Baixe o app para aproveitar ainda mais
Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original
* UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS DEPARTAMENTO DE SOLOS E ENGENHARIA AGRÍCOLA NUTRIÇÃO DE PLANTAS O SOLO COMO FORNECEDOR DE NUTRIENTES PROF. DR. ARMANDO JOSÉ DA SILVA UFRR/CCA/DSEA * INTRODUÇÃO O SOLO E SUAS FASES O QUE É SOLO? “Parte superficial, não consoli-dada, do manto de intempe-rismo, a qual encerra compos-tos minerais, matéria orgânica e vida microbiana, permitindo o desenvolvimento das plantas. As Fases do Solo: Líquida (solução do solo) Gasosa (Ar do solo) Sólida (Minerais e maté-ria orgânica) * * Figura – Representação do solo como um sistema de três fases * Figura – As interrelações entre as fases do solo * A Fase Líquida É a solução do solo Está interligada com as outras fases Inversamente relacionada com a fase gasosa Apresenta os elementos químicos dissolvidos (Tabela) Em relação a esta fase, o solo pode estar: Molhado Úmido Seco * É retida com diferentes intensidades (Figura) Propriedades físicas (textura, estrutura, matéria orgânica) afetam a disponibilidade de água no solo. Partículas menores são mais fortemente unidas, reduzindo a quantidade de poros para serem ocupados pela água ou pelo ar. Solos arenosos – baixa retenção de água. Solos argilosos – maior retenção de água. A Fase Líquida * A Fase Líquida * Para Malavolta (1980) a solução do solo é um reservatório de nutrientes, constituindo-se no fator intensidade (I). A fase sólida corresponde ao fator quantidade (Q). As diferentes variáveis que governam a relação entre os teores dos elementos na fase sólida e na solução do solo constituem o fator capacidade (C) (Figura 2.6. – Malavolta, 1980). Na Tabela 2.6 (Malavolta, 1980) são apresentados os teores de alguns elementos encontrados na solução do solo. A Fase Líquida * A Fase Líquida * Tabela 2.6 ( Malavolta, 1980) – Composição da solução do solo (em milimoles/litro) A Fase Líquida * Para Epstein & Bloom (2006), a solução do solo é a fonte de nutrientes mais importante para as plantas. É uma solução diluída que seria rapidamente exaurida se as partículas de solo não liberassem constantemente minerais ou se microrganismos do solo não decompusessem rapidamente a matéria orgânica. A Fase Líquida * A Fase Gasosa É o ar do solo (Tabela) Os espaços porosos não preenchidos pela água são ocupados pelo ar. Solos mal arejados – baixo desenvolvimento das plantas. Solos mal arejados – pequena absorção de água e nutrientes. Solos mal arejados – baixa atividade microbiana. * Tabela – Composição do ar atmosférico acima do solo e na camada arável A Fase Gasosa * Com relação à nutrição de plantas a fase gasosa tem dois papéis principais: Direto – O N2 do ar do solo é fonte de nitrogênio para bactérias diazotróficas. Indireto – O ar do solo (oxigênio livre) é fundamental para a absorção de nutrientes. A Fase Gasosa * A Fase Sólida Constituída pelas frações mineral e orgânica. Duas características: É o reservatório de nutrientes das plantas Constitui-se em superfície ativa, regulando a concentração de elementos na solução do solo, conforme o esquema: M(fase sólida) M(solução) * A Fase Sólida Formada pelos elementos químicos, integrados nas formas: Minerais primários Minerais secundários, Óxidos e hidróxidos não combinados Sais Matéria orgânica. * A fase sólida A TFSA – Frações texturais - Tabela * A fase sólida Por que a argila é a fração mais reativa? - Tabela N.P. – Número de partículas S.E. – Superfície específica Tabela – Variação da superfície específica de 1 g de partículas, em função das dimensões de suas arestas * A fase sólida Tabela - Composição elementar dos principais minerais primários Fonte: Malavolta, 1980 * A fase sólida Minerais Primários - Tabela Ricos em Ca, Mg, K e Fe N, S e micronutrientes - ausentes Tabela – Minerais primários das rochas ígneas Fonte: Malavolta, 1980 * A fase sólida Minerais Secundários Argilas Dois tipos: 1:1 – Grupo da caulinita 2:1 – Grupo da montmorilonita Óxidos e hidróxidos de ferro, alumínio e manganês * Os tetraedros e octaedros juntam-se dando os vários tipos de argila silicatada: 1 + 1 + 1 2 = = ARGILA 1:1 ARGILA 2:1 OU * * A fase sólida Minerais Secundários Argilas 1:1 – Grupo da Caulinita Unidades tetraédricas de uma camada de sílica partilham os vértices com as unidades octaédricas de uma camada de alumina. As camadas de tetraedro e de octaaedro são fortemente ligadas por átomos de oxigênio, tendo um espaçamento basal de 0,7 nm. Apresentam poucas cargas negativas. Não há possibilidade de expansão ou movimento de água e cátions entre as camadas. * Espaçamento basal de 7,2 Å - não expansiva (água não penetra) Cristais com diâmetro: entre 0,2 a 2 m eletricamente neutras- não apresenta substituição isomórfica- cargas geradas- rompimento das arestas do cristal ou dissociação do H+ CTC: 3 a 15 e.mg/100g de material seco Abundância: solos com lixiviação de bases baixa concentração de cátions solos de clima quente e úmido solos com pH ácido Produto de intemperização de feldspato de Na, de K e de micas hidratadas A fase sólida Grupo da Caulinita * A fase sólida Figura - Representação do tetraedro de sílica [(SiO4)4- ] Figura – Fórmula plana (a) e fórmula espacial (b) do tetraedro de sílica [(SiO4)4- ] Primeira unidade estrutural básica – Tetraedro de Sílica * A fase sólida Figura - Representação do octaedro de alumina [Al(OH)6]3- Segunda unidade estrutural básica – Octaedro de alumina * A fase sólida * A fase sólida * A fase sólida Minerais Secundários Argilas 2:1 não-expansíveis – Grupo das micas Unidades tetraédricas de duas camadas de sílica partilham os vértices com as unidades octaédricas de uma camada de alumina. Grande quantidade de cargas negativas compensadas por K+ O potássio mantém as lâminas fortemente unidas, impedindo o fenômeno da expansão. Maior CTC do que minerais 1:1 * A fase sólida * Argilas 2:1 Expansíveis - GRUPO DA ESMECTITA Forma: 2 lâminas de sílica e 1 de alumina entre elas Montmorilonita, beidelita, nontronita, saponita e hectorita Argila expansiva: montmorilonita e vermiculita Substituições isomórficas frequentes Al por Mg, Fe e Zn ou outros com no coordenação 6) Si por Al – DIFERENTES ARGILAS CTC: montmorilonita de 80 a 150 e.mg/100g- substituições isomórficas e arestas quebradas Expansão reversível (solos com fendas) Tamanho: muito menores que caulinita A fase sólida * A fase sólida * Outras Argilas VERMICULITA Estrutura: camadas de talco ou mica e água Ocorre em regiões de baixa precipitação pluviométrica Alta capacidade de expansão e contração Fixa fortemente o potássio, tornando-o indisponível Substituição do Si por Al, ou de Mg por Fe água interlamelar- ligada aos cátions e água livre CTC: 100 e 150 e.mg/100g de material seco A fase sólida * Outras Argilas ILITA Íons de K entre lâminas Rigidez - Não expansiva CTC: 20 a 40 e.mg/100g de material seco CLORITA Estrutura: grade 2:2 ou 2:1:1 Intercalação de micas (talco) com brucita Substituições isomórficas A fase sólida * Outras Argilas ALOFANITA Material amorfo (tetraedros de Si e octaedros de Al), agregado hidratado e noduloso. Associação com a haloisita. Comum em solos vulcânicos. Elevada CTC. A fase sólida * Outros Colóides ÓXIDOS E HIDRÓXIDOS DE FERRO E ALUMÍNIO Importantes componentes da fração mineral de solos tropicais e subtropicais. Grande capacidade de adsorção de íons. Principais óxidos de alumínio: Gibsita – Al2O3.3H2O Boemita – Al2O3.H2O Corundum – Al2O3 Principais óxidos de ferro: Goethita – Fe2O3.H2O Hematita – Fe2O3 A fase sólida * Outros Colóides Goethita – Fe2O3.H2O Ocorre em quase todos os tipos de solo, principalmente os tropicais. Coloração marrom-amarelada A fase sólida * A fase sólida Perfil de um solo com Goethita na subsuperfície (camada 2) * Outros Colóides Hematita – Fe2O3 Bastante comum em solos tropicais altamente intemperizados Coloração avermelhada A fase sólida * A fase sólida Perfil de solo com hematita * Dados sobre componentes das frações argila, silte e areia dos solos (Resende et al., 1997) Seta: atividade das argilas (CTC e AE) Óxidos de Fe e Al: atividade < caulinita – solos velhos * Fonte: Malavolta, 1980 Tabela – Composição elementar aproximada dos principais minerais secundários (%) A fase sólida * Fase sólida orgânica – Matéria orgânica do solo Resultado das transformações de microrganismos, animais e principalmente plantas. Após o processo de decomposição, resta o húmus, que têm as seguintes proporções de elementos: C/N = 10 C/P e C/S = 100 Características das partículas húmicas: Alta superfície específica Alta CTC Cor escura Alta capacidade de adsorção de cátions A fase sólida * Fase sólida orgânica – Matéria orgânica do solo Efeitos da MOS: Melhora condições físicas do solo. Aumenta a retenção de umidade. Fonte de nutrientes. Protege o solo contra a erosão. Aumenta a CTC do solo. Estimula a atividade microbiana. A fase sólida * Fase sólida orgânica – Matéria orgânica do solo MOS como fonte de nutrientes Consideremos que no geral a MOS possui 5% de N Se um solo tem 1% de matéria orgânica na camada arável (20 cm), terá: Peso de 1 ha de solo = 10.000 m2 x 0,3 m x 1 = 2.000 t Peso da MO em 1 ha = 2.000 t x 0,01 = 20 t Peso de N em 1 ha = 20 t x 0,05 = 1 t A fase sólida * Figura – Representação da rizosfera, mostrando alguns dos principais componentes. Entremeados pelo solo estão as fases gasosa, líquida e sólida; matérias orgânica e mineral e microrganismos de vários grupos. Células de uma raiz são mostradas à esquerda. Fonte: Epstein & Bloom, 2006. A fase sólida * O pH e as Plantas 1 – O Conceito de pH Propriedades do solo e nutrição de plantas * O pH e as Plantas 1 – O Conceito de pH pH – Acidez ou alcalinidade de um meio. Forma de indicar a concentração de H+ (na verdade H3O+) em uma solução pH = log 1/[H+] Propriedades do solo e nutrição de plantas * O pH e as Plantas 2 – A Escala de pH A escala de pH vai de 0 a 14 Valores de pH abaixo de 7,0 indicam acidez Valores de pH acima de 7,0 indicam alcalinidade Valores de pH = 7 indicam neutralidade. A maioria dos solos cultivados apresenta pH que vai de 4,0 a 8,0. Propriedades do solo e nutrição de plantas * Propriedades do solo e nutrição de plantas * Propriedades do solo e nutrição de plantas * Propriedades do solo e nutrição de plantas * Propriedades do solo e nutrição de plantas * Propriedades do solo e nutrição de plantas ATENÇÃO Como a escala do pH se expressa em logaritmo, a variação de uma unidade implica numa variação de 10 vezes na concentração hidrogeniônica , ou seja na acidez ou na alcalinidade. * Propriedades do solo e nutrição de plantas 3 – Origem da acidez Material de origem do solo – Rochas básicas dão origem a solos com pH mais elevado, enquanto que rochas ácidas originam solos com pH menor. Chuva – A chuva leva os elementos básicos para camadas inferiores, aumentando a acidez da camada arável. Plantas – Dependendo da espécie, as plantas removem (absorvem) as bases com maior ou menor intensidade, contribuindo para a acidez do solo (Tabela). * Propriedades do solo e nutrição de plantas 3 – Origem da acidez Profundidade – Em geral, a acidez aumenta com a profundidade. Adubação – Alguns adubos, principalmente os nitrogenados aumentam a acidez do solo, devido ao processo biológico da nitrificação. Decomposição de argilas, liberando o Al3+ das arestas. O Al3+ reage com a água do solo, liberando H+, de acordo com as reações: Al3+ + H2O Al(OH)2+ + H+ Al3+ + 2H2O Al(OH)2+ + 2H+ Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+ * Propriedades do solo e nutrição de plantas Tabela – Remoção de cálcio e magnésio (kg/ha) por algumas culturas Fonte: Malavolta, 1980 * Propriedades do solo e nutrição de plantas pH para as Culturas A maioria das culturas produz mais em solo com pH na faixa de 6 a 6,5 (Tabela e Figura) Tabela – Valores de pH adequados para algumas culturas * Propriedades do solo e nutrição de plantas Efeitos do pH no crescimento das plantas Dois tipos: Direto – A absorção de H+ pode afetar o metabolismo vegetal. Indireto – O pH interfere na disponibilidade de elementos para as plantas. (Figura) * Propriedades do solo e nutrição de plantas * Propriedades do solo e nutrição de plantas * Propriedades do solo e nutrição de plantas * Propriedades do solo e nutrição de plantas * Propriedades do solo e nutrição de plantas * Propriedades do solo e nutrição de plantas * Propriedades do solo e nutrição de plantas * Propriedades do solo e nutrição de plantas A Tabela 2.11, de Malavolta (1980) confirma, de modo geral, as informações da literatura, de que o pH em torno de 6,5 é o mais indicado para as culturas quando se considera o seu efeito direto. Tabela 2.11 – Efeito do pH da solução de crescimento de diferentes espécies (doses relativas na % do máximo) * Propriedades do solo e nutrição de plantas A prática da Calagem Um pouco de história: Na antiguidade, gregos, romanos e bárbaros gauleses aplicavam ao solo materiais com características de calcário para aumentar as colheitas. Entre os sábios romanos, era comum a expressão: “existem solos ácidos como o vinagre e doces como o vinho”. * Propriedades do solo e nutrição de plantas A prática da Calagem Materiais utilizados na calagem: Calcários de reação alcalina (Tabela 2.14, de Malavolta , 1980) * Propriedades do solo e nutrição de plantas A prática da Calagem Tabela – Características de alguns produtos usados na calagem Fonte: Malavolta (1980) (resumo) * Propriedades do solo e nutrição de plantas A prática da Calagem Como fazer a calagem? Os corretivos geralmente apresentam baixa solubilidade em água Há portanto, necessidade de aplicá-los com antecedência e incorporá-los ao solo para permitir a união íntima entre as partículas de solo e calcário. Após a calagem, ocorrem as reações de neutralização (Figura 2.17, de Malavolta, 1980). * Propriedades do solo e nutrição de plantas A prática da Calagem Consequências da calagem Diminuição dos teores de alumínio e manganês; Promoção da atividade microbiana; Aumento na disponibilidade de P e Mo; Fornecimento de Ca e Mg; Melhora as propriedades físicas do solo, principalmente a estrutura, o que permite melhor aeração e circulação de água. * Conceitos Fundamentais em Nutrição de Plantas Troca Iônica Fenômeno que ocorre entre as raízes e superfícies de minerais de argila, compostos inorgânicos e colóides orgânicos (Figura); Processo reversível; Forma de ocorrência: Um cátion ou ânion adsorvido na fase sólida é trocado por outro que está na fase líquida. Se duas partículas sólidas estiverem em contato, íons poderão também ser trocados entre essas duas superfícies. * * Capacidade de Troca de Cátions – CTC É a soma de cátions trocáveis que um solo, constituinte do solo ou outro material pode adsorver a um pH específico. A CTC é normalmente expressa em cmolc dm-3. Outro conceito: “Capacidade que tem o solo para reter e trocar cátions”. CTC = Ca2+ + Mg2+ + K+ + H+ + Al3+ + Na+ + NH4+ Nos solos ácidos: CTC = Ca2+ + Mg2+ + K+ + H+ + Al3+ * Figura 2.5. (Malavolta, 1980) – A troca de cátions é provocada pela lavagem e pela absorção que perturbam o equilíbrio entre íons adsorvidos aos colóides. * * Tabela – Capacidade de troca de cátions de alguns colóides do solo * Soma de Bases (S) Soma dos teores de cátions trocáveis, com exceção de Al3+ e H+, que são causadores de acidez do solo. Expressa em mmolc dm-3. S = Ca2+ + Mg2+ + K+ + Na+ + NH4+ Na prática, o valor de S em solos tropicais consiste na soma dos teores trocáveis de cálcio, magnésio e potássio. * Percentagem de saturação em alumínio (m) % saturação Al3+ = mmc Al3+ X 100 mmolc (Al3+ + K+ + Ca2+ + Mg2+) Percentagem de Saturação em Bases (V) V = 100 S/V. * A saturação por alumínio (“m”) é importante em nutrição, porque as plantas não toleram a presença deste cátion. Nos solos de cerrado o valor “m” varia de 1 a 90%. As plantas mais sensíveis não toleram uma saturação maior que 20%. Plantas cultivadas – m deve ser menor que 40%. * Algumas Considerações Valores de S, CTC e V – importantes implicações no manejo do solo em relação ao uso de adubos e corretivos. Solo com baixo valor de S = pobreza generalizada em Ca, Mg e K. Solo com baixa CTC – baixa capacidade para reter cátions na forma trocável – A adubação deve ser parcelada para evitar perdas de nutrientes por lixiviação. Solo com V baixo = cargas negativas das partículas coloidais estão ocupadas principalmente por H+ e Al3+. * Referências Bibliográficas EPSTEIN, E.; BLOOM, A.J. Nutrição mineral de plantas: princípios e perspectivas. Londrina, Editora Planta, 2006. 404p. GLASS, A.D.M. Plant nutrition: an introduction to current concepts. Boston, Jones and Bartlett Publishers, 1989. 234p. MALAVOLTA, E. Elementos de nutrição mineral de plantas. São Paulo, Editora Agronômica Ceres, 1980. 251p. MELLO, F. de A. F. de. Fertilidade do solo. São Paulo, Nobel S/A, 1981. 400p. LEPSCH, I.F. Solos: formação e conservação. São Paulo, Melhoramentos, 1993. 157p. SANTOS, J.Q. dos. Fertilização: fundamentos da utilização de adubos e corretivos. Lisboa, Publicações Europa-América Ltda. 1996.442p.
Compartilhar