Leia sobre o comportamento do ferro no solo e nas plantas.
Por Anderson Wolf Machado
12/09/2024 14h52 · Fonte: Agrolink
Introdução
O ferro no solo
- Fatores que afetam a disponibilidade de ferro no solo
O ferro nas plantas
- Sintomas de deficiência/excesso de ferro nas plantas
Adubação com ferro
Fertilizantes com ferro
O ferro nas culturas
- O ferro no arroz
- O ferro na soja
O ferro é um elemento bastante abundante, sendo o segundo metal e o quarto mineral mais abundante no solo. Apesar disso, a maior parte deste nutriente se apresenta em formas não disponíveis para as plantas.
A forma iônica absorvida pelas plantas é Fe2+, e tanto sua carência quanto o excesso causam efeitos prejudiciais às plantas. Quando ocorre carência, os sintomas se manifestam nas folhas novas devido ao seu caráter imóvel as plantas.
Os óxidos de ferro, junto com o alumínio, aumentam a acidez do solo. O conteúdo de óxidos de ferro no solo varia entre menos de 1 a mais de 500 gramas por kg de solo, a depender do material de origem, intemperismo e processos pedogênicos.
Embora o ferro seja muito abundante, a sua disponibilidade para as plantas é bastante baixa. A maioria dos solos possuem teores adequados de ferro, porém, fatores químicos e ambientais restringem a absorção pelas plantas.
Em sistemas de produção de mudas em substrato é comum se observar sintomas visuais de deficiência de ferro, pois estes meios de cultivo possuem um alto pH, baixa capacidade de retenção de água e nutrientes, e o manejo nutricional é realizado através da fertirrigação, com adubação de liberação lenta, usando fontes de ferro menos solúveis ou que precipitam (Ferrarezi, 2006).
Em solos ácidos, como na região dos cerrados, quando se aumenta o pH do solo para 6,0 através da calagem, pode ocorrer deficiência de ferro, ainda que a análise de solo mostre teores elevados de ferro disponível, como acontece quando é usado extratores ácidos (Mehlich) para a análise.
Assim, para controlar o teor de ferro no solo, pode-se controlar o pH e o teor de água no solo
O ferro é absorvido pelas raízes geralmente como íon Fe2+, mas em alguns casos pode ser absorvido na forma de Fe3+. A concentração do nutriente na planta geralmente oscila entre 50 ppm e 250 ppm em peso seco. Efeitos tóxicos começam a ser observados em concentrações próximas de 500 ppm.
Dentro da planta, o ferro é pouco móvel, e a sua mobilidade é afetada por favores como deficiência de potássio, presença de manganês e alta luminosidade. Ambientes alcalinos, ou com fortes interações entre fósforo e manganês podem induzir clorose por deficiência de ferro, assim como situações de excesso de cobalto (Römheld, 2001). Como é um nutriente quase imóvel, a sua deficiência se manifesta nas folhas mais novas.
Este nutriente é envolvido na transferência de elétrons, reações de oxi-redução, metabolismo de ácidos nucléicos e constituição de várias enzimas. Além disso, regula alguns processos como a fotossíntese, metabolismo do nitrogênio, síntese de clorofila e respiração. Cerca de 75% do ferro na folha se encontra nos cloroplastos, assim, sua deficiência afeta bastante a fotossíntese.
A deficiência de ferro pode afetar negativamente estes processos, e, consequentemente, a produtividade. A carência deste nutriente causa alterações na função e estrutura do aparato fotossintético, diminuindo a quantidade de pigmentos verdes e enriquecendo os pigmentos amarelos, devido ao aumento de carotenoides nos cloroplastos.
A análise foliar de ferro nas plantas pode não ser muito clara, visto que diversas contaminações também possuem ferro na sua composição. Desta forma, é fundamental que as folhas amostradas sejam lavadas antes da análise, que é feita com folhas jovens, visto que são as primeiras a apresentarem sintomas.
Como sintomas de deficiência, ocorre enfezamento e clorose generalizada nas folhas jovens, porém com as nervuras verdes mais escuras. Folhas fortemente afetadas ficam com coloração amarelo-palha, com pouca ou nenhuma nervura verde, podendo apresentar queimaduras nas margens / extremidade da lâmina foliar. Também podem ocorrer seca dos ramos e galhos em casos graves (Römheld, 2001). À medida que a deficiência avança, as folhas jovens se tornam amarelo-pálidas ou até brancas.
Ocorrem também alterações no conteúdo dos cloroplastos e folhas, alterando o teor de nutrientes minerais e consequentemente a produtividade e qualidade em árvores frutíferas.
Observe na imagem abaixo os sintomas típicos da deficiência de ferro, com clorose internerval em folha de macieira.
Foto: Gilmar Ribeiro Nachtigall / EMBRAPA
Quanto ao excesso, plantas submetidas a concentrações elevadas de ferro absorvem e acumulam grandes quantidades do nutriente nos seus tecidos. Quando isso acontece, ocorre a toxicidade, surgindo sintomas como listras e o amarelecimento / bronzeamento das folhas e escurecimento das raízes, causando redução no crescimento e produtividade das plantas. O nível tóxico de ferro na planta depende da espécie, idade e estado nutricional.
Outro efeito do excesso de ferro é a deficiência de minerais como fósforo, cálcio, potássio, magnésio e zinco, causados pela formação da "placa de ferro" na superfície da raiz, que atuam como uma barreira para a absorção destes nutrientes (Chen et al., 2006; ST-CYR; Campbell, 1996). Porém, alguns autores sugerem que a "placa de ferro" pode atuar como um reservatório de nutrientes, fornecendo estes em períodos de deficiência no meio (Zhang; Zhang; Mao, 1999).
Fertilizantes com ferro protegidos por um quelato possuem boa eficiência para corrigir as deficiências no solo, porém o seu custo é bastante alto para aplicações em grandes áreas. Em casos de deficiência nas plantas, pode-se aplicar produtos foliares com sais ou quelatos de ferro, sendo necessárias várias aplicações para sanar o problema, visto que o nutriente não é móvel na planta, e evitando doses excessivas para não causar queima / toxicidade.
| Fertilizante | Teor mínimo de nutriente | Observação |
| Acetato de Ferro | 23% de Fe | Ferro teor total |
| Borra de Fosfato de Ferro e Zinco | 10% de Fe, 20% de P2O5 e 3% de Zn | Ferro teor total |
| Carbonato de Ferro | 41% de Fe | Ferro teor total |
| Cloreto Férrico | 15% de Fe | Ferro solúvel em água |
| Cloreto Ferroso | 23% de Fe | Ferro solúvel em água |
| Formiato Ferroso | 18% de Fe | Ferro solúvel em água |
| Fosfato Ferroso Amoniacal | 29% de Fe, 36% de P2O5 e 5% de N | Ferro solúvel em água |
| Fosfito de Ferro | 4% de Fe | Ferro solúvel em água |
| Nitrato Férrico | 11% de Fe e 8% de N | Ferro solúvel em água |
| Óxido de Ferro | 45% de Fe | Ferro teor total |
| Polifosfato de Ferro e Amônio | 22% de Fe, 55% de P2O5 e 4% de N | Ferro teor total |
| Quelato de Ferro | 5% de Fe | |
| Sulfato Ferroso |
19% de Fe e 10% de S |
Ferro solúvel em água |
Quelatos
Ao aplicar nutrientes no solo, é importante que estes se solubilizem em velocidade compatível com a absorção pela planta, e no caso de nutrientes quase imóveis no solo (como o ferro), que sejam aplicados próximos às raízes. O quelato é um complexo em que um agente quelante (uma estrutura de compostos orgânicos) forma ligações ao redor do íon metálico. O quelato é capaz de manter os íons em uma forma solúvel em um ambiente onde ele poderia se precipitar. No caso do ferro, a eficácia do quelato como fertilizante férrico depende do tipo de agente quelatizante, área superficial específica do solo, pH e habilidade da planta em retirar o micronutriente do agente quelatizante (Ferrarezi, 2006).
A aplicação de quelatos de ferro é a maneira mais eficiente para se corrigir deficiências deste nutriente nas plantas. A proporção de ferro quelatado disponível em relação ao ferro total declarado influencia bastante na eficiência do produto.
Depois do zinco, o ferro é o micronutriente que mais limita a produção do arroz, seja no arroz irrigado, devido à toxidez, ou no arroz de sequeiro, devido à deficiência do nutriente. Vamos entender melhor esta relação:
Arroz de sequeiro: o arroz de sequeiro é bastante sensível à deficiência de ferro, sendo bastante exigente para este nutriente. Como no Brasil alguns produtores fazem rotação de arroz com outras culturas que exigem a calagem, esta calagem eleva o pH e diminui o teor de ferro disponível no solo, causando prejuízos no arroz. Em latossolo vermelho, observou-se em alguns estudos que o arroz mostra sintomas de deficiência de de ferro em pH do solo acima de 6,0.
Estas deficiências podem ser corrigidas através da aplicação foliar de soluções como o FeSO4 ou quelatos de ferro (Fe-EDTA, Fe-EDPA, etc.) ou até a aplicação no solo. Porém, as aplicações podem ser onerosas, pois este tipo de tratamento caro acaba sendo mais aplicável em culturas com alto retorno econômico, que não é o caso do arroz de sequeiro. Para evitar a deficiência do nutriente, pode ser mais interessante evitar o plantio em áreas com pH acima de 6,0 para o arroz de sequeiro.
Os sintomas de deficiência de ferro no arroz se caracterizam por clorose nas folhas mais novas, e, em estágios mais avançados, as folhas ficam em tom alaranjado, reduzindo a produtividade.
Arroz irrigado: ao contrário do arroz de sequeiro, o problema no arroz irrigado é o excesso do ferro. A toxidez por excesso ferro é o desequilíbrio nutricional mais ocorrente em cultivos de arroz irrigado (Becker & Asch, 2005). O alagamento contínuo no arroz irrigado aumenta a atividade anaeróbica dos microrganismos, que usam o ferro na sua respiração, reduzindo o Fe3+ para Fe2+, que fica disponível na solução do solo, processo que também é influenciado pela redução de pH do solo.
Quando ocorre a toxidez, podemos observar pigmentos marrons nas folhas mais velhas, ocorrendo retardo de crescimento, baixa produtividade, esterilidade das espiguetas, secamento e em casos extremos até a morte da planta (Sahrawat, 2004). A redução de produtividade pode oscilar de 15% a 20%, mas em casos mais extremos já foram relatadas situações de perda total da produção.
Observe abaixo folhas de arroz com sintomas de toxidez por ferro:
Foto: Nand Kumar Fageria / EMBRAPA
A toxidez de ferro também pode formar uma barreira na epiderme das raízes, composta de óxido-hidróxido de ferro, que bloqueia os sítios de absorção de outros nutrientes, resultando em deficiências múltiplas. Este fenômeno é comum nas lavouras brasileiras, podendo reduzir em até 80% a produtividade (Bacha, 1991).
Quando a entrada de água é feita precocemente, adianta-se os picos de liberação do ferro, que podem coincidir com fim do perfilhamento, fase mais sensível à toxidez do elemento. Desta forma, é fundamental se fazer o manejo adequado da água, impedindo altas concentrações do nutriente nesta fase. Um manejo adequado envolve também drenar a lavoura antes dos estádios de desenvolvimento sensíveis à toxidez por ferro, e o uso de irrigação intermitente.
Outra tática interessante é o uso de cultivares tolerantes à toxidez, e a calagem, aumentando o pH, e consequentemente diminuindo o teor de ferro disponível na solução do solo.
O ferro na soja possui importante papel na fixação biológica do nitrogênio, além de atuar em diversas outras funções como na fotossíntese, conforme mencionado acima. A deficiência pode aparecer em solos intensamente lixiviados, após um período de encharcamento, como ocorre em planossolos, junto ao cultivo do arroz irrigado, ou em solos com pH alcalino, como os que receberam calagem.
Observe abaixo imagens da deficiência de ferro na soja:
Foto: University of Nebraska-Lincoln
Foto: University of Nebraska-Lincoln
Existem poucas pesquisas no Brasil sobre a aplicação de ferro em soja. De acordo com Venegas et al. (1999), solos com teores entre 19 a 30 mg de ferro por dm³ são considerados médios no teor de ferro, e solos com teor entre 31 a 45 mg/dm³ são considerados bom.
Já o excesso de ferro não é tão comum nas lavouras de soja, visto que a alta disponibilidade do nutriente é condicionada ao pH ácido do solo, situação em que outros elementos tóxicos como o Manganês e Alumínio provocam sintomas mais severos.
O ferro é bastante exigido pela cultura da soja, tendo uma necessidade de 70 gramas para cada tonelada de grãos, e nos restos culturais, ficando um excedente de 390 gramas, totalizando 460 gramas de ferro para cada tonelada de grãos produzido.
Anderson Wolf Machado - Engenheiro Agrônomo
Referências
CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA DO SOLO, XXXIV., 2013, Florianópolis, SC. Formas de ferro em relação à fertilidade do solo em área de cultivo irrigado [...]. [S. l.: s. n.], 2013.
Bacha, R. E. Avaliação de linhagens e cultivares de arroz irrigado para condições adversas de solo: toxidez por ferro. In: Reunião da cultura do arroz irrigado, 19., 1991, Balneário Camboriú. Anais, Florianópolis: EMPASC, 1991. p.156-159.
BECKER, M. & ASCH, F. Iron toxicity - Conditions and management concepts. J. Plant Nutr. Soil Sci., 168:558-573, 2005.
Chen, R. F. et al. Response of rice (Oryza sativa) with root surface iron plaque under aluminium stress. Annals of Botany, v. 98, p. 389-395, 2006.
Fageria, N. K. Adubação e nutrição mineral da cultura do arroz. Goiânia: EMBRAPA-CNPAF, 1984. 341p.
Ferrarezi, Rhuanito Soranz. Fontes de ferro no desenvolvimento de porta-enxertos cítricos produzidos em substrato. Orientador: Ondino Cleante Bataglia. 2006. Dissertação (Mestre em Agronomia) - Instituto Agronômico de Campinas, Campinas, SP, 2006.
Lucena, J. J. Fe chelates for remediation of Fe chlorosis in Strategy I Plants. Journal of Plant Nutrition, v. 26, n. 10 & 11, p. 1969-1984, 2003.
Lindsay Y, W. L. Inorganic phase equilibria of micronutrients in soils. In: Mortvedt, J. J.; Giordano, P. M.; Lindsay, W. L. (Eds). Micronutrients in agriculture. Madison: Soil Science Society of America, 1972. p. 41-57.
Römheld, V. Aspectos fisiológicos dos sintomas de deficiência e toxicidade de micronutrientes e elementos tóxicos em plantas superiores. In: Ferreira, M. E.; Cruz, M. C. P.; van Raij, B.; Abreu, C. A. Micronutrientes e elementos tóxicos na agricultura. Jaboticabal: CNPq/FAPESP POTAFOS, p. 71-86, 2001.
SAHRAWAT, K.L. Elemental composition of rice plant as affected by iron toxicity under field conditions. Commun. Soil Sci. Plant Anal., 31:2819-2827, 2004.
Schmidt, Fabiana et al. Impacto do manejo da água na toxidez por ferro no arroz irrigado por alagamento. Revista Brasileira de Ciência do Solo [online]. 2013, v. 37, n. 5 [Acessado 14 Julho 2022], pp. 1226-1235. Disponível em: <https://doi.org/10.1590/S0100-06832013000500012>. Epub 17 Dez 2013. ISSN 1806-9657. https://doi.org/10.1590/S0100-06832013000500012.
ST-CYR, L.; Campbell, P. G. C. Metals (Fe, Mn, Zn) in the root plaque of submerged aquatic plants collected in situ: Relations with metal concentrations in the adjacent sediments and in the root tissue. Biogeochemistry, v. 33, p. 45-76, 1996.
Venegas, V. H. A.; Novais, R. F.; Barros, N. F.; Cantarutti, R. B.; Lopes, A. S. Interpretação dos resultados das análises de solos. In: Ribeiro, A. C.; Guimarães, P. T. G.; Alvarez, V. V. H. (Ed.). Recomendações para o uso de corretivos e fertilizantes em Minas Gerais: 5ª aproximação. Viçosa: Comissão de Fertilidade do Solo do Estado de Minas Gerais, 1999. p. 25-32.
Zhang, X. K.; Zhang, F. S.; Mao, D. Effect of iron plaque outside roots on nutrient uptake by rice (Oryza sativa L.): phosphorus uptake. Plant and Soil, v. 209, p. 187-192, 1999.