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APRESENTAÇÃO A globalização da economia força a busca da eficiência em todos os segmentos da sociedade. Na agricultura, bem como nas atividades silvipastoris, é preciso que se busque a produtividade máxima econômica, caso se queira competir no mercado mundial. Para tal, é fundamental que o agente de produção tenha ao seu alcance as informações mais atuais sobre as tecnologias disponíveis. A crescente oferta de informações aos produtos rurais gera, ainda, a necessidade de que essas sejam passíveis de serem pesquisadas de forma rápida e segura, uma vez que, nessa atividade, não há espaço para o aprendizado por “tentativa-erro”. É por isso que temos grande satisfação em apresentar a todos os segmentos do agronegócio brasileiro o Guia de Fertilidade do Solo, o qual, em sua versão multimídia, contém uma enorme gama de informações de forma prática e de fácil manuseio. São milhares de dados apresentados na forma de gráficos, tabelas, fichas, painéis de cálculos, fertigramas, fotos coloridas, além de perguntas/respostas de revisão e referências bibliográficas que compõem uma importante fonte de consulta e que em muito contribuirão para o aperfeiçoamento das recomendações de calagem e adubação para as mais diversas condições de clima, solos e culturas no país. Acreditamos que o uso inteligente das informações contidas nesse Guia de Fertilidade do Solo - Versão Multimídia, permitirá aos profissionais que atuam na área agrosilvipastoril contribuir para ampliar a produção, a produtividade e a sustentabilidade dos sistemas produtivos, além de aumentar a competitividade brasileira no mercado globalizado. Fabiano Ribeiro do Vale Reitor da Universidade Federal de Lavras (UFLA) Lavras, MG Nelson Pereira dos Reis Presidente da ANDA Associação Nacional para Difusão de Adubos São Paulo, SP Tsuioshi Yamada Diretor da Associação Brasileira para Pesquisa da Potassa e do Fosfato (POTAFOS) Piracicaba, SP 1 CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO 1 Histórico da Fertilidade do Solo (Adaptado de IMC, s.d. e Lopes et al., 1990). O uso de fertilizantes1 e corretivos agrícolas remonta à época pré-histórica quando o homem abandonou suas atividades nômades, começou a alojar-se em áreas definidas e a cultivar a terra. Civilizações desenvolveram-se no Egito, ao longo das planícies de inundação do Rio Nilo e na Mesopotâmia, entre os rios Tigre e Eufrates. A fertilidade desses solos era reposta anualmente pelas enchentes dos rios que depositavam uma camada de silte2, tornando possível a produção das culturas ano após ano. O valor fertilizante do esterco, das margas (materiais calcários), e plantas leguminosas3 foi conhecido dos primeiros gregos e passou aos romanos à medida que o império grego se extinguiu e o império romano começou a florescer. Xenofonte (355 A.C.) observou que o estado grego arruinou-se porque o valor do uso dos estercos na terra não foi levado a sério. Teofrastus (372 A.C.) já recomendava o uso abundante de estercos em solos pouco profundos e chegou até a classificar os estercos, de acordo com a sua “riqueza”. Ele listou a seguinte ordem de valor decrescente para os estercos: homens, suínos, cabras, ovelhas, bovinos e equinos. Cato, nascido em 234 A.C., que foi o primeiro escritor romano sobre assuntos agrícolas, declarou que o esterco de aves era o melhor para adubar as culturas. O valor fertilizante dos diferentes tipos de estercos foi descrito, também, pelos escritores romanos: Varro (39 A.C.) e Columela (50 D.C.). Eles também discutiram o valor de certas leguminosas para enriquecer o solo. Após o declínio do império romano e durante a “época negra” que se seguiu, poucos relatos envolvendo o uso do calcário e dos estercos, para fins agrícolas, podem ser encontrados. 2 1 FERTILIZANTE - Qualquer material, orgânico ou inorgânico, de origem natural ou sintética que é adicionado ao solo para suprir um ou mais nutrientes essenciais para o crescimento das plantas. 2 SILTE - Partículas do solo entre 0,05 e 0,002 mm em diâmetro. Refere-se ainda a uma classe textural. O termo “limo” também é usado para caracterizar essas partículas. 3 LEGUMINOSAS - Família de plantas produtoras de grãos, de grande importância e largamente distribuídas na superfície terrestre. O fruto é uma vagem que se abre longitudinalmente em duas suturas quando maduro. Suas folhas são alternadas, contendo estípulas e são usualmente compostas. Inclui muitas espécies de valor alimentício e forrageiro, tais como soja, feijões, ervilhas, amendoim, alfafa, trevos, kudzu e guandu, além de algumas espécies arbóreas como pau-brasil, eritrina, sibipiruna entre outras. Praticamente todas as leguminosas são plantas fixadoras de nitrogênio, sendo algumas delas muito utilizadas como adubo verde. Durante esse período, que se estendeu até a Renascença nos séculos 14 e 15, todos os avanços no campo do aprendizado e da ciência permaneceram quase que estagnados. Com o advento do período da Renascença, o interesse científico em assuntos agrícolas foi novamente estimulado. Pietro de Crescenzi (1230-1307) que é, às vezes, chamado de fundador da agronomia, fez um resumo dos trabalhos agronômicos a partir de Homero. Ele também recomendou um aumento da dose de estercos, sobre a que era usada até aquela época. Do período do início de 1500 até o início do século 19, foram acumuladas muitas informações sobre como as plantas crescem e que elementos são necessários para esse crescimento. Existem algumas conclusões errôneas que foram feitas durante esse período, como aquelas resultantes do experimento famoso de Van Helmont. Van Helmont (1577-1644), um físico-químico flamenco, relatou os resultados de um experimento em que ele acreditava ter provado que a água era o único alimento das plantas. Ele colocou 90,8 kg de solo em um vaso, umideceu o solo, e plantou uma muda de salgueiro pesando 2,27 kg. Cuidadosamente adicionou apenas água de chuva ou água destilada ao vaso durante 5 anos. Após esse período o experimento terminou. A árvore pesava então 76,81 kg. Van Helmont pesou o solo original e verificou que perdeu apenas 56,8 g dos originais 90,8 kg de peso. Como ele havia adicionado apenas água durante todo o período do experimento, concluiu que a água era o único nutriente da planta, e atribuiu a perda de 56,8 g de solo ao erro experimental. Evidentemente, o fenômeno da fotossíntese não era conhecido naquela época e Van Helmont não sabia que o dióxido de carbono (CO2) e a água contribuíam com a maior parte dos elementos necessários para a fotossíntese4 e, conseqüentemente, para o crescimento das plantas. Ver Figura 1-F2 3 H2O CO2 N Ca Mg S Fe Mn Mo ZnB Cl Co Cu P K Fotossíntese: o milagre da natureza. Fonte: Malavolta, 1980. Figura 1 - F2 4 FOTOSSÍNTESE - A síntese de carboidratos partindo do dióxido de carbono e água, pela clorofila, utilizando luz como fonte de energia e com liberação de oxigênio. Os fundamentos de compreensão do verdadeiro valor dos elementos químicos na nutrição das plantas começaram quando Priestly, em 1772, descobriu que as plantas poderiam viver em uma atmosfera deficiente de oxigênio, deficiência essa gerada pelo processo da combustão ou pela respiração dos animais vivos. Isto foi o início para compreender o fenômeno pelo qual as plantas invertem o processo da respiração, utilizando dióxido de carbono e liberando oxigênio. Outros cientistas que contribuíram, no início, para o conhecimento da nutrição mineral das plantas e fertilidade de solo, foram: Saussure,Boussingault e Von Liebig. Theodore de Saussure demonstrou que o ganho em peso pelas plantas era, principalmente, devido ao carbono absorvido do ar na forma de CO2. Jean Baptiste Boussingault (1807-1882), um químico francês, conduziu os primeiros experimentos de campo envolvendo o tema fertilidade do solo5. Seus experimentos, muito cuidadosamente conduzidos, mostraram que a enorme quantidade de carbono assimilada pelas plantas em crescimento excedia, de muito, aquela quantidade que poderia ser suprida pelo húmus no solo. Ele também concluiu dos seus estudos que a maioria das plantas absorvia o nitrogênio necessário do solo. Justus Von Liebig (1803-1873), um químico alemão, é freqüentemente citado como o pai da indústria de fertilizantes. Ele foi o primeiro a descobrir a verdadeira teoria de nutrição de plantas. Nas suas “Aulas de Química”, publicadas em 1840, ele afirmava que os compostos que contêm carbono e que constituem mais de 95% da matéria seca da planta vêm da atmosfera, e se a planta for suprida com cerca de 2% de elementos minerais encontrados nas cinzas, ela irá retirar da atmosfera todos os outros elementos que a planta contém. Liebig também desenvolveu a famosa “Lei do Mínimo”, que pode ser resumida no seguinte: “O crescimento das plantas é limitado pelo nutriente presente em menor quantidade, mesmo todos os outros estando presentes em quantidades adequadas”. Liebig, entretanto, não compreendeu bem o papel dos compostos nitrogenados nos estercos. Pensava-se, naquela época, que a atmosfera continha quantidades apreciáveis de amônia e que as chuvas levariam para a terra 30 a 40 quilos de nitrogênio por hectare6, anualmente. Liebig pensava que o esterco, contendo nitrogênio, estimulava o crescimento das plantas porque ele fermentava e enriquecia a amônia do ar ao redor das plantas. Concluiu que o nitrogênio do esterco não era necessário para o crescimento das plantas se os minerais contidos na cinza das plantas fossem devolvidos anualmente ao solo. Um jovem proprietário de terras na Inglaterra, John Bennet Lawes, não aceitou completamente a teoria de Liebig sobre o uso de nitrogênio pelas plantas. Com a ajuda de Joseph Henry Gilbert, um químico que tinha trabalhado com Liebig, Lawes iniciou uma série de experimentos em nutrição de plantas, nas terras da família em Rothamsted, próximo a Saint Albuns, em 1843. Esses experimentos mostraram a necessidade de fornecer nitrogênio às 4 5 FERTILIDADE DO SOLO 1) Estudo da capacidade do solo em ceder elementos essenciais às plantas; 2) situação do solo que se refere à quantidade e disponibilidade dos elementos necessários para o crescimento das plantas; 3) qualidade do solo que torna-o capaz ou não de fornecer nutrientes em quantidades adequadas e apropriadamente balanceadas para o crescimento das plantas, quando outros fatores, tais como: luz, umidade, temperatura e condições físicas do solo são favoráveis. 6 HECTARE - Medida de área muito utilizada na agricultura e que corresponde a 10.000 m2. plantas. Se apenas os constituintes minerais das cinzas fossem aplicados, as produções diminuíam. Esses experimentos também demonstraram o valor do fósforo e do potássio no crescimento das plantas. O trabalho experimental pioneiro desenvolvido em Rothamsted provou que fertilizantes químicos poderiam ser usados para manter e aumentar a fertilidade do solo. A indústria de fertilizantes químicos começou com a descoberta de John Lawes, em 1842, segundo a qual o tratamento de fosfatos de rocha com ácido sulfúrico tornava o fósforo mais disponível para as plantas. Antes disso, ossos moídos constituíam-se nas fontes de fósforo usadas na adubação. Liebig descobriu que o tratamento de ossos com um ácido forte, como o ácido sulfúrico, transformava o fósforo desse material em formas mais disponíveis para as plantas. Mas foi John Lawes que, ao patentear o processo de fabricação do superfosfato, realmente lançou as bases da indústria de fertilizantes químicos. Depósitos de rocha fosfática começaram a ser descobertos em todo o mundo. Nos Estados Unidos, minas de fosfato foram descobertas primeiro na Carolina do Sul em 1837, mas a mineração não começou até 1867. Nos primeiros estágios da indústria de fertilizantes o superfosfato era a fonte de fósforo e as fontes de nitrogênio eram orgânicas, tais como: farinha de carne, farinha de sangue, torta de algodão, peixes e guano do Peru. Uma fonte inorgânica de nitrogênio utilizada foi o sulfato de amônio. Este produto foi primeiro fabricado na Inglaterra em 1840. Na produção de gás de carvão como um combustível, observou-se que a amônia liberada poderia ser combinada com ácido sulfúrico para produzir o sulfato de amônio. Esta foi a primeira produção sintética de nitrogênio inorgânico. Outra fonte inorgânica de nitrogênio amplamente utilizada, como fertilizante naquela época, foi o Salitre do Chile. Os grandes depósitos naturais de nitrato de sódio foram descobertos no Chile, e o transporte marítimo do produto foi iniciado em 1880. Cinzas de madeira foram as principais fontes de potássio na Europa, até o descobrimento de jazimentos de sais potássios na Alemanha em 1839. Os primeiros sais potássios utilizados na fabricação de fertilizantes eram de baixa concentração: kainita que continha cloreto de potássio, cloreto de sódio e outras impurezas. O teor de potássio nesse produto era de aproximadamente 15% na forma de K2O. Em 1860, um típico fertilizante misto apresentava a fórmula 2 - 9 - 2. O nitrogênio era fornecido por farinha de peixe (6% N) e salitre do Chile (15,5% N). A fonte de fósforo era o superfosfato (12,5% P2O5) e o potássio vinha da kainita (15% K2O). Poucas mudanças ocorreram nos processos de fabricação de fertilizantes até o descobrimento da fixação sintética de nitrogênio atmosférico7. A primeira operação nesse sentido, em escala comercial, foi desenvolvida por Frank e Caro, na Itália, em 1906, usando o processo da cianamida. Amônia foi sintetizada pela primeira vez na Alemanha em 1913. Com a produção de uma fonte de nitrogênio inorgânico relativamente barata e de alta concentração, a indústria de fertilizantes entrou em uma era de rápida expansão. Foi então possível a produção de fertilizantes com concentrações relativamente altas, através da amonificação dos superfosfatos com soluções nitrogenadas com alto teor de nitrogênio. A indústria de 5 7 FIXAÇÃO SINTÉTICA DO NITROGÊNIO ATMOSFÉRICO - É a base do processo industrial de fabricação de fertilizantes nitrogenados. O processo mais importante é a síntese da amônia (NH3) a partir do nitrogênio (N2) e hidrogênio (H2), como segue: N2 + 3H2 ——-> 2NH3 O H2 é geralmente obtido do gás natural. O N2 vem diretamente do ar. fertilizantes não mais teve que depender de fontes de nitrogênio orgânico, de baixa concentração e de lenta disponibilidade. Fertilizantes mistos podem agora ser transportados a maiores distâncias, em decorrência das reduções dos custos de frete, nos fertilizantes de alta concentração. Os agricultores também se beneficiaram por terem, à disposição, suprimento abundante de fertilizantes de alta concentração, relativamente mais baratos. A indústria de fertilizantes na América do Norte foi ainda mais estimulada pelo descobrimento de grandes jazimentos de sais potássios de alta qualidade na área de Carlsbad no Novo México, em 1925. A indústria americana não era mais dependente de importações de sais potássicos da Europa. A introdução de uréia sólida, em 1935, e o processo de granulação introduzido no mesmo ano, deram maior impulso ao crescimento da indústria de fertilizantes nos Estados Unidos. Classificada antigamente como uma indústria secundária, a indústria de fertilizantes agora emerge como uma indústria química de primeira linha. Desde o término da 2a Guerra Mundial, avanços gigantescos foram obtidos em tecnologia de fabricação de fertilizantes: (1) o fenomenal aumento de produção de fertilizantesgranulados; (2) a produção do ácido superfosfórico e polifosfatos de amônio que levou a um grande aumento na produção e uso de fertilizantes na forma líquida ou em suspensão; (3) a introdução de fertilizantes nitrogenados de disponibilidade controlada, tais como misturas de uréia e formaldeído; (4) o aumento na aplicação direta de amônia anidra e outros fertilizantes líquidos; (5) o aumento no uso de fertilizantes granulados comercializados a granel; (6) o aparecimento e expansão de muitas empresas que operam com o fornecimento de nitrogênio, fósforo e potássio e (7) o descobrimento e exploração de grandes reservas de potássio no Canadá e a exploração de depósitos de rochas fosfatadas na Carolina do Norte e estados do oeste dos Estados Unidos. No Brasil, até a década de 70, a demanda interna de fertilizantes era atendida basicamente pelas importações. A produção local restringia-se à exploração de uma mina de fosfato descoberta nos anos 40, no Estado de São Paulo, e de outras de menor expressão. A partir de 1974, com os incentivos proporcionados pelo I Plano Nacional de Fertilizantes e Calcário Agrícola, a produção de fertilizantes no Brasil aumentou consideravelmente. A produção de fertilizantes nitrogenados evoluiu de uma situação de 40% de atendimento da demanda interna em 1974, para cerca de 76% em 1989. O segmento de fosfatados partiu de uma redução gradativa de dependência de importações até, praticamente, a auto-suficiência nos dias atuais. Esta situação decorreu, em grande parte, do desenvolvimento de tecnologia nacional que permitiu o aproveitamento das reservas de fosfatos brasileiros, para fins de fabricação de fertilizantes fosfatados. Tais fosfatos, anteriormente considerados inaptos para esse fim, constituem, atualmente, a base da indústria de fertilizantes fosfatados no Brasil. As necessidades da agricultura brasileira, quanto a fertilizantes potássicos, vêm sendo atendidas basicamente por importações. A descoberta e exploração da mina de Taquari-Vassouras em Sergipe, a partir de 1986, irá permitir uma redução sensível nas importações de fertilizantes potássicos, quando a mesma estiver operando em sua capacidade nominal. Mesmo assim, a médio e longo prazos, a perspectiva de importações é bastante alta, uma vez que a capacidade dessa mina é de cerca de um quarto (1/4) da demanda nacional de fertilizantes potássicos em 1989. 6 E, finalmente, cabe comentar que as reservas e capacidade instalada para moagem de calcário8 são bastante adequadas no Brasil, permitindo um prognóstico favorável de capacidade de suprimento desses materiais a médio e longo prazos. 7 8 CALCÁRIO - Material corretivo da acidez do solo, obtido pela moagem de rochas calcárias. No Brasil os calcários são classificados como calcíticos (menos de 5% de MgO), magnesianos (5 a 12% de MgO) e dolomíticos (mais de 12% de MgO). CAPÍTULO 2 O SOLO Conceitos Básicos sobre Fertilidade do Solo e Produtividade Introdução O solo é a parte superficial intemperizada1 da crosta terrestre, não consolidada, e contendo matéria orgânica2 e seres vivos. Nele se desenvolvem os vegetais, obtendo, através das raízes, a água e os nutrientes. (Raij, 1981 ). O solo é, portanto, o meio no qual as culturas desenvolvem-se para produzir fibras e madeiras para os mais diversos fins, formas de energia renovável (álcool, por exemplo) e, sobretudo, alimentos para atender a crescente demanda decorrente da explosão populacional.(Ver Ficha 1) Como pode um agricultor fazer com que suas culturas produzam de modo eficiente e competitivo sem solos férteis? Como podem os extensionistas agrícolas ajudar os agricultores e dar-lhes informações técnicas sem a compreensão da fertilidade do solo3? A fertilidade é vital para a produtividade, mas um solo fértil4 não é necessariamente um solo produtivo5. A má drenagem, os insetos, a seca e outros fatores podem limitar a produção, mesmo quando a fertilidade é adequada. Para compreendermos completamente a fertilidade do solo, precisamos conhecer também os outros fatores que favorecem, ou limitam, a produtividade. 10 1 INTEMPERIZADA - Refere-se ao processo de desintegração e decomposição sofrido pela crosta terrestre devido à ação química do ar e das águas de chuva, das plantas e microorganismos, e da ação mecânica das mudanças de temperatura e pressão. 2 MATÉRIA ORGÂNICA DO SOLO - Compreende os resíduos vegetais (raízes e parte aérea) e animais (incluindo os excrementos), em variados estádios de decomposição, ocorrendo no solo em estreita relação com os constituintes minerais. Representa importante papel no solo, melhorando suas condições físicas e químicas, e servindo de fonte de elementos minerais. 3 FERTILIDADE DO SOLO 1) Estudo da capacidade do solo em ceder elementos essenciais às plantas; 2) situação do solo que se refere à quantidade e disponibilidade dos elementos necessários para o crescimento das plantas; 3) qualidade do solo que torna-o capaz ou não de fornecer nutrientes em quantidades adequadas e apropriadamente balanceadas para o crescimento das plantas, quando outros fatores, tais como: luz, umidade, temperatura e condições físicas do solo são favoráveis. 4 SOLO FÉRTIL - Solo que contém os nutrientes essenciais em quantidades adequadas e balanceadas para o normal crescimento e desenvolvimento das plantas cultivadas, apresenta boas características físicas e biológicas e é livre de elementos tóxicos. 5 SOLO PRODUTIVO - Solo fértil, ou seja, que contém os nutrientes essenciais em quantidades adequadas e balanceadas para o normal crescimento e desenvolvimento das plantas cultivadas, apresenta boas características físicas e biológicas, é livre de elementos tóxicos e está situado em uma zona com fatores climáticos favoráveis. Para compreendermos a produtividade do solo6, precisamos conhecer as relações solo-planta existentes. Certos fatores externos controlam o crescimento das plantas: ar, calor (temperatura), luz, suporte mecânico, nutrientes e água. A planta depende do solo, pelo menos em parte, para a obtenção de todos esses fatores, à exceção da luz. Cada um desses fatores afeta diretamente o crescimento da planta e está relacionado aos demais.(Ver Ficha 2) Uma vez que a água e o ar ocupam os espaços porosos do solo, os fatores que afetam as relações hídricas necessariamente influenciam o arejamento. Isto faz com que as mudanças no teor de umidade afetem a temperatura do solo. A disponibilidade de nutrientes é influenciada pelo balanço entre solo e água, assim como pela temperatura do solo. O crescimento das raízes também é influenciado pela temperatura do solo, bem como pela quantidade de água e pela aeração. A fertilidade do solo, na agricultura moderna, é parte de um sistema dinâmico. Os nutrientes estão sendo constantemente exportados na forma de produtos de plantas e animais. Infelizmente, outros podem ser perdidos por lixiviação e erosão. Além disso, nutrientes como o fósforo (P) e o potássio (K), podem ser retidos por certos tipos de argila do solo. A matéria orgânica e os microorganismos do solo imobilizam, e depois liberam os nutrientes através do tempo. Se o processo produtivo da agricultura fosse um sistema fechado, o balanço nutricional poderia ser relativamente estável. Isto não ocorre assim, entretanto, e é por isto que é essencial compreender os princípios de fertilidade do solo para uma produção eficiente das culturas e para a proteção ambiental. . As seções seguintes deste capítulo abordam a constituição do solo, bem como algumas características deste que influenciam o crescimento das plantas. Os nutrientes essenciais para as plantas também são enumerados e classificados em categorias. . Os capítulos seguintes desta publicação caracterizam cada nutriente das plantas - incluindo a quantidade removida pelas culturas altamente produtivas, seu papel no crescimento das plantas, seus sintomas de deficiência,suas relações no solo e os fertilizantes7 que os contêm. Constituição do Solo (Adaptado de Raij, 1981). O solo apresenta quatro fases, que são: sólida, líquida, gasosa e biológica. A interação dessas quatro fases é que torna possível o desenvolvimento de vegetais no solo, graças a um conjunto de propriedades e processos que permitem a retenção de água e nutrientes e sua liberação às raízes. 11 6 PRODUTIVIDADE DO SOLO - Reflete a capacidade do solo de atingir um determinado nível de produção das culturas, através de práticas adequadas de manejo. 7 FERTILIZANTE - Qualquer material, orgânico ou inorgânico, de origem natural ou sintética que é adicionado ao solo para suprir um ou mais nutrientes essenciais para o crescimento das plantas. O solo apresenta-se em camadas ou horizontes8, chamados O, A, E, B e C. O conjunto desses horizontes denomina-se perfil do solo9, conforme ilustrado na Figura 2.1. (Adaptado de EMBRAPA - SNLCS, 1988 ). O horizonte O ocorre apenas em alguns solos. Consiste em uma camada delgada de restos orgânicos, tais como folhas, galhos e restos de vegetais em decomposição. A parte inferior (Od, Odo), constituída de detritos mais antigos e semidecompostos, é conhecida como “terra vegetal”, que é de grande interesse para cultivo de plantas ornamentais em vasos. O horizonte O, geralmente, só ocorre em florestas, constituindo a chamada serrapilheira10. O horizonte A do solo é a camada mineral próxima da superfície. Apresenta um acúmulo de matéria orgânica, em grande parte já humificada11, e, por esta razão, apresenta-se com cor escurecida. Em solos cultivados forma-se uma camada arável, de constituição mais ou menos uniforme e que pode incluir, também, parte do horizonte E. 12 o o o Perfil hipotético de um solo. Oo : Material orgânico mal ou não decomposto Od, Odo : Acentuada decomposição de material orgânico O A E AB ou EB : Horizontes de transição BA ou BE : Horizontes de transição R C B BC CB Horizontes de transição Figura 2.1 8 HORIZONTE (DO SOLO) - Uma camada do solo ou material do solo aproximadamente paralela à superfície do terreno e diferindo das camadas geneticamente adjacentes, em propriedades físicas, químicas e biológicas, e características, tais como: cor, estrutura, textura, consistência, tipos e quantidade de organismos presentes, grau de acidez, ou alcalinidade, etc. 9 PERFIL DO SOLO - Seção vertical do solo que, partindo da superfície, aprofunda-se até onde chega a ação do intemperismo (horizonte C), mostrando, na maioria das vezes, uma série de camadas dispostas horizontalmente, denominadas horizontes. 10SERRAPILHEIRA - Folhas e outros resíduos orgânicos não decompostos ou em vias de decomposição que jazem sobre o solo. 11HUMIFICADA - Refere-se à matéria orgânica que sofreu intensa transformação do carbono dos resíduos orgânicos em substâncias húmicas através de processos bioquímicos e/ou químicos. A matéria orgânica humificada é também denominada húmus. O horizonte E, também chamado eluvial, apresenta um empobrecimento relativo de materiais sólidos (argilas12) silicatados, óxidos de ferro e alumínio ou matéria orgânica, individualmente ou em conjunto, e que são translocados para o horizonte B. O horizonte B situa-se abaixo do horizonte E. Apresenta-se com cores mais claras que o horizonte A, devido a menores teores de matéria orgânica, com um máximo desenvolvimento da estrutura13 e, freqüentemente, com acúmulo de materiais removidos do horizonte E. É chamado de horizonte iluvial. O horizonte C situa-se abaixo do horizonte B e é uma camada pouco influenciada pela ação biológica. Apresenta características mais próximas do material que provavelmente deu origem ao solo. Finalmente, abaixo do horizonte C, encontra-se a rocha (R), em muitos casos similar à rocha que deu origem ao solo. Nutrientes Essenciais para as Plantas Dezesseis elementos químicos são chamados essenciais para o crescimento das plantas. Eles são divididos em dois grupos principais: os não-minerais e os minerais. Os nutrientes não minerais são o carbono (C), o hidrogênio (H) e o oxigênio (O). Estes nutrientes são encontrados na atmosfera e na água e participam da fotossíntese14 da seguinte maneira: 6CO2 + 6H2O — Luz —> O2 + 6(CH2O) Dióxido de Água Oxigênio Carboidratos Carbono Os produtos da fotossíntese são responsáveis pela maior parte do crescimento das plantas. Quantidades insuficientes de dióxido de carbono, água ou luz reduzem o crescimento. A quantidade de água usada na fotossíntese é tão pequena que as plantas mostrarão deficiência hídrica antes do teor de umidade ser suficientemente baixo para afetar a velocidade da fotossíntese. 13 12ARGILA - Partícula do solo menor que 0,002 mm em diâmetro, e que apresenta propriedades coloidais. (Vide colóide). Refere-se ainda a uma classe textural do solo. 13ESTRUTURA - Combinação ou arranjamento das partículas primárias (areias, silte e argila) do solo em partículas secundárias denominadas unidades estruturais. Estas são caracterizadas e classificadas quanto ao tamanho, à forma e grau de distinção. 14FOTOSSÍNTESE - A síntese de carboidratos partindo do dióxido de carbono e água, pela clorofila, utilizando luz como fonte de energia e com liberação de oxigênio. Os treze nutrientes minerais, que são fornecidos pelo solo, estão divididos em três grupos: macronutrientes primários, macronutrientes secundários e micronutrientes. Os macronutrientes primários são assim chamados porque as plantas os usam em quantidades relativamente grandes, e, assim sendo, geralmente tornam-se deficientes no solo antes dos demais. Os macronutrientes secundários são também utilizados em grandes quantidades, embora geralmente menores que os macronutrientes primários. Os micronutrientes, por sua vez, recebem este nome por serem usados em quantidades menores e, em geral, tornam-se deficientes mais tarde. Um exemplo quantitativo envolvendo estes conceitos é mostrado na Tabela 2.1, a qual refere-se a uma cultura de soja (3t de grãos e 5t de resíduos - base matéria seca). (maiores detalhes em Nutrientes no menu principal). O fato de um nutriente ser absorvido em maior ou menor quantidade não significa que ele tenha maior ou menor importância para as plantas. A falta de qualquer um desses nutrientes afeta o rendimento das colheitas conforme lembra a Lei do Mínimo (Ver Ficha 3). Atualmente, as deficiências de macronutrientes secundários, especialmente enxofre e magnésio, têm ocorrido com freqüência, devido à maior exportação dos mesmos com o aumento das produções, e também 14 Macronutrientes primários Macronutrientes secundários Micronutrientes Nitrogênio (N) Cálcio (Ca) Manganês (Mn) Fósforo (P) Magnésio (Mg) Cloro (Cl) Potássio (K) Enxofre (S) Cobre (Cu) Ferro (Fe) Boro (B) Molibdênio (Mo) Zinco (Zn) Composição elementar (kg/ha), para produção de soja ( 3 t de grãos e 5 t de resíduos). Elemento kg/ha Relativo Carbono Oxigênio Hidrogênio Nitrogênio Potássio Cálcio Magnésio Fósforo Enxofre Cloro Ferro Manganês Zinco Cobre Boro Molibdênio 3.500 3.300 450 320 110 80 35 30 25 10 1,7 0,6 0,2 0,1 0,1 0,01 700.000 660.000 90.000 64.000 22.000 16.000 7.000 6.000 5.000 2.000 340 120 40 20 20 2 Tabela 2.1 com o uso de adubos15 concentrados em N, P e K, que não contêm S e Mg como “impurezas”. Embora o silício (Si) não seja considerado como elemento essencial fisiologicamente, é essencial sob os aspectos agronômicos, notadamente para as gramíneas. Mais recentemente, elementos como o níquel (Ni), o sódio (Na) e o vanádio (V) têm sido propostos para aumentar a lista dos elementosessenciais. Estes quatro micronutrientes quase nunca são deficientes em solos. O cobalto (Co) é considerado um nutriente essencial para as leguminosas16 por ser indispensável ao Rhizobium, microorganismo responsável pela fixação biológica do nitrogênio17. Textura e Estrutura do Solo O solo pode ser considerado como um aglomerado de partículas unitárias de vários tamanhos, de natureza orgânica e inorgânica (ou mineral). A separação e a determinação de partículas de diferentes tamanhos estabelecem a granulometria dos solos. As partículas são classificadas pelos seus diâmetros, de acordo com o que está na Tabela 2.2. A ocorrência de pedras e cascalhos nos solos brasileiros é bastante restrita. Para fins de análises de laboratório é utilizada apenas a parte do solo que passa na peneira com abertura de malha de 2 mm, a chamada Terra Fina Seca ao Ar (TFSA), ou Terra Fina Seca na Estufa a 105°C (TFSE) (Raij, 1981). 15 Frações granulométricas do solo Fração Tamanho das Partículas (mm ) Pedras Maior que 20 Cascalho 20 a 2 Areia Grossa 2 a 0,2 Areia Fina 0,2 a 0,02 Silte ou Limo 0,02 a 0,002 Argila Menor que 0,002 (Fonte: Raij, 1981) Frações granulométricas do solo Fração Tamanho das Partículas (mm ) Pedras Maior que 20 Cascalho 20 a 2 Areia Grossa 2 a 0,2 Areia Fina 0,2 a 0,02 Silte ou Limo 0,02 a 0,002 Argila Menor que 0,002 (Fonte: Raij, 1981) Tabela 2.2 15ADUBOS - Qualquer material, orgânico ou inorgânico, de origem natural ou sintética que é adicionado ao solo para suprir um ou mais nutrientes essenciais para o crescimento das plantas. 16LEGUMINOSAS - Família de plantas produtoras de grãos, de grande importância e largamente distribuídas na superfície terrestre. O fruto é uma vagem que se abre longitudinalmente em duas suturas quando maduro. Suas folhas são alternadas, contendo estípulas e são usualmente compostas. Inclui muitas espécies de valor alimentício e forrageiro, tais como soja, feijões, ervilhas, amendoim, alfafa, trevos, kudzu e guandu, além de algumas espécies arbóreas como pau-brasil, eritrina, sibipiruna entre outras. Praticamente todas as leguminosas são plantas fixadoras de nitrogênio, sendo algumas delas muito utilizadas como adubo verde. 17FIXAÇÃO BIOLÓGICA DE NITROGÊNIO - Conversão do nitrogênio molecular (N2) em amônia (NH3) e subseqüentemente em combinações orgânicas ou formas utilizáveis nos processos biológicos, por ação de microorganismos específicos (Exemplo: Fixação de N2 em leguminosas por sua associação com bactérias do gênero Rhizobium). A textura do solo18 é determinada pela quantidade de areia19, limo (silte20) e argila21 que ele possui. Quanto menor o tamanho das partículas, mais próxima da muito argilosa e quanto maior o tamanho das partículas, mais próxima da arenosa estará a textura. Por exemplo: 1. Um solo com alto teor de areia é classificado como de textura “areia”; 2. quando pequenas quantidades de silte estão presentes, o solo torna-se de textura “areia franca” ou “franca arenosa”; 3. os solos com predominância de argila são classificados como argiloso ou muito argiloso; 4. quando a areia, o silte e a argila estão presentes em proporções mais ou menos iguais, o solo é classificado como tendo textura “franca” ou “barrenta”. 16 18TEXTURA DO SOLORetorna - Representa as proporções relativas das frações areia, silte e argila do solo. 19AREIARetorna - Partícula do solo entre 0,05 e 2,0mm em diâmetro. Na escala de frações do solo, adotada pela Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, ela é subdividida em areia grossa (2,0 a 0,2 mm) e areia fina (0,2 a 0,05 mm). Refere-se ainda a uma classe textural do solo. 20SILTE - Partículas do solo entre 0,05 e 0,002 mm em diâmetro. Refere-se ainda a uma classe textural. O termo “limo” também é usado para caracterizar essas partículas. 21ARGILA - Partícula do solo menor que 0,002 mm em diâmetro, e que apresenta propriedades coloidais. (Vide colóide). Refere-se ainda a uma classe textural do solo. As 12 classes texturais para solos são mostradas na Figura 2.2 de acordo com a Sociedade Brasileira de Ciência do Solo). Uma simplificação, em uso no BRASIL, é mostrada na Figura 2.3 (de acordo com a Sociedade Brasileira de Ciência do Solo), a qual permite a determinação das classes texturais. 17 Figura 2.3 o o o o Classes texturais do solo - simplificado (Fonte: Lopes, 1989) (g/kg = % x 10) 1000 900 800 700 600 500 400 200 100 0 100 200 300 400 500 700 800 900 1000 10 00 90 0 80 0 70 0 60 0 50 0 40 0 30 0 20 0 10 0 0600 0 Areia (g/kg) Ar gi la (g /k g) Silte( g/kg) Siltosa 300 Média (Barrenta) Argilosa Muito argilosa Arenosa Classes texturais do solo, segundo a SBCS (Fonte: Lopes, 1989) (g/kg = % x 10) o o o o 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 100 200 300 400 500 700 800 900 1000 100 0 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0600 0 Franco argiloso Franco Silte Franco arenoso Areia (g/kg) Ar gi la (g /k g) Silte (g/kg) Muito argiloso Argila Franco argilo arenoso Argila siltosa Franco siltoso Franco argilo siltoso Areia franca Argila arenosa Areia Figura 2.2 O termo estrutura22 refere-se à agregação das partículas unitárias do solo em unidades compostas, de forma e tamanho variável, conforme ilustra a Figura 2.4 (Soil Survey Staff, 1951). A textura23 e a estrutura do solo influenciam a quantidade de ar e de água que as plantas em crescimento podem obter, ou seja, estão diretamente relacionadas com a porosidade do solo24. O tamanho das partículas é importante por duas razões: 1. As partículas menores, de argila, são mais fortemente unidas do que as partículas maiores, de areia. Isto significa que existem pequenos poros para a água e para o ar. 18 Alguns tipos de estrutura e sua relação com a permeabilidade do solo. Fonte: Soil Survey Staff, 1951. 22ESTRUTURAretorna - Combinação ou arranjamento das partículas primárias (areias, silte e argila) do solo em partículas secundárias denominadas unidades estruturais. Estas são caracterizadas e classificadas quanto ao tamanho, à forma e grau de distinção. 23TEXTURA DO SOLO - Representa as proporções relativas das frações areia, silte e argila do solo. 24POROSIDADE DO SOLOretorna - Porção do solo em volume não ocupado por partículas sólidas, incluindo todo o espaço poroso ocupado pelo ar e pela água. A porosidade total inclui a Macroporosidade e a Microporosidade, e pode ser calculada pela relação existente entre as densidades real e aparente. O cálculo é feito por meio da seguinte expressão: dp - ds P = ——— x 100, onde dp P = porosidade total (m3/m3); dp = densidade de partículas (t/m3); ds = densidade do solo(t/m3). 2. As partículas menores apresentam superfícies específicas25 muito maiores do que as partículas maiores. Por exemplo, a maior partícula de argila tem cerca de 25 vezes mais área de superfície do que a menor partícula de areia. À medida que a área de superfície aumentar, a quantidade de água adsorvida26 (retida) aumentará. Conseqüentemente, as areias retêm pouca água, porque seu grande espaço poroso27 permite a drenagem livre da água dos solos28. As argilas adsorvem relativamente grandes quantidades de água, e seus menores espaços porosos a retém contra as forças da gravidade. Muitos solos do Brasil e da região tropical, apesar de terem altos teores de argila, comportam-se, em termos de retenção de água, como solos arenosos29. São solos com argilas de baixa atividade30 (caulinitae sesquióxidos - termo que inclui óxidos, oxi-hidróxidos e 19 25SUPERFÍCIE ESPECÍFICA - É a relação entre a superfície total da micela ou partícula e o volume (ou peso) dessa mesma partícula. expressa-se em m2/g de material. 26ADSORVIDA (Vide adsorção). - O processo pelo qual átomos, moléculas, ou íons são captados e retidos na superfície de sólidos por intermédio de ligações químicas ou físicas. Por exemplo, a adsorção dos cátions pelos minerais de carga negativa. 27ESPAÇO POROSO (DO SOLO) - Percentagem do volume do solo não ocupado por partículas sólidas, incluindo todo o espaço ocupado pelo ar e água. A porosidade total inclui a macroporosidade e a microporosidade, e pode ser calculada pelas relações entre as densidades real e aparente. dr - da p = ( ———- ) x 100 onde: dr p = porosidade total (%); dr= densidade real (g/cm3); da= densidade aparente (g/cm3). 28ÁGUA DO SOLO - Água do solo é expressão que deve ser entendida como a solução em equilíbrio no solo, diferente de água pura, que se refere ao composto H2O, quimicamente puro. A água no solo está sujeita a diversas forças de campo originadas em virtude da presença da fase sólida do solo, de sais dissolvidos, da ação externa da pressão de gás e do campo gravitacional. Esses efeitos podem ser expressos de forma quantitativa, com um componente potencial para cada, sendo que o total desses é denominado potencial total da água do solo. 29SOLOS ARENOSOS - Solos que apresentam a predominância de partículas da fração areia, em geral mais de 70%. 30ARGILA DE BAIXA ATIVIDADE - Argilas que apresentam baixa capacidade de troca de cátions, em geral do tipo 1:1 (uma camada de tetraedros de sílicio e uma camada de octaedros de alumínio), como a caulinita e a haloisita; ou óxidos, hidróxidos ou oxi-hidróxidos de ferro e alumínio (gibbsita, hematita, magnetita e etc). A grande maioria dos solos do Brasil apresenta, na fração argila, predominância de materiais de baixa atividade. hidróxidos), em geral altamente porosos. Muitos Latossolos31 sob cerrado apresentam esta característica. Apesar dos solos argilosos32 possuírem, em geral, maior capacidade de retenção de água que os solos arenosos, nem toda esta umidade está disponível para as plantas em crescimento. Os solos argilosos (e aqueles com altos teores de matéria orgânica) retêm mais fortemente a água que os solos arenosos. Isto significa mais água não disponível. Assim sendo, os solos argilosos retêm mais água do que os arenosos, mas a maior parte desta água não é disponível. O termo “capacidade de campo”33 define a quantidade de água que permanece no solos após cessar o fluxo gravitacional34. Ela é expressa em porcentagem de peso. A quantidade de água que um solo ainda contém, após as plantas secarem de modo permanente, é chamada de “ponto de murchamento permanente”35. A água ainda está presente nesse ponto, mas é tão fortemente retida que as plantas não têm capacidade para utilizá-la. A água disponível36 para as plantas em crescimento é a quantidade que o solo contém entre a capacidade de campo e o ponto de murchamento permanente. A Figura 2.5 mostra como a água disponível varia de acordo com a textura do solo37. 20 31LATOSSOLO - Um grande grupo de solo, geralmente formado em regiões tropicais úmidas, sem horizonte subsuperficial de acúmulo de argila, e caracterizado por baixas relações sílica-sesquióxidos das frações argila, baixa CTC, baixa atividade das argilas, baixo conteúdo de minerais primários, baixo conteúdo de constituintes solúveis e alto grau de estabilidade de agregados. São solos profundos e, em geral, apresentam cores avermelhadas e/ou amareladas e um perfil de solo com característica bastante homogênea em profundidade. 32SOLOS ARGILOSOS - Solos que apresentam a predominância de partículas da fração argila, em geral mais de 35%. 33CAPACIDADE DE CAMPO - Quantidade de água retida em um solo, quando praticamente cessa a drenagem livre, após a saturação de suas camadas por excesso de água de chuva ou de irrigação. É expressa em MPa. Para Latossolos no Brasil, esse valor é de aproximadamente 0,1 atm ou 0,01 MPa. 34FLUXO GRAVITACIONAL - No caso, fluxo da água que se move no solo, através dele, ou para fora dele, por ação das forças da gravidade. 35PONTO DE MURCHAMENTO PERMANENTE - Representa o maior teor de água do solo no qual plantas indicadoras crescendo no mesmo, murcham e não se recuperam quando colocadas em uma câmara com atmosfera saturada de umidade. Em termos práticos é estimada como água do solo retida sob tensão de 15 atm. ou 1,5 MPa representa o limite inferior da faixa de disponibilidade de água para as plantas. 36ÁGUA DISPONÍVEL - A porção de água no solo que pode ser absorvida pelas raízes das plantas. Normalmente é a quantidade de água liberada entre a capacidade de campo e o ponto de murcha permanente. 37TEXTURA DO SOLO - Representa as proporções relativas das frações areia, silte e argila do solo. Esse conceito de água disponível é clássico e de natureza estática. Contudo, atualmente, o conceito de água disponível é concebido como de natureza dinâmica. A maior ou menor quantidade de água disponível para as plantas dependerá das interações da água dentro do sistema solo-planta-atmosfera. Os solos arenosos38 não podem armazenar tanta água quanto os solos argilosos39, mas uma maior porcentagem da água que está presente nos solos arenosos está disponível. Conseqüentemente, não existe uma relação constante entre textura e água disponível, como é mostrado na Figura 2.5. Os solos de textura fina (argiloso e muito argiloso) são facilmente compactados. Isto reduz o espaço poroso, o que limita o movimento do ar e da água através do solo, causando um grande escorrimento superficial das águas da chuva. O déficit hídrico40 pode tornar-se um problema, mesmo sob fortes chuvas. Alguns tipos de argilas são pegajosos quando molhados e formam torrões duros quando secos. Conseqüentemente, o teor adequado de umidade é extremamente importante quando o solo é preparado para o plantio. Muitos solos da região tropical, mesmo apresentando altos teores de argila, apresentam excelente agregação41 e estrutura. Isto é devido à presença de sesquióxidos de ferro e alumínio 21 o o o o 0 25 50 75 125 m m H 2O /3 0 cm de so lo Relação entre classe textural e disponibilidade de água no solo. Fonte: Lopes, 1989. 100 Água disponível Areia Franco arenoso Franco siltoso Franco argiloso Argila Cap acid ade de c amp o Pon to de mur cha perm anen te Figura 2.5 38SOLOS ARENOSOS - Solos que apresentam a predominância de partículas da fração areia, em geral mais de 70%. 39SOLOS ARGILOSOS - Solos que apresentam a predominância de partículas da fração argila, em geral mais de 35%. 40DÉFICIT HÍDRICO - Deficiência de umidade para o normal crescimento e desenvolvimento das plantas cultivadas. 41AGREGAÇÃO - O processo pelo qual as partículas primárias do solo (areias, silte e argila) se unem, usualmente em função de forças naturais e substâncias produzidas por exudatos das raízes e atividade microbiana. em teores elevados. Muitos Latossolos brasileiros apresentam excelentes condições de estrutura. Os solos arenosos são, por natureza, mais secos, porque retêm pouca água. Eles são soltos, com menor tendência para a compactação do que os argilosos e fáceis de preparar. Entretanto, os solos que contêm altas proporções de areia muito fina são facilmente compactados. Os solos com alto teor de silte são geralmente os que apresentam a pior estrutura. As partículas se agregam e eles são compactados muito facilmente. A estrutura do solo influencia de modo marcante o crescimento das raízes e da parte aérea. À medida em que o solo torna-se mais compacto, a proporção de maiores espaços porosos decresce,o crescimento das raízes diminui e a produção declina. A textura e a estrutura do solo e, conseqüentemente a sua porosidade, são fatores determinantes, não somente do armazenamento de água e do desenvolvimento radicular, mas também do armazenamento de nutrientes, mobilidade desses na fase líquida e perdas por lixiviação42 e erosão43. A avaliação da textura em laboratório é indispensável para que o agricultor faça uso eficiente de fertilizantes44 e corretivos agrícolas. O conhecimento, pelo menos do teor de argila45 de uma gleba, tem sérias implicações no manejo da adubação, citando-se, dentre outros, os seguintes pontos (Lopes e Guilherme, 1989b): . Necessidade de maior número de parcelamentos das adubações nitrogenadas e/ou potássicos (Veja “Resumo de manejo do nitrogênio” e “ Resumo de manejo do potássio” ). . Determinação da dose de adubação fosfatada corretiva, quando aplicável (Veja “Adubação fosfatada corretiva”.). . Avaliação prática da maior ou menor capacidade de armazenamento de água no solo. 22 42LIXIVIAÇÃO - Processo de remoção, do solo, de sais simples e de outras substâncias solúveis em água, ou que passem rapidamente ao estado de dispersão coloidal, sendo capazes, então, de descer por entre as partículas do solo e escapar nas águas de drenagem. 43EROSÃO - Fenômeno de desgaste e/ou arrastamento de partículas do solo pelas águas das chuvas (erosão hídrica), dos ventos (erosão eólica), dos gelos ou outros agentes geológicos, incluindo processos de arraste gravitacional. No caso da erosão causada pelas águas das chuvas, pode ela ser laminar, em sulcos ou ravinas e voçorocas. 44FERTILIZANTE - Qualquer material, orgânico ou inorgânico, de origem natural ou sintética que é adicionado ao solo para suprir um ou mais nutrientes essenciais para o crescimento das plantas. 45ARGILA - Partícula do solo menor que 0,002 mm em diâmetro, e que apresenta propriedades coloidais. (Vide colóide). Refere-se ainda a uma classe textural do solo. . Determinação da dose de calcário46 em sistemas de recomendação em uso em alguns Estados e/ou regiões; (Veja “Métodos para recomendação de calagem”). . Maior ou menor probabilidade de problemas de deficiências de micronutrientes; (Veja “Resumo de manejo - micronutrientes”). . Avaliação de doses de gesso agrícola na melhoria do ambiente radicular. (Veja “Gesso agrícola na melhoria do ambiente radicular”). A estrutura e a porosidade do solo de uma gleba, embora mais difíceis de serem avaliadas, ajudam a determinar (Lopes e Guilherme, 1989b): . A maior ou menor predisposição a perdas decorrentes da erosão; . problemas de impedimentos físicos ao desenvolvimento normal das raízes; . potencial de lixiviação47 de nutrientes, em conjunção com o conhecimento da textura do solo48 da área. A avaliação da estrutura e da porosidade do solo pode ser feita através de exames locais do desenvolvimento de raízes, testes rápidos da capacidade de infiltração de água49, resistência à penetração do trado50 e resistência do perfil à penetração de uma faca, por exemplo. O que é fundamental é que o técnico que orienta o agricultor se familiarize e aplique as metodologias para avaliação da estrutura e porosidade do solo. O solo “ideal” para a produção das culturas deve possuir as seguintes características: . Textura franca e teor adequado de matéria orgânica para o movimento da água e do ar; . quantidade suficiente de argila para reter a umidade de reserva no solo; 23 46CALCÁRIO - Material corretivo da acidez do solo, obtido pela moagem de rochas calcárias. No Brasil os calcários são classificados como calcíticos (menos de 5% de MgO), magnesianos (5 a 12% de MgO) e dolomíticos (mais de 12% de MgO). 47LIXIVIAÇÃO - Processo de remoção, do solo, de sais simples e de outras substâncias solúveis em água, ou que passem rapidamente ao estado de dispersão coloidal, sendo capazes, então, de descer por entre as partículas do solo e escapar nas águas de drenagem. 48TEXTURA DO SOLO - Representa as proporções relativas das frações areia, silte e argila do solo. 49INFILTRAÇÃO DE ÁGUA - No caso, a entrada de água através da superfície do solo. 50TRADO - Equipamento de forma e tamanho variáveis, destinado à coleta de amostras de material do solo. . subsolo permeável51 e profundo, com níveis adequados de fertilidade; . meio ambiente adequado para as raízes se aprofundarem em busca de umidade e nutrientes. O manejo adequado mantém ou desenvolve a boa estrutura, que estimula um sistema radicular extenso. O tamanho e a forma dos grânulos determinam a qualidade da estrutura. A melhor estrutura do solo é em blocos ou granular, com partículas agregadas, para permitir o livre movimento do ar e da água. Algumas técnicas de manejo para a manutenção de uma adequada estrutura52 do solo são as seguintes: . Evitar a movimentação de máquinas e implementos em solos argilosos53 com excessiva umidade; . evitar práticas de preparo intensivo que levem à pulverização do solo54 ; . fazer uso do cultivo mínimo55 ou plantio direto56, quando aplicável; . manter cobertura vegetal durante o maior tempo possível, para evitar o impacto direto da gota de chuva que provoca o desagregamento e posterior arrastamento superficial das partículas de solo (erosão); 24 51SUBSOLO PERMEÁVEL - Refere-se às camadas subsuperficiais do solo que apresentam permeabilidade adequada, ou seja, facilidade para a penetração de gases e líquidos. 52ESTRUTURA - Combinação ou arranjamento das partículas primárias (areias, silte e argila) do solo em partículas secundárias denominadas unidades estruturais. Estas são caracterizadas e classificadas quanto ao tamanho, à forma e grau de distinção. 53SOLOS ARGILOSOS - Solos que apresentam a predominância de partículas da fração argila, em geral mais de 35%. 54PULVERIZAÇÃO DO SOLO - Refere-se à quebra da estrutura do solo e até à fragmentação de partículas, devido ao excesso de mecanização no preparo de solo para o plantio, sob condições de umidade inadequada. 55CULTIVO MÍNIMO - Sistema de preparo do solo que envolva um mínimo de operações que permitam criar condições adequadas para a germinação das sementes, estabelecimento e desenvolvimento das culturas. 56PLANTIO DIRETO - Técnica de plantio de culturas anuais sem preparo do solo com aração e/ou gradagem. Normalmente usam-se herbicidas para o controle de plantas invasoras e sulcamento para plantio. Em algumas regiões do Brasil é conhecido por “ plantio na palha ”. . manter ou aumentar o teor de matéria orgânica do solo mediante práticas de adubação verde57, rotação de culturas58, manejo dos restos culturais e adubação orgânica; . implementar um programa adequado de conservação do solo e de água. Colóides e Íons do Solo À medida em que os solos são formados, durante os processos de intemperização59, alguns minerais e a matéria orgânica são reduzidos a partículas extremamente pequenas. As mudanças químicas diminuem ainda mais estas partículas, até o ponto em que elas não podem ser vistas a olho nu. Estas partículas de menor tamanho são chamadas de colóides60. Os cientistas aprenderam que os colóides minerais argilosos possuem estrutura semelhante a placas e são de natureza cristalina. Na maioria dos solos, os colóides argilosos61 excedem em quantidade os colóides orgânicos62. Os colóides são os principais responsáveis pela atividade química dos solos. 25 57 ADUBAÇÃO VERDE - Prática que consiste no cultivo de uma espécie vegetal, geralmente leguminosa, com o propósito de incorporá-la ao solo enquanto verde (por ocasião do início do florescimento), para melhoramento do mesmo. 58 ROTAÇÃO DE CULTURAS - Prática que consiste no rodízio de diferentes culturas, em uma mesma área, a cada plantio. 59 INTEMPERIZAÇÃO - Desintegração ou decomposição de rochas e minerais por ação químicado ar e das águas de chuva, das plantas e microrganismos, e da ação mecânica das mudanças de temperatura e pressão. 60 COLÓIDES - Substâncias em estado de fina subdivisão, cujas partículas estão entre 0,00001 e 0,0000001 cm de diâmetro e que apresentam propriedades coloidais, quais sejam: a) grande superfície específica ou interface; b) capacidade de adsorver gases, sólidos, sais e íons; e c) catálise: modificação (em geral aumento) de velocidade de uma reação química pela presença e atuação de uma substância que não se altera no processo. No solo são importantes os colóides argilosos e orgânicos. 61 COLÓIDES ARGILOSOS - Partículas de argila, em estado de fina subdivisão (0,00001 a 0,0000001 cm de diâmetro) e que apresentam propriedades coloidais (vide colóides). 62 COLÓIDES ORGÂNICOS - Partículas de matéria orgânica, em estado de fina subdivisão (0,00001 a 0,0000001 cm de diâmetro) e que apresentam propriedades coloidais. O tipo de material de origem63 e o grau de intemperização64 determinam os tipos de argila65 presentes no solo. Uma vez que os colóides do solo são derivados destas argilas, sua atividade também é influenciada pelo material de origem e pela intemperização. A maioria dos colóides (argilosos ou orgânicos) apresenta carga líquida negativa (-), desenvolvida durante o processo de formação. Isto significa que ele pode atrair e reter materiais com carga positiva (+), do mesmo modo que polos diferentes de um ímã se atraem. Esses colóides repelem outros materiais de carga negativa, da mesma forma que polos idênticos de um imã se repelem. A questão é: Qual a origem das cargas elétricas no solo? Apesar de ser um aspecto um tanto teorico, algumas implicações de ordem prática, decorrentes do seu conhecimento, justificam alguns comentários (Lopes e Guidolin, 1989): 1. Origem das cargas negativas: As cargas negativas no solo, que, em geral, superam as cargas positivas, são consideradas como originárias de: 1a) Faces quebradas do cristal da argila: Quando um cristal de argila é rompido, alguns grupos hidroxílicos (OH) podem ficar expostos, e o hidrogênio (H+) desses radicais OH, frouxamente retido, pode ser facilmente trocado por outro cátion, conforme exemplificado na Figura 2.6. 26 o o o o Uma valência do oxigênio é atendida por Al-O- ..........................H+ dentro do cristal Hidrogênio trocável mantido frouxamente Formação de cargas negativas nas arestas quebradas de argila. Fonte: Lopes & Guidolim, 1989. Figura 2.6 63 MATERIAIS DE ORIGEM DO SOLO - Materiais minerais ou orgânicos não consolidados, num estágio inicial de intemperismo químico, a partir dos quais se desenvolvem os solos, por processos pedogênicos. 64 GRAU DE INTEMPERIZAÇÃO - Intensidade de desintegração ou decomposição de rochas e minerais por ação química do ar e das águas de chuva, das plantas e microorganismos, e da ação mecânica das mudanças de temperatura e pressão. 65 ARGILA - Partícula do solo menor que 0,002 mm em diâmetro, e que apresenta propriedades coloidais. (Vide colóide). Refere-se ainda a uma classe textural do solo. 1b) Substituição isomórfica: Em certos tipos de argilas, notadamente aquelas do tipo 2:1 como as montmorilonitas66, alguns íons de Al3+ dos octaedros são substituídos por íons de Mg2+. Cada substituição resulta em uma valência (carga) negativa livre não atendida, uma vez que um íon trivalente (Al3+) é substituído por um divalente (Mg2+). Do mesmo modo, em minerais como a ilita67 e beidelita, a substituição de um íon tetravalente (Si4+) dos tetraedros por um íon trivalente (Al3+) deixa uma valência (carga) negativa livre. As cargas geradas pelo processo de substituição isomórfica são permanentes, pois não dependem do pH do solo para ocorrerem. Em solos em que predominam esses tipos de argila, esse processo natural é responsável pela parcela principal de sua capacidade de adsorção ou capacidade de troca catiônica68 (CTC). (Como mostra a Figura 2.7) (Lopes e Guidolin, 1989). 27 o o o o OH OH OH OHO O AlMg OH OH OH OHO O Al Al Sem substituição Com substituição Exemplo de substituição isomórfica (Fonte: Lopes & Guidolin, 1989). 1/2 1/2 Figura 2.7 66 MONTMORILONITA - Argilo-mineral alumino-silicatado, com uma estrutura em lâminas do tipo 2:1 e que apresenta considerável expansão ou contração em função da absorção ou perda de água. Estes argilo-minerais apresentam alta CTC. 67 ILITA - Argilo-mineral silicatado, com uma estrutura do tipo 2:1 e que contém quantidades apreciáveis de potássio que atuam como ligação adicional entre as unidades cristalinas. Apresenta certa semelhança às micas e ocorre em materiais sedimentares. 68 CAPACIDADE DE TROCA CATIÔNICA - Quantidade total de cátions trocáveis que um solo pode adsorver ou reter a um valor específico de pH. Este parâmetro é geralmente expresso em cmolc/dm3 ou mmolc/dm3. É também conhecido por CTC ou capacidade de troca de cátions. 1c) Dissociação do grupo OH-69: A presença do grupo OH nas bordas de um cristal da argila ou na matéria orgânica possibilita a formação de carga elétrica negativa. As cargas oriundas da dissociação dos radicais orgânicos (carboxílicos e fenólicos, em geral) e do OH presente nos minerais, principalmente sequióxidos de ferro e alumínio, são chamadas de cargas dependentes do pH70, pois, à medida que se eleva o pH, o seu aparecimento é favorecido. O mesmo pode ocorrer pela desobstrução de cargas da matéria orgânica ocupadas por alumínio, ferro e manganês. É um processo que ocorre em função da calagem71 adequada dos solos ácidos. A Figura 2.7A e a Figura 2.7B (Lopes e Guidolin, 1989), ilustram estes fenômenos: (Veja mais sobre calagem em “Porque os solos ácidos devem receber calagem”). Como visto, a carga negativa (-) do solo pode ser permanente ou variável. A carga variável, que depende do pH do solo72 as únicas formas de aumentar a carga negativa variável e, 28 o o o o R C OH + OH O R C O + H2O O OH + OH O + H2O (1) Carboxílicos (2) Fenólicos Elevação do pH (Dissociação) (Dissociação) Formação de cargas negativas dependentes de pH (Fonte: Lopes & Guidolin, 1989). 69 DISSOCIAÇÃO DO GRUPO OH - Refere-se ao rompimento da ligação covalente entre o O e o H, por elevação do pH do solo, gerando carga negativa (-). 70 CARGAS DEPENDENTES DO pH - Cargas negativas, resultantes da dissociação das hidroxilas de radicais orgânicos (carboxílicos, fenólicos, etc) ou de minerais (óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio), por elevação do pH; ou cargas positivas resultantes da produção desses grupos hidróxidos nos minerais, com o abaixamento do pH. 71 CALAGEM - Aplicação de materiais corretivos ao solo, com o objetivo de corrigir a acidez, fornecer cálcio e/ou magnésio às plantas, e eliminar a toxidez de certos elementos, tais como: alumínio e manganês. 72 pH DO SOLO - É o logarítmo negativo da atividade do íon hidrogênio de um solo. É expresso em uma escala que varia de 0 a 14, sendo que pH menor que 7 representa acidez (ou predomínio de íons H+), que é tanto mais acentuada quanto menor for o valor numérico do pH. Valores acima de 7 expressam a alcalinidade (ou predomínio de íons OH-), que é tanto mais acentuada quanto mais elevados estes valores. conseqüentemente, aumentar a capacidade de troca de cátions (CTC), é através da calagem73 (elevação do pH), manejo adequado dos restos culturais, adubação verde74 e adubação orgânica75. (Veja “Matéria orgânica do solo”). 2. Origem de cargas positivas: Muitos solos da região tropical apresentam também cargas positivas, muito embora na grande maioria predominem as cargas negativas, como explicado anteriormente. Mesmo em solos que apresentam uma grande proporção de colóides com cargas elétricas positivas,a presença da matéria orgânica, cuja quase totalidade é formada por cargas negativas e dependentes de pH, leva a um balanço final de cargas negativas nas camadas superiores do solo. Isto não elimina a possibilidade de ocorrer em certos solos, nas camadas subsuperficiais, uma predominância de cargas positivas. 29 o o o o Al + 3OH + 3OH + 3H2O (3) Óxidos (4) Complexos Elevação do pH R C O O R C O R C O R C O R C O R C O Al Al O OH OH OH Al Al O OH OH OH (Dissociação) (Desobstrução) Exemplos de formação de cargas dependentes de pH (Fonte: Lopes & Guidolin, 1989) + Al(OH)3 O O O O O Figura 2.7B 73 CALAGEM - Aplicação de materiais corretivos ao solo, com o objetivo de corrigir a acidez, fornecer cálcio e/ou magnésio às plantas, e eliminar a toxidez de certos elementos, tais como: alumínio e manganês. 74 ADUBAÇÃO VERDE - Prática que consiste no cultivo de uma espécie vegetal, geralmente leguminosa, com o propósito de incorporá-la ao solo enquanto verde (por ocasião do início do florescimento), para melhoramento do mesmo. 75 ADUBAÇÃO ORGÂNICA - Prática que consiste em se adicionar ao solo materiais orgânicos, tais como: estercos, chorume, palhas, lixo, “composto”, serragem, restos de cultura, camas de estábulos e galinheiros, bagaços, turfa, adubos orgânicos comerciais ou adubos verdes. As cargas positivas do solo ocorrem pela protonação76 das hidroxilas (OH) dos óxidos de ferro e alumínio, em condições de pH extremamente baixos (Veja a Figura 2.8), (Lopes e Guidolin, 1989). Pode parecer estranho o fato das partículas coloidais do solo apresentarem cargas elétricas negativas (-), predominantemente, e positivas (+). Este é, sem dúvida alguma, um dos fenômenos mais importantes da natureza, sendo o responsável pelo armazenamento e liberação dos nutrientes, que se encontram na forma iônica no solo. 30 o o o Al O OH OH OH Al 3H+ + Diminuição do pH Al O OH2+ OH2+ OH2+ Al Exemplo de formação de cargas positivas no solo pela protonação de hidroxilas (OH) dos óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio, em condições de pH extremamente baixo. Fonte: Raij, 1981. Figura 2.8 76 PROTONAÇÃO - Refere-se à incorporação de prótons (íons H+) a certos argilo-minerais do solo, produzindo cargas positivas. Um elemento com uma carga elétrica é chamado de “íon”77. O potássio, o sódio, o hidrogênio, o cálcio e o magnésio possuem cargas positivas. Eles são chamados de “cátions78” e podem ser escritos na forma iônica, como é mostrado a seguir. Note-se que alguns cátions possuem mais de uma carga positiva. ___________________________________________________ Nutriente Símbolo Químico Forma Iônica ___________________________________________________ Potássio K K+ Sódio Na Na+ Hidrogênio H H+ Cálcio Ca Ca2+ Magnésio Mg Mg2+ Alumínio Al Al3+ ___________________________________________________ Os colóides79 de cargas negativas atraem os cátions e os retêm, como um imã retém pequenos pedaços de metal. Este conceito é mostrado na Figura 2.9. Esta característica dos colóides explica porque o nitrogênio, na forma de nitrato (NO3-), é lixiviado mais facilmente no solo do que o nitrogênio na forma de amônio. (NH4+). (Veja-se mais sobre o assunto em “Perdas de nitrogênio"). O nitrato possui carga negativa, como os colóides do solo. Assim sendo, o nitrato não é retido pelo solo, mas permanece como um íon na 31 77 ÍON - Átomo, grupo de átomos, ou composto que é eletronicamente carregado, como resultado da perda de elétrons (cátion) ou de ganho de elétrons (ânions). 78 CÁTION - Átomo, grupo de átomos, ou composto que é eletricamente carregado como resultado de perda de elétrons. Sua carga é positiva. 79 COLÓIDES - Substâncias em estado de fina subdivisão, cujas partículas estão entre 0,00001 e 0,0000001 cm de diâmetro e que apresentam propriedades coloidais, quais sejam: a) grande superfície específica ou interface; b) capacidade de adsorver gases, sólidos, sais e íons; e c) catálise: modificação (em geral aumento) de velocidade de uma reação química pela presença e atuação de uma substância que não se altera no processo. No solo são importantes os colóides argilosos e orgânicos. água do solo, passível de ser lixiviado através do perfil, em alguns solos e sob certas condições de pluviosidade80. Os íons com cargas negativas, tais como o nitrato e o sulfato (SO42-) são chamados de “ânions”. A seguir são mostrados alguns ânions; comuns: ___________________________________________________ Ânion Forma Iônica ___________________________________________________ Cloreto CI- Nitrato NO3- Sulfato SO42- Fosfato PO43- ___________________________________________________ 32 o o o o Cátions são atraídos por partículas de argila e de matéria orgânica do solo. Fonte: PPI, 1995. + _ N S _ + S N + _ N S + _ N S __ _ __ __ __Mg++ Ca++ Ca++ Na+ H+K + ___ Al +++ Polos iguais (cargas) se repelem Polos diferentes (cargas) se atraem NO3 SO4 Cl NO3 Figura 2.9 80 PLUVIOSIDADE - Quantidade de chuva caída em determinado lugar e em determinado tempo. Geralmente é expressa como Índice Pluviométrico (mm de chuva por unidade de tempo). 1 mm de chuva equivale à queda de 1 litro de água de chuva em cada m2 de superfície plana. Capacidade de Troca de Cátions (CTC) (Ver Ficha 4, Ficha 5 e Ficha 6) Os cátions retidos nos colóides do solo podem ser substituídos por outros cátions. Isto significa que eles são trocáveis. O cálcio pode ser trocado por hidrogênio e/ou potássio ou vice-versa. O número total de cátions trocáveis que um solo pode reter (a quantidade de sua carga negativa) é chamado de sua “capacidade de troca de cátions” ou CTC. Quanto maior o valor da CTC81 do solo, maior o número de cátions que ele pode reter. Na Ficha 6 são comentados alguns aspectos do solo como reservatório de cátions. Um aspecto interessante nessa ilustração é que as bases [Ca2+ + Mg2+ + K+ + (Na+)] ocupam cerca de 50% da CTC efetiva e cerca de 20% da CTC a pH 7,0. Conseqüentemente, o conceito de saturação por bases, representado por V%, depende do conceito de CTC envolvido. Pode-se deduzir, portanto, que à medida que se incorpora calcário82 ao solo, aumenta-se o nível de Ca e Mg, e reduz-se o teor de Al, sendo que, a pH 5,6, não deve existir Al trocável no solo e, conseqüentemente, a percentagem de saturação por Al da CTC efetiva deve ser praticamente zero ou, em outras palavras, a percentagem de saturação por bases da CTC efetiva deve ser 100%, ou a acidez trocável83 deixa de existir. Para certas culturas, calagem84 apenas para neutralizar essa acidez trocável seria mais recomendável. É importante comentar, ainda, que em grande parte da CTC a pH 7,0 é ocupada por H+, que precisaser neutralizado pela ação da calagem, se se deseja liberar cargas negativas que se encontram não-dissociadas. Isto somente irá ocorrer com a elevação do pH acima do valor 5,6, em que o Al ou acidez trocável já deixa de atuar. Muitas culturas mostram efeitos benéficos da incorporação de calcário em doses mais elevadas, que irão neutralizar parte desse H+, ou parte 33 81 CAPACIDADE DE TROCA CATIÔNICA - Quantidade total de cátions trocáveis que um solo pode adsorver ou reter a um valor específico de pH. Este parâmetro é geralmente expresso em cmolc/dm3 ou mmolc/dm3. É também conhecido por CTC ou capacidade de troca de cátions. 82 CALCÁRIO - Material corretivo da acidez do solo, obtido pela moagem de rochas calcárias. No Brasil os calcários são classificados como calcíticos (menos de 5% de MgO), magnesianos (5 a 12% de MgO) e dolomíticos (mais de 12% de MgO). 83 ACIDEZ TROCÁVEL (cmolc/dm 3, cmolc/L ou mmolc/dm 3) - Refere-se ao alumínio (Al3+) e hidrogênio (H+) trocáveis e adsorvidos nas superfícies dos colóides minerais ou orgânicos, por forças eletrostáticas. Esse tipo de acidez é, nas análises de rotina, extraído com KCl 1N, não tamponado, que também é utilizado, em alguns laboratórios, para cálcio e magnésio trocáveis. Uma vez que existe muito pouco H+ trocável em solos minerais (solos orgânicos já apresentam altos níveis de H+ trocável), acidez trocável e Al trocável são considerados como equivalentes. Nos boletins de análise, este tipo de acidez é representado por Al trocável e expresso em cmolc/dm3, cmolc/L ou mmolc/dm3. A acidez trocável, também conhecida por Al trocável ou acidez nociva, apresenta efeito detrimental ao desenvolvimento normal de um grande número de culturas. Portanto, quando um solo apresenta toxidez de alumínio, isto significa que ele apresenta altos índices de acidez trocável ou acidez nociva. Um dos principais efeitos da calagem é eliminar esse tipo de acidez. 84 CALAGEM - Aplicação de materiais corretivos ao solo, com o objetivo de corrigir a acidez, fornecer cálcio e/ou magnésio às plantas, e eliminar a toxidez de certos elementos, tais como: alumínio e manganês. dessa acidez não-trocável. Essa é a base do método de recomendação de calcário pelo critério de elevação da saturação por bases da CTC a pH 7,0, uma vez que elevar a saturação por bases corresponde a elevar o pH, diminuir a saturação por Al e gerar mais pontos de troca catiônica dependentes de pH. Os solos diferem na sua capacidade de retenção de K+ trocável e de outros cátions. A CTC depende da quantidade e do tipo de argila85 e da matéria orgânica presentes. Por exemplo, um solo com alto teor de argila pode reter mais cátions trocáveis do que um solo com baixo teor de argila. A CTC também aumenta com o aumento no teor de matéria orgânica86. A CTC de um solo é expressa em termos de centimoles (10-2 moles) de carga por decímetro cúbico de solo e é escrita cmolc/dm3. A única razão pela qual isto é relatado é para mostrar a CTC relativa das argilas e da matéria orgânica. Geralmente os minerais de argila apresentam valores de CTC variando entre 10 e 150 cmolc/dm3. A CTC de matéria orgânica varia de 100 a 250 cmolc/dm3. Conseqüentemente, o tipo e a quantidade de argila e de matéria orgânica influenciam muito a CTC dos solos. Amplitudes para CTC de alguns tipos de argila e da matéria orgânica são apresentados na Tabela 2.3. A CTC e os íons trocáveis podem, também, ser expressos em milimoles (10-3 moles) de carga por decímetro cúbico de solo (mmolc/dm3), que correspondem a 10 x cmolc/dm3. Nesta publicação será utilizado, principalmente, cmolc/dm3. 34 CTC de alguns materiais Material CTC (cmolc/kg) Superfície Específica (m2/g) Tamanho (micra) Matéria orgânica* 100 - 250 - - Vermiculita 100 - 150 - - Montmorilonita 80 - 120 800 0, 01 a 1,0 Ilita 30 - 50 100 0,1 a 2,0 Clorita 10 - 40 - - Glauconita 5 - 40 - - Haloisita 5 - 10 - - Caulinita 3 - 15 3 0,1 a 5,0 Óxidos de Fe e Al 2 - 5 - - * Humificada (Fonte: Adaptado de Fassbender, 1980) CTC de alguns materiais Material CTC (cmolc/kg) Superfície Específica (m2/g) Tamanho (micra) Matéria orgânica* 100 - 250 - - Vermiculita 100 - 150 - - Montmorilonita 80 - 120 800 0, 01 a 1,0 Ilita 30 - 50 100 0,1 a 2,0 Clorita 10 - 40 - - Glauconita 5 - 40 - - Haloisita 5 - 10 - - Caulinita 3 - 15 3 0,1 a 5,0 Óxidos de Fe e Al 2 - 5 - - * Humificada (Fonte: Adaptado de Fassbender, 1980) Tabela 2.3 85 ARGILA - Partícula do solo menor que 0,002 mm em diâmetro, e que apresenta propriedades coloidais. (Vide colóide). Refere-se ainda a uma classe textural do solo. 86 MATÉRIA ORGÂNICA DO SOLO - Compreende os resíduos vegetais (raízes e parte aérea) e animais (incluindo os excrementos), em variados estádios de decomposição, ocorrendo no solo em estreita relação com os constituintes minerais. Representa importante papel no solo, melhorando suas condições físicas e químicas, e servindo de fonte de elementos minerais. Nas regiões tropicais, inclusive em grandes áreas no Brasil, onde os solos são mais intemperizados, predominando argilas de baixa atividade87 e teor baixo a médio de matéria orgânica, os níveis de CTC são baixos. Em regiões onde ocorrem argilas do grupo 2:1 (menos intemperizadas) e os níveis de matéria orgânica são, usualmente, mais altos, valores da CTC podem ser, por natureza, bastante elevados. Solos argilosos88, com argilas de alta atividade89, podem reter grandes quantidades de cátions. Solos arenosos90, com baixo teor de matéria orgânica e, conseqüentemente, baixa CTC, retêm somente pequenas quantidades de cátions, sendo, portanto, mais susceptíveis a perdas de nutrientes por lixiviação91. Isto faz com que a época e as doses de fertilizantes92 a serem aplicadas sejam importantes ao se planejar um programa de adubação. (Veja mais em “Resumo de manejo de Potássio” ). Solos com alta CTC, no Brasil, são muito mais uma exceção do que regra. Sob condições de baixa CTC, existe predisposição para as altas taxas de lixiviação, fazendo com que o parcelamento da adubação nitrogenada e, às vezes, da adubação potássica, sejam determinantes para aumentar a eficiência das adubações. Deve-se ressaltar ser quase impossível determinar a contribuição individual dos componentes do solo, diferentes minerais de argila, óxidos e matéria orgânica, na CTC, já que estes materiais encontram-se intimamente associados. É possível, contudo, determinar a contribuição da matéria orgânica e da fração mineral, conforme exemplificado na Tabela 2.4. 35 87 ARGILA DE BAIXA ATIVIDADE - Argilas que apresentam baixa capacidade de troca de cátions, em geral do tipo 1:1 (uma camada de tetraedros de sílicio e uma camada de octaedros de alumínio), como a caulinita e a haloisita; ou óxidos, hidróxidos ou oxi-hidróxidos de ferro e alumínio (gibbsita, hematita, magnetita e etc). A grande maioria dos solos do Brasil apresenta, na fração argila, predominância de materiais de baixa atividade. 88 SOLOS ARGILOSOS - Solos que apresentam a predominância de partículas da fração argila, em geral mais de 35%. 89 ARGILA DE ALTA ATIVIDADE - Argilas do tipo 2:1 (formadas por duas camadas de tetraedros de silício e uma camada de octaedros de alumínio) e que apresentam alta capacidade de troca de cátions. Exemplos dessas argilas são a montmorilonita, a vermiculita e a ilita. 90 SOLOS ARENOSOS - Solos que apresentam a predominância de partículas da fração areia, em geral mais de 70%. 91 LIXIVIAÇÃO - Processo de remoção, do solo, de sais simples e de outras substâncias solúveis em água, ou que passem rapidamente ao estado de dispersão coloidal, sendo capazes, então, de descer por entre as partículas do solo e escapar nas águas de drenagem. 92 FERTILIZANTE - Qualquer material, orgânico ou inorgânico, de origem natural ou sintética que é adicionado ao solo para suprir um ou mais
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