IPI - Potássio

Potssioum Nutriente Essencial para a Vida

IPI Instituto Internacional do Potssio

2Potssio um Nutriente Essencial para a Vida

SIMBOLO ALQUIMICO DO POTSSIO

Descoberto por Sir Humphry Davy na Inglaterra. Seu nome em ingls advm da palavra inglesa Potash (pot ashes) e da palavra rabe qali significando lcali. A origem do smbolo K vem da palavra latina Kalium.

NOME: POTSSIOSMBOLO: K

NMERO ATMICO: 19PESO ATMICO: 39

NOME DO GRUPO: METAIS ALCALINOS

19

KPOTSSIO

39.0983

3

POTSSIO UM NUTRIENTE ESSENCIAL PARA A VIDA

O potssio um dos elementos chave para a vida na Terra. Ele exigido em grandes quantidades por todas as plantas e animais e obtido pelas plantas atravs do solo em que crescem. Os animais obtm o potssio comendo diretamente as plantas ou outros animais (e os produtos animais) que se alimentaram das plantas.

A colheita de produtos vegetais como gros, frutas ou folhas remove do campo o potssio que foi absorvido do solo. Como h crescimento global da populao e da produo agrcola, o total removido de potssio das reas rurais tambm aumentou e isto precisa ser reposto para se manter a fertilidade e a capacidade produtiva do solo. Esta reposio vital para sustentar a segurana alimentar mundial.

Parte deste potssio a ser reposto fornecido atravs da reciclagem de esterco e resduos vegetais na fazenda. Entretanto a maior parte do potssio para produo de alimentos no retorna e efetivamente perdida para o oceano pelas redes de esgoto das vilas e cidades. Este potssio no reciclado substitudo pelo uso de fertilizantes potssicos nos campos onde se produzem os alimentos.


Origens da produo e das mediesAntes do comeo do sculo 20 o potssio era obtido principalmente atravs da cinza de rvores recolhidas em potes de metal, dando origem ao termo potash (traduzido do ingls como pote de cinzas) sendo muito deste potssio usado para a fabricao de sabo, particularmente necessrio para a lavagem da l. A palavra potash , em pases de lngua inglesa, universalmente usada quando se refere a potssio para fertilizantes.

A exigncia de potssio pelas plantas foi descoberta atravs de anlise mineral das cinzas destas e, desde o incio o contedo nos fertilizantes foi medido em termos de xido de potssio, K

2O. Isto frequentemente causa confuso porque de fato, este xido raramente presente nos fertilizantes. Este folheto visa discutir o potssio no contexto dos fertilizantes de maneira que o K2O geralmente utilizado para descrever quantidades ao invs da sua alternativa K o qual utilizado apenas ocasionalmente1.

1 Para converter os valores de K2O em K, multiplicar por 0,83. Para converter os valores de K em valores de K2O dividir por 0,83.

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QUANTO DE POTSSIO NECESSRIOPARA OS HOMENS?

A quantidade mdia de potssio no corpo humano de 140 gramas de K, o qual equivalente a um total de 1 milho de toneladas mtricas de K2O considerando o total da populao mundial de 7 bilhes de pessoas. Entretanto, o corpo exige um suprimento dirio de potssio com uma quantidade recomendada equivalente a ingesto de 2 Kg de K2O por pessoa por ano sendo que uma quantidade similar excretada. Assim, o total recomendado para a populao mundial a ingesto de 14 milhes de toneladas de K2O anuais. Considerando a tendncia de consumo crescente de frutas e vegetais ricos em potssio e as ineficincias da cadeia produtiva, a quantidade de potssio exportada dos campos de no mnimo o dobro disto. Esta estimativa baseada nos clculos das quantidades de potssio envolvido na transferncia anual da fazenda para o consumidor. A Tabela 1 mostra uma estimativa de potssio contida na produo anual global de algumas das principais culturas e alimentos.


Tabela 1. Estimativa anual da retirada de potssio (K2O) na colheita de 10 produtos agrcolas (culturas e leite) com as maiores sadas, excluindo-se pastagens, forragens e carne.

Commodity FAO estimativada produo mundial

Estimativa da quantidadede K2O nos produtos

Milhes de toneladas Milhes de toneladas

Soja 261,6 5,0

Cana de acar 1685,4 4,7

Milho, gros 844,4 4,2

Legumes, fresco 240,1 4,0

Trigo, gros 650,9 3,6

Arroz em casca, gros 672,0 2,2

Batatas 324,2 1,9

Frutas 602,9 1,2

Leite de gado, integral, fresco 599,4 1,1

Cevada, gros 123,5 0,7TOTAL 28,9

Tabela 1, exclui potssio de pastagens, forragens e produtos a base de carne, indicando o fluxo anual de potssio em uma colheita de aprox. 29 milhes de toneladas de K2O. Se fossem includos os produtos a base de carnes o fluxo total poderia facilmente exceder os 35 milhes de toneladas de K2O por ano.

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QUANTO DE POTSSIO NECESSRIOPARA AS PLANTAS?

Apesar de j serem grandes as quantidades de potssio contidas nos produtos colhidos (Tabela 1), a quantidade necessria s culturas durante o crescimento ainda maior. Em quase todos os casos, a quantidade de potssio na cultura muito maior que qualquer outro nutriente, incluindo o nitrognio.

O potssio tem um papel importante na habilidade das plantas em tolerar o estresse induzido, como a seca, o frio, alta luminosidade e o ataque de pragas e doenas. Culturas deficientes em potssio so mais susceptveis a sofrer os efeitos destes estresses, ao passo que a produtividade de culturas corretamente adubadas ser muito menos afetadas. O potssio tambm essencial para as principais funes das plantas incluindo ativao enzimtica, formao de protenas e fotossntese sendo encontrado em toda a planta.

Sem dvida, a maior proporo de potssio nas plantas encontra-se no citosol onde garante que as clulas das plantas fiquem rgidas e sob presso da gua absorvida para dentro da clula atravs da osmose. Na realidade, esta gua contida


nas clulas das plantas uma soluo de potssio com uma concentrao de aproximadamente 7,8 g K. Litro-1 de gua. Esta concentrao equivalente a 9,5 Kg de K2O por tonelada de tecido fresco; culturas com grande quantidade de biomassa podem conter mais de 60 toneladas de tecido fresco por hectare.

Mesmo em baixas concentraes de potssio, evidente que uma cultura em franco crescimento possa conter quantidades muito grandes, frequentemente mais de 300 kg K2O.ha

-1 (Grfico 1). Esta quantidade consideravelmente maior do que a adubao de cobertura para a maioria das culturas, exceto aquelas colhidas com o mximo de biomassa como, vegetais verdes e silagens porque muito deste potssio no tecido fresco retorna ao solo quando a planta senesce e seca ou retida na palha. Relativamente pouco removido na colheita atravs dos gros mas; esta remoo determinar a dose recomendada de adubao. Plantas tem uma alta demanda por potssio durante o crescimento sendo que este precisa estar disponvel nas reservas do solo.

Grfico 1. Acmulo de nutrientes por hectare na cultura do trigo mostrando a alta necessidade de potssio (N = nitrognio, P2O5 = fsforo, K2O = potssio,MgO = magnsio, SO3 = enxofre. Fonte: PDA (2012; da SCPA & MAP, Frana);www.pda.org.uk/news/nf76.php.

350

300

250

200

150

100

50

0

12-A

br

19-A

br

26-A

br

03-M

ai

10-M

ai

17-M

ai

24-M

ai

31-M

ai

07-J

un

14-J

un

21-J

un

28-J

un

05-J

ul

12-J

ul

19-J

ul

26-J

ul

1 n

metade doflorescimento

gro no estdioleitoso-maduro

K2O

N

SO3MgO

P2O5

Kg

de n

utrie

ntes

ha-

1 na

cul

tura

folha bandeiratotalmente aberta

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O suprimento adequado de potssio indispensvel para a qualidade da cultura colhida. O potssio a chave para, entre outros, processos de transporte dentro da planta. Sua deficincia durante o crescimento ir reduzir sua eficincia, causando efeito adverso no desempenho da cultura e na qualidade do produto final. A reduo no transporte de assimilados at os gros, com o efeito negativo na produtividade e qualidade, um exemplo dos efeitos da deficincia de potssio, assim como pode ser observado na Figura 2.

DEFICINCIA DE POTSSIO E SEUS SINTOMAS

Os sintomas de deficincia de potssio so frequentemente observados como necroses nas bordas das folhas ou margens, como ilustrado acima no amendoim (Foto 1). Entretanto as culturas podem estar deficientes em potssio sem haver nenhum sintoma visvel, sendo este efeito comumente conhecido como fome oculta (Grfico 3). Caso sejam observados sintomas de deficincia de potssio, haver efeitos significativamente negativos na produtividade e qualidade. Estes efeitos podem ser, talvez, reduzidos pela imediata aplicao de algum fertilizante potssico na cultura mas, no podero ser totalmente corrigidos.

Foto 1. Sintomas tpicos de deficincia de potssio em amendoim.Cortesia de Ch. Srinvasa Rao, CRIDA, Hyderabad, India.

TECIDOS FONTE (folhas)Produo de fotoassimilados

transporte de assimilados

FIGURA 2. ESQUEMA DAS funes do potssio dentro da planta

K em nveis adequadosdeficincia de K

fotossntese

condutividade estomtica

Redesenhado e adaptado de Pettigrew, 2008; Physiologia Plantarum, 133(4):670-681.

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CORPO DA PLANTAsntese de protenas

TECIDO RADICULAR

absoro de NO3

FIGURA 2. ESQUEMA DAS funes do potssio dentro da planta

TECIDOS DRENO (rgosreprodutivos e de crescimento)disponibilidade de suprimentosde assimilados

translocao pelo floema

comprimento da fibra e micronaire para algodo

contedo de protena no gro para milho e trigo

rendimento da produo

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CORPO DA PLANTAsntese de protenas

TECIDO RADICULAR

transporte de assimilados

K em nveis adequadosdeficincia de K

absoro de NO3

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Grfico 3: Ilustrao do efeito na produtividade ou crescimento de uma deficincia de potssio com e sem sintomas visveis.

Os sintomas do estresse causado pela deficincia de potssio podem ser observados mesmo que a planta em si no mostre a deficincia. Na Foto 2 pode ser observado folhas de milho de plantas sem deficincia (+K) e deficientes (-K) com a folha mostrando o clssico sintoma de enrolamento associado a falta de gua, exacerbado pela deficincia de potssio.

Deficincia com sintomas visveis

Nutrio adequada

Concentrao de nutrientes na planta

Cre

scim

ento

da

plan

taou

pro

dutiv

idad

e

Deficincia sem sintomas visveis fome oculta

Perda de produtividade devido a fome oculta

Potssio um Nutriente Essencial para a Vida

Foto 2. Estresse de seca em folhas de milho no visvel quando K aplicado na cultura.

+ K - K

retirada

FIGURA 4. ESQUEMA DO CiClo do potssio no solo e na aGriCultura

FERTILIzANTE POTSSICO

ingesto

Adubao

lixiviao

Fixaoliberao

dessoro

adsoro

eroso

K TROCVELprontamente disponvel

0,1-3% do total

Fonte: Syers, 1998; Krauss, 2003; Rmheld e Kirkby, 2012 e IPI.

Absoro K NA SOLUO DO SOLOimediatamente disponvel

0,1-0,2% do total

K NA PLANTA

FIGURA 4. ESQUEMA DO CiClo do potssio no solo e na aGriCultura

ESTERCORESDUOS DA CULTURA

K NA BIOMASSA MICROBIANA

0,25-0,5% do total

liberao

fixao

intemperismo

IRRIGAO E PRECIPITAO

K FIXADO (NO TROCVEL)lentamente disponvel

1-10% do total

ROCHA MATRIzmuito lentamente disponvel

90-98% do total

K NA SOLUO DO SOLOimediatamente disponvel

0,1-0,2% do total

liberao

POTSSIO NO SOLO

Os solos tm que ser frteis para serem produtivos, seja para produzir madeira, pasto ou culturas agrcolas. Solos frteis tm a habilidade de conter muitos nutrientes essenciais as plantas, incluindo o potssio. Esta reteno de nutriente depende da frao argila e da matria orgnica do solo; o potssio no lixiviado, exceo em relao a solos muito arenosos. A reserva de potssio fornece um armazenamento de segurana o qual disponibilizado para as culturas durante o crescimento.

Entretanto, a colheita e a retirada das culturas do campo tambm iro remover os nutrientes contidos nele, esgotando a reserva do solo (tambm chamado minerao do solo). Uma reserva adequada de potssio no solo necessria devido as grandes quantidades exigidas pelas culturas e, a funo dos fertilizantes potssicos a de reabastecer estas reservas no solo (Figura 4).

A quantidade de potssio que est disponvel no solo pode ser determinada atravs de anlise laboratorial do solo. Este o procedimento padro das boas prticas de manejo e ajuda a informar aos agricultores da quantidade de fertilizantes potssicos ou esterco necessrios para assegurar que a cultura no apresente deficincia.

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PRODUO DE POTSSIO E RESERVAS

claro que a escala de produo e o uso de potssio grande e necessria. Uma estimativa global da produo e das reservas foi produzida pelo United States Geological Survey (USGS) como mostra a Tabela 2.

Tablea 2. Produo de potssio (K2O) e reservas das fontes atuais por pas produtor. Fonte: USGS 2012; http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/potash/mcs-2011-potas.pdf.

Produo em 2010 Produo em 2011 Reservas

Mil toneladas de K2O

Canada 9,788 11,200 4,400,000

Rssia 6,280 7,400 3,300,000

Bielorussia 5,250 5,500 750,000

Brasil 453 400 300,000

China 3,200 3,200 210,000

Alemanha 3,000 3,300 150,000

Estados Unidos 930 1,100 130,000

Chile 800 800 130,000

Israel 1,960 2,000 40,000

Jordnia 1,200 1,400 40,000

Reino Unido 427 430 22,000

Espanha 415 420 20,000

Outros pases - - 50,000

Total Mundial 33,700 37,000 9,500,000

As reservas indicadas na Tabela 2 so aquelas conhecidas e atualmente em operao. No ritmo atual de extrao h reservas para produzir potssio por mais 250 anos. Entretanto, em parte devido ao custo de produo no ser econmica nos preos atuais, h muitas fontes de potssio que no esto em produo. Estima-se que elas poderiam conter cerca de 250 bilhes de toneladas sendo que esta quantidade garantiria um suprimento por 5000 anos. Alm disso, o contedo de potssio da gua do mar contm significativos 400 ppm o que significa que

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2000 toneladas de gua marinha produziriam aproximadamente 1 tonelada de K2O. medida que fbricas de dessanilizao se tornam mais frequentes possvel que os minerais da gua do mar, incluindo potssio, possam se tornar um subproduto do processo. portanto evidente que no h uma escassez Global de potssio mas ainda apropriado que o potssio presente nos produtos colhidos e tambm nos rebanhos que deixam as fazendas deve retornar para os campos quando possvel.

Foto 3. Armazenamento de potssio e manuseio antes da expedio.


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POTSSIO E O AMBIENTE

A crosta terrestre e seus solos contm em mdia aproximadamente 2000 mg.kg-1 de potssio (equivalente a aproximadamente 2400 mg K2O.kg

-1). Enquanto que talvez 5% disto esteja prontamente disponvel para absoro pelas plantas, muito pouco est na soluo do solo e menos ainda passvel de ser lixiviado atravs do solo pela chuva. Nveis relativamente altos de potssio nos solos no tm nenhum efeito deletrio na qualidade ou biodiversidade, e os nveis nos rios raramente aproximam-se de 10 mg K.litro-1. O potssio essencial para a sade das plantas e dos animais e, no h conhecimento de fatores adversos na sade humana ou no ambiente de nveis muito mais altos que aqueles comumente encontrados nos rios e nos solos. Pode haver, entretanto, efeito negativo relacionado ao potssio quando da falta deste nutriente nos solos o que levaria a um uso ineficiente do nitrognio devido a um desbalanceamento no fornecimento dos nutrientes.

A manuteno de uma reserva suficiente de potssio no solo no apenas para prevenir os efeitos negativos diretos de uma escassez de potssio na cultura mas tambm, essencial para garantir uma reciclagem eficiente e o uso de outros nutrientes. Isto particularmente o caso para o nutriente nitrognio mesmo que a taxa recomendada seja correta. Se o solo, e portanto a cultura, est deficiente em potssio, a eficiente recuperao e utilizao do nitrognio ser severamente comprometida. Isto ter impacto negativo na rentabilidade da cultura e tambm significa que o nitrognio no utilizado fique no solo se tornando passvel de perda por lixiviao ou outras vias de perda.

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FERTILIZANTES POTSSICOS

Os resduos das culturas e esterco quando disponveis e aplicados no campo no so uma fonte real de potssio mas sim um sistema de reciclagem do potssio existente na fazenda. Como os produtos agrcolas colhidos so vendidos e levados para fora da fazenda, o potssio que eles contm tem que ser reposto, assim como observado por Justus von Liebig em 1840. Esta reposio feita, em parte, atravs da reciclagem de volta para a fazenda de resduos contendo potssio como compostos de resduos agrcolas e digestores anaerbicos e pelo potssio presente na gua de irrigao, mas principalmente, a reposio feita atravs da utilizao de fertilizantes potssicos.

Muriato de potssio (MOP) ou Cloreto de potssio, KClA maioria dos fertilizantes potssicos utilizados pelos agricultores na forma de cloreto de potssio (ou muriato de potssio). As reservas mineiradas atualmente so resduos secos de mares pr-histricos. Tal como acontece nos mares que atualmente esto secando, a salmoura utilizada como fonte de potssio por exemplo, o Mar Morto em Israel e o Lago Salgado de Qingai na China o cloreto de potssio ocorre associado com o cloreto de sdio. A maior parte do cloreto de sdio encontrado nas salmouras pode ser precipitada e, em minas de sal gema, a moagem e separao fsica utilizando tcnicas de flotao so usadas para remover quase todo cloreto de sdio. Em ambos os processos de separao, os cristais finos de cloreto de potssio so compactados e novamente modos para produo de fertilizante granulado que podem ser aplicados pelos agricultores. O produto de cristais finos usado na fabricao de fertilizantes complexos e tambm, quando purificado, o produto torna-se adequado para uso em solues fertilizantes, para a indstria e para o uso na fabricao de sal de mesa com baixo teor de sdio.

Sulfato de potssio (SOP), K2SO4Em reas com baixa pluviosidade, o cloro do adubo standard pode acumular e originar a salinizao do solo; nestas situaes o adubo preferido o sulfato de potssio. Esta forma de potssio no ocorre facilmente na natureza e a maioria produzida atravs do cloreto de potssio num processo que utiliza cido sulfrico o Processo Mannheim. O sulfato de potssio contm menos potssio que o cloreto de potssio com o primeiro contendo 50% de K2O comparado com os 60% de K2O equivalentes ao grau do fertilizante de cloreto de potssio.


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Outros minrios contendo potssioExistem muitos outros minerais de ocorrncia natural contendo potssio, incluindo cainita, schoenita e polialita assim como o minrio de silvinita do qual a maioria do muriato de potssio extrado e ainda algumas fontes naturais de sulfato de potssio. Muitos destes minrios contm outros nutrientes para as plantas como magnsio e enxofre assim como cloreto de sdio. A maioria destes minerais tem a aprovao para uso em agricultura orgnica onde a necessidade por eles mandatria.

Nitrato de potssio (NOP), KNO3; Fosfato monopotssico (MKP), KH2PO4Estes materiais fertilizantes so fabricados normalmente a partir do cloreto de potssio e cido ntrico ou fosfrico e so formas especiais de nutrientes. Eles so comumente utilizados onde estes nutrientes so fornecidos via gua de irrigao (fertirrigao), por exemplo na horticultura.

Foto 4. Minrio contendo K em camadas profundas de uma minade potssio na Rssia.


IPI, 2013

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