Adubação com silício

Adubação com silício: uma alternativa no controle de
doenças da cana-de-açúcar e do arroz
Gaspar H. Korndörfer1 & Lawrence E. Datnoff2 1995. Adubação com silício: uma
alternativa no controle de doenças da cana-de-açúcar e do arroz. Informações Agronômicas.
Piracicaba. 70:1-5. Jun/1995.
Resumo
Certas plantas, como o arroz e a cana-de-açúcar, acumulam grandes quantidades de silício e
geralmente produzem mais quando cultivados em solos que apresentam altos teores de silício solúvel.
Nos solos minerais a silício é proveniente da intemperização dos minerais primários e particularmente
dos minerais secundários como as argilas. No que se refere a nutrição das plantas o silício é um
quebra cabeça. Normamente não é considerado entre .grupo de elementos essenciais ou funcionais
para o crescimento das plantas
As pesquisas visando o controle de doenças e o ataque de pragas em plantas cultivadas enfoca
na maioria das vezes a resistência de cultivares e o uso de pesticidas. É preciso reconhecer que estes
métodos possuim suas próprias fraquezas. O desenvolvimento de novas raças de patógenos pode
quebrar a resistência genética das plantas. Por outro lado, os fungicidas se encontram sob intensa
pressão nacional e internacional por causa das suspeitas de contaminação de águas sub-superficiais e
perigos a saúde humana. A sílica (Si) aplicada como adubo ao solo vem sendo apontada como uma
alternativa no manejo de doenças patogênicas e ataque de pragas com reflexos sobre a produtividade
do arroz e da cana-de-açúcar em particular. Acredita-se que o silício proporcione maior resistência
às paredes das células tornando-as menos vulneráveis às enzimas de degradação. Várias doenças
foram avaliadas quantitativamente por um período de 3 anos, concluindo-se que o silício pode exercer
um controle efetivo de algumas doenças com redução do impacto ambiental e aumento da
produtividade.
Silício
Mesmo sabendo que o silício é um dos
elementos mais abundantes na crosta terrestre e
que a maioria dos solos contém consideráveis
quantidades de silício, cultivos consecutivos
podem reduzir o nível deste elememto até um
ponto em que a adubação com silício seja
necessária para obtenção de máximas
produções.
Solos muito intemperizados e
altamente lixiviados, ácidos, com baixos teores
de silício trocável e baixa relação de
Si/sesquióxidos (relação=Ki), tendo sido
apontados como sendo particularmente pobres
em Silício disponível para as plantas (Brady,
O silício (Si) geralmente não é
considerado entre o grupo de elementos
essenciais ou funcionais para o crescimento das
plantas.
No entanto, o crescimento e a
produtividade de muitas gramíneas (arroz,
cana-de-açúcar, sorgo, milheto, aveia, trigo,
milho, grama kikuyu, grama bermuda, etc.) e
algumas espécies não gramíneas (afafa, feijão,
tomate, aface e repolho) tem mostrado
aumentos de produtividade com o aumento da
disponibilidade de Si para as plantas (Elawad
& Green, 1979; Silva, 1973).
1
Dr., Professor Titular, Univerisdade Federal de Uberlândia, Caixa Postal 593, 38.400 Uberlândia, MG
2
Ph.D., Professor Assistente, University of Florida, Everglades Res. & Educ. Center, P.O.
Box:8003 Belle Glade, Fl
A
1992; Silva, 1973; Soils and Rice, 1978). Os
Histosolos (solos orgânicos) também são
considerados limitados quanto ao silício
disponível (Snyder et al., 1986).
O silicato de Ca, tem sido empregado
como fonte de silício (disponível) para as
plantas na maioria dos experimentos (Quadro
1). Entretanto, este material contém numerosos
contaminantes tais como o Fe, P, etc. os quais
podem trazer confundimento nos experimentos.
A volastonita é um silicato livre de impurezas e
por isso mesmo muito empregado em
experimentação para evitar estes problemas.
O material contendo silício deve ser
aplicado na forma de pó (bem moído), porque o
produto pouco moído (coarse) não tem tido
sucesso.
Além disto, o silicato não é
considerado como fertilizante nas leis
brasileiras e portanto não tem sua qualidade
legalizada por lei. Os compradores devem
estar seguros de que o produto possui
granulometia inferior a 60 mesh antes de
efetuar a compra.
Segundo Datnoff, et
al.(1992), quanto mais fino o material (silicato),
maior foi a absorção do silício pela folha e
menor a severidade da bruzone e da mancha
parda no arroz irrigado.
O silício é absorvido pela planta como
ácido monosilícico, Si(OH)4 (Jones &
Handreck, 1967). O mecanismo de resistência
a doenças é conferido ao Silício pela
associação deste com constituintes da parede
celular, tornando-as menos acessíveis as
enzimas de degradação.
A aplicação de silicatos finamente
moído ao solo é prática comercial no Havaí e
em outras partes do mundo por causa dos
aumentos de produtividade. O efeito positivo
dos silicatos são normalmente associados ao
aumento na disponibilidade do Si-solúvel, ao
efeito do pH e também dos micronutrientes que
estes produtos podem conter. O silício pode
atuar ainda na redução do Fe e Mn tóxicos para
as plantas.
Quadro 1. Teores de Si-total e solúvel de alguns produtos
Material
Fonte
Silicato (forno elétrico)
Silicato (céu aberto)
Calcário moído
Calcário dolomítico
Rocha fosfatada
Fosfato coloidal
Fuller
Fonte: adaptado de Bair (1966)
Alabama
Alabama
Kendrick
Lebanon
Florida
Dunnellon
Georgia
Si-total
%
18,2
6,88
0,22
0,38
3,64
10,83
35,07
Si-solúvel
%
3,96
1,72
0,0164
0,0234
0,0230
0,0220
0,0234
sendo de alto potencial de degradação
ambiental, particularmente, do solo e da água,
além das suspeitas de serem cancerígenos.
Estas questões de natureza ambiental já
levaram ao cancelamento de vários fungicidas
no mercado americano (Raid & Datnoff, 1990).
Além disto, os fungicidas são considerados
produtos de alta tecnologia e que por isso
acrescentam elevados custos ao produtor que
Arroz
As doenças do arroz são usualmente
manejadas pelo uso de cultivares resistentes ou
fungicidas.
Entretanto, esta resistência
adquirida pode também ser facilmente
quebrada. Por outro lado, o uso dos fungicidas
vem
sendo
questionado
por
grupos
ambientalistas nacionais e internacionais como
B
Cana-de-açúcar
em muitos casos não possuem condições
financeiras para adquirí-lo.
Produtos mais sustentáveis e menos
poluentes estão sendo buscados. A adubação
com silício tem demonstrado eficiência no
controle ou redução da incidência de várias
doenças importantes do arroz. Uma aplicação
de Silício antes do plantio pode eliminar ou
reduzir o número de aplicações com fungicidas
durante o ciclo da cultura.
Uma boa coheita de arroz chega a
extrair 1,5 t de SiO 2 /ha (Malavota, 1978).
Numerosos pesquisadores (Aleshin et al, 1987;
Datnoff et al, 1991; Elawad and Green, 1979;
Kim and Lee, 1982; Lee et al., 1981; Nanda
and Gangopadhyay, 1984; Ohata et al, 1972;
Osuna-Canizales et al., 1991; Ou, 1985;
Takahashi, 1967; Volk et al., 1958; Yamauchi
and Winslow, 1987) tem mostrado que a sílica
reduz a severidade de várias doenças de
importância econômica tais como a bruzone,
mancha parda, escaldadura, entre outras. Estas
doenças tendem a diminuir com o aumento da
concentração de silício no tecido foliar
(Datnoff et al., 1991; Osuna-Canizales et al.,
1991).
Estudos mais recentes conduzidos em
solos orgânicos (Histosols) na região dos
Everglades na Flórida, tem mostrado que a
adubação com silicatos é bastante efetiva em
reduzir a intensidade da "mancha parda"
causada por B. oryzae e da bruzone causada por
P. grisea (Datnoff et al., 1990b; Datnoff et al.,
1991). Nestes trabalhos os autores concluem
que a bruzone foi reduzida em média de 17 a
31% e a mancha parda de 15 a 32% comparado
com a testemunha.
Mesmo sabendo que as funções do
silício na cana-de-açúcar ainda não foram
completamente esclarecidas, é certo, que o
elemento desempenha um papel importante na
produtividade da cana-de-açúcar (Preez, 1970).
O silício aparece na cana-de-açúcar em
altas concentrações, podendo variar desde
0,14% em folhas jovens até 6,7% nos colmos e
folhas velhas. No Havaí, as folhas contendo
menos de 0,5% de Silício são frequentemente
afetadas por um sintoma denominado
"freckling". A causa deste sintoma é ainda
bastante controvertida, porém a maioria dos
pesquisadores atribuem à falta de Si e a
desequilíbrios nutricionais. O aparecimento da
ferrugem
na
cana-de-açúcar (Puccinia
melanocephala) pode estar relacionado com o
referido sintoma. O sintoma é mais severo nas
folhas mais velhas e a área foto-sintética é
normalmente fortemente atingida. De acordo
com (Fox & Silva, 1978), a aplicação de 6 t/ha
de silicato ao solo o sintoma desaparece.
Os solos tropicais são de um modo
geral altamente inteperizados onde os minerais
primários contendo silício já não existem mais.
Estes solos apresentam em alguns casos teores
menores do que 2ppm no extrato saturado.
Segundo Bair (1966), os solos carentes em
silício resultam na disseminação rápida do
mosaico, atrasa a maturação e baixa a
quantidade de sólidos solúveis no caldo da
cana. Mas é na produção de colmos o principal
efeito do silício na cana-de-açúcar. Segundo
Kidder & Gascho (1977) os aumentos de
produtividade variam entre 10 e 35%. As
chances de aparecer efeitos sobre os teores
(concentração) de açúcar são menores.
Tabela 2. Efeitos na produção de cana-de-açúcar e açúcar por hectare da aplicação de 20 t/ha de
silicato em 2 locais da região dos Everglades/Florida.
Local
Corte
Produção cana
Produção açúcar
Sem-Si Com-Si
Sem-Si
Com-Si
----------------------------------- t/ha --------------------------------A
1º
100,1
129,0
13,4
15,7
2º
109,6
126,6
12,9
14,6
3º
83,1
100,5
10,6
13,4
B
1º
94,6
123,0
11,6
15,3
2º
89,0
118,5
10,5
14,4
3º
51,9
72,0
5,8
8,7
Fonte: Adaptado de Anderson et al (1987).
C
A Tabela 2 mostra parte dos resultados obtidos por Anderson et al (1987) com a aplicação de
20 t/ha de silicato aplicado imediatamente antes do plantio da cana. Segundo Preez (1970), o aumento
da produtividade da cana-de-açúcar dos tratamentos contendo silício (Metasilicato de Cálcio/CaSiO 3 )
foram associados ao aumento de silício na planta, enquanto que no caso do carbonato de cálcio os
aumentos de produtividade foram acompanhados de um redução do silício na planta. Isto é, os
tratamenos contendo silício provaram ser superiores ao carbonato de cálcio em todos os 3 tipos de solo
testado (Tabela 3).
Tabela 3.
Solo
Efeito de silicatos sobre a produção de biomassa de cana-de-açúcar em 3 solos ácidos.
Tratamento
Dose
t/ha
A
Testemunha
0
A
Metasilicato
4,5
A
Metasilicato
9,0
A
Metasilicato
18
A
CaCO3
4,5
A
CaCO3
9
A
CaCO3
18
B
Testemunha
0
B
Metasilicato
4,5
B
Metasilicato
9,0
B
Metasilicato
18
B
CaCO3
4,5
B
CaCO3
9
B
CaCO3
18
C
Testemunha
0
C
Metasilicato
4,5
C
Metasilicato
9,0
C
Metasilicato
18
C
CaCO3
4,5
C
CaCO3
9
C
CaCO3
18
Fonte: Adaptado de Preez (1970).
Mat. Seca
g
19,7
22,0
23,2
23,3
20,6
21,1
19,1
13,6
17,3
18,5
18,4
15,8
15,9
16,3
11,4
13,4
14,4
14,5
13,4
13,6
11,5
pH
H2 O
4,67
5,00
5,27
5,63
5,13
5,43
5,82
4,49
5,00
5,10
5,45
4,87
5,13
5,62
4,63
5,58
6,25
7,17
5,85
6,72
7,27
BIBLIOGRAFIA
Mn
ppm
360
270
166
69
307
197
67
338
230
128
57
183
117
67
428
93
59
46
90
85
67
Mn:Si
relação
0,079
0,038
0,019
0,006
0,075
0,059
0,022
0,061
0,024
0,013
0,004
0,037
0,033
0,019
0,116
0,012
0,004
0,003
0,028
0,026
0,023
Bair, R.A. 1966. Leaf Silicon in Sugarcane,
Field Corn and St. Augustinegrass grown
on some Florida Soils. Soil and Crop
Science Society of Florida Proceedings,
26:63-70.
Brady, N. C. 1992. The nature and properties of
soil. 10th . Edition Macmillan Publishing
Co., N.Y. 179-200.
Datnoff, L. E., Raid, R. N., Snyder, G. H., and
Jones, D. B. 1991. Effect of calcium
silicate on bruzone and mancha parda
intensities and yields of rice. Plant Dis.
75:729-732.
Aleshin, N. E., Avakyan, E. R., Dyakunchak,
S. A., Aleshkin, E. P., Baryshok, V. P.,
and Voronkov, M. G. 1987. Role of
silicon in resistance of rice to bruzone.
Doklady
Akademii
Nauk
SSSR.
291(2):217-219.
Anderson, D.L.; D.B. Jones & G.H. Snyder.
1987. Response of a rice-sugarcane
rotation to calcium silicate slag on
Everglades Histosols. Agron. J. 79:531535.
D
Datnoff, L. E., Raid, R. N., Snyder, G. H., and
Jones, D. B. 1990b. Evaluation of
calcium silicate slag and nitrogen on
mancha parda, neck rot, and sheath blight
development on rice, 1989. Biological
and cultural tests for control of plant
desease. Vol 5:65.
Elawad, S. H., and Green Jr., V. E. 1979.
Silicon and the rice plant environment: a
review of recent research. Revista IL
RISO 28:235-253.
Elliott, C. L., Snyder, G. H.. 1991. Autoclaveinduced digestion for the colorimetric
determination of silicon in rice straw. J.
Agric. Food Chem. 39:1118-1119.
Fox, R.L. & Silva, J.A. Symptoms of plant
malnutrition: silicon, and agronomically
essential nutrient for sugarcane.
In:
Illustrated
concepts
in
tropical
agriculture.
College
of
tropical
Agriculture and Human resources
University of Hawaii. No. 8, 1978.
Jones, L. H. P., and Handreck, K. A. 1967.
Silica in soils, plants, and animals. Adv.
Agron. 19: 107-149.
Kidder, G. & Gascho, G.J. Silicate slag
recommended for specified conditions in
Florida sugarcane.
Agronomy Facts,
Florida Cooperative Extension Service,
University of Florida, n.65, 1977.
Kim, C.K., and Lee, S.C. 1982. Reduction of
the incidence of rice neck bruzone by
integrated soil improvement practice.
Korean J. Plant Prot. 21:15:10
Malavolta, E.. 1978. Nutrição e adubação do
arroz irrigado. São Paulo. Ultrafértil.
64p.
Nanda, H. P., and Gangopadhyay, S. 1984.
Role of silicated cells in rice leaf on
mancha parda disease incidence by
Bipolaris oryzae.
Int. J. Tropical
Diseases 2: 89-98.
Ohata, K., Kubo, C., and Kitani, K. 1972.
Relationship between susceptibility of
rice plants to Helminthosporium blight
and physiological changes in plants.
Bull. Shikoku Agric. Exp. Stn. 25:15-19.
Okuda, A. and Takahashi, E. 1964. The role of
silicon. In: The mineral nutrition of the
rice plant. Proc. Symp. Inter. Rice Res.
Inst., Feb., John Hopkins Press,
Baltimore, MD, p. 123-146
Osuna-Canizalez, F. J., de Datta, S. K.,
Bonman, J. M. 1991. Nitrogen form and
silicon nutrition effects on resistance to
bruzone disease of rice. Plant and Soil .
135:223-231.
Ou, S.H. 1985. Rice diseases. 2nd ed.,
Commonw. Mycol. Inst., Kew, Surrey,
England. 380p.
Preez, P. 1970. The effect of silica on cane
growth.
The South African Sugar
Technologists's Association. Proceedings.
p.183-188, Junho.
Raid, R.N. and Datnoff, L.E. 1990. Loss of the
EDBC fungicides: Impact on control of
downy mildew of lettuce. Plant Dis.
74:829-831.
Rossman, A. Y., Howard, R. J., and Valent, B.
1990. Pyricularia grisea, the correct name
for the rice bruzone disease fungus.
Mycologia 82(4):509-512.
Silva, J. A. 1973. Plant, mineral nutrition.
Yearbook of Science and technology.
McGraw-Hill Book Co., Inc.
Snyder, G. H., Jones, D. B. & Gascho, G. J.
1986.
Silicon fertilization of rice on
Everglades Histosols. Soil Sci. Soc. Am. J.
50:1259-1263.
Soils and Rice. 1978.
International Rice
Research
Institute.
Los
Banos,
Phillippines. 825p.
Takahashi, Y. 1967. Nutritional studies in the
development of Helminthosporium leaf
spot. In: Rice Diseases And Their Control
By Growing Resistant Varieties And Other
Measures. Proceedings of a Symposium on
Tropical
Agriculture
Researches.
September. Agriculture, Forestry and
Fisheries Research Council. p. 157-170.
Volk, R. J., Kahn, R. P., and Weintraub, R. L.
1958. Silicon content of the rice plant as a
factor influencing its resistance infection
by the bruzone fungus Piricularia oryzae.
Phytopathology. 48:121-178.
Yamauchi, M., and Winslow, M. D. 1987.
Silica reduces disease on upland rice in a
high rainfall area. IRRI. 12:622-23.
E