ENXOFRE

O elo perdido entre a produção vegetal, resistência a pragas e doenças e a qualidade dos alimentos.

 A Agricultura Biológica é uma nova forma de fazer agricultura que permite ao genoma vegetal expressar toda a sua sua plenitude , favorecendo colheitas excepcionais de plantas naturalmente saudáveis, imunes as doenças e pouco atrativa aos insetos, além de  resgatar a densidade e o valôr nutricional dos alimentos, e isso somente poderá ser obtido com o devido respeito ao meio ambiente e trabalhando-se sempre à favor da Natureza e nunca contra.

A agricultura convencional sempre enfatizou o aumento da produção pura e simplesmente e a qualquer custo, porque a maioria das commodities são comercializadas com base em seu peso ou volume mas, além do seu custo ser muito elevado, ela exerce uma pressão muito grande sobre o meio ambiente e o preço a ser pago, por todos nós e pelo planeta, é demasiado alto em termos de destruição da microvida do solo, salinização do solo além da contaminação por nitratos, fosfatos, e agroquímicos, de aquíferos, rios e até de oceanos ( 2 ).

Além do mais, hoje é sabido que os alimentos transgênicos não possuem a mesma densidade que os isogênicos, tanto é que o governo americano recentemente alterou o decreto que estabelecia o peso original de 56 lb. para a medida volumetrica “bushel” reduzindo o peso para 54 lbs, medida usada em transações comerciais naquele país, durante séculos, para poder acomodar o milho transgênico de baixa densidade que hoje é produzido ( 7 ).

As alternativas agrícolas apresentadas até o momento como a agricultura orgânica, ecológica, sintrópica, agroflorestal, etc… nos prometem alimentos livres de contaminantes químicos, além de respeito ao meio ambiente, o que é muito bom.

Entretanto, todas essas alternativas ficam devendo com relação ao custo igualmente elevado e a sua baixa produtividade, com raríssimas exceções, é verdade. Além do que, nenhuma dessas escolas nos garante uma maior densidade nutricional o que deveria ser básico, vez que alimentos se destinam a alimentar homens e animais.

Além do mais, como eu pude observar pessoalmente, todas aquelas escolas de agricultura alternativas, partem da premissa equivocada de que se consegue criar algo a partir do nada, em flagrante desrespeito a Lei de Conservação da Matéria enunciada por Lavoisier em 1785. Não se pode criar algo a partir do nada. Ponto.

Alguns agricultores orgânicos e biodinâmicos exibem um nível de eficiência e excelência comprovada, mas infelizmente são exceção e não a regra, e alguns dos que conseguem esse nível de sucesso não estão nem um pouco dispostos a compartilhar as suas técnicas e manejo da fertilidade do solo com os demais agricultores, o que não ajuda muito.

Portanto, nada poderia ser mais didático do que discutirmos o papel do Enxofre na nutrição das plantas. Nenhum outro nutriente exemplificaria melhor o enfoque da Agricultura Biológica do que o papel que o Enxofre exerce na produção, resistência a doenças e pragas além da qualidade tanto nutricional quanto organoléptica conferida aos alimentos e demais produtos agrícolas.

Um Nutriente indispensável

O enxofre, embora utilizado por algumas plantas em proporções iguais ou até maiores que o Fósforo, é um exemplo clássico de como o pensamento equivocado,  pseudo científico e reducionista, iniciado por Justus von Liebig em 1840, e que tanto caiu no agrado dos fabricantes de NPK, tem prejudicado não só a produtividade agrícola como um todo, mas também o meio ambiente e a qualidade das lavouras que, em ultima analise, irão refletir a nutrição dos animais e dos seres humanos.

Não existe substituto para o Enxofre. Se você precisar dele, terá que usá-lo ou a produção será afetada. É o quarto maior nutriente exigido pela maioria das plantas. Em termos quantitativos está acima do Cálcio e do Magnésio. A sua necessidade é  comparável ao Nitrogênio, Fósforo e Potássio ( 9 ).

Algumas lavouras, como a soja, usam mais Sulfatos do que P2O5 ( 1 ). O enxofre é um elemento essencial para o crescimento e o desenvolvimento das plantas . Ele é um macro nutriente e, assim como o Nitrogênio, Fósforo, Potássio, Cálcio, Magnésio ( e eu ainda diria o Silício) , precisa estar disponível em grandes quantidades para um bom crescimento das lavouras ( 4 ) e para que elas possam expressar todo o seu potencial genético .

 A deficiência de enxofre é um fato mundial e afeta inúmeras lavouras. Iniciou-se a aproximadamente 20 anos atrás, com o início das legislações que regulamentaram as emissões de gases de enxofre na atmosfera.

Diante disso, a fertilização com enxofre poderá apresentar desde aumentos de produção modestos até 300% de aumento. A Canola ( Colza ) e outros membros da familia Brassicae são um caso à parte, vez que aumentos de até 6.000 % já foram observados e um fornecimento inadequado de enxofre, para essa família, poderá resultar em fracassos totais na produção ( 10 )

 A falta de reconhecimento da importância do Enxofre assim como a do Silício, como dois importantes elementos para a nutrição das plantas, somente reforça a noção de que a ciência não é devidamente valorizada pelos  acadêmicos e pesquisadoras da área agrícola.

Essa falta de reconhecimento da importância do S, é um dos principais motivos para o uso excessivo de Nitrogênio que, tem poluído o meio ambiente com Nitratos que hoje atingem níveis preocupantes em alguns eco sistemas ( 2 ).

Em média, cada kilograma de Enxofre em falta causa a perda de 15 kg de Nitrogênio para o meio ambiente ( 3 ), em outras palavras, a falta de Enxofre irá determinar uma maior quantidade de Nitrogênio necessária para se obter a mesma produção, com o consequente efeito negativo desse excesso para o meio ambiente.

Na maioria dos laboratórios de solo no Brasil, e também no mundo, o enxofre nem sequer é medido, e quando o é, o seu resultado sai junto com os resultados dos micro nutrientes como se o enxofre fosse mais um micro elemento.

Alguns bons laboratórios aqui no Brasil, como Laborsolo, Ibra e Agroanalise efetuam essas analises mediante o prévio pedido do cliente e o expressam em ppm de S ou mg/dm3.

As plantas somente utilizam o Enxofre na forma de Sulfato ou SO4 = . O Enxofre elementar S precisa ser primeiro oxidado a Sulfato para depois poder ser absorvido pelas plantas adequadamente.

É dificil fazer uma previsão sobre quanto tempo, determinado solo, levará para efetuar essa conversão, de S a SO4, que irá depender da atividade microbiológica do solo, que é uma função das bacterias oxidativas, entre elas as Thiobactérias e poderá variar de 4 a 6 semanas (1 ). Essas bactérias funcionam melhor quando o solo estiver quente, úmido e aerado.

Portanto, se a necessidade para a lavoura for imediata recomenda-se o uso de Sulfatos como Sulfato de Cálcio (Gêsso Agrícola) , Sulfato de Potássio, Sulfato de Amônio, K-Mag (Sulfato duplo de Potássio e Magnésio), Sulfato de Magnésio, via solo e essa escolha dependerá do outro elemento que compõe o fertilizante e que poderá também estar sendo necessário, isto é, Cálcio, Potássio, Nitrogênio, K e Mg, Magnésio, respectivamente.

No Brasil ainda não dispomos do Sulfato de Cálcio (gesso agrícola) líquido micronizado que na Australia se constitui uma ferramenta muito interessante pois 25 litros desse produto tem efeito equivalente a 1 tonelada de Gesso Agrícola (em termos de teor Cálcio disponível a curto prazo) , são mais fáceis de aplicar, pode ser dado as cultura ao longo de todo o ciclo, especialmente em solos arenosos, facilita o enchimento de grãos no final do ciclo e melhora a qualidade protéica de grãos e pastagens.

O Sulfato de Potássio, por exemplo, é sempre usado como fonte de Potássio pois contém 50% de K2O e nunca se pensa nesse fertilizante como fonte de enxofre, porém esse fertilizante contribui com 17% de S, na forma de sulfato, que é prontamente assimilável pelas culturas. Assim cada tonelada de K2SO4 irá contribuir com 170 kg de Enxofre na forma de Sulfato que, ao preço atual da tonelada de Enxofre Elementar, significa um valor considerável que deverá ser deduzido da “conta enxofre” quando do cálculo de necessidade de Enxofre para a fertilidade da sua cultura.

Uma vez que as plantas utilizam o Enxofre sob a forma de Sulfato, devemos ser capazes de converter esses valores expressos nas analises de solo em ppm de S, para kg de SO4= por hectare. Por exemplo, se uma analise de solo indica 12 ppm de S ou 12 mg por /dm3, multiplicamos esse valor por 2 e então teremos 24 kgs de Enxofre por hectare. Depois, precisamos saber que cada kg de S elementar irá produzir 3 kg de SO4=, portanto 24 kgs de S por hectare irão disponibilizar 72 kg de SO4 = , por hectare.

Sendo o Enxofre um macro nutriente assim como N, P e K , os seus niveis no solo devem ser sempre observados. Alguma plantas, como a soja usam mais Sulfatos do que Fosfatos. Também existe uma estreita relação do Enxofre com a acumulação de Nitratos. Essa relação complexa vai ter um papel fundamental no manejo das culturas forrageiras, sua produtividade e na qualidade das forragens colhidas.

Importante Componente da Qualidade

O enxofre é fundamental para a conversão dos nitratos a amino acidos  e posteriormente a proteína. Ele ativa a enzima Nitrato Redutase, via Ferredoxina,  que é necessária para a conversão de nitratos a amino ácidos e posteriormente a proteínas. Quando os níveis de S estão baixos, os nitratos acumulam e não são transformados em amino acidos e depois a proteínas. Esse acúmulo de nitratos nas forragens influencia tanto a qualidade das forragens (de duas maneiras) quanto é reconhecidamente um fator de atração para insetos sugadores.

Primeiro, niveis elevados de nitrato podem causar sérios problemas de saúde nos animais. Eles acumulam na hemoglobina do sangue e bloqueiam o oxigênio resultando numa deficiência de oxigênio ou asfixia, dependendo no grau de saturação da hemoglobina.

Segundo, o acúmulo de nitrato pode levar a uma leitura falsa para o nível de proteína bruta nas forragens, já que essa leitura é feita em cima do teor de N que é multiplicado por 6,25. Níveis elevados de proteína bruta podem significar um nivel elevado de nitrogênio não protéico. Esse tipo de proteína em forragens já foi chamado de “proteína da asfixia” devido a sua capacidade de interferir no capacidade de transporte de oxigênio pela hemoglobina ( 1 ).

A relação de Sulfatos/Nitrogênio nas forragens pode ser usada com indice para determinar a qualidade da proteína assim como a presença de nitrogênio não proteico. A forragem deve conter 1 parte de Enxofre para cada 10 a 12 partes de nitrogênio. Esse é um indicativo de uma boa conversão dos nitratos a proteína. Quanto mais ampla essa relação, maior a possibilidade da forragem conter nitrogênio não proteico.

Se o Enxofre for baixo, o nitrogênio não proteico, na forma de nitrato e nitrito, se acumula nas forragens. A intoxicação por nitratos é uma constante preocupação na pecuária leiteira e também na pecuária de corte em confinamentos. Ela pode estar presente em níveis tóxicos ou em niveis baixos, que não apresentam sintomas mas que, no entanto, afetam o desempenho e a saúde animal, reduzindo a produção. Níveis adequados de Sulfatos no solo podem eliminar totalmente esse tipo de problema nas forragens.

O Enxofre não é somente necessário para a conversão do nitrogênio a amino acidos e a proteínas, mas é também um constituinte importante de dois amino acidos sulfurosos, isto é a metionina e a cisteína. Esses dois amino acidos são os principais produtos finais da assimilação do Sulfato nas plantas e contém até 90% de todo o Enxofre total ( 11 ). A cisteína e a metionina são componentes em mais de 99% de todas as proteínas ( 11 ).

Qualquer planta cultivada em solos pobres em enxofre terá níveis baixos desses dois amino acidos e , em consequência, a sua proteína será de “baixo valor biológico “. Esses dois amino acidos são essenciais para todos os animais e a sua presença determina o valor biológico da proteína. Nenhum animal consegue viver por muito tempo sem esses dois amino acidos.

O S está envolvido na síntese de beta-caroteno que no organismo animal é convertido em Vitamina A e devido as suas multiplas funções vitais ele é chamado de o “elemento da qualidade”. Por isso todas as vezes em que a qualidade for essencial e necessária como em cafés de qualidade, chás de qualidade, uvas e vinhos de qualidade, Tabaco, maior teor de proteína dos alimentos ( soja, etc..) o enxofre é um dos principais nutrientes a serem considerado para as plantas.

Importante para o sistema Solo-Planta

 É essencial para a vida dos microrganismos de solo, inclusive para as bactérias formadoras de nódulos,  porque varios desses organismos necessitam do enxofre para a construção de suas proteínas . Sem ele, muitos desses organismos não existiriam.

A quantidade de S necessária para manter as necessidades do sistema solo-planta é ainda uma questão em aberto. Sabemos que o enxofre e o nitrogênio são elementos companheiros e alguns autores sugerem a relação de 1: 10 a 12 de S/N é adequada para o solo e para as plantas. Outros tentam relacionar as quantidades de enxofre as quantidades de nitrogênio usadas e recomendam 1 kg de S para cada 10 kg de Nitrogênio.

As recomendações para o enxofre devem ser baseados tanto nas necessidades das plantas quanto nas necessidades do solo vivo. É razoavelmente fácil calcular as necessidades da culturas e a remoção desse elemento, porém é quase impossível estimar a necessidade de S para todos os organismos vivos do solo. As populações desses organismos são reguladas por inúmeros outros fatôres como Carbono, Nitrogênio, Humus, etc..

É, entretanto,  possível imaginar que tipo de limitações a falta de enxofre poderia estar exercendo nesses sistemas vivos, nas produtividades e na qualidade dos produtos agrícolas.

Essencial para a proteção das plantas contra doenças e pragas

O S é necessário para a formação da clorofila e para a taxa da fotossíntese . Plantas com nutrição adequada de Enxofre exibem uma coloração verde escura que segundo Donald Schriefer, pode ser considerada a “marca registrada” do enxofre ( 1 ).

Além desse aspecto toxicológico e nutricional do acúmulo de nitratos, é sempre bom lembrar que vários autores já observaram que essa é uma condição essencial para que insetos sejam atraídos para essas plantas. Na verdade, acúmulo de nitratos ( provocado por falta de S ) associado a fotossíntese deficiente, que priva tanto a planta quanto as raízes de um suprimento adequado de açucares ( também provocada em parte por falta de S além de outros fatores), é uma mistura perigosa para a saúde vegetal. Essas condições são ideais para o ataque de insetos e doenças.

Resistência Sistêmica Adquirida ( SAR ) e Resistência Induzida por Enxofre ( SIR )

 Silvia Haneklauss relaciona 34 doenças em 21 espécies de plantas que podem ser afetadas por compostos sulfurosos como fitoalexinas, taninos, alcaloides, terpenos, glicosídeos cianogênicos e glicosinolatos (GSL) ou pelo metabolismo do enxofre na planta ( 6 ). A fertilização com enxofre aplicado via solo na forma de sulfato provou ter efeito significativo na taxa e na severidade da infecção de doenças fúngicas de diversas espécies.

Enxofre elementar provou ser eficiente contra a ferrugem e mildio e também foi eficiente contra oidio em cereais (com relação a essas doenças seria mesmo de se perguntar se seria falta de enxofre ou de excesso de nitratos, já que ambos andam juntos) .

Além desse efeito fungicida o enxofre elementar é também um acaricida e, por isso mesmo, usado no combate aos àcaros. O efeito fungicida do enxofre é também direto e muito dificil de ser dissociado do seu efeito via nutricional, mas o mecanismo de ação apresenta paralelos marcantes com diferentes metabólitos vegetais putativamente associados com Resistência Induzida pelo Enxofre (SIR). O enxofre elementar é lipofílico e pode entrar diretamente atraves da parede celular fungica.

Glutationa ( GSH )

 Esse composto thiol não proteíco de baixo peso molecular, é o principal reservatório de S não proteíco reduzido nas plantas. Esse composto tem inúmeras funções não só na planta como também nos animais e no homem. Ele é um poderoso antioxidante e parte integrante do sistema antioxidativo da célula vegetal e animal, que previne os danos contra as chamadas “ espécies reativas de oxigênio “ ou ROS.

Existe uma relação positiva entre o nivel de GSH na planta e a proteção contra doenças fúngicas. Niveis mais elevados de GSH foram observados em diversas espécies vegetais submetidas a inoculação de várias doenças.

Liberação de Compostos Sulfurosos Voláteis

 A liberação de compostos S voláteis, tais como H2S , emitidos pelas plantas podem ser considerados com fitoantecipinas, que são compostos liberados pelas plantas após a infeção por patógenos que pode ser um dos mecanismos de defesa das plantas ( 6 ).

Emissões de H2S foram descritas como fungitóxicas. Emissões de H2S são aumentadas de 10 até 5.000 vezes em plantas infectadas quando comparadas a plantas não infectadas e é possível que essas emissões atuem como inibidoras da germinação de esporos ou produza um efeito fungitóxico na fase vegetativa do fungo.

Fitoalexinas

 São compostos principais no sistema de defesa das plantas contra os patógenos. São metabólitos secundários que são sintetizados e se acumulam em resposta a diversas formas de stress, incluindo a patogenese. A imunidade induzida é geralmente de curta duração e se concentra ao redor das áreas afetadas. Enxofre elementar, proteínas PR induzidas pelo stress, e uma classe nova de moléculas antibióticas de baixo peso molecular são todos fitoalexinas. Brassilexina, Brassinina, Ciclobrassinina. Espirobrassinina, Brassitina, Metoxibrassetin, Brassicanal A, B e C e Camalexina , são todas fitoalexinas que contém enxofre, mas familias como as Cruciferas já tiveram 23 tipos de fitoalexinas identificadas ( 6 ). Um aspecto digno de nota é o fato do amino ácido triptofano ser o precursor biosintetico de algumas fitoalexinas encontradas nas crucíferas como a Brassinina e Ciclobrassinina, e com essa predominancia do glifosato no meio ambiente, que sabidamente inibe a síntese desse amino ácido, já podemos imaginar a repercusão no status fitossanitário das plantas.

Glicosinolatos ( GSL)

 A nutrição do enxofre tem uma forte influência nos GSL do tecido vegetativo de diferentes espécies vegetais. GLS pertence ao grupo das fitoantecipinas. Foram encontradas em 15 taxa de dicotiledôneas dos quais a Brassica é o principal genero agrícola. GLS são compostos de baixo peso molecular contendo N e S, que são produzidos por plantas superiores para aumentar a sua resistência contra efeitos desfavoráveis de predadores, competidores e parasitas (nematóides), uma vez que exibem efeitos tóxicos e repelentes.

Os isotiocianatos, formados após a quebra enzimatica dos GSL, já foram usados em substituição a fumigação química de solos de estufa para controle de nematóides e tiveram desempenho satisfatórios e semelhantes aos produtos de síntese.

A identificação dos mecanismos que produzem Resistência Induzida por Enxofre ( SIR ) é uma importante contribuição para a agricultura biológica e sustentável porque nos permite eliminar ou minimizar o uso de pesticidas. Até o momento todos os dados indicam que esses mecanismos podem ser estimulados e reforçados pela nutrição sulfurica. As evidências demonstram que um fornecimento adequado de S e um adequado fornecimento de Sulfato disponíveis as plantas é um pré requisito para a indução de mecanismos de resistência S-dependentes na planta e que as quantidades de S exigidas podem ser superiores as demandas fisiológicas ( 6 ).

De agora em diante, devemos considerar o enxofre como um macro nutriente junto com o Nitrogênio, Fósforo, Potássio , Cálcio, Magnésio e Silício. Se quisermos colher safras recordes e com elevada qualidade devemos dar ao enxofre alta prioridade como aliás recomendava o Prof William A. Albrecht, o pai da nutrição de plantas da era sustentável e biológica.

José Luiz M. Garcia

Instituto de Agricultura Biológica

Agôsto de 2018.

 

Referências

1. Schreifer, Donald L. (2000) From the Soil Up, Acres USA, Austin, Texas, USA, 274 pgs.
2. Moran, Susan (2011) Nitrogen Pollution Disrupts Pacific Ocean, Nature, doi:10.1038/news.2011.552 https://www.nature.com/news/2011/110922/full/news.2011.552.html
3. Haneklaus, S. et al. (2008) History of Sulphur Deficiency in Crops, In: SULFUR – A Missing Link between Soils, Crops and Nutrition, Agronomy Monograph, No. 50, American Society of Agronomy, 323 pgs.
4. Dick, W.A. et all ( 2008) Availability of Sulfur to Crops from Soil and Other Sources, In: SULFUR – A Missing Link between Soils, Crops and Nutrition, Agronomy Monograph, No. 50, American Society of Agronomy, 323 pgs.
5. Marschner, Horst ( 2002) Mineral Nutrition of Higher Plants, Academic Press, London, 885 pgs.

6. Haneklauss, S. et all ( 2007 ) Sulfur and Plant Diseases, In: Mineral Nutrition and Plant Diseases, The American Phytopathological Society, APS Press, 278 pgs.
7. Garcia, J.L.M ( 2017 ) A Nova Ordem Mundial e a Nova Ordem Alimentar,

https://institutodeagriculturabiologica.org/2017/02/19/a-nova-ordem-mundial-e-a-nova-ordem-alimentar/

8. Hofmeister F. (1888).  Exp. Pathol. Pharmacol.24, 247-260. Hofmeister Series  https://en.wikipedia.org/wiki/Hofmeister_series

9. Kinsey, N & Charles Walters (1993) Hands-On-Agronomy, Acres USA, Metairie, Louisiana, 352 pgs.
10. Fransen, D & Cynthia A. Grant (2008) Sulfur Response Based on Crop, Source, and Landscape Position, In: SULFUR – A Missing Link between Soils, Crops and Nutrition, Agronomy Monograph, No. 50, American Society of Agronomy, pg. 105 a 116.
11. Giovanelli, J. et all ( 1980 ) Sulfur Amino Acids in Plants, In: The Biochemistry of Plants, 5, B.J.Miflin , Academic Press, New York, pgs. 453-505.