Seminario_Gabriele - Bioanalise de solo

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Bioanálise de solo: uma maneira simples 
e eficiente de avaliar a saúde do solo
Universidade de São Paulo
Centro de Energia Nuclear na Agricultura
CEN5715 – Avaliação da fertilidade do solo e do estado nutricional das plantas
Aluna: Gabriele Rossini Moreira
Professores: Cassio Hamilton Abreu Junior & José Lavres Junior
07 de março de 2023
Introdução Solos
O que é o solo? Principais tipos de solo classificados em relação a 
textura
Arenoso: Compreende as classes texturais areia e areia franca
Humífero: Caracterizado pelo acúmulo de ± 70% M.O. em sua estruturação
Argiloso: Composição granulométrica variando de 350 g/kg a 600 g/kg de argila
➢ Camada superficial intemperizada da crosta
terrestre;
➢ Recurso natural fundamental para a
produção agrícola e vida na Terra;
Sistema heterogêneo, trifásico, constituído
de por fases sólida, líquida e gasosa;
➢ Material poroso, que permite a penetração
de raízes e suprimento de H2O e nutrientes
para as plantas
Fatores de formação do solo
Material 
de origem
Topografia Clima
Tempo Organismos
Solo seco;
Areia solta;
retenção de H2O.
Características:
Solo encharcado;
Presença de argila;
Retenção de H2O.
Características:
Alta fertilidade;
Alta produção de húmus;
É permeável e retém H2O sem encharcar. 
Características:
1. Van Raij, B. (2011). Fertilidade do solo e manejo de nutrientes. 
Introdução Solos
Pedogênese
Composição dos solos Elementos biológicos e minerais 
presentes nos solos
Matéria mineral: Fragmentos de rochas 
e minerais de dimensões variáveis e cuja 
proporção vai definir a textura do solo.
Ar: Semelhante ao ar atmosférico, porém 
apresenta > concentração de CO2 e < de O2.
H2O: Contém substâncias orgânicas e 
inorgânicas – Solução do Solo.
Matéria orgânica: Resto de plantas, 
animais e microrganismos.
2. Sposito, G. (2023). Pedologia. Encyclopaedia Britannica, Inc. 
Rocha 
mãe
SoloIntemperismo
Físico
temperatura
Ação do gelo
Ação dos ventos
Biológico
Líquens
Bactérias
Musgos
Químico
H2O da chuva
Introdução Solos
4. Serviço Geológico do Brasil (2014). Os solos. 
Horizonte 0 - orgânico: matéria orgânica como 
restos de animais e plantas
Horizonte 0 – orgânico: matéria mineral 
misturada com humus
Horizonte A – solo superior: minerais de 
coloração clara, zona de eluviação e lixiviação
Horizonte B – subsolo: acumulação de argila da 
camada superior
Horizonte C – material parental: material 
desagregado da rocha mãe
Horizonte R – rocha: rocha-mãe onde materiais 
se depositam para formar o solo
Perfil do solo Funções do solo
Sustento e manutenção das vegetações existentes 
no planeta:
Prática da agropecuária:
Participação direta no ciclo hidrológico:
Provimento de nutrientes e matéria orgânica:
Fornecimento de materiais:
nos solos estão concentrados os nutrientes e a H2O
necessários para as vegetações.
os solos são fundamentais no processo de
armazenamento e escoamento da H2O.
nos solos são realizadas reciclagem de nutrientes e
formação de matéria orgânica de forma natural.
as atividades pertinentes à agropecuária são diretamente
dependentes dos tipos e características dos solos.
os solos fornecem materiais para as edificações
construídas pelos seres humanos.
➢ Seção vertical do solo: são os horizontes e camadas
do solo, estendendo-se para dentro do material de
origem.
➢ Origem: ação simultânea dos processos químicos,
físicos e biológicos que ocorrem no solo.
➢ Classificação das camadas: textura, coloração,
agregados, matéria orgânica e composição.
Introdução Solos
Classificação dos solos Solos do Brasil
Sistema brasileiro de classificação dos solos - SiBCS
baseada em características morfológicas, 
físicas, químicas e mineralógicas dos solos
classificação feita em dois níveis
1º nível: grande grupo 2º nível: série
Os solos são agrupados
com base em recursos
que são compartilhados
por vários tipos de solos.
São 13 grandes grupos no
SiBCS.
Os solos são classificados
com base em características
específicas do solo, como
cor, textura, estrutura,
mineralogia, entre outros.
Latossolos
Representativos: 39% da área 
do Brasil
Formação: sofreram diversas 
transformações em relação a 
rocha mãe.
Características: acidez, 
fertilidade natural, teor de 
Fe2O3 e Al2O3.3. Embrapa (2018). Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. 
3 g/kg
10 g/kg
13 g/kg
15 g/kg
68 g/kg
< 0,47 mm/cm
0,47 – 0,67 mm/cm
0,67 – 0,94 mm/cm
0,94 – 1,32 mm/cm
1,32 – 1,84 mm/cm
1,84 – 2,99 mm/cm
Introdução Qual a importância de manter o solo nutrido e saudável?
Produção de alimento: supre nutrientes, fornece 
suporte as raízes e armazena água
Segurança alimentar
Ciclagem de C: regula a emissão de GEE
Preservação ambiental
Teor de C orgânico no solo em 2021 (5-15 cm)Água disponível no solo em 2021 (5-15 cm)
5. Por que o solo é tão importante quanto a água e o ar?. Embrapa Pecuária Sudeste, 2020. 6. Geoinfo: estrutura de dados espaciais da Embrapa, 2021.
Introdução Qual a importância de manter o solo nutrido e saudável?
7. State of knowledge of soil biodiversity, Report. FAO, 2020. 8. Shi et al. (2021). Insights into the soil microbiome and prospects for its manipulation for improved pasture resilience
Biodiversidade: microbioma do solo
108 109 células/g
Mais de 10.000 espécies
100-500 kg/ha (0-10 cm)
Solo =“Superorganismo”
A riqueza dos microbiomas 
proporciona ao solo a 
capacidade de atuar como 
um “superorganismo”
É o solo, como um 
organismo todo, 
que sequestra C, 
não os organismo 
A, B ou C.
Para usufruir dos serviços 
ambientais prestados pelo solo é 
necessário manter o solo nutrido 
e saudável 
Cerca de 30% dos 
solos do planeta se 
encontram em 
algum estágio de 
degradação 
Para conscientizar a sociedade 
sobre a importância dos solos 
para a manutenção da vida na 
Terra, foi declarada a:
Introdução
9. Mendes et al. Tecnologia BioAS: Uma maneira simples de avaliar a saúde do solo. Embrapa Cerrados – Documentos 369, v. 1, p. 01-50, 2021
Qualidade do solo
Sustentar a 
produtividade
$$
Qualidade 
ambiental
Promover a 
saúde das 
pessoas, 
plantas e 
animais
N
P
K
C S
Afinal, o que é qualidade do solo?
Introdução Como avaliar a qualidade do solo?
Até julho de 2020:
Atributos químicos do solo
Al trocável;
Ca;
K;
Mg;
P;
Al + H;
pH;
CTC;
Atributos físicos do solo
Textura;
Estrutura;
Densidade;
Percolação da H2O.
Cap. de reter H2O;
Compactação;
Atualmente:
Atributos biológicos do solo
Saúde do solo
Biomassa microbiana;
Respiração;
Quociente respiratório;
Atividade enzimática;
BioAS
Biologia
Problemas 
assintomáticos 
do solo
Saúde do solo
Memória 
do 
solo
9. Mendes et al. Tecnologia BioAS: Uma maneira simples de avaliar a saúde do solo. Embrapa Cerrados – Documentos 369, v. 1, p. 01-50, 2021
BioAS
Agrega a análise das 
enzimas β-glicosidase e 
arilsulfatase as análises de 
rotina do solo
β-Glicosidase: ciclo do C Arilsulfatase: ciclo do S
❖ Sensibilidade para detectar mudanças no solo;
❖ Relacionadas ao funcionamento do solo;
❖ Relacionadas ao rendimento de grãos e M.O. do solo;
❖ Resultados são interpretáveis;
❖ Simplicidade analítica;
❖ Não influenciadas por adubos e calcário;
❖ Conceito Fertbio de amostragem de solo.
❖ Custo de análise, coerência e reprodutibilidade.
Vantagens da BioAS
Localização das enzimas nos compartimentos do solo
Atividade enzimática do solo
9. Mendes et al. Tecnologia BioAS: Uma maneira simples de avaliar a saúde do solo. Embrapa Cerrados – Documentos 369, v. 1, p. 01-50, 2021
BioAS Sistemas de manejo deixam sua marca na “memória” do solo
Como acessar a memória do solo?
Atividade enzimática do solo
Somatório da atividade de enzimas dos
organismos vivos e de gerações
passadas de organismos que estiveram
presentes no solo
Como 
avaliar?
Quando 
avaliar?
Onde 
avaliar?
Como 
interpretar?
Etapas para realização da BioAS
Coletar o solo na profundidade de 0-10 cm
Segue o conceito da amostragem FERTBIO (solo secoao ar) 
Após a colheita das lavouras
Laboratórios da Rede Embrapa BioAS
Laudo final contendo os valores de atividade
enzimática interpretados e índices de
qualidade do solo
9. Mendes et al. Tecnologia BioAS: Uma maneira simples de avaliar a saúde do solo. Embrapa Cerrados – Documentos 369, v. 1, p. 01-50, 2021
BioAS Aspectos econômicos e ambientais
Relação entre β-Glicosidase com Rendimento Acumulado 
de Grãos (RRA) e Matéria Orgânica do Solo (MOS)
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BioAS Só dois parâmetros são suficientes?
Correlação das enzimas com outros atributos 
biológicos do solo
Coeficiente de correlação de Pearson
9. Mendes et al. Tecnologia BioAS: Uma maneira simples de avaliar a saúde do solo. Embrapa Cerrados – Documentos 369, v. 1, p. 01-50, 2021
Indicador CBM Respiração
Fosfatase 
ácida
Fosfatase 
alcalina
Celulase Desidrogenase
β-Glicosidase 0,81*** 0,56* 0,73*** 0,66*** 0,84*** 0,59***
Arilsulfatase 0,78*** 0,41* 0,78*** 0,83*** 0,64*** 0,59***
Mostraram-se dois indicadores robustos 
BioAS Aspectos econômicos
Valores de referência que permitem interpretar as enzimas
A interpretação dos 
bioindicadores é 
baseada no
rendimento de grãos 
e na M.O., utilizando 
os princípios da 
calibração de 
nutrientes
Relaciona os níveis de 
atividade enzimática 
com o rendimento de 
grãos das lavoura
Legenda
Baixa
Média
Adequada
9. Mendes et al. Tecnologia BioAS: Uma maneira simples de avaliar a saúde do solo. Embrapa Cerrados – Documentos 369, v. 1, p. 01-50, 2021
β-Glicosidade mg p-nitrofenol kg-1 solo h-1
BioAS Exemplo
Estratégia de interpretação dos bioindicadores utilizando os princípios da 
calibração de nutrientes
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BioAS Aspectos econômicos e ambientais
10. Lopes, A.A.C. et al. "Interpretation of microbial soil indicators as a function of crop yield and organic carbon." Soil Science Society of America Journal 77.2 (2013): 461-472.
BioAS
Classes de interpretação latossolos de Cerrado
Plantio direto, cultivos anuais: Amostragem na floração 
11. Adaptado de Lopes et al. (2018). Temporal variation and critical limits of microbial indicators in oxisols in the Cerrado, Brazil. Geoderma Regional.
Tabelas de interpretação
Indicador
Classes de interpretação
Baixo Moderado Adequado
β-Glicosidase ≤ 90 91-225 > 225
Arilsulfatase ≤ 25 26-145 > 145
*Valores de atividade de β-Glicosidase e Arilsulfatase expressos em mg p-nitrofenol kg-1 solo h-1
BioAS
Teor de Argila
Algoritmos de interpretação
9. Mendes et al. Tecnologia BioAS: Uma maneira simples de avaliar a saúde do solo. Embrapa Cerrados – Documentos 369, v. 1, p. 01-50, 2021
BioAS Novo olhar sobre o solo
Módulo de interpretação da qualidade do solo (MIQS) –
tecnologia BioAS
Indicadores
Rotina básica de química (FERT)
BioAS (Bio)
Fertbio
Matéria orgânica
Método: oxidação da matéria orgânica via úmida com 
dicromato de potássio em meio sulfúrico 
Suprimento de P
Método: P-Mehlich
Arilsulfatase
Capacidade de troca catiônica
Método: extração com KCl 1 mol L-1
Suprimento de bases: K, Ca, Mg, V e S
Método: extração com KCl 1 mol L-1
Acidez (H+Al, Al3+)
Método: extração com KCl 1 mol L-1
β-Glicosidase
Fert
Bio
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BioAS Índice da Qualidade do Solo (IQS)
IQS
Fertbio
IQS
Químico
IQS
Biológico
Ciclar 
nutriente
β-Glicosidase Arilsulfatase
Armazenar 
nutrientes
Suprir 
nutrientes
M.O. CTC potencial Acidez
Suprimento de bases
Suprimento de P
9. Mendes et al. Tecnologia BioAS: Uma maneira simples de avaliar a saúde do solo. Embrapa Cerrados – Documentos 369, v. 1, p. 01-50, 2021
BioAS Aspecto econômico
Interpretação da qualidade do solo (IQS)
IQS Fertbio IQS Químico IQS Biológico
Legenda
Muito 
baixo
Baixo Moderado Alto
Muito 
alto
9. Mendes et al. Tecnologia BioAS: Uma maneira simples de avaliar a saúde do solo. Embrapa Cerrados – Documentos 369, v. 1, p. 01-50, 2021
BioAS Aspecto ambiental
Interpretação da qualidade do solo (IQS)
IQS Fertbio IQS Químico IQS Biológico
Legenda
Muito 
baixo
Baixo Moderado Alto
Muito 
alto
9. Mendes et al. Tecnologia BioAS: Uma maneira simples de avaliar a saúde do solo. Embrapa Cerrados – Documentos 369, v. 1, p. 01-50, 2021
BioAS Aspecto econômico
Relação dos scores das funções do solo com grãos 
Legenda
Muito 
baixo
Baixo Moderado Alto
Muito 
alto
Ciclar Armazenar Suprir
9. Mendes et al. Tecnologia BioAS: Uma maneira simples de avaliar a saúde do solo. Embrapa Cerrados – Documentos 369, v. 1, p. 01-50, 2021
BioAS Aspecto ambiental
Relação dos scores das funções do solo com matéria orgânica do solo 
Legenda
Muito 
baixo
Baixo Moderado Alto
Muito 
alto
Ciclar Armazenar Suprir
9. Mendes et al. Tecnologia BioAS: Uma maneira simples de avaliar a saúde do solo. Embrapa Cerrados – Documentos 369, v. 1, p. 01-50, 2021
BioAS Interpretações
Categorias do índice de qualidade do solo (IQS)
Muito alto: 0,8 - 1 Sistema de produção e/ou práticas de manejo
adotados estão adequados
Alto: 0,6 - 0,8 Sistema de produção e/ou práticas de manejo
adotados estão adequados
Moderado: 0,4 - 0,6
Sistema de produção e/ou práticas de manejo
adotados precisam ser melhorados. É preciso
avaliação criteriosa para verificar se a área se
encontra em fase descendente ou numa fase
ascendente
Baixo 0,2 - 0,4 Sistema de produção e/ou práticas de manejo
inadequadas estão sendo utilizadas
Muito baixo: 0 - 0,2 Sistema de produção e/ou práticas de manejo
inadequadas estão sendo utilizadas
9. Mendes et al. Tecnologia BioAS: Uma maneira simples de avaliar a saúde do solo. Embrapa Cerrados – Documentos 369, v. 1, p. 01-50, 2021
BioAS Exemplo prático: Estação de Pesquisa da Fundação MT, Itiquira/MT, 2008
Experimento com diferentes rotações e sucessões na cultura da soja
9. Mendes et al. Tecnologia BioAS: Uma maneira simples de avaliar a saúde do solo. Embrapa Cerrados – Documentos 369, v. 1, p. 01-50, 2021
BioAS Exemplo prático: Estação de Pesquisa da Fundação MT, Itiquira/MT, 2008
Produtividade média da soja durante 5 safras 
9. Mendes et al. Tecnologia BioAS: Uma maneira simples de avaliar a saúde do solo. Embrapa Cerrados – Documentos 369, v. 1, p. 01-50, 2021
Tratamento
pH
H2O
Ca
cmolc /dm3
K
mg/dm3
P
mg/dm3
1 6,3 3,4 131 15
3 6,4 3,8 151 16
Fertilidade química
BioAS Exemplo prático: Estação de Pesquisa da Fundação MT, Itiquira/MT, 2008
Tratamentos após enfrentar condições de veranico no 7º ano de experimento
30 sacas/ha
Resiliência
9. Mendes et al. Tecnologia BioAS: Uma maneira simples de avaliar a saúde do solo. Embrapa Cerrados – Documentos 369, v. 1, p. 01-50, 2021
BioAS Exemplo prático: Estação de Pesquisa da Fundação MT, Itiquira/MT, 2008
Acessando a memória do solo
Fertilidade química + matéria orgânica
Tecnologia BioAS
qualidade biológica
qualidade biológica
Rendimento acumulado de 
grãos: 334
Rendimento acumulado de 
grãos: 379
9. Mendes et al. Tecnologia BioAS: Uma maneira simples de avaliar a saúde do solo. Embrapa Cerrados – Documentos 369, v. 1, p. 01-50, 2021
Tratamento
pH
H2O
Ca
cmolc /dm3
K
mg/dm3
P
mg/dm3
M.O.S.
mg/kg
1 6,3 3,4 131 15 2,83
3 6,4 3,8 151 16 4,24
1,5x
Indicador Tratamento 1 Tratamento 3 ≠ 
β-Glicosidse 62 233 4x
Arilsulfatase 28 223 8x
*Valores de atividade de β-Glicosidase e Arilsulfatase expressos em mg p-nitrofenol kg-1 solo h-1
BioAS Exemplo prático: Estação de Pesquisa da Fundação MT, Itiquira/MT, 2008
Laudo da BioAS para os diferentes tratamentos avaliados durante o experimento
9. Mendes et al. Tecnologia BioAS: Uma maneira simples de avaliar a saúde do solo. Embrapa Cerrados – Documentos 369, v. 1, p. 01-50, 2021
BioAS Exemplo prático:Estação de Pesquisa da Fundação MT, Itiquira/MT, 2008
Produtividade da soja ao longo de 11 anos 
9. Mendes et al. Tecnologia BioAS: Uma maneira simples de avaliar a saúde do solo. Embrapa Cerrados – Documentos 369, v. 1, p. 01-50, 2021
BioAS Laudo BioAS - Solo saudável
9. Mendes et al. Tecnologia BioAS: Uma maneira simples de avaliar a saúde do solo. Embrapa Cerrados – Documentos 369, v. 1, p. 01-50, 2021
BioAS Laudo BioAS - Solo em processo de adoecimento
9. Mendes et al. Tecnologia BioAS: Uma maneira simples de avaliar a saúde do solo. Embrapa Cerrados – Documentos 369, v. 1, p. 01-50, 2021
BioAS Laudo BioAS - Solo doente
9. Mendes et al. Tecnologia BioAS: Uma maneira simples de avaliar a saúde do solo. Embrapa Cerrados – Documentos 369, v. 1, p. 01-50, 2021
BioAS Laudo BioAS - Solo em processo de recuperação
9. Mendes et al. Tecnologia BioAS: Uma maneira simples de avaliar a saúde do solo. Embrapa Cerrados – Documentos 369, v. 1, p. 01-50, 2021
BioAS Suporte para tomada de decisões sobre o manejo
Relação entre funções do solo e qualidade do manejo
9. Mendes et al. Tecnologia BioAS: Uma maneira simples de avaliar a saúde do solo. Embrapa Cerrados – Documentos 369, v. 1, p. 01-50, 2021
BioAS Imitando a natureza
Atitudes que tornam os solos saudáveis, vivos e funcionais
Diversidade de plantas (rotação de culturas);
Mínimo revolvimento do solo;
Plantas vivas cobrindo o solo;
Palhada;
Animais.
9. Mendes et al. Tecnologia BioAS: Uma maneira simples de avaliar a saúde do solo. Embrapa Cerrados – Documentos 369, v. 1, p. 01-50, 2021
BioAS Imitando a natureza
Atributos de um solo saudável
Resiliência;
Plantas mais nutritivas;
Biorremediação de pesticidas;
Ciclagem de nutrientes;
Nematóides;
Maior capacidade de armazenamento de água.
9. Mendes et al. Tecnologia BioAS: Uma maneira simples de avaliar a saúde do solo. Embrapa Cerrados – Documentos 369, v. 1, p. 01-50, 2021
BioAS
Considerações finais
Aumento da atividade biológica do solo é o primeiro degrau na escalada para melhoria de um solo;
Subsídios para tomadas de decisões sobre o manejo;
Expandir o uso da BioAS para novas culturas;
Difundir a importância estratégica da sustentabilidade nas cadeias produtivas associadas;
Fomentar o uso de sistemas de manejo conservacionistas possibilitando a obtenção de altas produtividades 
com sustentabilidade;
Bioeconomia.
BioAS
“O segredo da vida é o solo, porque do solo dependem as plantas, a água, o clima e a nossa 
vida. Tudo está interligado. Não existe ser humano sadio se o solo não for sadio” 
- Ana Primavesi