Mestrado em Agronomia

NUTRIÇÃO DE PLANTAS

Manganês

Geraldo Henrique Martins Vieira

Sumário Introdução

a) Geologia

b) Adubos

c) Solo

Manganês nas culturas

Fisiologia e metabolismo vegetal

a) Absorção, transporte e distribuição

b) Função nas plantas

c) Influência nos alimentos

d) Ação em patôgenos

e) Deficiências

f) Excessos

Metodologias de avaliação deste nutriente no tecido vegetal (métodos químicos)

Relação entre nutrientes

INTRODUÇÃO

Origem:

A essencialidade do Mn foi demonstrada para fungos(1863),

plantas superiores (1923) e para animais em 1931 segundo SMITH

(1993).

É o 11º elemento mais abundante na natureza

O teor na crosta terrestre é de aproximadamente 900 mg Kg¹

O Mn no solo é proveniente de óxidos, carbonatos, silicatos e

sulfetos

Nos solos, os teores totais de Mn geralmente encontram-se na

faixa de 20 a 3.000 mg Kg¹, com média de 60 mg Kg¹ (Lindsay,

1979).

Definição de elemento essencial

Segundo Arnon & Stout (1939), um elemento essencial é

aquele cuja ausência impede uma planta de completar seu

ciclo de vida;

Segundo Epstein (1999), um elemento essencial é aquele

que tem um papel fisiológico definido na planta.

Mengel & Kirkby (1987) propuseram que, em vez de macro e

micronutrientes, os elementos minerais essenciais fossem

classificados de acordo com seu papel bioquímico e sua

função fisiológica na planta.

Manganês na Geologia

As faixas de concentração nas rochas são:

Ígneas

Vulcânicas – 600 – 1.500 mg/Kg

Ultramórficas – 950 – 1.200

Máficas e intrusivas intermediárias -2.000-1.400

Metamórficas

(gneiss, granulita e outras) 600 a 1.500

Sedimentares

(arenitos, folhelhos, calcáreos) – 170 a 550

Manganês nas Culturas

Formas mais comuns nos solos: Íon Manganês (Mn+²) proveniente do intemperismo do solo

Óxidos e hidróxidos (Mn02, MnOOH) ou associados a hidróxidos de Fe.

Sais pouco solúveis (fosfatos de Mn+² e Mn+³, carbonatos de Mn+², sobretudo em solos calcáreos e alcalinos)

Principais fatores do solo que interferem na disponibilidade do Mn:

PH – valores baixos favorecem redução e oxidação favorecida pelo pH alto.

Teores de Matéria Orgânica – substâncias húmicas podem reduzi-lo facilmente; o elemento se oxida com dificuldade em meio ácido; condição de maior migração no perfil do solo.

Equilíbrio com outros cátions (Fe e Ca Bartlett, 1988; Reisenauer, 1988)

O Mn pode ser absorvido pelas plantas como Mn²+. Considera-se que as

plantas não podem absorver o Mn4+ enquanto se desconhece sua

capacidade para absorver apreciáveis proporções de Mn³+, já que este

é muito instável.

Os microorganismos são responsáveis pela sua oxidação entre pH 5,0 e

7,9, enquanto a oxidação não biológica ocorre somente acima de pH8,0.

A absorção passiva pode ocorrer, principalmente, quando o metal se

encontra em concentrações elevadas na solução.

O Mn ocorre na seiva como Mn²+ Goor (1974).

Tem propriedades químicas semelhantes às de metais alcalino-ferrosos, como Ca2+ e o Mg 2+, e de metais pesados, Fe e Zn, por

DEFINIÇÕES (Barber, 1984)

DIFUSÃO

Caminhamento do íon em uma fase estacionária imóvel (a curtas distâncias). Ocorre quando existe um gradiente de concentração, de um ponto de maior para um de menor concentração.

FLUXO DE MASSA

É definido pelo caminhamento do íon em uma fase aquosa móvel. Ocorre no sentido do movimento da água para a superfície da raiz.

INTERCEPTAÇÃO RADICULAR

A medida que a raiz se desenvolve entra em contacto com íons da fase sólida e líquida do solo. É proporcional a relação existente entre superfície

QUANTIDADES RELATIVAS DE ABSORÇÃO DE NUTRIENTES PELOS

PROCESSOS DE INTERCEPTAÇÃO RADICULAR,

FLUXO DE MASSA E DIFUSÃO (Malavolta, 1980)

% de Micronutrientes absorvidos

pelas raízes.

Nutriente I. R. F. M. D.

B 3 65 32

Cu 70 20 10

Fe 50 10 40

Mn 15 5 80

Mn 5 95 0

Zn 30 30 40

BARBER & OLSEN, 1968

Nutrição Mineral de Plantas

Nutriente Tempo

N (uréia) 1/2 a 36 horas

P 5 - 15 dias

K 10 a 96 horas

Ca 10 a 96 horas

Mg 6 a 24 horas

S 1 a 10 dias

Cl 1 a 4 dias

Fe 10 a 20 dias

Mn 18 a 48 horas

Mo 10 a 20 dias

Zn 11 a 36 horas

FISIOLOGIA E METABOLISMO

Absorção, transporte, redistribuiçãoAbsorção:

Solos ricos no elemento a absorção se faz por fluxo de massa, mas a maior

proporção de absorção se faz por difusão e interceptação. Discute-se se o

mecanismo de absorção pelas raízes depende do metabolismo (CLARKSON,1988).

Diminuição pela presença de cátions bivalentes (Ca2, Mn3, Zn2) e

principalmente por H+(MOREIRA, 1999; HEINRICHS 2002)

O Fe inibe competitivamente a absorção do Mn.

Transporte:

Pelo xilema como Mn2 em equilíbrio com os compostos orgânicos pouco

estáveis; é classificado como “imóvel no floema”, move-se as sementes em

desenvolvimento.

Redistribuição:

O Mn contido nas raízes e caule pode ser redistribuído, mas o seu valor como

fornecedor do elemento varia com a espécie.

Manganês: Função nas

Plantas

O Mn é essencial à síntese de clorofila; liberação fotoquímica do O2 na reação de Hill.

A exigência de Mn é cem vezes menor no fungo que na planta e, por isso, concentrações adequadas na célula podem ser tóxicas para o patôgeno.

Participa da fotólise da água.

Mn favorece a exsudação de carboidratos pelas raízes, os quais são fonte de alimento para a microflora do solo competidora dos patôgenos;

Redutase do nitrato

Participa da síntese de lignina, principalmente nas raízes

Inibe a produção de aminopeptidase, que é essencial ao crescimento de fungos.

Inibe a metilesterase da pectina; exoenzima do fungo, que degrada a parede celular do hospedeiro.

Funções na Fisiologia

Vegetal

INFLUÊNCIA NOS ALIMENTOS

Alho – deficiência –prejuízo na conservação (SASAKI & SENO,

1994)

Batatinha – menos Mn, gosto ruím (CAMPORA, 1994)

Citrus – eficiências – menos cor no fruto (MOURÃO FILHO, 1994)

Couve –flor – plantas carentes com manchas arroxeadas na

cabeça (SASAKI & SENO, 1994)

Sementes em geral – maiores, menos chochamento, maior

potencial de armazenamento (SÁ, 1994)

Tomate – deficiência – menos matéria seca, açucares e caroteno

(SASAKI & SENO,1994)

Ação do Mn em Patôgenos

Alimentos e Mn

FONTES Mn mg/100g

Damasco 21,0

Aveia 5,0

Soja 4,1

Agrião 4,0

Pêssego 2,5

Amêndoa 2,0

Carne bovina 1,5

Feijão 1,17

Cenoura 0,6

Interação com outros

Elementos

Químicos

Sintomas de Deficiência

De modo geral, a severa deficiência dos nutrientes minerais pode ser identificada por sintomas visuais que podem ser agrupados em seis categorias: a) crescimento reduzido; b) clorose uniforme ou em manchas nas folhas; c) clorose internerval; d) necrose; e) coloração purpúrea; f) deformações (PRADO, 2008)

Acontecem em folhas novas e intermediárias com amplas formas cloróticas e manchas necróticas

Os sintomas iniciais são, frequentemente, clorose entre nervuras, tanto em folhas jovens como nas velhas, dependendo da espécie, seguidas de lesões necróticas.

As deficiências de Mn são mais comuns em plantas cultivadas em solos orgânicos (mal drenados), embora o elemento se encontre, geralmente, nas mesmas formas nos dois tipos de solo (orgânicos e inorgânicos). No entanto, a proporção de Mn encontrada, formando complexos com a MOS, é muito mais alta em solos orgânicos.

Sintoma de Excesso

Nas condições de solos ricos em húmus, com pH menor ou igual a

5,5 e em condições redutoras, pode ocorrer acúmulo deste

elemento.

Os sintomas de toxidez são mais visíveis em plantas jovens,

manifestando-se como manchas marrons em folhas.

Relação Faixas Rel. Faixas

N/P 16-18 P/Cu 125-187

N/K 1,3-1,4 P/Zn 125-187

N/S 16-18 Ca/Mg 66-75

K/Ca 1,7-2,1 B/Zn 5,0-7,3

K/Mg 6,1-6,6 Cu/Zn 1

N/B 400-457 Fe/Mn 0,73-0,85

N/Cu 2000-3375

Relações entre nutrientes foliares considerados adequados

para o cafeeiro (Malavolta, 1996).

Elem. Efeito no teor do elemento de

Aplic. N P K Ca Mg S B Cl Cu Fe Mn Mo Zn

N + - + - -

P + - + - - - + -

K + - -

Ca - + - -

Mg + - - + - -

S - + - -

B + -

Cl - + +

Cu + - - - -

Fe - + -

Mn - - + -

Mo - +

Zn - +

Metodologias de avaliação deste

nutriente no

tecido vegetal (métodos químicos)

Colorimetria do permanganato O método baseia-se na oxidação de íon permanganato pela meta-

periodato(KIO4) de potássio em presença de sulfito de sódio(Na2SO3), desenvolvendo uma coloração que é quantificada colorimetricamente.

Testes bioquímicos: Os testes bioquímicos são aqueles em que se procura diagnosticar a

deficiência ou o nível de um específico nutriente mineral da planta através da medida de alterações na atividade de enzimas (testes enzimáticos), no acúmulo ou desaparecimento de certos metabólitos, na resposta imunológica, no perfil protéico ou, ainda, na expressão de determinados genes, eventos esses relacionados a vias metabólicas dependentes direta ou indiretamente do nutriente em consideração.

Dentre os primeiros pesquisadores que procuram desenvolver métodos bioquímicos, destaca-se um grupo de Israel, liderado por Bar-Akiva, que desenvolveu vários estudos com citrus, a partir de 1961. A sequência de trabalhos desenvolvidos por aquele grupo pode ser encontrada numa revisão publicada por Lavon e Goldshmith (1999).

Pode ser encontrada, no recém-publicado

manual de análises químicas de solos, plantas

e fertilizantes da Embrapa (MIYAZAWA et al.,

2009), a proposta de diferentes formas de

extração dos nutrientes do tecido vegetal, ao

invés de se buscar uma metodologia-padrão.

TRABALHOS

Efeito na Produção: Comportamento vegetativo do capim marandú à doses de

manganês

Ana Paula Pires Maciel Guirra; Ciro Franco Fiorentin; Mayra Cristina Teixeira

Caetano, Renato de Mello Prado.

XXIX Reunião Brasileira de Fertilidade do Solo e Nutrição de Plantas,XIII

Reunião Brasileira sobre Micorrizas,XI Simpósio Brasileiro de Microbiologia

do Solo,VIII Reunião Brasileira de Biologia do Solo - Guarapari – ES, Brasil, 13 a

17 de setembro de 2010

CONCLUSÕES – Houve incremento no teor foliar,de Mn nos dois cortes. A

aplicação de Mn não afetou a produção de matéria seca da parte aérea, número de

perfilhos e área foliar por planta da forrageira.

COMPORTAMENTO DE CULTIVARES DE SOJA EM SOLUÇÃO

NUTRITIVA CONTENDO DIFERENTES NÍVEIS DE MANGANÊS

HIPOLITO ASSUNÇÃO ANTONIO MASCARENHAS (2), Seção de Leguminosas,

CARLOS EDUARDO DE OLIVEIRA CAMARGO (2), Seção de Arroz e Cereais de

Inverno, e SÔNIA MARIA PIERRO FALIVENE, Seção de Leguminosas, Instituto

Agronômico.

Os teores de P e K na parte aérea aumentaram com os níveis e Mn na solução;

entretanto, o mesmo não se observou para os teores de Ca e Mg, nos cultivares

estudados.

INFLUÊNCIA DO MANGANÊS SOBRE A NUTRIÇÃO MINERAL E

CRESCIMENTO DA PIMENTEIRA DO REINO (Piper nigrum, L.)

C.A.C VELOSO; T. MURAOKA; E. MALAVOLTA; J.G. de CARVALHO

A omissão de manganês na solução nutritiva provocou redução no crescimento e

aparecimento de sintomas de deficiência caracterizados por amarelecimento das

folhas novas e, em seguida esbranquiçada, com necrose na ponta ou no bordo e

com pequena redução no tamanho.

DOSES E MODOS DE ADUBAÇÃO COM MANGANÊS E SEUS

EFEITOS NA PRODUÇÃO DA CULTURA DO ARROZ.

G. D. PEREIRA, J. C. BERTONI, J. G. CARVALHO & A. R. MORAIS

R. Bras. Ci. Solo, 25:625-633, 2001

A adubação com manganês influenciou a matéria seca de raiz, havendo efeito de

doses via solo e modo de aplicação.

Observaram-se diferenças significativas entre os cultivares

A produção de matéria seca de raiz diferiu significativamente quanto ao modo de

aplicação. Nas doses de 4 e 16 mg dm-3 de Mn, via solo, a produção foi menor que

quando se usou a aplicação foliar (4 aplicações de 4 mg dm-3). Por outro lado, a

aplicação da dose de 8 mg dm-3 de Mn, via solo, propiciou maior produção de

matéria seca

FORMAS QUÍMICAS, DISPONIBILIDADE DE MANGANÊS E

PRODUTIVIDADE DE SOJA EM SOLOS SOB SEMEADURA

DIRETA.

Silvino Guimarães Moreira, Luis Ignácio Prochnow, Jorge de Castro Kiehl, Ladislau

Martin Neto & Volnei Pauletti.

R. Bras. Ci. Solo, 30:121-136, 2006

O Mn associado à MO na forma muito estável não pode ser observado por RPE,

uma vez que o íon Mn2+ apresenta uma interação fina ou separação de campo zero

grande, que alarga o sinal e a linha de ressonância desaparece (Martin-Neto et al.,

1988).

No presente estudo, as correlações entre a concentração e o acúmulo de Mn com

os teores das formas trocáveis e orgânicas foram baixas e não significativas (p >

0,05), considerando o pequeno número de dados (12 parcelas = três doses x quatro

blocos). No entanto, verificou-se que os teores de Mn do solo aumentaram com as

doses aplicadas

Efeito na Qualidade

EFEITO DE TRÊS FERTILIZANTES ACIDIFICANTES SOBRE A

CONCENTRAÇÃO DE ALUMÍNIO E DE MANGANÊS EM FOLHAS

E RAIZES DE CAFEEIROS

FERDINANDO ROBERTO PUPO DE MORAES (2), Seção de Café, JOSÉ

ROMANO GALLO (2),Seção de Química Analítica, TOSHIO IGUE. Seção de

Técnica Experimental e Cálculo, e JOAQUIM IGNÁCIO DE FIGUEIREDO, Seção de

Café, Instituto Agronômico

Com exceção do salitre-do-chile, os demais fertilizantes nitrogenados apresentam

intenso efeito acidificante sobre o solo, ação essa que se fez em toda a

profundidade do solo nos vasos. A adição do carbonato de cálcio e do calcário

dolomítico na camada superior do solo neutralizou ou atenuou o efeito acidificante

da uréia.O abaixamento do pH esteve quase sempre associado a uma elevação dos

teores de Alã+ e, especialmente, de Mn2+.

Bragantia, revista científica do instituto agronômico, Campinas volume 38 nº02,

janeiro de 1979.

TEORES DE NUTRIENTES E QUALIDADE FISIOLÓGICA DE

SEMENTES

DE FEIJÃO EM RESPOSTA À ADUBAÇÃO FOLIAR

COM MANGANÊS E ZINCO (1)

ITAMAR ROSA TEIXEIRA; ALUÍZIO BORÉM; GERALDO ANTÔNIO DE ANDRADE

ARAÚJO ;MESSIAS JOSÉ BASTOS DE ANDRADE

Bragantia, Campinas, v.64, n.1, p.83-88, 2005

Observou-se o teor de nitrogênio nas sementes influenciado pelas doses de

manganês e zinco aplicadas, porém, com o resultado mais contrastante para o

manganês

MELHORAMENTO DO TRIGO. III. EVIDÊNCIA DE CONTROLE

GENÉTICO NA TOLERÂNCIA AO MANGANÊS E ALUMÍNIO

TÓXICO EM TRIGO.

CARLOS EDUARDO DE OLIVEIRA CAMARGO (2), Seção de Arroz e Cereais de

Inverno, Instituto Agronômico. (i) Com verba suplementar do Acordo do Trigo entre

as Cooperativas de Produtores Rurais do Vale do Paranapanema e a Secretaria de

Agricultura e Abastecimento, através do Instituto Agronômico. Recebido para

publicação a 23 de abril de 1981. (2) Com bolsa de suplementação do CNPq.

Revista Bragantia, revista científica do instituto agronômico, volume 42, artigo 09,

1983.

As diferenças nos comprimentos das raízes dos quatro genótipos estudados quando

testados a O.llmg/litro de Mn2+ sugeriram que há grande variabilidade genética

entre si em relação ao comprimento da raiz primária central, mesmo quando se

utilizou uma solução nutritiva com um balanceamento adequado de elementos.

Quando se a d i c i o n a r am 300mg/litro de Mn na solução nutritiva, verificou-se

uma redução de 65,3% no crescimento médio do cultivar BH-1146, redução essa

aumentada para 88,8% e 96,7% quando se adicionaram 600 e 1.200mg/litro de

Mn2+ respectivamente

TOLERÂNCIA DE CULTIVARES DE TRIGO A DIFERENTES

NÍVEIS DE MANGANÊS EM SOLUÇÃO NUTRITIVA.

CARLOS EDUARDO DE OLIVEIRA CAMARGO (2) e OTÁVIO FRANCO DE

OLIVEIRA, Seção de Arroz e Cereais de Inverno, Instituto Agronômico.

Bragantia, volume 42, artigo 07, Campinas 1983.

Verificaram- se, pelo teste F, efeitos altamente significativos das concentrações de

manganês nas soluções nutritivas no comprimento das raízes e no peso seco das

folhas e das raízes dos cultivares estudados. Houve efeitos altamente significativos

de cultivares em relação ao comprimento das raízes e ao peso seco das folhas e

efeito significativo de cultivares em relação ao peso seco das raízes. As interações

cultivares x concentrações de Mn2+ nas soluções apresentaram efeitos altamente

significativos para comprimento e peso seco das raízes e efeito estatisticamente

não-significativo para peso seco das folhas.

MANGANÊS E POTENCIAL FISIOLÓGICO DE SEMENTES DE

SOJA

Marcelo Melarato, Maristela Panobianco, Godofredo Cesar Vitti, Roberval Daiton

Vieira

Ciência Rural, Santa Maria, v.32, n.6, p.1069-1071, 2002

A aplicação de manganês exerceu influência positiva sobre a massa das sementes

de soja produzidas e o estado nutricional das plantas de soja, em relação ao

manganês, não influenciou o potencial fisiológico das sementes produzidas.

Pelos resultados dos testes de germinação e de envelhecimento acelerado, pode-se

notar que não foram detectadas diferenças entre os tratamentos, indicando que as

fontes e modos de aplicação de manganês utilizados não ocasionaram aumento no

vigor das sementes.

BIBLIOGRAFIA

MALAVOLTA Euripides: Manual de Nutrição Mineral de Plantas, Editora Ceres 2006, São Paulo.

FERNANDES Manlio Silvestre: Nutrição Mineral de Plantas, sociedade brasileira de ciências do solo, páginas 337 a 339, 2006 Rio de Janeiro.

MALAVOLTA Eurípedes Godofredo Cesar Vitti, Sebatião Alberto de Oliveira: Avaliação do Estado Nutricional das Plantas, 2ª edição, associação brasileira para pesquisa da potassa e do fosfato, páginas 95 a 97 e 283 a 284, piracicaba, 1997.

JAIRO Osvaldo Cazetta, Ivana Machado Fonseca, Renato de Mello Prado, Perspectivas de uso de métodos diagnósticos alternativos: testes bioquímicos, capítulo 06, páginas 01 a 25.

www.nutricaodeplantas.agr.br/site/downloads/.../Aula10_Interacao.ppt, visitado em 07/11/2010

http://people.ufpr.br/~pimo.parana/arquivos/nutricao_morangueiro.pdf, visitado em 07/11/2010

http://www.ceplac.gov.br/radar/Artigos/artigo23.htm, visitado em 07/11/2010