prof. dr. durval dourado neto esalq, universidade de são ... 2 - nitrogenio... · folhas e o...
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Sumário• Ambiente de produção
• População de plantas
• Fisiologia da produção
• Partição de carboidrato
• Profundidade efetiva do sistema radicular
• Nutrientes (N, P e K...)
Fundamentos norteadores do manejo
Milho
Jo = 1366 W m-2
H: 1,00794 (massa atômica)
He: 4,002602 (massa atômica)
Δ = m = 0,029158 (Bethe, 1937)
C = 299.792.458 m.s-1 (1.079.252.848,8 km.h-1) (Michelson, 1926)
4 H 1 He
149.597.871 km
Qo: Radiação extraterrestre
15.000 K
Em 1937 Hans Albrecht Bethe(1906-2005) ...
... 600 milhões de toneladas de hidrogênio em hélio por segundo.
Terra: 4,5 bilhões de anos
91,2%
8,7%
10.000.000 K a 5.785 K
Jo = 1366 J s-1 m-2
Jo = 3,78×1021 fótons m-2 s-1
Rg: Radiação global
Topo da atm
E = m.c2
tA
EQ
.0
0,1% C e O
Rs
T
Estresse e deficiência hídrica
-1200
-1000
-800
-600
-400
-200
0
0
20
40
60
80
100
120
0 5 10 15 20 25 30
T UR Pt Pf
Temperatura
Potencial da folha
Umidade relativa
Potencial da água na atmosfera
Evapotranspiração
6h 6h12h
Produtividade Agrícola
Nível de Produtividade
Tip
o de P
rodut
ivid
ade
PAR, T, H, CO2 e genótipo
Fatores Determinantes
Fatores LimitantesÁgua e nutrientes
Fatores Redutores W*, Nut*, D*, P*, PD*, R$
Produtividade Potencial (PP)
Produtividade Atingível
Produtividade Máxima Econômica
Intervenção MÍNIMA do Homem
COM a intervenção do Homem
Temperatura e produtividade
Fotossíntese:
CO2+H2OCH2O+O2
Respiração:
CH2O+O2-CO2+H2O
Nutrientes
Energia
Energia
TEMPERATURA
basal .......................................... 10°C
ótima ......................................... 25-30°C
Mínima para germinação .......... 10°C
Mínima diurna .......................... 19°C
Mínima noturna ........................ 13°C
Máxima diurna ......................... 44°C
Máxima noturna ....................... 24°C
Modelagem: base filosófica…
Observação
Abstração
Tratamento dado ao FATOem função da experiência e da formação profissional (conhecimento teórico)
Resultante do VALORdado ao FATO
REALIDADE
(FATO)CONHECIMENTO
(VALOR) MODELO
(NORMA)
15
17
19
21
23
25
27
29
0 20 40 60 80 100 120
170
180
190
200
210
220
230
240
250
0 20 40 60 80 100 120
12.6
12.7
12.8
12.9
13
13.1
13.2
13.3
13.4
13.5
0 20 40 60 80 100 120
PAR
H
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
0 20 40 60 80 100 120
T
Assimilação (kg CO2ha-1day-1)
OTIMIZAÇÃO DE RECURSOS NATURAIS
... pelo genótipo mais adequado
Ambiente de produção
Fotossíntese bruta (kg CH2O ha-1 folha dia-1)
0
50
100
150
200
250
300
350
0 20 40 60 80 100 120
dae
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 20 40 60 80 100 120
Respiração (kg CH2O ha-1 folha dia-1)
0
50
100
150
200
250
300
350
0 20 40 60 80 100 120
Fotossíntese líquida
(kg CH2O ha-1 folha dia-1)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0 20 40 60 80 100 120
Fotossíntese líquida
(kg CH2O ha-1 solo day-1)
OTIMIZAÇÃO DE RECURSOS NATURAIS
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
0 20 40 60 80 100 120
FS_RA
FS_HA
FS_FO
FS_OR
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0 20 40 60 80 100
f_RA
f_HA
f_FO
f_OR
Partição relativa carboidrato (kg.kg-1)
dae
Ze
0
100
200
300
400
500
600
700
0 20 40 60 80 100 120
CHO_RA
CHO_HA
CHO_FO
CHO_OR
Partição absoluta carboidrato (kg.ha-1.day-1)
Matéria seca (kg.ha-1.day-1)
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
0 20 40 60 80 100 120
FS_RA_total
FS_HA_total
FS_FO_total
FS_OR_total
Matéria seca(kg.ha-1)
OTIMIZAÇÃO DE RECURSOS NATURAIS
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
0 20 40 60 80 100 120
IAF(m2.m-2)
Senescência
Produtividade Potencial (kg.ha-1)
OTIMIZAÇÃO DE RECURSOS NATURAIS
Fertilidade do solo e adubaçãoTemperatura e disponibilidade de agua (irrigação)
IAF
Fenologia
4 m2.m-2I/Io
IAF
95%
4 m2.m-2
População
Respiração
Fotossíntese bruta
Fotossíntese líquida
150.000 plantas/ha
Kg
/ha.
dia
CH
2OPopulação de plantas
Perfil da planta de milho, consideradas as projeções horizontais das
folhas e o formato em pentágono
-60 0 60
Folha 1
Folha 3
Folha 5
Folha 7
Folha 9
Folha 11
Folha 13
32 )(2
)(2.
miy
mix
mi eCC
32 )()(. miymix
mi eAA
ix .00197,00664,0
iy .00000449,000078,0
C Comprimento da folha de ordem i
A Área da folha de ordem i
x e y parâmetros empíricos
Transmitância (Tdr) da PAR (PARdr, μmol.m-2.s-1) no dossel
]).1.(1.[.
IAFagk
drdrePARTdr
3,02,0)7,02,0( 22.5,1 ZZeg ELADP
dre a = 0,3
708,0
2
)12,1.(702,1
Ztgk
Cftg .
α Ângulo foliar
Z Ângulo zenital
IAF Índice de Área Foliar
Relações significativas entre distribuição espacial de plantas
e produtividade de grãos em milho
9,0.)( LfcmEP
)]90cos(.2.[8,0)( CfcmEL
198
pl/ha1
População e Produtividadeg/planta kg/ha
Ponto
crítico
550 g
rãos/e
spig
a). (1
,2esp
igas/p
lan
ta).(0
,3g/g
rão) =
198g/p
lan
ta
0,1980,396
1.980
?
9.450
2 10.000 ? 70.000
135
A B C
198
pl/ha1
População e Produtividadeg/planta kg/ha
Ponto
crítico
0,1980,396
1.980
?
9.450
2 10.000 ? 70.000
135
A B C
50.000
6.140
Ponto
crítico
Irrigado
safrinha
198
pl/ha1
População e Produtividadeg/planta kg/ha
Ponto
crítico
0,1980,396
1.980
?
9.450
2 10.000 ? 70.000
135
A B C
50.000
6.140
Ponto
crítico
Irrigado
safrinhaNormal
60.000
Ponto
crítico
Melvin Calvin
(1911 – 1997)
6 C14O2 + 6 H2O [CH2O]n + 6 O2
The Path of Carbon in Photosynthesis.
Science 107:476-80, 1948
E Ni
Con
cen
traç
ão m
édia
dos
ele
men
tos
min
erai
s n
a m
atér
ia s
eca
das
pla
nta
s em
qu
anti
dad
e su
fici
ente
par
a u
m a
deq
uad
o cr
esci
men
to. Constituinte do
material orgânico, processo enzimático e assimilação (oxirredução)
Esterificação com grupos de álcool. Processos de transferência de energia.
Estabelecimento de potencial osmótico e função não especifica. Ativação de enzimas. Pontes de reações, Balanço de ânions. Controle da permeabilidade e do potencial de membrana.
Quelatos (grupo de enzimas). Cadeia de transporte de elétrons.
Radiação fotossiteticamente ativa absorvível (q),
temperatura (T) e Assimilação de CO2 (Adc)
CO2+H2O CH2O+O2
CO2
H2O +N,P,K,Ca,Mg,S
Adcm
B,Cu,Cl,Fe,Mn,Mo,Ni,Zn
0cc
pmp , cm3.cm-3
ETr, mm.dia-1
crit
q < ET
Com estresse... q > ET
Sem estresse...
ET = q
ETmA
dc m
(μg.c
m-2
.h-1
)
O efeito da água na produtividade…
H2O
Tm
H2Oq
Ad
cm
(μg.c
m-2
.h-1
)
AH
CAD versus Sistema radicular
AH(12,5%)
CAD(12,5%)
Sólidos(50%)
Ar(25%)
Volume por unidade de Ze...
Ze
Z, cm
0 ccpmp
CAD=10.(cc- pmp).Ze
12.500 L.ha-1.cm-1
sólidos
ar
, cm3.cm-3
ETr, mm.dia-1
Ze
CAD crit
1,25mm.cm-1
0,50mm.cm-1
2,00mm.cm-1
Solo médio na natureza...
q < ET
Estresse...
q > ET
ambiente favorável...
ET = qETm
1cm
Água, nitrogênio, população e rendimento (8t/ha)
ETr, mm/dia
dia0 120
5
5 mm
dia
5 mm
dia
5 L
m2.diaou
600 mm/ciclo
120dias
ciclo
600 mm
ciclo=
2,62.10-3 moles N
L solução
14gN
mol N
5 L solução
m2.dia
104 m2
ha
120 dias
ciclo
kgN
103gN=
220kgN
ha.ciclo
2,63.10-3 moles N
L solução
14 g N
mol N
5 L
m2.dia
104 m2
ha
kg N
103 g N=
1,8 kg N
ha.dia
P=68.000pl/ha
R=8.000kg/haadubando 90 kgN/ha...
Água, nitrogênio, população e rendimento (4t/ha)
ETr, mm/dia
dia0 120
3
3 mm
dia
3 mm
dia
3 L
m2.diaou
360 mm/ciclo
120dias
ciclo
360 mm
ciclo=
1,88.10-3 moles N
L solução
14gN
mol N
3 L solução
m2.dia
104 m2
ha
120 dias
ciclo
kgN
103gN=
95 kg N
ha.ciclo
1,88.10-3 moles N
L solução
14 g N
mol N
3 L
m2.dia
104 m2
ha
kg N
103 g N=
0,79 kg N
ha.dia
P=50.000pl/ha
R=4.000kg/haadubando 50 kgN/ha...
Água, nitrogênio, população e rendimento
ETr, mm/dia
dia0 120
5600 mm/ciclo
adubando 90 kgN/ha...
8t/ha
1 kg
L
600 L
m2
104 m2
ha=
750 g água
g grão8000 kg
ha
1000 g
kg
1000 g
kg
Irrigado
Água, nitrogênio, população e rendimento
ETr, mm/dia
dia0 120
3360 mm/ciclo
adubando 50 kgN/ha...
4t/ha
1 kg
L
360 L
m2
104 m2
ha=
900 g água
g grão4000 kg
ha
1000 g
kg
1000 g
kg
Sequeiro
Partição de carboidratoH
ábit
o d
e c
reci
me
nto
de
term
inad
o
Demanda hídrica
Sensibilidade ao estresse
IAF
ETc
E
E
M
MFF
90% da ETc corresponde a mais de 90% da absorção de nutrientes
Profundidade efetiva do sistema radicular
Caracterização da fertilidade do soloHistóricoCorreção (calagem e gessagem)AdubaçãoIrrigação
.
Profundidade efetiva do sistema radicular
Relação entre o pH e a disponibilidade dos elementos no
solo (Malavolta, 1980)
Disponibilidade de nutrientes no solo
Nutriente Preferencial Eventual
Nitrogênio NO3- NH4
+
Fósforo H2PO4- HPO4
-
Potássio K+
Cálcio Ca++
Magnésio Mg++
Enxofre SO4-
Boro H3BO3 H2BO3-
Cloro Cl-
Cobre Cu++
Ferro Fe+++ Fe++
Manganês Mn++
Molibdênio MoO4--
Zinco Zn++
Formas absorvidas pelas
plantas (Malavolta, 1980; Raij,
1983)
Raiz e oxigênio
Fertilidade homogênea...
µLO2
cm2.h
15 500
Z, cm
Respiração radicular e
de microorganismos...O2
Alta demanda
Baixa demanda
Superfície do solo...
Cálcio e magnésio (solo)
+Ca
+Ca
+Ca
-Ca
Pouco móvel no solo
Imóvel na planta
Saturação por bases: 50 a 60% - Sequeiro
Saturação por bases: 60 a 80% - Irrigado
Recomendação de correção (calagem e gessagem):
ÁREA TOTAL
OFERTA DO SOLO
Ze, cm
50
0kg N por kg solo
1,3 g solo
cm3 solo
m
100 cm
0,00123 kg N
kg solo
104 m2
ha
kg solo
103 g solo=
8000 kg N
ha
50 cm106 cm3
m3
0,123%
Cerca de 97% do N
do solo está
IMOBILIZADO
pelos
microorganismos
5
Nitrogênio
Oferta do solo sem adubação
AH(12,5%)
CAD(12,5%)
NO3-...
Sólidos C(50%)
Ar(25%)
N2...
Solo médio na natureza...
Bactérias
OFERTA DO
SOLO
Alto teor de C
Baixo teor de C
Nitrogênio
Fósforo
-P
+P
+P
+P
Imóvel no solo - Móvel na planta
60 a 80 kg/ha P2O5 - Sequeiro
80 a 100 kg/ha P2O5 - Irrigado
Recomendação de correção (adubação):
LOCALIZADO (SULCO DE SEMEADURA)
600 a 800 kg/ha
800 a 1.000 kg/ha
10X
Área total
Potássio
40 kg/ha de K2O (KCl) - Sequeiro
50 kg/ha de K2O (KCl) - Irrigado
Recomendação de adubação (sulco de semeadura):
Exigência nutricional
• Marcha de absorção e exportação
• Avaliação do estado nutricional1. Diagnose pelo sintoma visual
2. Análise química
1.SOLO
2.FOLIAR (diagnóstico da desordemnutricional)Amostragem, Envio ao laboratório e diagnóstico
DRIS (Diagnosis and Recommendation Integrated System ou Sistema Integrado de Diagnose eRecomendação)
Macronutrientes (solo)
Atributo Muito baixo Baixo Adequado Alto
P (mg/dm3) < 7,0 7,0 a 15,9 16,0 a 40,0 >80,0
K (mmolc /dm3) < 0,7 0,8 a 1,5 1,6 a 3,0 > 3,0
Ca (mmolc /dm3) < 20,0 21,0 a 30,0 31,0 a 50,0 > 50,0
Mg (mmolc /dm3) ----- < 5,0 5,0 a 8,0 > 8,1 a 16,0
S (mmolc /dm3) < 5,0 5,0 a 10,9 11,0 a 15,0 > 15,0
Micronutrientes (solo)
B, mg/kg
Zn, mg/kg
Mn, mg/kg
Produtividade relativa (%)
100
0
Teor crítico
inferior
D
e
f
i
c
i
ê
n
c
i
a
S
u
f
i
c
i
ê
n
c
i
a
F
i
t
o
x
i
d
e
z
Teor crítico
superior
Atributo Muito baixo Baixo Adequado Alto
B (ppm) < 0,3 0,3 a 0,5 0,6 a 1,0 > 1,0
Fe (ppm) < 20,0 20 a 30,9 31,0 a 200,0 > 200,0
Mn (ppm) < 5,0 5,0 a 10,9 11,0 a 130,0 > 130,0
Cu (ppm) < 0,5 0,5 a 1,5 1,6 a 20,0 > 20,0
Zn (ppm) < 4,0 4,0 a 8,9 9,0 a 40,00 > 40,0
Fertigrama - solo
K
CaMg
S P
V
B
Zn
Mn
Teor crítico –
informação da
pesquisa
Teor atual –
Análise de solo
Teor desejado –
Homem
Nutrigrama - planta
K
CaMg
S P
N
B
Zn
MnTeor crítico –
informação da
pesquisa
Teor atual –
Análise foliar
Teor desejado –
Homem
Produtividade máxima econômica
LUCROkg/ha
R$/ha
CUSTO
FIXO
CUSTO
VARIÁVEL
CUSTO
TOTAL
RECEITA
BRUTA
Produtividade máxima econômica (Pe) define TECNOLOGIA (sistema de produção)
Pe
CONSIDERAÇÕES FINAIS
(a) Conhecer o ambiente de produção
(b) Conhecer a planta
(c) Desenvolver programa específico para cada ambiente de produção e genótipo
Milho
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
Days after sowing
TD
M
Milho
0
1
2
3
4
5
6
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
Dias após semeadura
IAF
0
1
2
3
4
5
6
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
Dias após semeadura
IAF
Days after sowing
Milho
58
0
4
8
12
16
60 70 80 90 100 110 120 130
Dias após semeadura
Teo
r d
e C
loro
fila
Days after sowing
Milho
Prof. Dr. Durval Dourado Neto
ESALQ, Universidade de São Paulo
“A essência do conhecimento científico é a sua aplicação
prática”.Obrigado