Importância do Silício na Nutrição de Plantas SEABE 2008 – FCA/UNESP Tópicos Atuais do Manejo da Fertilidade do Solo e Nutrição de Plantas Importância do Silício na Nutrição de Plantas Prof. Dr. Renato de Mello Prado Depto de Solos e Adubos

۷ Nutriente & Elemento benéfico ۷ Fontes e método de aplicação ELEMENTOS BENÉFICOS ۷ Nutriente & Elemento benéfico ۷ Fontes e método de aplicação ۷ Silício na planta ۷ Silício no solo ۷ Resultados de Pesquisa

Quantos? Natureza: >100 elementos Na planta: Total:40-50 elementos Conceitos em nutrição de plantas 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. Natureza: >100 elementos Na planta: Total:40-50 elementos Quantos? 16 elementos são Essenciais

NUTRIÇÃO DE PLANTAS Nutriente & Elemento benéfico

Um elemento químico considerado essencial as plantas 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

Conceitos de nutrientes e critérios de essencialidade 1) Na ausência do elemento a planta não completa o seu ciclo vegetativo 2) O elemento não pode ser substituído por nenhum outro 3) O elemento deve ter um efeito direto na vida da planta e não exercer apenas o papel de, com sua presença no meio, neutralizar efeitos físicos, químicos ou biológicos desfavoráveis para o vegetal

Plantas vivas:até 95% H2O + 5% M.S. (Reichardt, 1985) Composição relativa dos nutrientes nas plantas Qual a proporção que aparecem nas plantas? Plantas vivas:até 95% H2O + 5% M.S. (Reichardt, 1985) Ar (CO2) ~ 92% : C (40%)+H(12%)+O(40%) 100% MS ~ 8%: Macro e micronutrientes  

Si: Takahashi & Miyake (1977) Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal Elementos benéficos São elementos que apresentam aspectos benéficos ao crescimento de certas plantas, embora não sejam essenciais. Ni: Brown et al. (1987) Si: Takahashi & Miyake (1977) <transpiração; melhor arquitetura > resist. doenças E outros: Na, Co, Se e Al (Marschner, 1986)    

Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal H4SiO4    

Trigo +Si -Si -Si Lima Filho & Tsai,2007

Efeito do Silício na arquitetura da planta. Foto cedida pelo Prof. Rodrigues e Zanão Junior/UFV.

Figura. Teor de Si em plantas de arroz cultivada em solução nutritiva (Sun et al., 2008)

Arroz Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal COMPOSIÇÃO RELATIVA DE NUTRIENTE e Si PELAS GRAMÍNEAS Arroz    

Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal COMPOSIÇÃO RELATIVA DE NUTRIENTE e Si PELAS GRAMÍNEAS Cana-de-açúcar    

Relação do Si na planta com a produção Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal Relação do Si na planta com a produção relativa de arroz (Korndörfer et al., 2001).

Atividade superóxido da dismutase em folhas de cevada submetida ao estresse salino na presença e ausência de Si (Liang, 1999) Estresse -Si +Si (1 mol m-3) ug-1 Sem 640 620 Com (120 mol m-3 de NaCl 591 735

Atividade H-ATPase em folhas de cevada submetida ao estresse salino na presença e ausência de Si (Liang, 1999) Estresse -Si +Si (1 mol m-3) Sem 20 23 Com (120 mol m-3 de NaCl 5 12

Efeito do estresse (déficit hídrico) e do Si na absorção de nutrientes do girassol (12 cvs.) Tratamento Si (mg/planta) K (mg/planta) Ca (mg/planta) P Sem estresse 4,3 101,4 19,0 2,8 Com estresse 1,9 57,3 10,0 1,4 Com estresse +Si 2,5 61,1 10,3 Gunes et al. (2008)

Efeito do estresse (déficit hídrico) e do Si na absorção de nutrientes do girassol (12 cvs.) Tratamento Si (mg/planta) K (mg/planta) Ca (mg/planta) P Sem estresse 4,3 101,4 19,0 2,8 Com estresse 1,9 57,3 10,0 1,4 Com estresse +Si 2,5 61,1 10,3 Gunes et al. (2008)

Luz et al. (2006)

SISTEMAS DE PRODUÇÃO INTENSIVA Exigência nutricional em nitrogênio Os tecidos das plantas ficam tenros (pragas e patógenos), Maior auto-sombreamento das plantas no campo taxa fotossintética. Em experimento com arroz, observou que o incremento da adubação nitrogenada provocou redução nos teores de Si (WALLACE; 1989).

Relação da absorção de Si e N em capim-maradu Fonseca (2007)

Material Corretivo & Fonte de SILÍCIO Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal Escória de siderurgia Wallostonita Material Corretivo & Fonte de SILÍCIO

Escória no Brasil: potencial de expansão da produção Consumo per capita de aço por ano: Alemanha: 607 kg EUA: 444 kg China: 286 kg México: 233 kg Brasil: 110 kg

FONTES E MODO DE APLICAÇÃO Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal FONTES E MODO DE APLICAÇÃO Escória de siderurgia

Efeitos dos Silicatos na agricultura: Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal Efeitos dos Silicatos na agricultura: SILICATO Sistema SOLO Sistema PLANTA PRODUTIVIDADE

Sistema Solo ۷ Fonte de macronutrientes (Ca, Mg) e de micronutrientes Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal Efeitos dos Silicatos na agricultura: sistema SOLO - PLANTA Sistema Solo ۷ Material corretivo de acidez do solo (pH) ۷ Fonte de macronutrientes (Ca, Mg) e de micronutrientes ۷ Aumenta a disponibilidade de P ۷ Fonte de Silício

Sistema Solo: reação ácida e teor Si disponível Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal Efeitos dos Silicatos na agricultura: sistema SOLO - PLANTA Sistema Solo: reação ácida e teor Si disponível Em geral: Profundamente intemperizados e lixiviados e com acentuada dessilicatização e pobreza em bases. Fração argilosa essencialmente constituída de caulinita e sesquióxidos, com baixa relação molecular SiO2/Al2O3 (relação Ki), algumas vezes inferior a 0,5 (EMBRAPA, 1982).

Transformações e processos mais importantes que influenciam a concentração de Si na solução do solo. Decomposição dos restos culturais Fertilizantes silicatados Si na água de irrigação Absorção Solo Polimerização Minerais cristalinos e não cristalinos Dissociação Si(OH)4 na Solução do solo Polímeros de Si(OH)4 Dissociação Precipitação Lixiviação Óxidos e Hidróxidos de Fe e Al Adsorção Dessorção (SAVANT et al., 1997)

Reação no Solo Sistema Solo CaSiO3  Ca2+ + SiO3-2 Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal Sistema Solo Reação no Solo CaSiO3  Ca2+ + SiO3-2 SiO3-2 + 2H+  H2SiO3 H2SiO3 + H2O  H4SiO4

Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal Sistema Solo Prado & Fernandes (2001)

Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal Extrator de Si do Solo Pereira et al. (2007)

Sistema Planta ۷Aumenta absorção de Si e outros (Ca, P) Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal Sistema Planta ۷Aumenta absorção de Si e outros (Ca, P) ۷ Diminui absorção de Al/Fe ۷ Diminui a transpiração ۷Aumenta a lignificação ۷Aumenta compostos fenólicos ۷Aumenta espessura da celulas da epiderme ۷Diminui a incidência de doenças e pragas

Conteúdo de Si suscetibilidade à bruzone do arroz (Marcschner, 1986). Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal Si x DOENÇAS Conteúdo de Si suscetibilidade à bruzone do arroz (Marcschner, 1986).    

Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal Si x DOENÇAS    

Conteúdo de Si suscetibilidade à bruzone do arroz (Marcschner, 1986). Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal Si x DOENÇAS Conteúdo de Si suscetibilidade à bruzone do arroz (Marcschner, 1986).    

Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal Si x DOENÇAS    

Apenas Si Apenas fungicida Si+fungicida controle Apenas Si    

Número total de lesões para mancha de olho pardo de mudas de cafeeiro (inoculadas), em função da aplicação de silicato de sódio (Botelho et al., 2005)    

Teor de lignina no tecido foliar de mudas de cafeeiro, em função da aplicação de silício (Botelho et al., 2005)    

Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal Si x Doença Nível de severidade de cercospora sojina em folha da da soja aos 79 dias após a emergência

Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal Si x PRAGAS Efeito do Si em mandíbulas de largatas (S. frugiperda) alimentadas com folhas de milho com aplicação de Si (esquerda) e sem aplicação de Si (direita) (b).

Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal Sistema Planta

Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal Sistema Planta

Efeito do Si na taxa de transpiração do arroz Sistema Planta Efeito do Si na taxa de transpiração do arroz Fase de desenvolvimento -Si +Si Peso H2O transpirada/M.S./7 dias Perfilhamento 400 280 Alongamento 377 442 Takahashi, 1995

Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal Sistema Planta

Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal Sistema Planta

Sistema Planta -Si (NC 5 g kg-1) Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal Sistema Planta -Si (NC 5 g kg-1)

RESULTADOS DE PESQUISA    

Silicato em mudas de frutíferas (Prado et al., 2003)    

Latossolo Vermelho (V<20%) Faria (2000) Silicato em cereais: arroz Latossolo Vermelho (V<20%) Faria (2000)    

Latossolo Vermelho (V=61%) Carvalho-Pupatto et al. (2003) Silicato em cereais: arroz Latossolo Vermelho (V=61%) Carvalho-Pupatto et al. (2003)    

Latossolo Vermelho distrófico (V=50%) Mauad et al. (2003) Silicato em cereais: arroz Latossolo Vermelho distrófico (V=50%) Mauad et al. (2003)    

Silicato em cereais: milho Latossolo (V=80%) Prado & Korndorfer (2003)    

Silicato em cana-de-açúcar Cana-planta Cimento na produção de colmos da cana-de-açúcar (Korndorfer, 2001)    

Efeitos na produção de cana-de-açúcar e açúcar por hectare da aplicação de 20t/ha de silicato em 2 locais da região de Everglades/Flórida.

Silicato em cana-de-açúcar Cana-planta Silicato em cana-de-açúcar Cana-soca Calcário (C) e escória (E) na produção de colmos da cana (Prado et al., 2001)    

Soqueira (média de 3. e 4. corte) ? Efeito do calcário e escória na produção de colmos da soqueira (Prado et al., 2003)    

Silicatos & Micronutrientes Efeito da aplicação da escória de siderurgia no teor de Zn e Mn do solo (Prado et al., 2004)    

Pesquisas em andamento na FCAV/Unesp Culturas: Arroz e Brachiária Efeito do calcário e escória no teor de Si do solo, cultivado com arroz. Vidal & Prado (não publicado)    

USO AGRÍCOLA DA ESCÓRIA DE SIDERURGIA NO BRASIL    

Obrigado rmprado@fcav.unesp.br GENPLANT www.nutricaodeplantas.agr.br