Managing the nutrition of plants and people

One definition of food security is having sufficient, safe, and nutritious food to meet dietary needs. This paper highlights the role of plant mineral nutrition in food production, delivering of essential mineral elements to the human diet, and preventing harmful mineral elements entering the food chain. To maximise crop production, the gap between actual and potential yield must be addressed. This gap is 15–95% of potential yield, depending on the crop and agricultural system. Current research in plant mineral nutrition aims to develop appropriate agronomy and improved genotypes, for both infertile and productive soils, that allow inorganic and organic fertilisers to be utilised more efficiently. Mineral malnutrition affects two-thirds of the world's population. It can be addressed by the application of fertilisers, soil amelioration, and the development of genotypes that accumulate greater concentrations of mineral elements lacking in human diets in their edible tissues. Excessive concentrations of harmful mineral elements also compromise crop production and human health. To reduce the entry of these elements into the food chain, strict quality requirements for fertilisers might be enforced, agronomic strategies employed to reduce their phytoavailability, and crop genotypes developed that do not accumulate high concentrations of these elements in edible tissues.

Desenvolvimento e composição mineral do picão-preto sob diferentes níveis de pH

Visando estudar a tolerância do picão-preto (Bidens pilosa) a diferentes níveis de pH do substrato, conduziu-se um ensaio em condições de câmara de crescimento e utilizando-se a técnica de hidroponia, no qual três plântulas foram transplantadas para recipientes contendo solução nutritiva de Hoagland & Arnon, com pH ajustado para 3,5, 4,0, 5,0, 6,0, 7,0 e 8,0. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado com três repetições. Ao final do período experimental, 42 dias após o transplante, observou-se que as plantas que se desenvolveram nos pHs 3,5 e 8,0 apresentaram-se menores, com menor comprimento e volume do sistema radicular, menor número de folhas vivas e, consequentemente, menor peso de matéria seca das folhas, caule e raízes. Os teores de N e S nas raízes diminuiram com o aumento do pH do substrato, enquanto os de Ca e Mg aumentaram e os de K e P diminuiram no pH 5,0 a 6,0. No caule, apenas o teor de Mg foi afetado pelo pH, mostrando resposta positiva. Na folha obteve-se os maiores teores de P, S, Ca e Mg quando a planta se desenvolveu em pH 6,0. Não se constatou diferença significativa entre os efeitos dos pHs 5,0, 6,0 e 7,0 nos parâmetros avaliados, sendo que foi no pH 6,0 que se estimou, através de análise de regressão, melhor desenvolvimento do picão-preto. Concluiu-se que o picãopreto apresenta melhor desenvolvimento em pHs próximo ao neutro, com certa tolerância a pHs extremos (3,5 e 8,0).

Crescimento e nutrição mineral de Ipomoea nil

Um experimento em casa de vegetação foi conduzido entre novembro de 2005 e abril de 2006, na UNESP, campus de Jaboticabal, SP, objetivando estudar a produção de massa seca, a distribuição e o acúmulo de macronutrientes por Ipomoea nil, uma importante infestante de culturas anuais e perenes no Brasil. As plantas foram cultivadas em vasos de 7 litros com substrato de areia e irrigadas diariamente com solução nutritiva de Hoagland & Arnon. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com quatro repetições. Os tratamentos corresponderam às épocas de avaliação, em intervalos de 14 dias, iniciandose 21 dias após a emergência (DAE). em cada avaliação, as plantas de quatro vasos foram analisadas quanto ao acúmulo de massa seca e à nutrição mineral. I. nil apresentou pequeno acúmulo de massa seca e de macronutrientes no início da fase experimental. Esses acúmulos se intensificaram após 77 DAE, atingindo o máximo valor teórico aos 123, 122, 124, 121, 119, 121 e 125 DAE, para massa seca, N, P, K, Ca, Mg e S, respectivamente. Folhas e caules foram os principais órgãos responsáveis pelo acúmulo de massa seca por plantas de I. nil. K e N foram os macronutrientes extraídos em maior quantidade por essa espécie.

Crescimento e nutrição mineral de Ipomoea hederifolia

Um experimento em casa de vegetação foi conduzido entre novembro de 2005 e abril de 2006, na FCAV/UNESP, Brasil, objetivando estudar a produção de massa seca, a distribuição e o acúmulo de macronutrientes por Ipomoea hederifolia, uma importante planta daninha em culturas anuais e perenes no Brasil. As plantas foram cultivadas em vasos de 7 L com substrato de areia, que foram irrigados diariamente com solução nutritiva de Hoagland & Arnon. Os tratamentos corresponderam às épocas de avaliação, em intervalos de 14 dias, iniciando-se 21 dias após a emergência (DAE). em cada avaliação, as plantas de quatro vasos foram analisadas quanto à produção de massa seca e ao conteúdo de macronutrientes. I. hederifolia apresentou pequeno acúmulo de massa seca e de macronutrientes no início da fase experimental, o qual foi intensificado após 63 DAE. As folhas foram as principais estruturas acumuladoras de massa seca na primeira metade do ciclo de I. hederifolia, enquanto os caules o foram na segunda metade. N e K foram os macronutrientes mais acumulados em plantas dessa espécie. O período de acúmulo máximo de massa seca e macronutrientes por I. hederifolia ocorreu entre 133 e 146 DAE.

Balancing guava nutrition with liming and fertilization

A resposta da goiabeira à calagem e à adubação pode ser monitorada por análises de tecido vegetal. O perfil nutricional é definido em relação a padrões de teores de nutrientes. No entanto, os teores de nutrientes-padrão são constantemente criticados por não considerarem as interações que ocorrem entre nutrientes e por gerarem tendências numéricas, decorrentes da redundância dos dados, da dependência de escala e da distribuição não normal. As técnicas de análise composicional de dados podem controlar esses dados tendenciosos, equilibrando os grupos de nutrientes, tais como os envolvidos na calagem e na adubação. A utilização das relações log isométricas (ilr) ortonormais, sequencialmente dispostas, evita tendências numéricas inerentes aos dados de composição. Os objetivos do trabalho foram relacionar o balanço de nutrientes dos tecidos vegetais com a produção de goiabeiras em pomares de 'Paluma' diferentemente corrigidos e adubados, e ajustar os atuais padrões de nutrientes com a faixa de equilíbrio das goiabeiras mais produtivas. Um experimento de calagem de sete anos e três, experimentos de três anos com doses de N, P2O5 e K2O, foram conduzidos em pomares de goiabeiras 'Paluma' em um Latossolo Vermelho-Amarelo. Os teores de N, P, K, Ca e Mg na planta foram monitorados anualmente. Selecionaram-se os balanços [N, P, K | Ca, Mg], [N, P | K], [N | P] e [Ca | Mg] para separar os efeitos da calagem (Ca-Mg) e dos fertilizantes (N-K) nos balanços de macronutrientes. Os balanços foram mais influenciados pela calagem do que pela fertilização. A produtividade das goiabeiras e seu balanço nutricional permitiram a definição de faixas de equilíbrio de nutrientes e sua validação com as faixas de concentrações críticas atualmente utilizadas no Brasil e combinadas em coordenadas ilr.

Nutrição mineral de mudas de eucalipto produzidas sob diferentes lâminas de irrigação e substratos

Este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos das lâminas brutas de irrigação na concentração de nutrientes de mudas de Eucalyptus grandis, produzidas em diferentes substratos. O experimento foi realizado na Camará - Mudas Florestais, em Ibaté, SP, e constituiu-se de um fatorial 5 x 4, sendo cinco lâminas brutas de irrigação diárias (6, 8, 10, 12 e 14 mm), aplicadas em diferentes horários (10, 13 e 16 h), e quatro substratos (FB - fibra de coco; CPV - casca de pinus e vermiculita; CATV - casca de pinus, carvão, turfa e vermiculita; e um MIX - 70 % de CPV e 30 % de FB). Foram determinadas os conteúdos dos nutrientes na parte aérea e no sistema radicular das mudas. Os resultados indicaram que houve influência das lâminas de irrigação e dos substratos no conteúdo dos nutrientes das mudas com maior acúmulo dos mesmos à medida que o fornecimento de água foi maior. As plantas crescidas nos substratos FB e CPV registraram os maiores acúmulos de nutrientes. CPV foi o melhor em se tratando do acúmulo dos macronutrientes nas raízes e também, juntamente com FB, o melhor para o acúmulo dos micronutrientes nas raízes e na parte aérea. Não houve influência dos substratos no acúmulo dos macronutrientes na parte aérea, porém houve das lâminas de irrigação.

Nutrition, dry matter accumulation and partitioning and phosphorus use efficiency of potato grown at different phosphorus levels in nutrient solution

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Crescimento radicular e nutrição mineral da soja em função da calagem e adubação fosfatada

Tanto o cálcio como o fósforo tem importante ação no crescimento de raízes. No presente trabalho foi estudado, em vasos, o efeito de tres níveis de Ca e quatro níveis de P no crescimento radicular, produção de matéria seca e nutrição de plantas de soja cv. IAC 17. Duas plantas foram cultivadas em cada vaso de 7 L, preenchidos com terra proveniente de um Latossolo Vermelho Escuro de textura média, por 35 dias. Foi efetuada calagem calculada para se atingir saturações do solo por bases de 45, 50 e 75 %. As doses de P foram 25, 50, 100 e 200 mg kg-1, utilizando-se de fonte de P isenta de Ca. O teor de 8,5 mmol(c) dm-3 de Ca no solo foi suficiente para o crescimento normal do sistema radicular da soja. A baixa disponibilidade de P, em saturação do solo por bases de 46%, induziu ao crescimento das raízes em comprimento e superfície, sem modificar a massa de matéria seca das raízes. Embora raízes finas e longas tenham geometria favorável à absorção de P, em parcelas com teores menores que 45 mg kg-1, este ajuste não é suficiente para manter a mesma absorção que é observada em parcelas com maior disponibilidade do nutriente.

Selenato e selenito na produção, nutrição mineral e biofortificação com selênio em cultivares de alface

SELENATE and SELENITE on YIELD, MINERAL NUTRITION and BIOFORTIFICATION WITH SELENIUM IN LETTUCE CULTIVARSSelenium is an important antioxidant element associated with physiological processes in plants, microorganisms, animals, and humans. However, its mode of action and essentiality in plants are still disputed. In Brazil, information on Se in agricultural crops is extremely scarce, though there are indications that low levels of Se are being consumed by the population. The objective of this study was to evaluate the effect of selenate and selenite on yield, mineral nutrition and biofortification with Se of lettuce cultivars. The experiment was arranged in a completely randomized factorial design 5 x 3 x 2, with five lettuce cultivars (Maravilha de Verao, Rafaela, Great Lakes, Veneranda, and Vera), three Se concentrations (0, 10 and 20 mu mol L(-1)) and two forms of Se (selenate and selenite), with four replicates. Results indicate that selenate application is more appropriate for biofortification of lettuce cultivars, while the effect of selenite proved to be more toxic. The application of selenate results in increased S shoot concentrations, while selenite reduced P concentrations, and both Se forms decreased micronutrient concentrations. No genotypic variation among lettuce cultivars was observed for Se concentration, and little variation was observed for shoot dry matter yield and S, Mg, Mn, and Fe levels.

Efeitos da nutrição mineral na competição inter e intraespecífica de Eucalyptus grandis e brachiaria decumbens: 1- crescimento

The present work was conducted with the objective to study the effects of mineral nutrition on Eucalyptus grandis and Brachiaria decumbens (#BRADC) growth, when submitted to inter- and intra-specific competition. The treatments consisted of two plants of Eucalypts/pot, two plants of BRADC/pot, and one plant of each species/pot. The plants were nourished with the Hoagland e Arnon (1950) complete solution; with no K, P or N; or only with either N, P or K. Sixty days after growing side by side, no effect of the inter- and intra-specific competition on eucalypts plant high, branch number and leaf dry mass was observed. When mineral nutrition did not limit plant growth (complete solution or solution with no K), intra-specific competition reduced on average, 23% of eucalypts root length, leaf area, and stem and root dry mass, and inter-specific competition reduced, on average, 75% of BRADC dry mass. When mineral nutrition became a limiting factor, no plant competition effect on the parameters studied was detected.

Spatial distribution of Yellow Sigatoka Leaf Spot correlated with soil fertility and plant nutrition

This study analyzed the spatial distribution of Yellow Sigatoka Leaf Spot relative to soil fertility and plant nutritional status using geostatistics. The experimental area comprised 1.2 ha, where 27 points were georeferenced and spaced on a regular grid 18 × 18 m. The severity of Yellow Sigatoka, soil fertility and plant nutritional status were evaluated at each point. The spherical model was adjusted for all variables using restricted maximum likelihood. Kriging maps showed the highest infection rate of Sigatoka occurred in high areas of the field which had the highest concentration of sand, while the lowest disease was found in lower areas with lower silt, organic matter, total exchangeable bases, effective cation exchange capacity, base saturation, Ca and Mg in soil, and foliar sulfur (S). These results may help farmers manage Yellow Sigatoka disease more effectively, with balanced fertilization and reduced fungicide application. This practice minimizes the environmental impact and cost of production while contributing to production sustainability.

Nutrição mineral e produtividade da batata-doce biofortificada em função de doses de fósforo e potássio

Pós-graduação em Agronomia (Ciência do Solo) - FCAV

Perfil da nutrição mineral dos rebanhos leiteiros, na microrregião de Castanhal e no município de Uruará, Estado do Pará

O estudo é uma ação de pesquisa do projeto "Sustentabilidade da pecuária leiteira da agricultura familiar da Amazônia Oriental", desenvolvido pela Embrapa Amazônia Oriental e propôs determinar os principais problemas da nutrição mineral nos sistemas de produção leiteira de pequenas e médias propriedades na microrregião de Castanhal (MrC) e no município de Uruará (MuU), Estado do Pará. Como objetivos específicos visou definir as características da suplementação mineral efetuada nas propriedades, bem como analisar o conteúdo mineral das pastagens formadas de Brachiaria brizantha cv. Marandu. Para isso, foram utilizados dois estudos sendo que no primeiro foram definidas as características da suplementação mineral nos sistemas de produção leiteira de ambos os locais estudados através de um questionário/entrevista. Dos dados obtidos pelo questionário/entrevista foram extraídas 22 variáveis consideradas importantes que foram classificadas em quatro grupos principais. Utilizou-se a estatística descritiva aplicando-se o teste de Qui-quadrado ao nível de 5% de probabilidade para determinação das diferenças testadas. No segundo estudo foram colhidas amostras de Brachiaria brizantha cv. Marandu em duas propriedades da MrC e quatro do MuU. As amostras de forragem foram colhidas em dois períodos distintos do ano, final do período seco (novembro/1998) e final do período chuvoso (junho/1999) para determinação de cálcio (Ca), fósforo (P), magnésio (Mg), sódio (Na), potássio (K), cobre (Cu), zinco (Zn), ferro (Fe), manganês (Mn) e cobalto (Co). O delineamento experimental utilizado para a amostragem da forragem foi inteiramente casualisado considerando os dois locais estudados (MrC e MuU) como sendo dois fatores e os dois períodos do ano (chuvoso e seco) foram considerados como sub-parcelas. A análise de variância foi realizada pelo método de mínimos quadrados e o teste F foi utilizado ao nível de 5% para testar os efeitos. O teste de Tukey foi utilizado para comparação das médias. Na microrregião de Castanhal, a Brachiaria brizantha cv. Marandu não atendeu as necessidades de P, Na, Cu e Zn sugeridas para bovinos de corte, categoria vacas em lactação e demonstra a necessidade de suplementação mineral via cocho. Apesar da atividade leiteira ser mais antiga nessa microrregião, os criadores não conseguem distinguir as necessidades diferenciadas de requerimento dentro das categorias de produção animal. Esse desconhecimento deve ser considerado como um importante fator de restrição de produtividade. Particularmente nessa microrregião, a baixa concentração de P na forragem durante o período chuvoso parece agravar o problema da deficiência mineral por se tratar de um período de maior disponibilidade protéicoenergético da forragem, fazendo com que o animal requeira maiores quantidades do elemento fósforo na dieta. No município de Uruará, a Brachiaria brizantha cv. Marandu não atendeu as necessidades de P, Na e Cu, sugeridas pelo NRC (1986) para bovinos de corte, categoria vacas em lactação e demonstra também a necessidade de suplementação mineral via cocho. Nesse município, observou-se um baixo consumo de mistura mineral e as condições dos cochos eram precárias. A localização do cocho dentro do curral e o acesso somente durante o período de ordenha inibiu o consumo de mistura minera!. A freqüência elevada de relatos de apetite depravado, atraso no cio, fratura espontânea, diminuição do apetite e emagrecimento dos animais, são sintomas sugestivos de deficiência clínica de P e Cu sintetizam a baixa qualidade da nutrição dos animais neste local.

Crescimento e nutrição mineral de Sida rhombifolia

This experiment was carried out to analyze dry mass production and distribution, and the content and accumulation of macronutrients in arrowleaf sida (Sida rhombifolia) plants cultivated under mineral nutrition standard conditions. Plants grew in seven liter pots filled with sand substrate and daily irrigated with nutrient solution, under greenhouse conditions. Treatments consisted of times of evaluation (21, 35, 49, 63, 77, 91, 105, 119, and 133 days after emergence - DAE) and were arranged in a completely randomized design with four replicates. Arrowleaf sida plants showed small accumulation of dry mass (0.3 g per plant) and macronutrients (6.9 mg N per plant, 0.7 mg P per plant, 8.6 mg K per plant, 4.9 mg Ca per plant, 2,6 mg Mg per plant, and 0.3 mg S per plant) at the vegetative growth stage (< 49 DAE). Those accumulations increased, mainly after 63 DAE, and the daily accumulation rate was crescent up to 94 DAE (dry mass - DM), 89 DAE (N and P), 98 DAE (K), 95 DAE (Ca and S), and 93 DAE (Mg), when there was accumulation of 26.3 g DM per plant, 402.6 mg N per plant, 45.6 mg P per plant, 359.3 mg K per plant, 337.6 mg Ca per plant, 71.9 mg Mg per plant, and 20.9 mg S per plant. N and K had the highest rates and, consequently, were the most required and accumulated in greater amounts in plant tissues of arrowleaf sida.

Nutrição e produtividade da nogueira-macadâmia em razão do parcelamento da adubação mineral

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)