Professora Cristiane Miranda Martins Disciplina Agricultura ... - IFTO
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<strong>Professora</strong> <strong>Cristiane</strong> <strong>Miranda</strong> <strong>Martins</strong> <strong>Disciplina</strong> <strong>Agricultura</strong> Geral<br />
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO<br />
DISCIPLINA: <strong>Agricultura</strong> Geral – Médio Integrado PROFESSORA: <strong>Cristiane</strong> <strong>Miranda</strong> <strong>Martins</strong><br />
APOSTILA: Nutrição mineral de plantas - Enxofre<br />
pregado como medicamento em tônicos especiais. A queima do enxofre era parte dos rituais religiosos do<br />
Egito há 4000 anos atrás. Um dos seus usos industriais mais antigos deve-se também aos egípcios que,<br />
em 1600 a.C. já usavam SO2 (queima do enxofre) para clarear o algodão. Na mitologia grega,<br />
encontramos o enxofre sendo queimado para fumigação (desinfestação de materiais utilizando gases<br />
voláteis). Seu uso em explosivos data de 500 d.C., na China e, depois, no preparo do “fogo grego”, usado<br />
em guerras na Idade Média. Plínio, “O Velho”, relata vários usos do enxofre. Aliás, ele, ironicamente,<br />
morreu durante a grande erupção do Vesúvio, no ano de 79 d.C., provavelmente asfixiado por vapores de<br />
enxofre e seus compostos.<br />
É um sólido amarelo pálido, inodoro, sem sabor, insolúvel em água, quebradiço e mal condutor de<br />
eletricidade. Estima-se que o enxofre seja o nono elemento mais abundante no universo. Constitui cerca<br />
de 0,03% da crosta terrestre. Geralmente, pode ser encontrado como sulfetos (ZnS – sulfeto de zinco, Cãs<br />
– sulfeto de cálcio, H2S – sulfeto de hidrogênio), sulfatos (SO4 2- Sulfur, nome latino dado ao enxofre. Já conhecido em épocas remotas, é<br />
citado no Livro Gênese. No entanto, só foi classificado como elemento em 1777, pelo<br />
químico francês Antoine Lavoisier.<br />
A história do enxofre perde-se na Antigüidade. O homem pré-histórico fez<br />
uso dele como pigmento de pintura em cavernas. Em eras remotas, já havia sido em-<br />
) e mesmo como enxofre elementar (S),<br />
ou em forma orgânica. Como enxofre livre na natureza, ocorre principalmente em depósitos vulcânicos<br />
ou sedimentares. Encontram-se também nos carvões, petróleos e gás natural sob a forma de compostos<br />
orgânicos.<br />
Importância do enxofre<br />
Há longo tempo o enxofre é reconhecido como essencial ao crescimento, quer dos vegetais, quer dos<br />
animais. Faz parte da molécula de proteína, vitais para o nosso corpo, estando presentes cerca de 140 g de<br />
enxofre no ser humano.<br />
A natureza recicla enxofre sempre que um animal ou planta morre. Quando apodrecem, as substâncias<br />
chamadas de sulfatos, combinados com a água, são absorvidos pelas raízes das plantas. Os animais o<br />
obtêm comendo vegetais ou comendo outros animais.<br />
Fontes naturais de enxofre<br />
Existem três grandes fontes naturais pelas quais os vegetais poderão ser supridos com enxofre<br />
assimilável:<br />
a. Solos minerais – existe enxofre combinado em diversos solos minerais e dos quais poderá ser liberado<br />
para os vegetais em crescimento. Por exemplo, os sulfetos de ferro (FeS), são encontrados em muitos<br />
solos, especialmente naqueles com drenagem limitada. São especialmente abundantes nas áreas<br />
alagadiças sujeitas a marés. Mediante oxidação os sulfetos são transformados em sulfatos, que tornam-se<br />
rapidamente assimiláveis para utilização pelos vegetais.<br />
Na reação de oxidação ocorre a perda de elétrons, enquanto a reação de redução consiste em ganhar<br />
elétrons.<br />
b. Enxofre atmosférico – a queima de combustíveis, especialmente de carvão, libera para a atmosfera o<br />
dióxido de enxofre (SO2) e outros compostos deste mineral. Na realidade, o montante de enxofre no ar<br />
está, via de regra, diretamente relacionado com a distância dos centros industriais. Exceto nas<br />
proximidades das praias, onde o sal pulverizado contém enxofre em quantidades significativas e nas<br />
proximidades de alagadiços que são fontes de sulfeto de hidrogênio, ácido sulfídrico ou gás sulfídrico<br />
(H2S), a combustão do carvão se constitui no manancial mais importante de enxofre atmosférico.<br />
c. Enxofre sob a forma orgânica – na maioria dos solos de superfície de regiões úmidas, uma<br />
significativa porção do enxofre acha-se sob a forma orgânica. O enxofre adicionado nos resíduos vegetais<br />
encontra-se, na sua maioria, sob a forma de proteínas que são normalmente submetidas a imediata<br />
desintegração microbiana. O enxofre, juntamente com o nitrogênio, fica estabilizado durante a formação<br />
do humo. Nestas formas estáveis, ele é protegido contra rápida liberação e em conseqüência, não poderá<br />
ser perdido ou captado pelos vegetais superiores.
Figura 1. Ciclo biogeoquímico do enxofre.<br />
Enxofre no solo<br />
Embora a quantidade de S nos solos e na biomassa seja insignificante diante dos grandes reservatórios<br />
terrestres, a vida no planeta e a produção de alimentos dependem da ciclagem destes nutrientes no sistema<br />
solo-planta. As interações e fluxos de S neste sistema são complexos, assim como suas interações com os<br />
demais reservatórios (Figura 2).<br />
Figura 2. Interações e fluxos de S<br />
As principais fontes de S para o solo são os minerais primários, sobretudo o sulfeto de Fe e o gesso, a<br />
deposição atmosférica seca (poeira) ou úmida (chuvas), os resíduos vegetais e animais, e os pesticidas e<br />
fertilizantes.<br />
O enxofre do solo está sujeito a transformações microbianas, influenciadas pelas condições ambientais<br />
que afetam a composição e a atividade dos microrganismos. Em todos os solos, em maior ou em menor<br />
intensidade, ocorrem os seguintes processos:<br />
* Mineralização ou decomposição de enxofre orgânico com liberação de formas inorgânicas;<br />
* Imobilização ou conversão do enxofre inorgânico em compostos orgânicos dos microrganismos;<br />
* Produção de sulfetos pela redução de sulfatos;<br />
* Produção de formas voláteis;<br />
* Oxidação de enxofre elementar ou outras formas reduzidas.<br />
VAMOS ENTENDER MELHOR ALGUMAS ETAPAS?<br />
<strong>Professora</strong> <strong>Cristiane</strong> <strong>Miranda</strong> <strong>Martins</strong> <strong>Disciplina</strong> <strong>Agricultura</strong> Geral
Mineralização – não chega a surpreender que o enxofre se comporte de maneira muito semelhante ao<br />
nitrogênio, à medida que é absorvido pelos vegetais e microrganismos e que se movimente ao longo do<br />
seu ciclo. As formas orgânicas deverão ser mineralizadas pelos organismos do solo para que o enxofre<br />
possa ser utilizado pelos vegetais. A reação de mineralização poderá ser expressa da maneira a seguir:<br />
Enxofre orgânico Produtos em decomposição Sulfatos<br />
Proteínas e<br />
outras<br />
combinações<br />
orgânicas<br />
H2S e outros sulfetos<br />
são exemplos simples<br />
A mineralização é o processo de maior importância em relação à disponibilidade para as plantas, já<br />
que as formas orgânicas constituem a maior parte do enxofre do solo. Muitas espécies de fungos,<br />
bactérias e actinomicetos atuam no processo de mineralização do enxofre, utilizando a matéria orgânica<br />
como substrato para seu crescimento. Isto ocorre tanto em condições de aerobiose como de anaerobiose,<br />
tendo-se como produtos finais SO4 2- e H2S, respectivamente.<br />
A mineralização do enxofre é influenciada por fatores de solo, clima e manejo a que os mesmos são<br />
submetidos. A fração de enxofre orgânico é a considerada de mais fácil mineralização e então o seu teor<br />
no solo afeta as quantidades de SO4 2- liberadas. A adição de materiais orgânicos com alta relação C/S<br />
pode provocar a imobilização de SO4 2- da solução do solo, enquanto relações baixas determinam maior<br />
taxa de mineralização dependendo do nível dos demais nutrientes.<br />
A população microbiana afeta a mineralização, dependendo da quantidade de microrganismos e de sua<br />
capacidade em hidrolisar compostos com enxofre.<br />
A temperatura do solo afeta a mineralização de enxofre pelo efeito sobre os microrganismos, sendo<br />
esta mais efetiva na faixa de 30-40ºC. O mesmo efeito é proporcionado pela aeração e umidade. A<br />
mineralização é maior em condições de aerobiose e no solo com umidade equivalente a 60-80% da<br />
capacidade de campo.<br />
O pH do solo pode ser considerado o principal fator que afeta a mineralização, devido o seu marcante<br />
efeito na população e na atividade microbiana. O aumento do pH determina maior mineralização de<br />
enxofre, principalmente em solos com maior teor de matéria orgânica. A faixa mais favorável à<br />
mineralização de matéria orgânica encontra-se próxima à neutralidade.<br />
Imobilização - Ocorre a imobilização de formas inorgânicas de enxofre, quando materiais orgânicos<br />
plenos de energia, porém carentes deste mineral, são adicionados a solos que não se acham totalmente<br />
supridos com enxofre inorgânico. Admite-se que o mecanismo seja o mesmo empregado no caso do<br />
nitrogênio. Os materiais ricos em energia estimulam o crescimento microbiano e o enxofre inorgânico é<br />
sintetizado no tecido microbiano. Somente quando cessa a atividade microbiana reaparece na solução do<br />
solo a forma inorgânica do sulfato.<br />
Enxofre no ar - Na atmosfera, o enxofre existe combinado com o oxigênio formando, cerca de 75% dele,<br />
o SO2 (dióxido de enxofre). Outra parcela está na forma de anidrido sulfídrico (SO3). O gás sulfídrico<br />
(H2S) – característico pelo seu cheiro de “ovo podre” – tem vida curta na atmosfera, apenas de algumas<br />
horas, sendo logo transformado em SO2. Esses óxidos de enxofre (SO2 e SO3) incorporam-se ao solo com<br />
as chuvas, sendo então transformado em íons de sulfato (SO4 -- ). Podem, também, ser capturados<br />
diretamente pelas folhas das plantas, num processo chamado de adsorção, para serem usados na<br />
fabricação de aminoácidos.<br />
O único retorno natural do enxofre para a atmosfera é através da ação de decompositores que<br />
produzem o gás sulfídrico (H2S). As sulfobactérias realizam o processo inverso, com uma forma de<br />
obtenção de energia para a quimiossíntese.<br />
A contribuição das atividades vulcânicas para o acúmulo de enxofre na atmosfera é pouco<br />
significativa. Maior tem sido a introdução artificial e humana, por meio da atividade industrial. A queima<br />
de combustíveis fósseis que possuem enxofre em sua composição (3% no carvão e 0,05% no petróleo)<br />
produz SO2 e SO3, aumentando sua concentração na atmosfera das grandes cidades. Essa fonte é<br />
responsável por 80% da poluição por enxofre. Ambos são, nessas condições, fortemente irritantes para os<br />
olhos e pulmões; além de contribuir para a formação do smog – mistura de fumaça (smoke, no inglês)<br />
com neblina (fog) -, altamente tóxico, que surge durante as inversões térmicas.<br />
A principal perturbação humana no ciclo global do enxofre é a libertação de SOx (SO2 e mais uma<br />
pequena quantidade de SO3) para a atmosfera como resultado da queima de carvão e óleo contendo<br />
enxofre. O gás SOx prejudica a respiração nos humanos em elevadas concentrações e é moderadamente<br />
tóxico para as plantas.<br />
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SO4 2-
A chuva ácida<br />
O vapor d'água, ao se condensar para formar as nuvens, e depois as chuvas, dissolve várias<br />
substâncias e gases presentes na atmosfera fazendo uma autêntica "lavagem" do ar. A chuva, ao cair no<br />
solo, carregando as substâncias "lavadas" da atmosfera é ligeiramente ácida, com pH chegando até 5,7.<br />
A presença cada vez maior de poluentes atmosféricos - resultado do crescimento industrial nos<br />
últimos séculos -, tem tornado a água da chuva cada vez mais ácida; o que traz imensos prejuízos para a<br />
fauna e a flora. O primeiro registro sobre esse problema data de 1886, observado na Escócia. Seis anos<br />
depois, um químico inglês chamou de "chuva ácida" a esse fenômeno.<br />
São várias as substâncias responsáveis pela acidez da chuva. A principal é o ácido sulfúrico e também<br />
podem ser encontrados ácidos nítrico, nitroso e clorídrico. A primeira etapa da produção de ácido<br />
sulfúrico é acelerada pela presença de luz forte e NO2.<br />
A chuva ácida (quando possui pH inferior a 4,0) pode afetar, indiretamente, a saúde humana tornando<br />
a água de reservatório insalubre. Essa água pode dissolver o cobre dos encanamentos, provocando mais<br />
diarréias em crianças. No sul da Noruega foi descoberto que uma maior incidência de chuva ácida era<br />
responsável por presença de altos níveis de alumínio na água potável. Isso parece estar ligado com uma<br />
incidência anualmente crescente de mal de Alzheimer; uma doença degenerativa do sistema nervoso que<br />
causa demência e paralisia.<br />
No solo, a chuva ácida, provoca a sua acidez, dificultando a absorção de nutrientes pela raiz,<br />
diminuição no crescimento, perda de folhas ou até mesmo a morte das plantas. Na Floresta Negra da<br />
Alemanha, metade das árvores morreram em conseqüência das chuvas ácidas. Porém, os organismos mais<br />
sensíveis à chuva ácida são os peixes e outros animais aquáticos. Uma pequena redução no pH da água<br />
onde vivem, pode causar inúmeras mortes e alterações profundas nos ecossistemas aquáticos. Uma<br />
conseqüência também muito grave é a redução na produção pesqueira, com aconteceu em 1987 no<br />
Canadá, onde 14 mil lagoas estavam contaminadas.<br />
Não só os seres vivos são as vítimas da chuva ácida, mas também as obras de arte e monumentos<br />
arquitetônicos. O ácido sulfúrico dissolve tintas, amarelece os papéis dos livros e dissolve as rochas<br />
calcárias (como o mármore) usado em construções. Catedrais na Europa, como a de Notre Dame de<br />
Rouen (França), que conseguiram sobreviver aos bombardeios e incêndios da Segunda Guerra Mundial<br />
estão, agora, com as fachadas escurecidas e suas estátuas ornamentais perdendo detalhes.<br />
O que agrava e complica mais ainda o problema é o fato de que este é um tipo de poluição<br />
"transcontinental". Geralmente, o afetado não é o próprio causador da poluição, pois os gases que<br />
produzem a chuva ácida são transportados a até 2000 km de distância, antes de transformar-se em ácidos.<br />
Isso é o que acontece com a Escandinávia (Suécia e Noruega) que recebe a chuva ácida de poluentes<br />
vindos da Inglaterra, França e Alemanha. Algo equivalente acontece no Brasil. As termelétricas do Rio<br />
Grande do Sul produzem o enxofre que causa chuvas ácidas no Uruguai. E a poluição gerada em Cubatão<br />
e na Grande São Paulo aparece na acidez das chuvas que caem no litoral norte do estado (Ubatuba),<br />
apresentando pH de 2,8, surpreendentemente baixo se comparados com as das fontes poluidoras (entre 4,5<br />
e 5,0).<br />
Várias medidas - reunidas pela Inglaterra ao editar, em 1956, a "Lei do Ar Puro" - foram tomadas para<br />
reduzir a poluição atmosférica e acidez das chuvas. No Hemisfério Norte, onde é difundido o<br />
aquecimento doméstico, proíbe-se a queima de carvão natural em grelhas comuns e de resíduos de jardim<br />
em fogueiras. Procura-se, também, substituir o carvão por óleo diesel, com menos enxofre. As indústrias<br />
devem contribuir construindo chaminés mais altas (uma medida apenas paliativa), para que os ventos<br />
espalhem mais e diluam os poluentes e - o mais caro e importante - instalar desulforizadores; sistemas de<br />
filtros que retiram 90% do enxofre a ser emitido pela chaminé.<br />
A poluição causada por veículos automotores pode ser reduzida pela adoção de gasolina com menor<br />
conteúdo de enxofre; pela instalação de conversores catalíticos no escapamento (eles reduzem em 90% a<br />
emissão de óxidos de nitrogênio) - já obrigatório nos EUA, Canadá e Japão - pela regulagem do motor ou,<br />
finalmente, pela substituição da gasolina pelo álcool.<br />
Referências<br />
BUCKMAN, H. Natureza e propriedades dos solos. Rio de Janeiro: Freitas Bastos. 1979. 647 p.<br />
EPSTEIN, E.; BLOOM, A. Nutrição mineral de plantas: princípios e perspectivas. Londrina: Editora<br />
Planta. 2006. 403 p.<br />
NOVAIS, R.F.; ALVAREZ V.; V.H.; BARROS, N.F.de; FONTES, R.L.F.; CANTARUTTI, R.B.;<br />
NEVES, J.C.L. Fertilidade do solo. Viçosa: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo. 2007. 1017 p.<br />
PRADO, R.de M. Nutrição de Plantas. São Paulo: Editora UNESP. 2008. 407 p.<br />
RAVEN, P.H.; EVERT, R.F.; EICHHORN, S.E. Biologia Vegetal. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan.<br />
1996. 728 p.<br />
<strong>Professora</strong> <strong>Cristiane</strong> <strong>Miranda</strong> <strong>Martins</strong> <strong>Disciplina</strong> <strong>Agricultura</strong> Geral