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Organominerais: Micronutrientes essenciais e benéficos às culturas

Autores

Regina Maria Quintão Lana
Professora de Fertilidade e Nutrição de Plantas – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
Dayane Salinas Nagib Guimarães
Mara Lúcia Martins Magela
Doutorandas em Agronomia – UFU
Luciana Nunes Gontijo
Doutoranda em Produção Vegetal – UFU

Os micronutrientes são fundamentais para o crescimento das plantas desempenhando papel importante nos processos bioquímicos, enzimáticos e fisiológicos. Atuam como constituintes das paredes celulares (B); das membranas celulares (B, Zn); de enzimas (Fe, Mn, Cu, Ni); ativadores de enzimas (Mn, Zn) e na fotossíntese (Fe, Cu, Mn, Cl).

Também conferem resistência a estresses bióticos e abióticos, incluindo pragas e doenças (Mn, Zn e Mo); estão envolvidos na fase reprodutiva do crescimento das plantas; na determinação da produtividade e da qualidade das culturas (Cu, Mn, Zn e Bo) (KIRKBY; Römheld, 2007).

Os micronutrientes são exigidos pelas plantas em concentrações muito baixas para adequado crescimento, aumento de produtividade e qualidade do produto. Entretanto, apresentam a mesma importância de essencialidade dos macronutrientes na nutrição das plantas.

Os micronutrientes podem ser fornecidos as culturas via solo ou foliar. Quando fornecidos via solo são colocados juntamente com a adubação NPK no plantio. O teor inadequado desses micronutrientes, além de reduzir o crescimento e produtividade das culturas, diminuem a eficiência de aproveitamento dos fertilizantes contendo macronutrientes.

Demanda

As necessidades das culturas são supridas via rizosfera a partir das frações solúveis em água e trocáveis. A absorção ótima torna-se crítica em solos que apresentam condições adversas para a solubilização dos nutrientes (disponibilidade química) e para o crescimento vigoroso das raízes (disponibilidade espacial das plantas).

Diante disso, torna-se necessário estabelecer estratégias para melhorar a absorção dos micronutrientes pela rizosfera. Assim, a tecnologia dos fertilizantes organominerais pode melhorar a eficiência do manejo devido à fração orgânica ser rica em micronutrientes que são fornecidos em quantidades suficientes para promover efeitos positivos sobre o desenvolvimento das culturas.

Além de disponibilizar micronutrientes, a matriz orgânica do organomineral possui em sua composição um alto teor de carbono, substâncias húmicas (ácido húmico, fúlvico e huminas), substâncias não húmicas (lipídeos, ácidos orgânicos de baixo peso molecular, carboidratos, proteínas e pigmentos), aminoácidos e equilíbrio no balanço hormonal auxina/citocinina.

Benefícios

O fertilizante organomineral, por meio da sua fração orgânica bioestabilizada, promove melhorias nas propriedades físicas, químicas e biológicas do solo. Nas propriedades físicas, observam-se melhorias na estrutura do solo; aumento na agregação das partículas; diminui a densidade; aumenta a aeração, bem como a capacidade de infiltração e armazenamento da água.

Nas características químicas, aumenta a superfície específica e capacidade de troca catiônica e aniônica do solo, ou seja, aumenta a “caixa” dos solos; o poder tampão, complexa substâncias tóxicas e metais pesados; quelatiza micronutrientes; reduz perdas por volatilização da ureia, lixiviação do N e K e fixação do P, além de diminuir a salinização por nutrientes.

Nas propriedades biológicas, proporciona maior diversidade e proliferação de microrganismos benéficos. A matéria orgânica é um bioativador de solo, uma vez que fornece energia para os microrganismos já existentes. Sabe-se que aumentando os microrganismos benéficos do solo diminui a presença dos microrganismos fitopatogênicos, inclusive os nematoides.

Essas melhorias no condicionamento do solo impulsionam o maior desenvolvimento das raízes e assim, aumenta a absorção de água e o aproveitamento dos macro e micronutrientes pelas culturas.

Variações

As concentrações dos micronutrientes podem variar em função do tipo de matéria orgânica (animal e vegetal) e do pH do solo. A maior disponibilidade destes encontra-se na de faixa de pH 5,5 a 7,0.

Boro

Na planta, o boro é importante para os processos de divisão e alongamento celular; síntese de ácidos nucléicos; regulação hormonal; funcionamento de membranas; interfere na absorção e metabolismo de cálcio e na absorção de água (Brown et al., 2002; Reguera et al., 2009). 

Outras funções do B incluem o transporte de açúcar; a lignificação da parede celular; participa do metabolismo de carboidrato, do RNA, do ácido indolacético (AIA) e dos fenois; está relacionado à respiração, fixação de N2 e à diminuição da toxidade de Al (Kirkby; Römheld, 2007).

De acordo com Malavolta (2006), o boro aumenta o pegamento de flores, granação e propicia menor esterilidade masculina e menor chochamento de grãos. Os papéis do B na germinação do pólen e no crescimento do tubo polínico são particularmente importantes para a produção; também melhora a qualidade e aumenta a produtividade das culturas (Kirkby; Römheld, 2007).

A deficiência boro acarreta necrose preta de folhas jovens e gemas terminais. Os caules podem apresentar-se rígidos e quebradiços, crescimento reduzido das raízes, abortamento floral e enrolamento dos folíolos (Kirkby; Römheld, 2007).

Os fertilizantes organominerais possuem pequenas quantidades de B que podem minimizar esses efeitos negativos, o que reflete em aumento na produtividade. Silva et al. (1982), estudando a aplicação de boro em diferentes doses (0,5 a 2,0 kg ha-1 de B) no sulco de semeadura, obtiveram aumento médio de produtividade de aproximadamente 670 kg ha-1 de algodão em caroço.

O nível de boro no solo considerado bom é de 0,61 – 0,90 mg dm-3 (Ribeiro at al., 1999).

Cobre

O cobre desempenha papel fundamental na fotossíntese, respiração, desintoxicação de radicais superóxido e lignificação. A deficiência de Cu diminui a atividade de enzimas importantes para a fotossíntese; reduz a taxa de fixação de CO2 de forma que o teor de amido e de carboidratos solúveis é diminuído, especialmente a sacarose.

A falta de suprimento de carboidratos para os nódulos das leguminosas causa crescimento restrito e deficiência de N na planta hospedeira (Kirkby; Römheld, 2007; Yruela, 2009).

A deficiência de cobre no solo também acarreta atraso no florescimento e na senescência; afeta o crescimento reprodutivo (formação de grãos, sementes e frutos) muito mais que o crescimento vegetativo.

A insuficiência de Cu leva ao acúmulo de fenóis e à diminuição da lignificação e de substâncias melanóticas. A formação da lignina significa uma barreira mecânica contra a entrada de organismos, assim como a produção de substâncias melanóticas que inibem a germinação de esporos e o crescimento fúngico, conferindo às plantas resistência às doenças (Kirkby; Römheld, 2007).

Sintomas típicos de deficiência de Cu são clorose, manchas necróticas, distorção foliar e “dieback” (seca de ponteiro). Os sintomas ocorrem preferencialmente nas partes jovens das plantas.

A presença excessiva de íons metálicos, como Fe, Mn e Al, reduz a disponibilidade de Cu para as plantas. Em solos arenosos, com baixos teores de matéria orgânica, pode-se observar deficiência de Cu em decorrência de perdas por lixiviação (Novais et al., 2007).

A matéria orgânica presente nos organominerais complexa os íons tóxicos garantindo uma maior disponibilidade dos nutrientes. O nível de cobre no solo considerado bom é de 1,3 – 1,8 mg dm-3 (Ribeiro at al., 1999).

Manganês

O manganês é responsável por ativar várias enzimas nas células vegetais. Dentre elas, as descarboxilases e desidrogenases envolvidas no ciclo do ácido cítrico. Sua função mais bem definida está sua participação no transporte de elétrons e na quebra da molécula de água na fotossíntese (Armstrong, 2008).

O principal sintoma da deficiência de manganês é a clorose entre as nervuras nas folhas novas. Esse sintoma se assemelha à de Mg, entretanto, os sintomas da deficiência de Mg aparecem primeiro nas folhas velhas.

Outra consequência importante decorrente da deficiência de manganês é a diminuição da viabilidade do pólen (Kirkby; Römheld, 2007). O nível de Mn no solo considerado bom varia de 9 a 12 mg dm-3 (Ribeiro at al., 1999).

Zinco

O zinco é exigido para a biossíntese de clorofila por atuar como cofator enzimático, sendo fundamental para a atividade de regulação e estabilização da estrutura proteica (Broadley, et al., 2007). Também faz parte de várias enzimas, como as relacionadas com a síntese do aminoácido triptofano (Santos, 2004).

Devido ao Zn manter a estrutura, a integridade e permeabilidade da membrana, também protege a planta contra vários patógenos. Os sintomas da deficiência de Zn são caracterizados pela redução do crescimento dos internódios e ocorrência de plantas enfezadas.

As plantas apresentam um hábito de crescimento rosetado, no qual as folhas apresentam diminuição da expansão foliar (folhas pequenas), ficam retorcidas e com margens enrugadas, formando um agrupamento circular.

A falta de Zn inclui efeitos negativos sobre a produção de carboidratos, proteínas, auxinas e compromete a integridade das membranas. Também diminui a fotossíntese devido ao aumento da oxidação de lipídios nas folhas, que leva à destruição da clorofila, necrose e crescimento atrofiado (Kirkby; Römheld, 2007).

A deficiência de Zn está intimamente relacionada com o metabolismo de N. Observa-se, também, que a concentração de proteínas é diminuída e a de aminoácidos é aumentada (Kirkby; Römheld, 2007).

Os fertilizantes organominerais contêm Zn em sua formulação. Além de aumentar a eficiência do fertilizante mineral, a matriz orgânica pode suprir as necessidades de Zn da cultura durante todo o seu ciclo de desenvolvimento, evitando os prejuízos causados pela sua ausência.

Concentrações críticas de deficiência para Zn nos tecidos encontram-se entre 15 mg kg-1 e 30 mg kg-1 e podem ser maiores em plantas com alto teor de P. Isso porque a interação entre P/Zn é antagônica, e a alta concentração de um inibe a absorção do outro.

Segundo Inocêncio et al. (2012) o fornecimento de Zn às plantas de soja por meio da aplicação à lanço no solo, via tratamento de sementes e/ou via foliar, proporcionam resultados positivos para o rendimento de grãos.

O nível de Zn no solo considerado bom é de 1,6 a 2,2 mg dm-3 (Ribeiro at al., 1999).

Molibdênio

Este micronutriente está relacionado ao crescimento e desenvolvimento das plantas, influenciando no metabolismo do N por participar como cofator das enzimas nitrogenase e redutase do nitrato, tornando-se indispensável ao desenvolvimento das leguminosas (Gupta; Lipsett, 1981). O que se observa é que há uma relação estreita entre o suprimento de Mo, atividade da nitrato redutase e o crescimento das plantas.

O fornecimento de molibdênio está intimamente associado com a utilização e metabolismo de N. A enzima nitrogenase (que contém molibdênio) é fundamental para a fixação biológica de N2.  Esta função do Mo na fixação de N2 significa que a necessidade deste micronutriente nos nódulos das leguminosas e das não-leguminosas é muito alta (Kirkby; Römheld, 2007).

As plantas com deficiência de Mo mostram aumento de compostos solúveis de N, apresentando sintomas de clorose, enrolamento das folhas para cima e manchas necróticas. Em milho, a deficiência de Mo causa o atraso no estádio de pendoamento, uma grande proporção de flores não se abre e a formação de pólen, tanto em termos de tamanho do grão quanto de viabilidade, é grandemente reduzida (Agarwala et al., 1979).

Quando ocorre deficiência de Mo em grãos de milho, o risco de brotação prematura aumenta e este efeito é acentuado pela aplicação de N (Tanner, 1978). Pereira et al. (1999) verificaram que a adubação com molibdênio no milho resultou em aumento de 6,7% no teor de proteína nos grãos.

Cobalto

O Co é essencial para fixação simbiótica de N2 em soja, bem como para não leguminosas fixadoras de N2. Este micronutriente está presente nos nódulos na forma da co-enzima cobalamina (vitamina B12) e é de necessidade absoluta para Rhizobium e outros organismos fixadores de N2 (Kirkby; Römheld, 2007).

O cobalto também é responsável pela síntese da enzima leghemoglobina, que participa da atividade dos nódulos em leguminosas (Faquin, 2005) e ativa diversas outras enzimas.

Sua deficiência pode ocasionar diminuição de N nas leguminosas devido à baixa fixação do N, resultando em baixo teor de proteína nos grãos, seguida de clorose total e de necrose nas folhas mais velhas (Sfredo; Oliveira 2010).

Atualmente, a cultura da soja, em simbiose com as bactérias do gênero Bradyrhizobium sp. tem o nitrogênio suprido pela fixação biológica de N. Entretanto, para que esse processo seja eficiente, é necessário o fornecimento adequado de cobalto e molibdênio.

Lana et al. (2009) observaram incremento no rendimento de grãos de soja com a aplicação de Co no tratamento de sementes, obtendo aumento de 32% com a dose de 1,08 g ha-1, aplicada em formulação de suspensão concentrada; e de 19% na dose de 4,13g ha-1, aplicada em formulação de solução líquida.

Níquel

O níquel é um elemento constituinte da urease e participa do processo de fixação biológica de nitrogênio como constituinte também da enzima hidrogenase. Está relacionado com a produção de etileno, resistência das plantas as doenças, germinação de sementes e na conservação pós-colheita de frutos (Reis et al., 2014).

Ureta et al. (2005) demonstraram que o baixo nível de níquel nos solos agrícolas pode limitar a atividade da hidrogenase na simbiose de Rhizobium versus leguminosas.

Os sintomas de deficiência de Ni se assemelham a folhas pequenas em forma de concha (“orelha-de-rato”) e madeira quebradiça (Kirkby; Römheld, 2007). Moraes et al. (2010), observaram, na cultura da soja, um incremento de 6,2 sc ha-1 na produtividade com o fornecimento de 50 g ha-1 de Ni. Esse aumento foi atribuído ao controle de doenças fúngicas exercido por esse nutriente.

Brown et al. (1987); Checkai et al. (1986); Shimada et al. (1980) e Welch (1981) verificaram resultados positivos do fornecimento de Ni no crescimento de diferentes culturas tais como aveia, trigo e tomate.

Trabalhos de Eskew et al. (1984) e Brown et al. (1987), com feijão (Vigna unguiculata L.) e cevada (Hordeum vulgare L.) confirmaram a essencialidade do Ni como micronutriente, após verificarem que as sementes das plantas de cevada cultivadas em solução nutritiva com ausência em Ni, após três gerações, eram inviáveis e não germinavam adequadamente (Reis et al., 2014).

Silício

O silício proporciona efeitos benéficos relacionados principalmente à redução de estresses abióticos, como toxicidade por alumínio, por sais ou metais pesados, e bióticos, como doenças e pragas.

 Nas folhas, o Si acumula-se abaixo da cutícula formando uma camada de sílica que contribui para fortalecer a estrutura das plantas, reduzindo perda de água e aumentando a resistência a  pragas e doenças.

O Si também mantém as folhas mais eretas, propiciando melhor aproveitamento de luz solar e, consequentemente, maior aproveitamento fotossintético (Korndörfer, 2002). Em cana-de-açúcar, a deficiência de Si reduz o crescimento e proporciona sardas nas folhas; e em arroz diminui a produtividade (Kirkby; Römheld, 2007).

Datnoff et al. (1991) observaram diminuição significativa na incidência da brusone (Pyricularia grisea) em arroz cultivado em solo orgânico com a aplicação das doses de 5, 10 e 15 t ha-1 de silicato de cálcio.

A adubação silicatada na cana-de-açúcar aumentou a produtividade, com resultados positivos observados também em cana soca, o que sugere a inclusão do Si na adubação dessa cultura visando garantir maior produtividade (Camargo, 2014.; Korndörfer et al., 2002).

Santos (2017) observou que a produção de colmo de cana-de-açúcar (TCH) aumentou linearmente com o aumento da dose de Si. Estudos conduzidos por Seebold et al. (2004) revelaram que a dose de 100 kg ha-1 de Si foi tão efetiva quanto as doses cheias de fungicidas no controle da brusone na folha e na panícula de arroz.

Outros pesquisadores (Moraes et al., 2004, 2005; Kvendaras et al. 2007b; Kvendaras e Keeping, 2007a; Reynolds et al., 2009) demonstraram o aumento de resistência em plantas a insetos herbívoros e outros artrópodes com o uso de Si na adubação.

Munaro e Simonetti (2016) observaram acréscimos de produtividade do milho na dose de 2,25 L ha-1 de K2SiO3, alcançando 3,7 t ha-1. O fornecimento de silício na cultura da batata, por meio de silicato, proporcionou maior altura de plantas, menor acamamento das hastes e maior produção de tubérculos comercializáveis (Pulz, 2008).

Selênio

O selênio (Se) auxilia na proteção antioxidante das plantas, como observado por Cartes et al. (2005) em gramíneas, que constataram melhorias na qualidade da forragem devido à diminuição na senescência e maior persistência dos pastos.

Segundo Turakainem et al. (2005), o selênio tem a propriedade de reforçar a capacidade das plantas de combater o estresse oxidativo causado por radicais livres de oxigênio.

O Se pode ativar algumas enzimas, como a dismutase de superóxido, catalase, redutase da glutationa, peroxidase de guaiacol e peroxidase de ascorbato. Na presença de Se, essas enzimas reduzem a taxa de peroxidação lipídica e formação de peróxido de hidrogênio nas células de tecido vegetal, ou seja, ocorre a redução da senescência (Nardeli et al., 2015).

Titânio

O titânio (Ti) influencia positivamente na germinação, rendimento da produção de biomassa, síntese de proteínas, absorção de nutrientes, ativação de enzimas antioxidantes, na fotossíntese e na qualidade de frutos (Bacilieri, 2015).

Após a adição de Ti em trigo, milho e pimenta, observou-se aumento da atividade das enzimas catalase, peroxidase e nitrato redutase (Pais, 1983; Carvajal et al., 1994a). Nesse mesmo sentido, Lu et al. (2002) demonstraram que a combinação de nanopartículas de SiO2 e TiO2 aumentou a atividade de enzimas e do sistema antioxidante em plantas de soja, além de aumentar a absorção e utilização de água e nutrientes.

Na cultura da aveia, a absorção de Ti, por meio de uma solução nutritiva, foi mais eficaz que a aplicação sobre as folhas, beneficiando parâmetros fisiológicos das plantas, como a maior produção de biomassa e teor de clorofila (Kuzel et al., 2003).

Diante dos benefícios e essencialidade dos micronutrientes para o crescimento adequado das plantas, faz-se necessário melhorar a disponibilidade destes na nutrição. Nesse sentido, a tecnologia do fertilizante organomineral, além de agregar maior eficiência aos fertilizantes minerais, contribui com a sua rica composição para o suprimento destes micronutrientes.

Assim, propicia redução de estresses bióticos e abióticos, maior sanidade das culturas, maior aproveitamento dos macro e micronutrientes, e consequentemente, maior produtividade e qualidade dos produtos agrícolas.

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