. H H H H M M B + M M B + 2H 2 H H H H Figura 7. Esquema representativo do equilibrio entre H 3 B 3 (solução do solo), forma disponível, e H 3 B 3 adsorvido a óxidos de Fe e Al (representados por M). Fonte: Ellis & Knezek (1972). Após movimentar-se na planta via fluxo da transpiração o boro se deposita nos tecidos, tendo sido considerado, ao longo dos anos, imóvel no floema das plantas. Estudos recentes com espécies de plantas que transportam o sorbitol, um açúcar que complexa o boro, em seu floema, tem levantado dúvidas sobre a imobilidade do boro para todas as culturas. Brown e Hu (1996) verificaram que em espécies ricas em sorbitol (castanheira, macieira e nectarina) houve transporte do boro aplicado na forma de isótopo, das folhas que receberam pulverização, para tecidos adjacentes e tecidos dos frutos. Entretanto, em espécies pobres em sorbitol (figueira, nogueira e pistachio) não houve nenhum movimento do B aplicado nas folhas para outras partes da planta. Em um experimento com mudas de maçã eles demonstraram a eficácia da aplicação foliar com ácido bórico para a cultura da maçã. s autores comentam que a alta mobilidade do B em espécies produtoras de sorbitol resulta em importante implicações para o manejo de B nessas espécies. Em uma avaliação desses novos rumos da pesquisa com boro, é comentado que outras culturas como coqueiro e videira podem ter o sorbitol como o principal produto primário da fotossíntese e que esses estudos indicam que a utilização de pulverizações foliares para fornecimento de B às plantas deve ser avaliada com um novo enfoque que considere a presença de sorbitol nas plantas e sua atuação no transporte de boro nas diversas espécies (Boron in Agriculture, 1996). MLIBDÊNI (Mo) As formas de Mo comumente encontradas no solo são: Mo4 2- na solução do solo (forma absorvida pelas plantas), Mo complexado organicamente e Mo adsorvido a óxidos hidratados de Fe e Al (Figura 8). Sua concentração na solução do solo é extremamente baixa o que reflete o baixo conteúdo de Mo encontrado em plantas. A mobilização de Mo no solo pode ser feita por fluxo em massa ou por difusão, o que depende das condições do solo (Lavy & Barber, 1964), concentrações maiores na solução do solo favorecem o fluxo em massa. Mo tem sua disponibilidade aumentada com o aumento do ph do solo, o acréscimo de uma unidade no ph resulta em aumento de 10 vezes na atividade do Mo A adsorção de Mo 4 2- a óxidos de Fe e Al do solo (Figura 8) retira o Mo da solução do solo diminuindo a concentração disponível à absorção pelas plantas. Essa adsorção é semelhante à do fosfato e à do sulfato. Em condições de seca, com a baixa umidade do solo, há diminuição do transporte

23 23 de Mo por difusão ou fluxo de massa o que resulta em deficiência mais severa de Mo em plantas. excesso de Mo em pastagens é motivo de preocupação uma vez que o excesso de Mo é tóxico para o gado e outros rebanhos, podendo causar problemas nutricionais devido à ingestão, pelos animais, das plantas com teores elevados deste micronutriente. excesso de Mo, particularmente nos ruminantes, pode causar a molibdenose, doença relacionada ao desbalanceamento nutricional de Cu nos animais (Marschner, 1995) Figura 8. Esquema representativo do equilibrio entre Mo 4 disponível para as plantas, e Mo 2-4 adsorvido a óxidos de Fe. (solução do solo), Níquel (Ni) Ni é o micronutriente reconhecido mais recentemente elemento essencial para as plantas superiores. A evidência de atuação do níquel na urease em plantas superiores, o requerimento de níquel em leguminosas, independentemente do tipo de nutrição nitrogenada, e a essencialidade do níquel para não leguminosas (Dixon et al., 1976; Eskew et al., 1984; Brown et al., 1987) foram estudos que levaram ao reconhecimento do Ni como elemento essencial para as plantas superiores (Marschner, 1995). De acordo com os estudos, as plantas não podem completar seu ciclo de vida sem a presença de um adequado suprimento de níquel. Marschner (1995) ressalta que ainda não há evidencia de deficiencia de níquel para plantas cultivadas em solo e cita trabalhos salientando que a maior preocupação é com sua toxicidade, principalmente em solos que recebem adições de lodo de esgoto. 11. REFERÊNCIAS McGrath & Smith, S Chromium and nickel. In: Heavy Metals in soils. B.J. Alloway, (Ed.), Londres, Blackie Academic & Professional. p Alvarez V., V.H., Novais, R.F., Barros, N.F., Cantarutti, R.B.; Lopes, A.S Interpretação dos resultados das análises de solos. In: A.C. Ribeiro; P.T.G. Guimarães; V.H. ALVAREZ V., eds. Recomendações para o uso de corretivos e fertilizantes para Minas Gerais. 5 a Aproximação. CFSEMG. Viçosa, Minas Gerais. p Asher, C.J Benefitial Elements, Functional Nutrients, and Possible New Essential Elements. In Micronutrients in Agriculture.J.J Mortvedt et al. (eds). 2 nd edition., p Madison, WI: Soil Science Society of America.

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