ARMELIN, M. J. A.

CRUVINEL, P. E.

PIASENTIN, R. M.

PRIMAVESI, O. M. A. S. P. R.

Repository Open Access to Scientific Information from Embrapa

ANÁLISE POR ATIVAÇÃO COM NÊUTRONS INSTRUMENTAL APLICADA PARA A DETERMINAÇÃO DEELEMENTOS ESSENCIAIS EM DIFERENTES ESPÉCIES DE GRAMÍNEAS E LEGUMINOSASR.M. Piasentin', M.J.A. Armelin'», O. Primavest', P.E. Cruvinet' rCP p S E\ v'b\N'Supervisão de Radioquírnica, IPEN-CNEN/SP, CP 11.049, CEP 05422-970, 1"'\São PaulcrSP, Brasil ·~u A R 1\ \ IA2Centro de Pesquisa de Pecuária do Sudeste - CPPSElEMBRAPA, CP 339, CEP 13560-970, 5 t.. r _--São Carlos-SP, Brasil3Centro Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento de Instrumentação Agropccuária - CNPDlAIEMBRAPACP 741, CEP 13560-970, São Carlos-SP, Brasil 'ABSTRACTSix species of legumes and three of ~ses were .~alysed by instrumental neutron activation analysis Iollowedby ganuna radiaction spectrometry. The experimental conditions allowed lhe determination of lhe essential elements (K,Ca, Mg, Na, ZIl, Fe, Ma, Mo and Co), besides lhe companson of the rnrncral absorption of' these elements in soils lrcatcdwith limestone in different lcvels.INTRODUÇÃOA identificação dos sintomas de deficiência ou toxidez de nutrientes nas plantas auxilia a diagnosticar possíveis problemas nrcampo. A técnica para identificar sinais indicativos de carência ou excesso de nutrientes é indispensável para urna produção mai:lucrativa e competitiva das culturas, bem como para permitir um monitoramento da qualidade ambienta!, especialmente em sistemasintensivos de produção (1). Além disso, a existência de urna relação estreita entre solo, gado e a vegetação usada para nutrir os animaisreforça a necessidade do conhecimento da concentração de minerais nas gramíneas e legwninosas, urna das principais fontes de energia.proteínas, vitaminas e minerais necessários para atender as demandas fisiológicas nos animais; e assim, promover a suficiência e cequilíbrio mineral na nutrição (2).Uma apreciação dos fatores fisicos, químicos e biológicos que determinam o suprimento, disponibilidade e movimento doselementos traços nos ecossistcmas solo-planta; junto com técnicas apropriadas para a medida da concentração é essencial para S(entender os mecanismos e dinâmica dos transportes e suas implicações biológicas.No presente trabalho a análise por ativação com nêutrons instrumental (AANl), seguida pela cspectromctria de radiação gamafoi aplicada para determinar a concentração dos elementos essenciais (K, Ca, Mg, Na, Zn., Fe, Mn., Mo e Co) em amostras de diferentesespécies de gramíncas e \cguminosas. Foram colctadas amostras de plantas inteiras com 90 dias de idade e cultivadas em Latossolevermelho escuro corrigido com calcário, com objetivo de verificar a existência de diferença na absorção dos elementos entre as espécies.EXPERIMENTALPreparação úa amostra - Doze amostras de seis espécies de \egunimosas e seis amostras de três espécies de gramineassclccionadas para este trabalho foram cedidas pelo Centro de Pesquisa e Pecuária do Sudeste - CPPSFJEMBRAP A, São Carlos-SP Nplantas foram cultivadas em Latossolo vermelho escuro. Dividiram-se as plantas analisadas em dois grupos, sendo que, nove espécie-foram cultivadas em solo tratado com calcário para atingir uma saturação por bases de 50 % (da capacidade de troca catiônica - Cl'Cl.cas demais, em solo tratado com 75 %.de saturação As amostras foram coletadas de plantas inteiras, com noventa dias de idade (deixadas secar em estufa com circulação forçada de ar, mantida à 60°C durante 48 heras, para a perda de água. Após este período, asamostras foram moídas e homogeneizadas.Para a irradiação, pesaram-se alíquotas da ordem de 200 mg e, transferiram-se para envelopes de polietileno, previamentetratados com HNÜ:J P.A. 1:5, para eliminação de possíveis impurezas.PIASENTIN, R.M., ARMELlN, M.J.A., PRIMAVESI, O., CRUVINEL, P.E. Análisepor ativação com neutrons instrumental aplicada para a determinação = elementosessenciais em diferentes espécies de gramíneas e leguminosas. In:INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON NUCLEAR AND RELATEDTECHNIQUES IN AGRICULTURE, INDUSTRY, HEALTH ANDENVIRONMENT, 1., 28-30110/97, Havana, Cuba, Anais., Havana:IAEAlCEADEN/GIATNA/ISCTN, 1997. 3p. (p.292-294) .~.::. rl·~·Preparação de padrões - Os padrões foram preparados a partir de soluções obtidas pela dissolução dos elementos ou de seuscompostos cspcctroscopicamentc puros. Alíquotas de 25 !li ou 50 ul, dependendo da concentração dessas soluções, foram transferidas.por meio de micropipetas, para papel de filtro Whatrnan nO41, de aproximadamente I cm2 de área.Os padrões preparados apresentavam as seguintes massas: K (395 ug); Ca (1700l-lg); Mg (550 ug); Na (67,44 ug); Zn (25,líug); Fe (181 ~g); Mn (4,491-1g);Mo (50,115I-1g) e Co (1,115 ug).Para efeito de medida da radiação gama dividiram-se os padrões em quatro grupos: grupo a-) Ca e Mg; grupo b-) K, Mn e Na:grupo c-) Mo c grupo d-) Fc, Zn eCo.Irradiação e medida da radiação gama - As amostras e os padrões dos grupos a e b (Ca, K, Mg, Mn e Na) foram irradiado!juntos, dentro de um recipiente de nylon, sob um fluxo de nêutrons térmicos de 0,43 x 1012n.cm·2.s·1, por um período de 3 minutos, nereator IEA-RI.Após a irradiação, amostras e padrões foram transferidos para recipientes adequados para a medida da radiação gama(contagem).O espectro da radiação gama das amostras foi medido duas vezes. Na primeira vez, cada amostra foi medida por 4 minuto!após um tempo de resfriamento de 3 minutos, para a medida dos fotopicos correspondentes aos seguintes radionuclideos: 49ea em 3083keVe 27Mg em 1014 keY. •.A segunda medida das amostras foi feita depois de um tempo áe resfriamento aproximado de 15 minutos. Nesta etapa cadaamostra foicóntada por 12 minutos para a medida dos fotopicos correspondentes à radiação gama do 42Kem 1525 kev, ~ em 1811keVe 2"Na em 1368 keY.Para a análise dos elementos dos grupos c e d (Mo, Fe, Zn c Co), irradiaram-se amostras e padrões juntos, em um recipientede alumínio, sob um fluxo de nêutrons térmicos de 1,84 x 1012n.cmi.s", durante 8 horas, no reator IEA-Rl. Após a irradiação, deixou-se o material resfriar por um período de, aproximadamente, 3 dias. Os espectros da radiação gama foram medidos por um períodcaproximado de 3 horas para cada amostra, para medida da atividade do ~o em 140keY. Para a análise dos elementos restantes (grupcd), fez-se uma segunda contagem para cada amostra,após um tempo de resfriarnento de lOdias. Este tempo de resfriamento adicional (necessário para que se obtenha um espectro mais limpo, sem os radionuclídeos interferentes, como BlBr, 42K, 2"Na e outros, queapresentam valores de meia-vida de até 35 horas.Sendo assim, as segundas contagens permitiram a medida dos fotopicos correspondentes aos seguintes radionuclídeos: 5~eem 1099, 65Zn em 1115 keVe 6OCoem 1173 keY.O equipamento usado para as medidas da radiação gama foi um detetor de Ge hiperpuro da EG & ORTEC, modelo 20195.com resolução de 1,95 keV para o fotopico de 1332 keV do 6OCo.Acoplado ao detetor tinha-se um sistema eletrônico constituído deBUFFER - 918A de 8000 canais., marca EG & ORTEC, amplificador, fonte de alta tensão e microcomputador. A função demicrocomputador era analisar os dados armazenados na memória do multicanal, através de um programa em linguagem "Turbo Basic".RESULTADOS E DISCUSSÃOAs tabelas 1 e 2 apresentam as extrações pela planta dos elementos : Ca, Co, Fe, K, Mg, Mn, Mo, Na e Zn, e suasconcentrações, na matéria seca, em valores percentuais; encontrados nas amostras de seis espécies de lcgurninosas e três espécies degramincas, respectivamente. Para cada wna das espécies de forrageiras foram analisadas 2 amostras, sendo uma delas cultivada em soletratado com calcário até saturação por bases de 50% e a outra em solo tratado até 75%. Este processo de calagem é frequentementeutilizado para recuperar o solo, quando este apresenta um aumento de acidez, que prejudica a absorção dos elementos pelas plantas.Dos elementos determinados, apenas o Mo apresentou valores de concentração abaixo do limite de detccção pelo método paracinco amostras. O limite de detecção do Mo para as amostras analisadas variou de 0,09 à 0,61 ug/g de Mo. Os demais elementosanalisados, aparentemente, não apresentam diferenças significativas de concentração entre as amostras da mesma espécie, cultivadas emsolos com diferentes teores de calcário. Mesmo quando se comparam os valores de concentração das diferentes amostras entre as váriasespécies de lcguminosas e gramineas, observam-se valores relativamente semelhantes, ou pelo menos da mesma ordem de grandeza.para cada elemento. Esta constatação pode ser explicada pelo fato que os metabólitos importantes são sintetizados em proporções maisou menos fixas entre si, de acordo com a constituição genética da planta, dependendo, é claro, da disponibilidade de todos os elementosnecessários no meio.Contudo, de um modo geral, pode-se dizer que as espécies dc.gramineas apresentam valores de concentração ligeiramentesuperiores para lodos os elementos, com exceção do Ca e Fe; em comparação com os valores mostrados pelas leguminosas; assim como.o milheto, entre as espécies de granúneas, apresenta valores de concentração sensivelmente maiores que as outras duas espécie!analisadas,BELA 1 -Resultados das extrações e as concentrações em valorespercentuais dos elementos nas leguminosasEspécie AmOltn K % Ca % Mg '1'. Na '1'. Zo % Fc % Mn % Mo "f. Co %110·' 110·' 110·' '10~ 110·' 110·'Lablab 6986 80 1,5 61 1,2 16 0,31 78 1,5 88 1,7 1,8 35 333 6,4 NO ND 1,3 256985 92 1,8 75 1,4 13 0,26 78 1,) 78 1,5 1,4 27 192 3,7 4,2 81 0,7 13Fdjio de 6991. 79 2,3 46 1,4 5 0,15 44 1,3 41 1,2 1,2 35 231 6,8 1,6 47 0,5 15porco 6990 64 1,9 62 1,8 11 0,33 31 0,91 61 1,8 0,70 21 235 6,9 ND ND 0,8 24MucWUI 6996 53 1;9 34 1,2 7 0,25 42 1,5 50 1,8 0,48 17 311 li 1,2 43 0,6 21p~ÚI 6995 59 2,1 22 0,79 5 0,17 ND NO 36 1,3 0,70 25 101 3,6 2,1 75 0,6 21Mucuna 7019 88 1,2 31 0,41 1O 0,13 lI3 1,1 308 4,1 1,1 15 248 3,3 5,5 73 0,5 6,7cinza 7018 111 1,5 49 0,65 13 0,11 I') 1,0 143 1,9 1,1 I) 52) 7,0 3,2 43 0,5 6,7CmWaria 7010 97 1,6 40 0,64 14 0,22 81 1,3 99 1,6 0,60 9,1 ')08 8,2 NU ND 1,3 21juncea 7009 65 1,0 57 0,93 18 0,30 93 1,5 112 1,8 0,80 13 546 8,8 6,8 110 1,8 29CrotaIaria 71114 50 2,3 34 1,5 8 0,31 37 1,7 57 2,6 0,49 22 156 7,1 ND NO 0,6 27spectabllis 7013 54 2,4 27 1,2 5 0,23 18 0,82 37 1,7 0,50 23 121 ),) 1,8 82 0,4 18TABELA 2 - Resultados das extrações e as concentrações em valores percentuais dos elementos nas gramíneasEspécie Amostra K % Ca '1'. Mg "f. Na '1'. Zn '1'. Fc % Mn "f. Mo '1'. Co %110·' 110·' 110·' 1I0~ /101 110·>Sorz::o 7001 174 1,8 30 0,31 28 0,29 96 1,0 125 1,3 0,8 8,3 797 8,3 3 30 2,8 29Forrazelre 7000 180 1,9 20 0,21 18 0,19 134 1,4 &6 0,9 O,) 5,2 451 4,7 10 100 2,0 21MilhelD 7005 451 2,8 39 0,24 43 0,26 508 3,1 328 2,0 1,6 9,8 2066 \3 5 30 2,6 1671104 417 2,5 43 0,26 43 0,26 361 2,2 279 1,7 1,0 6,1 1115 6,8 14 84 6,9 42MUho 8672 111 \,I Ii 0,11 \3 0,13 218 2,2 129 1,3 1,0 Ia 317 3,2 ND NO 1,3 138671 133 1,3 12 0,12 23 0,23 158 1,6 158 1,6 1,2 12 396 4,0 1O 100 1,7 17,..ND - Não detectado nas condições de análise .•• As extrações de K, Ca, Mg, Fe, Mo e Co estão expressas em Kglha; enquanto que, as de Na, Zn e Ma estão em g/ha,••• Para cada uma das espécies, a primeira amostra foi cultivada em solo tratado com calcário até 50 %; e a segunda, emsolo tratado até 75 %.CONCLUSÃOo método de anáJise por ativação com nêutrons instrumental mostrou-se bastante satisfatório para a análise dosminerais essenciais presentes em plantas forrageiras, fornecendo vaJores com precisão menor que 10 % na maioria doscasos; mesmo para os micronutrientes, cuja concentração é dada em ppb ou .g/ha, quando se baseia nos vaJores de matériaseca. Além da possibilidade da análise muJtielementar para outros eventuais nutrientes que sejam de interesse paraagricultura, pecuária ou outras áreas afins; o método analítico empregado possibilita a análise de um grande número deamostras, com o mínimo de manipulação e com tempos de duração aceitáveis.A exatidão dos valores obtidos também pode ser confirmada pelo fato de que todos os elementos analisadosapresentam concentrações que se encontram dentro do intervalo de valores necessários para que as forrageiras possam serutilizadas na nutrição de animais jovens e adultos, ,bem colTlopara recuperação do solo (3,4).AGRADEClldENTO .Os autores agradeceu} o apoio financeiro recebido da FAPESP e EMBRÁP A através d~ projeto 12.O.94.090.REFERÊNCIAS(1) Lopes, A. S.; Guilherme, L. R G. Uso eficiente de Fertilizantes - A intcraçâo Solos x Pastagens x Nutrição AnímalXIV Semana de Zootecnia, p. 13, Fundação Cargill, Campinas, 1982.(2) Primavesi, A. Manejo ecológico de pastagens em regiões tropicais e subtropicals. p. 10, Editora Centaurus Ltda,Porto Alegre, 1982.(3) Epstein, E.,Nutrição mineral das plantas - princípios e perspectivas. p.52-53, Livros Técnicos e Científicos EditoraS.A. Rio de Janeiro, 1975.. (4) McDowelI, L. R.; Conrad, J. H.; Ellis, G. L.; Loosli, 1. K. Mineralcs para ruminantes en pastorco en regionestropicales. p. 6, 1984.

Análise por ativação com nêutrons instrumental aplicada para a determinação de elementos essenciais em diferentes espécies de gramíneas e leguminosas.

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Repository Open Access to Scientific Information from Embrapa

RCAAP - Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal