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Efeito da localização de nutrientes em profundidade
para o crescimento radicular.
Orientadores: Prof. Dr.
Prof. Dr. Paulo César Tavares de Melo
Prof. Dr. Moacyr Corsi
Revisão bibliográfica: Agrônomo Carlos Francisco
Ragassi, e-mail: cragassi@carpa.ciagri.usp.br,
fones: (19) 9791-0025.
Novembro de 2007
I. Introdução:
Nos ecossistemas onde há épocas sem
chuva, predominam plantas com raízes mais profundas que
Trabalhos demonstram a existência de
um ecossistema rico e ativo em profundidade nas regiões secas, com macro e
microorganismos (SILVA et al., 1989). Dessa forma, entende-se que condições
adequadas à vida, como constante umidade e baixa variação de temperatura,
ocorrem nas camadas profundas do solo.
No entanto, um dos fatores de maior
importância para as plantas é a capacidade de explorar os nutrientes
Nos ecossistemas áridos, embora a
camada superficial apresente maior riqueza em nutrientes, camadas mais
profundas que
Figura 1. Distribuição de raízes em um perfil de
Em um trabalho com alfafa, Fox &
Lipps (1960) verificaram que, em época seca, quando a camada superficial do
solo secava, 3% do total de raízes, que se localizavam na camada de dois a
quatro metros de profundidade, eram responsáveis por 62% da absorção de nutrientes
pela planta.
A partir do que foi exposto, pode-se
concluir que as raízes crescem preferencialmente nas regiões que contêm
concentrações altas e favoráveis de nutrientes (DREW, 1975). No entanto, alguns
nutrientes possuem maior efeito sobre o crescimento das raízes.
Com uso de uma membrana especial, que
permitia a passagem da raiz, mas não permitia a passagem da solução nutritiva,
Drew (1975) isolou três segmentos da raiz de uma mesma planta, colocando-os em
contato com soluções nutritivas diferentes. Dessa forma, o autor provocou
condições em que a raiz encontrava falta de um nutriente no terço superior e
inferior e presença de todos os nutrientes no terço médio. Foram realizados
experimentos com fósforo, nitrogênio na forma de nitrato, nitrogênio na forma
de amônio e potássio, obtendo os resultados da Figura 2.

Figura 2. Efeito do suprimento localizado de
fosfato, nitrato, amônio e potássio sobre a forma das raízes. A letra H (high =
alto, em inglês) significa que havia nível adequado do nutriente naquela
posição, enquanto a letra L (low = baixo, em inglês), indica que o teor daquele
nutriente era baixo. As plantas controle (HHH) tiveram as três partes da raiz
nutrida com todos os nutrientes em nível adequado. As outras raízes (LHL) receberam
a solução completa de nutrientes somente na parte central. Deve-se notar a
semelhança entre as plantas controle e as plantas no tratamento com nível baixo
de potássio nas extremidades (DREW, 1975).
Observou-se que as raízes cresceram bem
nos locais com presença de todos os nutrientes. Onde faltou fósforo ou
nitrogênio, as raízes não se desenvolveram bem, acumulando-se nas faixas onde
esses nutrientes estavam disponíveis. No caso do nitrogênio, o autor considerou
que a fonte do nutriente (nitrato ou amônio) não interferiu no crescimento da
raiz. Para o potássio, não houve limitação do crescimento nas faixas com baixo
suprimento, indicando que, por apresentar alta mobilidade dentro da planta, o
nutriente foi redistribuído, chegando aos locais com baixa disponibilidade.
O contraste existente entre potássio de
um lado e nitrogênio e fósforo de outro na promoção do crescimento lateral das
raízes permanece inexplicado, visto que os três nutrientes são igualmente
considerados móveis na planta (DREW, 1975). É possível que quantidades
suficientes de potássio sejam translocadas dentro da raiz de uma zona para
outra para permitir o crescimento lateral ótimo, mas não há evidência de que o
potássio é mais móvel que nitrogênio ou que fósforo dentro da raiz. Uma explicação
alternativa é de que concentrações muito baixas do potássio no meio são
suficientes para o crescimento lateral da raiz (DREW, 1975). Outra observação
feita pelo autor é de que a aplicação localizada de nitrogênio e fósforo em um
solo deficiente nesses nutrientes somente promoveu a proliferação de raízes
quando ambos os nutrientes estavam presentes no mesmo local, ou seja, a omissão
de um único nutriente essencial para o crescimento da raiz tem efeitos
significantes mesmo na presença dos outros em grande quantidade. O autor
finaliza seu trabalho ressaltando que se o crescimento lateral das raízes for
promovido somente nas camadas superficiais do solo, por aplicar-se maiores
concentrações de nutrientes lá, essas raízes superficiais serão suscetíveis ao
secamento da superfície do solo com efeitos negativos no crescimento das
plantas e no rendimento das culturas.
Por outro lado, pode-se entender a
essencialidade de fósforo e nitrogênio para o crescimento radicular, embora
esses elementos sejam móveis dentro da planta, como um mecanismo de adaptação
desenvolvido pela planta. Nesse sentido, durante a evolução, as plantas teriam
“aprendido” que só vale à pena investir energia na produção de raízes nas
regiões em que esses macronutrientes estão disponíveis, pois de nada adiantaria
uma alta produção de raízes se elas não possibilitarem a nutrição adequada com
esses elementos, necessários em grande quantidade.
Além de nitrogênio e fósforo, outros
nutrientes são necessários em profundidade para que haja crescimento radicular.
Eles serão apresentados a seguir.
II. Boro:
O boro na planta constitui as
membranas celulares e a parede celular e é responsável pelo transporte de
açúcares das regiões produtoras (fonte) às regiões consumidoras (dreno). É um
elemento praticamente imóvel no floema (fluxo folha – raiz) e não chega por
essa via às regiões de crescimento na ponta da raiz, que precisam desse nutriente
para formar e alongar as células.
Dessa forma, diversos trabalhos de
pesquisa demonstram benefícios muito grandes da aplicação desse nutriente em
profundidade para o crescimento do sistema radicular, uma vez que é parte
integrante de cada nova célula (lamela média, parede celular...), formada
durante o crescimento das raízes.
Outro fator importante é o enfraquecimento
das membranas e paredes celulares na falta de boro, que permite vazamento do
conteúdo celular, rico em açúcares e aminoácidos. Quando esses compostos vazam
no solo, os patógenos são atraídos em direção às raízes, que, devido à falta de
boro, não apresentam parede celular forte o bastante para impedir a instalação
do patógeno. Conseqüentemente, as doenças radiculares ocorrem, causando
prejuízos.
O Boro é imóvel na planta, isto é,
não se move das folhas ou de outros órgãos para atender a necessidade do
crescimento, dessa forma, os sintomas de deficiência ocorrem em tecidos em
crescimento (meristemas florais e vegetativos, pólen, fruto, raízes).
Entretanto, para toda regra há exceções e o Boro é móvel no floema de algumas
famílias de plantas: Rosaceae, Oleaceae, Apiaceae, Celastraceae,
Scrophulariaceae e Rubiaceae, sendo que, dessa última, o gênero Coffea
(café) não está incluído. Na maioria das outras, o B é realmente imóvel
(MALAVOLTA, 2006).
O boro é um elemento essencial para
todas as plantas vasculares. Nem fungos nem algas de água doce necessitam desse
elemento. A necessidade de boro foi uma característica adquirida com a evolução
(McCLENDON, 1976) e, primariamente, sua função estava ligada à lignificação e à
formação do xilema (LEWIS, 1980).
Grande parte do boro das plantas
superiores é complexado na parede celular (THELLIER et al., 1979),
principalmente na fração de hemicelulose e nos precursores da lignina (LEWIS,
1980). A quantidade exigida de boro é maior nas dicotiledôneas que nas
monocotiledôneas (gramíneas). O teor de boro na parede das células de raiz de
monocotiledôneas é de 3-5 µg/g de massa seca (ex: trigo), enquanto que nas
dicotiledôneas esse teor é de 30 µg/g (ex: girassol) (TANAKA, 1967). A função
do boro é similar à do cálcio na regulação de síntese e na estabilização de
determinados componentes da parede celular e também da membrana plasmática
(MARSCHNER, 1986).
Uma das respostas mais imediatas a
deficiência de boro é a inibição ou a paralisação do crescimento da raiz
principal e das raízes laterais. Após 3 horas da interrupção do fornecimento de
boro o crescimento das raízes é reduzido, após 6 horas, a inibição é severa e,
após 24 horas o crescimento é paralisado. Doze horas após o restabelecimento do
suprimento de boro o crescimento das raízes volta a ser rápido.
Apesar da ação do boro sobre as
plantas ainda merecer amplos estudos e discussões, têm-se evidenciado em
numerosos trabalhos os efeitos desse micronutriente no desenvolvimento
radicular (CASTRO & YAMADA, 2002).
Estudos iniciais revelaram que o
boro estimula o enraizamento de estacas mais pela promoção do desenvolvimento
das raízes do que pela indução da iniciação dos primórdios radiculares
(HEMBERG, 1951).
GAUCH & DUGGER Jr. (1953) mostraram
evidências convincentes da hipótese de que uma via do boro envolve reações com
açúcares para formar um complexo borato-açúcar ionizável, que passa através das
membranas celulares mais rapidamente do que moléculas de açúcar não ionizadas,
sem o borato, sendo translocado mais rapidamente para células de crescimento.
Os autores sugerem que sintomas de deficiência de boro são uma expressão da
deficiência de açúcar no câmbio, botões florais, caule e raízes, e que, na
ausência de boro, carboidratos podem ficar concentrados nas regiões da sua síntese.
Autores
como EATON (1940), MURRAY et al. (1957)
e WEISER & BLANEY (1960) afirmaram que a presença do boro não influi na
iniciação do enraizamento das estacas, mas é essencial para seu posterior
crescimento. Folhas de plantas deficientes em boro apresentaram,
comparativamente, maiores concentrações de açúcares e amido; contudo, a
concentração nos ramos mostrou-se baixa. Isso indica que a presença de boro em
quantidade adequada é necessária à translocação dos açúcares das folhas para os
ramos. Utilizando-se sacarose e boro juntos e separadamente, em solução
nutritiva, observou-se estreita dependência do boro na translocação do açúcar (GAUCH
& DUGGER Jr., 1953).
A adubação boratada é incrementada
via solo com o objetivo de aprofundar o sistema radicular das plantas e
aumentar o volume de solo explorado pelas raízes. Conseqüentemente, aumenta a
disponibilidade de água e nutrientes, minimiza os danos provocados pelo déficit
hídrico e otimiza o aproveitamento dos fertilizantes, por meio de uma maior
superfície de contato das raízes e da reciclagem de nutrientes pelas raízes
profundas (CABRERA, 2006). No ano de 1999 esse autor montou um ensaio com o
objetivo de avaliar o desenvolvimento do sistema radicular de porta-enxerto de
limoeiro Cravo em diferentes doses de boro no solo (0, 1, 2 e 3 ppm de boro).
As plantas foram cultivadas em tubo de PVC de

Figura 3. Efeito de doses de boro no desenvolvimento
do sistema radicular e da parte aérea de limoeiro Cravo. Da esquerda para a
direita, omissão de boro, 1, 2 e 3 ppm (CABRERA, 2002).
A Figura 4 provém de um experimento similar.

Figura 4. Efeito da deficiência de boro sobre o
crescimento radicular de amendoim. Cada segunda planta foi cultivada com
omissão de boro (PRIMAVESI, 2002).
Com esses resultados fortaleceu-se a
idéia do emprego do boro nas áreas comerciais de citros com problemas de
“amarelinho” e também na implantação dos pomares.
No caso de implantação de pomares
novos, a cova é aberta com brocas utilizadas para fazer buracos para construção
de cerca (Figura 5), possuindo as seguintes dimensões:

Figura 5. Implantação de pomar com abertura de
cova com broca (CABRERA, 2002).
Figura 6. Em planta de laranja com um ano de
idade o sistema radicular atingiu
III. Cálcio:
O cálcio é o elemento predominante
no complexo de troca do solo, exceto em solos extremamente ácidos, onde cede
lugar para o alumínio (MALAVOLTA, 2006). A regra sempre é: teor de Ca alto está
associado a baixo teor de Al e Al alto jamais ocorrerá se o Ca estiver alto.
O movimento do cálcio no xilema em
direção da parte aérea é unidirecional, ou seja, muito pouco caminha na direção
contrária, para as raízes, transportado pelo floema (MALAVOLTA, 2006).
A baixa redistribuição do cálcio, ou
imobilidade no floema, característica que partilha com o boro, é devida, pelo
menos em parte, ao fato de que as formas predominantes do cálcio em muitas
espécies de plantas são insolúveis em água, como o pectato de cálcio, que
compõe a parede celular. Dessa forma, conforme as células crescem, após a
multiplicação, precisam constantemente de cálcio para a formação da parede
(MALAVOLTA, 2006).
O cálcio ligado como pectato, na
parede celular, é essencial para seu fortalecimento e dos tecidos formados. A
proporção de pectato de cálcio na parede celular é muito importante para a
resistência do tecido a infecções causadas por fungos e bactérias.
Segundo Marschner (1995), os
principais impedimentos que restringem a penetração de raízes no subsolo,
prejudicando a absorção de água e nutrientes, são aeração deficiente,
impedimentos mecânicos e acidez. No caso da acidez, os principais fatores são deficiência
de cálcio e o excesso tóxico de alumínio, muito mais generalizado que a
deficiência de cálcio.
O excesso de alumínio trocável
ocorre de forma generalizada em solos ácidos. Sua ação se faz sentir nas raízes
das plantas, que se alongam mais lentamente. Mais tarde elas engrossam e não se
ramificam normalmente; as pontas das raízes desintegram e adquirem cor marrom.
As raízes adventícias proliferam enquanto a coroa da planta estiver viva (REID,
1976). Em estágios mais avançados da toxidez, a parte aérea também é
danificada, existindo correlação estreita entre a massa das raízes e a massa da
parte aérea das plantas.
No Brasil, a toxidez de alumínio é
de grande importância, sendo de ocorrência generalizada na maior parte dos
solos (OLMOS e CAMARGO, 1976). A calagem pode resolver o problema na camada
superficial do solo, mas dificilmente promoverá correção no subsolo.
A aplicação de calcário leva ao
acúmulo por tempo indeterminado de Ca e Mg na superfície. O movimento do Ca
perfil abaixo depende do ânion acompanhante, como Cl-, NO3-
e SO42-, os quais formam pares com aquele cátion
(MALAVOLTA, 2006). O Ca levado para baixo desloca o Al no complexo de troca,
cuja saturação diminui, permitindo maior desenvolvimento das raízes graças ao
melhoramento do ambiente na subsuperfície (RITCHEY et al., 1983). Quando o íon acompanhante é o SO42-,
o que ocorre com o gesso (CaSO4), o Al deslocado pelo Ca para a
solução do solo forma o par iônico AlSO4+, que não afeta
a planta (PAVAN, 1981). Além disso, exsudados de raízes também podem complexar
o Al (MALAVOLTA, 2006), protegendo a planta.
Os dois usos principais do gesso
são: fonte de S e neutralização do Al em subsuperfície (MALAVOLTA, 2006).
Quando o gesso é empregado como fonte de S, as doses são em geral 20 a
A Figura 7, de PAVAN & BINGHAM
(1986) presente em MALAVOLTA (2006) mostra o efeito comparado do calcário e do
gesso na distribuição do sistema radicular da macieira. É visível o efeito
benéfico do gesso no aprofundamento das raízes.

Figura 7. Efeito do calcário e gesso na
distribuição do sistema radicular de macieira (cm de raiz por grama de solo)
(PAVAN & BINGHAM, 1986 em MALAVOLTA, 2006).
Na Figura 8, de GUIMARÃES (1988) em
MALAVOLTA (2006), vê-se a resposta do cafeeiro ao calcário e ao gesso: em média
o gesso na presença de 1,5 t de calcário/ha aumentou a produção em 18 sacas/ha
em 5 safras, isto é, 80 sacas no total. As análises de solo e folha e o exame
dos perfis de solo mostraram que o gesso funcionou aprofundando as raízes e
como fonte de Ca e S (MALAVOLTA, 2006).

Figura 8. Resposta do cafeeiro (média de 5
safras) ao gesso e ao calcário no cerrado de MG.
Quando se corta o suprimento de
cálcio em plantas crescendo em soluções nutritivas, o processo de extensão das
raízes cessa dentro de poucas horas. Embora o cálcio esteja envolvido na
divisão celular, a paralisação do crescimento radicular na ausência de cálcio
é, primeiramente, um resultado da inibição do processo de elongação celular
(MARSCHNER, 1995).
Nas extremidades das raízes, a
secreção de mucilagens depende da concentração extracelular de cálcio. A
remoção do cálcio extracelular, ou seja, do apoplasto, reduz drasticamente a
atividade secretora das células das extremidades das raízes e também bloqueia o
geotropismo nas raízes (Bennet, et al., 1990).
O fato do cálcio ser imóvel no floema,
não se translocando das partes aéreas para as partes mais novas das raízes em
desenvolvimento, faz com que o cálcio requerido para o crescimento de raízes
deva ser absorvido da solução externa nas zonas apicais. Marschener (1995)
ressalta que mesmo quando uma quantidade adequada de calcário é misturada
apenas ao solo superficial, as raízes são severamente restringidas em sua
capacidade de penetrar em subsolos ácidos.
Se faltar cálcio, o plasmalema, ou
seja, a parte interna da membrana celular perde sua semipermeabilidade e
torna-se permeável, ou furada, permitindo a entrada de íons, nutritivos ou não,
conforme sua quantidade no solo. A raiz perde sua seletividade, levando a
transtornos fisiológicos muito sérios à planta. Quando faltar o cálcio,
indispensável à raiz, os mais estranhos sintomas de deficiência e intoxicação
aparecem.
O acúmulo de alumínio em quantidades
tóxicas, que ocorre principalmente abaixo de camadas adensadas de solo, pelas
quais os adubos e corretivos, especialmente calcário e gesso, não passam ou
passam com dificuldade, faz com que muitas plantas não consigam desenvolver
suas raízes (PRIMAVESI, 2002).
Os íons que são absorvidos pelas
células das raízes vão para o plasma celular e atuam não somente como
nutrientes, mas também na hidratação da célula. Ou seja, para a raiz absorver
água do solo, precisa apresentar uma maior concentração de íons que a solução
do solo. Os íons monovalentes apresentam uma camada de hidratação mais espessa,
portanto possuem maior capacidade de armazenar água que os íons bi e
trivalentes (Figura 9), dessa forma, íons como o Na+ e K+
são tidos como hidratantes dentro da célula, enquanto o Ca2+ e o Al3+
são tidos como desidratantes (PRIMAVESI, 2002). Tanto uma hidratação excessiva
como uma desidratação exagerada da célula é prejudicial e somente o equilíbrio
de íons mono, bi e trivalentes faz com que a célula da raiz possa atingir uma
hidratação ótima (PRIMAVESI, 2002).

Figura 9. Camada de hidratação de alguns íons
(PRIMAVESI, 2002).
Nesse sentido, vê-se que a toxidez
causada por alumínio não se deve à presença desse elemento, mas sim à sua
predominância na solução do solo e, analogamente, esse fenômeno não está
restrito ao alumínio, mas generalizado a qualquer elemento que estiver acima da
sua proporção adequada. Sendo assim, o potássio ou o cálcio, quando fornecido
como íon único é tão tóxico para a célula vegetal quanto o alumínio, em outras
palavras, toda solução monossalina é tóxica (PRIMAVESI, 2002). Não se deve,
portanto, realizar a aplicação de corretivos com base no teor absoluto de
alumínio no solo, mas sim visando adequar a sua proporção em relação aos demais
cátions (Na+, K+, Ca2+ e Mg2+).
No Brasil, já existem muitas variedades
adaptadas a conviver com concentrações maiores de alumínio, como quase todas de
trigo, várias de soja, milho, dentre outras (PRIMAVESI, 2002). Além da
tolerância a maiores saturações da CTC com alumínio, muitas espécies desenvolvem
mecanismos de proteção, como capacidade de armazenar o alumínio na raiz,
protegendo a parte aérea de maiores concentrações. Outras plantas excretam
substâncias que aumentam o pH na rizosfera, precipitando o alumínio (PRIMAVESI,
2002). Dessa forma, a maioria das culturas tropicais não é muito sensível ao
alumínio, suportando ao redor de
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A pesquisa mostra que a planta aceita
uma faixa larga de variação na relação dos cátions na saturação por bases
(MALAVOLTA, 2006). Assim, em solos altamente intemperizados, bastariam entre 25
e 30% de saturação de Ca (MALAVOLTA, 2006).
O sucesso na aplicação de qualquer tipo
de adubo ou corretivo depende da estrutura grumosa do solo, pois só se consegue
uma correção adequada e homogênea quando o solo não apresenta camadas
adensadas, através das quais os corretivos não passam. A agregação do solo
também é essencial para se obter abastecimento adequado de água, ar,
disponibilidade de nutrientes e desenvolvimento das raízes.
Do exposto, deve-se concluir que a
correção deve ser realizada até a profundidade que se almeja o crescimento
radicular. Onde não houver cálcio, a raiz não crescerá, pois esse nutriente não
será transportado de outras regiões da planta para nutrir as raízes em
formação.
Conclusão
A correção química em profundidade
no solo deverá ser baseada em:
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