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Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 1 MÓDULO 8 USO DE CORRETIVOS E CONDICIONADORES (GESSO) Antônio Carlos Vargas Motta, Volnei Pauletti, Diego Rabel, Giovana Poggere, Julierme Zimmer Barbosa SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO 2. AMOSTRAGEM DE SOLO 3. CALAGEM 3.1 MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO DA NECESSIDADE DE CALAGEM 3.1.1 Método do Al+3 ou Al+3 + (Ca+2 + Mg+2) 3.1.2 Método do V (%) ou saturação por bases 3.1.3 Método do índice SMP 3.2 USO DOS CORRETIVOS DE ACIDEZ NO SOLO 3.2.1 Aplicação localizada e em área total 3.2.2 Incorporação e mobilidade dos corretivos da acidez 4 CORRETIVOS DA ACIDEZ DO SOLO 4.1. MATERIAIS CORRETIVOS 4.1.1 Carbonatos 4.1.2 Óxidos (cal virgem e calcário parcialmente calcinado) 4.1.3 Hidróxidos (cal extinta) 4.1.4 Resíduos com poder corretivos 4.2 PRODUÇÃO DE CALCÁRIO NO BRASIL 4.3 REAÇÃO E PODER CORRETIVO DOS PRODUTOS UTILIZADOS NA AGRICULTURA 4.3.1 Poder de neutralização dos corretivos de acidez do solo 4.3.2 Reatividade (RE) dos corretivos de acidez do solo 4.3.3 Poder relativo de neutralização total (PRNT) dos corretivos de acidez do 3 5 7 12 12 14 16 17 17 18 21 21 22 25 26 26 28 30 30 32 Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 2 solo 5 GESSAGEM ........................................................................... 5.1 REAÇÕES DO GESSO NO SOLO 5.1.1 Dissolução do gesso 5.1.2 Troca iônica 5.1.3 Complexação iônica 5.1.4 Reações de precipitação 5.2 EFEITOS DA APLICAÇÃO DO GESSO NO SOLO 5.2.1 pH 5.2.2 Al trocável e em solução 5.2.3 Disponibilidade de Ca2+ e SO42- 5.2.4. Outras bases - Mg2+ e K+ 5.3 EFEITOS DA APLICAÇÃO DE GESSO NA PLANTA 5.3 RESPOSTAS DAS CULTURAS A APLICAÇÃO DE GESSO 6. REFERÊNCIAS 33 34 36 36 37 37 37 38 38 38 38 38 38 39 42 Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 3 1 INTRODUÇÃO Mais de 70% dos solos do Brasil são ácidos, e esta acidez pode ser visualizada sob dois aspectos, na condição natural e agrícola. Na condição natural de florestas, campos nativos, cerrado e outros, as plantas que ali se estabelecem estão adaptadas à condição de acidez e possivelmente apresentarão baixa resposta a mudanças neste ambiente. Ou seja, mais de 70% de nosso território tem solos ácidos e plantas ali estabelecidas, o que leva a indicação de que acidez tem papel secundário no estabelecimento destas vegetações. Certamente pode haver mudanças na composição botânica entre um solo muito ácido e outro levemente ácido. Um exemplo clássico ocorre no sul do Brasil, onde a erva mate se desenvolve em solos muito ácidos e tem crescimento limitado em solo com pH próximo do neutro na condição natural. A acidez do solo tem várias origens, como o ciclo do carbono e do nitrogênio, que produzem acidez correspondente a aplicação de 100 a 250 kg ha-1 ano-1 de calcário; a adubação, especialmente com fontes amoniacais como sulfato de amônio e o monoamônio fosfato (MAP) que necessitam de 110 e 55 kg de equivalente de CaCO3 para neutralizar a acidez gerada com a aplicação de 100 kg do adubo; e a exportação de bases através da colheita, lixiviação ou erosão, que são substituídas por H+ e Al3+. A acidez do solo, tem três importantes efeitos no solo e consequentemente no desenvolvimento das plantas. O efeito do pH na disponibilidade dos nutrientes (Figura 1) e o efeito tóxico do Al (Figura 2) e do Mn (Figura 3) nas plantas. Geralmente pH baixo potencializa os efeitos químicos negativos, enquanto em pH mais elevado, ocorre maior disponibilidade dos nutrientes e neutralização dos efeitos tóxicos do Al e Mn. Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 4 Figura 1. Disponibilidade dos nutrientes às plantas em função da variação do pH. Fonte: Batista et al., 2003 Figura 2. Massa seca da parte aérea e raiz (a) e altura de plantas (b) de milho, em função da concentração de alumínio na solução nutritiva. https://www.ibarnordeste.com.br/agromag/2018/05/29/controle-de-ph-e-a-produtividade-do-cafeeiro/ Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 5 Foto: Volnei Pauletti Figura 3. Sintoma de toxidez de manganês em soja em solo sem correção da acidez. 2. AMOSTRAGEM DE SOLO Na agricultura, o primeiro passo para entender e manejar a acidez é a amostragem de solo. Uma amostragem bem planejada e executada, juntamente com conhecimento do histórico da área, são peças fundamentais no processo de recomendação de calagem. Tendo a análise química em mãos, inicia-se o processo de interpretação, a partir de atributos químicos previamente estabelecidos nos manuais de adubação e calagem de cada Estado ou região, para verificar a necessidade de calagem. De acordo com a maioria dos manuais de adubação e calagem do Brasil, a amostragem de solo geralmente é realizada de 0-20 cm em culturas anuais, 0-10 cm em pastagens e 0-20 e 20-40 em espécies perenes. Mas em cultivos de espécies anuais sem revolvimento do solo como o plantio direto, que é amplamente utilizado no Brasil, como deve ser esta amostragem? Existem basicamente duas orientações. No RS e SC (SBCS, 2016) e em MG (Comissão, 1999), recomenda-se 0-10 cm de profundidade, enquanto no PR, 0-20 cm (NEPAR, 2019). Esta variação e dúvidas quanto a profundidade de coleta está relacionada à variabilidade vertical (perfil) dos parâmetros químicos no solo. Quase Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 6 sem exceção, os maiores valores de nutrientes e V% ocorrem na superfície, decrescendo em profundidade, enquanto para os parâmetros de acidez ocorre o contrário, aumentando em profundidade (Tabela 1). Isso se deve ao fato de que as práticas de adubação e calagem são realizadas na superfície, ou até 10 a 12 cm de profundidade quando a adubação é realizada em sulcos. Os trabalhos realizados em áreas antigas de plantio direto no Paraná, como os de Pauletti (2006) e Fontoura et al. (2011), comparando as profundidades de amostragem, indicam que a coleta de 0-20 cm é mais segura para a recomendação de adubação e calagem neste sistema, apesar de fornecer menores valores que a amostragem de 0-10 cm. Tabela 1. Média dos componentes químicos de sete solos cultivados a longo tempo em sistema plantio direto, em função da profundidade de coleta da amostra. Prof. (cm) pH CaCl2 H+Al Ca Mg K P* 0,01 M ------------------- mmolc/dm 3 ------------------- mg/kg 0 – 2,5 5,76 23,8 58,3 33 5,7 17,57 2,5 - 5 5,72 25,2 53,6 32,9 2,7 11,57 5,0 – 10 5,40 31,3 43,3 27 1,7 8,43 10 – 20 4,92 40,9 26,9 17,3 1,2 3,00 20 – 40 4,44 44,3 8,3 10,7 0,7 1,14 *Mehlich. Fonte: Pauletti et al., 1995. Outro fator a ser levado em conta é a variabilidade horizontal (Figura 4). Esta é causada pela aplicação localizada dos adubos nas linhas de semeadura, que concentra P e K. Segundo Nicolodi et al. (2002) e o Manual do RS e SC (2016), deve-se realizar a coleta amostrando a linha de semeadura da cultura anterior. Porém, trabalhos desenvolvidos para avaliar esta técnica em sistemas antigos de plantio direto, não verificam alteração na interpretação dos resultados para recomendação de adubos e corretivos (Pauletti, 2006, Fontoura e Bayer, 2009). Isso se deve ao fato de que linhas de deposição de adubos anteriores ao último cultivo normalmente não são notadas e acabam por ser amostradas para composição de uma amostra composta do talhão. Ademais, a amostragem na entre linha pode, no máximo, indicar teores menores que os de amostras coletadas considerando as linhas do cultivo anterior. Caso isso ocorra, a dose a ser recomendada de insumo Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 7 seria um pouco maior que o necessário,sem prejuízo na produtividade das culturas e, em geral, contribuindo para a reserva de nutriente no solo. Foto: Volnei Pauletti Figura 4. Variabilidade horizontal do crescimento da aveia preta semeada a lanço e sem adubação após o cultivo da soja adubada no sulco de semeadura (plantas maiores indicam a linha de adubação da soja). 3. CALAGEM A introdução de plantas originadas de solos levemente ácidos ou neutros para cultivo em solos muito ácidos do Brasil, fez com que estas espécies não atingissem a produtividade desejada, como, por exemplo, a alfafa e o trigo. Da mesma forma, a seleção genética de cultivares cada vez mais produtivas, fez com que muitas daquelas com resistência a acidez tivessem sua resistência diminuída. Em geral, as seleções recentes das cultivares mais produtivas quase sempre utilizam solos corrigidos e com elevada fertilidade. Por outro lado, isso não ocorreu com cana-de- açúcar, por exemplo, que vem sendo plantada no Brasil por mais de quatro séculos, em solo de mais variado pH, proporcionando a esta cultura uma adaptação a acidez, pelo modo massal de seleção. Diante de um solo muito ácido, próximo a pH 4,0, que normalmente ocorre na condição natural, o que fazer? Temos duas possibilidades, utilizar plantas adaptadas Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 8 a esta condição de elevada acidez ou diminuir a acidez do solo para a condição ideal para a(s) planta(s) que se deseja cultivar. As duas alternativas vêm sendo utilizadas, embora pouco se tem consciência disso. A utilização de plantas adaptadas à condição de acidez é feita intensivamente nas pastagens e florestas. As pastagens cultivadas, que ocupam cerca de 70% das terras cultivadas no Brasil, são compostas por espécies, em geral, tolerantes e adaptadas à acidez. Mesmo por que muitas áreas de pasto no Brasil nunca receberam calcário. As espécies florestais mais plantadas no Brasil, eucalipto e pinus, tem elevada tolerância a acidez. Algumas outras culturas como mandioca, arroz, abacaxi e erva mate também têm sido cultivadas sem adição de corretivo. A segunda opção é a de elevar o pH para a condição que permita um maior crescimento das plantas, prática que domina a agricultura de grãos (milho, trigo, feijão e outros), citros, café, frutas de caroço (pêssego, ameixa), uva, goiaba e hortaliças. Um fato que favorece esta opção é o baixo custo dos corretivos. Assim, a calagem é praticada na grande maioria das propriedades agrícolas brasileiras. Dentre os vários efeitos da calagem, pode-se citar: elevação do pH, neutralização do Al e do Mn tóxicos, fornecimento de Ca e Mg, alteração da disponibilidade dos nutrientes para as plantas, aumento da atividade biológica do solo e aumento das cargas negativas do solo pela alteração das cargas dependentes de pH. O aumento do pH, como visto anteriormente, altera a disponibilidade dos nutrientes para as plantas. No entanto, a correção do Al tóxico é o principal objetivo da calagem para solos muito ácidos, pois o alumínio (Al+3) interfere no crescimento das raízes por diminuir o alongamento e multiplicação das células radiculares, tornando as raízes curtas, grossas e sem presença de pelos radiculares. Este efeito decorre do Al deslocar o Ca dos pectatos de Ca presentes na parede celular, impedindo a divisão celular e consequentemente o crescimento do tecido. A menor área superficial da raiz faz com que a planta tenha problemas com suprimento de água em períodos de seca, e carência nutricional de um ou mais nutrientes, sendo os mais comuns P e K. Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 9 Ao se elevar o pH, o Al+3 que se encontra adsorvido e controla o nível na solução do solo, passa à forma de hidróxido de Al, que não é tóxico às plantas, processo também conhecido como hidrólise ou precipitação. Ou seja, o Al permanece no solo, mas em forma não tóxica às plantas, assim como ocorre com os que estão formando argilas silicatadas, óxidos e hidróxidos. Outro importante efeito da calagem, especialmente para o Brasil que é um grande produtor de soja, está no fato de que a elevação do pH permite, em muitos casos, aumento na fixação biológica de nitrogênio (FBN), visto que as bactérias que formam os nódulos são em geral mais sensíveis à acidez do que a própria cultura. Além disso, o aumento de pH tem efeito positivo na disponibilidade de Mo, nutriente constituinte da nitrogenase, enzima chave para a redução do N2 atmosférico pelas bactérias fixadoras e posterior transferência deste nutriente para a planta. A geração de cargas negativas (CTC) pelo aumento do pH em solos bem intemperizados, diminui o potencial de lixiviação de cátions como o Ca+2, Mg+2 e K+. Porém, o aumento do pH também é acompanhado por decréscimo na capacidade de troca de ânions (CTA), o que facilita a maior lixiviação de alguns nutrientes que ocorrem na forma de ânions como nitrato (NO3-), cloreto (Cl-) e sulfato (SO4-). Assim, o aumento da CTC pode ser considerado como um aspecto positivo, mas o decréscimo da CTA é um aspecto negativo. Toda recomendação de calcário tem como base o princípio de aplicar carbonatos (principalmente de Ca e Mg), compostos mais comuns nos calcários. Estes carbonatos reagem no solo da seguinte forma, tomando por exemplo a reação do carbonato de cálcio (CaCO3). CaCO3 Ca+2 + CO3-2 CO3-2 + H+ HCO3- CO2 + OH OH- + H+ H2O Assim, os produtos finais da reação do carbonato de cálcio no solo são Ca+2, H2O e CO2, sendo que o H+ é consumido e transformado em água, proporcionando aumento do pH. O balanço de cargas fica equilibrado devido à saída de dois H+ e Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 10 entrada de um Ca+2. Lembrando que somando as massas do Ca (40), C (12) e O (16x3) temos o valor de 100. Por isso 100 g de CaCO3 (2 molc) tem capacidade de corrigir 2 g H+ (2 molc) e adicionar 40 g Ca+2 (2 molc). Pode-se então dizer que 0,50 g de CaCO3 (1 cmolc) tem capacidade de corrigir 0,01 g H+ (1 cmolc) e adicionar 0,20 g Ca+2 (1 cmolc). Supondo que um solo tenha 1 cmolc H/dm3 na análise química do solo, e deseja-se corrigir um hectare (10.000 m2) deste solo a 20 cm de profundidade (volume = 10.000 m2 x 0,20 m = 2000 m3 ou 2.000.000 dm3). Conforme discutido acima, a adição de 0,50 g de CaCO3 neutraliza 1 cmolc H+ por dm3 deste solo, então: 0,50 g CaCO3 --- 1 dm3 X g CaCO3 --- 2.000.000 dm3 Logo, X = 1.000.000 g ou 1 t CaCO3 Portanto, para neutralizar o H+ deste solo em um hectare a 20 cm de profundidade (2000 m3) é necessário aplicar 1 t ou 1 Mg (megagrama) de CaCO3 nesta área. Ainda, a adição de 0,50 g CaCO3 em 1 dm-3, ou a aplicação de 1 t CaCO3 em 1 ha (volume de 2000000 dm3), resulta na elevação de 1 cmolc Ca+2 dm-3. Caso seja adicionado CaCO3, o Al+3 também é afetado, pois com aumento do pH o Al+3 é hidrolisado, formando hidróxidos de baixa solubilidade, não tóxicos às plantas. Al+3 + H2O Al(OH)+2 + H+ Al(OH)+2 + H2O Al(OH)2+ + H+ Al(OH)2+ + H2O Al(OH)3 + H+ ou Al+3 + 3 H2O Al(OH)3 + 3 H+ 27 g 3 g H+ 3 molc 3 molc 1 cmolc 1 cmolc 1 mmolc .............................1 mmolc Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 11 Logo, em um solo que tenha 1 cmolc Al+3 dm-3, este ao hidrolisar vai liberar 1 cmolc H+ dm-3. Se for desejado corrigir um hectare deste solo a 20 cm de profundidade (2000 m3 ou 2.000.000 dm3), são necessário 1.000.000 g de CaCO3 ou 1 t de CaCO3, para neutralizar o H+ proveniente da hidrólise do Al+3. Veremos outras considerações a esse respeito a seguir. A completa hidrólise do Al+3 ocorre emgeral quando o pH aproxima-se de 4,8 a 5,2 em CaCl2 0,01 M ou pH 5,4 a 5,8 em H2O. Podemos concluir que, ao aplicar 1 t de CaCO3 em um volume de solo de 2000 m3 ou 2.000.000 dm3 (1 hectare de solo a 20 cm de profundidade), este tem capacidade de corrigir 1 cmolc Al+3 dm-3 ou 1 cmolc H+ dm-3, e adicionar 1 cmolc Ca+2 dm-3, o qual pode aparecer na próxima análise química do solo. Além da alteração dos componentes ácidos do solo, uma importante contribuição da calagem para o crescimento das plantas é a alteração da disponibilidade dos nutrientes. Na Figura 1, está um resumo geral do que ocorre com a disponibilidade dos nutrientes quando o pH é alterado. Experimentos que comprovam este efeito são amplamente publicados. Por exemplo, Pauletti (2000) observou aumento da absorção de P em milho, Melinski (2013) em morango (Figura 5). Fonte: Melinski, 2013. Figura 5. Teor de fósforo em folhas de morangueiro em função da aplicação de doses de calcário no solo. Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 12 3.1 MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO DA NECESSIDADE DE CALAGEM A recomendação de calagem deve sempre levar em conta a correção da acidez potencial do solo, embora se procure uma acidez ativa (pH) adequada para as plantas. O cálculo da necessidade de calagem varia entre um Estado e outro. No caso do RS e SC, é observado se o pH (em água) do solo está compatível ao desejável para a cultura a ser implantada (para as culturas de milho, soja, feijão, trigo e cevada o pH é 6,0 – em água, o que equivale, em geral, a um pH 5,4 em CaCl2 0,01M). Já para os estados do Paraná e São Paulo, verifica-se a saturação por bases do solo (V%), se está compatível ao desejado, sendo que, para a maioria das culturas, varia entre 60 e 70% (milho, soja, feijão, trigo e cevada). Em outros Estados é utilizada a presença de Al+3 e nível de Ca+2 + Mg+2, pois pretende-se neutralizar todo o Al+3 adsorvido ou tóxico, e aumentar o Ca+2 e Mg+2 a níveis considerados adequados para as culturas. A seguir, descrevemos os métodos mais utilizados para recomendação de calcário. 3.1.1 Método do Al+3 ou Al+3 + (Ca+2 + Mg+2) A necessidade de calagem (NC) pelo método do Al tem como princípio a correção do Al+3 tóxico que, sem sombra de dúvidas, é um limitante ao desenvolvimento de raízes, em solos muito ácidos. A fórmula utilizada para calcular a NC é a seguinte: NC = 2 x Al+3. Contudo, em solos com elevado grau de intemperismo, como os de Cerrado, e em solos arenosos, com CTC efetiva reduzida e/ou com Al+3 baixo, o método do Al não garante a elevação de Ca e Mg para valores médios. Assim, surgiu uma derivação do método do Al, conhecida como método do Al + (Ca + Mg). O método ainda garante a elevação do teor de Ca+2 + Mg+2 para atingir o nível considerado médio, ao adicionar na equação de cálculo da NC o componente [2 – (Ca+2 + Mg+2)]. Na fórmula mostrada a seguir verifica-se que os valores obtidos com a equação são em cmolc dm-3, que são transformados em toneladas de CaCO3 a ser aplicado em um hectare a 20 cm profundidade, visto que tanto para corrigir 1 cmolc Al+3 dm-3 Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 13 ou elevar 1 cmolc Ca+2 dm-3 é necessário 1 t CaCO3. Todavia, em estudo de campo verificou-se que 1 t CaCO3 não era suficiente para corrigir 1 cmolc Al+3 dm-3 em um hectare, pois o corretivo reagia com outras fontes de acidez como H+ ou outras que não aparecem na análise. Por isso foi utilizado o dobro deste valor de modo empírico. Assim, a equação mais conhecida é expressa da seguinte forma: NC = 2 x Al+3 + [2 – (Ca+2 + Mg+2)] Nesta fórmula, a necessidade de calagem (NC) está em t de corretivo (com PRNT = 100%) por hectare, e o Al+3, Ca+2 e Mg+2 estão em cmolc dm-3. Se os valores de Al+3, Ca+2 e Mg+2 estiverem em mmolc dm-3 é necessário dividir estes valores por 10 antes de aplicar esta fórmula. Para exemplificar estes cálculos, se os teores na análise de solo forem de Al+3 = 0,7 cmolc dm-3, Ca+2 = 0,4 cmolc dm-3 e Mg = 0,2 cmolc dm-3, o cálculo da necessidade de calagem por este método será: NC = 2 x Al+3 NC = 2 x 0,7 NC = 1,4 t de corretivo por ha., PNRT = 100%. Ou NC = 2 x Al+3 + [2 – (Ca+2 + Mg+2)] NC = 2 x 0,7 + [2 – (0,4 + 0,2)] NC = 2,8 t de corretivo/ha, PRNT = 100%. Note que o resultado de NC é para corretivo de acidez com PRNT de 100%. Para corrigir este valor é necessário conhecer as características do corretivo que será aplicado (ver item 4) Em algumas culturas com cana-de-açúcar, pinus, eucalipto e erva-mate, a aplicação de corretivo pode ser utilizada apenas para manutenção de Ca e Mg no solo: Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 14 NC = 2 – (Ca + Mg) – Erva mate NC = 3 – (Ca + Mg) – cana-de-açúcar. Onde 2 ou 3 é valor de Ca e Mg desejado em cmolc dm-3. 3.1.2 Método do V (%) ou saturação por bases O V (%) significa a porcentagem de cargas da CTC (a pH 7,0) ou valor T ocupadas por bases. Assim, um V = 30% significa que 30% das cargas negativas das superfícies dos minerais e matéria orgânica do solo estão ocupadas pelas bases (Ca+2 + Mg+2 + K+) e o restante (70%) por H+ + Al+3. Este método baseia-se no princípio que existe uma relação direta entre V (%) de um solo e pH (Figura 6), para solos com mineralogia semelhantes. Assim, ao invés de estabelecer uma meta para elevar o pH para ser atingido com aplicação de corretivo, utiliza-se como referência um V(%) a atingir. Isto é, quando se planeja corrigir o solo elevando o V até 70%, procura-se atingir um pH próximo a 5,4 em CaCl2 ou 6,0 em H2O. Para calcular a necessidade de calagem pelo método do V(%), deve-se primeiro saber a CTC a pH 7,0 e o V(%) do solo na condição em que se encontra no campo, sendo que tais valores são obtidos na análise química de solo. O segundo passo é saber o V (%) que se deseja atingir de acordo com as culturas a serem cultivadas na área. Os valores de V% para cada cultura são tabelados nos manuais de adubação e calagem, em função dos resultados de pesquisa obtidos regionalmente. Tendo os três valores estabelecidos (CTC, V% do solo e V% desejado), utiliza-se a regra de 3 simples, conforme a seguir: CTC pH 7,0 (T) --- 100 % das cargas negativas do solo NC --- (V desejado – V solo na condição atual) NC = [(V desejado – Vsolo) x T] / 100 Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 15 Como os corretivos tem normalmente Ca e Mg, e apenas traços de K em sua composição, considera-se as bases como Ca e Mg. Conforme discutido na introdução deste capítulo, para elevar em 1 cmolc de Ca+2 + Mg+2 dm-3 ou diminuir 1 cmolc de (H+ + Al+2) dm-3, é necessário adicionar 1 t CaCO3 ha-1 a 20 cm profundidade. Assim, a fórmula de NC por este método também indica a dose de calcário em t ha-1. Figura 6. Valores de pH (CaCl2 0,01 m) calculados a partir do V%, obtido para solos de São Paulo (Quaggio, 1981) Nesta fórmula, a necessidade de calagem (NC) está em t de corretivo (com PRNT = 100%) por hectare. Se o Valor T ou T estiver em mmolc kg-1 é necessário dividir este valor por 10 para aplicar nesta fórmula. Para exemplificar a aplicação desta fórmula, se numa análise de solo a CTC a pH 7,0 (T) é 10,0 cmolc dm-3 e o V = 40%, e a cultura a ser cultivada for a soja cujo V% indicado é de 60 %, então: NC = (V desejado – V solo) x T / 100 NC = (60 – 40) x 10,0/ 100 NC = 2,0 t de corretivo ha-1. PRNT = 100%. Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 16 Note que o resultado de NC é para corretivo de acidez com PRNT de 100%. Para corrigir este valor para o corretivo a ser utilizado, multiplicar o resultado final pelo resultado da divisão 100/PRNT. Por exemplo, se o PRNT do calcário a ser aplicado na lavoura tem PRNT de 80, então multiplicar o resultado obtidoda NC por 1,25 (100/80=1,25). 3.1.3 Método do índice SMP O método do índice SMP tem como fundamento a medição do poder tampão do solo, através da variação do pH do solo em equilíbrio com uma solução tampão com pH 7,5. A solução tamponante como ferramenta para calcular a necessidade de calagem foi idealizada por Woodruff (1948) e melhorada por Shoemaker, McLean e Pratt (1961) daí a origem do nome, solução SMP, como homenagem aos três pesquisadores. Assim, ao misturar o solo com uma solução tampão, o pH da solução se altera para valores em geral menores que o 7,5 inicial, indicando liberação de fontes de acidez do solo para a solução. Quanto menor for o pH de equilíbrio maior será o poder tampão do solo, sendo necessária maior quantidade de corretivo da acidez na elevação do pH do solo. A relação entre dose de calcário necessária para atingir pH em água de 5,5, 6,0 e 6,5 para um amplo número de solos e o pH SMP dos respectivos solos, estabelece uma tabela associando pH SMP e dose de calcário necessária, para se atingir pH em água 5,5, 6,0 e 6,5. O valor de 6,0 atende a grande maioria das culturas de sensibilidade intermediaria à acidez dos solos. Para definir a dose a ser aplicada, basta ao recomendante buscar o valor SMP na tabela que consta no manual e qual pH em água a ser atingido, que a dose de calcário já é indicada na própria tabela. A grande maioria das culturas tem como valor de pH em água a ser atingido de 6,0; o que se aproxima em muito ao valor de V de 70 %, o que corresponde a um pH em CaCl2 0,01 M de cerca de 5,4. Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 17 3.2 USO DOS CORRETIVOS DE ACIDEZ NO SOLO Quando do início de uso de um solo ácido ou de um solo que nunca tenha recebido corretivo, a intenção inicial é atingir o pH desejado. Após esta fase, inicia- se o processo de monitoramento do pH com avaliações a cada 2 ou 3 anos, para que se verifique o aumento da acidez, ou seja, decréscimo do pH, e a necessidade de aplicação de calcário. As doses de manutenção são muito menores que as de correção inicial, uma vez que as mudanças desejadas na corretiva são muito superiores que a de manutenção. Essa dose de manutenção é influenciada principalmente pelo sistema de cultivo utilizado. 3.2.1 Aplicação localizada e em área total Os corretivos podem ser aplicados em área total ou localizados (sulco de plantio ou cova). A aplicação em cova tem sido utilizada para implantação de culturas perenes, como café e frutíferas, mas sua recomendação é limitada, face ao reduzido uso de covas na implantação destas culturas atualmente. Com a maior utilização de sulcos para o estabelecimento de culturas perenes, a calagem também pode ser aplicada no sulco, embora não seja o mais recomendado, podendo ser utilizada em casos restritos. O uso de pequenas doses de corretivo (150 a 250 kg ha-1) no sulco de semeadura de culturas anuais, de modo isolado, ou em conjunto com aplicação em área total, tem resultados variados. Neste caso o corretivo utilizado deve possuir elevado PRNT, de modo a garantir reação rápida com o solo. Mas, de modo geral, não há adoção generalizada desta prática, pois ocorre menor potencial de aumento da produtividade comparado com a aplicação em área total, e tem menor efeito residual devido a pequena dose aplicada. Assim, a aplicação em área total (manual ou mecânica) prevalece sobre a aplicação localizada. Aplicação manual geralmente pode ser empregada para pequenas áreas, devido ao baixo rendimento. A aplicação mecânica pode ser a lanço ou em linhas uniformes no campo. A aplicação mecânica a lanço requer atenção especial para garantir a uniforme distribuição horizontal do corretivo. Caso a Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 18 distribuição seja desuniforme ocorrerão no campo faixas com excesso e faixas com deficiência de calcário, prejudicando a produção até que nova calagem seja feita e consiga diminuir esta heterogeneidade. 3.2.2 Incorporação e mobilidade dos corretivos da acidez Duas linhas de pensamento vêm sendo pesquisadas em substituição à incorporação dos corretivos na camada arável (até 20 cm), como tradicionalmente se utiliza. A primeira prevê a incorporação do corretivo além da camada arável, na tentativa de aumentar o volume de solo corrigido de imediato, melhorando o volume para exploração de água e nutrientes pelas raízes das plantas cultivadas. A segunda linha de pensamento prevê a não incorporação do calcário, diminuindo a interferência do uso de máquinas, partindo do princípio de que o calcário poderia se movimentar em profundidade com o decorrer do tempo. Assim, o foco desta discussão recai sobre a possibilidade de mobilidade do corretivo da acidez em profundidade. Diversos fatores podem influir sobre a mobilidade dos corretivos aplicados no solo: a) dose aplicada; b) tempo decorrido da aplicação; c) tipo de solo; d) sistema de manejo; e) presença de componentes orgânicos; f) características do corretivo; g) clima. A dose aplicada é um determinante do efeito do calcário em profundidade, havendo uma relação direta, quanto maior a dose aplicada, maior a profundidade do solo afetada pelo uso de corretivo (BROWN et al., 1956; SOUZA e RITCHEY, 1986; KOCH e ESTES, 1986; GASCHO e PARKER, 2001; MOREIRA et al., 2001; CIFU et al., 2004, RODRIGHERO; BARTH e CAIRES, 2015; TIRITAN et al., 2016; VARGAS et al., 2019; MELISKI, 2020). Cifu et al. (2004) encontraram aumento de pH na camada de 40-60 cm de um Latossolo, 14 anos após a aplicação em superfície de 15 t ha- de calcário, enquanto Fontoura et al. (2019) verificaram efeito da calagem superfical até 60 cm de profundidade no solo após 11 anos da aplicação. Todavia, existem limites que devem ser observados, para não proporcionar elevação excessiva do pH na superfície do solo – a chamada supercalagem –, o que provoca a diminuição da disponibilidade de nutrientes, interferindo no crescimento das plantas. Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 19 O tempo após a aplicação e profundidade atingida pelo efeito do calcário também devem ser considerados (BROWN et al., 1956, KOCH e ESTES, 1986; SOUZA e RITCHEY, 1986; OLIVEIRA e PAVAN, 1996; MOREIRA et al., 2001; TYLER et al., 2001; CAIRES et al., 2003; GASCHO e PARKER, 2001, CIFU et al., 2004, MELISKI, 2020). O tempo necessário para provocar variações abaixo da profundidade de aplicação tem variado de alguns anos até algumas dezenas de anos (Tabela 2). Os resultados apresentados por BROWN et al. (1956), a partir de uma única aplicação, em solo areno siltoso, mostram mudanças no pH até 35 cm de profundidade após 9 anos sob condições de pastagem. Esta diferença de pH alcançou mais de 50 cm após 23 anos, havendo decréscimo nas diferenças nos primeiros centímetros do solo, devido provavelmente à reacidificação superficial. Resultados ainda mais intensos de neutralização em profundidade foram observados por GASCHO e PARKER (2001) através de aplicação sucessiva de calcário em dois solos com baixo teor de argila, com efeito, até a última camada avaliada (90 cm de profundidade) após 24 e 31 anos. O elevado efeito do uso corretivo no pH, Ca+2 e Mg+2 em profundidade em solos arenosos (GASCHO e PARKER, 2001) pode ser consequência de fatores como o menor poder tampão e alta capacidade de percolação de água nestas condições. Segundo informações pessoais de produtores da região dos Campos Gerais (Estado do Paraná), as variações do pH em profundidade ocorrem com maior velocidade em solos arenosos, até a profundidade de 40 cm. SOUZA e RITCHEY (1986) descrevem que foram necessários 8 anos para verificar variação de pH até 60 cm de profundidade, aplicando 7,5 t ha-1 de corretivo em solo argiloso do Cerrado brasileiro. Os autores ainda indicam que para solos de textura média e arenosa este temporeduziu para 4 anos. O sistema de cultivo também pode afetar a velocidade das mudanças químicas do solo em profundidade devido a calagem. Pode haver, no plantio direto, um maior número de macrorganismos, como minhocas e coleópteros, em relação ao plantio convencional, que formam canais no perfil do solo. Além disto, ocorre maior abundância de resíduos de culturas no plantio direto, podendo contribuir para acelerar os processos químicos em profundidade (PAVAN, 1994). Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 20 TABELA 2 - Efeito do uso de corretivo, aplicado em superfície, nas propriedades químicas do solo, em diferentes condições de solo e clima. AUTOR(ES) ANOS PROFUNDIDADE. ATINGIDA (cm) ATRIBUTOS TEXTURA DO SOLO KOCK e ESTES, 1986 6 10 pH PAVAN, 1992 5 15 Al+3 PAVAN, 1994 2 40 pH e Al+3 OLIVEIRA e PAVAN, 1996 1,5 40 pH Argiloso OLIVEIRA e PAVAN, 1996 1,5 40 Al+3 Argiloso INGERSLEV, 1997 8 35 pH e Al3+ Arenoso MOREIRA et al., 2001 3 20 pH Argiloso GASCHO e PARKER, 2001 31 90 pH e Ca+2 Arenoso GASCHO e PARKER, 2001 24 90 pH e Ca+2 Arenoso CIOTTA et al., 2004 21 15 pH Argiloso CIOTTA et al., 2004 21 20 Al+3 Argiloso CIFU et al., 2004 14 60 pH e Al3+ Argiloso KAMINSKI et al., 2005 7 10 pH Media KAMINSKI et al. 2005 7 17,5 Al+3 Media KAMINSKI et al. 2005 7 22,5 m % Media BATISTA, 2011 2 10 pH Media BATISTA, 2011 2 10 pH Arenoso O uso de resíduos orgânicos pode afetar a mobilidade do corretivo de acidez, embora seja difícil avaliar o efeito isolado e conjunto do uso destes resíduos. Barcelos (2005) indica o aumento do pH em profundidade, através do uso de esterco por 6 anos. Também, Medcalf (1956) obteve aumento do pH pelo uso de cobertura morta de capim e esterco após 3 anos, até a profundidade de 15 cm (última camada avaliada). Ainda a adição de resíduo vegetal, na forma de cobertura morta (5 t ha-1 por 12 anos), propiciou elevação do pH na profundidade de 40 cm, em pomar de maçã (PAVAN e CALEGARI, 2003). Os mesmos autores mostraram ainda que o uso Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 21 de cobertura viva também pode propiciar a elevação do pH em profundidade em comparação ao solo sem plantas de cobertura. Logo, o uso de material vegetal pode alterar o pH em profundidade e possivelmente interagir com corretivo da acidez, intensificando o efeito do corretivo aplicado. Os corretivos de acidez também podem atuar em profundidade de modo diferenciado, dependendo de sua granulometria. Allen e Hossner (1991) verificaram que partículas mais finas de corretivo têm maior capacidade de penetrar nos primeiros 2 cm de pastagem a campo. Já Amaral et al. (2004) identificaram alta mobilidade de partículas mais finas, mas neste caso até profundidades de 20 cm, em experimento em colunas não deformadas de plantio direto, em apenas alguns dias. No plantio direto, a mobilidade pode ser devida aos canais preferenciais de movimentação de água, comuns em um sistema que não sofre revolvimento e que apresenta elevada atividade biológica. O fator climático também tem um peso nas mudanças químicas que a calagem pode provocar no solo em profundidade, por influenciar o balanço da evapotranspiração e movimentação de água no perfil, assim como a atividade biológica do solo (BROWN et al., 1956). A aplicação de calcário em superfície tem proporcionado a mesma produtividade de culturas que a incorporação do calcário. Oliveira e Pavan (1996) trabalhando com soja por 5 anos, Sá (1995) e Pottker e Kochhann (2003) utilizando rotação de cultura, e Koch e Estes (1986) com pastagens por 6 anos, verificaram não haver diferença entre a aplicação de calcário incorporado em comparação com a superficial, sugerindo que a calagem em superfície pode ser utilizada sem danos à produtividade. 4 CORRETIVOS DA ACIDEZ DO SOLO 4.1. MATERIAIS CORRETIVOS Quatro grupos químicos são utilizados com frequência como corretivo da acidez do solo: carbonatos, óxidos, hidróxidos e silicatos. Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 22 4.1.1 Carbonatos Os carbonatos são os componentes de diversas rochas de origem sedimentar (calcários) e metamórfica (mármores) denominadas de rochas carbonatadas. A composição destas rochas pode ser dividida em dois grupos: os constituintes essenciais, que são os minerais do grupo dos carbonatos, os quais serão abordados a seguir e os constituintes não essenciais, que são todos os minerais não carbonatados, responsáveis pela diversidade de composição destas rochas. Dentre os carbonatos, os mais comuns e mais utilizados são os de origem sedimentar, formados pela deposição de sedimentos carbonatados em águas marinhas. Os depósitos de calcário ocorrem em todo o território brasileiro, uma vez que no passado grande parte do nosso território foi ocupado por mares (Figura 7). Figura 7. Ocorrência de mares de interior no Brasil a 390 milhões de anos. a) Calcário: sem dúvida, o mais abundante e mais utilizado dos corretivos, formado em antigos mares e lagos. Os calcários se formaram em condições onde o pH da Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 23 água era maior que 8,2 e havia abundância de cátions (Ca+2 e Mg+2) e ânion (CO3--), os quais precipitaram, formando grandes depósitos de carbonatos de Ca e Mg. Em muitos casos, o ambiente de precipitação proporcionou inclusão de compostos orgânicos ou minerais nos calcários, proporcionando elevado teor de Si, Al, Fe e S e a presença de micronutrientes essenciais às plantas (Tabela 3), mesmo que em pequenas concentrações. Tabela 3. Composição química de corretivos agrícolas de acordo com diversos autores. Elemen tos Anjos (1991) Chichilo e Whittaner (1961) Valadares et al. (1974) Amaral et al. (1992) Muse e Mitchell (1995) ------------------------------------------------------------g/kg---------------------------------------------------------- Ca 127* 211** 180 – 398 (30) - 371 - Mg 81 132 0,4 – 1,07 (4,1) - 7,67 - Si 118 11 0,03 – 155 (2,4) - Nd - Fe 22 0,5 0,01 – 3,1 (0,4) 0, - 33 1,15 0,4 – 0,46 Al 20 0,05 0,01 – 2,1 (0,4) - 1,28 - K 5,8 Traços 10-4 – 1,8 (0,2) - 0,47 - Na 2,4 Traços 10-3 – 0,2 (0,3) - 10,8 - P 0,5 Traços - 2,04 - S 1,5 Traços 10-3 – 5,7 (0,2) - 2,002 - ------------------------------------------------------------mg/kg---------------------------------------------------------- Mn 1,080 78 20 – 3000 30 – 1760 420 46 – 221 Zn 56 5 0 – 425 7,5 – 46,0 45,4 13 – 40 Cu 31 1,5 0,3 – 89 (2,7) 5,4 – 42,2 17,2 2,5 – 11 Ni 29 15 Nd Nd 35,0 8 – 19 Co 35 30 0 – 6 (traços) 0 – 46 6,12 - Mo 78 20 0,2 – 92 (1,1) 0,1 – 5 35,0 - B 68 100 <1 – 21 (4) - 7,91 - Pb 70 25 - - 47,1 23 – 29 Cd 4 5 - - 0,26 2,4 – 3,4 Cr 29 3 - 67,0 0,1 – 0,4 V 78 Tr 0 – 106 (11) - - - *Marga ** Calcário dolomítico. Fonte: Motta et al., 2007. Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 24 Embora exista uma ideia de que o calcário seja branco, pode existir calcário de diversas cores em função das impurezas existentes. O calcário da região de Curitiba no Paraná, por exemplo, tem coloração escura para calcítico e branco para dolomítico. O calcário tem uso em diversas indústrias (celulose, tintas, cal, produtos de construção civil e siderurgia) além da agricultura. Assim, rochas com maior grau de pureza são em geral destinadas para produção de produtos de maior valor. Os calcários também têm proporção variada de Ca e Mg (Tabela 4), dependendo das condições de deposição, e podem ser classificados como calcíticos (MgO < 5%), magnesianos (5 a 12% de MgO) ou dolomíticos (MgO > 12%). Mas a partir da Instrução Normativa Nº 35 da Secretaria de Defesa Agropecuária (SDA), de 4 de julho de 2006, não ocorre esta separação e os corretivos tem classificação única de calcárioagrícola, com a soma de CaO + MgO mínima de 38%. Tabela 4. Valores médios de análises químicas de calcários (A a F) produzidos no Paraná. Fonte: Nepar, 2019. Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 25 b) Calcário de conchas: é um carbonato utilizado em menor expressão, devido a menor abundância (Tabela 5), proveniente de depósitos marinhos ou de origem antrópica, os chamados sambaquis, formados por indígenas que habitam o litoral Brasileiro. Os calcários de conchas normalmente são calcíticos e apresentam poder de neutralização muito próximo ao calcário comum encontrado no mercado. Tabela 5 – Distribuição das reservas de conchas calcárias no Brasil. Estados Quantidade (106t) Municípios Medida Indicada Indeferida Bahia 1 - - 1 Espírito Santo 186,1 192,0 - 3 Rio de Janeiro 5,2 1,5 1,3 4 Santa Catarina 6,3 0,06 0,04 4 Total 198,6 193,5 1,4 12 Fonte: Anuário Mineral Brasileiro, 2010. 4.1.2 Óxidos (cal virgem e calcário parcialmente calcinado) Óxidos de metais alcalinos e alcalino terrosos também podem atuar como corretivos, sendo os mais comuns os óxidos de Ca (CaO) e Mg (MgO), obtidos pela calcinação dos carbonatos, quando aquecidos a mais de 800oC. A queima parcial dos carbonatos pode propiciar transformação de parte destes em óxidos dando origem ao calcário parcialmente calcinado. Assim, é possível utilizar cal virgem ou o calcário parcialmente calcinado na correção da acidez do solo, porém como o processo de calcinação requer grande quantidade de energia, normalmente torna-se proibitivo o uso deste produto face ao maior custo. Observe abaixo a reação da cal virgem (CaO) no solo: CaO + H2O Ca(OH)2 Ca(OH)2 Ca+2 + 2 OH- 2 OH- + 2 H+ 2 H2O Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 26 O pH de equilíbrio dos óxidos de Ca ocorre em valores mais elevados que 12, ou seja, superior aos carbonatos por isso podem elevar o pH muito acima de 8, o que seria muito difícil de ser obtido com carbonatos. O MgO consegue elevar o pH próximo a 10 ou seja, inferior ao CaO. Logo, o uso de óxidos pode trazer mais riscos como resultado de supercalagem. Tal fato também é importante quando se deseja elevar o pH muito acima de 7, como no caso da alcalinização de resíduos orgânicos como lodo de esgoto, na higienização. A cal também vem sendo aplicada em aviários, com a mesma finalidade de elevar o pH e higienização. 4.1.3 Hidróxidos (cal extinta) Hidróxidos de metais alcalinos terrosos, resultantes da hidratação dos óxidos, também podem ser utilizados na correção da acidez do solo. O hidróxido de Ca, na forma de cal extinta apresenta o mesmo problema que os óxidos, ou seja, o preço normalmente proibitivo para uso agrícola. Observe a reação da cal extinta - Ca(OH)2 - na descrição da reação da cal virgem (item 4.1.2). 4.1.4 Resíduos com poder corretivos a) Cinzas: é um produto na forma de óxido, produzido na geração de energia ou vapor em caldeiras, o qual tem composição variada, como os demais resíduos. Em geral a cinza pode ter como componentes os carbonatos e silicatos, e a proporção destes depende da temperatura de queima. Quando a temperatura de queima for superior a 1000oC predominam óxidos e quando a temperatura é próxima a 500oC, há predomínio de carbonatos (MISRA et al., 2002). Por ser resultante da queima de biomassa, a composição das cinzas varia com o tipo de material utilizado. Queima de folhas que tem o K como cátion mais abundante seguido de Ca e Mg, produz cinzas com composição destes cátions na mesma sequência. Contudo, na maioria dos casos a queima é de troncos e galhos grossos, que tem na composição Ca seguido de Mg e K. Logo, a cinza além de corretivo é fonte de diversos nutrientes contidos no material queimado (Tabela 6). Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 27 Para gramíneas com elevada concentração de Si, este será o componente principal, podendo estar muito próximo de 100% do conteúdo total, como na casca de arroz. Tabela 6. Valores mínimos, máximos e medias características químicas de cinza de caldeira coletadas no Paraná. Mínimo Máximo Média pH 8 13 11 Poder de neutralização (%) 15 18 17 --------------- Kg t-1 --------------- P2O5 6,2 38,2 27,5 K2O 6,0 50,0 23,1 CaO 32,4 98,5 62,8 MgO 6,6 34,5 17,3 Fonte: NEPAR, 2019. b) Escórias de siderurgia: resíduos de siderúrgicas de aço e ferro-gusa também tem valor corretivo, por conter óxidos de elementos alcalinos terrosos como silicato de cálcio (CaSiO3). O calcário é adicionado ao minério e junto com o carvão mineral são fundidos. Os óxidos formados sobem levando as impurezas dos minérios e carvão. A escória de siderurgia, como é chamada, pode ser utilizada na fabricação de cimento ou como corretivo agrícola. Todavia, deve-se observar os teores de metais como impurezas a fim de evitar contaminação do solo e planta. Por outro lado, é uma importante fonte de Si, elemento benéfico, com efeitos positivos observados em algumas culturas como cana (PRADO et al., 2003) e arroz. A ação neutralizante do silicato ocorre de acordo com as seguintes reações: CaSiO3 ↔Ca+2 + SiO3-2 SiO3-2 + H2O (solo) ↔ HSiO3- + OH- HSiO3- + H2O (solo) ↔ H2SiO3 + OH- c) Lodo de esgoto caleado: no processo de descontaminação de diversos resíduos, como o lodo de esgoto, pode ser utilizada a cal. Neste processo de higienização o Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 28 lodo recebe o equivalente a 50% do seu peso seco em cal, tornando-o um produto com elevado poder na correção da acidez do solo, e também fonte de nutrientes. Sua aplicação para fins agrícolas, no entanto, segue regras estabelecidas pelos órgãos ambientais estaduais e/ou federais. d) Resíduo da indústria de celulose;: O resíduo da indústria de celulose, também chamado de lama de cal, é uma massa pastosa que sobra do emprego da cal para o clareamento da pasta de celulose. A cal utilizada neste processo é originada de calcário calcítico, com o mínimo de Mg. O uso deste resíduo tem sido restrito às áreas próximas às fábricas de celulose, mas vem sendo comercializado com valor muito inferior ao calcário. Apesar de ser um produto altamente reativo, por ser muito fino, apresenta em dias de muito vento, dificuldades de aplicação (deriva). Como este produto geralmente contem pequenas concentrações de Na(OH) residual (soda), exige cuidado para evitar contato com pele, e adequada limpeza do maquinário após a aplicação para evitar corrosão. e) Calxisto: rocha carbonatada, denominada marga dolomítica, que é um subproduto da mineração de folhelho pirobetuminoso, também chamado de xisto. Normalmente tem reduzido PRNT, e sua utilização é viável quando o custo do produto posto na propriedade for compensatório em relação a outros corretivos. 4.2 PRODUÇÃO DE CALCÁRIO NO BRASIL A produção de calcário beneficiado se dá em quase todos os estados brasileiros. Em 2014, os principais Estados produtores, responsáveis por cerca de 85% da produção nacional, foram: Mato Grosso, com 20,0%, Minas Gerais, 15,5%, Paraná, 13,8%, Goiás, 11,2%, São Paulo, 9,6%, Rio Grande do Sul, 8,4%, e Tocantins, 7,4% (Sumário mineral, 2015 disponível em : http://www.dnpm.gov.br/dnpm/sumarios/sumario-mineral-2015), sendo que a produção para uso como corretivos de acidez era cerca de 34 milhões de toneladas em 2014. Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 29 A reserva lavrável que dimensiona com maior acuidade as reservas disponíveis, ou seja que corresponde à reserva técnica e economicamente aproveitável no Brasil, está concentrada em três principais estados; Minas Gerais, Goiás e Paraná (Figura 8), mas ocorre em praticamente todos os Estados do país (Tabela 7). As reservas lavráveis de calcário no Brasil somamcerca de 25,3 bilhões de toneladas. Considerando um consumo de 30 x 106 t ano-1, as reservas existentes no país são suficientes para milhares de anos. Esta abundância de calcário é certamente um fator determinante para o seu baixo valor e inviabiliza o comércio a longa distância, como ocorre com adubos. 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 Minas Gerais Mato Grosso do Sul Paraná São Paulo Outros Lavrável (106 ton) Fonte: Anuário Mineral Brasileiro (2010). Figura 8 - Principais Estados brasileiros com reservas lavráveis de calcário em 2010. Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 30 Tabela 7. Estados Brasileiros e a quantidade de reservas lavráveis de calcário em 2010. ESTADO RESERVAS (milhões ton) Participação (%) ESTADO RESERVAS (milhões ton) Participação (%) Alagoas 389 0,73 Paraíba 1.419 2,68 Amazonas 141 0,27 Paraná 5.614 10,59 Bahia 2.791 5,27 Pernambuco 335 0,63 Ceará 2.729 5,15 Piauí 1.144 2,16 Distrito Federal 191 0,36 Rio de janeiro 2.091 3,94 Espírito Santo 1.216 2,29 Rio Grande do Norte 1.788 3,37 Goiás 5.399 10,19 Rio Grande do Sul 244 0,46 Maranhão 309 0,58 Rondônia 173 0,33 Mato Grosso 2.174 4,10 Santa Catarina 100 0,19 Mato Grosso do Sul 9.075 17,12 São Paulo 3.021 5,70 Minas Gerais 11.350 21,41 Sergipe 650 1,23 Pará 500 0,94 Tocantins 164 0,31 Fonte: Anuário Mineral Brasileiro (2010). 4.3 REAÇÃO E PODER CORRETIVO DOS PRODUTOS UTILIZADOS NA AGRICULTURA 4.3.1 Poder de neutralização dos corretivos de acidez do solo O poder de neutralização (PN) está relacionado com aspectos químicos do corretivo (Tabela 8), e com o grau de impurezas. O PN poderá ser calculado com base no teor de CaO e MgO do corretivo, ou poderá, preferencialmente, ser determinado em análise, através da neutralização do corretivo com um ácido forte (HCl 1 mol dm-3). Na Tabela 9 consta a classificação dos corretivos de acordo com a atual legislação brasileira. Observa-se que por apresentarem diferentes composições os diferentes corretivos possuem distintos valores mínimos de PN. Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 31 Tabela 8. Capacidade neutralizante dos principais compostos químicos utilizados como corretivo da acidez do solo. CORRETIVO ADICIONA NEUTRALIZA CaCO3 Ca+2 H+ 0,50 g 0,20 g 0,01 g 1 cmolc 1 cmolc 1 cmolc MgCO3 Mg+2 H+ 0,42 g 0,12 g 0,01 g 1 cmolc 1 cmolc 1 cmolc CaO Ca+2 H+ 0,28 g 0,20 g 0,01 g 1 cmolc 1 cmolc 1 cmolc MgO Mg+2 H+ 0,20 g 0,12 g 0,01 g 1 cmolc 1 cmolc 1 cmolc Ca(OH)2 Ca+2 H+ 0,37 g 0,20 g 0,01 g 1 cmolc 1 cmolc 1 cmolc Mg(OH)2 Mg+2 H+ 0,29 g 0,12 g 0,01 g 1 cmolc 1 cmolc 1 cmolc Tabela 9.- Classificação dos corretivos de acordo com a atual legislação brasileira - Instrução Normativa SDA Nº 35, de 4 de julho de 2006. MATERIAL CORRETIVO DE ACIDEZ PN ( % E CaCO3) Mínimo SOMA CaO + MgO Mínimo PRNT Mínimo Calcário agrícola 67 38 45 Calcário calcinado agrícola 80 43 54 Cal hidratada agrícola 94 50 90 Cal virgem agrícola 125 68 120 Outros 67 38 45 Fonte: Brasil, 2006. Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 32 O cálculo do PN, baseado nos teores de CaO e MgO dos corretivos, considera o equivalente em CaCO3 que tem PN=100% e é realizado da seguinte forma: PN= (%CaO x 1,79) + (%MgO x 2,48) Onde %CaO e %MgO são obtidos da análise química do corretivo e normalmente acompanha o produto, e os valores 1,79 e 2,48 são os fatores para obter a equivalência em CaCO3, conforme apresentado a seguir: CaCO3= Massa de 100 (40+12+3x16) CaO = Massa de 56 (40+16) MgO = Massa de 40 (24+16) CaO equivalente em CaCO3= 100/56 = 1,79 MgO equivalente em CaCO3= 100/40 = 2,48 4.3.2 Reatividade (RE) dos corretivos de acidez do solo A reação do calcário no solo depende da reatividade (RE), que está relacionada ao aspecto físico do corretivo. A velocidade de reação do calcário é diretamente proporcional à superfície de contato ou superfície específica. Logo, menores partículas de corretivo têm maior superfície específica e reagem mais rapidamente no solo, indicando que calcários mais finos são mais reativos. Todavia, a moagem do corretivo envolve gasto de energia, elevando o custo final dos calcários mais finos. A fim de obter valores de velocidade de reação do calcário, é necessária a separação de diferentes tamanhos de partículas, e colocá-las reagindo com o solo sob condição de umidade ideal. Após a incubação com cada partícula verifica-se a mudança de pH após 3 meses, determinando-se assim a reatividade (RE). A legislação brasileira (BRASIL, 2006) determina que os corretivos agrícolas devem passar 100% em peneira de 2 mm, no mínimo 70% em peneira de 0,84 mm e no mínimo 50% em peneira de 0,3 mm. Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 33 Para evitar que para cada análise de corretivo seja feita a incubação em solo para, após 3 meses, fazer a leitura do pH, é possível calcular a RE considerando a reatividade das partículas do calcário, que é de 20% e 60% para as partículas retidas nas peneiras de 0,84 e 0,3 mm, respectivamente e de 100% para as partículas que passam pela peneira de 0,3mm. Um exemplo, se temos um calcário com 100% das partículas menores que 2mm, sendo que destas, 10% e 27% ficam retidas nas peneiras 0,84 e 0,3 mm, respectivamente, e 63% passam pela peneira de 0,3mm, a RE será a seguinte: RE= (10*0,2) + (27*0,6) + (63*1) = 81,2% Para que os corretivos de acidez possam usar a expressão “ULTRAFINO” ou “FILLER” agregada ao seu nome, deverão ser constituídos por 100% de partículas que passam em peneira de 0,3 mm. 4.3.3 Poder relativo de neutralização total (PRNT) dos corretivos de acidez do solo O PRNT é o parâmetro que combina os aspectos químicos (PN) e físicos (RE) dos corretivos. Como exemplo será tomado um calcário com PN = 92% e RE = 88%. Logo, com PN de 92% (devido à composição química), de 100 kg do corretivo aplicado 92 kg reagirá como CaCO3. E como a RE é de 88% (devido à granulometria), 88% do corretivo irá reagir como CaCO3 no período desejado. Assim: 100 kg CaCO3 adicionado ao solo --- 88 kg reagirá (RE) 92 kg CaCO3 (PN) adicionado ao solo --- X (PRNT) reagirá X = 81 kg reagirá ou PRNT= (PN x ER) / 100 = (92 x 88) / 100 = 81% Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 34 Em resumo, o PRNT indica quanto de corretivo irá reagir como CaCO3 em um período de 3 meses, e auxilia na definição do quanto do corretivo deverá ser aplicado ao solo. Por exemplo, um técnico calculou pelo método do V (%), que há necessidade de aplicar 6 t ha-1 de calcário com PRNT = 100%. Caso o corretivo encontrado para compra tenha PRNT = 81 %, será necessário aplicar: 6 t --- 100% X t --- 81% X= 7,4 t ha-1 de um calcário com PRNT de 81%. A apresentação do PRNT na embalagem é obrigatória, sendo o valor mínimo de 45% (Tabela 9). Importante considerar que um calcário com um mesmo PN pode ter diferentes PRNTs, dependendo do quanto é moído (RE). Em alguns casos, como em frutíferas, pode ser importante na implantação aplicar um calcário com bom PN mas com PRNT menor para que o efeito residual perdure por mais tempo. No mesmo exemplo de frutíferas, um calcário de elevado PRNT, especialmente devido a maior RE, pode ser utilizado nas calagens de manutenção, após a implantação do pomar. 5 GESSAGEM O sulfato de cálcio (gesso) é considerado um corretivo condicionante do solo, pois sua aplicação não acarreta grandes modificações no pH do solo, porém melhora suas características em profundidade, como a diminuição da toxidez por alumínio e o enriquecimento de camadas mais profundas do solo com Ca, além de ser fonte de enxofre (Figura 9). O gesso também pode ser usado para diminuir salinidadeem solos alcalinos, por meio da ligação do Na+ com o SO4-2 e sua lixiviação do perfil do solo. Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 35 Fonte: Pauletti et al., 2014. Figura 9. Efeito das doses de gesso nos atributos químicos de um Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico típico, após 72 meses da aplicação na superfície dp solo. Barras horizontais indicam o DMS pelo teste de Tukey (5 %). O gesso pode ter como origem depósitos sedimentares ou subproduto industrial. A gipsita, como é conhecido o mineral de gesso, é encontrada em grande quantidade no planeta e por isso tem baixo valor comercial, tendo o Brasil reservas Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 36 de cerca de 1,7 bilhões de toneladas, sendo o 16º no ranking mundial (MINISTÉRIO DE MINAS E ENERGIA, 2009). É explorado no estado da Paraíba, mas as maiores reservas estão nos estados da Bahia, Pará e Pernambuco. A gipsita vem sendo utilizada prioritariamente na construção civil, após a calcinação. O gesso utilizado na agricultura é principalmente o produzido como resíduo da produção do ácido fosfórico na indústria fosfatada. A produção do ácido fosfórico ocorre com o ataque da rocha fosfatada com ácido sulfúrico (H2SO4) como mostra a reação a seguir: Ca10 (PO4)6 F2 + 10H2SO4 + 20H2O → 10CaSO4. 2H2O (gesso) + 6H3PO4 + HF Este gesso provindo da indústria de fosfatos, possui algumas impurezas como P2O5 [Ca(H2 PO4)2], F- e outros, recebendo o nome de gesso agrícola ou fosfogesso. 5.1 REAÇÕES DO GESSO NO SOLO Após a aplicação do gesso no solo, passam a ocorrer várias reações, as quais aqui serão abordadas individualmente. Mas é importante lembrar que no solo elas ocorrem simultaneamente. 5.1.1 Dissolução do gesso É regida pela equação seguinte: CaSO4.2H2O Ca+2 + SO4-2 Esta reação ocorre logo após a aplicação do gesso e sua velocidade é dependente do teor de umidade no solo, sendo que quanto maior a umidade, mais rápida será a dissolução do mesmo. O gesso é cerca de 190 vezes mais solúvel que o carbonato de cálcio, disponibilizando Ca+2 e SO4-2 rapidamente. A solubilidade do gesso em solução aquosa é de 2,5 g.L-1 (SHAINBERG et al., 1989) enquanto que a solubilidade do CaCO3 em água é de 0,013 g L-1 (KHANNA; XANTHOS, 2009). Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 37 5.1.2 Troca iônica Os íons Ca+2 e SO4-2 adicionados ao solo rapidamente entram em equilíbrio com os elementos adsorvidos, sendo que o Ca+2 irá competir com os cátions e o SO4= com os ânions. A ordem crescente de capacidade de troca é a seguinte: Para os cátions: Al3+ > Cu+2 > Zn+2 > Ca+2 > Mg+2 > K+ > Na+ Para os ânions: H2PO4-> MoO4-2 > F- > SO4-2 > Cl- > NO3- 5.1.3 Complexação iônica Os íons do solo e aqueles resultantes da solubilização do gesso podem reagir formando compostos. Desta forma, a presença de F- e SO4-2 em solução pode levar à formação de pares iônicos com o Al+3, deixando o mesmo em condição que não gera toxidez. Estes complexos podem descer no perfil do solo (Figura 9), depositando-se nas camadas mais profundas e distribuindo cátions e ânions pelo perfil do solo. Neste caso, se estes íons se aprofundarem mais do que o comprimento das raízes pode haver a perda destes elementos, principalmente do Ca+2 e Mg+2. 5.1.4 Reações de precipitação A precipitação do SO42- com o Al3+ é resultado da formação de compostos estáveis que retiram o alumínio tóxico da solução do solo, porém em sua formação ocorre a liberação de íons H+, sendo um meio de acidificação do solo. Esta precipitação do SO42- tem um papel decisivo na aplicação do gesso, pois diminuindo a quantidade deste ânion na solução do solo, diminui a possibilidade de lixiviação de cátions. Porém, esta formação de precipitados não elimina o Al3+ definitivamente, após determinado tempo ele retorna à sua forma tóxica. Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 38 5.2 EFEITOS DA APLICAÇÃO DO GESSO NO SOLO 5.2.1 pH O efeito do gesso de modo geral não altera o pH, mas há exceções, sendo constatado uma leve elevação do pH em dose elevada e em profundidade. Tal fato pode estar relacionado a uma possível adsorção especifica do SO42- nos óxidos. Por isso o gesso não pode ser considerado um corretivo da acidez, sendo este classificado como condicionador. 5.2.2 Al trocável e em solução O efeito sobre o Al trocável é recorrente e deve-se, como indicado anteriormente, ao processo de precipitação com sulfato ou flúor. De um lado, o decréscimo do Al com gesso é muito inferior ao proporcionado pelo calcário. Mas de outro lado, o decréscimo do Al ocorre na camada superior e inferior do solo, em curto espaço de tempo, que não é atingida pelo calcário. A diminuição da atividade do Al também é bem estabelecida e contribui para explicar o efeito do gesso. 5.2.3 Disponibilidade de Ca2+ e SO42- O gesso proporciona acréscimo de Ca2+ e SO42- nas camadas superiores e inferiores do solo. Deste modo, o gesso tem vantagem sobre o calcário, que atua sobre o Ca na camada superficial do solo. 5.2.4 Outras bases - Mg2+ e K+ O gesso pode, em alguns casos, aumentar a mobilidade de Mg e K, mas o fato de aumentar o crescimento radicular em profundidade pode proporcionar maior reciclagem e retorno dos mesmos com resíduos das plantas. 5.3 EFEITOS DA APLICAÇÃO DO GESSO NA PLANTA Os efeitos da aplicação de gesso no crescimento das raízes se devem a três fatores: função do Ca na planta; baixa mobilidade do Ca na planta; e local de absorção do Ca pela raiz. No primeiro caso, o Ca tem função importante na divisão Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 39 celular e caso ocorra deficiência, a divisão celular paralisa e o crescimento do meristema apical, e consequentemente da raiz, também. O segundo fator indica que se houver adequado suprimento de Ca somente na superfície do solo (0-20 cm), ao ser absorvido será transportado para a parte aérea da planta de onde não poderá ser remobilizado. Portanto, caso ocorra deficiência de Ca (<0,5 cmolc dm-3) em profundidades maiores, o Ca absorvido pelas raízes superficiais e transportado para as folhas não é redistribuído para atender a demanda das raízes que estão crescendo em profundidade, que, consequentemente, param de crescer. O terceiro fator é importante pois o Ca é absorvido quase que exclusivamente pela coifa e se houver deficiência de Ca no local de crescimento da raiz, este não é absorvido para atender a demanda da própria raiz. Considerando estes três fatores, percebe-se que a presença de Ca em profundidade no solo e em teores adequados (>0,5 cmolc dm-3) estimula o crescimento radicular. A vantagem de a planta ter raízes em maiores profundidades se deve principalmente à maior quantidade de água que poderá ser explorada em caso de períodos de deficiência hídrica, os chamados veranicos. Neste caso, as plantas com raízes mais profundas poderão tolerar por mais tempo esta deficiência hídrica, com menores prejuízos na produtividade. Por isso o gesso recebe o apelido de “irrigação branca” devido a sua cor e efeito no crescimento das raízes. O padrão para indicação ao uso de gesso em solo ácidos é apresentar altos valores de saturação de Al (>20%) e baixos valores de Ca <0,5 cmolc dm-3 na profundidade de 20-40 cm. Os acréscimos de produtividade, quando ocorrem, são em geral menores que o proporcionado pela aplicação de calcário e por isso, deve ser considerado o aspecto econômico. 5.4 RESPOSTAS DAS CULTURAS A APLICAÇÃO DE GESSO O gesso agrícola, além de servir como fonte de cálcio e enxofre, quando aplicado em grandes quantidades, tem como funções diminuir a toxidez por Al+3, complexando-o, e distribuir cátions em maiores profundidades no solo, o que pode resultar no aprofundamento e melhordistribuição do sistema radicular no perfil de solo. Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 40 Este aprofundamento do sistema radicular possibilita a exploração de maior volume de solo e disposição maior de nutrientes e água para a planta, o que irá conferir maior resistência a épocas de seca. Nos dados compilados na Tabela 3 pode-se verificar que, em 47% dos resultados apresentados, ocorre resposta à aplicação do fosfogesso, ou gesso agrícola. De forma geral, quando houve efeito positivo da aplicação, o aumento médio na produtividade foi próximo a 23%. Existem poucos casos de diminuição de produtividade na literatura, e quando acontecem normalmente estão ligados a desbalanços entre Ca e Mg, com efeito de diminuição nos teores do último nas folhas (BLUM et al., 2011; CAIRES et al. 1998; LEE; MUDGE, 2013; PAULETTI et al., 2014). A soja responde pouco à aplicação de gesso, e a resposta depende de fatores climáticos pois em um ano de déficit hídrico, a aplicação de gesso pode aumentar a produtividade da soja, e em ano sem déficit hídrico, diminuí-la (PAULETTI et al. 2014). Por outro lado, no milho e demais gramíneas, ocorre efeito posigito na maior parte dos estudos. A resposta também pode variar dentro de cultivares de uma mesma espécie. Soratto e Crusciol (2008) mostraram que em duas cultivares de arroz, IAC 202 e Caiapó, somente Caiapó respondeu a gessagem. Para o milho as respostas variam de 5 a 18% nos diversos trabalhos. Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 41 TABELA 3- Dados de produtividade em um compilado de vários trabalhos. Módulo 8. Uso de corretivos e condicionadores (gesso) 42 6. REFERÊNCIAS AHMAD, F.; TAN, K.H. Effect of lime and matter on soybeans grown in aluminum- toxidez. Soil Sci. Soc. Am. J., v. 50, p. 656-661, 1986. ALLEN, E.R.; HOSSNER, L.R. Factors affecting the accumulation of surface-applied agricultural limestone in permanent pastures. Soil Science, Baltimore, v. 151, n. 3, p. 240-248, 1991. AMARAL, A.S.; ANGHINONI, I.; HINRICHS, R.; BERTOL, I. Movimentação de partículas de calcários no perfil de um Cambissolo em plantio direto. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 28, p. 359-367, 2004. ANJOS, A. dos. Estudo do calcário da formação Irati (São Mateus do Sul - PR) como corretivo da acidez do solo. Curitiba, 1991. Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias. ARAÚJO, L.G.; FIGUEIREDO, C.C.; SOUSA, D.M.G.; NUNES, R. 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