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Prof. Dr. Renato de Mello Prado
Depto de Solos e Adubos
SEABE 2008 – FCA/UNESP
Tópicos Atuais do Manejo da Fertilidade do Solo e Nutrição de Plantas
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ELEMENTOS BENÉFICOS
۷ Nutriente & Elemento benéfico۷ Fontes e método de aplicação ۷ Silício na planta۷ Silício no solo۷ Resultados de Pesquisa
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Natureza:>100 elementos
Na planta: Total:40-50 elementos
16 elementos são Essenciais
Essencial (sem ele a planta não vive)
Benéfico (aumenta o crescimento e a produção em situações
particulares.Tóxico (não pertencendo às
categorias anteriores, diminui o crescimento e a produção,
podendo levar à morte.
Conceitos em nutrição de plantas
Quantos?
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NUTRIÇÃO DE PLANTAS
Nutriente&
Elemento benéfico
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O que é? NUTRIENTE
Um elemento químico considerado essencial as plantas
Critérios de essencialidade
(Arnon & Stout, 1939)
Conceitos de nutrientes e critérios de essencialidade
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O elemento participa de um composto ou de uma reação química, sem a qual a planta não vive
Conceitos de nutrientes e critérios de essencialidade
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2) O elemento não pode ser substituído por
nenhum outro
Conceitos de nutrientes e critérios de essencialidade
1) Na ausência do elemento a planta não completa o seu ciclo vegetativo
3) O elemento deve ter um efeito direto na vida da
planta e não exercer apenas o papel de, com
sua presença no meio, neutralizar efeitos
físicos, químicos ou biológicos desfavoráveis
para o vegetal
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Plantas vivas:até 95% H2O + 5% M.S. (Reichardt, 1985)
~ 92% : C (40%)+H(12%)+O(40%)
Ar (CO2)
~ 8%: Macro e micronutrientes100% MS
Qual a proporção que aparecem nas plantas?
Composição relativa dos nutrientes nas plantas
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São elementos que apresentam aspectos benéficos ao crescimento de certas plantas, embora não sejam essenciais.
Elementos benéficos
Ni: Brown et al. (1987)
Si: Takahashi & Miyake (1977)
E outros: Na, Co, Se e Al (Marschner, 1986)
<transpiração; melhor arquitetura > resist. doenças
Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
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H4SiO4
Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
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-Si
+Si
-Si
Trigo
Lima Filho & Tsai,2007
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Efeito do Silício na arquitetura da planta.Foto cedida pelo Prof. Rodrigues e Zanão Junior/UFV.
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Figura. Teor de Si em plantas de arroz cultivada em solução nutritiva (Sun et al., 2008)
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COMPOSIÇÃO RELATIVA DE NUTRIENTE e Si PELAS GRAMÍNEAS
Arroz
Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
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COMPOSIÇÃO RELATIVA DE NUTRIENTE e Si PELAS GRAMÍNEAS
Cana-de-açúcar
Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
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Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
60
70
80
90
100
110
15 20 25 30 35 40Si na matéria seca, g kg-1
Pro
duçã
o re
lativ
a do
arr
oz, %
3417
Baixo Médio Alto
PR= 103,8 [1-EXP (-0,073x)], R2=0,52**
Relação do Si na planta com a produção relativa de arroz (Korndörfer et al., 2001).
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Atividade superóxido da dismutase em folhas de cevada submetida ao estresse salino na presença e ausência de Si (Liang, 1999)
Estresse -Si +Si (1 mol m-3)
ug-1
Sem 640 620
Com (120 mol m-3 de NaCl 591 735
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Atividade H-ATPase em folhas de cevada submetida ao estresse salino na presença e ausência de Si (Liang, 1999)
Estresse -Si +Si (1 mol m-3)
Sem 20 23
Com (120 mol m-3 de NaCl 5 12
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Efeito do estresse (déficit hídrico) e do Si na absorção de nutrientes do girassol (12 cvs.)
Tratamento Si(mg/planta)
K (mg/planta)
Ca (mg/planta)
P(mg/planta)
Sem estresse 4,3 101,4 19,0 2,8
Com estresse 1,9 57,3 10,0 1,4
Com estresse +Si 2,5 61,1 10,3 1,4
Gunes et al. (2008)
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Efeito do estresse (déficit hídrico) e do Si na absorção de nutrientes do girassol (12 cvs.)
Tratamento Si(mg/planta)
K (mg/planta)
Ca (mg/planta)
P(mg/planta)
Sem estresse 4,3 101,4 19,0 2,8
Com estresse 1,9 57,3 10,0 1,4
Com estresse +Si 2,5 61,1 10,3 1,4
Gunes et al. (2008)
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Luz et al. (2006)
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SISTEMAS DE PRODUÇÃO INTENSIVAExigência nutricional em nitrogênio
Os tecidos das plantas ficam tenros (pragas e patógenos),
Maior auto-sombreamento das plantas no campo
taxa fotossintética.
Em experimento com arroz, observou que o incremento da adubação nitrogenada provocou redução nos teores de Si (WALLACE; 1989).
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Fonseca (2007)Fonseca (2007)
Relação da absorção de Si e N em capim-maradu
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Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Escória de siderurgiaWallostonita
Material Corretivo &
Fonte de SILÍCIO
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Consumo per capita de aço por ano:
Alemanha: 607 kg
EUA: 444 kg
China: 286 kg
México: 233 kg
Brasil: 110 kg
Escória no Brasil: potencial de expansão da produção
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Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
FONTES E MODO DE APLICAÇÃO
Escória de siderurgia
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Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal Efeitos dos Silicatos na agricultura:
PRODUTIVIDADE
Sistema SOLO Sistema PLANTA
SILICATO
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Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Sistema Solo
۷ Material corretivo de acidez do solo (pH)۷ Fonte de macronutrientes (Ca, Mg) e de micronutrientes۷ Aumenta a disponibilidade de P۷ Fonte de Silício
Efeitos dos Silicatos na agricultura: sistema SOLO - PLANTA
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Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Sistema Solo: reação ácida e teor Si
disponível
Efeitos dos Silicatos na agricultura: sistema SOLO - PLANTA
Em geral:
Profundamente intemperizados e lixiviados e com acentuada dessilicatização e pobreza em bases.
Fração argilosa essencialmente constituída de caulinita e sesquióxidos, com baixa relação molecular SiO2/Al2O3 (relação Ki), algumas vezes inferior a 0,5 (EMBRAPA, 1982).
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Solo
Transformações e processos mais importantes que influenciam a concentração de Si na solução do solo.
PolimerizaçãoPolímeros de
Si(OH)4
Dissociação
Si(OH)4 na
Solução do solo
Minerais cristalinos
e não cristalinos
Dissociação
Precipitação
Dessorçã
o
Óxidos e Hidróxidos
de Fe e Al
Adsorçã
o
Fertilizantes
silicatados
Lixiviação
Si na
água de irrigação
Decom
posição dos
restos culturais
(SAVANT et al., 1997)A
bsorção
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Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Reação no Solo
CaSiO3 Ca2+ + SiO3-2
SiO3-2 + 2H+ H2SiO3
H2SiO3 + H2O H4SiO4
Sistema Solo
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Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Sistema Solo
Prado & Fernandes (2001)
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Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Extrator de Si do Solo
Pereira et al. (2007)
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Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Sistema Planta
۷Aumenta absorção de Si e outros (Ca, P)۷ Diminui absorção de Al/Fe۷ Diminui a transpiração۷Aumenta a lignificação۷Aumenta compostos fenólicos۷Aumenta espessura da celulas da epiderme۷Diminui a incidência de doenças e pragas
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Conteúdo de Si suscetibilidade à bruzone do arroz (Marcschner, 1986).
Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Si x DOENÇAS
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Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Si x DOENÇAS
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Conteúdo de Si suscetibilidade à bruzone do arroz (Marcschner, 1986).
Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Si x DOENÇAS
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Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Si x DOENÇAS
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Apenas Si
Apenas Si
Si+fungicida
controle
Apenas fungicida
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Número total de lesões para mancha de olho pardo de mudas de cafeeiro (inoculadas), em
função da aplicação de silicato de sódio (Botelho et al., 2005)
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Teor de lignina no tecido foliar de mudas de cafeeiro, em função da aplicação de silício
(Botelho et al., 2005)
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Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Nível de severidade de cercospora sojina em folha da da soja aos 79 dias após a emergência
Si x Doença
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Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Efeito do Si em mandíbulas de largatas (S. frugiperda) alimentadas com folhas de milho com aplicação de Si (esquerda) e sem aplicação de Si (direita) (b).
Si x PRAGAS
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Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Sistema Planta
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Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Sistema Planta
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Fase de desenvolvimento -Si +Si
Peso H2O transpirada/M.S./7 dias
Perfilhamento 400 280
Alongamento 377 442
Efeito do Si na taxa de transpiração do arroz
Takahashi, 1995
Sistema Planta
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Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Sistema Planta
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Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Sistema Planta
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Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Sistema Planta-Si (NC 5 g kg-1)
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RESULTADOS DE PESQUISA
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(Prado et al., 2003)
Silicato em mudas de frutíferas
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Latossolo Vermelho (V<20%)Faria (2000)
Silicato em cereais: arroz
30
45
60
75
0 200 400 600
Doses de Si (kg ha-1)
Pro
d. g
rãos
(g
vaso
-1) Latossolo Vermelho-Amarelo Areia Quartzosa
Y=61,7069+0,02675X r2=0,83**
Y=38,4165+0,02640Xr2=0,98**
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Latossolo Vermelho (V=61%)Carvalho-Pupatto et al. (2003)
Silicato em cereais: arroz
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Latossolo Vermelho distrófico (V=50%)Mauad et al. (2003)
Silicato em cereais: arroz
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Latossolo (V=80%)Prado & Korndorfer (2003)
Silicato em cereais: milho
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Cimento na produção de colmos da cana-de-açúcar (Korndorfer, 2001)
Silicato em cana-de-açúcar
Cana-planta
104
107
110112
118
95
100
105
110
115
120P
rod
uç
ão
, t
ha
-1
0 500 1000 2000 4000
Cimento, kg ha-1
SP79-1011+RB72-454
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Efeitos na produção de cana-de-açúcar e açúcar por hectare da aplicação de 20t/ha de silicato em 2 locais da região de Everglades/Flórida.
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Calcário (C) e escória (E) na produção de colmos da cana (Prado et al., 2001)
Silicato em cana-de-açúcarCana-planta
Cana-soca
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Efeito do calcário e escória na produção de colmos da soqueira (Prado et al., 2003)
Soqueira (média de 3. e 4. corte)
?
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Silicatos & Micronutrientes
Efeito da aplicação da escória de siderurgia no teor de Zn e Mn do solo (Prado et al., 2004)
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Efeito do calcário e escória no teor de Si do solo, cultivado com arroz. Vidal & Prado (não publicado)
y(E) = 1,2x + 5,37R2 = 0,67**
y(C) = 0,1758x + 3,4R2 = 0,98**
0
3
6
9
12
0,0 1,5 3,0 4,5 6,0
g dm-3 de CaCO3
Si n
o so
lo (
mg
kg-1
) calcário
escória
Pesquisas em andamento na FCAV/UnespCulturas: Arroz e Brachiária
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USO AGRÍCOLA DA ESCÓRIA DE SIDERURGIA NO BRASIL
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Obrigado
GENPLANT
www.nutricaodeplantas.agr.br