Programa

É Tempo de Química!Os Nutrientes do Solo

CONTEÚDOS DIGITAIS MULTIMÍDIA

Química1ª Série | Ensino Médio

Química na Agricultura

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Objetivo geral:

Compreender o papel do solo na nutrição das

plantas.

Objetivos específicos:

Identificar os elementos que compõem os nutrien-

tes do solo;

Reconhecer a importância dos nutrientes para o

crescimento do vegetal;

Diferenciar macronutrientes e micronutrientes;

Descrever as principais formas de absorção dos

elementos;

Reconhecer a contribuição das bactérias para a

nutrição das plantas.

Pré-requisitos:

Não há pré-requisitos.

Tempo previsto para a atividade:

Consideramos que uma aula (45 a 50 minutos cada)

será suficiente para o desenvolvimento das ativida-

des propostas.

Vídeo (Audiovisual)

Programa: É Tempo de Química!

Episódio: Os Nutrientes do Solo

Duração: 10 minutos

Área de aprendizagem: Química

Conteúdo: química na agricultura

Conceitos envolvidos: macronutrientes, bactérias, formas de absorção dos

nutrientes, micronutrientes, nutrição das plantas, nutrientes.

Público-alvo: 1ª série do Ensino Médio

Coordenação Didático-Pedagógica

Stella M. Peixoto de Azevedo Pedrosa

Redação

Gislaine Garcia

Revisão

Alessandra Muylaert Archer

Projeto Gráfico

Eduardo Dantas

Diagramação

Romulo Freitas

Revisão Técnica

Letícia R. Teixeira

Produção

Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro

Realização

Fundo Nacional de Desenvolvimento da Educação

Ministério da Ciência e Tecnologia

Ministério da Educação

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oloIntrodução

Este guia refere-se ao episódio Os Nutrientes do Solo, parte

da coleção É Tempo de Química!,e trata de uns dos aspectos

da química na agricultura.

O vídeo auxiliará na apresentação dos conceitos sobre os

nutrientes do solo, servindo como instrumento de aproxi-

mação entre o tema e os alunos. Juntamente com o vídeo,

este guia age como âncora na apresentação do tema, uti-

lizando uma linguagem didática e buscando exemplos nas

atividades diárias.

Ressaltamos que a utilização do vídeo poderá acontecer em

qualquer momento da aula, de acordo com a necessidade e

o interesse de cada turma.

Com sua experiência, você poderá fazer uso das informa-

ções extraídas dos alunos em sala e aproveitá-las na aplica-

bilidade do tema, transformando a aula em algo cada vez

mais palpável e interessante.

Recomendamos que seja providenciado com antecedência

um aparelho de DVD e uma TV ou um projetor de multimí-

dia para a reprodução do vídeo.professor!

Tome como ponto de

partida as dúvidas e

anotações posteriores à

apresentação do vídeo,

pois serão a porta de

entrada para o desen-

volvimento do tema.

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DesenvolvimentoO guia ressalta, embora não exaustivamente, a importância dos nutrientes para o crescimento dos vegetais. É um tema mui-

to interessante, pois permite aos alunos recorrerem às experiências do cotidiano, atrelando-as às aulas de ciências.

Embora a maioria dos alunos sinta certa distância dos assuntos ligados à química, este guia tem o propósito de desmembrar o

tema de forma simples e didática e transformá-lo em algo mais palpável.

Propomos algumas sugestões a seguir, que podem ser levadas em consideração para o desenvolvimento de sua aula, e alguns

exemplos da aplicabilidade do tema no dia-a-dia.

Desenvolvimento dos Vegetais

E você? Sabe do que uma planta precisa?

Juca Amaral | Apresentador

Eis uma questão bastante interessante, que pode ser repetida para seus alunos. Indague-os sobre outros aspectos a respeito

do processo de desenvolvimento de um vegetal. Observe, pelas respostas, se eles possuem algum conhecimento sobre o

processo de crescimento de uma planta.

Aproveite para detalhar que os vegetais são seres vivos especiais, por serem capazes de produzir seu próprio alimento e ne-

cessitarem de alguns elementos para o seu crescimento. São eles: carbono trazido em grande parte pelo ar, na forma de CO2;

hidrogênio trazido pela água (H2O); e oxigênio, que chega pelo ar na forma de O2 e também pela água.

O que você acha que uma planta precisa pra crescer?

Depoimento | Povo Fala

Estes três elementos – carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio (O) – são importantíssimos no processo de crescimento da

planta, uma vez que contribuem com mais de 90% em massa da composição elementar de uma planta. Contudo, não podemos

descartar a importância dos nutrientes do solo para o processo de crescimento da planta.

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Um bom exemplo prático sobre esse estágio inicial de crescimento dos vegetais seria lembrar aos alunos da experiência com a

semente de feijão. A maioria das escolas, nas séries iniciais, utiliza a experiência do pé de feijão como exemplo de crescimento

dos vegetais, pois inicialmente o vegetal só precisa dos três elementos (O, H e C) para brotar. Utilizando como material apenas

o feijão, o algodão e a água e deixando a semente úmida ao ar livre, ela é capaz de brotar em algumas semanas.

Os Nutrientes do Solo

Você conhece as características do nosso solo?

Juca Amaral | Apresentador

Aparentemente, o solo pode parecer menos importante para o crescimento do vegetal. Porém, voltando à experiência do pé

de feijão, pergunte aos alunos em que momento o solo se faz necessário nesse processo, já que podemos observar o cresci-

mento do feijão num recipiente qualquer, com as condições mínimas para a germinação.

No entanto, explique que o máximo de produção do vegetal depende do fator de crescimento que se encontra à disposição da

planta em menor quantidade. Esse fator é o solo e seus nutrientes.

Antes de entrarmos na questão da absorção de nutrientes do solo pela planta, é importante destacarmos que as plantas

produzem seu próprio alimento através do processo de fotossíntese. Por isso, os vegetais são especialmente analisados entre

os seres vivos.

Este processo consiste na conversão da energia solar em energia química. A energia solar captada pela planta, juntamente

com água (H2O) e gás carbônico (CO2) é convertida em carboidratos (C6H12O6) e oxigênio (O2). Os carboidratos servem de

alimento para a planta.

O Solo e Seus Elementos

O solo contribui com que elementos?

Rita | Participante

Que tal induzir os alunos a pensarem nos elementos que compõem o solo? Com as respostas dadas você poderá extrair

palavras-chaves para esta explicação.

mais detalhes!

Aprofunde seus conheci-

mentos lendo:

ZAGO ,Leciana de Mene-

zes; GOMES, Ana Cláu-

dia; FERREIRA,Hérika

Alves; SOARES, Narcisa

Silva e GONÇALVES,

Carlos André. Fotossín-

tese: Concepções dos

Alunos do Ensino Médio de

Itumbiara-GO e Buriti-

Alegre-GO

Revista Brasileira de

Biociências, Porto Alegre,

v. 5, supl. 1, jul. 2007,p.

780-782.

http://www6.ufrgs.br/se-

erbio/ojs/index.php/rbb/

article/viewFile/831/660.

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O solo é composto de elementos essenciais como, por exemplo, os macronutrientes: nitrogênio (N) – responsável pela cor

das folhas e pela formação de proteínas; fósforo (P) – ajuda a formar raízes fortes e também auxilia na formação de frutos e

sementes; potássio (K) – responsável pela formação de talos fortes e vigorosos, também protege a planta de enfermidades;

cálcio (Ca) – responsável pelo crescimento da raiz e talos, é um facilitador na absorção de nutrientes; magnésio (Mg) – es-

sencial na formação da clorofila, é o elemento responsável na produção de carboidratos; enxofre (S), absorvidos em maiores

quantidades pelo solo.

Existem também os micronutrientes: ferro (Fe), manganês (Mn), molibdênio (Mo), cobre (Cu), boro (B), cloro (Cl) e zinco

(Zn), absorvidos em menor quantidade. Cogita-se a possibilidade de inserir-se o níquel (Ni) nesse grupamento.

Vale lembrar que tanto os macronutrientes quanto os micronutrientes possuem a mesma importância para o desenvolvimento

da planta, pois se qualquer um deles faltar, ela não irá completar o seu ciclo.

Outra característica bastante interessante do solo, essa importante fonte de nutriente, seria a possibilidade de passar por

transformações físicas, devido ao seu caráter modificável pelo homem, como a aração e gradagem, bem como químicas como

a adubação ou calagem que, através do calcário, faz o controle da acidez do solo.

Principais Formas de Absorção dos Elementos

O nitrogênio é absorvido na forma de NO3- e NH4+ e é um componente de proteínas, da clorofila e de ácidos nucleicos.

Tudo isso chega para as plantas pelas raízes, através dos nutrientes do solo...

Douglas | Participante

Provavelmente, após a exibição do vídeo, surgirão dúvidas a respeito do processo de absorção dos elementos pelas plantas.

Detalhe o processo, explicando primeiramente que os elementos químicos se encontram na solução do solo na forma iônica,

sozinhos ou combinados a outros elementos. O quadro a seguir indica as formas absorvíveis de cada elemento e poderá ajudá-

lo a explorar o tema:

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Elemento Formas Absorvíveis Função PrincipalNitrogênio (N) NO3

- e NH4+ Componente de proteínas, clorofila e ácidos nucleicos.

Fósforo (P) H2PO4- e HPO4

2-Transferência de energia; metabolismo; componente de ácidos nuclei-

cos e nucleoproteínas.

Potássio (K) K+ Síntese de proteínas; translocação de carboidratos; ativador de enzimas.

Cálcio (Ca) Ca2+Componente estrutural das células da parede celular; elongação celular;

afeta permeabilidade celular.

Magnésio (Mg) Mg2+ Componente da clorofila; ativador de enzimas; divisão celular

Enxofre (S) SO42- Constituinte de proteínas; envolvido na respiração e formação de nódulos.

Ferro (Fe) Fe2+ Síntese de clorofila; reações de oxirredução; ativador enzimático.

Manganês (Mn) Mn2+ Reações de oxirredução; redução de nitrato; ativador enzimático.

Cobre (Cu) Cu2+ Ativador enzimático; redução de nitrato; respiração.

Zinco (Zn) Zn2+ Ativador enzimático; regula pH do meio celular.

Molibdênio (Mo) MoO42- Redução de nitrato; fixação de N atmosférico por leguminosas.

Cloro (Cl) Cl- Reações fotoquímicas na fotossíntese.

Boro (B) H2BO3- Maturação e diferenciação celular; translocação de carboidrato.

Níquel (Ni) Ni+Metabolismo de fotoassimilação de carbono; metabolismo de assimila-

ção de N em compostos orgânicos; translocação de N.

Explique, em seguida, que para os elementos ou nutrientes serem absorvidos pela planta, há necessidade de mecanismos que

possibilitem o contato desses íons com a raiz das plantas. Esses mecanismos são: interceptação radicular, fluxo de massa e difusão.

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A interceptação radicular ocorre quando a planta tem uma participação ativa, ou seja, o sistema radicular se desenvolve pene-

trando nos poros do solo e fazendo o contato da raiz com os nutrientes.dica!

Você poderá saber mais

sobre a importância das

substâncias húmicas para

a fertilidade do solo a

partir do texto disponível

em: http://www.cnps.

embrapa.br/solosbr/pdfs/

comtec16_2003_extra-

cao.pdf Já o fluxo de massa ocorre através do processo de transpiração da planta, pois assim ela cria um fluxo de água que vai da raiz

até a superfície.

Devido ao contato direto com o solo, a raiz também puxa a água em direção a ela, fazendo o encontro dos íons com a solução

do solo. Os nutrientes absorvidos pela raiz deixam a área em torno dela menos concentrada. A difusão ocorre justamente da

área mais concentrada do solo para a menos concentrada. Portanto, cada elemento tem sua velocidade de difusão.

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Contribuição das Bactérias

Não sei de onde você tirou essa ideia que as bactérias ajudam na nutrição das plantas leguminosas.

Maria | Participante

Pergunte aos alunos o que eles sabem sobre as bactérias. Geralmente as bactérias são associadas à sujeira, infecção e contami-

nação, o que não deixa de ser verdade, mas essa não é a única forma de entender as bactérias.

Faça uma breve exposição sobre as bactérias como sendo organismos vivos de uma única célula. Elas são os menores seres

vivos conhecidos, se não considerarmos os vírus como seres vivos. Existem quatro tipos de classificação das bactérias: cocos,

bacilos, vibriões e espirilos.

Algumas delas realmente causam doenças e pertencem ao grupo de bactérias danosas à saúde. Porém, no âmbito da ecolo-

gia, por exemplo, desempenham uma função importante na nutrição das plantas. As bactérias atuam na decomposição de

alguns animais e vegetais, reduzindo-os ao seu estado natural e, assim, o solo utiliza essa decomposição como nutriente para

as plantas.

A contribuição de bactérias para a nutrição de plantas leguminosas através da fixação biológica de nitrogênio é bastante conhecida.

Professor | Entrevistado

Professor, outra observação relevante a fazer é que certas bactérias, conhecidas como rizóbios, colonizam as raízes como sim-

biontes, causando o desenvolvimento de estruturas altamente especializadas, denominadas nódulos.

Esse processo simbiótico ocorre com a formação desses nódulos funcionais, os rizóbios, que fixam ativamente o nitrogênio

atmosférico que é transferido para a planta hospedeira em troca de fotoassimilatos.

Além disso, alguns produtos, como fertilizantes químicos, também são utilizados para suprir o solo com deficiência de nu-

trientes. Pergunte aos alunos o que eles sabem ou se já ouviram falar sobre fertilizantes químicos.

dica!

Para ampliar seus conhe-

cimentos, consulte o se-

guinte site com informa-

ções sobre o tema: http://

educar.sc.usp.br/ciencias/

recursos/solo.html

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Existem algumas opiniões contra o uso desses produtos, porém, professor, vale a pena ressaltar em sala que o uso de fertilizan-

tes com os devidos cuidados e dentro das normas que regem a boa prática agrícola não interfere na qualidade dos vegetais. Ao

contrário, é um paliativo na deficiência de nutrientes do solo.

Pergunte aos alunos se eles já observaram que existem outros seres vivos que auxiliam no processo de nutrição do solo. Insetos

como minhocas, larvas e formigas formam pequenos canais que fazem o ar e a água circularem e a raiz penetrar cada vez mais.

Atividades Peça aos alunos para plantarem algumas sementes de feijão em um pote com algodão e outras em um pote com terra. Eles

devem observar o desenvolvimento das sementes e fazer um relatório, ao longo de quatro semanas, comparando o desenvol-

vimento das sementes plantadas no algodão com o das plantadas na terra.

Solicite uma pesquisa sobre os indicadores apresentados por uma planta quando carece de um elemento químico. Você pode-

rá distribuir aleatoriamente os elementos pelos alunos e cada um realizar uma pesquisa individual. Na aula seguinte, os alunos

devem se reunir de acordo com o elemento pesquisado para sintetizar as suas pesquisas, que deverão ser apresentadas ainda

na mesma aula.

Como a carência do solo em relação a cada um dos nutrientes pode ser superada? Esta é outra pesquisa que poderá ser realiza-

da em conjunto ou separadamente da proposta anterior.

Também pode ser solicitada uma pesquisa sobre os tipos de solo que favorecem a carência de cada nutriente.

Demonstre para seus alunos uma experiência simples: aqueça uma porção de terra equivalente a uma colher. Sem encostar,

aproxime uma placa de vidro. Peça-lhes que observem o que acontece. É importante que eles percebam que, no vidro, a água

da terra evaporada pelo calor se condensará e que a mudança de cor do material ocorre devido à queima da matéria orgânica

presente no solo.

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VÍDEO - AUDIOVISUAL

EQUIPE PUC-RIO

Coordenação Geral do ProjetoPércio Augusto Mardini Farias

Departamento de Química Coordenação de Conteúdos José Guerchon

Revisão Técnica Letícia R. TeixeiraNádia Suzana Henriques Schneider

Assistência Camila Welikson

Produção de Conteúdos Daniel Vidal

CCEAD - Coordenação Central de Educação a Distância Coordenação GeralGilda Helena Bernardino de Campos

Coordenação de Audiovisual Sergio Botelho do Amaral

Assistência de Coordenação de Audiovisual Eduardo Quental Moraes

Coordenação de Avaliação e Acompanhamento Gianna Oliveira Bogossian Roque

Coordenação de Produção dos Guias do ProfessorStella M. Peixoto de Azevedo Pedrosa

Assistência de Produção dos Guias do ProfessorTito Tortori

RedaçãoAlessandra Muylaert ArcherGisele da Silva MouraGislaine GarciaTito Tortori

DesignEduardo DantasRomulo Freitas

RevisãoAlessandra Muylaert ArcherGislaine Garcia