acúmulo de nutrientes e formação de colheita. importância da desnutrição no mundo aspectos...

Acúmulo de nutrientes e formação de colheita

Importância da desnutrição no mundoAspectos básicos da nutrição para produção de biomassaSolos tropicais e a exigências nutricionais das culturasAspectos da adubação para atendimento da nutrição das plantasAspectos básicos para otimizar a formação da colheitaEficiência nutrional : produzir mais com menos

Importância da desnutrição no mundo

Desnutrição ≈ 30 milhões de mortes por ano (cerca de 1 morte por segundo) (3600 mortes/h)

Alguns dos principais fatores de risco de mortes a nível mundial no ano 2000

Distúrbios nos Distúrbios nos seres humanos seres humanos por desnutriçãopor desnutrição

Deficiência de Zn

Deficiência vitamina A Deficiência de Iodo

Deficiência de Fe

Deficiência de Ca

(Map from USAID)> 3 bilhões de pessoas afetadas

Deficiência global de nutrientes (Fe, I) e vitamina A

Estimativa da população com risco de deficiência de zinco

Mais de 20% da população mundial apresenta deficiência em zinco (Brown e Wuehler, 2000)

Existem 51 elementos essenciais para sustentar a vida humana

Ar,

água & Energia

(3)

Proteinas

(aminoacidos)

(9)

Lipídeos

(2)

Macro-Minerais

(7)

Elementos traços

(17)

Vitaminas

(13)

Oxigênio

Água

Carboidratos

Histidine

Isoleucine

Leucine

Lysine

Methionine

Phenylalanine

Threonine

Tryptophan

Valine

Acidos linoleicos

Na

K

Ca

Mg

S

P

Cl

Fe

Zn

Cu

Mn

I

F

Se

Mo

Co (in B12)

B

Ni

Cr

V

Si

As

Li

Sn

A

D

E

K

C (Ascorbic acid)

B1 (Thiamin)

B2 (Riboflavin)

B3 (Niacin)

B5 (Pantothenic acid)

B6 (Pyroxidine)

B7/H (Biotin)

B9 (Folic acid, folacin)

B12 (Cobalamin)

Importância da Nutrição de Plantas

Alimentos para o Homem

Importância da desnutrição no mundo

O homem come Planta (direta ou

indiretamente), portanto, para alimenta-lo tem que

satisfazer primeiro a planta

Agricultura baixa/média tecnologia

Agricultura Alta tecnologia

Aspectos básicos da nutrição para produção de biomassa

Quais são os nutrientes?

Suas funções?

absorção, transporte e

redistribuíção dos

nutrientes?

Diagnóstico de deficiências/excessos?

Análise químicaVisual

Conceitos em nutrição de plantas NUTRIÇÃO DE PLANTASNUTRIÇÃO DE PLANTAS

O conceito??O conceito??

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?

Quais?Conceitos de nutrientes e critérios de essencialidade

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


Estrutural

Ativador

Grupo prostético

As três funções que os elementos podem desempenhar

Importância dos nutrientes nas plantas

Lei do mínimo

Nutriente em < qdde => Limitante, mesmo os demais => qdde adequada

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

Solos tropicais e a exigências

nutricionais das culturas

Solos tropicais: baixa fertilidade

Atende as exigências das culturas?

Problemas de Acidez (84%)

Exigência nutricional e consumo aparente de fertilizantes (N+P2O5+K2O) de algumas culturas do Brasil

Acúmulo de nutrientes pelas culturas e a formação de colheita

Obs. 1 Px2,29136 = P2O5; Kx1,20458 = K2O; 2 ANDA (1999); 3 Na soja, estima-se que 60% da exigência em N provêm da fixação biológica, e o restante do solo (54 kg ha-1 de N); 4 A necessidade de adubação é maior que a exigência nutricional pois existem perdas dos nutrientes no solo, em média para N, P e K é de 50, 70 e 30%, respectivamente.

Cultura Exigência nutricional total 4 Consumo de fertilizantes2

N+P+K N+P2O5+K2O1 N+P2O5+K2O

Soja 3 (2,8 t ha-1) 90(54)+7+38 152 (97) 145

Cana-de-açúcar (73,0 t ha-1) 73+9,7+76 186 206

Citros (26 t ha-1) (fruta fresca) 66,5+8,3+52 192 122

Milho (3,7 t ha-1) 176+32+149 430 110

Arroz (3,2 t ha-1) 82+8+47 157 77

Feijão (1 t ha-1) 102+9+93 235 31

Mandioca (16,6 mil plantas) 187+15+98 339 8

Aspectos da adubação para atendimento da

nutrição das plantas

NUTRIÇÃONUTRIÇÃO

FERTILIDADE FERTILIDADE DO SOLODO SOLO

Adubação

Fertilizantes

FERTILIDADE DO SOLOFERTILIDADE DO SOLOAnálise químicaAnálise química

Adubação: (Exigência da Planta - Qdade do Solo) x “ f ”

Solo

Planta

Fertilizantes

Nutrição de Plantas e Adubação

NUTRIÇÃO DE PLANTASAnálise química

O que? Quanto? Como? Quando?

“f”

Fatores que causam perdas

CHUVA

EROSÃON = P = K

LIXIVIAÇÃONO3

- > K+

FIXAÇÃOH2PO4

-

SOLO

ABSORÇÃO

FERTILIZANTE

VOLATILIZAÇÃO URÉIA (NH3)

´f´ N: 40-50% ;P: 70-80%; K: 30%

“f”

Nutrição de Plantas e Adubação

cana-de-açúcar

FERTILIZANTE - kg/ha

COLMOS - t/ha

21 países

BR

Aspectos básicos para otimizar a

formação da colheita

Nutrição de Plantas

Fotossíntese

PRODUÇÃO SUSTENTADA

6CO2 + 6H2O -> 6O2 + C6H12O6

nutrientes

H2O

CO2

CO2

O2

O2


Apenas, ~5% do total de radiação solar é aproveitada pela fotossíntese;

Os nutrientes são importantes para aumentar a colheita.

Só isso não basta, é preciso que o processo de formação de colheita seja otimizada.

Porque? Como?

POPULAÇÃO

GRÃOS - t/ha

fertilizantes

adubos orgânicos

solo - reservas

grãos - t/hadados atuais projeção

bilhõesPOPULAÇÃO

Tendência global de aumento populacional, produtividade de grãos e origem dos nutrientes vegetais

Por que, otimizar a colheita???

Desafio da Agricultura no futuro ~ próximos 50 anos

População Mundial: Alta (~10 bi)

~ Dobrar a produção de alimentos e aumentar qualidadeReservas de fertilizantes finitas

Por que otimizar a colheita???

Concientizar a humanidade: que não existe alimento grátis

Reciclar os nutrientes

Como otimizar a formação da colheita de forma sustentável???

Melhorar a qualidade do alimento

É preciso melhorar a qualidade do alimento

Tendências Históricas de ferro e zinco em grãos de variedades de trigo duro de Inverno nos E.U.A. (1873 a 2000)

(Garvin et al., J. Sci. Food Agr. 2006)

Eficiência nutrional : produzir mais com menos

Composição relativa dos nutrientes nas plantas

Nutriente Cana-de-açúcar (100 t ha-1)

Soja (5,6 t ha-1)

Trigo (3,0 t ha-1)

Colmos Folhas Total Grãos Restos culturais

Total Grãos Restos culturais

Total

______________________________ kg ha-1 __________________________________ N 90 60 150 152 29 181 75 50 125 P 10 10 20 11 2 13 15 7 22 K 65 90 155 43 34 77 12 80 92 Ca 60 40 100 8 43 51 3 13 16 Mg 35 17 52 6 20 26 9 5 14

Mac

ron

utr

ien

tes

S 25 20 45 4 2 6 5 9 14

___________________________________ g ha-1 ________________________________ B 200 100 300 58 131 189 100 200 300 Cu 180 90 270 34 30 64 17 14 31 Fe 2500 6400 8900 275 840 1115 190 500 690 Mn 1200 4500 5700 102 210 312 140 320 460 Mo - - - 11 2 13 - - -

Mic

ron

utr

ien

tes

Zn 500 220 720 102 43 145 120 80 200

Extração total (parte aérea) e exportação pela colheita (grãos) de culturas comerciais

Colher mais com menos, respeitando ambiente e as pessoas: eficiência nutricional

Como otimizar a formação da colheita de forma sustentável???

Eficiência nutricional ótima:Alta produtividade com ótimas práticas agrícolas

Dose adequadaÉpoca adequadaInteração entre nutrientes adequada

Como otimizar???

Marcha de absorção de N, P e K pelo milho.


Época de aplicação adequada: padrão de extração dos nutrientes variam c/ ciclo

Marcha de absorção de N, P e K pelo milho.


Padrão de extração dos nutrientes variam c/ ciclo

É preciso aumentar o aproveitamento do nutriente pela planta e converter mais em produto agrícola de interesse e com qualidade, tendo eficiência nutricional satisfatória.

Como otimizar???

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

3000

3100

3200

3300

3400

3500

3600

3700

3800

3900

4000

4100

4200

4300

4400

4500

0 30 60 90 120

N e

fic

iên

cia

(%)

Pro

du

ção

de

trig

o (

kg/h

a)

N (kg/ha)

Spolidorio (1999)

Baixa Produção

Alta Eficiência

Alta Produção

Baixa Eficiência

Contato íon-raizAbsorçãoPerdas

Otimizar o índice de colheita

CulturaCultura ProdutoProduto CCCOLCOL UM (%)UM (%) CulturaCultura ProdutoProduto CCCOLCOL UM (%)UM (%)

AbacaxiAbacaxi Fruto 0,55 80 FeijãoFeijão Grão 0,30 10

AlgodãoAlgodão Fibra 0,10 - GirassolGirassol Grão 0,25 13

AmendoimAmendoim Grão 0,30 15 MilhoMilho Grão 0,40 13

ArrozArroz Grão 0,45 17 SojaSoja Grão 0,35 8

CanaCana Colmo 0,75 80 SorgoSorgo Grão 0,35 13

ÍC varia com a espécie

Índice de colheita (CCOL) e teor de umidade (UM) da parte colhida de variedades altamente

produtivas

Esquema ilustrativo do acúmulo de matéria seca em diversos órgãos em dois híbridos de trigo e a exigência ao N.

- espécies/cultivares/genótipos

- Aproveitamento de nutrientes

Eficiência

- Absorção

- Translocação

- Utilização

Eficiências

(conteúdo total do nutriente na planta)/(matéria seca de raízes)

((conteúdo do nutriente na parte aérea)/(conteúdo total do nutriente na planta)) 100

(matéria seca total produzida)2/(conteúdo total do nutriente na planta)

- Agronômica

Eficiência

(produção de grãos por unidade de nutriente aplicada ao solo)

Cultura Parte da planta N acumulado

Matéria seca produzida Parte da

planta Total (2)

N requerido para produção de 1 t de grãos(3)

t ha-1 kg ha-1 kg t-1 Anuais

Parte reprodutiva (semente) 1,3 29 (22,3)1

Parte vegetativa (caule/ramo/folha)

1,7 49 Algodoeiro

Raiz 0,5 6

84 65

Vagem 1 47 (47) Caule 0,4 8 Folhas 1,2 53

Feijão

Raiz 0,1 2

110 110

Grãos 3 45 (15) Colmos 2 15 Folhas 2 15

Arroz

Casca 1 8 Raiz 1 20

103 34

(1) Exportação relativa de nutrientes através dos grãos produzidos (kg t-1): N acumulado nos grãos/matéria seca dos grãos;

(2) Sugere a exigência nutricional (total) por área da cultura para o respectivo nível de produtividade; (3) Sugere a exigência nutricional relativa de N da cultura para produção de uma tonelada do produto

comercial (grãos/colmos); obtido pela fórmula: N acumulado na planta (parte vegetativa+reprodutiva)/matéria seca do produto comercial.

EXERCÍCIOS 01- EFICIÊNCIA NUTRICIONAL

1- Qual cultura apresenta a maior exigência nutricional e exportação para nitrogênio.

2- E qual implicação prática das taxas de exportação de nutrientes pelas culturas.

Respostas:

1-Exigência total

Maior: feijão

Menor: algodão

2-Feijão.

Quanto mais exporta-se, maior esgotamento do solo ao dado nutrientes com a retirada da colheita e, portanto, deve-se fazer a maior reposição do nutriente via adubação para cultura subseqüente.

EXERCÍCIOS 01- EFICIÊNCIA NUTRICIONAL

3- Faça o cálculo dos índices de eficiência de absorção, transporte e uso do N pelos híbridos A e B. Indique a cultura mais eficiente em cada índice nutricional para N estudado.

Matéria secaMatéria seca Teor de NTeor de N Acúmulo de NAcúmulo de N

Parte Parte aéreaaérea

RaizRaiz Planta Planta inteirainteira


RaizRaiz Parte Parte aéreaaérea


g por plantag por planta g kgg kg-1-1 g por plantag por planta

Híbrido AHíbrido A 20002000 10001000 30003000 2020 1010 4040 1010 5050

Híbrido BHíbrido B 500500 500500 10001000 4040 2020 2020 1010 3030

a) eficiência de absorção = (conteúdo total do nutriente na planta)/(matéria seca de raízes);

Híbrido A: 50/1000 = 0,05g

Híbrido B: 30/500 = 0,06g

b) eficiência de translocação = ((conteúdo do nutriente na parte aérea)/(conteúdo total do nutriente na planta)) 100

Híbrido A: (40/50)x100 = 80,0%

Híbrido B: (20/30)x100 = 66,6%










c) eficiência de utilização = (matéria seca total produzida)2/(conteúdo total do nutriente na planta)

Híbrido A: (3000)2/50= 180.000,0

Híbrido B: (1000)2/30= 33.333,3

A eficiência de uso do N é o índice mais importante para explicar a maior produção de matéria seca do híbrido A.










DESAFIO NUTRICIONAL

Pomar A:70 ton/ha Pomar B:10 ton/ha

Nutrição levada a sério !

Importância dos nutrientes nas plantas

Maior produção sustentável: otimizar a produção de alimentos, fibras e energia com eficiência satisfatória e com maior

ganho para o ambiente e socialmente justo

HIDROPONIA

O termo Hidroponia (do grego: hydro=água e ponos=trabalho, é relativamente novo, designado como cultivo sem solo.

Hidroponia

Cultivo comercialPesquisa

Sintomatologia;Seleção de plantas tolerantes a estresse nutricional;Absorção iônica;Transporte de íons ou compostos;Taxas de redistribuição de nutrientes;Partição de fotoassimilados na planta;Qualidade de produtos em hidroponia(Ex. acúmulo de nitrato)

Produtos nobres de alta qualidade(livres de microorganismos, defensivos)Maior valor agregado ao produto;Produção de várias hortaliças

•Cultura em água ou hidroponia: as raízes das plantas são imersas em uma solução formada por água e nutrientes, denominada sol. Nutritiva, NFT (Técnica do Filme de Nutrientes);

•Cultura em areia: as plantas são sustentadas por um substrato sólido, e as partículas possuem diâmetro entre 0,6 e 3,0 mm;

•Cultura em cascalho: qdo o substrato utilizado é sólido, com partículas de diâmetro > 3 mm;

As técnicas de cultivo sem solo, podem ser divididas em várias categorias, em

função dos substratos utilizados (Castellane & Araújo, 1995):

•Cultura em vermiculita: qdo o substrato utilizado é a vermiculita ou a sua mistura com outros materiais;

•Cultura em lã-de-rocha: utiliza como substrato a lã-de-rocha, lã-de-vidro ou outro material semelhante (alta porosidade e absorção de água, nutrientes e ar próximo as raízes)

HIDROPONIASUGESTÕES DE SOLUÇÕES NUTRITIVAS

Nutriente/fertiliz. Castellane & Araújo (1995)

Pereira Neto (1997) g/1000L

Nitrato de cálcio 950 1400Nitrato de potássio 900 260Fosfato de potássio 272 -Cloreto de potássio - 250Sulfato de magnésio 246 500Fosfato monoamônio - 150Fe – EDTA 50 24,9Sulfato de manganês 1,70 1,66Bórax 2,85 -Ácido bórico - 2,86Sulfato de zinco 1,15 0,43Sulfato de cobre 0,19 0,08Molibdato de sódio 0,12 0,12

HIDROPONIA

PREPARO E USO DAS SOLUÇÕES

Ordem de adição:

1- Macros sem Ca;

2- Sais de Ca;

3- Micros sem Fe;

4- Fontes de Fe.

5- Demais nutrientes

Pesquisa: Destilada e/ou deionizada;

Comercial: Potável ou tratada

Uso

da Água:

HIDROPONIA

MANEJO DAS SOLUÇÕES

pH: 5,5-6,5

Fonte dos nutrientesCE: 1,5 à 4,0 mS/cm (1 mS/cm=640ppm de nutrientes)

Pressão Osmótica: 0,5-1,0 atm

Temperatura: 18-24oC (verão) ou 10-16oC (inverno)

Oxigenação: manter adequada

Qdade de solução: 1-2 L/planta

HIDROPONIApH

Fonte dos nutrientes

Sais solúveis

Fonte de Fe **

HIDROPONIA

MANEJO DAS SOLUÇÕES

Concentração: 100% (sem diluição): inverno e/ou produção final; e 50% no crescimento inicial;

Reposição dos nutrientes: análise química semanal ou CE atingir 50% da inicial, repondo com solução a 50% da inicial

acúmulo de nutrientes e formação de colheita. importância da desnutrição no mundo aspectos...

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