Nutrição mineral do arroz

No documento UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS CULTURA DO ARROZ (páginas 33-42)

Nutrição pode ser definida como o suprimento e a absorção dos elementos químicos requeridos por um organismo. Nutrientes das plantas são os elementos ou compostos inorgânicos simples indispensáveis ao seu crescimento e que não são sintetizados por elas durante o processo normal de metabolismo.

Nutrientes ou elementos essenciais

São os nutrientes minerais da planta, com exceção do C, H e O, tidos como orgânicos, sem os quais ela não vive.

Para o arroz, são dezesseis os elementos essenciais: carbono (C), hidrogênio (H), oxigênio (O), nitrogênio (N), fósforo (P), potássio (K), cálcio (Ca), magnésio (Mg), enxofre (S), zinco (Zn), ferro (Fe), cobre (Cu), molibdênio (Mo), boro (B) e manganês (Mn). Alguns nutrientes minerais são requeridos em maior quantidade, por isso, são chamados de macronutrientes (N, P, K, Ca, Mg e S). Os demais (Fe, Mn, Cu, Zn, B e Mo), por serem necessários em menor quantidade, são chamados micronutrientes. Os nutrientes considerados orgânicos (C, H e O) são absorvidos principalmente do ar e da água, enquanto que os minerais são extraídos do solo.

Todos os nutrientes são igualmente importantes para o crescimento da planta e a separação em macro e micronutrientes obedece apenas ao critério quantitativo. Os macronutrientes participam na formação da estrutura da planta, por isso, são necessários em maior quantidade. Os micronutrientes participam principalmente em processos enzimáticos da planta, sendo exigidos, portanto, em menor quantidade.

Outro nutriente que não atende aos critérios de essencialidade, não sendo, portanto, incluído entre os elementos essenciais, mas que é de grande importância para o arroz, é o silício (Si). É absorvido do solo pelo arroz como Si(OH)4 em grandes quantidades, normalmente o dobro dos macronutrientes essenciais. Por exemplo, o acúmulo de Si é de cerca de 108% maior em comparação ao N. Em geral, a cultura do arroz, para produzir 5.000 kg/ha, retira do solo 230 a 470 kg/ha de silício.

As funções do Si no crescimento do arroz não são muito claras e, embora os resultados de vários estudos não sejam concordantes, um incremento na absorção desse elemento pelas plantas as protege de infecções por fungos e do ataque de insetos, mantém as folhas eretas, diminui as perdas de água por transpiração, reduz a absorção de ferro e manganês tóxicos e aumenta o poder oxidante das raízes, uma vez que promove a formação de maior número de cavidades aeríferas ou aumenta o seu tamanho dentro da planta de arroz. O arroz deficiente em silício apresenta uma velocidade de transpiração 30% maior que as plantas normais.

Exigência nutricional

A exigência nutricional do arroz é determinada por vários fatores, tais como: sistema de cultivo, condições climáticas, tipo de solo, cultivar, produtividade esperada e práticas culturais adotadas. Por isso, existe uma diferença muito grande entre os dados de extração de nutrientes pelo arroz, nas diversas partes do Brasil e do mundo.

A extração de nutrientes obedece, em média, às seguintes ordens decrescentes:

 macronutrientes: K, N, Ca, Mg, P e S;

 micronutrientes: Cl, Fe, Mn, B, Zn, Cu e Mo.

Por outro lado, a exportação de nutrientes segue em ordem decrescente:

 macronutrientes: N, P, K, Mg, S e Ca;

 micronutrientes: Cl, Fe, Mn, Zn, Cu, B e Mo.

Para produzir uma tonelada de grãos de arroz é necessário que, na época da colheita, tenham sido acumuladas na parte aérea da planta diferentes quantidades de macro e micronutrientes,

dependendo, todavia, da cultivar e do sistema de cultivo. Um exemplo dessas quantidades é apresentado na Tabela 18.

TABELA 18 - Quantidades de macro e micronutrientes, em função de cultivar e sistema de cultivo, necessários para produzir uma tonelada de grãos de arroz.

Nutriente IAC 47a IAC 164a IAC 165a IR 8b CICA 8b

... kg ...

N 56 - 86 64 56 19 27

P 10 -15 10 10 5 4

K 58 - 66 68 52 36 15

Ca 16 -19 19 19 3 8

Mg 10 -13 11 10 4 3

S 6 - 20 4 3 2 2

Si - - - 102 63

... g ...

B 43 -148 83 63 76 -

Cl 395 - 4721 7135 6925 11200 -

Cu 26 - 124 120 88 6 -

Fe 122 - 1132 669 386 551 -

Mn 226 - 348 161 1311 152 -

Mo 10 2 2 - -

Zn 100 - 151 149 112 40 -

acondições de sequeiro bcondições irrigadas por inundação Fonte: Malavolta e Fornasieri Filho (1983); Arroz (1985)

Distribuição dos macronutrientes, do Si e do Zn na parte aérea da planta

A maior parte do nitrogênio e do fósforo absorvidos pela planta é transportada para os grãos, portanto, são removidos pela colheita, exigindo assim maior atenção do agricultor com relação a reposição desses elementos no solo. O potássio, por sua vez, permanece na palha do arroz e muito pouco é exportado pelos grãos. Logo, ele retorna ao solo após a incorporação dos restos culturais ao solo. Os demais macronutrientes ( Ca, Mg e S) e o Si tendem também a permanecer em maior quantidade na palha, retornando assim ao solo.

O zinco, que é o micronutriente mais comumente aplicado ao solo, como adubo de plantio de arroz de terras altas, é pouco transportado para os grãos, ou seja, em torno de 25%. Portanto, a maior parte do zinco absorvido pelas plantas retorna ao solo após a colheita.

Mobilidade dos nutrientes na planta

A mobilidade dos nutrientes na planta e a posição da folha onde se observam sintomas de deficiências estão estreitamente relacionados. Quando se trata de um nutriente com pouca mobilidade, como o cálcio e o ferro, por exemplo, os sintomas normalmente aparecem nas folhas superiores ou mais novas. Por outro lado, quando o elemento é móvel, os sintomas aparecem nas folhas inferiores ou velhas, pelo fato de o nutriente ter sido translocado para as folhas novas ou para o ponto de crescimento.

Como exemplos de nutrientes móveis, podem-se citar o nitrogênio, o fósforo, o potássio, o enxofre e o magnésio.

De modo geral, a mobilidade dos nutrientes nas plantas obedece à seguinte ordem decrescente: N, K, P, Cl, S, Mg, Zn, Cu, Mn, Fe, Mo, B e Ca. Especificamente na planta de arroz, a mobilidade dos macronutrientes segue a seguinte seqüência: P > N > S > Mg > K > Ca. Os elementos que são componentes de proteínas têm alta mobilidade e os que são continuamente absorvidos até o final do crescimento têm baixa mobilidade. Por exemplo, o Si, que é continuamente absorvido tem baixa mobilidade.

Absorção, função e sintoma de deficiência dos nutrientes

Nitrogênio

É absorvido do solo na forma de NH4 e NO3. A absorção é rápida durante os primeiras etapas de desenvolvimento até o final do período vegetativo. Diminui ligeiramente no estádio de máximo perfilhamento e diferenciação floral e volta a ser absorvido com rapidez até o estádio de grão pastoso.

Durante a fase vegetativa, o N é importante para aumentar o número de perfilhos e, conseqüentemente, o número de panículas. Na fase reprodutiva aumenta o número de espiguetas por panícula e na fase de maturação é importante para manter as folhas verdes, para o processo de fotossíntese e, conseqüentemente, aumentar a porcentagem de grãos cheios.

O nitrogênio faz parte de vários compostos orgânicos, como proteínas e ácidos nucléicos, da molécula de clorofila e dos citocromos. Promove o crescimento mais rápido da altura de planta, aumento do tamanho das folhas e grãos, do conteúdo de proteína nos grãos e do sistema radicular.

A deficiência de N no solo é causada por baixo teor de matéria orgânica e perdas por lixiviação, volatilização, desnitrificação e erosão. Na planta, o sintoma de deficiência é caracterizado por amarelecimento das folhas mais velhas e, dependendo da intensidade e da evolução da deficiência, pode atingir toda a planta. As lâminas das folhas inferiores morrem, ficando o tecido com coloração marrom-chocolate. As plantas apresentam-se raquíticas, com fraco perfilhamento e folhas curtas e estreitas.

Fósforo

A absorção do fósforo ocorre nas formas de H2PO4 e HPO24. É lenta até quando se inicia o primórdio floral; em seguida é um pouco mais rápida, até pouco depois da floração, quando as necessidades de P pela planta são satisfeitas.

Sua função mais importante está relacionada com o armazenamento e transferência de energia na planta, sob a forma de ATP, necessário à fotossíntese, à respiração, à síntese de proteínas, de aminoácidos, de lipídeos e de amido. A penetração das raízes no solo também exige energia na forma de ATP. Logo, contribui para aumentar o sistema radicular. É importante também para aumentar o número de panículas, o número e peso dos grãos e a resistência a estresses ambientais.

A deficiência de P causa atrofiamento severo nas plantas novas, que exigem alto nível do elemento no solo, reduz o perfilhamento, produz colmos finos, folhas estreitas e curtas, alta porcentagem

de grãos chochos e atraso na floração e maturação, alongando o ciclo. Devido à mobilidade do fósforo na planta, os sintomas de deficiência manifestam-se inicialmente nas folhas mais velhas, que apresentam coloração verde-escura ou verde-púrpura. A ponta das folhas toma uma cor de bronze e, à medida que a deficiência avança, as folhas tornam-se amarelo-alaranjadas, depois, amarelo-claras e, finalmente, morrem. As folhas mais novas adquirem uma coloração verde mais escura do que as plantas normais e tomam uma posição mais ereta.

Potássio

A absorção de potássio pela raiz dá-se como íon K+, sendo conduzido à parte aérea pelo xilema e floema e desloca-se das folhas mais velhas para as mais novas. É absorvido continuamente pela planta até o estádio de grão leitoso, em seguida decai, atingindo seu máximo conteúdo no final do estádio do grão leitoso. A partir daí, a planta não mais requer potássio.

O potássio, apesar de ser exigido em grande quantidade, não participa de nenhum composto na planta. Participa da fotossíntese, da respiração e da síntese da clorofila, além de ter papel fundamental na síntese de amido e de ácidos graxos. Ajuda na regulação osmótica e iônica e funciona como co-fator ou ativador para várias enzimas de carboidratos e do metabolismo de proteínas.

Outras funções importantes do K são: regulador da abertura e fechamento dos estômatos, regulador da turgidez do tecido e confere maior resistência das plantas à seca, acamamento, pragas e doenças. Além do mais, o K contribui para formação, aumento do peso de grãos e para o desenvolvimento do sistema radicular.

A deficiência de potássio no arroz não é tão comum como a de nitrogênio e fósforo. Todavia, em solos muito arenosos, com baixa capacidade de retenção de potássio, poderá ocorrer deficiência. Os sintomas aparecem primeiro como manchas vermelho-acastanhadas ao longo das nervuras das folhas inferiores; posteriormente, as pontas e margens das folhas tornam-se cloróticas e começam a morrer. As folhas superiores apresentam lâminas estreitas e curtas, coloração verde-azulada com manchas vermelho-acastanhadas, eretas e que se enrolam nas horas mais quentes do dia.

Os colmos são curtos e grossos, reduzindo a altura das plantas e o perfilhamento também é menor. Ocorre senescência prematura das folhas, aumento do chochamento de grãos e maior acamamento e susceptibilidade a doenças.

Cálcio

O cálcio é absorvido do solo na forma de Ca2+. Ocorre de maneira contínua até o estádio de massa ou grão pastoso; a quantidade absorvida aumenta paralelamente ao incremento da matéria seca.

O cálcio exerce uma função estrutural, fazendo parte da parede celular como pectato de cálcio, dos tecidos condutores e da estrutura de sustentação da planta. Atua como regulador da permeabilidade da membrana citoplasmática; está envolvido na divisão celular, na ativação de várias enzimas, inclusive aquelas relacionadas ao metabolismo do fósforo. É importante também no desenvolvimento do sistema radicular.

Sintomas de deficiência raramente são encontrados em condições de campo, provavelmente por ser pouco exportado e, no caso do arroz irrigado, pelo fato de a água de irrigação conter em torno de 5 ppm de Ca2+. Por ser elemento imóvel na planta, os sintomas de deficiência aparecem nas folhas mais novas. As folhas terminais morrem conforme a deficiência se acentua, causando severo atrofiamento das plantas. À medida que a deficiência persiste, as folhas mais velhas desenvolvem uma necrose marrom-avermelhada nas nervuras; as folhas mais novas exibem uma necrose marginal marrom, próximo às pontas. O crescimento da parte aérea e das raízes é muito limitado. A deficiência de cálcio inibe a produção de grãos, a germinação do grão de pólen e o crescimento do tubo polínico.

Magnésio

A absorção de magnésio ocorre na forma de Mg2+ e, à semelhança do cálcio, é de forma contínua até a maturação, sendo que a quantidade absorvida aumenta de acordo com o aumento da matéria seca.

Entre suas várias funções destacam-se três: ser componente de clorofila, ativador enzimático e carregador de fósforo. Por ser integrante da clorofila, tem grande participação na fotossíntese.

A deficiência de magnésio ainda não foi encontrada no Brasil em condições de campo. Em solução nutritiva, os sintomas manifestam-se primeiro nas folhas mais velhas, por ser elemento móvel na planta. Inicialmente, observa-se uma clorose nas folhas, que evolui para uma necrose internerval marrom-avermelhada nas pontas e margens. Ao persistir a deficiência, surgem estrias esbranquiçadas entre e ao longo das nervuras das folhas. Em condições de deficiência extrema, as folhas enrolam-se para dentro e tombam, semelhante ao sintoma de seca.

Enxofre

As plantas podem absorver o enxofre da atmosfera, todavia, a principal fonte é o solo de onde é extraído como íon sulfato ( SO24). A curva de absorção do enxofre assemelha-se à do cálcio e magnésio; após o florescimento, o enxofre armazenado nas folhas e colmos começa a translocar-se para as panículas.

O enxofre faz parte de alguns aminoácidos (cistina, cisteína e metionina), de todas as proteínas vegetais, da ferrodoxina, de glicosídios, das vitaminas biotina e tioamina ( B1) e da coenzima-A.

Funciona como ativador enzimático e, na fotossíntese, participa da síntese da clorofila, da absorção de CO2, da atividade da carboxilase de ribulose e de reações de fosforilação.

Os sintomas de deficiência assemelham-se aos de N. A diferença básica é que a deficiência do enxofre começa nas folhas mais novas e a do N nas mais velhas. O sintoma típico é também o amarelecimento generalizado. Ocorrem também alongamento anormal das raízes, ausência de raízes secundárias e terciárias e, ainda, redução no número de grãos por panícula.

Não é comum a ocorrência de deficiência de enxofre em arroz, provavelmente devido ao emprego de adubos nitrogenados e fosfatados contendo este elemento.

Zinco

O zinco é absorvido do solo na forma de Zn2+, a qual é lenta até o perfilhamento ( 7% do total absorvido). A partir daí, aumenta rapidamente, sendo absorvido até o final do ciclo.

Desempenha importante papel, pois é componente essencial de várias enzimas. Deve-se destacar sua participação na rota metabólica do triptófano para o ácido indol acético (AIA), hormônio vegetal promotor do crescimento. O zinco regula a atividade da ribonuclease (RNAse); portanto, em caso de deficiência, ocorre hidrólise do RNA. A redução do nível de RNA resulta em diminuição na síntese de proteínas e menor multiplicação celular.

O primeiro sintoma de deficiência de zinco observado em arroz é uma coloração verde esbranquiçada que se desenvolve no tecido, na base da folha de cada lado da nervura central. A lâmina da folha tem um alargamento acentuado na região da clorose. À medida que a folha se torna mais velha, o tecido clorótico adquire coloração ferruginosa. As margens da folha, na área de coloração ferruginosa, são geralmente verdes. As folhas mais novas, em desenvolvimento, têm tecido clorótico branco que, com a progressão da deficiência, tornam-se marrom-ferrugem.

O crescimento da planta é severamente atrofiado, apresentando internódios curtos e folhas muito próximas uma das outras; os perfilhos são frágeis e muitos deles não desenvolvem panículas. As raízes tornam-se fibrosas, sendo afetado seriamente seu crescimento, em comprimento e volume. O

florescimento e a maturação são retardados e as panículas poderão apresentar redução no tamanho e grãos mais leves.

A deficiência de zinco é comum no arroz de sequeiro em solo de cerrado, principalmente onde são feitas calagens, elevando muito o pH. Entre os micronutrientes, é a única deficiência controlada rotineiramente pela adubação.

Ferro

A absorção radicular do ferro se dá na forma de Fe3+ e Fe2+. A eficiência da absorção está relacionada provavelmente com a capacidade das raízes reduzirem o Fe3+ a Fe2+ que é solúvel.

Entre as diversas funções do ferro, destacam-se a de ativador de enzimas, transporte de elétrons na fotossíntese, formação da clorofila e síntese de proteínas. Participa na composição do citocromo, da ferrodoxina e de enzimas ligadas à respiração e outros sistemas de oxidação.

O primeiro sintoma de deficiência pode ser identificado por uma clorose internerval das folhas mais novas. Com o tempo, toda planta torna-se amarelada com aspecto esbranquiçado ou albina.

O arroz irrigado por submersão raramente mostra deficiência de ferro, uma vez que o mesmo se encontra na forma reduzida, que é solúvel e disponível para as plantas. Em condições de sequeiro, a deficiência é mais comum em solos calcários, em solos ácidos com teores elevados de fósforo, cobre, manganês e zinco e em solos bastante arenosos. Portanto, a deficiência ocorre devido a uma diminuição na disponibilidade ou na absorção, não sendo causada por falta propriamente dita.

Manganês

O manganês é absorvido ativamente pela planta como Mn2+. A quantidade absorvida é diminuída por altas concentrações de K+, Ca2+, Mg2+, Cu2+, Zn2+ e Na+ . Sua função está relacionada a fotossíntese, biosíntese de clorofila, processos de oxi-redução e ativador de várias enzimas, tais como oxidases, peroxidases, desidrogenases, descarboxilases e quinases. Participa também no metabolismo do nitrogênio como ativador da redutase do nitrito e da hidroxilamina.

A deficiência de manganês no arroz não é comum em condições de campo e caracteriza-se por clorose internerval das folhas mais novas. As faixas amarelas vão da ponta para a base e surgem manchas necróticas marrons na lâmina. As folhas recém-emergidas são curtas, estreitas e verde-pálidas.

As plantas são menos desenvolvidas e ocorre secamento rápido e precoce das folhas.

Cobre

No solo, o cobre está quase que exclusivamente na forma de cúprica, Cu2+, na qual é absorvida pelas plantas. Funciona como ativador de várias enzimas e influencia na síntese de proteínas e na atividade fotossintética

Em condições de campo, é raro ocorrer deficiência de cobre. Entretanto, os altos níveis de P, N e Zn no solo podem induzir a sua deficiência. Sintoma: as folhas mais novas ficam verde-azuladas e depois cloróticas nas pontas. A clorose desenvolve-se do ápice para a base, ao longo da nervura principal de ambos os lados, seguida de necrose marrom-escura das pontas. As folhas enrolam-se, ficando com aparência de agulhas em toda sua extensão ou, ocasionalmente, na metade da folha, com a base final desenvolvendo-se normalmente.

Boro

A absorção de boro do solo ocorre na forma de H3BO3. Considera-se que a fonte de boro mais importante para a planta é a matéria orgânica, a qual, por meio da mineralização, libera-o para a solução do solo.

Dentre as funções do boro podem-se destacar: formação da parede celular, divisão celular, aumento no tamanho das células, transporte de carboidratos das folhas para outros órgãos, síntese de auxinas, regulador da formação de ácidos fenólicos, formação de RNA e para germinação do grão de pólen e crescimento do tubo polínico. Logo, tem grande importância na fase reprodutiva do arroz. É um regulador de funções fisiológicas, tais como metabolismo de N e de Ca e na absorção de nutrientes.

A deficiência de boro no arroz ainda não foi registrada no Brasil em condições de campo. Pode ser esperada, porém, em solos de baixo teor de matéria orgânica, falta de chuvas e calagem excessiva, que reduzem a sua disponibilidade. Alguns sintomas de deficiência são: redução da altura da planta;

folhas mais novas curtas e estreitas, o ápice das folhas novas torna-se esbranquiçado e enrolado, como no caso da deficiência de cálcio; o ponto de crescimento pode morrer em deficiências severas, mas novos perfilhos continuam a ser produzidos e não há produção de grãos ou essa é baixa.

Cloro

O cloro é absorvido pelas raízes (e pelas folhas) como Cl. Sua função está relacionada à fotólise da água, ou seja, para a operação do fotossistema II; estimula o transporte de elétrons que vão efetuar a redução de oxidantes deletérios produzidos fotoquimicamente.

Dos micronutrientes é o elemento mais exigido pelas plantas. Todavia, não se tem observado deficiência em condições de campo, uma vez que é fornecido pela água de irrigação, água das chuvas e pela adubação com KCl . O vento traz do mar para a terra o chamado “sal cíclico”, NaCl, em proporções da ordem de 10 kg de Cl por hectare por ano.

Sob condições controladas, os sintomas de deficiência manifestam-se do seguinte modo: folhas mais novas inicialmente verde-escuras que, posteriormente, evoluem para necrose cinza-escuro em seus ápices, que se propaga pelas bordas, atingindo toda área foliar. Ocorre ainda paralisação do crescimento, clorose e, posteriormente, necrose geral. Verificam-se também um murchamento e bronzeamento da lâmina das folhas mais novas.

Molibdênio

Omolibdênio é o menos abundante dos micronutrientes no solo e o menos exigido pelas

Omolibdênio é o menos abundante dos micronutrientes no solo e o menos exigido pelas

No documento UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS CULTURA DO ARROZ (páginas 33-42)