Jornal 122 - International Plant Nutrition Institute

INFORMAÇÕES
AGRONÔMICAS
MISSÃO
Desenvolver e promover informações científicas sobre o
manejo responsável dos nutrientes de plantas para o
benefício da família humana
N0 122
JUNHO/2008
SIMPÓSIO DISCUTE COMO UTILIZAR
INSUMOS E RECURSOS PARA OTIMIZAR A
PRODUTIVIDADE DO MILHO
Silvia Regina Stipp e Abdalla1
Luís Ignácio Prochnow2
Antonio Luis Fancelli3
C
omo utilizar os insumos e recursos relacionados à
adequada nutrição das plantas para otimizar a
produtividade do milho – esta foi a tônica do Simpósio sobre Nutrição e Adubação do Milho ocorrido em abril último
na Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, sob a coordenação dos professores Antonio Luis Fancelli e Durval Dourado
Neto, do Departamento de Produção Vegetal.
O evento teve como objetivos a atualização de informações
e a apresentação das principais inovações tecnológicas relacionadas à nutrição e adubação da cultura. Palestras, debates e apresentação de novos produtos fertilizantes integraram as atividades
do programa.
Uma visão geral dos dez temas discutidos é apresentada a
seguir.
Veja também neste número:
IPNI em Destaque ............................................... 25
Gesso na agricultura .......................................... 26
Divulgando a Pesquisa ...................................... 28
Painel Agronômico ............................................ 29
Cursos, Simpósios e outros eventos ................. 30
Publicações Recentes ........................................ 31
Ponto de Vista .................................................... 32
DINÂMICA E ABSORÇÃO DE NUTRIENTES E NOVAS
TENDÊNCIAS DA NUTRIÇÃO DE PLANTAS –
Godofredo Cesar Vitti, ESALQ/USP; Pedro Henrique de Cerqueira
Luz, FZEA/USP; André Luís do Amaral Alfonsi, ESALQ/USP; email:
[email protected]
Nos climas tropicais, a produtividade das culturas está diretamente relacionada à fertilidade e à água disponível do solo, sendo
a fertilidade possível de ser modificada pelo emprego da correção
do solo e da adubação e a quantidade de água disponível por intermédio da irrigação e do sistema de manejo.
Entre os fatores de produção de milho, a adubação é responsável por grande parte dos custos totais, e isto é motivo de
preocupação quando se considera que o aumento no preço médio
dos fertilizantes no último ano praticamente duplicou. Segundo a
Associação Nacional para Difusão de Adubos (ANDA), o preço
médio da tonelada de fertilizante NPK na fábrica passou de cerca de
US$ 300,00, em março de 2007, para US$ 520,00, em março de 2008,
totalizando aumento médio de 73%.
Abreviações: ANDA = Associação Nacional para Difusão de Adubos; CTC = capacidade de troca de cátions, CTA = capacidade de troca de
ânions, M.O. = matéria orgânica, IBDU = isobutilidene diuréia, SCU = uréia recoberta com enxofre, CDU = crotonilidene diuréia, DCD = dicianodiamida,
DMPP = fosfato de 3,4 dimetil pirazole, PPD = fenil-fosforodiamidato, NBPT = tiofosfato de N-n-butiltriamida; MPMFs = melhores práticas de manejo
de fertilizantes
1
Engenheira Agrônoma, M.S., IPNI; e-mail: [email protected]
Engenheiro Agrônomo, Doutor, diretor do IPNI Brasil; e-mail: [email protected]
3
Engenheiro Agrônomo, Doutor, Docente do Departamento de Produção Vegetal, ESALQ/USP; e-mail: [email protected]
2
INTERNATIONAL PLANT NUTRITION INSTITUTE - BRASIL
Rua Alfredo Guedes, 1949 - Edifício Rácz Center, sala 701 - Fone/Fax: (19) 3433-3254 - Website: www.ipni.net - E-mail: [email protected]
13416-901 Piracicaba-SP, Brasil
INFORMAÇÕES AGRONÔMICAS Nº 122 – JUNHO/2008
1
Este aumento de preços no mercado mundial deve-se basicamente ao aumento da demanda de fertilizantes para produção de
alimentos, principalmente pela China e pela Índia, e para produção
de biocombustíveis, com destaque para a cultura de milho nos Estados Unidos.
Aliado ao aumento no consumo de fertilizantes no mundo,
outros fatores contribuíram para o aumento nos preços, como:
menor oferta do produto no mercado; aumento no preço das matérias-primas, como enxofre e petróleo; aumento no custo do frete,
tanto de navios quanto rodoviários e ferroviários, e demora para
descarga dos produtos nos portos, gerando grande despesa com a
taxa de demurrage.
Diante deste cenário, é fundamental que o manejo da adubação e nutrição de plantas vise a máxima eficiência na utilização de
fertilizantes para reduzir os custos e tornar o sistema sustentável.
Assim, deve-se utilizar fontes corretas de fertilizantes, na dose certa, no local correto e na época adequada. Além disso, é imprescindível o conhecimento da dinâmica dos nutrientes no solo e a adoção
de práticas complementares, como correção do solo, práticas
conservacionistas, plantio direto, entre outras.
No diagrama abaixo é apresentado um esquema simplificado
do equilíbrio dos elementos no solo:
b) Capacidade de troca de ânions (CTA): influenciada por
natureza dos colóides do solo, pH do solo, concentração da solução de equilíbrio, valência dos ânions, cátions associados;
c) Adsorção química (fixação): ocorre tanto para ânions
(H2PO4- e H4SiO4) como para cátions (Zn2+, Cu2+, Fe2+, Mn2+ e Ca2+)
e é influenciada por pH, textura do solo (teores de argila e matéria
orgânica) e ordem de retenção dos elementos (força dos elementos
na superfície dos colóides).
d) Reações de precipitação e solubilização;
e) Reações de oxi-redução.
As raízes absorvem da solução do solo os elementos que
entram em contato direto com as suas superfícies por meio de três
mecanismos: interceptação radicular, fluxo de massa e difusão. Dados obtidos com a cultura do milho em solo fértil indicam que apenas as necessidades de Ca poderiam ser completamente supridas
por interceptação radicular, embora parte significativa das necessidades da planta em Mg, Mn e Zn possam também ser providas por
este mecanismo. O esquema abaixo apresenta os elementos que
são absorvidos por fluxo de massa e por difusão:
Fluxo de massa
Ânions:
Cátions:
Cl > H3BO3 > NO3- > SO42- > MoO42Na+ > K+ > NH4+ > Mg2+ > Ca2+
-
Difusão
H2PO4- > Cu2+ > Mn2+ > Zn2+ > Fe2+
Analisando esses dados, juntamente com os dados apresentados na Tabela 1, podem ser inferidas informações importantes
para o manejo adequado dos fertilizantes, quais sejam:
M = nutriente
C = Capacidade
Q = Quantidade
Poder tampão = Q/I
I = Intensidade
Os elementos estão presentes no solo em sua quase totalidade na fase sólida, adsorvidos ou fazendo parte do complexo
coloidal (matéria orgânica + fração argila). Da fase sólida, uma diminuta proporção é liberada para a solução do solo, originando-se,
então, um equilíbrio, geralmente complexo, entre M-sólido e M-solução. Na solução do solo os elementos movimentam-se em direção à
superfície das raízes (ou vice-versa), onde são transportados para
o interior da planta.
Analisando-se o esquema acima observa-se que quando
um fertilizante é aplicado no solo ele pode ter diferentes destinos:
a) Permanecer na solução do solo (fator Intensidade = I),
sendo posteriormente absorvido pelas raízes das plantas (M-raiz) e
daí transportado para a parte aérea (M-parte áerea);
b) Ser adsorvido pela fração coloidal, constituída pela matéria orgânica e argila (M-sólido), caracterizando o fator Quantidade;
c) Ser lixiviado (M-lixiviação).
As relações mantidas entre os elementos na fase sólida e na
solução do solo, regidas pelas leis de equilíbrio químico, são afetadas pelos seguintes fatores do solo:
a) Capacidade de troca de cátions (CTC): influenciada por
tipos e teores dos materiais coloidais, valência dos cátions, grau de
hidratação, efeito de diluição, pH do meio e adsorção específica de
ânions;
2
• Os nutrientes que entram em contato com as raízes por
fluxo de massa exigem mais cuidado na adubação pois podem
provocar toxidez (absorção de luxo) ou ser perdidos por lixiviação
(contaminação do lençol freático), como Cl- (adicionado através
do KCl), NO3-, H3BO3, SO42- e particularmente K+, em solos arenosos, com baixo poder tampão em K. Para esses elementos, parte da
adubação pode ser aplicada em cobertura.
• Os nutrientes que entram em contato com as raízes por
difusão apresentam também efeito residual no solo, principalmente
o H2PO4- e os micronutrientes metálicos (Zn, Cu, Mn e Fe), devendo
ser aplicados de forma localizada no sulco de semeadura;
• No caso do K, que apresenta alto índice salino, recomenda-se, em culturas anuais, a aplicação de no máximo 60 kg ha-1 de
K2O no sulco de plantio. Para doses superiores a esta, aplicar parte
em pré-plantio, quando em solos argilosos (CTC > 6,0 cmolc dm-3),
e parte em pós-plantio, em cobertura, quando em solos arenosos.
• Em culturas perenes já instaladas e em culturas anuais que
apresentam fases de maior exigência, os micronutrientes metálicos
Zn, Mn e Cu devem preferencialmente ser aplicados via foliar, devido à alta reatividade com o solo. No caso de cana-de-açúcar e mandioca, estes micronutrientes podem ser aplicados via tolete ou
maniva, respectivamente.
• Em leguminosas, Mo e Co podem ser aplicados via semente, tendo em vista as baixas doses utilizadas desses elementos (20 g ha-1 de Mo e 2 a 5 g ha-1 de Co).
No sistema convencional de plantio, pode ser baixo o aproveitamento dos adubos aplicados no solo, variando de 50%-70%
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Tabela 1. Relação entre processo de contato e localização dos fertilizantes.
Processo de contato
Elemento
Interceptação
Fluxo de massa
Difusão
Localização dos fertilizantes
- - - - - - - - - - - - - - - - (%) do total) - - - - - - - - - - - - - - - N
1
99
0
Distante, em cobertura (parte)
P
2
4
94
Próximo das raízes
K
3
25
72
Próximo das raízes, em cobertura
Ca
27
73
0
A lanço
Mg
13
87
0
A lanço
S
5
95
0
Distante, em cobertura (parte)
B
5
95
0
Distante, em cobertura (parte)
Cu
15
5
80
Próximo das raízes
Fe
40
10
50
Próximo das raízes
Mn
15
5
80
Próximo das raízes
Mo
5
95
0
A lanço
Zn
20
20
60
Próximo das raízes
Fonte: Modificada de MALAVOLTA et al. (1997).
para N, 20%-30% para P2O5 e 60%-70% para K2O, pois os nutrientes
são perdidos mais facilmente por erosão, lixiviação, volatilização e
fixação no sistema solo-planta-atmosfera.
Na prática da adubação eficiente e racional o programa inicia-se com a amostragem e a análise de solo, continua com as práticas corretivas (principalmente calagem, gessagem e fosfatagem),
com a adoção do sistema de plantio direto e da integração lavourapecuária, e termina com a utilização de fertilizante mineral.
A prática da calagem é a primeira medida a ser adotada no
manejo químico de solos tropicais ácidos. Deve ser realizada visando manter o pH da solução ao redor de 5,5 a 6,5 (em água), no qual
há equilíbrio na disponibilidade dos nutrientes. A calagem de solos
ácidos aumenta a disponibilidade de N para as plantas devido à
maior mineralização do N orgânico e/ou maior fixação do N do ar por
bactérias fixadoras livres ou simbióticas. Além do N, a disponibilidade de S, e até certo ponto do B, é estreitamente ligada à decomposição microbiana da matéria orgânica (M.O.). Em pH baixo, o fósforo da solução do solo precipita com Al, Fe e Mn, porém, quando o
pH é corrigido, esses elementos se precipitam e o fósforo fica mais
disponível.
Em um dado pH, a adsorção química dos micronutrientes
metálicos é tanto maior quanto maior o teor de óxidos e hidróxidos
de Fe e Al, de argilas 1:1 e de M.O. (esta apenas para os cátions
metálicos) do solo devido ao maior número de sítios de adsorção.
Em conseqüência, após a adição de fertilizantes, a concentração
dos elementos na solução será maior nos solos de textura leve.
Contudo, com a absorção pelas plantas, nestes solos há maior decréscimo na concentração dos elementos na solução (baixo poder
tampão) do que nos solos de textura mais argilosa e com maior teor
de matéria orgânica (alto poder tampão). Assim, solos com alto
poder tampão necessitam, em geral, de adubações mais pesadas;
porém, estes não se esgotam tão rapidamente quanto os solos de
baixo poder tampão. Para um mesmo efeito na nutrição das plantas,
os micronutrientes metálicos (Zn, Cu, Fe, Mn e Co), e mesmo o
boro, devem ser adicionados em doses maiores em solos potencial-
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mente mais férteis, como os argilosos, em relação aos solos arenosos, menos férteis. É importante ressaltar que os micronutrientes
metálicos devem ser aplicados no solo de forma localizada, no sulco de plantio. Em culturas perenes já instaladas, a aplicação mais
eficiente é via foliar.
Os solos de clima temperado, por conterem, de modo geral,
maiores teores de M.O. e de argilas 2:1, apresentam maior CTC,
maior fertilidade e menor lixiviação de cátions quando comparados aos solos tropicais, com menores teores de M.O. e predominância de argilas 1:1 e de óxidos de Fe e Al. Logo, a adoção do
plantio direto e/ou cultivo mínimo é fundamental em climas tropicais para aumentar o equilíbrio do sistema por meio de: menores
perdas por erosão e lixiviação, maior reciclagem de nutrientes, redução na fixação de H2PO4-, menor nitrificação do amônio e formação
de complexos com cátions. Em média, a contribuição da M.O. na
CTC do solo tropical é de 74% para os horizontes superficiais.
A produção de matéria seca e sua longevidade no solo
variam de acordo com o sistema de produção empregado, as espécies anuais exploradas e o clima de cada região.
Na integração lavoura-pecuária, o Sistema Santa Fé tem sido
um dos sistemas preferidos por produzir palhada de alta qualidade
para o plantio direto. A partir do consórcio de culturas anuais –
milho, sorgo, milheto, arroz de terras altas – com forrageiras, principalmente braquiárias, este sistema proporciona palhada para o sistema de plantio direto ou a produção de forragens para a entressafra,
podendo abrigar parte representativa do rebanho bovino no período da seca (Figura 1).
Em áreas de primeiro cultivo, ou áreas de baixa fertilidade
com pastagens degradadas, onde a pluviosidade não é favorável
para o cultivo de safrinha, pode-se cultivar soja ou arroz na abertura, seguida de sorgo ou milheto antes do cultivo do milho +
braquiária. Dentre as espécies de braquiária empregadas, a
Brachiaria brizantha é a mais aconselhável, pois produz mais matéria seca e proporciona maior reciclagem de nutrientes, como mostram os dados da Tabela 2.
3
anos, a tendência é de aumento não só na área de plantio como
também no uso de insumos, entre eles o de N.
Diante deste cenário, é urgente a busca de novas tecnologias
para diminuir o custo de produção de alimentos.
Figura 1. Integração lavoura-pecuária – Sistema Santa Fé.
Tabela 2. Reciclagem de nutrientes por braquiárias com alta produção de
matéria seca.
Nutriente
B. brizantha
17 t ha-1 ano-1
B. decumbens
10 t ha-1 ano-1
B. ruziziensis
9 t ha-1 ano-1
Nitrogênio
289
170
153
Fósforo
34
20
18
Potássio
340
200
180
Cálcio
85
50
45
Magnésio
51
30
27
Enxofre
17
10
9
De acordo com a Tabela 2, o cultivo de B. brizantha tem
grande importância na reciclagem de N e K, principalmente. Além
disso, a elevada relação C/N desta gramínea possibilita que a palhada permaneça mais tempo no solo. Em certos casos, recomendase a aplicação antecipada do N para evitar a imobilização do mesmo
pelos microrganismos decompositores da palha.
Considerando o aumento do aproveitamento dos nutrientes
no perfil do solo, principalmente pelo aumento no volume do sistema radicular das plantas, com a adoção das recomendações e práticas citadas, a tendência é de que as doses da adubação de manutenção possam ser reduzidas.
REALIDADE E PERSPECTIVAS PARA O USO DE
AZOSPIRILLUM NA CULTURA DO MILHO –
Solon C. de Araujo, Sócio-Diretor da SCA, Consultor da Associação Nacional dos Produtores e Importadores de Inoculantes; email:
[email protected]
A Revolução Verde, ocorrida nas décadas de 60 e 70,
proporcionou grande incremento na produtividade das culturas e
na oferta de alimentos, reduzindo significativamente o índice de
fome nos países em desenvolvimento. Atualmente, as condições
para a produção agrícola estão críticas, os custos dos insumos
aumentaram sem o correspondente aumento na renda dos produtores e alguns países do mundo encontram-se no limiar da fome.
Tomando-se como base a área cultivada com milho no Brasil,
que é da ordem de 14 milhões de hectares (duas safras ao ano), e um
consumo de 50 kg ha-1 de N – média entre lavouras com alto,
médio e baixo uso de tecnologia – tem-se um consumo médio
anual de 700 mil toneladas de N. Com os preços das commodities
agrícolas em alta, o que parece ser um fato a ser mantido por alguns
4
O Brasil se destaca no mundo por utilizar o melhor sistema
de inoculação da soja – fixação biológica de nitrogênio – em
programa integrado entre melhoristas e microbiologistas. O uso de
Rhizobium como insumo agrícola se firmou de tal maneira, com
excelentes trabalhos de pesquisa, que já se pode colher acima de
4 t ha-1 de soja usando-se como fonte de N exclusivamente a fixação
biológica de nitrogênio.
Já se vislumbra muito claramente a possibilidade do uso da
fixação biológica de N para maior aporte deste elemento também
na cultura de milho, bem como em outas culturas. Caso não seja
possível a substituição da totalidade do N, pode-se diminuir
substancialmente o uso do elemento e, conseqüentemente, reduzir
os custos da lavoura e de energia não renovável no país, pois,
para que ocorra a reação básica de transformação do N em amônia
(N2 + 3H2 = 2NH3), em laboratório ou na indústria de fertilizantes
nitrogenados, é necessário um elevado gasto de energia (500oC e
200 atm de pressão). No ambiente natural, a reação ocorre à
temperatura ambiente nas bactérias ou nos nódulos devido à
presença da enzima nitrogenase, que cataliza a reação e faz com que
o processo ocorra a níveis bem menores de energia. A bactéria
consome energia da planta (açúcares) mas esta é compensada pelo
aporte de N fornecido ao sistema.
Os organismos envolvidos na fixação de N, definidos de acordo com seu sistema de relacionamento com as plantas, podem ser:
• Fixadores simbióticos: Rhizobium, Bradyrhizobium,
Sinorhizobium. Já estão incorporadas ao sistema produtivo e já
fazem parte da rotina de um grande número de agricultores, principalmente os produtores de soja.
• Fixadores assimbióticos não associativos: Azotobacter,
Derxia, Beijerinckia, Clostridium. Vivem em vida livre no solo,
fixam o N e o incorporam ao solo. A quantidade de N trazida por
estas bactérias para o sistema solo é muito variável, estimando-se
em 10 a 15 kg ha-1, dependendo do solo, da temperatura e de outros
fatores.
• Fixadores assimbióticos associativos: Azospirillum,
Azotobacter, Glucanoacetobacter, Herbaspirillum, Burkholderia.
Formam um sistema associativo com as plantas, mas sem a
complexidade da formação de nódulos.
O gênero Azospirillum está dividido em seis espécies:
Az. lipoferum, Az. brasilense, Az. amazonense, Az. irakense, Az.
halopraeferans, Az. largimobile, Az. dobereinerae.
As espécies mais estudadas para uso em inoculantes são a
Azospirillum lipoferum e a Azospirillum brasilense. Além da divisão
em espécies, estas são subdivididas em estirpes, selecionadas de
acordo com a sua capacidade de fixar N, produzir fitohormônios e
compatibilidade com diferentes espécies vegetais e cultivares.
O Azospirillum é bactéria aeróbica, fixadora de N, gram
negativa, espiralada, móvel, com flagelo polar e cílios laterais, que
realiza todas as fases do ciclo do N, exceto a nitrificação, e transfere
apenas 20% do N fixado para a planta. Esta última característica é
um dos fatores limitantes para o desenvolvimento de produtos,
embora não anule a utilidade da tecnologia.
As características benéficas do Azospirillum como inoculante são: a bactéria é endofítica, ou seja, penetra na raiz das plantas;
apresenta antagonismo a agentes patogênicos; associa-se com
INFORMAÇÕES AGRONÔMICAS Nº 122 – JUNHO/2008