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Capitulo 6 SOLOS ACIDOS E SOLOS AFETADOS paR SAIS Egon J. Meurer, Carlos A. Bissani & Felipe C. Carmona SOLOS ACIDOS Solos acidos geralmente apresentam teores de alumfnio e manganes que podem ser taxicos as plantas, prejudicando 0 seu desenvolvimento e reduzindo os rendimentos. A maioria dos solos do Brasil sao acidos, inclusive os do Rio Grande do SuI. Levantamento realizado em cerca de 60.000 amostras de solos coletadas no Estado do Rio Grande do Sui indicou que 70% delas apresenta- ram pH em agua inferior a 5,5, que e 0 valor de referencia para indicar solos que podem apresentar problemas de toxidez de alumfnio e manganes para as plantas e os microrganismos (Drescher et aI., 1995). Formac;ao dos solos acidos nas regioes umidas Na crosta terrestre, muito tempo transcorreu entre a presen<;a de uma rocha salida e sua transforma<;ao num material friavel e habitado por milh5es de organismos, 0 qual e chamado de solo. Este, sendo produto resultante de fatores como tempo, clima, relevo, material de origem e organismos, tem caracterfsticas relacionadas a intensidade de cada um desses fatores. as solos que se encontram nas zonas de clima quente e com altas precipita<;5es pluviometricas sao, na maioria, acidos (pH < 5,5), mesmo que os materiais que Ihes deram origem nao tenham rea<;ao acida em contato com a agua. Na tQbela 6.1 sao apresentados os resultados da analise de tres rochas 150 Egan J. Meurer, Carlos A. Bissa ni & Felipe C. Carmo na importantes na formac;ao dos solos do estado do Rio Grande ~o SuI. Constata- se que essas rochas, finamente moidas, em cantata com a agua, produzem uma reac;ao proxima a neutralidade, apresentando grande contraste com a pH dos solos que se formaram a partir desses materia is, como mostrado na tab~la 6.2. A observac;ao dos dados apresentados nas tabelas 6.1 e 6.2 permlte formular a seguinte pergunta: "Como um material de reac;ao quase alcalina po de originar um solo acid a?". Tabela 6.1 Composic;ao quimica elementar (parcial) e pH de tres rochas do estado do Rio Grande do Sui e sua reac;ao (na forma de po) com a agua (adaptado de Bohnen, 2000) Rocha pH com Ca Mg K Na AI Fe H2O (1:30) ............................ 0/0 ................................... Arenito 6,9 0,20 0,10 0,10 0,04 1,7 0,29 Basalto 6,9 0,81 0,17 3,85 0,19 6,0 4,4 Granito 7,3 0,40 0,20 4,07 4,02 6,6 0,38 Como os solos se tornam acidos A resposta a essa pergunta esta no conhecimento de como as solo~ se formam a partir do material de origem. As rochas (arenito, basalto, granito, etc.) sao formadas par componentes muito pouco soluveis em agua pura (menos que 0,01 9 L- 1), par isso sao necessarios milhares de anos para que esses materiais se transformem em solo. o processo de acidificac;ao do solo, nas regioes subtropicais e tropicais, inicia com a solubilizac;ao da rocha, com posterior perda de cations do solo associ ada a retenc;ao preferencial de cations de maior valencia, como a aluminio, nos sitios de troca da argila e da materia organica. Solos ACidos e So los Afetados par Sais 151 . Tabela 6.~ ~ompOs!c;ao quimica elementar (parcial) e pH do hOrlzonte superf,c,al de tres solos do Rio Grande do Sui formados a partir do arenito, basalto e granito (Bohnen, 2000). Solo Material pH Ca Mg K Na AI Fe ................ _ .... mg kg- l .......... ....... .. Arenito 4,2 0,1 0,3 0,7 0,4 31 10 Argisolo Basalto 4,9 0,7 0,8 1,5 0,4 106 119 Latossolo Granito 4,6 0,2 0,4 2,5 0,4 21 114 Laterftico _ As reac;oes de hidrolise que ocorrm na soluc;ao dos solos, a decompoSi- c;ao dos residuos organicos pelos microrganismos, a ac;ao do homem e a propria abson;ao dos nutrientes pelas plantas sao, tambem, fa to res que contribuem para a acidificac;ao dos solos. Inicialmente, ocorre a solubilizaC;ao da rocha, porque a agua da chuva que entra em contato com a mesma e acida devido a dissoluc;ao e reac;ao do CO2 da atmosfera na agua, como mostra a reaC;ao abaixo (6.1) : (6.1) Os ions W formados nessa reac;ao reagem com a rocha, liberando cations e anions que irao servir de nutrientes para as organismos que comec;am a se estabelecer sobre a rocha. Outras reac;oes bioqufmicas dos microrganismos que crescem sabre as rochas tambem liberam fans W para a meio. Comparando as concentrac;oes dos cations na rocha matriz (Tabela 6.1) com as valores correspondentes no solo (Tabela 6.2), verifica-se que, nos solos, as teores sao muito mais baixos para calcio, magnesio, sodio e potassio, enquanto os teores de ferro e alumfnio sao quase sempre mais altos. 1550 demonstra que, no processo de formaC;ao dos solos, alguns elementos, par 152 Egon J . Meurer, Carlos A. Bissani & Felipe C. Carmona formarem compostos mais soluveis, podem ser facilmente percolados ~o perfil do solo. Enquanto isso, 0 aluminio e 0 ferro vao-se concentra~~o devldo as suas propriedades de formar compostos de muito baixa solubilidade n~s solos que se formam em boas condic;6es de oxigenac;ao. ~urante a f~rmac;ao do solo originam-se minerais e sUbstancias humicas que tem a c~paCidade de atrair ions, 0 que evita que os mesmos sejam perc~lados e ~erdldos do solo. Entretanto, a atrac;ao e dependente da valencia dos Ions. Asslm, ~or exemplo, ions como 0 aluminio (valencia +3) sao mais fortemente atraldos p~r~ as proximidades das particulas com carga neg~ti~a, em~ d~trimento do ~odlo e potassio (valencia + 1) e do calcio e magneslo (valenCl~ .+2). Com 1550, 0 aluminio permanece mais no solo, enquanto os outros cations tendem a ~er percolados no perfil. Essa e a razao que faz o~ solo~ t.ropicais, t~rem mUlto aluminio e ferro e baixos teores de calcio, magnesio, sodlo e potasslo na forma tocavel. Por reac;6es de hidrolise, os ions presentes na soluc;ao do solo liberam ions W, que podem baixar 0 pH do solo. ° aluminio em soluc;ao aquosa, por meio de uma sequencia de reac;6es de hidrolise, precipita sob a forma ~e AI(OH)3, produzindo, em cada etapa, ions W, de acordo com a reac;ao simplificada (6.2): (6.2) Assim, a medida que ions aluminio vaG sendo solubilizados da rocha, liberam ions W que favorecem a dissoluc;ao de mais rocha. 1550 acelera a formac;ao do solo, mas, ao mesmo tempo, faz com que 0 aluminio desloque dos sitios de troca para a soluc;ao do solo os cations que sao importantes na nutric;ao das plantas (Ca, Mg e K), favorecendo a sua percolac;ao. Os microrganismos quando decomp6em os residuos vegetais no '- ~ . h" t mbem podem processo de mineralizac;ao e formac;ao de substanCias umlcas, a contribuir para a acidez do solo, conforme a reac;ao simplificada (6.3): Residuos Vegetais + O2 + Microrganismos = CO2 + N03' + W (63) Solos ACidos e Solos Afetad os po r Sa is 153 Havendo percolac;ao do anion nitrato no perfil, ocorre necessaria mente 0 arraste de um cation acompanhante (Na+, K+, Ca2+, Mg2+), para manter a eletroneutralidade da soluc;ao do solo, permanecendo nas camadas mais superficiais do solo os ions W, acidificando mais 0 meio. Com a percolac;ao desses cations, os sitios de troca (CTC) sao gradativamente ocupados pelo A1 3 +, e, tambem, pelo Mn2+ em determinados solos. . DUrante 0 processo de absorC;ao dos nutrientes, as plantas IIberam, na rizosfera, ions W ou OH', conforme realizem a absorc;ao, respectivamente, de um cation (+) ou um anion( -), para manter a eletroneutralidade. Esse processo e mais intenso nas leguminosas, que absorvem mais cations, como calcio e magnesio, quando comparado as gramineas, resultando dai maior liberac;ao de ions W para 0 solo, 0 que 0 c~ntribui para sua acidificac;ao. As leguminosas, devido a nodulac;ao eficiente, nao absorvem tanto nitrato como as gramineas, 0 que favorece 0 acumulo de ions W na rizosfera. Os fertilizantes que sao adicionados ao solo pelo homem tambem podem ocasionar reduc;aodo pH do solo. E 0 caso, por exemplo, de fertilizantes nitrogenados, como 0 sulfato de amenio [(NH4)2S04], quando utilizados com frequencia em solos com baixo poder tampao. Alem disso, quando ha absorc;ao de um cation (NH/ , no caso) pela planta, ha excrec;ao de ions W pelas raizes das plantas, para manter a eletroneutralidade. Dependendo do sistema de manejo, pode haver maior ou menor acumulo de residuos organicos no solo, 0 que pode afetar 0 processo de acidificac;ao. No sistema plantio direto (SPD), em que nao ha revolvimento do solo, verifica-se grande acumulo de residuos vegetais na superficie, que pode resultar numa frente de acidificac;ao, conforme a reac;ao (6.3), baixando 0 pH d~ solo na camada superficial. Entretanto, a aCidificac;ao do solo, nesse caso, nao tem acentuada toxidez do aluminio, como poderia ser esperado, devido a sua complexac;ao pelas substancias organicas formadas no processo de decomposic;ao do material vegetal, diminuindo a atividade do aluminio na soluc;ao do solo, conforme abordado no Capitulo 4. 154 Egon J . Meurer, Carlos A. Bissani & Feli pe C. Carmona ACIDEZ ATIVA E ACIDEZ POTENCIAL DO SOLO As considera<;;6es realizadas ate aqui levam a necessidade de enunciar dois termos: "acidez ativa" e "acidez potencial" do solo. Na Figura 6.1, estao representados, esquematicamente, os componentes da acidez do solo: a acidez ativa (na fase liquida) e a acidez potencial (na fase solida). FASESOUDA FASE L1QUlDA 'Ca ARGlIA AI AP + // AD-H Ca2+ (DdAI W HUMus CX)O'H ( ) -0- H H+ H+ H+ .... acidez FeO-H ativa OXIDOS IDH H+ H+ /~ acidez potencial Figura 6.1. Representa<;ao esquematica da acidez potencial e da acidez ativa do solo (adaptado de Quaggio, 1986). A acidez ativa refere-se a concentra<;;ao dos ions W na solu<;;ao do solo, e a sua medida e expressa pelo indice pH, que e igual ao logaritmo negativo da concentra<;;ao molar de W na solu<;;ao, conforme expressao (6.4): pH = - log [WJ (6.4) Solu<;;5es com pH igual a 7 sao neutras, isto e, a concentra<;;ao de W e igual a concentra<;;ao de OH', ou seja, 1 x 10'7 M. A determina<;;ao do pH do solo e feita numa suspensao da amostra do solo com agua destilada, geralmente na Solos Acidos e So los Afeta dos po r Sais 155 propor<;;ao de 1:1 (uma parte de solo para uma parte de agua). Na tabela 6.3, indica-se a classifica<;;ao generica do solo em fun<;;ao do valor do pH em agua. A acidez potencial corresponde as ~ubstancias ou aos compostos que liberam ions W para a solu<;;ao do solo, causando uma acidifica<;;ao do meio (rea<;;6es 6.1 e 6.2) . Estas incluem, como ja visto, 0 A1 3+ trocavel adsorvido as cargas negativas das argilas e os grupos funcionais COOH e OH da materia organica (Capitulo 3) . Da mesma forma, OH2 e OH ligados as superficies dos oxi- hidroxidos de ferro e aluminio e os existentes nas bordas dos argilominerais podem, tambem, dissociar ions W para solu<;;ao do solo, conforme pode ser observado na Figura 6.1. Tabela 6.3 Classifica<;ao do solo em fun<;ao do pH (adaptado de Volkweiss, 1989). pH (agua) < 5,0 5,0 - 5,5 5,6 - 6,0 6,1 - 6,5 6,6 - 7,0 7,1 - 7,5 7,6 - 8,0 > 8,0 Classifica<;ao Extremamente acido Muito acido Acido Pouco acido Aproximadamente neutro Pouco alcalino (ou basico) Alcalino (ou basico) Muito alcalino (ou basico) A CORRE~AO DOS SOLOS ACIDOS Como visto, acidez do solo e produto da a<;;ao dos agentes do intemperismo sobre a rocha matriz que solubiliza os minE:!rais nela presentes. Os mais soluveis (calcio, magnesio, potassio e sodio) sao percolados, enquanto aqueles que formam compostos menos soluveis, como 0 aluminio, sao acumulados. A corre<;;ao da acidez e feita com a aplica<;;ao ao solo, pela pratica da calagem, de substancias que geram ions (oxidrila e bicarbonato) capazes de neutralizar os fons W. Os calcarios agricolas, compostos principalmente por 156 Egan J. Meurer, Carlos A. Bissa ni & Felipe C. Carmona carbonatos de calcio e de magnesio, sao os mais utilizados, apesar de serem muito pouco soluveis ( < 1,0 9 L-1). Ao ser misturado com 0 solo, 0 carbonato se dissolve e reage com agua, conforme as reac;6es (exemplifica-se com 0 CaC03; as mesmas ocorrem para 0 MgC03): CaC03 + HP HC03- W + OH- = Ca2+ + HC03- + OH- = OH- + CO2 (6.5) (6.6) (6.7) Observa-se que a dissoluc;ao de uma molecula de carbonato gera duas moleculas OH- que podem neutralizar os ions W que estao sendo hidrolisados e dissociados das fontes potenciais da acidez, conforme as reac;6es (6 .8 e 6.9). (6.8) (6.9) Quando as oxidrilas e os ions bicarbonato reagem neutralizando os ions W que se encontram na soluc;ao do solo, provenientes da dissociac;ao da materia organica e da hidr61ise do aluminio, 0 pH do solo comec;a a se elevar. A medida que os ions W sao neutralizados, os sitios de troca do solo, nas superficies dos minerais e da materia organica, vao sendo ocupados pelos cations Ca2+ e Mg2+, aumentando, assim, a saturac;ao de bases do complexo de troca do solo (CTC). As reac;6es (6.5 a 6.9) se deslocam da esquerda para a direita, ate que todos os ions W sejam neutralizados, ou se esgote 0 carbonato disponivel para a reac;ao. Solos com 0 mesmo valor de pH em agua, nao precisam, necessaria- Solos ACidos e Solos Afetados par Sais 157 mente, da mesma quantidade de carbonatos para neutralizar a acidez. Alias, o que comumente acontece e que eles necessitam de doses diferentes de carbonatos, 0 que depende das fontes potenciais de acidez eXistentes, con- forme pode ser observado na tabela 6.4. Tabela 6.4 Fatores da acidez e quantidade de calcario necessa- ria (N.C) para elevar 0 pH a 6,0 em alguns solos do Rio Grande do Sui (adaptado de Kaminski, 1974) Solo pH MOS AP+ H+ Argila N.C. 9 Kg-I cmol Kg -I 9 Kg-I Mg ha-1 4,7 2,3 5,4 650 8,1 Latossolo 5,6 3,8 6,8 520 11,7 Argissolo 2,9 0,6 3,7 250 4,1 Cambissol 7,6 5,5 11,0 670 16,3 Para fins didaticos, a relac;ao entre a acidez potencial, a acidez ativa, a capacidade de tamponamento do solo (resistencia a mudanc;a do pH) e a ne- cessidade de calagem para corrigir 0 solo a um determinado valor de pH pode ser melhor compreendida pela observac;ao da figura 6.2. Nesta, com base no principio dos vases comunicantes, sao representados do is solos, um com alto poder de tamponamento (A) e 0 outro com baixo poder de tamponamen- t? (8). Observa-se que, no solo com maior poder tampao (A), ha maior quan- tid ad: de W no compartimento da esquerda do que no solo com menor poder tampao (8). Embora tenham uma acidez potencial ou de reserva diferentes eles mantem a mesma quantidade de ions W na soluc;ao, tendo, portanto, ~ 158 Egan J, Meu rer, Carlos A, Bissa n i & Felipe C, Carmona mesmo pH , Ambos os solos tem 0 mesmo pH em agua, igual a 4,2 (acidez ativa), que na FIgura e representado pela mesma quantidade de Ions W no compartimento da direita , Acirez PDterri al A:idez.A!iva (PH) .A:i deZ Po:t~raa l Ai dez P(hB (p H) ff H' H H' H H H' H' H H H H' L-_____ --' H H K H' H' H H H H' H H Solo A = Necessid ad e de calca r ia = 6, 5 t ha" Solo B = Necessid ade de calca r ia = 2,8 t h a" ( W = ions hidrogenio d issociados dos grupos -COO H e - OH da materia orga nica rea~5es de hidrol ise do al uminio, princi pa lment e), e da s Figura 6.2 Representac;ao do poder de tamponamento de dois solos com mesma acidez ativa (pH = 4,2) e diferente necessidade de calcario para elevar 0 pH a 6,0 em func;ao da acidez potencial. A acidez potencial dos solos, que se deve principal mente ao alumlnio trocavel e a materia organica, e representada pelo compartimento maior da es- querda. Percebe-se, entao, que, para esgotar os Ions W (acidez potencial) qu~ mantem a mesma quantidade de Ions na soluc;aode ambos os solos, e necessario utilizar muito mais carbonatos no solo de maior poder tampao (solo A) do que no de menor poder tampao (B). , E 0 que explica, como referido anteriormente, porque solos com 0 mesmo valor de pH em agua (acidez ativa) podem necessitar de doses diferentes de calcario para corrigir 0 pH do solo. Alem dos termos ja definidos de acidez ativa e acidez potencial, out roS term os sao empregados para caracterizar diferentes "formas" de acidez em solos: as fontes potenciais de acidez. a) acidez trocavel - representa a soma do AI3+ e do W trocaveis. Solos ACidos e Solos Afe tados par Sais 159 E a quantidade de A1 3+ e de W que e deslocada para a soluc;ao por um sal neutro, usualmente KCI 1mol L-t • b) acidez nao-trocavel - e a quantidade de A1 3+ e de W que nao e deslocada para a soluc;ao por um sal neutro. Esta associada aos acidos fracos do humus, ao AI complexado pel a materia organica e ao AI retido fortemente nas superficies dos minerais c) acidez titulavel ou acidez neutralizavel - representa a quan- tidade de W e A1 3+ do solo que e necessario neutralizar para elevar 0 pH ate determinado valor. E composta da acidez trocavel e de parte da acidez nao- trocavel, geralmente simbolizada por H+AI. E extra Ida por soluc;ao tamponada, no valor do pH desejado. Comumente, e utilizado 0 acetato de calcio a pH 7. EFEITO DA CALAGEM NA DISPONIBILIDADE DOS NUTRIENTES PARA AS PLANTAS A correc;ao da acidez do solo, pela calagem, eleva 0 seu pH, 0 que afeta as suas propriedades qU lmicas (Capitulo 5) e a disponibilidade de nutrientes para as plantas. A disponibilidade dos principais nutrientes para as plantas e afetada conforme descrito a seguir: a) calcio e magnesio - a medida que 0 calcario se dissolve no solo, libera Ca 2+ e Mg2+, que sao adsorvidos nas cargas negativas da materia organica, arg ilas e oxidos . Assim, a calagem aumenta a quantidade desses cations na fase solida e na soluc;ao do solo, 0 que aumenta a sua dispon ibilida- de para as plantas; b) boro, cobre, zinco e manganes - a disponibilidade desses nutri- entes para as plantas diminuem com a elevac;ao do pH do solo, por formarem complexos de esfera-interna com os oxidos de alumlnio e ferro. Estes tres Ions (Cu2+, Mn2+ ou Zn2+) tambem podem formar complexos com as substancias humicas derivadas da materia organica do solo, conforme mostrado na reac;ao 6.12 em que M2+ representa um desses Ions. Dependendo da constante de estabilidade (Kcond ) do complexo formado, ele pode perma- necer soluvel na soluc;ao e ficar em forma disponlvel para as plantas. 160 Egan J . Meurer, Carlos A. Bissani & Felipe C. Carmona Fe.- OH I o I Fe-OH Fe-a-! I o I Fe-a-! OH I Fe- O-B-OH I I o OH I Fe-OH + F€-O- tv1 I o + ~O I Fe-CH (6.11) (6.12) o fon Mn2+ tem, tambem, a sua disponibilidade para as plantas diminufda devido a seguinte reac;ao de oxidac;ao favorecida pela elevac;ao do pH do solo: 2Mn2+ + O2 + 4 OH- = 2 Mn02 + 2 HP (6.13) c) fosforo, molibdenio e enxofre - a dissoluc;ao do calcario au- menta tambem a concentrac;ao de fons OH- (Reac;6es 6.5 e 6.6), os quais podem deslocar para a soluc;ao do solo, por troca de ligantes, 0 f6sforo, 0 molibdenio e 0 enxofre, adsorvidos como complexos de esfera-interna nos oxidos de ferro e alumfnio, aumentando, assim, a quantidade desses nutrientes em formas disponfveis para as plantas, conforme as reac;6es apresentadas na Figura 6.3: Solos ACidos e Solos Afetados par Sais OH I Fe-0-P=O + OH- == ~ 6H I Fe--OH o II Fe-O- !vb + a-r == I II o 0 I Fe--OH o II Fe-OH I o I Fe-OH Fe- OH +H~tb04 I o I Fe-OH Fe -0-8- 0 + OH- ...-- Fe-OH +80':- I I II o 0 o I I Fe-OH Fe -OH (6.16) 161 (6.14) (6.15) Figura 6.3 Aumento da disponibilidade do fosforo molibdenio e enxof~~ por troca de ligantes com OH- provenientes d~ dissolu~ao do calcarlo. UTILIZAC;AO DO GESSO AGRiCOLA EM SOLOS ACIDOS o gess? (CaS04 .2H20) tem side utilizado em solos acid os, para melho:ar.a amblente radiculardas plantas e na recuperac;ao de solos afetados por sals (Item 6.2). 0 gesso pode ser obtido em jazidas naturais (gipsita), que ocor,r~m no NOr?es.te do Brasil, ou como subproduto da produc;ao do acido fosfonco na Industna de fertilizantes. o gesso agricola pouco afeta 0 pH do solo, nao mais do que 0 3 unida- des, mesmo quando aplicado em doses elevadas, pois sua reac;ao no '5010 nao 162 Egon J. Meurer, Ca rlos A. Bissani & Felipe C. Ca rm ona libera fons oxidrila ou carbonato. Entretanto, em solos acid os, pode diminuir a toxicidade do alumfnio para as plantas, reduzindo a atividade do A1 3 + na soluc;ao do solo pelo aumento da quantidade de Ca2+ e SO/. A dissoluc;ao do gesso no solo ocorre conforme a reac;ao (6.17) : (6.17) Os fons Ca2+ e SO/ liberados para a soluc;ao podem percolar para camadas mais profundas do solo. 0 incremento do teor de Ca2+ em profundidade aumenta a relac;ao Ca :AI, 0 que resulta numa melhoria do ambiente radicular pela diminuic;ao da atividade do alumfnio. Outro mecanismo que diminui a atividade do alumfnio em solos, devido a aplicac;ao do gesso, e a precipitac;ao de compostos salidos de alumfnio pelo fon sulfato, como a jurbanita (AIOHS04.5H20), basaluminita [AliOH) lOS04.5H20] ou alunita [KAI 3(OHMS04)2]. o gesso tem sido utilizado em pomares e areas fiorestais, para melhorar 0 ambiente radicular em solos acidos, onde e inviavel, economicamente, fazer a correc;ao da acidez com a aplicac;ao do calcario em profundidade. E necessario destacar que os anions SO/ favorecem a descida do Ca2+ no perfil do solo, mas podem favorecer tambem a percolac;ao de outros cations, como 0 Mg2+ e 0 K+. SOLOS AFET ADOS POR SAIS Os solos afetados por sais podem interferir negativamente no rendimento das culturas. A agua e absorvida pelas rafzes das plantas por osmose, processo que envolve 0 movimento da agua de um local com baixa concentrac;ao de sais, como 0 solo, para locais de alta concentrac;ao, no interior das celulas das rafzes. Quando a concentrac;ao no solo e alta, 0 movimento da agua do solo para as rafzes e diminufdo. Ja, quando a concentrac;ao de sais e mais alta no solo em relac;ao ao interior das rafzes, 0 movimento e invertido podendo causar a dessecac;ao das plantas e ate a morte. Um prolongado estresse hfdrico causa um murchamento semelhante ao ocasionado pela seca. Solos Acidos e Solos Afetados por Sais 163 Os fons mais comuns em solos afetados por sais sao os cations Na+ Ca2+, Mg2+, K+, e os anions (1 -, S042-, HC03-, C032- e N03-, formando sais com~ cioretos, sulfatos, nitratos, carbonatos e bicarbonatos, que sao bastante soluveis. A presenc;a de grandes quantidades de sais nos solos deve-se a) ao material origem do solo; b) a ausencia ou escassez de chuvas nas regi6es de ciima arido e semi-arido, onde nao ocorrem precipitac;6es suficientes para percolar os sais soluveis do solo que, consequentemente, acumulam; c) a alta eva,p~trans~ir~c;ao; d) a salinizac;ao pela agua do mar; e) a ascensao do lenc;ol freatlco; f) a agua de irrigac;ao, entre outros. Caracterizac;ao dos solos afetados por sais Os principais para metros utilizados para caracterizar os solos afetados por sais sao a condutividade eletrica do extrato de saturac;ao, 0 pH e 0 teor de sadio trocavel . a) Condutividade eletrica (CE) - fons em soluc;ao conduzem cor:ente eletrica . Quanto maior a concentrac;ao salina, maior a concentrac;ao de Ions e mais intensa a corrente conduzida pela soluc;ao. ACE e determinada em extrato resultante da saturac;ao do solo com agua. A unidade empregada para expressar a condutividade eletrica e 0 Siemens (dS m-1). b) pH do solo - como os solos afetados por sais sao geralmentealcalinos, sua determinac;ao tambem e importante para caracterizar esses solos. c) Porcentagem de saturac;ao de sadio trocavel (PST) este fndice ind ica a saturac;ao do complexo de troca do solo pelo fon sadio. E obtida pela relac;ao entre 0 teor de sadio trocavel e a CTC do solo (6.17): PST % = Na / CTC x 100 (6.18) 164 Egon J. Meurer, Carl os A. Bissan i & Felipe C. Carmona d) Relac;ao de adsorc;ao de sadio (RAS) - representa a relac;ao entre as concentrac;6es de Na+ e as concentrac;6es dos ions divalentes Ca2+ e Mg2+, expressas em mmol L-1, no extra to de saturac;ao do solo. E calculada pela relac;ao (6.18): RAS = [Na+] / [(Ca2+ + Mg 2+)/2]1/2 (6.19) Classificac;ao dos solos afetados por sais Os solos afetados por sais podem ser ciassificados como salinos (apresentam altas concentrac;6es de sais soluveis), sadicos (com altas concentrac;6es de sadio trocavel) e salino-sadicos (apresentam altas concentrac;6es de sais e de sadio trocavel) . Sua ocorrencia se da em diversos paises do mundo, sendo que a area afetada e de aproximadamente 10% do total de terras cultivaveis no planeta. No Brasil, estima-se que cerca de quatro milh6es de hectares sejam afetados, principal mente na regiao nordeste. Devido a alta concentrac;ao de sa is, os solos salinos se tornam floculados, sao permeaveis e nao apresentam problemas de natureza fisica. Esses solos podem ser recuperados pela percolac;ao de agua de boa qualidade (baixa concentrac;ao de eletralitos) no perfil. A eficiencia desse procedimento pode ser limitada por fatores como baixa condutividade hidraulica do solo e drenagem deficiente. Nos solos sadicos, 0 teor de Na e alto, causando problemas quimicos e fis icos, alem de Iimitar 0 crescimento das plantas. 0 excesso de sadio no solo provoca a dispersao da arg ila e, quando 0 teor e muito alto, pode ocorrer tambem a dispersao da materia organica . Os solos saJinos-sadicos apresentam caracteristicas semelhantes as dos solos sal inas, porem possuem maior concentrac;ao de sad io. Devido a predominancia de cations divalentes, apresentam boa estrutura fisica e alta permeabilidade. A recuperac;ao desses solos envolve a combinac;ao das praticas recomendadas para os solos salinos e sadico. Solos ACidos e Solos Afetados por Sais 165 Tabela 6.5 Classificac;ao dos solos afetados por sais Classificac;ao CE pH RAS PST dS m-1 % Salino ~ 4,0 < 8,5 <13 < 15 Sadico < 4,0 ~ 8,5 ~ 13 ~ 15 Salino-sadico ~ 4,0 > 8,5 > 13 > 15 Os solos afetados por sais podem ser melhorados, de maneira geral, com a percolac;ao com agua de boa qualidade. Em solos sadicos e salino- sadicos, quanto maior a razao de adsorc;ao de sadio, maior e a dispersao da argila, 0 que prejudica a porosidade do solo e causa a sua impermeabiJizac;ao. Nesse caso, a apJicac;ao de gesso agricola (CaS04 • HzO) e uma alternativa viavel para mitigar os efeitos do Na+ sobre a estrutura do solo. 0 gesso, quando em contato com a agua, se dissolve em Ca2+ e SO/-. 0 Ca2+, em altas quantidades em relac;ao ao Na+, 0 substitui nas cargas negativas do solo ao qual 0 Na+ esta adsorvido (reac;ao 6.20), promovendo a floculac;ao e reestruturac;ao do solo, melhorando as taxas de infiltrac;ao de agua. (6.20) Como a calcio e mais fortemente adsorvido que 0 sadio, a reac;ao tende para a direita, com a formac;ao do sulfato de sadio, que deve ser removido por percolac;ao com agua de boa quaJidade. 166 Egon J, Meurer, Carlos A, Bissani & Felipe C. Carmona PARA SABER MAIS a) Efeito de material vegetal na acidez do solo Sistemas de manejo do solo, como 0 de semeadura direta (SPD) tem sido sugerido como alternativa para a correc.;ao da acidez do solo e neutraliza- c.;ao do AI toxico para as plantas. Os principais mecanismos envolvidos na reac.;ao do material organico seriam: a) adsorc.;ao do We do A1 3+ na superffcie do material organico; b) precipitac.;ao do AI pelo aumento do pH devido as reac.;6es de troca entre os anions organicos e hidroxido terminais dos oxidos de Fe e AI; c) associac.;ao dos anion organicos com 0 W no solo e d) complexac.;ao do AI pelos acidos organicos. Pesquisa realizada por Miyazawa, Pavan e Calegari(1993) em amostras de Latossolos e Cambissolo do estado do Parana, mostraram que a aplicac.;ao de materiais vegetais ao solo causaram diminuic.;ao a acidez. Observaram, tambem, que resfduos de leguminosas causaram maior reduc.;ao da acidez do que resfduos de gramfneas. b) sistemas de manejo podem acelerar a acidificac;ao do solo o cultivo do solo e as praticas de manejo utilizadas podem causar a acidificac.;ao do solo, causando problemas de toxidez de alumfnio e de manganes para as plantas e afetar a disponibilidade de nutrientes 0 que pode limitar a produc.;ao. A aplicac.;ao de fertilizantes amoniacais para 0 suprimento de nitrogenio as culturas, por exemplo, exerce ac.;ao acidificante no solo, decorrente do processo de nitrificac.;ao deste fertilizante. o balanc.;o entre cations e anions absorvidos pelas plantas tambem pode acidificar 0 solo, pois para cada cation que a planta absorve ela excreta um W (ou uma OH- para cada anion absorvido, para manter sua eletroneutralidade) . Em leguminosas a fixac.;ao do nitrogenio atmosferico aumenta a relac.;ao cations/anions e, conseqUentemente, a acidificac.;ao da rizosfera . o sistema de preparo do solo tambem pode exercer influencia sobre a acidez. Alguns pesquisadores tem observado que 0 plantio direto, comparado com 0 sistema de plantio convencional, acarreta maior acidificac.;ao da camada superficial. Paiva et ai., (1996), estudante 0 efeito de sistemas de manejo em Latossolo do estado do Parana, observaram que 0 usa continuado de Sulfato de Amenio na adubac.;ao nitrogenada das culturas, apos sete anos, provocoU acentuada acidificac.;ao do solo, sendo necessarias 3,1 t ha-1 de calcario, em Solos ACidos e Solos Afetados por Sais 167 media, para neutralizar a acidez gerada pelo uso continuado deste fertilizante. Observaram, tambem, que 0 efeito acidificante do sulfato de amenio fOi superior ao do Tremoc.;o, utilizado como adubo verde durante 0 inverno. A acidific~c.;ao do solo pelo tremoc.;o limitou-se a reduc.;ao do pH, enquanto que a adu~ac.;ao com 0 sulfato de amenio, alem reduzir 0 pH, aumentou a acidez t~ocavel e potencial do Latossolo. Constataram, ainda, que 0 sistema de plantio drreto, quando comparado com 0 convencional, nao acarretou reduc.;ao do pH, mas aumentou 0 poder tampao do solo. c) solos afetados por sais no Rio Grande do Sui No RS, os solos, de uma maneira geral, estao pouco sujeitos a teo res excessivos de sais, devido ao volume de chuvas regularmente distribufdas durante 0 ano, suficiente para a lixiviac.;ao. No caso das lavouras de arroz irrigado das planfcies costeiras a Laguna dos Patos, entretanto, problemas de solos afetados por sais podem ocorrer devido a genese daqueles solos, que sao formados por sedimentos costeiros. Esses sedimentos, que sao permeaveis, favorec~m 0 fluxo de agua subterranea, proporcionando uma zona de reac.;ao onde a agua doce da Laguna dos Patos e a agua salgada do mar se misturam (Charette & Sholkovitz, 2006). A frente de agua doce-salgada migra em r~sp?s~a ao ~fvel sazonal ~de agua da Laguna dos Patos e ao gradiente hldraulrco da agua subterranea (Niencheski et ai., 2007). Em locais onde 0 lenc.;ol freatico e mais proximo da superffcie pode ocorrer a ascendencia de sais ate a camada aravel do solo, prejudicando 0 desenvolvimento das culturas sensfveis. Alem disso, irrigac.;6es de lavouras de arroz com agua com excesso de sais, proveniente de rios litoraneos, lagoas e da propria Laguna dos Patos sao ou~ros fatores que contribuem para 0 excesso de sais nos solos da regiao. 0 acumLLlo no solo, dependendo da quantidade, pode prejudicar 0 estabelecimento das lavouras de arroz nos anosseguintes. Por ter ligac.;ao com 0 Oceano Atlantico em sua extremidade sui, a Lagu,n,a dos Patos esta sujeita a conter, em suas aguas, teores de sais re~tntrvos ao desenvolvimento do arroz irrigado por inundac.;ao. Embora nao se~a um problema que ocorra em todos os anos, 0 aumento no conteudo de sals na Laguna dos Patos se da com uma certa freqUencia nos meses de janeiro e fevereiro, quando ocorre baixa precipitac.;ao, coincidindo com a fase reprodutiva da cultura. 168 Egon J . Meurer, Carlos A. Bissani & Felipe C. Ca rmona QUESTOES 1. Rochas como arenito, basalto e granito, que deram origem a solos tropicais sao alcalinas. Como se explica que estas rochas originaram, em muitos casos, solos acidos ? 2. Quais os principais fatores que contribuem para acidifica~ao dos solos? Como? Por que? 3. Por que cations como ferro e alumfnio apresentam maiores teores nos solos acidos do que cations como sadio, potassio, calcio e magnesio? 4. Como os microorganismos do solo podem contribuir para a acidez do solo? Demonstre como uma rea~ao simplificada. 5. Por que no processo de absor~ao dos nutrientes pelas rafzes das plantas pode ocorrer acidifica~ao do solo? 6. Por que determinados fertilizantes podem acidificar 0 solo? Cite um exemplo. 7.0 sistema de manejo tambem pode contribuir para a acidifica~ao do solo. Explique. 8. Conceitue acidez ativa do solo. 9. Conceitue acidez potencial do solo. 10. Quais sao os principais componentes do solo que determinam sua acidez potencial? Demonstre com uma rea~ao qufmica simplificada. 11. Qual a pratica utilizada para corrigir a acidez do solo? Explique utilizando rea~6es qufmicas. 12. Solos que apresentem 0 mesmo pH em agua necessitam da mesma dose de calcario para corrigir a acidez? Justifique sua resposta. 13. Qual 0 efeito da corre~ao da acidez do solo na disponibilidade dos nutrientes Ca e Mg ? Por que? 14.Por que as disponibilidades do fasforo, do molibdenio e do enxofre aumentam com a eleva~ao do pH do solo pela calagem? Exemplifique com pelo menos uma rea~ao qufmica. 15. A disponibilidade de micronutrientes como boro, cobre e manganes diminuem com a calagem do solo. Por que? Explique. 16. 0 gesso agricola pode ser utilizado para corrigir a acidez do solo? Justifique (utilize a rea~ao qufmica para fundamentar sua resposta). 17. Por que 0 gesso agricola pode melhorar 0 ambiente radicular em pomares e areas f1orestais? 18. 0 que sao solos afetados por sais? Como podem ser c1assificados? 19. Quais sao os principais parametros que sao utilizados para So los ACidos e So los Afetados por Sais 169 caracterizar solos afetados por sa is? 20. Qua~s s~o as caracter~sticas de um solo salino ? Explique. 21. Qua~s s~o as caracter~sticas de um solo sadico ? Explique. 22. Quais sao as caractensticas de um solo salino-sadico ? Explique 23. Como podem ser minimizados os problemas apresentados elo~ solos afetados por sa is? Explique (utilize a rea~ao quimica para fundam~ntar sua resposta) .
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