Toxidez de manganês em soja

P.A.V. Escosteguy1; V.A. Klein1; J.B. Cerini2 & M.E. Machado31Professor da Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Universidade de Passo Fundo – UPF. Caixa Postal 611, CEP 99001-970 Passo Fundo (RS). E-mail: escosteguy@upf.br.2Acadêmico do Curso de Agronomia, UPF. Bolsista de Iniciação Científica – UPF. 3Química, Colaboradora do Laboratório de Química do Solo – UPF.

Introdução

O manganês (Mn) é absorvido pelas plantas em pequenas quantidades. Para a produção de uma tonelada de soja ou de milho, por exemplo, a exigência desse nutriente é de 119 e 200 g, respectivamente (Ferreira e DA CRUZ, 1991). Como as plantas absorvem pequenas quantidades de Mn, ele é considerado um micronutriente, sendo, no entanto, essencial ao desenvolvimento vegetal. A essencialidade no Mn deve-se a sua participação em enzimas envolvidas em reações metabólicas específicas, sendo essa função do Mn insubstituível por outro elemento químico (MARSCHNER, 1995; MALAVOLTA, 1980). Além de ter essa função, o Mn ativa um expressivo número de enzimas vegetais (FRAÚSTO DA SILVA e WILLIAMS, 1991).

No solo, o Mn não é transportado junto com a água até as raízes das plantas, quando ela é absorvida pelas plantas, como acontece com o nitrogênio, o sulfato e o boro. Em função dessa característica o Mn é considerado um nutriente ”imóvel” no solo e, conseqüentemente, é suprido às plantas por um pequeno volume de solo, que corresponde ao volume diretamente em contato com as raízes (Figura 1). Devido a isso, a concentração de Mn no volume total do solo não é tão importante quanto à concentração existente no solo imediatamente aderido a superfície das raízes. Quando extrapolado para a situação de uma lavoura, esse aspecto indica a importância do bom desenvolvimento do sistema radicular para a absorção de Mn. Dessa forma, os fatores que controlam o crescimento das raízes, como a disponibilidade de água, a densidade, a aeração e a concentração de elementos ácidos e tóxicos do solo, são importantes no controle da absorção desse micronutriente pelas plantas.

Figura 1. Representação do volume de solo em contato com a superfície da raiz, onde ocorre a absorção de nutrientes ”imóveis”, como o manganês.

Quando a concentração de Mn é elevada na solução do solo, há acréscimo expressivo desse elemento no tecido foliar. Nessa situação, o Mn é transportado, via corrente transpiratória, das raízes para as folhas, acumulando nesse órgão. Embora o Mn seja essencial às plantas, o acúmulo nas folhas pode causar toxidez às plantas, o que prejudica o desenvolvimento da parte aérea e, raramente, o das raízes (MARSCHNER, 1995; MALAVOLTA, 1980). Entre outros danos, o excesso de Mn pode ocasionar o decréscimo da absorção de ferro (Fe) e de magnésio, da síntese de clorofila e de auxinas nas plantas (MARSCHNER, 1995; MALAVOLTA, 1980). Esses danos reduzem o rendimento de grãos, o que ainda resulta, no caso da cultura da soja e outras leguminosas, na inibição da nodulação, decrescendo o número de vagens, o peso e o tamanho de grãos. Esses últimos efeitos ainda podem ser observados, paradoxalmente, em solos deficientes em Mn (FRANCO e DOBEREINER, 1971; HEENAN e CAMPBEL, 1980).

Como ocorre com o alumínio (Al) e o Fe, os níveis de Mn na planta que causam toxidez variam com a espécie e a fase de desenvolvimento. Essa variação ocorre também dentro de uma mesma espécie, pois existem diferenças expressivas entre cultivares quanto à sensibilidade e ao acúmulo de Mn. Foy (1984) relata que a variedade de soja Bragg é mais sensível que a variedade Lee. Enquanto que essa primeira variedade manifesta sintomas de toxidez de Mn quando o teor de nutriente na folha é maior que 170 mg/kg, outras variedades, como a Lee, toleram concentrações maiores que essa.

No Rio Grande do Sul (RS) e em Santa Catarina, os teores de Mn considerados adequados na folha índice da soja (terceira folha do terço superior, coletada no florescimento) variam de 20 a 100 mg/kg (SOCIEDADE..., 2004). Nesses estados, as recomendações técnicas e de pesquisas publicadas para a cultura da soja não informam os teores tóxicos de Mn no tecido foliar. Conforme Malavolta (1985), o teor de 160 mg/kg de Mn em folhas de soja variedade Brag está associado com a manifestação de sintomas causados pela toxidez desse nutriente.

Por outro lado, outras fontes de pesquisa indicam que a faixa de toxidez de Mn em folhas de soja varia de 140 a 250 mg/kg (HEENAN e CAMPBEL, 1980; FOY, 1984). Como essas informações são da década de 80, não se sabe, entretanto, se elas podem ser aplicadas à soja RR, amplamente cultivada no RS.

Nos solos brasileiros, o excesso de Mn é considerado um problema comum em solos ácidos, sendo corrigido com a elevação do pH (FERREIRA et al., 2001). Além do pH, o teor de Mn disponível no solo depende da rocha de origem, do potencial de oxi-redução do solo, principalmente, do solo da rizosfera (volume de solo imediatamente em contato com o sistema radicular) e da atividade microbiana. Entre estes fatores, o pH e o potencial redox são os mais importantes, desde que o teor de Mn total do solo seja elevado. Assim, solos originados de rochas contendo baixos teores de Mn e com valor de pH menor que 5,0, não apresentam problemas de toxidez desse nutriente às plantas. Por outro lado, em solos originados de rochas contendo elevados teores de Mn, como o basalto, os níveis desse micronutriente, em geral, são tóxicos às plantas, quando o valor do pH é menor que 5,5 e o teor de Mn trocável maior que 20 mg/dm3 (VIDOR e FREIRE, 1972).

A maioria dos solos do Planalto do RS é formada de rochas basálticas (BRASIL, 1973) e os teores de Mn, nos Latossolos argilosos dessa região são, em geral, elevados. Nesses solos, quando o valor de pH é maior do que 6,0, o teor desse micronutriente na solução do solo decresce muito e pode ocorrer deficiência de Mn às plantas.

Embora em condições naturais, os teores de Mn são elevados nos Latossolos argilosos do Planalto do RS, a maioria dos solos dessa região foi modificada com o uso agrícola. Assim, a acidez e os teores tóxicos de Mn foram, em geral, corrigidos. Em função disso, a toxidez de Mn nesses solos não tem sido expressiva como fator limitante à produtividade das culturas de grãos, como a soja, o milho, o trigo e etc. Essa toxidez era comum nas décadas passadas, pois a prática da calagem não era ainda muito difundida, como atualmente, e as cultivares de soja eram sensíveis, sendo comum ainda à toxidez de alumínio às plantas.

Por outro lado, nesses dois últimos anos, ocorreram sintomas visuais típicos de toxidez de Mn em folhas de soja, em certas lavouras cultivadas com o sistema de plantio direto, localizadas no Planalto do RS. Em 2005 e 2006, esses sintomas chamaram a atenção dos produtores, pois ocorreram de forma mais evidente que o observado em outros anos, quando a estiagem não foi tão expressiva. Como ilustrado nas figuras 2a e 3a, as plantas com sintoma apresentavam clorose nas margens dos folíolos e enrugamento, ou encarquilhamento, caracterizado como um relativo dobramento do limbo foliar. Além disso, as plantas apresentavam crescimento atrofiado (Figura 2b). Em lavouras com sintomas mais severos, constatou-se, ainda, que esses evoluíram para manchas pardas e necróticas (Figura 3a), sendo esse tipo de necrose relacionados ao acúmulo de óxidos de Mn na planta (BUSLER, 1981). Os sintomas de excesso de Mn, ilustrados nas figuras 2 e 3, ocorreram em manchas, as quais estavam distribuídas, aleatoriamente, nas lavouras. Segundo o relato dos produtores, o rendimento de grão é cerca de 15 a 45 % menor nas plantas com sintomas em relação às sem sintomas.

Figura 2. (a) Folíolos com enrugamento do limbo foliar e (b) plantas atrofiadas em lavoura de soja, do município de Ibirubá, RS. Safra 2004/2005.

Figura 3. (a) Folíolos com clorose marginal e manchas necróticas de plantas de soja, coletadas em (b) uma lavoura no município de Espumoso, RS. Safra 2005/06.

A ocorrência desses sintomas nos foi comunicada pelos colegas Danilo Soares, da Cooperativa de Ibirubá; Márcia Prediguer, Assistente Técnica de Vendas da Bayer CropScience; e Jossolé de Oliveira, da Cooperativa Tritícola de Espumoso Ltda, com o propósito de esclarecer as causas e encontrar soluções. Antes disso, o Engenheiro Agrônomo Danilo Soares teve a iniciativa de amostrar o solo da lavoura do Sr. Hilário Possamai, em Ibirubá, para análise química, sendo as amostras coletadas na camada de 0 a 10 cm. Os resultados dessa análise constam no quadro 1 e indicaram que as características químicas das amostras, principalmente, quanto a acidez e teor de Mn, estavam adequadas. Por outro lado, além dos sintomas foliares, o aspecto (menor porte, massa e área foliar) das plantas indicava que algo estava limitando o desenvolvimento. Nessa ocasião, amostras das plantas (com e sem sintomas) foram analisadas em laboratórios de fitopatologia, de entomologia e de virologia, mas nenhum problema foi diagnosticado. Tendo em vista verificar se esses sintomas tinham relação com a fertilidade do solo, amostras de solos e de plantas, além do perfil do solo e do sistema radicular da soja, de lavoura onde esses sintomas foram observados, foram avaliados neste trabalho.

Material e Métodos

Amostras de plantas e solos foram coletadas na lavoura de soja de Henrique Friedrich, em Ibirubá, e de Antônio Carlos Ritter Inácio, na localidade Pontão do Butiá, em Espumoso, ambas no RS. Essas amostras foram submetidas à análise química e física (solo), sendo coletadas nas manchas com sintomas e nas áreas sem sintomas típicos de toxidez de Mn. Assim, foram comparados os resultados obtidos nas plantas com sintomas com os obtidos nas sem sintomas.

Na lavoura de Ibirubá a caracterização das amostras foi mais detalhada, incluindo, ainda, o exame do perfil do solo (50 cm de profundidade) e das raízes das plantas, pois as manchas com sintomas existem há 10 anos e, segundo o produtor, estão progredindo em extensão. Além disso, intrigou o fato das características químicas do solo, amostradas na camada de 0 a 10 cm, na safra 2004/05, estarem adequadas, incluindo os teores de Mn trocável (Quadro 1). Nas duas últimas safras de soja, esses sintomas foram mais expressivos, sendo isso, principalmente, evidenciado com o uso de sementes de plantas de ciclo precoce. O solo da lavoura de Ibirubá é um Latossolo Vermelho e foi corrigido com calcário, em superfície, em 2003. No inverno, ele é coberto com azevém para pastoreio.

Quadro 1. Teor de argila (Arg.), pH em água (pH), fósforo (P), potássio (K), matéria orgânica (MO), cálcio (Ca), magnésio (Mg), capacidade de troca de cátions (CTC), saturação por bases (V), enxofre (S), boro (B), manganês (Mn), zinco (Zn) e cobre (Cu) de um Latossolo Vermelho com plantas de soja com e sem sintomas de desequilíbrio nutricional. Ibirubá, RS, safra 2004/05.

Na lavoura de Espumoso, as manchas com sintomas surgiram em 2005/06, não tendo sido observadas anteriormente. O solo dessa última área é do tipo hidromórfico (mal drenado), tendo sido drenado. Durante o inverno, a área é cultivada com trigo ou aveia, não tendo pastoreio. Nesse solo foi aplicado calcário em superfície, quatro anos antes de surgirem os sintomas nas plantas de soja.

A semente utilizada, em ambas as lavouras, é a da soja transgênica RR. Na lavoura de Ibirubá, a semente foi tratada na Cooperativa, onde teve a adição dos micronutrientes cobalto e molibdênio. Nessa última lavoura, a profundidade de semeadura foi de cerca de 15 cm, tendo sido utilizado o sulcador do tipo ”botinha”. Na lavoura de Espumoso a semeadura foi feita utilizando disco, sendo as sementes colocadas na profundidade de cerca de 7 cm.

Para as análises químicas do solo, esse foi amostrado nas camadas de 0 a 10, 10 a 20 e 20 a 30 cm, com pá de corte. Para tanto, foram abertas pequenas trincheiras (25 cm de largura por 50 cm de profundidade), em vários pontos da lavoura, nas manchas onde estavam as plantas com e sem sintomas. Nessas áreas, foram coletadas 5 subamostras de solo e 20 de plantas para compor amostras compostas, no estádio V6 da soja. Após a amostragem, as amostras foram secas em estufa, a 45 0C (solo) e a 65 0C (planta), trituradas e tamisadas em peneira com abertura de malha de 2 mm (solo) e 0,5 mm (planta). As amostras de solo e plantas foram analisadas quimicamente no Laboratório de Química do Solo e no Laboratório de Análise de Solos, da FAMV/UPF, utilizando a metodologia descrita em TEDESCO et al. (1995).

Para verificar o perfil do solo e a distribuição do sistema radicular, foi examinada a estrutura do solo, a forma e a distribuição do sistema radicular das plantas e a resistência do perfil do solo ao toque com a ponta de uma faca, nas trincheiras abertas para a amostragem química do solo.

Na lavoura de Ibirubá, a análise dos nutrientes nas plantas foi efetuada na folha índice (Terceiras folhas do terço superior, coletadas no florescimento). Essa folha é utilizada como padrão no diagnóstico nutricional de plantas. Além da folha índice, foram analisadas a planta inteira e a reunião da terceira, quarta e quinta folha (F 4-6), coletadas no estádio V6. Na lavoura de Espumoso, somente essas últimas folhas foram analisadas.

As análises físicas consistiram na avaliação da densidade do solo, densidade relativa, porosidade de aeração e porosidade total. Essas análises foram efetuadas em amostras com estrutura preservada e coletadas na lavoura em Ibirubá, nas manchas com as plantas com sintomas. As amostras de solo para a análise física foram coletadas no fim do ciclo da lavoura de soja, tendo sido analisadas no Laboratório de Física e Água do Solo da FAMV/UPF, conforme metodologia descrita em EMBRAPA (1997).

Resultados e Discussão

Características químicas do solo

Nas amostras coletadas na lavoura de Ibirubá, na safra 2005/06 (Quadro 2; Figuras 4 e 5), os resultados da análise de solo foram semelhantes aos obtidos na amostragem efetuada em 2004 (Quadro 1), pois os resultados também indicaram ausência de limitações de natureza química (pH em água, saturação por bases, teores de Ca, Mg, Mn e Al trocáveis), para o desenvolvimento das plantas de soja, na camada de 0 a 10 cm (Quadro 2, Figuras 4 e 5).

Figura 4. (a) Teores de manganês (Mn) e (b) valores de pH em três profundidades de amostragem do solo, em uma lavoura de soja. Ibirubá, RS, safra 2005/06.

Figura 5. (a) Teores de zinco (Zn) e (b) de cálcio (Ca) em três profundidades de amostragem do solo, em uma lavoura de soja. Ibirubá, RS, safra 2005/06.

Quadro 2. Teor de argila (Arg.), fósforo (P), potássio (K), matéria orgânica (MO), cálcio (Ca), magnésio (Mg), capacidade de troca cátions (CTC), saturação por bases (V) e enxofre (S) de um Latossolo com plantas de soja com e sem sintomas de desequilíbrio nutricional. Ibirubá, RS, safra 2005/06.

Os resultados da análise de solo indicaram também que as condições da acidez e os teores de Mn do solo estavam em níveis adequados para a cultura da soja, em todas as camadas amostradas. Isso foi verificado tanto nas amostras coletadas nas áreas com plantas sem sintomas, como nas manchas com plantas com sintomas (Quadro 2, Figuras 4 e 5).

Na camada de 0 a 10 cm, do solo amostrado em Ibirubá, constatou-se que a disponibilidade de nutrientes essenciais, como o P, K, S, Mn, Zn, Cu e B, estava de acordo com os valores considerados adequados pela pesquisa estadual (SOCIEDADE..., 2004). Por outro lado, nas profundidades maiores que 10 cm, os teores de K e de P decresceram expressivamente (Quadro 2), sendo considerados baixos, de acordo com os critérios adotados pela pesquisa estadual (SOCIEDADE..., 2004). Embora houve decréscimo desses dois nutrientes com a profundidade do solo, isso foi verificado tanto nas amostras coletadas nas manchas com plantas com sintomas, como nas áreas com plantas sem sintomas, indicando que os baixos teores de K e P nas camadas mais profundas do solo não tiveram relação com os sintomas observados. Além disso, o valor de pH e o teor de Mn, em ambas as amostras, não variou com a profundidade de amostragem, nas amostras das áreas com e sem os sintomas (Figura 4).

Os resultados das análises de solo das amostras coletadas em Ibirubá não indicaram a ocorrência de impedimentos químicos para o desenvolvimento das raízes da soja, como o excesso de Al, Mn ou de hidrogênio (baixo pH). Por outro lado, sabe-se que as plantas se beneficiam dos nutrientes do solo desde que as características físicas e biológicas, além dos fatores ambientais (temperatura, água, etc), sejam também favoráveis ao desenvolvimento vegetal. Em solos intemperizados, como os Latossolos, geralmente, uma ou mais dessas características, tendem a ser desfavorável ao desenvolvimento radicular. Na lavoura de Ibirubá, possivelmente, a interação entre as características físicas e químicas do solo (discutida no item ”Influência da compactação na disponibilidade de manganês”) tenha sido a causa do maior acúmulo de Mn e Fe, observado no tecido das plantas com sintomas (discutido no item ”Características químicas das plantas”).

Além das características físicas, os teores de Mn e Fe obtidos nas amostras coletadas em Ibirubá, podem ainda ter sido influenciado pela coleta e mistura a campo e pelo preparo (secagem em estufa, moagem e peneiramento) das amostras no processo de análise de solo. Esses procedimentos são necessários para a análise química, pois facilitam a operação e, principalmente, interrompem as alterações das características químicas do solo (Tedesco et al., 1995). Como a disponibilidade desses nutrientes depende muito do potencial de oxi-redução do solo, sendo menor quando há maior teor de oxigênio, é possível que esse potencial tenha sido modificado com o manuseio das amostras, necessário para a amostragem e o preparo para as análises químicas. Com a amostragem e o preparo das amostras ocorre a aeração, o que resulta em condições de oxidação do Mn. Por outro lado, sabe-se que, principalmente, a secagem, pode alterar a solubilidade do Mn do solo. Conforme Myazawa et al. (1993), a solubilidade de Mn aumento em valores que variam de 10 a 60 mg/dm3, em solos do Paraná submetidos à secagem em estufa.

Nas amostras coletadas na lavoura de Espumoso, os resultados da análise de solo indicaram baixo valor de pH em água, baixos teores de Ca e de Mg e altos teores e saturação por Al trocável (Quadro 3, Figuras 5 e 6). O elevado teor de Mn trocável nessa lavoura foi constatado nas amostras das manchas onde estavam as plantas com sintomas. Nessas amostras, o teor de Mn trocável variou de 35 mg/dm3 (20 a 30 cm) a 43 mg/dm3 (0 a 10 cm), enquanto nas amostras coletadas nas áreas com plantas sem sintomas, essa variação foi de 12 mg/dm3 (0 a 10 cm) a 34 mg/dm3 (20 a 30 cm, Figura 5b). Além disso, os teores de P e de B foram baixos, em todas as profundidades e amostras coletadas na lavoura de Espumoso. Isso também ocorreu com os teores de K, que é considerado baixo nas amostras das camadas mais profundas que 10 cm (Quadro 3).

Quadro 3. Valor do pH em água (pH), teores de fósforo (P), potássio (K), matéria orgânica (MO), cálcio (Ca), magnésio (Mg), alumínio trocável (Al), saturação por bases (V) e por alumínio (m) de um Latossolo com plantas de soja com e sem sintomas de desequilíbrio nutricional. Espumoso, RS, safra 2005/06.

Figura 6. (a) Valores de pH em água e teor de manganês trocável (Mn) em três profundidades de amostragem do solo, em uma lavoura de soja. Espumoso, RS, safra 2005/06.

Os resultados obtidos na amostra da lavoura de Espumoso indicaram que diversas características químicas estavam limitando o desenvolvimento das plantas de soja. Dessa forma, era evidente a campo a menor estatura e quantidade de biomassa nas plantas com sintomas e das plantas em geral, quando comparadas com as plantas da lavoura de Ibirubá.

Entre os nutrientes analisados nas amostras de solos coletadas na lavoura de Espumoso, somente os teores de Mn diferiram expressivamente entre as amostras comparadas. Os teores de Mn obtidos nas amostras das manchas com plantas com sintomas concordam com o teor de cerca de 30 mg/dm-3 relatado por Vidor e Freire (1972) e que indicam maior decréscimo da produção da soja. Assim, na lavoura de Espumoso, possivelmente, os sintomas observados nas plantas de soja foram causados pelo excesso de Mn trocável do solo, em condições de acidez acentuada. Ao contrário dos resultados obtidos nas amostras coletadas na lavoura de Ibirubá, os procedimentos de amostragem e de preparação das amostras para a análise química de solo, não foram importantes para modificar o potencial de oxi-redução do solo e decrescer os teores de Mn trocável das amostras coletadas em Espumoso. Isso indica que nessa última área as condições de acidez foram determinantes na disponibilidade de Mn do solo, enquanto que no solo coletado em Ibirubá essa disponibilidade parece estar associada às condições de redução (baixa aeração).

Figura 7. (a) Teores de alumínio trocável (Al) e (b) da saturação por Al (m) em três profundidades de amostragem do solo, em uma lavoura de soja. Espumoso, RS, safra 2005/06.

Características químicas das plantas

Embora a análise química do solo, coletado na lavoura de Ibirubá, não indicou excessos de Mn, as plantas de soja apresentavam sintomas típicos da toxidez desse micronutriente. Assim, a causa desses sintomas não foi diagnosticada com a análise de solo. Por outro lado, os resultados da análise química das plantas, amostradas nesta lavoura, indicaram maior concentração de Mn e Fe no tecido foliar da soja com sintomas, em relação a sem sintomas (Figuras 8 e 9).

Como mostram os resultados das figuras 8 e 9, os teores de Mn e Fe variaram com a parte da planta analisada. Na folha índice, houve maiores teores desses nutrientes nas plantas com sintomas, mas os valores de Mn, obtidos nessas amostras (96 e 102 mg/kg, safras 2005 e 2006, respectivamente, Figura 8), foram pouco maiores que o padrão considerado adequado pela pesquisa (20 a 100 mg/kg, SOCIEDADE..., 2004). Os resultados de Fe obtidos nessas folhas também diferiram entre as amostras com e sem sintoma, entretanto, os teores de 181 e 230 mg/kg (safras 2005 e 2006, respectivamente, Figura 9) estão de acordo com a faixa de Fe considerada adequada na folha índice da soja (50 a 350 mg/kg; SOCIEDADE..., 2004).

Figura 8. Teor de manganês (Mn) na folha índice (FI), nas folhas 4, 5 e 6 (F 4-6) e na planta inteira (PI) em plantas de soja, com e sem sintomas de toxidez de Mn, coletadas em Ibirubá e Espumoso, RS.

Figura 9. Teor de ferro (Fe) na folha índice (FI), nas folhas 4, 5 e 6 (F 4-6) e na planta inteira (PI) em plantas de soja, com e sem sintomas de toxidez de Mn, coletadas em Ibirubá e Espumoso, RS.

Como constatado na folha índice, nas amostras da planta inteira (PI), os teores obtidos de Mn foram pouco maiores nas amostras com sintomas. Por outro lado, os resultados obtidos nas folhas 4-6 expressaram melhor o acúmulo de Mn e Fe nas plantas de soja. O teor desses nutrientes nessas folhas foi maior que o verificado na análise da folha índice e da planta inteira (Figuras 8 e 9). Nas folhas 4-6 o teor de Mn foi de 141 mg/kg, nas amostras com sintomas, e de 124 mg/kg nas amostras sem sintomas (Figura 8). Esse teor de Mn nas folhas com sintomas foram semelhantes ao relatado por Heenan e Campbell (1980), que constataram esses sintomas em folhas de sojas contendo 140 mg/kg de Mn.

Nas amostras coletadas em Espumoso, os teores de Mn e Fe das folhas 4-6 também indicaram diferenças acentuadas entre as plantas avaliadas, sendo observado maior teor de Mn nas amostras com sintomas (69 mg/kg) em relação as amostras sem sintomas (19 mg/kg) (Figura 8). Esses menores teores de Mn nas amostras de Espumoso em relação às coletadas em Ibirubá devem estar relacionados com a menor estatura e quantidade de biomassa nas plantas de Espumoso, as quais foram prejudicadas pelas condições limitantes de acidez e de disponibilidade de outros nutrientes, como comentado no item ”Características químicas do solo”.

Os resultados apresentados na figura 9 mostram que o teor de Fe nas folhas 4-6, coletadas nas plantas com sintomas, foi de 748 mg/kg e nas plantas sem sintomas esse teor foi de 295 mg/kg. Assim, houve cerca de 2,5 vezes mais Fe nas amostras com sintomas em relação às sem sintomas. Por outro lado, essas diferenças não foram obtidas nas amostras das folhas índices e da planta inteira (Figura 9). Os resultados ilustrados na figura 9 também mostram que o acúmulo de Fe nas folhas 4-6, coletadas nas plantas com sintomas e na lavoura de Ibirubá, foi mais expressivo que o acúmulo de Mn (Figura 8), sendo essas diferenças menos expressivas nas amostras coletadas em Espumoso (Figuras 8 e 9). Possivelmente, isso esteja relacionado com as condições de redução do solo da lavoura de Ibirubá (baixa aeração, discutida no item ”Características físicas e perfil do solo e das raízes de soja”). As condições de redução do Mn relacionadas com a sua toxidez são muito parecidas com as que causam o excesso de Fe nas plantas (BOHN et al., 1985). Conforme esses autores, os processos de redução do Mn no solo, e que aumentam a disponibilidade desse nutriente, são mais lentos que as transformações redutoras do Fe, sendo que esse último responde mais rápido que o Mn ás mudanças do potencial oxi-redutor do solo. Assim, obtiveram-se maiores diferenças entre os teores de Fe das plantas com e sem sintomas, que de Mn, nas amostras de Ibirubá, onde a redução desses nutrientes parece ter sido determinante na disponibilidade às plantas.

Embora a folha índice seja utilizada como folha padrão para o diagnóstico nutricional das plantas, os teores de Mn e Fe das folhas 4-6 das amostras estudadas expressaram melhor o acúmulo desses elementos no tecido foliar, indicando que essas folhas foram mais adequadas para o diagnóstico dos sintomas avaliados, neste trabalho. Possivelmente, isso se deve ao estádio que se encontrava a planta, quando houve a manifestação mais expressiva dos sintomas. Eles ocorreram, principalmente, no estádio V4 a V6, ocasião em que essas folhas estavam recém expandidas, constituindo a principal área foliar da soja em termos de acúmulo de nutrientes. Por outro lado, os sintomas não foram expressivos no florescimento pleno, quando foi coletada a folha índice.

Os resultados obtidos na análise química dos demais macro (N, P, K, Ca, Mg e S) e micronutrientes (Cu, Zn e B) nas plantas de soja coletadas em Ibirubá não variaram expressivamente entre as amostras com e sem sintomas (resultados não apresentados).

Características físicas e perfil do solo e das raízes de soja

Na lavoura de Ibirubá, a interação entre as características físicas e químicas do solo, possivelmente, tenha sido a causa do maior acúmulo de Mn e Fe, observado no tecido das plantas com sintomas. No solo dessa lavoura, foi constatada a presença de camada compactada, quando do exame do perfil do solo e das raízes (Figura 10). Por outro lado, os resultados das análises químicas indicaram baixos teores de Mn trocável no solo, ou de outros elementos químicos que inibem o desenvolvimento das raízes.

Figura 10. Perfil do solo e do sistema radicular de soja com sintomas de toxidez de manganês. Ibirubá, safra 2005/06.

Como ilustrado na figura 10, a camada mais compactada, identificada no solo das plantas com sintomas, foi detectada em profundidades maiores que 10 cm. A estrutura e a localização dessa camada assemelha-se aquela que ocorre em solos mobilizados, denominada de ”pé de grade”. Na camada compactada, o desenvolvimento das novas raízes é prejudicado, o que compromete o desenvolvimento das plantas, pois a taxa de absorção de nutrientes é maior nas raízes novas que nas mais antigas, espessas e lignificadas.

Na camada compactada, as raízes cresceram no sentido lateral, enquanto que em solos bem estruturados esse crescimento é no sentido vertical (geotropismo). Nessa camada, havia poucas raízes secundárias e pelos radiculares (Figura 10), sendo esse padrão de crescimento típico de solos compactados.

Os resultados obtidos na avaliação física do solo também indicaram problemas de degradação da estrutura, principalmente, na camada de 10 -15 cm (Quadro 4). Nessa camada a densidade relativa (DR), que consiste de uma relação entre a densidade do solo no campo com a densidade máxima do solo, foi de 0,92. Quando o valor da DR é maior que 0,90, a resistência mecânica do solo à penetração das raízes fica muito alta, impedindo o crescimento radicular (KLEIN, 2006), como observado no sistema radicular da soja cultivada nessa área. Em relação à porosidade de aeração (determinada em potencial mátrico de 6 KPa, equivalente a condição de umidade a capacidade de campo), constatou-se que em todas as camadas esse valor foi menor daquele considerado crítico (0,1 m3 m-3). Isso indica que o perfil do solo, como um todo, está adensado, o que prejudica o desenvolvimento das raízes. A compactação do solo na camada de 0 a 15 cm é muito prejudicial à soja, pois o sistema radicular dessa planta, em geral, tende a concentrar nessa camada. Há relatos que cerca de 40 % da superfície radicular está concentrada na massa de raízes existente nessa camada (RAPER e BARBER, 1970).

Quadro 4. Densidade do solo, densidade relativa, porosidade de aeração e porosidade total, em camadas de solo, coletadas na lavoura de Ibirubá, safra 2005/06. Média de seis repetições.

Influência da compactação na disponibilidade do manganês do solo

O exame do perfil do solo e do sistema radicular a campo (Figura 10), assim como os resultados apresentados no quadro 4, indicaram que o solo estava compactado, resultando em menor teor de oxigênio na rizosfera das plantas. Além de limitar diretamente o metabolismo vegetal, o baixo teor de oxigênio influencia o equilíbrio dinâmico do Mn no solo. O Mn é absorvido pelas plantas na forma iônica, como cátion divalente, Mn2+. Essa forma de Mn na solução do solo (água contendo sais e outras substâncias dissolvidas) ocorre, principalmente (> 90 %), combinada (complexada ou quelatizada) com compostos orgânicos (BOHN et al., 1985). O Mn2+ da solução está em equilíbrio com o Mn2+ ligado (adsorvido) as partículas do solo, de onde ele é reposto para a solução, à medida que é absorvido pelas plantas. Quando há disponibilidade de oxigênio no solo e/ou acréscimo do pH, o Mn divalente é transformado para a forma trivalente de Mn3+ (Mn2O3). Essa última forma de Mn ainda pode ser transformada para Mn4+ tetravalente (MnO2), o qual é um óxido (Pirolusita) muito estável e insolúvel (BOHN et al., 1985). Esse equilíbrio regula a disponibilidade ou a toxicidade do Mn, pois Mn divalente é mais ou menos absorvido pelas plantas quando o equilíbrio tende a formar mais essa forma de Mn. Isso pressupõe menor valor de pH e/ou menor aeração do solo (ambiente de redução). Esse último fator é regulado pela compactação do solo, além da má drenagem, pois solos compactados apresentam menor porosidade de aeração, aumentando, portanto, a disponibilidade de Mn divalente na solução do solo. Em solos ricos em Mn total, como os Latossolos argilosos e os Nitossolos do Planalto do RS, a compactação, a acidez, ou qualquer outro fator que favoreça a redução do Mn trivalente estará induzindo a toxidez desse elemento em plantas sensíveis. Sabe-se que as plantas apresentam diferenças quanto à tolerância ao excesso de Mn divalente do solo. Por outro lado, pouco se sabe sobre as diferenças entre as variedades novas de soja, principalmente, as transgênicas, quanto à sensibilidade/tolerância a toxidez de Mn.

As plantas tolerantes apresentam mecanismos fisiológicos de maior tolerância interna e/ou externa, como o maior poder de oxidação da rizosfera, decrescendo o Mn divalente e aumentando o Mn insolúvel (FOY, 1984). Esse último mecanismo pode estar, ainda, associado a microbiota desenvolvida nessa parte do solo, ou ocorrer em microsítios anaeróbicos do solo. Dessa forma, o acréscimo (ambiente de redução ou baixa aeração) ou decréscimo (ambiente de oxidação ou boa aeração) da disponibilidade de Mn divalente na solução do solo ocorre em múltiplos compartimentos. Como esses compartimentos são pontuais e encontrados de forma dispersa no solo, fica evidente a importância do desenvolvimento radicular para a absorção do Mn divalente (Figura 1). Além disso, isso evidencia a importância das camadas adensadas ou compactadas do solo, como ambiente redutor do Mn oxidado, aumentando o Mn divalente na solução. Como essas camadas ocorrem na sub-superfície, elas são alcançadas pelas raízes das plantas, quando essas aprofundam o sistema radicular em busca de água, o que é acentuado em épocas de estiagens, como ocorreu nos cultivos de soja, em 2004 e 2005. Assim, a raiz encontra maiores teores de Mn disponível, nessas camadas, havendo acúmulo desse na parte aérea das plantas, como observado na lavoura de Ibirubá, avaliada neste trabalho.

Considerações finais

Os resultados obtidos nesse trabalho possibilitam concluir que houve toxidez de Mn nas plantas de soja com sintomas foliares. Nas amostras coletadas na lavoura de Ibirubá, essa toxidez não pode ser diagnosticada com a análise química do solo. Como discutido no trabalho, possivelmente o manuseio das amostras no laboratório e na amostragem a campo, pode ter diminuído o teor de Mn, cuja disponibilidade era maior no solo compactado. Por outro lado, a análise do teor desse nutriente nas plantas, quando da manifestação dos sintomas de toxidez, possibilitou diagnosticar esse problema, em ambas as lavouras estudadas. O diagnóstico do tecido vegetal foi mais informativo quando efetuado nas folhas recém maduras (folhas 4-6), do que quando efetuado na planta inteira ou na folha índice.

No solo da lavoura de Espumoso, foi possível diagnosticar a toxidez de Mn com a análise química de solo. Possivelmente, isso deve-se a acidez ter sido mais determinante em aumentar o Mn disponível do que os processos de redução desse nutriente. Por outro lado, o oposto deve ter ocorrido nas amostras coletadas em Ibirubá, onde os processos de redução do Mn (isto é, aumento desse nutriente) foram determinantes em aumentar a disponibilidade .

Como evidenciado no exame das raízes da soja, essas exploravam o solo, principalmente, nas profundidades de cerca de 20 cm (plantas com sintomas) e de 30 cm (plantas sem sintomas). Nessas camadas, os teores de P e K do solo foram deficientes, o que não ocorreu na camada de 0 a 10 cm. Por outro lado, essa camada é recomendada para o diagnóstico da fertilidade do solo, no sistema de plantio direto, para as lavouras em geral. No entanto, no RS, tem sido freqüente a ocorrência de estiagem, reduzindo, expressivamente, o rendimento das culturas de verão. Durante a estiagem, o sistema radicular explora camadas mais profundas que 10 cm, em busca de água. Geralmente, essas camadas não são melhoradas pelos efeitos benéficos do sistema de plantio direto (acúmulo de matéria orgânica, de raízes, de nutrientes reciclados pelos restos culturais, de corretivos e fertilizantes, etc), na mesma intensidade que ocorre na camada de 0 a 10 cm. Como constatado neste trabalho, em anos com estiagem, é importante que as camadas sub-superficiais do solo tenha condições físico-química-biológicas adequadas, como, geralmente, ocorre nas camadas superficiais. Por outro lado, o manejo do solo, da adubação e da calagem e da cultura da soja, utilizados nas lavouras avaliadas neste trabalho e em muitas outras do Planalto do RS, não tem a preocupação de melhorar as camadas sub-superficiais. No entanto, sabe-se que para produções elevadas, as plantas têm que serem adaptadas as características de solo, ou o solo ao tipo de planta. Assim, os sintomas de Mn, relatados nesse trabalho, alertam sobre a necessidade de adotarmos esse princípio no manejo das culturas de verão cultivadas no Sistema Plantio Direto.

Referências Bibliográficas

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Publicado: Revista Plantio Direto, edição 95, setembro/outubro de 2006. Aldeia Norte Editora, Passo Fundo, RS.