Como utilizar substâncias húmicas na produção de grãos?

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Autores

Regina Maria Quintão Lana
Professora de Fertilidade e Nutrição de Plantas – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
rmqlana@ufu.br
Reginaldo de Camargo
Professor de Gestão Ambiental na Agricultura – UFU
Mara Lúcia Martins Magela
Danyela Cristina Marques Pires
Doutorandas em Agronomia – UFU
Crédito: Luize Hess

Os solos do Bioma Cerrado caracterizam-se por serem geralmente pobres em fertilidade, ácidos, com baixos níveis de matéria orgânica e de alta fixação de fósforo (P), magnésio (Mg) e micronutrientes. Essas particularidades exigem práticas de correção e fertilização desses solos para que se garanta a obtenção de altas produtividades das culturas (Gigo, 2017).

Nessas condições, a aplicação de substâncias húmicas pode resultar em grandes benefícios para o sistema solo-planta, uma vez que apresentam alta atividade bioquímica, podendo ser utilizados em complemento aos fertilizantes sintéticos ou orgânicos. Sua presença no solo influencia positivamente nos atributos químicos, físicos e microbiológicos e, consequentemente, agem direta e indiretamente no aumento da eficiência do metabolismo bioquímico (fotossíntese) e absorção de nutrientes pelas plantas (Harfoush et al., 2017; Rosa, 2009).

Quem são elas

As substâncias húmicas são os principais componentes da matéria orgânica do solo (85 a 90%), constituindo uma grande reserva orgânica. Originam-se de transformações bioquímicas de compostos como lignina, celulose, hemicelulose, açúcares, aminoácidos e outros (Rosa et al., 2009).

Podem ser definidas como uma série de polímeros amorfos de coloração amarela, marrom a preta, de peso molecular relativamente alto e formado por reações de sínteses secundárias, bióticas e abióticas.

As substâncias húmicas são classificadas de acordo com sua solubilidade, sendo divididas em três frações: ácido húmico, ácido fúlvico e humina. Os ácidos húmico e fúlvico constituem a parte solúvel e ativa do húmus, enquanto que as huminas compõem a parte insolúvel e não ativada.

Os ácidos húmicos são insolúveis em condições ácidas e solúveis em condições alcalinas. Os ácidos fúlvicos são solúveis em todo intervalo de pH e as huminas insolúveis em todo intervalo de pH. Isso indica que o ácido húmico tem sua maior eficiência em pH acima de 6.0.

O ácido húmico forma a maior fração das substâncias húmicas. São precipitados escuros, solúveis em ácidos minerais e solventes orgânicos, possuem elevado peso molecular e capacidade de troca catiônica, além de alto teor de ácidos carboxílicos e grande quantidade de nitrogênio, enquanto que o ácido fúlvico é solúvel em água, soluções ácidas e alcalinas.

Mesmo apresentando similaridade estrutural ao ácido húmico, possui menor peso molecular, maior quantidade de compostos fenólicos e de grupos carboxílicos e uma menor quantidade de estruturas aromáticas. Com isso, há melhor solubilidade em água e maior capacidade de troca catiônica, comparado ao ácido húmico.

As huminas compõem um resíduo extraível e correspondem à fração menos humificada das substâncias húmicas. São materiais complexos, quimicamente heterogêneos, inativos, insolúveis em soluções ácidas e alcalinas (Primo et al., 2011).

Importância das substâncias húmicas

No solo, os benefícios das substâncias húmicas incluem melhorias na estrutura, uma vez que podem se ligar à fração mineral por meio de cátions polivalentes e, como consequência, ocorre aumento na agregação das partículas do solo, reduzindo a densidade do solo.

Auxiliam na maior disponibilização de fósforo adsorvido na fração argila e combinam com os óxidos de Fe e de Al, argilas e outros compostos orgânicos; possuem propriedades redutoras e formam complexos estáveis com Fe, Cu, Ca e Mg e também diminuem a salinização dos nutrientes no solo, como o KCl.

As substâncias húmicas aumentam a superfície específica, a capacidade de troca catiônica (CTC) e o efeito tampão, proporcionando maior estabilidade ao solo. Além disso, aumentam a capacidade de armazenamento da água no solo e atuam como reservatório de macro e micronutrientes (Primo et al., 2011).

Dentre os efeitos das substâncias húmicas sobre o metabolismo das plantas, observa-se a influência positiva sobre o transporte de íons facilitando absorção; aumento da respiração e da velocidade das reações enzimáticas do ciclo de Krebs, resultando em maior produção de ATP e aumento do conteúdo de clorofila e da velocidade e síntese de ácidos nucleicos (Façanha et a., 2002).

Ação e reação

As substâncias húmicas provocam alterações metabólicas e influenciam na sinalização hormonal (Caron et al., 2015). Além disso, apresentam a propriedade denominada “bioproveniência”, ou seja, substâncias capazes de formar microsítios que retêm diferentes moléculas, dentre elas as moléculas bioativas, como por exemplo, os resíduos hormonais vegetais (Baldotto; Baldotto, 2014).

Outro importante benefício da aplicação de substâncias húmicas, inclui o aumento da disponibilização de nutrientes às culturas. Estudos recentes vêm demonstrando a capacidade dos ácidos húmicos em promover o incremento da absorção de NO3 e assimilação de N nas plantas. Esse processo é possivelmente influenciado pela regulação da síntese de RNAm da principal H+-ATPase promovida por esses extratos húmicos nas raízes (Jannin, 2012).

Este incremento da absorção de nutrientes pelas plantas após a aplicação de substâncias húmicas tem sido promovido pelo aumento da permeabilidade da membrana plasmática (MP) por meio da ação surfactante das mesmas e pela ativação da H+-ATPase da MP (Varanini, et al., 1993).

Além de influenciar a absorção de nutrientes, as substâncias húmicas atuam na quantidade absorvida, que é dependente da área superficial das raízes, e também aumentam a produção de ATP nas células radículares. Assim, o estímulo na atividade da H+-ATPase na membrana plasmática pelas substâncias húmicas pode favorecer a emissão de pelos radiculares e também de raízes laterais finas (radicelas).

A citocinina

As raízes laterais finas são diretamente relacionadas com a produção de citocinina. Quanto maior a estimulação de raízes laterais, maior a produção deste hormônio, que é responsável pela produção de folhas. As raízes são importantes para a absorção de água e nutrientes do solo e as folhas pela absorção de CO2 e O2 da atmosfera.

Com isso, há aumento nos níveis de clorofila e na síntese de ácidos nucleicos, maior fotossíntese e, consequentemente, maior produção de açúcares (glicose), mais carboidratos, aminoácidos e proteínas, resultando em aumento de produtividade. Como resultado de todo esse processo observa-se melhor relação da parte aérea/raiz.

Estudos demonstram que o estímulo da modificação da arquitetura radicular, especificamente o surgimento de raízes laterais, envolve a produção de óxido nítrico após a aplicação de ácidos húmicos.

O óxido nítrico induz a síntese de auxina e o desenvolvimento de raízes laterais, as quais aumentam o volume radicular, a superfície de contato e a massa seca do órgão, melhorando a capacidade de absorção de água e nutrientes, que são essenciais para a produtividade (Caron et al., 2015).

Mais benefícios

As substâncias húmicas também contribuem para a diversidade microbiana do solo, podendo favorecer a quantidade de bactérias e fungos benéficos ao crescimento das plantas e desfavorecer fungos patogênicos (LI et al., 2019).

Todos esses benefícios das substâncias húmicas também atuam na minimização de efeitos negativos que podem ser causados por estresses, tornando a planta menos vulnerável a fatores bióticos, como ataque de pragas e doenças, ou abióticos, como temperatura, umidade e aplicação de agrotóxicos.

Em trabalho conduzido por García et al. (2012), observou-se que a aplicação de ácido húmico aumentou a proteção contra o estresse oxidativo e as plantas apresentaram maiores taxas de crescimento e teor de água. Além disso, a permeabilidade da membrana foi menos afetada pelo estresse.       

Em pesquisas com a cultura do milho, a aplicação de ácido húmico promoveu a indução de raízes laterais (Zandonadi et al 2007) e também aumentou a produtividade, quando comparado com tratamentos sem aplicação dessas substâncias (Domingos et al., 2015).

Baldotto e Baldotto (2014), em estudo sobre a resposta à aplicação de ácidos húmicos na ausência e na presença de calagem e adubação mineral, observaram efeitos significativos dos ácidos, tanto na aplicação via semente quanto via pulverização. Houve incrementos médios de 20% sobre a produtividade no sistema convencional, sinalizando que o uso dessas substâncias representa uma oportunidade tecnológica para o cultivo do milho

Teixeira e Herrera (2015) concluíram que formulados com substâncias húmicas e algas marinhas proporcionaram benefícios à cultura do feijão e do milho, como na germinação, desenvolvimento inicial das plantas e aumento da produção de vagens, grãos e espiga.

Na soja, Bowden et al. (2010) verificaram efeitos positivos quando manejada em solos orgânicos constituídos de substâncias húmicas, em que houve aumento na produtividade entre 9 e 21% no teor de proteína em 4 a 9% e no peso seco de sementes em 5 a 14%.

Azevedo et al. (2017a) observou que o vigor vegetativo das mudas clonadas de café aumentou exponencialmente com o aumento das doses das substâncias húmicas.

Em outro trabalho com café, Azevedo et al (2017b) também observaram que o uso de substâncias húmicas promoveu maior crescimento dos brotos e enraizamento de estacas de Coffeea arabica.

Eficiência

Todos os benefícios e resultados observados em função da aplicação das substâncias húmicas são potencializados dentro de um manejo integrado das culturas que visa a obtenção de altas produtividade e também a construção da fertilidade do solo em um processo equilibrado e continuado.