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1 FERTILIDADE DO SOLO – PRATICA 2 Avaliação da Fertilidade do Solo Everaldo Zonta Eduardo Luiz Rodrigues Freire Solo fértil é aquele que apresenta quantidades suficientes e balanceadas de todos os nutrientes essenciais, em condições de serem absorvidos pelas plantas. Os solos diferem entre si por uma série de características e propriedades. Por ser um dos fatores que afetam o crescimento das plantas, as características dos solos podem determinar a maior ou menor produtividade das culturas. Dentre essas características destacam-se: a capacidade de suprimento de nutrientes minerais, a matéria orgânica, a disponibilidade de água para as plantas e a porosidade de aeração. A fertilidade do solo é, pois, definida pelo conjunto de características, não só químicas mas também físicas e biológicas, que o solo deve apresentar para que uma planta expresse seu potencial máximo de produtividade. A camada arável do solo, situada nos primeiros 20 a 25 cm da superfície e a mais facilmente modificável através de adubações e calagens, é freqüentemente o objeto dos estudos que visam a determinar as condições atuais de fertilidade do solo e as necessidades de sua correção. No entanto, a parte do solo situada abaixo dessa camada arável é também importante e, dependendo das condições que apresenta para o desenvolvimento das raízes e o suprimento de nutrientes e água, pode afetar favorável ou desfavoravelmente o crescimento das plantas. Neste capítulo, além dos métodos de avaliação da fertilidade do solo quanto ao nível de nutrientes, são discutidos alguns aspectos relacionados com a matéria orgânica e com outras propriedades do solo, que afetam sua fertilidade. 2.1. Avaliação da fertilidade do solo A avaliação da fertilidade do solo é a primeira etapa a ser cumprida para se estabelecer adequadamente qual ou quais as medidas a serem adotadas no tocante ao manejo da fertilidade de um solo. É oportuno ressaltar que a preocupação do técnico não deve restringir-se à avaliação da fertilidade do solo, pois é importante que, para o correto diagnóstico do problema, sejam verificados todos os fatores que interferem na produtividade das culturas. Por vezes, o que está limitando a produção não é o nível baixo de um ou mais nutrientes no solo; se a produtividade está reduzida porque a cultivar empregada é de baixo potencial genético, o problema não será resolvido somente com a calagem e adubação. Nesse exemplo, torna-se necessária a substituição da cultivar, além da correção dos níveis baixos de nutrientes, para se poder contar com a expectativa de aumento da produção. Assim, ao proceder ao levantamento do estado nutricional de uma gleba, o técnico deve ter em 2 mente a necessidade de checar os fatores de produção e elaborar um exame apropriado que lhe permita diagnosticar corretamente o problema. A possibilidade de se obter produtividade vegetal elevada está relacionada com a quantidade de nutrientes presente na solução do solo. Essa relação é apresentada esquematicamente na Figura 1 FIG. 1. Relação entre produtividade e teor de nutriente disponível. O gráfico está dividido em faixas, descritas a seguir: I: deficiência visível: a pequena quantidade do nutriente à disposição do vegetal leva ao aparecimento de sintomas visíveis dessa deficiência, isto é, a planta exibe crescimento reduzido e/ou alterações do seu aspecto normal, tal como mudança na coloração usual das suas folhas; II: deficiência oculta: o desenvolvimento da planta é aparentemente normal, porém, ao se fornecer o nutriente à planta, ocorrem aumentos sensíveis na produção; III:teor ótimo: faixa de teores do nutriente em que a cultura apresenta produtividade elevada; IV:consumo de luxo: a existência de quantidade alta do nutriente à disposição da planta conduz a uma absorção também alta, mas que não se traduz em incremento na produção; V: toxidez: o excesso do nutriente absorvido leva a distúrbios metabólicos que podem provocar decréscimos na produção e, em casos extremos, a morte do vegetal. 3 A conceituação de resposta da planta à aplicação de adubos leva ao reconhecimento da existência de respostas positivas (aumento na produção), nulas e negativas (diminuição na produção). As respostas positivas ocorrem quando o teor do nutriente à disposição da planta é insuficiente para seu desenvolvimento normal e é fator limitante. A resposta nula pode ocorrer em dois casos: a) quando o teor do nutriente está na faixa de consumo de luxo; b) quando, apesar de ser baixo o teor do nutriente, existe outro fator limitando a produção. A resposta negativa pode ser resultante da existência de teor muito alto do nutriente, caso que ocorre mais freqüentemente com micronutrientes, ou então decorrente da má aplicação do adubo provocando, por exemplo, problemas de salinidade temporária no solo. Os métodos para diagnosticar a fertilidade do solo podem ser divididos em duas grandes categorias: qualitativos e quantitativos. Na primeira categoria destacam-se os métodos de diagnose visual, aspersão foliar e ensaio exploratório em potes. Nos métodos quantitativos, podem ser ressaltados, dentre outros, os microbiológicos, os de análise química da planta e do solo, e ensaios de campo. 2.1.1. Diagnose visual. A diagnose visual compreende a utilização de três métodos distintos que devem ser usados, preferencialmente, como complementares entre si: sintomas de deficiência/excesso nas culturas, plantas indicadoras e ocorrência de doenças. Sintomas de deficiência/excesso. É um método qualitativo que fornece um diagnóstico preliminar. O método consiste na observação das plantas e se baseia no fato de que os vegetais exibem sintomas bem definidos característicos, quando estão sofrendo severas deficiências ou submetidos a excesso de elementos nutritivos essenciais. Geralmente, os sintomas são observados nas folhas, mas o distúrbio nutricional pode manifestar-se em outras partes do vegetal. Os sintomas mais comuns são: redução do crescimento, perda ou mudança de cor das folhas, perda da qualidade dos frutos e deformações na raízes ou parte aéreas. Esse método tem a vantagem de ser rápido e de não exigir equipamento especial, mas é necessária uma considerável experiência para distinguir e interpretar corretamente os sintomas. É pertinente lembrar que danos provocados por outras causas (doenças, pragas, adversidade climáticas) podem confundir ou mascarar os sintomas decorrentes de distúrbios nutricionais. Além disso, apresenta as desvantagens de não permitir o diagnóstico da deficiência oculta, e de só possibilitar que sejam detectados os sintomas quando já ocorreram danos, às vezes irreversíveis, que não permitirão recuperar produtividade. A possibilidade da ocorrência de mais uma deficiência simultânea é outro fator que dificulta o emprego desse método. Assim sendo, a diagnose através de sintomas visuais de deficiência nutricional é uma técnica de avaliação da fertilidade do solo que, por ser de caráter complementar, não deve ser usada isoladamente. Contudo, particularmente para o nitrogênio, é um método que deve ser considerado, especialmente no que concerne à deficiência, porque há a possibilidade de rápida correção com a utilização da aspersão foliar com uréia ou complementação com a adubação no solo. A característica principal da deficiência de N é a falta de vigor e amarelecimento generalizado da planta. Deve-se destacar que isso não significa que se 4 possa assegurar completa restauração do nível de produtividade que seria obtenível com adequado suprimento de nitrogênio em todo o ciclo da planta. É importante lembrar que a deficiência de nitrogênio pode ser causada pela falta de molibdênio em quantidades adequadas para a síntese da nitrato-redutase, se a absorção de N se der na forma nítrica. Os principais sintomas que ocorrem em diversas culturas quando há excesso, são tratados em diversas publicações. Plantasindicadoras. O aparecimento de “plantas invasoras” prende-se a fatores do solo e de seu manejo, que beneficiam essa ocorrência. Entre os inúmeros fatores que atuam no sistema agropastoril, merece destaque aquele que proporciona o aparecimento de invasoras devido à deficiência de nutrientes no solo. Entende-se que a invasora domine um campo de cultivo que apresenta fertilidade reduzida simplesmente pelo fato de que esse ambiente é desfavorável ao desenvolvimento da cultura e não é limitante ao da invasora. Há indicações de que existem plantas associadas à alta ou baixa fertilidade do solo. Na literatura encontra-se alguns exemplos de correlação entre a presença de determinadas plantas e algumas características favoráveis ou desfavoráveis dos solos. Entretanto, esse é um assunto que ainda requer maiores estudos. Ocorrência de doenças e pragas. A planta hospedeira, o patógeno e o ambiente constituem três fatores fundamentais que condicionam a ocorrência ou não de uma doença. O ambiente influencia tanto o patógeno (direta ou indiretamente) como a planta hospedeira. Dentre os efeitos do ambiente, destacam-se os da umidade, temperatura e fertilidade do solo. O efeito da fertilidade deve-se ao fato de que os nutrientes podem aumentar ou diminuir a suscetibilidade da planta a determinada doença, dependendo nesse caso da combinação hospedeiro-patógeno, das inter-relações com outros fatores e do balanço entre os teores de nutrientes. É importante ressaltar que, nem sempre, a ocorrência de doença indica subnutrição da planta, pois alguns patógenos preferem plantas vigorosas. Em alguns casos, teores elevados de nitrogênio podem estar relacionados com a suscetibilidade da planta a algumas doenças. Por outro lado, teores adequados de potássio podem podem reduzir a incidência de certas doenças, como é o caso, por exemplo, do fungo Diaporthe plaseolorum na soja. De forma semelhante, a ocorrência de algumas pragas tem sida relacionada com o estado nutricional apresentado pelas plantas atacadas. Essas associações doenças-fertilidade do solo e pragas-fertilidade do solo são também assuntos que ainda merecem estudos mais acurados. 2.1.2. Aspersão foliar. Consiste esse método em aplicar, nas folhas, solução contendo o nutriente de cuja deficiência se suspeita. É recomendável o seu uso para a confirmação da diagnose visual. A eficiência do método é garantida pela rápida resposta das plantas à aspersão foliar, desde que sejam usadas soluções com concentrações apropriadas e aplicadas em folhas relativamente novas, o que assegura pronta absorção do nutriente em teste. A confirmação da deficiência é obtida pela regressão dos sintomas. 5 As desvantagens desse método são semelhantes às do método anterior, no que diz respeito a ser uma avaliação qualitativa e aplicável a plantas cuja produção já pode ter sido prejudicada pela deficiência. 2.1.3. Ensaios exploratórios em potes. Os experimentos em potes para avaliação da fertilidade do solo têm a virtude de permitir a obtenção de dados em época mais favorável para a adoção de medidas preventivas. A maior limitação desse método é o seu caráter qualitativo, não fornecendo diretamente informação sobre as dose de adubos a empregar no campo. Contudo, podem ser obtidos resultados que orientem o uso de nitrogênio, enxofre e micronutrientes, que não são ainda conseguidos com o emprego da análise química desses elementos em forma rotineira, na maioria dos laboratórios no Rio de Janeiro. Para a condução do experimento, são coletadas amostras representativas do solo em estudo; a terra é colocada em potes que recebem os diferentes tratamentos e é semeada uma espécie vegetal para servir como indicador biológico dos efeitos dos nutrientes empregados. Freqüentemente é utilizado o milho como planta indicadora, pelas suas características de crescimento rápido e relativa rusticidade, além de ser possível o uso de linhagens geneticamente homogêneas. A avaliação é feita através da determinação da matéria seca, produzida em um período de quatro a seis semanas. Os tratamentos adotados são ditados pelo interesse do técnico, sendo comumente utilizado o sistema de diagnose por subtração, ou seja, há um tratamento “completo”, no qual se aplicam todos os nutrientes, omitindo-se nos demais um ou mais desses nutrientes. Note-se que não são usadas doses variadas de cada nutriente pois só se podem extrapolar para o campo as informações qualitativas, uma vez que as condições experimentais não são diretamente comparáveis com as do campo. 2.1.4. Métodos microbiológicos. O uso dos métodos microbiológicos para avaliação de deficiências de nutrientes no solo se baseia na semelhança da necessidades nutriconais entre as plantas e os microorganismos. Os métodos usam algas, bactérias ou fungos e geralmente apresentam complexidade maior do que a avaliação feita através da análise química do solo, especialmente para fósforo e potássio. Entretanto, para nitrogênio, enxofre e micronutrientes, podem representar alternativas atraentes. No Estado do Rio de Janeiro, foi desenvolvido método microbiológico para a avaliação de molibdênio por Peres et al. (1975). Entretanto, tal método não foi incorporado à rotina de analises, apesar de apresentar resultados bastante promissores. 2.1.5. Análise de tecidos. Mais freqüentemente conhecida como analise foliar, por serem geralmente utilizadas folhas como parte da planta a ser analisada, a análise de tecidos vegetais é um método interessante para culturas permanentes. Seu uso baseia-se na premissa de que existe, dentro de certos limites, correlação entre a produção da cultura e o teor do nutriente no tecido vegetal analisado, e este teor, por sua vez, apresenta correlação com a quantidade do elemento disponível no solo. Para que o método possa ser adequadamente utilizado, é necessário que, através de pesquisa anterior, sejam definidas a época de amostragem, a parte do vegetal a ser 6 analisada e a interpretação dos resultados, que são peculiares às espécies e, em certo grau, dependentes da cultivar explorada. Através de correlações entre respostas das culturas e teores de nutrientes nas folhas, são estabelecidos intervalos dos teores que indicam deficiência, suficiência ou toxidez. Durante o desenvolvimento das plantas, ocorre a transferência de certos nutrientes de algumas partes da planta para outras. Daí a necessidade da padronização rigorosa da amostragem, no que se refere tanto ao período vegetativo como ao tipo e posição das folhas, a fim de que seja possível obter resultados comparáveis para amostragens em situações diferentes. Conseqüentemente, só se poderá utilizar esse método de diagnose se os padrões nutricionais para espécies, ou mesmo cultivares, estiverem estabelecidos em função da idade (época de amostragem), parte e posição da folha a analisar. Para culturas anuais, deficiências nutricionais identificadas por análise foliar dificilmente podem ser corrigidas a tempo de evitar que a produtividade das culturas seja prejudicada. No entanto, esse é o melhor método para identificar a necessidade de adubação de culturas perenes ou semiperenes, tais como citros, abacaxi, cana-de-açúcar, banana etc., através de programas bem conduzidos. A reduzida pesquisa básica e o pequeno número de laboratórios em que se executam rotineiramente essas análises têm limitado severamente, no Brasil, o uso da análise foliar. 2.1.6. Análise química do solo. Dentre os métodos atualmente disponíveis para avaliação da fertilidade do solo, o que reúne maior número de vantagens é a análise química de amostras de terra representativas da área sob estudo. Tais vantagens compreendem a rapidez, facilidade de execução, baixo custo e viabilidade de serem obtidos os resultados em tempo hábil para o planejamento agrícola, antes da implantação das lavouras. Entretanto, para o seu uso mais eficiente, é necessário o estabelecimento, a nível regional, dos padrõesde interpretação dos resultados das análises, através dos estudos de calibração dos métodos disponíveis. As etapas secessivas que compõem o método e que serão detalhadas no capítulo 3, são: amostragem, preparo da amostra, extração, análise, interpretação e recomendações. 2.1.7. Ensaios de campo. Os ensaios de campo utilizados para a avaliação da fertilidade do solo podem ser divididos em duas categorias: microparcelas e ensaios convencionais. Os ensaios em microparcelas recebem esse nome por utilizar parcelas experimentais de dimensões reduzidas, constituídas por quadrados com 60 cm de lado, onde são semeadas três linhas com milho de maneira a se obter, após desbaste, 30 plantas por microparcela. Essas plantas são cortadas, rente ao solo, em torno de seis semanas após o plantio e a produção da parte aérea é determinada por peso da matéria fresca e seca. Cada microparcela recebe a aplicação de fertilizantes em doses definidas de acordo com o objetivo do ensaio e são adotados os procedimentos experimentais recomendados para avaliação estatística dos dados. Devido às suas características, o ensaio em microparcelas é considerado um experimento intermediário entre o ensaio de campo convencional e o desenvolvimento em 7 potes. Os resultados obtidos permitem a avaliação semiquantitativa da fertilidade do solo, com a possibilidade de se proceder à recomendação de adubos em uma primeira aproximação, a ser refinada em função das respostas, no campo, da cultura de interesse econômico. A expressão “avaliação semiquantitativa da fertilidade do solo” é usada para evitar que se dê aos resultados dimensão maior que a que se pode obter com os dados experimentais. É interessante o uso de microparcelas para ser avaliada, sem a análise química, a probabilidade de resposta à adição de nitrogênio, enxofre e micronutrientes, apesar das limitações do método. O milho é usado como planta indicadora pelas razões mencionadas no item sobre ensaios em potes. O ensaio de campo convencional é experimento que, em última análise, vai referendar os resultados dos demais métodos. Seu maior emprego é justamente para a calibrarão dos outros processos de avaliação da fertilidade do solo. O experimento de campo convencional é instalado com a cultura de interesse econômico, usando-se tratamentos que nos possibilitem determinar as respostas dessa espécie ou cultivar, às doses de nutrientes. Para obtenção de dados confiáveis, é importante que seja considerada a influência climática, o que reporta à necessidade de se prolongar a experimentação por, pelo menos, três ciclos de produção, sendo desejável atingir cinco ciclos. No ensaio de campo convencional são adotadas todas as providências e cuidados preconizados pelo sistema de produção da cultura (época de plantio, tratamento fitossanitário, espaçamento etc.) que conduzam a uma exploração correta da espécie vegetal sob estudo. Pelas suas características, o ensaio convencional é mais usualmente desenvolvido pelas instituições de pesquisa, o que, evidentemente, não impede que produtores de nível tecnológico mais alto instalem em suas glebas experimentos dessa natureza para obtenção de dados específicos da sua propriedade. 2.2. Matéria orgânica A matéria orgânica do solo provém dos organismos vegetais e animais existentes no solo. Sob condições naturais, é o tecido vegetal a fonte principal de matéria orgânica nos solos. Restos de copas e raízes de árvores e arbustos, de plantas cultivadas e nativas, são anualmente incorporados ao processo de formação da fração orgânica do solo. Em condições naturais e aeróbicas, as transformações dos tecidos vegetais e animais presentes no solo se processam dentro de uma dinâmica na qual a quantidade de carbono que entra no sistema é equivalente áquela que é liberada. Em tais condições, teor de matéria orgânica dos solos é um parâmetro que guarda um certo equilíbrio, não variando drasticamente de um ano para outro. A fração orgânica dos solos constitui um sistema complexo no qual são encontrados resíduos de plantas e animais nos mais diferentes estádios de descomposição, produtos de síntese e produtos excretados pelos organismos vivos. O material não decomposto ou parcialmente decomposto de dimensão não coloidal é denominado de matéria orgânica livre. O material coloidal de coloração cinza-escura a preta é denominado matéria orgânica humificada ou humus. É essa fração humificada a responsável pelos efeitos diretos sobre as propriedades dos solos. Esses efeitos se expressam: nas propriedades físicas dos solos, agindo diretamente na redução da densidade aparente, 8 melhorando a agregação, a aeração e a drenagem, aumentando a capacidade de retenção de água e melhorando a consistência, e nas propriedades químicas, atuando como fornecedor de nutrientes para as plantas, principalmente como fonte de N e P, e respondendo em grande parte pelo poder tampão dos solos, pela sua capacidade de troca de cátions e pela superfície específica. O teor de carbono da fração humificada está relacionando com aquele existente nos tecidos vegetais, animais e microbianos que contribuem para sua formação. Quando resíduos vegetais ou animais são incorporados ao solo, as suas transformações, e com destaque a mineralização, são governadas, entre outros fatores, pelo teor de nitrogênio encontrado no material. Essa relação carbono/nitrogênio situa-se em torno de 10:1 na fração humificada dos solos de uma maneira geral. Quando matéria orgânica pobre em N é incorporada ao solo, durante o processo de mineralização desse material, os microorganismos imobilizam nitrogênio retirando-o do solo sob a forma nítrica ou amoniacal, causando deficiência temporária desse nutriente para as culturas estabelecida. 2.3. Propriedades físicas do solo e sua influência na nutrição vegetal A participação do solo como fator de produção agrícola dá-se através do suprimento de nutrientes, água e oxigênio a planta e como suporte para fixação do vegetal. O solo é um sistema trifásico (fases sólida, líquida e gasosa) e é da fase líquida que as raízes extraem em maior quantidade os nutrientes. Essa fase, que constitui a solução do solo, compete com a fase gasosa na ocupação do espaço existente entre os componentes da fase sólida (minerais e matéria orgânica), cujas caraterísticas e arranjamento definem a porosidade do solo. Apesar da carência de dados experimentais que quantifiquem os efeitos das propriedades física do solo sobre a nutrição vegetal, existem aspectos importantes que são apresentados seguir. 2.3.1. Textura. Essa propriedade refere-se à proporção relativa entre as frações granulométricas areia, silte e argila, componentes minerais da fase sólida que são definidos segundo escalas de tamanho. As diversas combinações entre os teores dessas frações na granulometria do solo originam as chamadas classes generalizadas de textura que são: areia ou textura arenosa: teor de argila menor que 15%; textura média ou intermediária: teor de argila entre 15 e 35%; argila ou textura argilosa: entre 35 e 60% de argila; argila pesada ou textura muito argilosa: teor de argila superior a 60%; e textura siltosa: teor de silte superior a 50%, para teores de argila menores que 35% e de areia menores que 15%. Além desses termos, é comum o uso de expressões tais como solos “leves” ou de textura “grosseira”, para os solos de textura arenosa. Já os solos de textura argilosa ou muito argilosa são ditos “pesados” ou de textura “fina”. Essa terminologia resulta da menor ou maior resistência oferecida pelos solos à mecanização, e do tamanho das partículas predominantes. A textura do solo, por não levar em conta a fração orgânica, é uma propriedade física pouco mutável com o uso agrícola. A importância de as partículas minerais serem 9 agrupadas em classes, em função de seu tamanho, deve-se à relação entre essa característica e a superfície exposta, isto é, superfície, queserá tanto maior quanto maior for a proporção de partículas finas no solo. Assim solos de textura argilosa poderão ter maior retenção de água e adsorção iônica que solos de textura arenosa. Essa propriedade está ainda inter-relacionada com outras propriedades físicas, como a estrutura e porosidade, e em que conseqüência, com as propriedades hídricas do solo. Assim, a textura do solo, além de permitir avaliações sobre a possível capacidade de troca iônica, é também importante nos mecanismos de absorção de nutrientes. 2.3.2. Estrutura e porosidade. A estrutura do solo envolve o arranjamento entre as frações mineral e orgânica e o espaço poroso criado. As diferentes formas de arranjamento da fase sólida, com e sem agregação, irão criar tipos de estruturas, alguns menos outros mais favoráveis ao desenvolvimento das raízes. Os termos mais usados para caracterizá-lo são: a) sem agregação pode ser em grãos simples, como em solos de textura arenosa, e maciça, como Solos Hidromórficos; b) com agregação: granular: freqüente no horizonte A e em Latossolos; em blocos: freqüente no horizonte B; prismática: freqüente em horizonte B de solos como argila de atividade alta. As fases líquida e gasosa ocupam o espaço poroso resultante do arranjamento da fase sólida. Essa porosidade, geralmente referida com porosidade total, pode ser dividida em: a) macroporos, poros de maior diâmetro, através dos quais há livre drenagem da água, também chamados porosidade de aeração; e b) microporos, poros de menor diâmetro, responsáveis pela retenção de água por capilaridade (armazenamento de água na capacidade de campo), também chamados porosidade para água. Alguns cálculos feitos em fertilidade do solo consideram a sua densidade aparente (Dap). Essa propriedade é a relação entre a massa de um torrão de solo seco e o volume por ele ocupado, incluindo o volume de poros. Seu valor varia desde 0,2 g/cm3 de terra para Solos Orgânico, até valores de 1,8 gm3 para solos arenosos pobres em matéria orgânica ou solos extremamente compactados. Em muitas circunstâncias a absorção de nutrientes pelas plantas é limitada por um excesso ou falta de água , pela deficiência de oxigênio ou pelo inadequado crescimento das raízes. Portanto, uma agregação desfavorável no solo é um fator limitante á produção agrícola. Entretanto, o conceito de “agregação favorável” ou “bem estruturado” é variável com as características da cultura. Para arroz irrigado, por exemplo, será aquela que reduza a permeabilidade do solo à água, isto é, que favoreça a formação de microporos. O uso agrícola do solo, seja manual ou mecanizado, acarreta, em sua estrutura, mudanças que variam de intensidade em função das propriedades físicas do solo e das práticas de manejo adotadas. As principais modificações físicas são a diminuição da porosidade e o aumento da resistência do solo ao desenvolvimento das raízes, alterações essas que podem ser verificadas pelo aumento da densidade aparente. A diminuição da porosidade implica na redução do ar e água que poderiam ser armazenados no solo para as plantas. O aumento da densidade aparente é um indício da 10 existência de camadas ou horizontes compactados, que irão impedir ou reduzir o desenvolvimento do sistema radicular. Com a redução da aeração do solo, absorção de nutrientes é afetada, principalmente no caso do nitrogênio , ao interferir no ciclo do N, na transformação da matéria orgânica bruta e na fixação biológica de n2. A redução da reserva de água também influência a nutrição do vegetal, uma vez que os nutrientes são absorvidos a partir da solução do solo. As raízes terão melhor desenvolvimento em resposta à presença de água e nutrientes e, não havendo compactação ou acidez em profundidade, poderão atingir maiores comprimento no solo. Esse maior volume de solo explorado fará com que a superfície de contato raízes-solo seja aumentada, implicando em melhor aproveitamento de nutrientes. Com o sistema radicular superficial, a cultura será mais suscetível a estiagens, além de explorar menor volume do solo. A atividade microbiana e de minhocas também é reduzida em solos compactados ou em solos com deficiência de aeração. 2.3.3. Retenção de água. A quantidade de água existente em um dado instante no solo, chamada umidade atual, será função do equilíbrio entre adição de água (chuvas ou irrigação), drenagem e perdas por evapotraspiração. O potencial de armazenamento de água no solo será definido pela estrutura do solo, pela microporosidade e pela capacidade de retenção de água dos componentes orgânicos e minerais do solo. Em solos cuja estrutura resulte em domínio de macroporos e onde os componentes sólidos tenham baixa capacidade de retenção de água (textura arenosa e pobres em matéria orgânica), haverá menor capacidade de armazenamento de água, e maior drenagem. A quantidade de água retida em um perfil de solo é tanto maior quanto mais espessa, ou de maior volume, for a camada considerada. Assim, uma forma de “oferecer” mais água para as plantas é procurar “conduzir” o sistema radicular para as camadas mais profundas. Para tal, é necessário que o solo não tenha impedimentos físicos e/ou químicos que dificultem o crescimento das raízes. A água é o veículo de solubilização dos adubos e de transporte dos nutrientes até as raízes. Entretanto, altos teores de umidade podem levar à perda de nutrientes, pela redução da aeração o pela interferência no desenvolvimento das raízes. Em solos com alta macroporosidade, a água favorece a lixiviação de elementos de maior mobilidade. 2.3.4. Aeração. Na composição da atmosfera do solo, que corresponde à fase gasosa, observam-se freqüentemente teores de O2 menores e de CO2 maiores que os da atmosfera terrestre. Essa diferença quantitativa resulta da atividade biológica de raízes e organismos aeróbicos no solo, consumindo O2 e liberando CO2 através da respiração e da transformação da matéria orgânica. Quando o solo é saturado, pela adição de um excesso de água, e permanece nessa condição por algum tempo, ocorre uma redução da disponibilidade de O2. Esse efeito interfere nos processos físico, químicos e biológicos do solo, além de reduzir a eficiência das raízes de culturas não adaptadas ou mesmo inibir seu crescimento. 11 A influência dessa propriedade na nutrição da maioria das plantas cultivadas está relacionada com a respiração das raízes e a atividade microbiana no solo. O suprimento de ar no solo é inversamente proporcional ao suprimento de água; assim, em solos mal drenados, com lençol freático alto, a aeração é reduzida. O manejo inadequado do solo, conduzindo à compactação, também reduz a aeração ao diminuir o volume de macroporos. Nessas condições, a desnitrificação é favorecida, o que implica em redução da quantidade de nitrogênio passível de ser absorvida pelas plantas. 2.3.5. Conclusões. As propriedades físicas do solo são de difícil modificação, o que pode condicionar baixas produções ainda que a fertilidade do solo seja elevada. Para o seu manejo devem ser consideradas três situações possíveis: a) as propriedades físicas são desfavoráveis em condições naturais; nesse caso, a escolha do sistema tecnológico a ser adotado deve ser orientada para a adequação de espécies vegetais e métodos alternativos de produção agrícola; b) as propriedades físicas são desfavoráveis em decorrência do sistema de produção anteriormente adotado; essa situação é geralmente difícil de ser revertida, sendo necessário um programa supervisionado de recuperação do solo; c) as propriedades físicas são favoráveis; nesse caso é essencial que essa condição seja preservada através de práticas conservacionistas, e, em terrenos declivosos, principalmente práticas de controle à erosão. 12 Análise de Plantas http://www.cnpms.embrapa.br/publicacoes/milho/ferdiagnose.htm Além dos sintomas característicos de uma ou outra desordem, que só se manifestam em casosgraves, a identificação do estado nutricional da planta somente é possível pela análise química da mesma. A utilização da análise foliar como critério diagnóstico baseia-se na premissa de existir uma relação bem definida entre o crescimento e a produção das culturas e o teor dos nutrientes em seus tecidos. A diagnose foliar tem sido utilizada nas seguintes situações (Martinez et al., 1999): a) na avaliação do estado nutricional da probabilidade de resposta às adubações; b) na verificação do equilíbrio nutricional; c) na constatação da ocorrência de deficiências ou toxidez de nutrientes; d) no acompanhamento, avaliação e ajuda no ajuste do programa de adubações; e) na ocorrência de salinidade elevada em áreas irrigadas ou cultivos hidropônicos. Deve-se salientar que o uso da análise de tecidos torna-se mais importante no caso dos micronutrientes, considerando a carência de valores de referência para interpretar seus teores no solo e a falta de padronização dos métodos analíticos empregados para sua determinação no solo. A parte amostrada deve ser representativa da planta toda e o órgão de controle mais freqüentemente escolhido é a folha, pois a mesma é a sede do metabolismo e reflete bem, na sua composição, as mudanças na nutrição. A amostragem deve ser realizada em talhões homogêneos, em época apropriada, retirando-se folhas de posições definidas na planta. Para o milho, o terço basal da folha oposta e abaixo da primeira espiga (superior), excluída a nervura central, coletada por ocasião do aparecimento da inflorescência feminina (embonecamento), é comumente utilizado. Normalmente recomenda-se a coleta de 30 folhas por hectare ou talhão homogêneo, quando 50 a 75% das plantas apresentam-se com inflorescência feminina. Não se deve coletar amostras das folhas quando, nas semanas antecedentes, fez-se uso de adubação no solo ou foliar, aplicaram-se defensivos ou após períodos intensos de chuva. Recomenda-se este estádio fisiológico pelos seguintes motivos: a) o estádio de desenvolvimento e a posição da folha são facilmente reconhecidos; b) a remoção de uma simples folha não afeta a produção; c) o efeito de diluição dos nutrientes nesta fase é mínimo, porque o potencial de crescimento e armazenamento dos órgãos vegetativos atingiu o ponto máximo; d) o requerimento de nutrientes é alto nessa fase. O ideal é que as amostras cheguem ao laboratório ainda verdes, no mesmo dia da coleta, acondicionadas em sacos de plástico, identificadas e transportadas em caixas com gelo. Caso isso não seja possível, é aconselhável que as folhas sejam rapidamente lavadas com água corrente e enxaguadas com água filtrada ou destilada, acondicionadas em sacos de papel reforçados e postas para secar ao sol ou em estufa a 70o C. A identificação da amostra deve conter o seu número, cultura, localidade, data da coleta, nutrientes para analisar e endereço para resposta. É importante que o laboratório seja confiável e possua sistema de acompanhamento e avaliação da qualidade. Os teores foliares de macro e micronutrientes considerados adequados para culturas produtivas de milho são apresentados na Tabela 1. 13 Tabela 1. Valores de referência dos teores foliares de nutrientes considerados adequados para a cultura do milho Macronutrientes Teor (%) Micronutrientes Teor (mg/dm3) Nitrogênio 2,75-3,25 Boro 4-20 Fósforo 0,25-0,35 Cobre 6-20 Potássio 1,75-2,25 Ferro 20-250 Cálcio 0,25-0,40 Manganês 20-150 Magnésio 0,25-0,40 Molibidênio 0,20 Enxofre 0,10-0,20 Zinco 20-70 Martinez et al. (1999) Sintomas de Deficiência Os sintomas de deficiência podem se constituir, no campo, em elemento auxiliar na identificação da carência nutricional. No entanto, para a identificação da deficiência com base na sintomatologia, é necessário que o técnico tenha razoável experiência de campo, uma vez que deficiências, sintomas de doenças e distúrbios fisiológicos podem ser confundidos. A sintomatologia descrita e apresentada a seguir, em forma de chave, foi adaptada de Malavolta & Dantas (1987). Sintomas Iniciais na Parte Inferior da Planta Com clorose Amarelecimento da ponta para a base em forma de "V"; secamento começando na ponta das folhas mais velhas e progredindo ao longo da nervura principal; necrose em seguida e dilaceramento; colmos finos (Figura 1) - Nitrogênio Clorose nas pontas e margens das folhas mais velhas, seguida por secamento, necrose ("queima") e dilaceração do tecido; colmos com internódios mais curtos; folhas mais novas podem mostrar clorose internerval típica da falta de ferro (Figura 2) - Potássio As folhas mais velhas amarelecem nas margens e depois entre as nervuras dando o aspecto de estrias; pode vir a seguir necrose das regiões cloróticas; o sintoma progride para as folhas mais novas (Figura 3) - Magnésio Faixas brancas ou amareladas entre a nervura principal e as bordas, podendo seguir-se necrose e ocorrer tons roxos; as folhas novas se desenrolando na região de crescimento são esbranquiçadas ou de cor amarelo - pálido, internódios curtos (Figura 4) - Zinco Sem necrose Cor verde-escuro das folhas mais velhas, seguindo-se tons roxos nas pontas e margens; o colmo também pode ficar roxo (Figura 5) - Fósforo Pequenas manchas brancas nas nervuras maiores, encurvamento do limbo ao longo da nervura principal - Molibidênio 14 Sintomas Iniciais na Parte Superior da Planta Com clorose As pontas das folhas mais novas gelatinizam e, quando secas, grudam umas nas outras; à medida que a planta cresce, as pontas podem estar presas. Nas folhas superiores aparecem, sucessivamente, amarelecimento, secamento, necrose e dilaceração das margens e clorose internerval (faixas largas); morte da região de crescimento (Figura 6) - Cálcio Faixas alongadas aquosas ou transparentes, que depois ficam brancas ou secas nas folhas novas, o ponto de crescimento morre; baixa polinização; quando as espigas se desenvolvem podem mostrar faixas marrons de cortiça na base dos grãos (Figura 7) - Boro Amarelecimento das folhas novas logo que começam a se desenrolar, depois as pontas se curvam e mostram necrose, as folhas são amarelas e mostram faixas semelhantes às provocadas pela carência de ferro; as margens são necrosadas; o colmo é macio e se dobra (Figura 8) - Cobre Clorose internerval em toda a extensão da lâmina foliar, permanecendo verdes apenas as nervuras (reticulado finas de nervuras) (Figura 9) - Ferro Clorose internerval das folhas mais novas (reticulado grosso de nervuras) e depois de todas elas, quando a deficiência for moderada; em casos mais severos aparecem no tecido faixas longas e brancas e o tecido do meio da área clorótica pode morrer e desprender-se; colmos finos (Figura 10) - Manganês Sem clorose Folhas novas e recém-formadas com coloração amarelo-pálido ou verde suave. Ao contrário da deficiência de nitrogênio, os sintomas ocorrem nas folhas novas, indicando que os tecidos mais velhos não podem contribuir para o suprimento de enxofre para os tecidos novos, os quais são dependentes do nutriente absorvido pelas raízes (Figura 11) - Enxofre 15 - AVALIAÇÃO DA FERTILIDADE DO SOLO Prof. William Natale natale@fcav.unesp.br Doutorando Renato de Mello Prado, rmprado@fcav.unesp.br AVALIAÇÃO DA FERTILIDADE DO SOLO E DO ESTADO NUTRICIONAL DE PLANTAS 1. Diagnose Visual Consiste em comparar o aspecto da amostra com um padrão. O padrão significa uma planta normal do ponto de vista da nutrição e que, por conseguinte, produz bem. A diagnose visual baseia-se no fato de que cada nutriente tem função específica no metabolismo vegetal, logo, os sintomas manifestam-se caracteristicamente nas plantas, conforme apresentado anteriormente. A grande vantagem do método é que não requer qualquer equipamento, apresentando, entretanto, vários inconvenientes: • quando a planta exibe sintomas típicos de carência ou excesso, a próxima produção já estácomprometida; • não se aplica no caso de fome ou toxidez ocultas; • exige pessoal habilitado para diferenciar os sintomas; • não explica antagonismo ou sinergismo iônico. 2. Análise Química para Fins de Fertilidade de Solo Fertilidade do solo vem a ser a capacidade que o solo apresenta, para que as plantas nele cultivadas possam desenvolver-se e produzir colheitas compensadoras, quando os fatores do ambiente são favoráveis. Essa capacidade do solo está determinada pelas propriedades mecânicas e físicas, no que diz respeito à textura, estrutura, consistência, umidade e porosidade; pelas suas propriedades biológicas, no que se refere à microflora e microfauna benéficas; e pelas propriedades químicas, quanto à matéria orgânica e reserva de nutrientes assimiláveis como: Ca, Mg, K, P, S e micronutrientes. A fertilidade do solo está relacionada com a nutrição mineral das plantas, no que diz respeito ao poder de fornecimento de nutrientes pelo solo e a absorção dos mesmos pelas plantas em quantidades suficientes. É importante, porém, reconhecer a diferença entre o fornecimento de nutrientes e a absorção. O primeiro é um fator ligado ao solo, que pode ser definido na ausência da planta, enquanto que a absorção é o resultado da ação da planta sobre o poder que o solo tem de fornecer-lhe nutrientes. É óbvio, também, que a absorção é influenciada por muitos fatores biológicos, climáticos, físicos e químicos. Assim, ao se falar em fertilidade do solo, surgem muitas dificuldades e, avaliá-la, é ainda mais complexo. O objetivo básico da análise química é avaliar a capacidade do solo em fornecer nutrientes à planta, mediante o uso de "medidas" químicas que permitam conhecer o nível de nutrientes disponíveis à mesma, o que através de adequada interpretação, diagnostica deficiências/toxidez e permite formular práticas de manejo para corrigi-las ou manter o mesmo nível de fertilidade. O diagnóstico químico da fertilidade do solo, para ser adequado e confiável, deve apoiar-se em dois aspectos essenciais: 16 a) O uso de soluções extratoras adequadas da fração disponível dos nutrientes, ou seja, o método químico de extração de determinado elemento deve obter, verdadeiramente, a fração que está disponível à planta, no curso do seu ciclo de vida; b) A utilização de níveis críticos confiáveis. A possibilidade de interpretar de forma adequada os valores obtidos em uma análise química, supõe classificar o nível de disponibilidade do elemento como alto, médio ou baixo, por exemplo, o que implica no uso de valores críticos para cada nutriente e para cada solução extratora. Estas duas premissas do diagnóstico se seguem através de extensos programas de investigação para diferentes tipos de solos e cultivos, os quais constituem o que é conhecido como calibração da análise. Algumas das vantagens da análise de solo são: • execução fácil e rápida; • permite analisar um grande número de amostras num curto espaço de tempo; • independe de condições de ambiente, principalmente luz e temperatura; • permite avaliar a fertilidade do solo antes do plantio ou a qualquer momento que se desejar; • baixo custo; • permite reprodutibilidade. Assim, essa é a forma mais prática de se avaliar a fertilidade do solo. Apesar disso, uma das etapas é da máxima importância, e pode comprometer todo o processo: a amostragem. A amostragem de solo em culturas perenes é uma questão que suscita dúvidas. A recomendação existente é para amostrar a área que recebeu adubo. Entretanto, alguns trabalhos têm evidenciado uma melhor correlação entre os teores foliares de nutrientes e as concentrações nas áreas de entrelinha da cultura. Se forem retiradas amostras na área adubada e no meio da rua, qual análise seguir? Como interpretar ou correlacionar? E a profundidade de retirada da amostra? Em setores específicos, como a exploração florestal, por exemplo, a utilização da análise de solo esbarra em problemas como a falta de calibração, o conhecimento restrito sobre as exigências nutricionais das espécies, a camada a ser amostrada (uma vez que é difícil determinar a profundidade de exploração do sistema radicular), e ao problema da ciclagem de nutrientes que distorce resultados. Por tudo isto, estas são dúvidas que persistem, cujas respostas não são fáceis. Até a pesquisa para tentar respondê-las não deverá ser de concepção simples, segundo Raij (1992). 3. Diagnose Foliar Conforme foram se conhecendo as funções dos órgãos das plantas, bem como a importância dos diferentes nutrientes no metabolismo e, por conseguinte, no desenvolvimento dos vegetais, criou-se uma base científica para análise de tecidos. A folha, por apresentar normalmente a atividade fisiológica mais intensa da planta, é utilizada para análise. Ademais, a elaboração de substâncias para o crescimento e frutificação dos cultivos, reside essencialmente nas folhas e, por isso, seu conteúdo deverá refletir melhor que os outros órgãos, o estado nutricional da planta. Avaliar o estado nutricional consiste simplesmente em fazer uma comparação entre um padrão e uma amostra. O padrão é uma planta ou conjunto de plantas "normais" do ponto de vista da nutrição. Considera-se normal uma planta que, tendo em seus tecidos todos os 17 elementos em quantidades e proporções adequadas, é capaz de dar altas produções. A diagnose foliar é um método de avaliação do estado nutricional das culturas em que se analisam determinadas folhas, em períodos definidos da vida da planta. De outro ponto de vista, a diagnose foliar pode ser considerada como uma avaliação da fertilidade do solo, usando-se a planta como solução extratora. O método se baseia na existência de uma relação entre os teores de nutrientes disponíveis no solo, em certas folhas bem definidas, e a grandeza de produção. A diagnose foliar presta-se principalmente para a: • avaliação do estado nutricional; • identificação de deficiências que provocam sintomas semelhantes, dificultando ou impossibilitando a diagnose visual; • avaliação da necessidade de realizar adubação. Ao empregar-se o método, é importante lembrar que a composição das folhas varia com a cultura, idade, práticas culturais, posição no ramo, sanidade, quanto a pragas e moléstias e efeitos ambientais. Daí, a necessidade de folhas "bem definidas", conforme indicação da folha diagnose, apresentada na Tabela 13. Tabela 13. Amostragem para diagnose foliar para maracujazeiro Cabe destacar, que existem outros métodos de amostragem de folhas indicados na literatura estrangeira, sendo mais citado, o de Marchal & Bourdeaut (1972) que observaram que a folha com uma flor em pré-antese ou prestes a se abrir, em qualquer época do ano, apresentou pequena variação no teor de nutrientes e maior praticidade de amostragem. Indica-se ainda, coletar 80 folhas por talhão homogêneo, escolhendo-se 20 plantas aleatoriamente. Outra exigência do método da diagnose é a existência de "níveis críticos", determinados em condições padronizadas (Tabela 14). Embora o método do nível crítico ou faixa de suficiência seja amplamente utilizado em diversas culturas, é necessário que estes padrões adequados sejam obtido em condições edafo-climáticas (irrigação, clima, solo, tratos culturais, entre outros) conhecidos e 18 compatíveis com as condições em que será instalada a cultura. Tabela 14. Teores foliares de nutrientes considerados adequados para o maracujazeiro, em função da folha diagnóstica