O documento discute o micronutriente cobre, incluindo suas funções nas plantas, dinâmica no solo, fatores que afetam sua disponibilidade, fontes e formas de aplicação. O cobre é essencial para enzimas e processos como fotossíntese, e sua disponibilidade é afetada pelo pH, matéria orgânica, textura e balanço de nutrientes no solo.
Cobre: Funções, dinâmica no solo e fontes para culturas
1. Micronutrientes: Cobre
LSO5905 – Fertilidade do solo
Prof. Dr Paulo Sergio Pavinato
Guilherme Lucio Martins
Marcos Ferreira Teixeira
Piracicaba – 2019
2. Introdução
• 8 micronutrientes essenciais:
• Importância atual devido:
Solos do cerrado são deficientes em
micronutrientes
Aumento de produtividade > remoção de
micronutrientes
Incorporação inadequada e/ou doses elevadas de
calcário
Aumento da utilização de NPK de alta concentração
Aprimoramento de ferramentas de análise foliar
3. Funções nas plantas
Estrutural
• Formação de
proteínas
• Mobilização de ferro
Constituinte/Ativador
Enzimas
• Oxidase
• Lacase
• Citocromo
• Plastocianina
Processos
• Fotossíntese
• Respiração
• Regulação hormonal
• Fixação do N
5. Dinâmica do nutriente no solo
• Abundante em rochas ígneas
• Formas de ocorrência Cu+ , Cu2+ e metálica em
alguns minerais
• Pouco móvel no solo
• Fração orgânica (Ácidos húmicos e fúlvicos) atua
na complexação, auxiliando na mobilidade e
disponibilização.
• Nos solos, a concentração de cobre varia de 10
a 80 mg.kg-1, média de 30 mg.kg-1
6. Dinâmica do nutriente no solo
Micronutriente x Superfície inorgânica
- ---
-
-
---
----
-
-
-- -
+
+ +
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+
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+
+ +
+ +
+
+
++
• É Reversível
• Controlado pela difusão iônica
• É estequiométrico
• Seletividade de preferência
• Raio iônico
• Energia de hidratação
++
7. Dinâmica do nutriente no solo
Coloide
(Argila / MO)
Raiz
Difusão
Fluxo em massa
Interceptação radicular
8. Absorção: Contato íon x raiz
Elemento Processo de contato (%)
Interceptação
radicular
Fluxo de massa Difusão
B 3 97 0
Cu 15 5 80
Fe 40 10 50
Mn 15 5 80
Zn 20 20 60
Mo 5 95 0
10. Processos que afetam a disponibilidade
• Íon da solução para a partículaSorção
• Íon da partícula para a soluçãoDessorção
• Fase independente
Precipitação e
dissolução
11. Fatores que afetam a disponibilidade
Textura
Matéria orgânica
pH do solo
Balanço de nutrientes
14. Matéria orgânica
• Constante de estabilidade K:
• Indica a solubilidade e mobilidade dos micronutrientes metálicos em solos
• M: concentração em mol.L-1 do íon
• R: concentração em mol.L-1 da subs orgânica
• X: número de moles da partícula orgânica que combina-se
• MR: concentração em mol.L-1 do íon quelatizado
𝑀 + 𝑥𝑅 → 𝑀𝑅𝑥
𝐾 =
𝑀𝑅𝑥
(M)x
Poder de
formação:
Cu > Zn > Mn
16. Matéria orgânica
• Solos orgânicos são
mais prováveis de
apresentarem
deficiências
• A presença de outros
íons metalicos reduzem
a disponibilidade de
cobre, independente do
tipo de solo
17.
18. pH
• Solubilidade dos íons
metálicos decrescem
com o aumento do pH
• Íons de Fe e Mn
decrescem a taxas
muito mais aceleradas
19. pH
• Aumento de pH: reações controlam a
solubilidade
• Redistribuição da fração trocável para a
fração ligada a matéria orgânica ou óxidos
• Prática eficiente contra toxidez
Solubilidade: Mn →
Zn → Fe → Cu
20. Balanço de nutrientes
• Altos níveis de N agravam os
sintomas de deficiência
• Acredita-se que o efeito fisiológico
do P afete a absorção
• Fe e Zn competem pelo mesmo
sítio de absorção
21. Extratores
Solução salina
• Acetato de
amônio
• Extração nos
pontos de troca
iônica do solo
Reagente
quelante
• DTPA e EDTA
• Melhores
correlações entre
teores no solo e
planta
Solução ácida
• Mehlich-1 e
HCl
• Pouco eficiente
para
micronutrientes
Mistura
Mehlich-3
Extrator para
macros e
micronutrientes
22. Fontes de cobre
Inorgânicas
• Solúveis
• Curto prazo
• Insolúveis
• Longo prazo
Quelatos
• Dissociam
pouco na
solução
• ↑ eficiência
• ↑ custo
Óxidos
silicatados (FTE)
• Solubilidade
por tamanho
de partícula
• Ajustável de
acordo com a
necessidade
23. Fontes de cobre
Fertilizante Garantia mínima de Cu Característica
Acetato de Cobre 23% Solúvel
Carbonato de Cobre 48% Insolúvel
Cloreto Cúprico 20% Solúvel
Formiato de Cobre 35% Solúvel
Nitrato de Cobre 22% Solúvel
Óxido Cúprico 70% Insolúvel
Óxido Cuproso 80% Insolúvel
Quelatos de Cobre 5% Solúvel
Silicatos de Cobre 1% Insolúvel
Sulfato de Cobre 24% Solúvel
Fontes de cobre autorizadas para comercialização e produção de fertilizantes no Brasil. Fonte: MAPA, IN nº 05.
24. Fontes de cobre
Fertilizantes foliares
Fungicidas
Quelatos de cobre
Sulfato de cobre
Nitrato de cobre
Escória de mineração
Óxido cúprico
Óxido cuproso
25. Formas de aplicação
Solo
• 0,5-2,0 kg.ha-1
• Grande efeito residual
• Dependente da textura
Foliar
• 15-30 g.ha-1
• Baixo efeito residual
• Alta eficiência e resposta rápida nas plantas
Plastocianina: enzima da cadeia transportadora de elétrons da clorofila
Transporte de elétrons na fotossíntese
Respiração mitocondrial
Respostas ao estresse oxidativo
Metabolismo da parede celular
Sinalização hormonal
participação
em muitos processos fisiológicos, como fotossíntese, respiração, distribuição de
carboidratos, redução e fixação de nitrogênio, metabolismo de proteínas e da parede
celular; b) influência na permeabilidade dos vasos do xilema à água; c) controle da
produção de DNA e RNA e reprodução das plantas, produção de sementes e pólen fertil; d)
mecanismos de resistência a doenças, principalmente fúngicas
Plastocianina: enzima da cadeia transportadora de elétrons da clorofila
Transporte de elétrons na fotossíntese
Respiração mitocondrial
Respostas ao estresse oxidativo
Metabolismo da parede celular
Sinalização hormonal
São mais expressivos no café, cana-de-açúcar, soja, hortaliças e citros
A disponibilidade de metais no solo são controladas por 3 processos:
Sorção do íon da solução para a partícula do solo
Dessorção do íon da partícula de solo para a solução
Precipitação e dissolução do metal como uma fase independente
(Sposito, 1989; Sparks, 2003).
Balanço de nutrientes: altos níveis de N agravam a deficiência, P, Fe e Zn reduzem a absorção de Cu
Argilosos: ions de Cu se ligam aos oxidos
Arenosos: pouca cargas negativas para os ions se ligarem
As cargas negativas da MO conseguem reter o elemento no solo
A presença de outros íons metalicos reduzem a disponibilidade de Cu, independente do tipo de solo
Característica mais importante na ligação entre MO e íons metálicos
M: ion metálico
R: subs organica
X: numero de mols da particula organica q se combina com o ion metalico
O Cu é o element que mais interage com a materia organica
Acidos humicos, fulvicos, e huminas são responsaveis por formar complexos com Fe, Mn, Cu e Zn
Podem diminuir a solubilidade na formação de complexos com ácidos húmicos
Podem aumentar a disponibilidade na complexação com ácidos fúlvicos
O Cu é o ion que mais interage com os compostos organicos do solo, essas ligações são tão estaveis que a maioria das deficiencias são em solos organicos
Maior disponibilidade ocorre em pH de 5,0 a 6,5
Aumento de pH diminui a disponibilidade dos cátions metálicos (Fe, Cu, Mn, Zn e Co), por conta do aumento da CTC (maior fixação) e precipitação de cátions em solução, na forma de hidróxidos insolúveis
Aumento de pH: o elemento é dependente de reações que controlam a solubilidade do ion
A calagem serve de pratica eficiente para o controle da toxidez (controla a solubilidade de Fe, element antagonista a absorção de Cu)
Na aplicação de biossolidos (ricos em Cu, Zn, Fe e Mn) ocorre redistribuição da fração trocavel para a fração organica
A solubilidade do Cu é menor do que para outros elementos divalentes
Cu: Cu2+ + 2H-solo <-> Cu-solo + 2H+
Balanço de nutrientes: altos níveis de N agravam a deficiência, P, Fe e Zn reduzem a absorção de Cu
N: excess de N causa deficiencia de Cu (necrose na ponta das folhas novas)
P: inibição não competitiva
Soluções salinas: acetato de amônio (1 mol.L-1) pH 7,0
Reagentes quelantes: DTPA (Método oficial de SP / Melhores correlações entre teores no solo e na planta)
Solução ácida: mehlich-1 (Vantagem: mesmo extrator que o P / Desvantagem: pouco eficiente para micronutrientes)
Mehlich-3 mistura de ácidos, sais e quelante – extrator de P, K, Ca, Mg, Mn, Fe, Cu, Zn e B
No Brasil é utilizado o DTPA, extrator Mehlich ou HCl
Fritted Trace Elements (FTE)
Fontes inorgânicas: sulfatos, cloretos e nitratos são solúveis em agua; óxidos, carbonatos e fosfatos são insolúveis em agua
Quelatos: agente quelatizante + Cu; dissociam pouco na solução (alta eficiência agronômica), porem possuem um alto custo
óxidos silicatados (fritas – FTE): fusão de silicatos ou fosfatos com micronutrientes; solubilidade controlada pelo tamanho da partícula
Principais fontes são o sulfato de cobre, oxido cuproso, oxicloreto de cobre, nitrato de cobre e hidróxido de cobre
Aplicações via solo: grande efeito residual; 0,5-2,0 kg/há; podem ser aplicados junto com a recomendação de macronutrientes
Aplicação foliar: baixo efeito residual, alta eficiência, resposta rápida das plantas; via adubos foliares ou via aplicação de defensivos (15-30 g/há)
Tratamento de sementes, fungicidas que contem Cu, estercos
Pouca mobilidade em solos argilosos