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ELEMENTOS BENÉFICOS DE INTERESSE NA
NUTRIÇÃO DE PLANTAS
ELEMENTOS BENÉFICOS
۷ Nutriente & Elemento benéfico۷ Fontes e método de aplicação ۷ Silício na planta۷ Silício no solo۷ Resultados de Pesquisa
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?
NUTRIÇÃO DE PLANTAS
Nutriente&
Elemento benéfico
O que é? NUTRIENTE
Um elemento químico considerado essencial as plantas
Critérios de essencialidade
(Arnon & Stout, 1939)
Conceitos de nutrientes e critérios de essencialidade
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
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
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
São elementos que apresentam aspectos benéficos ao crescimento de certas plantas, embora não sejam essenciais.
Elementos benéficos
Ni: Brown et al. (1987)
Na;Co; Se; Al (Marschner, 1986)
Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Elementos benéficos
Si: Takahashi & Miyake (1977)
< transpiração;
melhor arquitetura da planta
> Resistência a doenças
Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
H4SiO4
Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
-Si
+Si
-Si
Trigo
Lima Filho & Tsai,2007
Efeito do Silício na arquitetura da planta.Foto cedida pelo Prof. Rodrigues e Zanão Junior/UFV.
Teor de Si em plantas de arroz cultivada em solução nutritiva (Sun et al., 2008)
Absorção de silício e nutrientes pelo arroz
Arroz
Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Deficiência de Si em cana: sardas circular nas folhas mais velhas
Absorção de Silício pela Cana-de-açúcar
Cana-de-açúcar
Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Absorção de silício e nutrientes pela cana-de-açúcar
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).
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
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
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)
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)
Incidência da queima dos bordos da alface cultivada em solução nutritiva com e sem silício (Luz et al. ,2006)
SISTEMAS DE PRODUÇÃO INTENSIVA
Exigência 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).
Fonseca (2007)Fonseca (2007)
Relação da absorção de Si e N em capim-maradu
Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Escória de siderurgiaWallostonita
Material Corretivo &
Fonte de SILÍCIO
Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Aplicação da escória de siderurgia
Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal Efeitos dos Silicatos na agricultura:
PRODUTIVIDADE
Sistema SOLO Sistema PLANTA
SILICATO
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
Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Sistema Solo: reação ácida e teor Si
disponível
Efeitos dos Silicatos na agricultura: sistema SOLO - PLANTA
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
Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Reação no Solo
CaSiO3 Ca2+ + SiO3-2
SiO3-2 + 2H+ H2SiO3
H2SiO3 + H2O H4SiO4
Sistema Solo
Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Sistema Solo
Fósforo no solo e a produção da cana em solo com aplicação de calcário e escória (Prado & Fernandes ,2001)
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
Conteúdo de Si suscetibilidade à bruzone do arroz (Marcschner, 1986).
Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Si x DOENÇAS
Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Si x DOENÇAS
Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal Si x DOENÇAS
Míldio em pepineiro (Menzies et al., 1991)
Conteúdo de Si suscetibilidade à bruzone do arroz (Marcschner, 1986).
Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Si x DOENÇAS
Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Si x DOENÇAS
Silício e a discoloração de grãos de arroz cultivado em condições de campo (Prabhu et al.)
Apenas Si
Apenas Si
Si+fungicida
controle
Apenas fungicida
Silício e fungicida na severidade de doença do arroz
Sintomas em folhas de arroz após 96 h da inoculação com Magnaporthe grisea com e sem Si
No de lesões para mancha de olho pardo de mudas de cafeeiro (inoculadas), em função da
aplicação de silicato de sódio (Botelho et al., 2005)
Teor de lignina no tecido foliar de mudas de cafeeiro, em função da aplicação de silício (Botelho et al., 2005)
Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Nível de severidade de cercospora sojina em folha da soja aos 79 dias após a emergência
Si x Doença
Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Zanão Jr. et al. (2009)
Si x Doença
Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Santos et al. (2009)
Si x Doença
Silicatos na incidência de brusone e na produção de matéria seca da parte aérea do arroz
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
Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal Sistema Planta
Na2SiO3 No plantas
atacadas
Valor relativo
Matéria seca
Si foliar
g por vaso (40L)
% g por vaso %
0 44 73 450c 0,3
68 12 20 482b 1,4
136 4 7 505a 2,4
Si e Praga (Diatraea Saccharalis F.)
Elawad et al. (1985)
Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal Sistema Planta
Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Sistema Planta
Tratamentos TranspiraçãoPerfilhamento ElongaçãoH2O transpirada/matéria seca/7 dias
+Si 377 280
-Si 442 400
Rel. +Si/-Si 0,85 0,70Takahashi (1995)
Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Sistema Planta
Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Sistema Planta
Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal
Sistema Planta - Si (NC 5 g kg-1)
RESULTADOS DE PESQUISA
(Prado et al., 2003)
Silicato em mudas de frutíferas
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**
Produção de matéria seca da parte aérea e grãos de arroz em função da aplicação da escória de siderurgia. Latossolo Vermelho (V=61%) Carvalho-Pupatto et al. (2003)
Silicato em cereais: arroz
Latossolo Vermelho distrófico (V=50%)Mauad et al. (2003)
Silicato em cereais: arroz
Latossolo (V=80%)Prado & Korndorfer (2003)
Silicato em cereais: milho
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
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.
Calcário (C) e escória (E) na produção de colmos da cana (Prado et al., 2001)
Silicato em cana-de-açúcarCana-planta
Cana-soca
Efeito do calcário e escória na produção de colmos da soqueira (Prado et al., 2003)
Soqueira (média de 3. e 4. corte)
?
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
Si et al. (2005)http://www.springerlink.com/content/xq58147584gu8532/?p=5def3f3264ea49828c2a90a74f41dd93&pi=146
Si x metais pesados potencialmente tóxicos
Gunes et al. (2007)http://www.springerlink.com/content/d70097xq808pq201/fulltext.pdf
Si x toxicidade de nutrientes (B)
Cunha e Nascimento (2009)http://www.springerlink.com/content/y12j662v10605810/?p=7fde0cc69d2647ccb549f62ccd86d59e&pi=32
Si x toxicidade de nutrientes
Si depositado nas células da epiderme e da exoderme de raízes de plantas de milho com aplicação desse elemento
Cunha e Nascimento (2009)http://www.springerlink.com/content/y12j662v10605810/?p=7fde0cc69d2647ccb549f62ccd86d59e&pi=32
Si x toxicidade de nutrientes (Zn e Cd)
Metais pesados (Zn e Cd) em células da epiderme (a) e da endoderme (b) de raízes de plantas de milho com aplicação de Si
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-90162009000200006&lng=pt&nrm=iso&tlng=en
Si x Salinidade
Matéria seca da parte aérea, medida indireta da clorofila e lixiviação de eletrólito (permeabilidade da membrana) em morangueiro em função da aplicação de silício (Karlidag et al., 2009)
http://www.springerlink.com/content/t2277xu3p72162v7/?p=c61b1bcf2ec940fd973ba47cde3ff4e7&pi=77
Si x Salinidade
Relação do teor de Si na parte aérea da cana-de-açúcar e o teor de Na (a) e a produção de matéria da parte aérea (b) sob estresse salino (Ashraf et al., 2009)
USO AGRÍCOLA DA ESCÓRIA DE SIDERURGIA NO BRASIL