Aula teórica 1 Conceitos de química do solo

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GCS110 – FERTILIDADE DO SOLO, MICROBIOLOGIA E 
NUTRIÇÃO MINERAL DE PLANTAS
Conceitos básicos, aspectos 
gerais da fertilidade e interação 
nutriente-solo
Prof. Leônidas C. A. Melo
2018-I
Brasil: PIB da produção agropecuária
(evolução 2000-2017)
Source: http://www.agricultura.gov.br/noticias/valor-bruto-da-producao-de-2016-e-de-r-523-6-
bilhoes/2016-11-valor-bruto-da-producao-principais-produtos-agropecuarios.pdf 
TotalCulturas Pecuária
B
il
h
õ
e
s
 R
$
Aumento médio ~7.3% ao ano nos últimos 16 
anos!!!
~2x média do PIB nacional
5
O Modelo Tradicional de Uso da Terra em Muitas Regiões 
Alta Exposição e degradação Solo, Baixa Produtividade
Sistemas Agrosilvipastoris - A Experiência no Cerrado 
de MG
 
 
1o Ano: Euc – Arroz; 2o Ano: Euc – Soja; 
3o Ano em Diante: Eucalipto – Pastagem
Fonte: CMM (2004)
 
Nutrientes de plantas
3
6
8
17
Proporção dos nutrientes na matéria seca (MS) das plantas
g kg-1 de MS
C = 450 O = 450 H = 60 
C + O + H = 960 g kg-1 de MS → 96 %
N = 15 
K = 10
Ca = 5
P = 2
Mg = 2
S = 1 
Total = 35 g kg-1
Cl = 0,100
Mn = 0,050
B = 0,020
Zn = 0,020
Fe = 0,010
Cu = 0,006
Ni = 0,003
Mo = 0,0001
Total = 0,21 g kg-1
Macronutrientes Micronutrientes
Nutriente disponível
Concepção real:
Nutriente absorvido pela planta durante o seu ciclo de vida
Concepção operacional
 Associada ao uso da análise química de solo para
caracterizar a disponibilidade dos nutrientes
(será abordada na aula prática: Análise química de solo)
Fatores que afetam a disponibilidade dos 
nutrientes
Solo
Planta
Micro-
organismos
- Umidade (água disponível)
- pH
- Textura
- Compactação
- Interação entre nutrientes
- Genótipo
- Sistema radicular
- Rizosfera
- Micorrizas
- Fixação biológica de nitrogênio
“Leis” da Fertilidade do Solo
• Lei do mínimo (Liebig 1862)
Lei do mínimo a resposta é linear até um ponto onde se alcança
um platô devido à insuficiência de outro nutriente que, então, se
torna o limitante (visão quantitativa)
Nutriente aplicado
P
ro
d
u
ç
ã
o
K
platô de resposta a K
platô de resposta a P
P
em condições de campo são vários os
nutrientes ou fatores que limitam a produção,
além da ação de suas interações
Restrições da Lei do mínimo
nem sempre é suficiente para explicar as
respostas a adubação
“Os aumentos de produção de uma cultura, obtidos pela adição
de quantidades crescentes de um nutriente, são decrescentes”
dy1
dx1
dy2
dx2 dx3 dx4 dx5
dy3
dy4
DOSE DO NUTRIENTE X
P
R
O
D
U
Ç
Ã
O
dy1 > dy2 > dy3 > dy4 
Prud. máx. 
econômica
• Lei dos incrementos decrescentes
(Mitscherlich, 1930) 
0
+ 10
+ 10
+ 10
+ 10
+ 10
+ 10
1790
1934
2032
2099
2146
2177
2199
144
98
67
47
31
22
---------- kg ha-1 ---------- kg
Quantidade de
Nitrogênio
Produção de
Algodão Aumento
1500
1800
2100
2400
0 + 10 + 10 + 10 + 10 + 10 + 10
Quantidade de Nitrogênio
P
ro
d
u
ti
v
id
a
d
e
, 
k
g
 h
a
-1
Exemplo: Produção de algodão x adubação nitrogenada.
Resultados médios de 15 experimentos em Latossolo Vermelho
Fertilidade do solo?
• CAPACIDADE DO SOLO SUPRIR nutrientes em
quantidade adequada e balanceada para as plantas
durante o seu ciclo de vida.
Todo solo FERTIL é PRODUTIVO ?
Manejo da fertilidade do solo
Manejo da fertilidade do solo
INTERAÇÃO NUTRIENTE-SOLO
“Ideal”
25 %
25 %
5 %
45 %
Fase gasosa (ar do solo)
CO2 – Respiração de raízes e microrganismos
Fornece N2 – Fixação biológica de nitrogênio
O2 – muda a dinâmica dos elementos no solo
Argila
Húmus
Argilominerais
Argila silicatada
Óxidos de Fe e Al
Fração Argila
•Classificação por tamanho 
•Partícula < 0,002 mm ou 2 mm
Mineralogia da Fração Argila
Unidades estruturais dos minerais silicatados
Minerais silicatados
webminerals.com
Argilas não-silicatadas
3
FeO OH 
Jovem
Intemperismo determina o tipo de argila
2:1
1:1
Óxidos de Fe e Al
GIBBISITA
Origem das cargas negativas - permanentes
Substituição iônica ou “isomórfica”
quando o pH está abaixo do PCZ a superfície do colóide apresenta um 
saldo de cargas positivo
quando estiver acima do PCZ o saldo é negativo
fração
Ponto de carga zero - PCZ
Adsorção Catiônica ou CTC
Características: - Reversível - Estequiométrica - Rápida
H+ covalente
Características relacionadas à CTC do Solo 
t representa a CTC efetiva, no pH do solo
T representa a CTC a pH 7
(SB) soma de bases
(V) índice de saturação por bases
(Al3+ trocável) acidez trocável
(H + Al) acidez potencial
(m) saturação por alumínio
Valores de pH, Al3+, SB, t, (H + Al), T, V e m de três solos.
Solos pH Al3+ SB t (H + Al) T V m
------------------ cmolc/dm
3 -------------------- -------%-------
A 5,4 0,1 1,9 2,0 1,4 3,3 58 5
B 4,5 1,7 1,0 2,7 5,0 6,0 17 63
C 6,5 0,0 10,0 10,0 1,0 11,0 91 0
t=SB+Al3+
T=SB+ (H+Al)
V%=(SB/T)*100
m%=(Al3+/t)*100
Adsorção Aniônica
poder do solo em reter ânions na fase sólida
H2PO4
- H2PO4
-
Solos eletronegativos
Baixa adsorção de ânions
Intensa lixiviação
Adsorção Aniônica
Transporte de Nutrientes no Solo 
Fluxo de massa
Difusão
Mecanismos:
44
Difusão
45
2
2
2
2
2
Valores médios de coeficientes de difusão (D) de Íons no solo
Nutriente Solução do 
solo
Interceptação 
radicular
Fluxo de massa Difusão
mg/L ------------------------------------%------------------------------------
P 0,35 3,5 2,6 93,9
K 12,4 0,9 10,1 89,0
Ca 168,2 35 337,5 -
12 solos do RS – Experimento de milho em casa de vegetação
47
Transporte de nutrientes e competição nutricional
Exercícios do conteúdo ministrado
1 - Quais elementos são nutrientes de plantas e quais suas formas absorvíveis? 
2 – Como são geradas as cargas permanentes e as cargas variáveis em solos? 
3 - O que é o ponto de carga zero (PCZ) de um solo? Relacione o PCZ com a geração de 
cargas negativas (CTC) em solos tropicais. 
4 - Em quais situações de solo podem ocorrer o predomínio de cargas positivas?
5 – Qual a diferença de CTC efetiva e CTCpH 7,0?
6 – Por que a CTC do solo de regiões tropicais é geralmente muito baixa? O que pode ser 
feito para elevá-la?
Solo pH P K Ca+2 Mg+2 Al+3 H+Al SB t T m V
H2O KCl mg dm
-3 cmolc dm
-3 %
1 5,0 5,4 0,6 11,0 0,08 0,03 0,86 5,3
2 5,2 4,9 1,0 0,18 0,10 6,4 0,36 1,03
7 – Complete as lacunas em branco apresentado os cálculos e responda:
8 - Quais são os mecanismos de transporte de nutrientes no solo, como eles 
atuam e qual é mais importante para elementos imóveis ou com baixa 
concentração na solução do solo?