APOSTILA DE FERTILIDADE

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INTRODUÇÃO
	A fertilidade do solo e a adubação são subdivisões da Ciência do Solo que estuda a capacidade dos solos e fertilizantes em suprir nutrientes as plantas. Entretanto, a capacidade de suprimento não depende somente destes, mas também da habilidade das plantas em absorve-los e utiliza-los. Estes dois últimos aspectos estão mais relacionados à nutrição de plantas do que propriamente a fertilidade do solo.
	Quando determinado solo não for capaz de suprir a plantas em um ou mais nutrientes é possível fazer a correção e/ou adubação deste, ou seja, é possível manejar a fertilidade do solo, sendo este o objetivo principal da disciplina de fertilidade do solo e adubação. 
 1. Conceito de Fertilidade e Produtividade
	Durante muito tempo os termos fertilidade do solo e produtividade foram usados como sinônimo mais isto não é verdade como veremos. 
	A fertilidade tem sido conceituada como “a capacidade do solo em ceder elementos essenciais às plantas”. Alguns autores acrescentam que esta capacidade deva ser mantida durante todo o crescimento e desenvolvimento do ciclo da planta, mesmo que esta deixe de absorver ou utilizar numa determinada fase de seu ciclo, determinado elemento que o solo coloca à sua disposição. 
	A produção vegetal é uma função do solo, clima, planta e manejo. Portanto, a fertilidade do solo é um dos componentes do fator solo na equação da produção. Produtividade é a produção expressa por unidade de área. Exemplo: 10 ton. grãos de milho/ha.
	A utilização de um solo fértil não implica necessariamente em elevada produtividade. Vamos dar um exemplo bem marcante, os solos de várzeas do Rio Amazonas apresentam fertilidade relativamente elevada. Você esperaria altas produtividades de maças nestes solos? Ë obvio que não, pois o cultivo de macieiras por enquanto esta restrita as regiões temperadas e não a tropicais úmidas. 
Em solos férteis também pode haver problemas de impedimento físico, como altos teores de argila, de declividade acentuada, de elevada pedregosidade, de alta compactação, etc.
Em decorrência à necessidade de se avaliar a fertilidade do solo didaticamente tem-se empregado os termos “fertilidade natural”, “fertilidade atual” e “fertilidade potencial”.
	Fertilidade Natural corresponde à fertilidade do solo quando ainda não sofreu nenhum manejo, ou seja, não foi trabalhado e, portanto não sofreu interferência externa.
	Fertilidade Atual é a que apresenta o solo após receber práticas de manejo para satisfazer as necessidades das culturas; dá a idéia da fertilidade de um solo já trabalhado.
	Fertilidade Potencial no caso da fertilidade potencial evidencia-se a existência de algum elemento ou característica que impede o solo de mostrar sua real capacidade de ceder nutrientes. Assim, persistindo essas condições limitantes, a capacidade de ceder elementos estará obstruída, ainda que a fertilidade seja alta.
2. Elementos Essenciais
	As análises químicas dos solos e das plantas revelam que vários elementos químicos podem estar presentes em ambos. As plantas absorvem os elementos químicos, sem discriminação, os elementos essenciais, os benéficos e os tóxicos. Assim, todos os elementos essenciais devem estar presentes em uma planta, porém nem todos elementos presentes nestas são essenciais.
Para que um elemento seja classificado como essencial deve satisfazer alguns critérios. Historicamente, em 1939 Arnon & Stout estipularam os seguintes critérios:
A ausência do elemento impede que a planta complete seu ciclo;
A deficiência do elemento é específica, podendo ser prevenida ou corrigida somente mediante seu fornecimento;
O elemento deve estar diretamente envolvido na nutrição de planta, sendo que sua ação no pode decorrer de correção eventual de condições químicas ou microbiológicas desfavoráveis do solo ou do meio de cultura, ou seja, por ação indireta.
 	Epstein E. de maneira simples e direta, funde os dois últimos critérios em apenas um, mais objetivo:
	a) A ausência ...
b) o elemento faz parte da molécula de um constituinte essencial à planta.
 Um exemplo clássico é o Mg, que toma parte da molécula de clorofila.
3. Macro e Micronutrientes
	Como todo ser vivo, as plantas necessitam de água e de diferentes moléculas orgânicas para sua sobrevivência, portanto os elementos que compõe a água (H2O) e qualquer molécula orgânica obviamente têm sua essencialidade totalmente comprovada. Esses elementos são absorvidos pelas plantas a partir da água absorvida pelas raízes e CO2 absorvido via fotossíntese.
	Os elementos absorvidos e exigidos em maiores quantidades são denominados de macronutrientes : C, H , O, N, S, P, K, Ca e Mg. Os elementos absorvidos e exigidos em menores quantidades são denominados de micronutrientes são eles: Fe, Zn, Mn, Cu, B, Mo, NI e Cl.
	A separação entre macro e micronutrientes é meramente didática, pois esta separação quantitativa pode variar entre espécies. 
Quadro 1. Composição média expressa em dag/kg, da matéria seca das plantas.
	Carbono
	42
	Nitrogênio
	2,0
	Cálcio
	1,3
	Oxigênio
	44
	Fósforo
	0,4
	Magnésio
	0,4
	Hidrogênio
	6
	Potássio
	2,5
	Enxofre
	0,4
	Fé + Zn + Mn + Cu + B + Mo + Cl
	1,0
Valores podem variar de acordo com características de cada espécie e do meio.
Alguns autores separam os macronutrientes em primários e secundários. Esta subdivisão dá uma idéia errônea que alguns elementos tenham importância secundária. Todos os elementos têm a mesma importância, pois a falta ou deficiência de um impede que outros se manifestem em total plenitude como será visto mais adiante.
4. Função dos nutrientes (veja texto complementar)
	Os nutrientes exercem funções específicas na vida das plantas, embora em algumas delas possa haver, dependendo do elemento um certo grau de substituição.
	Pode-se classificar, portanto as funções exercidas pelos nutrientes em três grupos:
Estrutural – o elemento faz parte da molécula da molécula de um ou mais compostos orgânicos da planta, citando-se como exemplos:
N – componentes de aminoácidos, proteínas, etc; Ca – pectato de cálcio da lamela média da parede celular; Mg – componente da molécula de clorofila.
Constituinte de enzimas: trata-se de um caso particular do primeiro; refere-se geralmente a metais ou elementos de transição (Mo), que fazem parte do grupo prostético de enzimas e que são essenciais à atividade das mesmas; citando-se o Fe, Cu, Mn, Mo, Zn e Ni. 
Ativador enzimático – sem fazer parte do grupo prostético o elemento, dissociável da fração protéica da enzima, é necessário à atividade da mesma.
5. Elementos Benéficos
	Com a evolução das pesquisas na área de nutrição mineral de plantas, foram identificados alguns elementos que podem ser considerados essenciais para algumas espécies ou mesmo substituir parcialmente a função de elementos essenciais. Outros, quando em concentração muito baixas, estimulam o crescimento de plantas, porém sua essencialidade não é demonstrada ou, apenas demonstradas sob determinadas condições especiais. Esses elementos têm sido classificados como elementos benéficos.
	Existem casos em que o efeito positivo do elemento no crescimento da planta decorre de aumento de resistência a pragas e a doenças, ou favorece a absorção de outros elementos essenciais.
	São considerados elementos benéficos Al, Co, Na e o V.
6. Absorção de Nutrientes
	A absorção de um elemento qualquer (M, por exemplo) pode ser definida como sendo o processo pelo qual M passa do substrato (solo, solução nutritiva) para uma parte qualquer da célula vegetal (parede, citoplasma, vacúolo).
	Para que os elementos sejam absorvidos é necessário que os mesmos entrem em contato com as raízes das plantas. Este contato é por nós denominado de transporte de nutriente, e será visto mais adiante.
 	Após absorção pode ocorrer transporte ou translocação do elemento dentro de planta. Assim a translocação é definida como a transferência do elementoem forma igual o diferente da absorvida de um órgão ou região de absorção para outro qualquer (p. ex. da raiz para a parte aérea).
	A transferência de um elemento de um órgão ou de uma região de acúmulo para outro ou outra em forma igual ou diferente da absorvida (p. ex. de uma folha para um fruto; de uma folha velha para uma nova) é denominado de redistribuição.
7. O sistema Solo
	Existem vários conceitos para solo, dentre estes vamos citar aquele que define que o solo é “um sistema trifásico constituído de fase sólida, líquida e gasosa”.
	A fase sólida é constituída por constituinte minerais e orgânicos em diferentes proporções, também denominados de fração mineral e fração orgânica, respectivamente. A fase líquida é aquela que denominamos de solução do solo e a fase gasosa a atmosfera do solo.
	As fases líquida e gasosa ocupam o espaço poroso do solo. Considera-se que um solo com boas características físicas apresentem a seguinte composição quantitativa: fase sólida (50%), fase líquida (25%) e fase gasosa (25%).
8. O Sistema Solo-Planta
	O solo pode ser considerado é como o reservatório de nutrientes necessários às plantas. O esquema seguinte é uma visão simplificada de compartilhamento e vias de comunicação ou transferências de um elemento (M), geralmente um nutriente de planta. 
	O sistema é aberto em que os M são constantemente removidos de um lado, a fase sólida do solo (reservatório), e acumulado em outro, a planta.
Fase sólida = reservatório de nutrientes
Reações de transferência:
Fase sólida ( solução (intemperização), dessorção, e mineralização da matéria orgânica);
Solução ( fase sólida (adsorção, precipitação e imobilização da matéria orgânica, retrogradação). 
Solução ( raiz (absorção);
Raiz ( Solução (troca, excreção e vazamento) e
Parte aérea ( Raiz (redistribuição)
	A solução do solo é o compartimento de onde as raízes retiram ou absorve os elementos essenciais. 
9. Disponibilidade de Nutrientes
	As plantas absorvem os nutrientes, na forma de íons, da solução do solo. Por sua vez, na fase sólida esta a reserva desses íons. Estes são repostos para a solução do solo quando sua concentração é diminuída, em razão da absorção pelas plantas, ou de alguma perda. 
	A disponibilidade de um nutriente, recentemente, tem sido conceituada como a resultante da interação dos fatores quantidade (Q), intensidade (I) e capacidade tampão (CT).
	O fator Intensidade (I) é a concentração, ou, mais precisamente, a atividade do íon em solução. A concentração de qualquer nutriente em solução é normalmente muito pequena, de forma que as plantas, apesar de absorver os nutrientes da solução, ficam quase que totalmente na dependência da fração do nutriente retido na fase sólida capaz de ressupir a solução do solo.	O fator quantidade (Q) é a reserva do íon na fase sólida do solo(íon na forma lábil). O fator capacidade tampão é a relação entre os fatores quantidade / intensidade. 
O conceito de fertilidade do solo como a capacidade do solo em ceder nutrientes fica restrita a fases sólida e líquida, e tem como limite à solução do solo perto da fase sólida, a partir de onde são efetuados os processos de transporte (difusão e fluxo de massa), intercepção radicular e absorção.
	Os processos de transporte não devem ser considerados como parte integrante da fertilidade do solo, porque eles são dependentes de outros fatores, tais como, água disponível, compactação, volume de solo explorado pelo sistema radicular, capacidade de absorção pelas plantas, etc.
10. Transporte de nutrientes no solo
	À medida que as raízes crescem num solo ela absorve os nutrientes que inicialmente se encontram no trajeto de seu crescimento. Com o tempo, há um decréscimo da concentração destes elementos junto à superfície das raízes, à medida que eles são absorvidos, criando-se um gradiente de concentração entre esta região e aquela mais distante da raiz. Para que um novo suprimento chegue a superfície de absorção torna-se necessário a transporte até este ponto. E, este transporte tem como veículo à água.
	Dependendo do nutriente e de suas interações com o solo, dois mecanismos distintos são responsáveis pelo transporte: o fluxo de massa e á difusão. Além destes dois mecanismos, há um terceiro pelo qual a planta tem acesso ao nutriente. À medida que a raiz cresce, ela encontra no solo ao longo de sua trajetória, nutrientes que são absorvidos. Este mecanismo é denominado de intercepção de raízes.
	A quantidade de nutriente interceptado é aquela encontrada em um volume de solo igual ao volume de raiz. O volume interceptado é relativamente pequeno de 0,1 a 2% na camada superficial. A contribuição deste mecanismo quando comparada aos outros dois é pequena. Entretanto se a concentração do elemento for grande pode ser o suficiente para suprir a planta, como é o caso do Ca.
	Elementos que se encontram em maiores concentrações na solução do solo, como o cálcio e nitrogênio, por serem retidos com menor energia na fase sólida do solo, são transportados por fluxo de massa.
	O fluxo de massa é conseqüência da existência de um potencial de água no solo maior do que aquele junto à raiz, porque as plantas transpiram, o que causa um fluxo de água da região próxima a raiz para a parte aérea da planta. Esta diferença de potencial é que causa o movimento da massa de água em direção à raiz, arrastando nelas os íons que se encontram em solução.
	A quantidade de nutriente que pode chegar a superfície do sistema radicular pelo fluxo de massa é:
F = [Ci ] x V,
Onde:
F = Transporte ou fluxo de nutriente por fluxo de massa (mol.cm2 solo.s-1);
[Ci ] = concentração do elemento na solução do solo (mol.cm3.solução) e
V = Fluxo de solução (cm3.solução.cm-2 solo. S-1) .
 	Pelo fluxo de massa os nutrientes são transportados no solo a maiores distâncias.
	Para aqueles elementos, como o fósforo, que se encontram fortemente absorvidos ao solo e, portanto, com baixa concentração na solução do solo, a difusão torna-se o mecanismo de transporte responsável pela quase totalidade absorvida desses elementos.
	Este tipo de transporte (difusão) ocorre quando a absorção é superior à chegada do elemento à superfície da raiz, criando-se, assim, um gradiente de concentração. Assim os nutrientes movem-se de uma região de maior parra outra de menor concentração. 
Quadro 2. Contribuição relativa da intercepção radicular, do fluxo de massa e da difusão no fornecimento de nutrientes para as raízes de milho num solo barro limoso.
	
	
	Quantidade fornecida por
	Íon
	Absorção(1)
	Intercepção
	Fluxo de massa
	Difusão
	
	------(kg/ha)
	-------------------------(kg/ha)----------------------------
	N(NO3-)
	170
	2
	168
	0
	P(H2PO4-)
	35
	0,9
	1,8
	32,3
	K (K+)
	175
	3,8
	35,2
	136
	Ca (Ca2+)
	35
	16,5
	17,5
	0
	Mg (Mg2+)
	40
	15
	25
	0
	S (SO42-)
	20
	1
	19
	0
	Na (Na+)
	16
	1,6
	14,4
	0
	B (H3BO3)
	0,20
	0,02
	0,20
	0
	Cu (Cu2+)
	0,16
	0,01
	0,15
	0
	Fé (Fe2+)
	1,90
	0,22
	1,53
	0,17
	Mn (Mn2+)
	0,23
	0,10
	0,05
	0,08
	Mo (MoO4-)
	0,01
	0,001
	0,01
	0
	Zn (Zn2+)
	0,30
	0,10
	0,20
	0
(1) Colheita total (Parte aérea = 15680 kg/ha: Grãos = 9470 kg/ha)
Questões
01) O que é fertilidade do solo?
02) Fertilidade do solo e produtividade não são sinônimos. Explique.
03) Quando um elemento químico é considerado nutriente de planta?
04) O que difere os critérios da essencialidade propostos por Arnon & Stuat e os de Epstein?
05) Quais são os elementos essenciais? Escreva o nome e o símbolo químico.
06) com base em que os elementos essenciais são divididos e macro e micronutrientes?
07) Porque o termo macronutriente secundário não é adequado?
08) O que é elemento benéfico?
09) Defina absorção, transporte, translocação e redistribuição de nutrientes?
10) Quais são as funções dos nutrientes? Exemplifique.
11) Porque o solo é considerado um sistema?12) Quais são as reações de transferências que ocorrem no sistema solo-planta?
13) Defina fator quantidade, intensidade e capacidade tampão.
14) Qual é o veículo para o transporte dos nutrientes?
15) O que é interceptação radicular? 
16) O que é fluxo de massa?
17) O que é difusão?
18) Faça comparações entre fluxo de massa e difusão?
19) Qual a importância de se conhecer estes processos de transporte?
20) Qual a importância da fertilidade do solo para o profissional da área de Ciências Agrárias. 
M (adubo)
(Solubilização)( ↑ (Retrogradação)
M (fase sólida) ( M (solução) ( M (raiz) ( M (parte aérea)
(Imobilização)(↑(Mineralização)
Matéria Orgânica