ciclagem de nutrientes: relação com substâncias...
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ISSO TUDO PARA, AO FINAL DA EXPOSIÇÃO, TER A
EXPECTATIVA DE QUE FOI POSSÍVEL DEMOSTRAR.....
....QUE SUBSTÂNCIAS HÚMICAS POR
SEREM DETERMINANTES À
CICLAGEM DE NUTRIENTES NO
SOLO, SÃO TAMBÉM
DETERMINANTES À VIDA EM NOSSO
PLANETA.
Ciclagem de nutrientes: relação com
substâncias húmicas
Ciclar? Pressuposições:
Existência dos elementos químicos
Possibilidade de acesso às
plantas e animais
Retornar ao sistema solo
Para... novamente....novo ciclo
Manter no sistema solo
Existência dos elementos químicos
AMBIENTE URBANO E
RURAL: EXISTE
DIFERENÇA? NÃO!!!
Para nós Existência significa em todos os sentidos.
Contexto social
Custo de Produção
A. Pavinato (SLC-Agrícola-agosto de 2005)
39%
18%
17%
4%
4%
3%
3%
3%
3%
2%
2%
1%
1%
0%
0,00% 5,00% 10,00% 15,00% 20,00% 25,00% 30,00% 35,00% 40,00% 45,00%
Fertilizantes
Sementes
Defensivos
Mão-de-obra Fixa
Juros Variáveis
Combustíveis e Lubrificantes
Despesas Gerais Variáveis
Transporte e Recepção
Depreciações
Cons. de Máquinas e Implementos
Despesas Administrativas
Corretivos
Outros Custos
Juros Fixos
Contexto econômico
39%
Extraído de Pioneer
Foto cedida por Pavinato, A. – SLC-Agrícola
Possibilidade de acesso dos nutrientes às plantas
Células da endoderme e estria de
Caspary em raiz deHeliconia sp.
Macroagregado de solo.
Figuras extraídas de Zonta et al. 2006
O acesso aos nutrientes se dá no contexto solo-planta
Como nos interessa ver isso para
relacionar com subst. Húmicas?
Essa relação começa a se mostrar,
à medida que percebemos os
mecanismos que as plantas se
utilizam para o acesso aos
elementos nutrientes.
PARECE SIMPLES?.... Não é mesmo!!! E nem poderia. Imagem extraída de Fernandes & Souza, 2006
Como inicia o processo?
Será que isso não está sugerindo que há complexidade também nos mecanismos
que determinam a relação de elementos químicos com as Substâncias Húmicas?
Em termos genéricos e não de mecanismos, a ABSORÇÃO DE
NUTRIENTES se relaciona com SUBSTÂNCIAS HÚMICAS,
porque absorver nutrientes é dar vida às plantas = gerar carbono
= matéria à formação de substâncias húmicas no solo.
Relação:
Planta/solo
Extraído de Fernandes & Souza, 2006
Quais então são os mecanismos envolvidos nesta etapa inicial do
comportamento da planta para capturar elementos químicos nutrientes
necessários à sua sobrevivência e perpetuação como espécie?
Como estes mecanismos evidenciam a importância de substâncias
húmicas no solo para que a planta tenha sucesso nesta estratégia à
captura de nutrientes no solo?
Ora... Se o solo não tem condições de disponibilizar, as plantas não
teriam de ter acesso e absorver nutrientes – e quem é o maior
responsável por isso no solo? SUBSTÂNCIAS HÚMICAS!!!
Aumentar o detalhe na parede celular pode nos mostrar ainda mais semelhanças nos
mecanismos de plantas ao acesso de nutrientes, com mecanismos de substâncias
húmicas com elementos químicos no solo.
Não poderíamos estar
falando de Substâncias
Húmicas, a partir de algo
semelhante a esta
representação
esquemática?
pK=3,5
pH solução do
solo=5,0-7,0
CTCRaízes
Figura extraída de Fernandes & Souza, 2006
E a estrutura da parede celular?
5 a 10 camadas de microfibrilas
de celulose, cada uma formada
aproximadamente por 35 cadeias
de celulose.
Extraído de Fernandes & Souza, 2006
Ok, o nutriente foi absorvido e usado para gerar matéria que irá
permitir e existência e manutenção de substâncias húmicas no solo
Agora o que nos interessa considerar para
relacionar com Substâncias Húmicas?
Extraído do livro:Soil – A Precious Natural Resource -
2015
Retornar e Manter elementos no sistema solo
Para....novo uso e o ciclo recomeça.
Foto obtida de Ceretta e equipe em 2006 em
experimento com dejetos de suínos.
Mas porque é tão importante MANTER os nutrientes no solo?
Cultura Partes da Quantidade de nutrientes- kg/ha
planta N P2O5 K2O
Milho
5.000 kg/ha
Grãos 115 64 42
Restos 55 16 168
TOTAL 170 80 210
Trigo
3.000 kg/ha
Grãos 75 34 14
Restos 50 16 96
TOTAL 125 50 110
Soja
2.500 kg/ha
Grãos 190 37 65
Restos 63 14 44
TOTAL 253 51 109 Logo: daquilo que o solo disponibilizou às plantas, parte significativa
retorna ao solo e como as Substâncias Húmicas se relacionam com isso?
Já veremos......
Mas.... O retorno dos nutrientes não acontece também de outras
maneiras? Por exemplo..........
.....e a matéria (silagem ou grãos), gerada a partir da fotossíntese nas
plantas de milho e que foi utilizada à alimentação animal?
Como ela se insere na discussão da ciclagem, considerando que
as plantas tiveram acesso e absorveram os nutrientes e parte
destes retornam ao solo e neste devem ser mantidos?
Nitrogênio Fósforo Potássio
Kg
Alimentação 100 100 100
Retido no suíno 30 26 6
Presente nos dejetos
70 74 96
Afinal onde estão os nutrientes que as plantas de milho
tiveram acesso e absorveram, mas depois foi utilizado à
alimentação de suínos, por exemplo?
Significa que do total absorvido pelos suínos saiu no dejeto:
70% do N 74% do P e 96% do K
N e P= Lovatto et al. (2005). K= Oliveira (1993)
Retenção
Leite
Urina
Fezes
100
80
60
40
20
0N
(2562)
Porc
entag
em d
o Con
sum
o To
tal
P
(237)
K
(1720)
Ca
(726)
Mg(222)
Na
(279)
Porcentagem da retenção e excreção de nutrientes consumidos por
vacas leiteiras em lactação. O consumo total de cada nutriente (gramas
por dia) são mostrados nos parênteses.
Fonte: Haynes e Wiliams (1993).
.... e o que eu usei para alimentar Vacas leiteiras em lactação
Plantas e animais no contexto da ciclagem de nutrientes e
Substâncias Húmicas.
É a partir do ambiente solo
que as plantas tiveram acesso
aos nutrientes e para o qual
as plantas ou os animais
retornam os nutrientes para
serem retidos para que novos
ciclos aconteçam e a vida
continue. Mas......
Modelo de ácido húmico mostrando os diversos grupos funcionais, estruturas
aromáticas e alifáticas (adaptado de Schlten & Schnitzer, 1993).
Compostos capazes de realizar tais funções, caracterizando
o solo como um ambiente coloidal, ou seja, principalmente...
....então, o que precisamos para Ter e Manter
nutrientes no sistema solo para ciclar?
SUBSTÂNCIAS HÚMICAS
Extraído de Novotny & Martin-Neto (2008)
Extraído de Novotny & Martin-Neto (2008)
Estrutura proposta para ácido fúlvico (adaptado de Schnitzer, 1978).
Mais no detalhe como, neste caso, uma estrutura proposta para ácido
fúlvico, torna o solo um ambiente coloidal capaz de reter e disponibilizar
nutrientes para que a vida aconteça, a partir da existências das plantas.
Partículas de argila
Polímero orgânico
Sim, mas como estas substâncias húmicas interagem no ambiente solo,
com reflexos sobre o que estamos discutindo, ou seja, ciclagem de
elementos?c
Modelo esquemático polimero
orgânico adsorvido à superfície de
argila formando macroagregado.
Figuras extraídas de Canellas et al. 2008
Interação grupamento funcional cátion
polivalente-superfície argila na formação
de microagregados.
Esta relação com a estrutura do solo é outra contribuição relevante
de SUBSTÂNCIAS HÚMICAS, à ciclagem e à existência da vida.
Até aqui vimos as Substâncias Húmicas e sua importância à
manutenção da vida em nosso planeta. Mas... E as Substâncias Húmicas
como fontes diretas ao acesso de nutrientes ou demais compostos
resultando em benefícios às plantas?
Membrana biológica: dupla camada de fosfolipídios e proteínas
Figura extraída de Fernandes & Souza, 2006
Até aqui vimos as Substâncias Húmicas e sua importância à
manutenção da vida por gerar um ambiente coloidal, contribuir à
estrutura do solo. Mas.. e as Substâncias Húmicas como fontes diretas
ao acesso de nutrientes, ou demais compostos resultando em benefícios
às plantas e se relacionando com a ciclagem de nutrientes?
Substâncias
Húmicas, como
macromoléculas,
a princípio,
teriam muita
dificuldade à
efetiva entrada
no interior das
plantas via
simplasto ou
apoplasto.
Extraído de Canellas et al. (2006)
Tratamento de raízes de plântulas de cana-de-açucar(a), milho (b) e tomate (c)
com 20 mg/L de C de AH isolado de vermicomposto. Houve indução à formação
de sítios de mitose nas raízes e, posteriormente, o número de raízes laterais
emergidas.
Substâncias Húmicas e efeito direto às plantas
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Substâncias Húmicas representam a possibilidade
de vida em nosso planeta:
a) por serem as principais responsáveis por
caracterizar o solo como um ambiente coloidal;
b) por criar condições para que ocorra a
disponibilidade e, com isso, o uso de nutrientes
pelas plantas;
c) por permitir a manutenção dos nutrientes que
retornam ao solo e;
d) por viabilizar que novos ciclos de vida
aconteçam.
Agradeço a atenção de todos