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Prof. Dr. Rafael Otto e Ac. Julia SavietoESALQ-USP
Novas estratégias no manejo de
enxofre e boro
Engo Florestal José Henrique Bazani4tree Agroflorestal
Novas estratégias no manejo de enxofre e boro
Prof. Dr. Rafael Otto (ESALQ – USP)
► Setor florestal
Novas estratégias no manejo de enxofre e boro
Prof. Dr. Rafael Otto (ESALQ – USP)
► Setor florestal
Novas estratégias no manejo de enxofre e boro
Prof. Dr. Rafael Otto (ESALQ – USP)
► Setor florestal
Mo
Novas estratégias no manejo de enxofre e boro
Prof. Dr. Rafael Otto (ESALQ – USP)
► Fertilização representa 25 a 30% do custo de implantação e manutenção (Gonçalves, 2016)
N P K Ca Mg S
Cu Fe Mn Zn B Cl Ni
Nutrientes requeridos pelo Eucalipto
Novas estratégias no manejo de enxofre e boro
Prof. Dr. Rafael Otto (ESALQ – USP)
► Enxofre
na planta
Funções do S na planta:
i) síntese de três aminoácidos essenciais (cistina, cisteína emetionina), base das proteínas e > 90% do S contido na planta
ii) ativação de enzimas
iii) síntese de vitaminas (biotina, tiamina, vitamina B1 e glutamina)
iv) formação de lipídios glicosídeos
v) formação de ligações dissulfídricas, que conferem resistência aofrio
vi) síntese da clorofila e formação da ferredoxina, que funciona comotransportador de elétrons na fotossíntese
vii) fixação simbiótica de N e ativação das enzimas ATP-sulfurilase eAPS-sulfotransferase envolvidas no metabolismo de S na planta
Fonte: MARSCHNER (1995)
S
Novas estratégias no manejo de enxofre e boro
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► Exigência de Enxofre
Novas estratégias no manejo de enxofre e boro
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► Sintomas de deficiência (folhas novas)
• Coloração verde-clara,
inclusive das nervuras
• Deficiência de N:
Folhas Velhas
• Deficiência de S:
Folhas Novas
Fonte: Rocha et al. (2015)
Novas estratégias no manejo de enxofre e boro
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► Deficiência de Enxofre em Eucalipto
• Solos arenosos, com baixa matéria orgânica
• Região do cerrado (baixa MO e alto déficit hídrico)
• Florestas com elevada produtividade, mesmo em solos argilosos e manejadas sob cultivo mínimo
- Fertilizantes NPK mais puros e concentrados (possuindo pouco ou nenhum S na sua constituição)
- Redução na emissão de gases à atmosfera
Fonte: Alvarez et al. (2007); Stevenson & Cole (1999); Rocha et al. (2015)
Novas estratégias no manejo de enxofre e boro
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► Enxofre no solo
S é 10º elemento mais abundante no universoÉ o elemento mais abundante na crosta terrestre (0,06 a 0,1 % S)
Ocorre naturalmente:- na forma de gesso (CaSO4.2H2O)- na forma de pirita (FeS2 ) em xistos, carvões, calcários e arenitos- na forma de S elementar em areias betuminosas- na forma de compostos salinos em formações sedimentares- como parte da matéria orgânica do solo
O S é constituinte de todos os organismos vivos- Constituintes de aminoácidos- Proteínas e polissacarídeos- Vitaminas e hormônios
Fonte: Havlin et al. (2005); Stevenson & Cole (1999)
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► Ciclo do enxofre no solo
Fonte: Rocha et al. (2015)
MineralizaçãoRelação C/S < 200/1Serapilheira C/S > 400/1
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► Mais de 90% do S da camada
superficial do solo encontra-se na
forma orgânica (S-orgânico)
► Quanto mais matéria orgânica,
mais S orgânico
► Porém as plantas absorvem o S na
forma de sulfato (SO42-)
Fonte: Klieman (1987; Lilienfein et al., 2000)
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►Mineralização do S orgânico
► Alto teor de S orgânico
► Pouco na forma de sulfato
Fonte: Rocha et al. (2015)
Exigência nutritional30 a 50 kg ha-1 de SFornecimento pelo solo 15 a 17 kg ha-1 de SNecessidade de adubação com S
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► Fertilizantes que contém enxofre
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► Benefícios do uso do gesso em Eucalipto
i) redução da toxidez do alumínio em subsuperfície, promovendo aprofundamento do sistema radicular
ii) fornecimento de Ca e S às plantas
iii) carreamento de bases para as camadas mais profundas do solo
iv) floculação da argila (melhoria das características físicas do solo)
Para Eucalipto:
ii) fornecimento de Ca e S às árvores
iii) carreamento de bases para camadas subsuperficiais do solo
* diminuição do Al é pouco relevante (Eucalipto é resistente ao Al)
Fonte: Rocha et al. (2015)
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► Condições para uso do gesso em Eucalipto
• Plantações estabelecidas na região do cerrado • Região que apresenta alta limitação hídrica• Solo com teor de Ca em camadas > 30 cm inferior a 4 mmolc dm-3
NG (kg/ha) = 4 – Ca20-40 x 20 x Profcm x 10 %Cagesso
NG, necessidade de gesso em kg ha-1
4, teor desejado de Ca em mmolc dm-3
Ca20-40, teor de Ca em mmolc dm-3 na camada de 20-40cm20 , massa de Ca (kg ha-1) necessária para aumentar 1 mmolc Ca dm-3 de soloProf., espessura da camada que se pretende aumentar o teor de Ca (em cm). Recomenda-se 30 cm%Cagesso, percentual de Ca no gesso (15%)
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► Novas estratégias para manejo do enxofre
S H2S SO42-
Ácido
SulfídricoSulfatoEnxofre
elementar
Oxidação do Enxofre
H2S + 1,5 O2 + H2O H2SO4 H+ + SO4
2-Thiobacillus
Thiooxidans
Enxofre elementar (S0)* 95% S
* Precisa sofrer oxidação para tornar-se disponível
* Em condições de ToC e umidade elevadas, ocorre rapidamente
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► Taxa de oxidação do S elementar
X
?
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► Taxa de oxidação do S elementar
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12,4
13,7
13,1
12,7
13,814
14,514,7
Vo
lum
e m
3h
a-1
11
kg
S h
a-1
15
6 k
g S
ha
-1
22
kg
S h
a-1
56
kg
S h
a-1
89
kg
S h
a-1
12
2 k
g S
ha
-1
15
6 k
g S
ha
-1
22
2 k
g S
ha
-1
Tratamentos
NPK
Gesso
Sulfurgran
► Aplicação de S elementar em plantio de Eucalyptus sp em solos arenosos
Fonte: Palacio et al (sd) - Addubare
Avaliação realizada aos 10 meses em Bataguassu/MS
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► Opções disponíveis no mercado
Sem bentonita Com bentonita
Após 24 h
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►Conclusões
• Assim como para culturas agrícolas, o Eucalipto exige quantidades semelhantes deenxofre e fósforo, demonstrando a importância do S
• Deficiência de S tem sido observada em áreas de Eucalipto, especialmente emsolos com baixa matéria orgânica e florestas de alto rendimento
• Enquanto culturas agrícolas já utilizam gesso agrícola há décadas, somenterecentemente este insumo tem sido usado em plantios de Eucalipto como fonte deCa e S
• Enxofre elementar pastilhado apresenta alto teor de S com disponibilizaçãogradual, sendo opção interessante para o Eucalipto. Porém deve-se utilizar fonteadequada (com argila expansiva)
Mo Cl Ni
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► Nutrientes requeridos pelo Eucalipto
N P K Ca Mg S
Cu Fe Mn Zn B
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2014
2010
2016
B
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►Funções do boro na planta
Epstein & Bloom (2006)
• Estrutura da parede celular (ligações pépticas)
Além disso (Blevins & Lukaszewski, 1998):
• Reprodução, formação do tubo polínico e germinação
• Fixação de nitrogênio (atividade da nitrogenase)
• Atividade de membranas (absorção de outros nutrientes)
• Crescimento radicular (diminuição da toxidez de alumínio)
E outras funções:
• Transporte de açúcares (carboidratos) das folhas para órgãos de reserva
Exigência nutricional
Reprodutiva > vegetativa
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►Deficiência de B tem se tornado comum
Cana-de-açúcar
Citros
Eucalipto
Mamão
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► Sintomas de deficiência de B
Fonte: Sulboro
SojaMilho
- B + B
►Sintomas de deficiência de B
• Nervuras salientes
• Folhas retorcidas e morte da
gema apical
• Perda de dominância apical
• Bifurcação do tronco
• Quebra de ponteiros
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Novas estratégias no manejo de enxofre e boro
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Boro pode influenciar na eficiência hídrica do Eucalipto
Taxa fotossintética – Reduzindo os danos à membrana (Cakmak et al., 1995)
Controle estomático – aumentando a concentração de K+ nas folhas
Transpiração – Reduzindo a perda de água
Translocação de açúcares para o crescimento radicular – aumentando a
absorção de água e nutrientes
Uso mais eficiente da água
Fonte: Hodecker, B.E.R. COMPARISON OF DROUGHT STRESS RESPONSES OF TOLERANT AND
SENSITIVE EUCALYPT GENOTYPES. Tese, UFV. 2015.
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Expansão para regiões secas
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►Deficiência hídrica vs deficiência de boro
• Deficiência de B normalmente associada ao secamento do solo, uma vez
que o B é translocado nos vasos condutores do xilema (Hu and Brown, 1997)
• Entretanto, o Eucalipto continua absorvendo água de camadas mais
profundas. Portanto, a deficiência de B não é devido à falta de absorção de
água, mas sim à ausência de B nas camadas mais profundas do solo
(Wikner, 1983; Tamminen and Saarsalmi, 2004)
• Camada superficial do solo seca mais rapidamenteAplicação foliar?
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►Mobilidade de redistribuição do boro
B*• Xilema: transporte a longa distância
• Floema: redistribuição
Fonte: Marschner (2011)
Historicamente o boro foi considerado imóvel no floema
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► Mobilidade de redistribuição do boro
Altamente
móveis
Móveis Parcialmente
móveis
Imóveis
N P S Ca
K Cl Zn
Na Mg Cu
Mn
Fe
Mo
Entretanto, redistribuição do B depende da cultura
B
Historicamente o boro foi considerado imóvel no floema
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►Mobilidade de redistribuição
do boro
Polióis (ou alcool-açúcares), são formas de açúcaresencontrados em plantas
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►Mobilidade de redistribuição do boro
• B é móvel em árvores que usam sorbitol como forma de transporte de
carboidrato (Brown & Hu, 1996)
• Complexos de B com manitol, sorbitol e frutose encontrados no floema de
plantas com mobilidade do B (Hu et al., 1997)
• Também foi observado redistribuição do B em espécies como canola,
girasol e tremoço-branco (Stangoulis et al., 2001; Matoh and Ochiai, 2005;
Huang et al., 2008)
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►Mobilidade de redistribuição do boro
• Em Eucalipto, foi observado diferença entre
clones na redistribuição de B, possivelmente
associado à presença de manitol (São José et
al., 2009)
• Aplicação de B em folha velha deficiente em B
aumentou teor de B em folha nova emergida
• Aplicação foliar de ácido bórico + manitol foi
mais eficiente em aumentar teor de B no
tecido do que ácido bórico (São José et al.,
2009)
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►Mobilidade de redistribuição do boro
• Atualmente considera-se que o Eucalipto
apresenta mobilidade de boro no floema, que é
dependente de clones e espécies (Hodecker et
al., 2014; Gonçalves, 2016; São José et al.,
2009)
• Aplicações foliares de B em regiões com deficit
hídrico acentuado tem sido realizadas
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► Sensibilidade das espécies à seca do ponteiro
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► Efeito do boro na redução da seca do ponteiro
Fonte: Silveira (1999)
LVA (20% argila) LE (45% argila)
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►Efeito do boro na produtividade
Fonte: Teluira (2009)
Ad. reduzida
Ad. potencial• Dois níveis de adubação
(Potencial e Reduzida)
• A demanda de boro aumenta em florestas com alto índice de crescimento
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►Recomendação de adubação com boro
• Pouco no plantio
• Mais em cobertura
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►Recomendação de adubação com boro
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►Recomendação de adubação com boro
Para regiões com melhor distribuição de chuvas
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Para regiões com deficit hídrico intenso
►Recomendação de adubação com boro
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– Colemanita borato de cálcio
(CaB4O7.6H2O)
– Hidroboracita borato de cálcio e magnésio (CaO.MgO.3B2O3.6H2O)
– Ulexita borato de cálcio e sódio
(Na2O.2CaO.5B2O3.16H2O)
– Kernita borato de sódio (Na2B4O6(OH)2.3H2O)
►Matérias-primas: minérios e concentrados minerais naturais
Fertilizantes com BoroULEXITA
HIDROBORACITA
COLEMANITA
Beneficiamento físico
do mineral natural
COLEMANITA
HIDROBORACITA
ULEXITA
EXTRAÇÃO
E MOAGEM
CALCINAÇÃO
DISSOLUÇÃO EM ÁGUA
RETIRA IMPUREZAS
OCTABORATO DE SÓDIO
PENTABORATO DE SÓDIO
H2SO4
ÁCIDO BÓRICO
NaOH
TETRABORATO DE SÓDIO (BÓRAX)
SOLVENTES ORGÂNICOS
FUSÃO
SILICATO
B SILICATADO
H2SO4
PARCIAL
“OXISULFATO”
BORATO DE
MONOETANOLAMINA
10% B
10% B
min. 1% B min. 1% B
17% B
20% B
18% B
10% B
15% B
10% B
Adubação
Sólida
Adubação
Fluida
Ácido Bórico:
H3BO3 (17,5% B), PS = 5,0 kg/100 L
Octaborato de sódio:
Na2B8O13.4H2O (20% B), PS = 10,0 kg/100 L
Boro Monoetalonamina: 135 a 150 g B/L
10% B
Bórax: Na2B4O7.10H2O
Ulexita: NaCaB5O9.5H2O
Colemanita: CaB4O7.6H2O
Hidroboracita: CaO.MgO.3B2O3.6H2O
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►Fertilizantes com boro
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►Octaborato de sódio (mais solúvel do que ácido bórico, mas aumenta pH da solução)
►Boro monoetanolamina já vem na forma fluida (boro complexado)
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►Conclusões
• Manejo adequado do S e B: potencializar a produtividade
• Mobilidade do B e regulação do deficit hídrico: novasperspectivas no manejo do B
• B via solo é mais eficaz; aplicações foliares podem ser úteis emregiões com elevado deficit hídrico: fontes solúveis de B
• S elementar: opção interessante ao gesso agricola(> concentração e < frete)
Prof. Dr. Rafael [email protected]
OBRIGADO!