Apresentação Fertirrigação - Nitrogênio, Fósforo e Potássio

Dinâmica do Nitrogênio no Sistema Solo-Planta
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO
PRÓ-REITORIA DE PÓS-GRADUAÇÃO
PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA AGRÍCOLA
TÓPICOS AVANÇADOS EM ENGENHARIA AGRÍCOLA: FERTIRRIGAÇÃO
RECIFE – PE
2024
Discentes:
José Henrique de Souza Júnior
Raví Emanoel de Melo
Docente: Dr. Gerônimo Ferreira da Silva

Introdução
FONTE: Google imagens

Introdução
Introdução

1.Componente de Proteínas: O nitrogênio é um constituinte fundamental dos aminoáci
dos, que são os blocos de construção das proteínas. Proteínas são essenciais para pratic
amente todas as funções celulares, incluindo a formação de enzimas e estruturas celula
res.
2.Síntese de Clorofila: Nitrogênio é crucial para a produção de clorofila, o pigmento ver
de nas plantas responsável pela fotossíntese. A fotossíntese é o processo pelo qual as pl
antas convertem a luz solar em energia química, essencial para o crescimento.
3.Desenvolvimento Vegetativo: Altos níveis de nitrogênio suportam o crescimento vege
tativo vigoroso, promovendo o desenvolvimento de folhas verdes saudáveis. Isso é esp
ecialmente importante nas primeiras fases de crescimento das plantas.
4.Produção de Hormônios: Auxinas, que são hormônios de crescimento, contêm nitrog
ênio. Essas substâncias regulam processos como alongamento celular e diferenciação, i
nfluenciando diretamente o crescimento e desenvolvimento das plantas.
5.Metabolismo Energético: Participa na construção de ATP (adenosina trifosfato), a mol
écula de energia das células, facilitando reações metabólicas vitais para o desenvolvim
ento da planta.
Importância do N para as Plantas

Forma de
absorção:
íons NH4 ou
NO3.
Teores na
planta: 2 a
75 g kg
matéria seca.
Teores
adequado:
20 a 50 g kg
matéria seca.
Planta com
deficiência:
abaixo 10 g
kg matéria
seca.
Planta
podem
apresenta
sintomas de
toxidez:
Acima de 50
g kg de
matéria seca.
Importância do N para as Plantas

Não há um critério
adequado para a
recomendação da
adubação
nitrogenada com
base em análises do
solo;
A recomendação é
feita com base em
resultados
experimentais, tipo
de cultura, histórico
de uso da área, etc.;
Aplicação: vai
depender da época
de plantio e deve ser
parcelado em uma
ou mais vezes;
A maneira mais
segura seria a
condução de
experimentos por
dois ou três anos.
Adubação Nitrogenada

Explicação
detalhada do
ciclo natural
do nitrogênio
Processos de
fixação,
nitrificação,
amonificação
e
desnitrificaçã
o
FONTE: Embrapa
Ciclo do Nitrogênio

Abundância
de
nitrogênio
na atmosfera
(78%).
Forma
gasosa (N )
₂
e a
necessidade
de
conversão.
Composição do Nitrogênio na Atmosfera

Durante uma descarga
elétrica, a alta energi
a dissocia o N e o oxi
₂
gênio (O ) em átomos
₂
individuais. Esses áto
mos reagem para for
mar óxidos de nitrogê
nio (NO e NO ).
₂
Posteriormente se co
mbinam com a água n
a atmosfera, formand
o nitratos (N ).
₃
Estes nitratos são entã
o transportados para o
solo pela chuva, disp
onibilizando nitrogêni
o de forma utilizável
pelas plantas.
Atmosfera

3 a 5 kg há ano ambientes normais sem poluição (Lagreid et al., 1999).
10 a 40 kg há ano em algumas região da Europa onde a alta´poluição
atmosfera (Groffman 2000).
40 a 50 kg há ano podem depositada no solo, entorno de área ondem a
grandes confinamento (Groffman 2000), visto que seca de 30% N presente
na urina e fezes de animais e perdido por volatilização (Lagreid et al., 1999).
Taxas de Deposições Atmosfera

Decomposição da Matéria Orgânica: A amonificação começa
com a decomposição da matéria orgânica nitrogenada, como pro
teínas, aminoácidos e ureia.
Ação dos Microrganismos: Diversos microrganismos do solo, incluindo b
actérias heterotróficas e fungos, são responsáveis pela degradação da matér
ia orgânica. Esses microrganismos utilizam as enzimas extracelulares para
decompor os compostos nitrogenados complexos em compostos mais simp
les.
Produção de Amônia (NH )
₃ : À medid
a que as enzimas microbianas atuam, o
s compostos orgânicos nitrogenados sã
o transformados em amônia (NH ).
₃
Formação de Íon Amônio (NH )
₄⁺ : A amônia liberada pode ser
rapidamente convertida em íon amônio (NH ) em condições
₄⁺
de pH neutro a ácido. Este íon amônio é uma forma assimilável
de nitrogênio para muitas plantas e microrganismos.
Ciclagem de Nutrientes: O íon amônio pod
e ser absorvido diretamente pelas plantas ou
pode passar por outros processos no ciclo do
nitrogênio.
Amonificação

PH de 6 a 7.
Condições aeróbias.
Umidade em torno 50 a
70% da capacidade de
campo.
Temperatura 40 a 60 C.
(Moreira & Siqueira, 2002)
Amonificação (Condições ótimas)

15 a 17 g kg de N, oque vai corresponde numa relação C/N entre 25 a
30.
Nessa faixa os microorganismos não precisa utilizar N do solo para
realiza degradação da matéria orgânica.
Relação C/N de 30 ou 50, acima, os microorganismos vão recorre a N
presente no solo.
• Silgram & Shepherd, 1999.
Fonte: UFERSA
Relação C/N

• Relação C/N alta causara
imobilização do N no solo.
FONTE: Embrapa
Relação C/N

2NH4+
+3O2
→2NO2−
+4H++2H2
O (Nitrito) 2NO2−
+O2
→2NO3−
(Nitrato)
Nitrificação

Temperatura;
abaixo de 4 C não ocorre.
Faixa ondem é maximizada 25-40 C (Schmidt).
Temperaturas elevadas volta cair (Keeney & Bremner, 1967).
Umidade;
50 a 70% da capacidade de campo.
PH;
Abaixo de 4 é inibida.
4,7 a 6,5 faixa ótima (Dancer et al.,1973).
4,9 a 7,2 faixa ótima (Gilmour, 1984).
Nitrificação

pH ótimo 6 a 8.
pH abaixo de 4 podem inibir.
Temperatura mínima 5 C.
Temperatura máxima tolerada 75 C, sendo
a ótima em torno 30 C (Firestone, 1982).
A enzimas que realiza a redução do
nitrogênio são ativa na ausência de
oxigênio (Sextone et al, 1985).
Desnitrificação

As perdas N em sistema agrícola varia muito.
Estima entre 5 a 30% do aplicado através dos
fertilizantes (Firestone, 1982; Coelho et al 1991).
2,8 a 9,2 kg há nas N2 e N2O em cana de açúcar em
palhada para dose 160 kg há de N (Weier et al
1998).
Milho em plantio direto 2,6 a 5,5% N para dose
utilizando ureia entre 70 e 210 kg há de N
(Freney,1997).
.
Perdas Desnitrificação

• FBN contribuem no mundo 32 Tg ano equivalente a 30 % N produzindo na forma de
fertilizante.
• No Brasil FBN contribuem com 7,3 Tg ano quase três veze a quantidade de fertilizante
produzindo que 2,5 Tg ano.
• Só na cultura da soja a FBN contribuem com seca de 3,2 Tg ano.
Estimativa de fixação;
• Leguminosas forrageira 100 a 300 kg há ano
• Soja 80 a 200 kg há ano
• Outras espécies de leguminosas 20 a 200 kg há ano.
Fixação Biológica do Nitrogênio

O primeiro estágio no estabelecimento da relação simbiótica entre a bactéria fixadora de nitrogênio e seu hospedeiro é a migração da
bactéria em direção às raízes da planta hospedeira.
Essa migração é uma resposta quimiotática, mediada por atrativos químicos, em especial (iso)flavonoides e betaínas, secretados pelas raízes.
Os genes vegetais específicos de nódulos são denominados genes nodulinos,
Genes dos rizobios participantes da formacao dos nodulos sao chamados de genes de nodulação (nod).
Nod gerais – noda, nodb e nodc – sao encontrados em todas as cepas de rizobios.
Enquanto os genes nod hospedeiro-especificos – como nodp, nodq e nodh, ou nodf, node e nodl.
Processos de Infecção

• Os rizóbio em geral infectam os pelos das raízes liberando, inicialmente, fatores Nod que
induzem um pronunciado enrolamento das células desses pelos.
• Os rizóbio tornam-se envolvidos por um pequeno compartimento formado pelo enrolamento.
• A parede celular do pelo também e degradada nessas regiões em resposta aos fatores Nod,
permitindo as células bacterianas o acesso direto a superfície externa da membrana plasmática.
Canal de infecção;
• O canal de infecção, preenchido pelos rizóbio em proliferação, alonga-se através do pelo da
raiz e das camadas de células corticais em direção ao primórdio nodular.
• Extensão interna tubular da membrana plasmática, que e produzida pela fusão de vesículas
derivadas do Golgi no local da infecção.
• O canal cresce em seu ápice pela fusão de vesículas secretoras na extremidade do tubo.
• Na região mais profunda do córtex, próximo ao xilema, as células corticais, iniciam a divisão,
formando uma área distinta no córtex, denominada primórdio nodular, a partir da qual o
nódulo ira se desenvolver.
A formação dos Nódulos envolve fitohormônios

O TIPO MAIS COMUM DE SIMBIOSE OCORRE ENTRE AS ESPÉCIES DA FAMILIA FABACEAE
(LEGUMINOSAS) E AS BACTERIAS DO SOLO DOS GENEROS AZORHIZOBIUM, BRADYRHIZOBIUM,
MESORHIZOBIUM, RHIZOBIUM E SINORHIZOBIUM (COLETIVAMENTE CHAMADAS DE RIZÓBIO.
Fonte: Taiz e Zerger

FONTE: Embrapa
Fixação Biológica do Nitrogênio

Processo de Haber-Bosch
para a produção de amônia
(NH ).
₃
Fritz Haber: Em 1908, o
químico alemão Fritz Haber
desenvolveu o método
laboratorial para sintetizar
amônia a partir de
nitrogênio e hidrogênio sob
condições de alta pressão e
temperatura.
Carl Bosch: Entre 1912 e
1913, Carl Bosch, um
químico industrial, adaptou
o processo de Haber para
uso em larga escala,
tornando-o
economicamente viável e
prático para a produção
industrial.
Fritz Haber Carl Bosch
Fixação Industrial do Nitrogênio

• Impacto na produção de alimentos;
O uso de fertilizantes nitrogenados tem contribuído significativamente para o aumento
da produção de alimentos no mundo. Estima-se que cerca de 50% da produção
agrícola global depende de fertilizantes sintéticos produzidos por este processo.
• Segurança alimentar;
Com o crescimento populacional contínuo, a demanda por alimentos só aumenta. O
processo Haber-Bosch desempenha um papel crucial na garantia de uma produção
agrícola suficiente para alimentar a população mundial.
. Suporte à Agricultura Intensiva;
A agricultura intensiva extrai grandes quantidades de nutrientes do solo, que precisam
ser repostos. O processo Haber-Bosch, ao produzir fertilizantes nitrogenados em larga
escala, permite que os agricultores substituam o nitrogênio perdido nas colheitas.
Importância Fixação Industrial do Nitrogênio

FONTE: Embrapa
Fertilizantes Nitrogenados na Agricultura

Fatores que afetam
• pH do Solo: Solos alcalinos (com pH alto) au
mentam a volatilização, já que a amônia gasos
a é mais facilmente formada em ambientes m
enos ácidos.
• Temperatura: Temperaturas altas aceleram a
volatilização, pois aumentam a taxa de transfo
rmação de íons amônio (NH ) em amônia ga
₄⁺
sosa.
• Umidade: Solos secos tendem a promover ma
is volatilização, enquanto solos úmidos pode
m ajudar a manter a amônia dissolvida na águ
a do solo.
• Tipo de Fertilizante: Fertilizantes que libera
m amônia diretamente, como a amônia anidra,
têm maior potencial de volatilização em com
paração com formas de nitrogênio menos volá
teis.
Consequências Práticas
• Perda de Nutrientes: A volatilização resul
ta na perda de nitrogênio, reduzindo a efici
ência do fertilizante e necessitando de apli
cações adicionais.
• Impacto Ambiental: Contribui para a polu
ição atmosférica e pode levar ao aumento d
e gases de efeito estufa.
• Custo: Perdas de amônia implicam em gas
tos adicionais com fertilizantes para compe
nsar o nitrogênio perdido.
Volatilização da Amônia (NH3)

• Incorporação Rápida: Aplicar o fertilizante 5 – 10 cm abaixo da superfície do solo,
maneira mais eficiente de reduzir as perdas de amônia por volatilização é a incorporação da
ureia ao solo. Este tipo de manejo aumenta o contato do fertilizante com o solo.
• Fazer a aplicação da ureia de forma parcelada.
• Aplicar a ureia atendo-se às possíveis ocorrências de chuvas;
Em volumes adequados, a precipitação tem o potencial para transportar a ureia para maiores
profundidades do solo, e assim reduz as perdas de amônia.
• Uso de Inibidores: Inibidores de urease podem ser aplicados para retardar a conversão de u
reia em amônia.
• Irrigação: Aplicar água após a fertilização pode ajudar a incorporar a amônia ao solo, dimi
nuindo as perdas gasosas.
Mitigação

Câmaras para medição da volatilização de amônia.
FONTE: (Instituto Agronômico de Campinas).
Quantificação Perdas por Volatilização

1.Montagem das Câmaras: Corte garrafas PET e prepare discos de espuma com ácido bórico 2%.
2.Seleção do Local: Escolha áreas representativas e marque os pontos de amostragem.
3.Aplicação de Fertilizantes: Aplique o fertilizante nitrogenado uniformemente.
4.Posicionamento das Câmaras: Coloque as câmaras sobre as áreas tratadas e insira os discos de esp
uma.
5.Monitoramento: Deixe as câmaras no local por 24 a 48 horas, registrando condições ambientais.
6.Coleta dos Discos de Espuma: Remova os discos e armazene-os para análise.
7.Análise Laboratorial: Extraia a amônia com ácido sulfúrico diluído e quantifique por espectrofoto
metria ou titulação.
8.Cálculo da Volatilização: Calcule a quantidade de amônia volatilizada e expresse os resultados.
Quantificação Perdas por Volatilização

• O nitrato (NO3-), que é a forma de nitrogênio predominante em solos sem
restrição de oxigênio, pode contaminar águas subterrâneas por meio da lixiviação.
Esse processo consiste na descida do N no perfil do solo até profundidades abaixo
daquelas exploradas pelas raízes.
• A ocorrência do nitrato no solo é atribuída, principalmente, ao processo de
nitrificação, em que o amônio, carregado com cargas positivas, é oxidado para
nitrito, que por sua vez é oxidado para nitrato.
Lixiviação do Nitrato

•Uso Eficiente de Fertilizantes:
Aplicar fertilizantes nitrogenados nas quantidades corretas e nos momentos certos
para que as plantas possam absorver o máximo possível, evitando excesso de
nitrogênio no solo.
•Aplicação de Fertilizantes em Frações:
Dividir a aplicação de fertilizantes em várias frações ao longo da temporada de cres
cimento, em vez de uma única aplicação, pode reduzir a quantidade de nitrato no so
lo a qualquer momento, diminuindo a lixiviação.
•Manejo de Restos Culturais:
Incorporar restos culturais no solo pode melhorar a retenção de nutrientes e reduzir
a lixiviação
•Irrigação Controlada:
Manejar a irrigação de forma eficiente, aplicando a quantidade de água adequada
para evitar o excesso, o que pode reduzir a lixiviação de nitrato.
Medidas de Controle Para Reduzir a Lixiviação
de Nitrato

• Fertilizantes estabilizados são aqueles que se modificam durante o processo de
fabricação com a introdução de inibidores da nitrificação ou inibidores da urease.
Estes possuem maior importância no mercado em virtude do alto custo dos
fertilizantes de liberação lenta ou controlada.
Inibidores

• Atualmente, o NBPT (Tiofosfato de N-(n-butil) Triamida) é inibidor da urease mais
amplamente utilizado e é comercializado em mais de 70 países.
• A inibição enzimática pelo NBPT é especifica para a urease e não é tóxico para o
ambiente, uma vez que a sua degradação gera N, S e P. A sua utilização não tem mostrado
efeitos sobre as propriedades biológicas do solo, o que torna o seu uso mais viável.
• A inibição da hidrólise da ureia ocorre por um período de 3 a 15 dias, o que permite a
movimentação do fertilizante, por difusão, para as camadas mais profundas do solo, que
resulta em menores perdas de NH3.
• Em cana-de açúcar a aplicação da ureia associada àquele inibidor proporcionou reduções
de 15 % a 78 % nas emissões de NH3, dependendo das condições climáticas nos dias
posteriores à aplicação do N.
FONTE: Embrapa
Inibidores Urease

FONTE: Embrapa
Inibidores Urease

• Anitrapirina;
• porém, apresenta a desvantagem de possuir pressão de vapor relativamente alta, o que não
permite sua incorporação em fertilizantes sólidos. Além do mais, ela pertence ao grupo dos
organoclorados, é corrosiva e possui características explosivas, o que tem limitado o seu
uso (TRENKEL, 1997).
• Dicianodiamida;
• (DCD) é um dos inibidores da nitrificação mais usados em vários países. Ele é empregado
em várias formulações comerciais e apresenta uma série de vantagens que justificam o seu
uso, ou seja: menor custo de produção, menor suscetibilidade à volatilização, adequação
para uso em conjunto com fertilizantes sólidos, além de conter 65 % de N, o que o torna
um fertilizante de liberação lenta.
• O DCD se decompõe no solo após algumas semanas em NH4+ e CO2 (FRYE, 2005).
• Segundo Weiske et al. (2001), o período de efetiva inibição dos IN varia de 3 a 10
semanas, dependendo do tipo de solo.
Inibidores da Nitrificação (IN)

Fertilizante Nitrogenado de Liberação Lenta

•Aporte Excessivo de Nitrogênio (e outros nutrientes):
•Fertilizantes nitrogenados, esgotos domésticos e efluentes industriais ricos em compostos
nitrogenados, como nitratos (NO ) e amônia (NH ), são lançados nos corpos d'água.
₃⁻ ₄⁺
•Proliferação de Algas e Plantas Aquáticas:
•O excesso de nutrientes estimula o crescimento de plantas aquáticas e, principalmente, de
algas.
•Sombras e Bloqueio da Luz Solar:
•O crescimento excessivo de algas forma uma "cobertura" na superfície da água, bloqueando
a penetração da luz solar e impedindo a fotossíntese de plantas submersas.
•Morte de Algas e Plantas:
•Quando há excesso de algas e plantas, parte delas acaba morrendo e se depositando no
fundo do corpo d'água. A decomposição dessa matéria orgânica é feita por bactérias
aeróbicas, que consomem oxigênio dissolvido.
•Redução do Oxigênio Dissolvido (Hipóxia):
•A decomposição da matéria orgânica reduz os níveis de oxigênio na água, levando a uma
condição chamada hipóxia (baixa concentração de oxigênio), o que prejudica organismos
aquáticos, como peixes e invertebrados.
•Morte da Fauna Aquática:
•Com a redução de oxigênio, muitos organismos aquáticos não conseguem sobreviver,
resultando na morte de espécies sensíveis, o que desequilibra o ecossistema.
Eutrofização

Eutrofização

• Fertilizantes agrícolas: Quando aplicados em excesso ou em condições inadequadas, o
nitrogênio dos fertilizantes pode ser lixiviado para rios e lagos.
• Esgoto doméstico: Efluentes domésticos sem tratamento adequado contêm altos níveis
de nitrogênio.
• Excrementos de animais: A criação intensiva de animais pode gerar grandes
quantidades de resíduos ricos em nitrogênio.
• Indústrias: Despejos de efluentes industriais sem tratamento adequado.
Fontes de Nitrogênio que Contribuem para a
Eutrofização

1. Fonte Natural de Nitrogênio: Plantas leguminosas, como, feijão quando, feijão de porco e crotalária
têm a capacidade de fixar nitrogênio atmosférico através de simbiose com bactérias fixadoras, fornecendo nitrogê
nio ao solo quando são incorporadas.
2. Melhora da Estrutura do Solo: As raízes das plantas de cobertura ajudam a melhorar a estrutura do solo, aument
ando a infiltração de água e reduzindo a compactação.
3. Redução de Erosão: A cobertura vegetal protege o solo contra a erosão causada pelo vento e pela água, mantendo
a camada superficial do solo rica em nutrientes.
4. Controle de Ervas Daninhas: As plantas de cobertura competem com ervas daninhas, reduzindo a necessidade de
herbicidas e controlando naturalmente o crescimento de plantas indesejadas.
Alternativas Naturais: Adubação Verde

Esterco eqüino (1,44% N),
esterco bovino (1,67% N),
esterco suíno (1,86% N),
esterco de galinha (2,76% N),
torta de amendoim (7,65% N),
torta de coco (4,37% N),
torta de soja (6,56% N),
torta de usina de cana-de-açúcar (2,19% N),
cascas de castanha de caju (0,74% N),
borra de café (2,30% N),
sangue seco (11,80% N), etc.
Adubação orgânica

• O nitrogênio (N) é um nutriente de dinâmica intensa no solo e sua reserva nos solos
tropicais encontra-se associada, principalmente, aos componentes da matéria orgânica,
correspondendo a cerca de 95% do total existente.
• Principio: O N da matéria orgânica do solo é mineralizado até amônio (NH4+) pela
oxidação com ácido sulfúrico, em alta temperatura, na presença de catalisadores, processo
conhecido como digestão Kjeldahl.
• 3 etapas: Digestão em bloco digesto, destilação e titulação.
NITROGÊNIO TOTAL – Kjeldahl

Pesar 1 g de amostra de solo
(TFSA) moída e passada em
peneira de 100 mesh. Colocar
em tubo de digestão.
Adicionar ao tubo de digestão
uma medida (1,1 g) da
mistura catalisadora e 4 mL
de H2SO4 concentrado.
Preparar dois tubos de
digestão para o branco
(somente mistura catalisadora
e ácido sulfúrico) e mais dois
tubos do padrão interno (solo
com teor de N conhecido e
próximo ao do material a ser
analisado).
Levar os tubos ao bloco
digestor em capela de
exaustão e elevar a
temperatura para 150 C, por 1
hora.
Digestão em bloco digestor

Transferir
primeiramente 15
mL de água
destilada para o
tubo.
Colocar hidróxido
de sódio e no
reservatório do
destilado.
Recolher o
destilado com a
extremidade do
tubo de destilação
imersa na solução
de ácido bórico e
indicador.
Titular o destilado
da água e do
padrão de sulfato
de amônio com a
solução de H2SO4
aferida com a
solução.
Destilação e Titulação

Referências

Dinâmica do Fósforo no Sistema Solo-Planta
RECIFE – PE
2024
Discentes:

 Grego: Phosphorus (Portador de luz)
 Símbolo: P
 Número atômico: 15 (15 prótons e 15 elétrons)
 Massa atômica: 31 u.m.a.
 Elemento essencial
 Macronutriente primário
FÓSFORO
O fósforo é um elemento essencial pois desempenha um papel vital em processos biológicos, como a
formação de moléculas de energia, como o ATP, e também na estrutura dos ácidos nucléicos, como o
DNA e o RNA.

Mengel K., Kirkby E. A (1987). Principles of plant nutrition. International Potash Institute, Bern, Switzerland
COMPOSIÇÃO QUÍMICA MÉDIA DA CROSTA TERRESTRE NA
PROFUNDIDADE DE 0 – 16 KM (MENDEL & KIRKBY, 1987)
 O fósforo compõe apenas 0,1% da crosta terrestre
 A importância do P em processos biológicos e agrícolas

Ocorre deficiência de P
Culturas (*):
Anuais (1 – 9)
Perenes (1 – 2)
Pastagens (1 – 7)
(*) (1 – Frequência Mínima)
(10 – Frequência Máxima)
https://docs.ufpr.br/~nutricaodeplantas/fosforo121.pdf
 P menos exigido que N
 P menos exigido que K
 Solos Brasileiros são muito pobres
FREQUÊNCIA RELATIVA DAS DEFICIÊNCIAS DE FÓSFORO NO BRASIL

Adaptado de Universidade Federal de Santa Maria (https://www.ufsm.br/)
CICLO DO FÓSFORO

GEOLOGIA DO FÓSFORO

FÓSFORO (P) NO SOLO
 P forma iônica e em compostos na solução do solo
 Minerais cristalinos e amorfos de P
 P adsorvido da superficie dos constituintes minerais
 P componente da matéria orgânica
 No solo, o fósforo se encontra em diferentes formas e
compartimentos que influenciam sua disponibilidade para as
plantas:

FORMAS DE FÓSFORO (P) NO SOLO
 No solo, o fósforo se encontra tanto na fração sólida quanto na
líquida, e pode ser classificado em formas orgânicas e
inorgânicas:

FÓSFORO (P) ORGÂNICO NO SOLO
 Varia de 4% em solos pobres em matéria orgânica a 90% em solos
orgânicos
 Esta porcentagem depende:
• Material de origem
• Evolução pedogenética do solo
• Conteúdo de C e efeito do clima no desdobramento dos
compostos orgânicos
https://conhecimentocientifico.r7.com/

FÓSFORO (P) INORGÂNICO NO SOLO
 Representa a maior parte do fósforo no solo, variando de 70% a
90% em solos minerais
 Encontra-se principalmente ligado a minerais, como fosfatos de
cálcio, ferro e alumínio
 Esta porcentagem depende:
• pH do solo
• Atividade microbiana
• Fatores de intemperismo
• Adsorção pelos minerais
https://conhecimentocientifico.r7.com/

FÓSFORO (P) INORGÂNICO NO SOLO
 No Brasil, a maior parte do fósforo está presente em formas
inorgânicas ligadas a compostos de alumínio (P-Al), ferro (P-Fe)
e cálcio (P-Ca), que afetam diretamente a sua disponibilidade
para absorção pelas raízes:

 Solos ácidos e inférteis na América Tropical (Sanchez & Salinas,
1981)
 Esses solos enfrentam uma série de desafios que afetam
diretamente a produtividade agrícola, e a compreensão dessas
limitações é fundamental para melhorar o manejo e a
fertilização, especialmente em regiões tropicais

 A dinâmica entre pH e as formas de fósforo é fundamental para o
manejo adequado da fertilidade do solo, garantindo que as
plantas tenham acesso à quantidade ideal de fósforo
H₂PO₄⁻ (dihidrogenofosfato)
HPO₄²⁻ (hidrogenofosfato)

FÓSFORO NO SOLO X ABSORÇÃO
 A medida que o fósforo em solução é absorvido pelas plantas,
ocorre um movimento de equilíbrio que mobiliza o fósforo lábil
 Com o tempo, no entanto, parte desse fósforo lábil pode se
converter em fósforo não-lábil, dificultando ainda mais a
absorção

FÓSFORO NA PLANTA
 Mais de 90% dos solos brasileiros são pobres em P
 O teor de P na solução normalmente menor que 0,1 mg dm-3
 Mais de 90% do P chega até a raiz por difusão
 O P no solo é pouco móvel (1 a 2 mm de distância)
A área onde o fósforo é mais concentrado (P-sólido) é
bastante restrita, indicando a baixa mobilidade deste
nutriente. Por isso, é necessário que as raízes explorem
grandes volumes de solo ou que o fósforo seja aplicado
próximo às raízes.

FÓSFORO DISPONÍVEL AS PLANTAS
 O processo de absorção de fósforo pelas plantas ocorre em três
fases essenciais: contato com a raiz, rota de absorção e
absorção no plasmalema, cada uma com um papel vital na
aquisição desse nutriente

FÓSFORO – ROTA SIMPLÁSTICA
 A absorção e o transporte de fósforo nas plantas ocorrem através
de duas rotas principais: a rota apoplástica e a rota simplástica,
ambas essenciais para o movimento do fósforo desde o solo até o
cilindro central da raiz

TRANSPORTE E REDISTRIBUIÇÃO DE P
 O P é redistribuído através do floema
 Em plantas bem supridas de P
• Vacúolo armazena cerca de 85 a 95% do Pi total da planta
https://agroadvance.com.br/blog-deficiencia-de-fosforo-nas-plantas/

FÓSFORO NA PLANTA
 Em condições de baixa disponibilidade no solo, a planta pode
manter processos metabólicos essenciais.
 A limitação do fósforo na solução do solo destaca a necessidade
de práticas agronômicas eficientes, como a adubação fosfatada,
para assegurar a saúde e o crescimento das culturas.

ABSORÇÃO DE FÓSFORO
Fungos micorrízicos facilitam entrada de P
Associação simbiótica não patogênica entre fungos e raízes de
plantas superiores (Miranda & Miranda, 1997).
• Aumenta até 80% a absorção de P
• Aumento da superfície e exploração do solo
• Aumento da capacidade de absorção da raiz
• Aumento da dissolução de fosfatos
• Armazenamento temporário de nutrientes na biomassa
fúngica e nas raízes

ESGOTAMENTO E ABSORÇÃO DE P
Segmento de raiz micorrizada mostrando zonas
de esgotamento de P e aumento da exploração
do solo pelo micélio externo. (Adaptado de
Siqueira et al., 2004).
 Quando as plantas crescem em solos com baixa disponibilidade de
P, a associação com fungos micorrízicos, especialmente micorrizas
arbusculares, pode ser uma estratégia eficaz para melhorar a
absorção de fósforo

FUNÇÕES DO FÓSFORO
Figura 16: Representação da fita de DNA
e RNA.
Fonte: Raven et al. (1992).
 Como elemento estrutural
Forma macromoléculas de ácidos nucleicos, como o
RNA e o DNA
Isso confere estabilidade estrutural e permite o
alongamento da cadeia de nucleotídeos

 Armazenamento e transferência de energia (Respiração)

 Fósforo como reserva
 Os fitatos contendo fósforo representam cerca de 50% do P
total em leguminosas e 60-70% em grãos de cereais.

EXTRAÇÃO DE NUTRIENTES POR ALGUMAS CULTURAS ANUAIS

TEORES TOTAIS DE P CONSIDERADOS IDEAIS PARA ALGUMAS CULTURAS

ADUBOS FOSFATADOS
 O P₂O₅ total indica a quantidade total de P presente no
fertilizante, independentemente de sua disponibilidade imediata
para as plantas
 O P₂O₅ a.c. indica o P disponível ou solúvel em água, o que indica
sua prontidão para ser absorvido pelas plantas

RESPOSTA DAS CULTURAS A ADUBAÇÃO FOSFATADA

SINTOMAS DE DEFICIÊNCIAS DE P
 Visuais
• Cor amarelada das folhas, principalmente nas mais
velhas
• Pouco brilho, cor verde-azulada ou manchas pardas
• Ângulos foliares mais agudos
• Gemas laterais dormentes
• Número reduzido de frutos e de semente

SINTOMAS DE DEFICIÊNCIAS DE P
 Químicos
• Aumento de pigmentos vermelhos ou roxos em algumas espécies
• Aumento do teor de carboidratos solúveis;
• Aumento da relação Po/Pi
 Anatômicos
Provavelmente só indiretos como:
• Indução de deficiência de alguns elementos como Co, Cu, Fe,
Mn, Ni e Zn

DEFICIÊNCIA DE P EM PLANTAS
Lâminas foliares verde-escuras a verde-azuladas; coloração vermelha ou roxa aparece freqüentemente, particularmente nas
pontas e margens expostas diretamente à luz do sol; folhas mais finas, mais estreitas e mais curtas que o normal; folhas mais
velhas amarelas, eventualmente definhando a partir das pontas e ao longo das margens; colmos menores e mais finos;
perfilhamento escasso ou ausente.

Dinâmica do Potássio no Sistema Solo-Planta
RECIFE – PE
2024
Discentes:

DEPÓSITOS DE POTÁSSIO
As maiores concentrações de depósitos de
potássio podem ser observadas em países como
Canadá, Rússia, Alemanha e China, regiões
conhecidas pela exploração desse recurso natural
Potash (depósito de potássio)
Rock salt (sal-gema)
Soluções salinas

RESERVAS MUNDIAIS DE POTÁSSIO (MILHÕES DE T) (RESERVAS QUE
ATUALMENTE SÃO ECONOMICAMENTE VIÁVEIS)
O gráfico destaca que as maiores reservas economicamente viáveis de
potássio estão concentradas em um número relativamente pequeno de
países, com o Canadá dominando a distribuição global

RESERVAS DE POTÁSSIO NO BRASIL
O Brasil tem potencial para explorar essas reservas e reduzir a
dependência de importações, especialmente considerando que o potássio
é um nutriente crucial para a produção agrícola em larga escala.

CICLO DO POTÁSSIO
https://blog.agromove.com.br/potassio-solo-planta-ambiente/

POTÁSSIO NO SOLO
Teor de K depende de:
• Grau de intemperismo
FONTES DE POTÁSSIO

FORMAS DE POTÁSSIO NO SOLO
Essas formas de potássio requerem um processo de liberação mais longo
para se tornarem disponíveis

 O potássio trocável se adere à superfície das partículas do solo, indicando
como ele é mantido pelas cargas negativas, mas de maneira reversível
É considerado a principal fonte de potássio para a nutrição das plantas, visto que as plantas conseguem acessá-lo diretamente.

Quando o potássio da solução é absorvido pelas plantas, ele pode ser
reposto a partir do potássio trocável, que se move para a solução. Esse
processo garante um abastecimento contínuo, embora limitado, de potássio
disponível no solo

CONCENTRAÇÃO DE POTÁSSIO NA SOLUÇÃO DO SOLO E ADSORVIDO À
MINERAIS DE ARGILA
 O equilíbrio entre o potássio presente na solução do solo e aquele
adsorvido nos minerais de argila é crucial para a nutrição contínua das
plantas.
 Solos com maior CTC, podem armazenar maiores quantidades de potássio,
liberando-o de forma mais eficiente conforme a necessidade das plantas.

DISTRIBUIÇÃO PERCENTUAL ENTRE AS FORMAS DE POTÁSSIO NA CAMADA
ARÁVEL (0-20) DE ALGUNS SOLOS
Solos com menor teor de K estrutural tendem a ter uma maior proporção de
K trocável, como é o caso do Argissolo vermelho, enquanto solos com
maiores teores de K total, como o Neossolo litólico, possuem a maior parte
do potássio em formas menos acessíveis

DINÂMICA DO POTÁSSIO NO SOLO
O potássio (K) no solo existe em diferentes formas, que variam em sua
disponibilidade para as plantas. A dinâmica mostrada na imagem ilustra
como essas diferentes formas de potássio se interconectam e se
transformam ao longo do tempo:

EXTRAÇÃO E EXPORTAÇÃO DE K
A coluna de exportação representa a quantidade de potássio que é
removida da área de cultivo quando as partes colhidas da planta são
retiradas

TEORES ADEQUADOS EM ALGUMAS CULTURAS

MECANISMOS DE CONTATO
O potássio (K) é absorvido do solo por três mecanismos principais:
interceptação radicular, fluxo de massa e difusão
Cada um desses mecanismos desempenha um papel importante no
transporte de K até as raízes da planta.

REDISTRIBUIÇÃO
No milho, há 53,3 g/kg de K total, dos quais 89% são solúveis em água, o
que significa que essa porção pode ser facilmente redistribuída pela planta
em função das suas necessidades

CONCENTRAÇÃO E FORMAS DE POTÁSSIO NA SOLUÇÃO DO SOLO,
XILEMA E FLOEMA DAS PLANTAS
Esta imagem trata da concentração e formas de potássio na solução do solo,
xilema e floema das plantas

FUNÇÕES DO POTÁSSIO NA PLANTA

MOVIMENTO ESTOMÁTICO
C oncentração de íons (K, C l e P) nas células guardas com estômatos fechados e abertos (Humble & Raschke, 1971)

FOTOSSÍNTESE E TRANSLOCAÇÃO DE FOTOSSINTATOS

ATIVAÇÃO ENZIMÁTICA
 Enzima: Quinase Pirúvica (Piruvato quinase)
 Essa enzima é crucial na última etapa da glicólise, onde ela converte o
fosfoenolpiruvato em piruvato, gerando ATP no processo.
 O potássio é essencial para a atividade da quinase pirúvica, pois atua como
cofator, estabilizando as interações enzimáticas necessárias para a
fosforilação de ADP, formando ATP.

METABOLISMO DO NITROGÊNIO
Com níveis baixos de potássio (-K), a putrescina aumenta drasticamente, de
114 mmol/g (com +K) para 1000 mmol/g (com -K). A putrescina se acumula
em condições de estresse, como a deficiência de potássio.
Em contrapartida, o teor de proteínas diminui significativamente com a
deficiência de potássio.
O potássio é essencial para a síntese proteica, e sua ausência afeta
negativamente esse processo.

RESISTÊNCIA
O potássio participa da ativação de enzimas que atuam nas respostas de
defesa das plantas, ajudando a combater infecções causadas por patógenos
como Phytophthora em batatas ou Pseudomonas em tomates.

SINTOMAS DE DEFICIÊNCIA DE POTÁSSIO

RESPOSTAS DAS CULTURAS A ADUBAÇÃO POTÁSSICA

Métodos de Determinação do Fósforo (P) e Potássio
(K) no Solo e na Planta

DETERMINAÇÃO DO FÓSFORO NO SOLO
 Principais métodos de extração utilizados para determinar a
disponibilidade de fósforo no solo:
• Método de Olsen
• Método de Mehlich-1
e Mehlich-3
• Método Bray-1
• Resina de Troca Iônica

Método de Olsen (P-Olsen)
Princípio: Usa bicarbonato de sódio como extrator, ideal para solos
alcalinos
Equipamentos:
• Mesa agitadora
• Espectrofotômetro UV-Vis
Método Mehlich-1
e Mehlich-3
Princípio: Extrai fósforo com ácidos diluídos
Equipamentos:
• Agitador
• Centrífuga ou filtro de vácuo
• Espectrofotômetro UV-Vis ou ICP-OES

Método Bray-1
Princípio: Usa HCl e NH₄F para extrair P em solos ácidos
Equipamentos:
• Agitador
• Centrífuga ou filtro de vácuo
• Espectrofotômetro UV-Vis ou ICP-OES
Resina de Troca Iônica
Princípio: Simula a absorção de fósforo pelas plantas
Equipamentos:
• Colunas de resina

DETERMINAÇÃO DO FÓSFORO NA PLANTA
Principais métodos utilizados para determinar o teor de fósforo
nas plantas:
• Método Colorimétrico
• Digestão Ácida
• Espectrometria de Emissão Atômica (ICP-OES)

Método Colorimétrico (Molibdato de Amônio)
Princípio: Fósforo reage com molibdato de amônio, formando um
composto colorido
Equipamento:
Digestão Ácida (Nitroperclórica ou Ácido Sulfúrico)
Princípio: O tecido vegetal é digerido com ácidos fortes para liberar
fósforo
Equipamentos:
- Bloco digestor
- Espectrofotômetro UV-Vis ou ICP-OES

Espectrometria de Emissão Atômica (ICP-OES)
Princípio: Mede a emissão de luz de átomos excitados em plasma
Equipamentos:
• ICP-OES (alta precisão e sensibilidade)
• Digestores ácidos (pré-tratamento da amostra)

DETERMINAÇÃO DO POTÁSSIO NO SOLO
• K+
é um íon trocável
• Pode ser extraído com acetato de amônio CH3-COONH4 , KCl
• Resina catiônica pode ser utilizada para extração do K
• O K no extrato é quantificado no fotômetro de chama
y= 4,990x + 1,134
R²= 0,996
0
10
20
30
40
50
60
0 2,5 5 7,5 10 12,5
L
eitu
ra
do
aparelh
o
K(mg L-1)

DETERMINAÇÃO DO POTÁSSIO NA PLANTA
Fotometria de Chama
• Amostras vegetais são digeridas (geralmente com ácidos fortes)
para liberar o potássio, e essa solução é analisada no fotômetro
Espectrometria de Emissão Óptica por Plasma Indutivamente
Acoplado (ICP-OES)
• Amostras vegetais são digeridas com ácidos (geralmente mistura
de ácido nítrico e perclórico) e a solução resultante é analisada
pelo ICP-OES
Espectrometria de Absorção Atômica (AAS)
• Após a digestão da amostra vegetal, a solução resultante é
introduzida no espectrômetro, que analisa a absorção da luz em
um comprimento de onda específico para o potássio
Método de Extração e Titulação com Permanganato de
Potássio
• Baseia-se na oxidação do potássio em solução, seguido de
titulação com permanganato de potássio (KMnO₄).

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
MALAVOLTA, E.; VITTI, G. C.; OLIVEIRA, S. A. Avaliação do estado
nutricional das plantas: princípios e aplicações. 2. ed. Piracicaba:
Potafos, 1997. 319 p.
RAIJ, B. van; QUAGGIO, J. A.; SILVA, N. M. Determinação de fósforo,
potássio, cálcio e magnésio em solos. Campinas: Instituto
Agronômico, 1987. 30 p. (Boletim Técnico, 1).
PRADO, R. de M. Nutrição de plantas. 1. ed. Jaboticabal:
FCAV/UNESP, 2008. 407 p.
MARSCHNER, H. Mineral nutrition of higher plants. 3rd ed. San
Diego: Academic Press, 2012. 672 p.
CANTARELLA, H.; MONTEZANO, Z. F. Nutrição e adubação de
culturas. In: NOVAIS, R. F.; ALVAREZ V., V. H.; BARROS, N. F. (Eds.).
Fertilidade do solo. Viçosa: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo,
2007. p. 1.229-1.280.

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