Nutrição Florestal para a Região do Cerrado
Contribuição ao 2º Congresso Florestal no Cerrado &
4º Simpósio sobre Eucaliptocultura
Júlio César Lima Neves
Prof. Associado – Dep. Solos/UFV – Campus Viçosa
([email protected])
Loane Vaz Fernandes
Pós-doutoranda – Dep. Solos/UFV – Campus Viçosa
Nairam Félix de Barros
Prof. Titular – Dep.Solos/UFV – Campus Viçosa
Goiânia – GO
Junho 2015
Historicamente, Florestas sempre foram muito
importantes para a Humanidade
A Importância da Produção Primária
A Vida na Terra é, primariamente, função da Fotossíntese
6 CO2 + 6 H2O + Radiação Solar ---------- > C6H12O6 + 6 O2
(Nutrientes minerais)
Recursos (Fatores) de Produção Florestal
Radiação Solar, CO2, H2O e Nutrientes Minerais
Clima
Radiação solar
Precipitação
Temperatura,
etc
Fisiografia
Interfere nos fluxos
dos recursos ou
fatores de produção
Solo
Crescimento de raízes
Suprimentos de água,
nutrientes e oxigênio
Sítio Florestal -> Capacidade Produtiva
(Florestas Naturais)
Tempo
Material genético
Manejo
Produtividade Florestal, Plantações Florestais
Escolha do Material Genético
Incremento médio anual em volume de clones de eucalipto
de acordo com a precipitação anual
Fonte: Xavier (2005)
Clone
Precipitação média (mm/ano)
900
1200
1400
Volume de tronco (m3/ha/ano)
0321
20
42
66
1249
13
40
61
1280
13
31
56
1341
11
39
42
1407
30
71
-
1423
28
39
-
Diferentes Exigências e Padrões de Aquisição e Utilização de Recursos ?
Alta tolerância
Baixa tolerância
Tolerância médi
Em 2007, ano com menor pluviometria no cerrado de MG
Mecanismos envolvidos nessa tolerância diferencial ?
CONCEITO DE NUTRIÇÃO
Contínuo Solo – Solução – Planta - Atmosfera
Transporte e Aquisição de Nutrientes
Raízes Finas – Superfície de Aquisição de Nutrientes
TAn = 2.π.r.L.@ C
TA – taxa de absorção do íon;
r – raio radicular;
L comprimento radicular;
@ - poder de absorção da raiz (parâmetros cinéticos);
C – concentração do íon na superfície radicular
Fósforo e o Grande Estímulo às Raízes de Eucalipto
Fonte: Neves et al (1987)
micorrizas
Raízes micorrizadas
Fonte: Fox et al. (2004)
A absorção de nutrientes em eucalipto ocorre numa regiáo
de até 2 a 4 cm a partir da ponta da raiz fina
Silva (2011), em tese de DS da ESALQ
A aplicação superficial de calcário, sem incorporação, não tem
sido eficiente para transferir Ca para o eucalipto!
( A importância dos drenos: solo e planta)
Fonte: Fransciscatto, 2010
Bomba de
prótons
Proteina
integral
Proteina
Sistemas de transporte de íons através de membrana
plasmática (Marschner, 2005).
Eficiência de eucalipto na absorção e na translocação de P
Espécie
Absorção
Vmax
Cmin
(mg/g raiz) (umol/g/h) (umol/L)
Pi – Folhas (mg/kg)
0 dia 20 dias
(%)
E. pellita
41
1,33
0,23
9,4
3,3
65
E. grandis
50
0,57
2,08
9,6
2,6
73
E. urophylla
47
1,72
0,27
10,4
2,3
78
(Furtini Neto, 1994)
(A)
K (umol/g RF/h)
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
K em soluçâo (umol/L)
(B)
Ca (umol/g RF/h)
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Ca na soluçâo (umol/L)
Mg (umol/g RF/h)
(C)
0.8
Fonte: Lima et al. (2003)
0.6
0.4
0.2
0.0
0
20
40
60
80
100
120
140
Mg na soluçâo (umol/L)
1213
57
129
7074
Influxos estimados de K (A), de Ca (B) e de Mg (C) em clones
de eucalipto em função de suas respectivas concentrações
na solução.
Três Marias - MG
Litoral Norte - ES
Guanhães - MG
Luiz Antônio - SP
Conteúdo de Potássio (kg/ha)
450
400
350
1
300
2
3
250
200
4
150
100
50
0
0
50
100 150 200 250 300
Eficiência de
utilização
de nutrientes :
(CUB) = MS/Conteúdo
Biomassa Parte Aérea (t/ha)
Taxa de acúmulo de potássio em relação à taxa de
acúmulo de biomassa de eucalipto.
Resiliência do eucalipto ao défice hídrico e nutricional
Crescimento em altura (cm) dos
clones GG100 (A), I-144 (B) e 1528
(C), influenciado pelos tratamentos:
sDH- controle (sem déficit hídrico (DH) e sem atraso
na adubação (At)); DH4- DH de quatro meses e sem
At; At2- sem DH e At de dois meses; At2DH4- DH de
quatro meses e At de dois meses At4- sem DH e At
de quatro meses na adubação, At4DH4- DH e At até
quatro meses após o plantio
Rocha, 2013
Resiliência do eucalipto ao défice hídrico e nutricional (Conclusóes)
• Os défices hídrico e/ou nutricional reduziram o crescimento dos
clones, e o ressuprimento de água e de nutrientes promoveu
sua recuperação, indicando alta resiliência.
• Os mecanismos de tolerância e resiliência ao estresse hídrico
foram:
– redução de gs, que minimiza a perda de água;
– aumento na dissipação de energia regulada do fotossistema II
(Y(NPQ)), que dissipa o excesso de energia luminosa absorvida;
– acúmulo de açúcares solúveis, que são osmoprotetores.
• Os clones submetidos a deficiência nutricional apresentaram
alta eficiência na absorção e no transporte dos nutrientes após
o ressuprimento via adubação, principalmente para P, K e B.
Rocha, 2013
- Transporte no solo, absorção e translocação de Boro em Clones
de Eucalipto (Mattiello, 2008)
- Crescimento e Expressão Gênica em Clones de Eucalipto
Influenciados pelo Boro e Déficit Hídrico (Nunes, 2010)
- Expressão de genes relacionados à tolerância à seca
influenciada pela aplicação de B em mudas de eucalipto (Reis,
2011)
-Discriminação isotópica de 13C e nutrição com Ca e B na
tolerância ao défice hídrico em clones de eucalipto
(Barros Filho, 2014)
- Estratégias Evolutivas do Eucalipto para Tolerância à
Seca ( Reis, 2015)
Mattiello, 2008
Nunes (2010):
Tanto os genes (4) relacionados ao transporte de B e polióis
quanto os relacionados à síntese de parede celular (4)
apresentaram maior expressão relativa nos tecidos
radiculares do clone tolerante, cultivado sob déficit hídrico,
na presença de B.
Os genes apresentaram maior expressão relativa na raiz,
sinalizando maior crescimento do sistema radicular;
estratégia para maior aquisição de nutrientes e água,
contornando problemas causados por longos períodos de
estiagem.
Reis (2011):
A aplicação de B em folhas maduras em plantas sob condições
de reduzida disponibilidade de água se mostrou eficaz na
mitigação dos efeitos negativos do estresse hídrico, induzindo o
crescimento radicular e aumentando a tolerância á seca pelo
genótipo de eucalipto.
Fonte: Reis, 2015
Fonte: Reis, 2015
Fonte: Reis, 2015
Aplicação de B via pulverização foliar (jatão) em período
seco no cerrado de MG
Aplicação de Boro foliar no período seco:
Considerando Fertilizante Foliar com 10% B (quelatado) e
densidade 1,35 kg/L:
Fornecimento via avião:
prepara-se uma calda fertilizante, diluindo-se 7,5 L desse
fertilizante para cada 30 L de calda; Esta é
aplicada, via avião, à razão de 30 L/ha. Dessa forma, aplica-se
1 kg de B por hectare.
Fornecimento via jatão:
Diluir o fertilizante foliar à razão de 7,5 L para 120 L de calda.
Aplicar 120 L / ha, com o pulverizador regulado a 2 - 2,5 bar, e
de modo a fornecer em torno de 1 a 1,25 kg B por ha.
Em Eucalipto há Substituiçao Parcial de Potássio pelo Sódio
Eficiência nutricional de clones de eucalipto
Diagrama de distribuição dos clones de eucalipto em função das eficiências
de absorção (EA) e utilização (EU) de N
Pinto et al., 2011
Alterações nutricionais, fisiológicas e
moleculares em clones de eucalipto
submetidos à omissão e ao
ressuprimento de N ou P
Fernandes, 2013
EXPORTAÇÃO RELATIVA DE P + K + Ca
Média
Florestais
Teca
Eucalipto
Pinus
31%
23%
27%
27%
Agricultura
Soja
Milho
Cana
40%
55%
50%
48%
Fonte: Barros et al. (2007)
Transferência (%) do Carbono Adicionado via
Resíduos da Colheita de Eucalipto para a Fração
Humina da Matéria Orgânica do Solo
32
26
17
Folha
Casca
Fonte: Demolinari (2008)
Galho
A importância de haver balanço positivo de nitrogênio
no sistema para a matéria orgânica do solo
Ganho de C
Perda de C
Mudança no C
Sem Leg Com Leg.
Recuperação (%) do C
Adicionado via Resíduos da
Colheita do Eucalipto na
Fração Pesada da MOS, na
ausência ou presença de
adição (100 kg/ha) de N ao solo
Fonte: Demolinari (2008)
Integrando Clima, Solo, Planta
Uso de Modelos Ecofisiológicos (p.ex: 3-PG)
Exemplo de Estimativa de Produtividade Florestal para uma
região do Cerrado (Curvelo – MG):
IMA_6 (limitado pelo clima) = 60 x 1,12 = 67 m3/ha/ano
Relêvo: Plano -> IQFisiográfica (IQFis) = 1,00
Índice de Qualidade do Solo (IQS), com base em
características do solo + estáveis = 0,53 a 0,85 (média 0,69)
Produtividade Estimada (IMA_6 estimado):
Nos talhóes com IQS 0,53:
Nos talhóes com IQS 0,69:
Nos talhões com IQS 0,85:
67 x 1,00 x 0,53 = 35,5 m3/ha/ano
67 x 1,00 x 0,69 = 46,2 m3/ha/ano
67 x 1,00 x 0,85 = 57,0 m3/ha/ano
Tabela 2. Estimativa da produtividade potencial de povoamentos de eucalipto por classe de
solo no Meio-Norte brasileiro.
Região
Classe de solo
Maranhão
Latossolo
Modulador Pedológico IMA (m3/ha/ano)
1,0 - 0,6
62 - 37
Maranhão Argissolo/Neossolo Quartzarênico
0,7 - 0,4
43 - 25
Maranhão
Plintossolo
0,4 - 0,2
25 - 12
Piaui
Piaui
Piaui
Latossolo
Argissolo
Plintossolo
1,0 - 0,6
0,7 - 0,4
0,4 - 0,2
43 - 26
30 - 17
17 - 10
Borges et al (2015)
Modelos Matemáticos para Estimativa da Eficiência de
Utilização (Coeficiente de Utilização Biológico (CUB, em
kg/kg) de N, P e K na Parte Aérea de Clones de
Eucalipto em função de variáveis do clima
(precipitação), do solo (teor de argila) e do povoamento
(idade, área por planta) Fonte (Valadares, 2015)
Conteúdos estimados de macronutrientes em florestas de
eucalipto para três produtividades, na idade de corte (6-7 anos)
Nut.
Prod.
Folha
Galho
Casca
Lenho
Tronco
Raiz
Total
m3/ha/ano ----------------------------------------- kg/ha ----------------------------------------N
30
40
50
97,39
117,87
136,68
41,74
50,52
58,58
27,93
33,71
39,00
62,22
78,67
94,37
90,15
112,38
133,37
71,33
78,76
85,07
300,61
359,53
413,70
P
30
40
50
4,51
5,55
6,62
4,34
5,34
6,27
3,89
4,86
5,77
4,42
5,41
6,33
8,32
10,27
11,11
2,93
3,05
3,15
19,92
24,01
27,80
K
30
40
50
25,98
32,11
37,84
25,98
32,11
37,84
29,44
36,49
43,10
37,86
47,01
55,61
67,30
83,50
98,71
23,79
25,71
27,30
159,59
193,85
225,75
Ca
30
40
50
28,81
35,88
42,54
43,21
53,82
63,81
144,27
177,76
209,00
66,71
84,22
100,91
210,98
261,98
309,92
39,69
45,16
49,93
322,68
396,84
466,20
Mg
30
40
50
11,20
13,95
16,54
11,20
13,95
16,54
23,86
29,66
35,11
12,33
15,10
17,65
36,19
44,76
52,78
9,39
10,62
11,71
67,97
83,29
97,58
Conteúdos estimados de micronutrientes em florestas de
eucalipto para três produtividades, na idade de corte (6-7 anos).
Nut.
Prod.
Folha
Galho
Casca
Lenho
Tronco
Total
m3/ha/ano --------------------------------- kg/ha -------------------------------B
30
40
50
0,255
0,274
0,320
0,088
0,107
0,125
0,180
0,253
0,329
0,266
0,330
0,389
0,446
0,582
0,718
0,758
0,963
1,163
Fe
30
40
50
0,416
0,507
0,592
0,302
0,369
0,430
0,502
0,705
0,919
3,396
4,210
4,973
3,898
4,916
5,892
4,616
5,792
6,914
Mn
30
40
50
1,171
1,429
1,668
2,020
2,464
2,875
2,655
3,732
4,860
0,825
1,023
1,208
3,480
4,755
6,068
6,671
8,648
10,611
Zn
30
40
50
0,068
0,083
0,097
0,160
0,195
0,227
0,180
0,252
0,329
0,672
0,833
0,984
0,851
1,085
1,312
1,079
1,363
1,637
Cu
30
40
50
0,030
0,037
0,043
0,045
0,055
0,064
0,082
0,115
0,149
0,154
0,190
0,225
0,235
0,305
0,374
0,310
0,397
0,481
Utilizando a Análise Foliar, como:
- ferramenta para a diagnose nutricional,
- avançar o conhecimento sobre nutrição,
- separar efeito nutricional de efeitos náo nutricionais
- aprimorar a recomendação de adubação
A importância da extensáo e qualidade nutricional da superfície de
interceptção de luz e fixação de C
Lourenço, 2009
O uso de análise foliar como estratégia complementar à
análise de solo no manejo nutricional das lavouras
Análise de Solo: Estima o Suprimento (potencial) do nutriente pelo solo.
E o Suprimento “Real”?
Uso de Análise de Tecido (p.ex: foliar)
f
Teor foliar do
nutriente
Disponibilidade , transporte,
aquisição, alocação do nutriente
=
f
Massa do nutriente
Massa de folha
Clima, fisiografia, condições
químicas e físicas de solo =>
Fotossíntese e alocação de Carbono
A importância de padronização da amostragem foliar
(ex: efeito de posição sobre o teor foliar do nutriente em eucalipto)
Posição
N
P
K
Ca
Mg
S
Cu
Fe
Zn
Mn
B
mg/kg
24
311
24
Terço apical
24,0
1,5
g/kg
11,1 4,3
Terço médio
21,2
1,1
11,3
5,0
2,4
0,9
7
68
17
283
32
Desvio (%)
13
43
-2
-13
14
69
32
0
37
10
-25
2,7
1,6
9
68
Neves et al. (2013)
Há efeito de sazonalidade na análise foliar conforme a
mobilidade do nutriente na planta (exemplo em eucalipto)
B (CV entre épocas = 65 %)
Variabilidade dos teores
média (N,P,K,Mg)
16 %
média (S, Cu, Fe, Mn, Zn) 39 %
média (Ca, B) 49 %
N (CV entre épocas = 17 %)
Uso da Análise Foliar para Refinar Recomendação de Adubação
(Considerando Balanço (IBKW), Equilíbrio (IDRIS, IENm e PRA))
Atualmente há valores de referência de teores e de
relações duais entre teores nas folhas para plantios jovens
de eucalipto em várias regiões do País
Ligando Análise Foliar com Análise de Solo (Exemplo em Eucalipto)
Sequeira et al, 2011
Teor de Cobre no Solo (Mehlich-1) vs Dose Adicionada
Com calagem
Sem Calagem
Santos Neto, 2003
Modelando a Taxa de Recuperação do Extrator
Em Solos Sem Calagem
Zn: TR-Mehlich-1 = 0,69 + 0,0034 (Silte + Arg); R2=0,59
Cu: TR-Mehlich-1 = 1,03 – 0,0048 Arg – 0,0773 MO; R2 = 0,81
B: TR_Água quente = 0,81 – 0,0153 Arg + 0,0001 Arg2`: R2=0,54
Em Solos Com Calagem
Zn: TR-Mehlich-1 = 0,78 -0,0650 PRem – 0,0025 PRem2; R2=0,78
Cu: TR-Mehlich-1 = 1,02 – 0,1421 MO; R2 = 0,87
B: TR_Água quente = 1,11 – 0,0264 Arg + 0,0002 Arg2`: R2=0,94
Santos Neto (2003)
Obrigado a Todos pela Atenção