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CCuurrssoo oonnlliinnee FFeerrttiilliiddaaddee ddoo SSoolloo:: IImmppaaccttooss FFiinnaanncceeiirrooss ee PPrroodduuttiivvooss eemm ssuuaa FFaazzeennddaa 2 Sumário 1. Objetivo do curso ............................................................................................................. 4 2. Público alvo ....................................................................................................................... 4 2.1. Plantas x Nutrientes x Solo ................................................................................... 4 2.2. Fertilidade do Solo ................................................................................................... 5 2.3. Disponibilidade de nutrientes ............................................................................... 6 2.4. Leis da Fertilidade do Solo .................................................................................... 6 3. Interações da Fertilidade do Solo ................................................................................ 8 3.1. Fase Gasosa ou Ar do Solo ................................................................................... 9 3.2. Fase Líquida .............................................................................................................. 9 3.3. Fase Sólida ............................................................................................................... 11 3.4. Conceitos sobre CTC - Capacidade de Troca de Cátions ........................... 12 4. Acidez do solo ................................................................................................................. 15 4.1. Poder Tampão do Solo ......................................................................................... 16 5. Gessagem ......................................................................................................................... 17 6. Calagem ............................................................................................................................ 18 6.1. Características dos Corretivos ........................................................................... 20 6.1.1. Natureza Química ........................................................................................... 20 6.2. Poder de Neutralização ......................................................................................... 20 6.2.1. Granulometria.................................................................................................. 21 6.2.2. Cálculo da Necessidade de Calagem ........................................................ 21 7. Análise do Solo ............................................................................................................... 22 7.1. Amostragem do Solo ............................................................................................. 23 7.2. Análise em Laboratório ........................................................................................ 24 8. Nitrogênio no solo.......................................................................................................... 24 8.1. Considerações Iniciais.......................................................................................... 24 8.2. Ciclo e Formas de Nitrogênio no Solo .............................................................. 25 8.3. Fontes Minerais de Nitrogênio ............................................................................ 26 8.4. Fatores que Regulam o Teor de N no Solo ..................................................... 27 9. Fósforo no Solo .............................................................................................................. 27 9.1. Considerações Iniciais.......................................................................................... 27 9.2. Fontes Minerais de Fósforo ................................................................................. 28 9.3. Fatores que Regulam a Fixação de Fósforo ................................................... 29 9.4. Fósforo Remanescente ......................................................................................... 30 3 10. Potássio no Solo ........................................................................................................ 30 11. Cálcio no Solo ............................................................................................................. 31 12. Magnésio no Solo ....................................................................................................... 31 13. Enxofre no Solo .......................................................................................................... 32 4 1. Objetivo do curso O objetivo deste curso de Ensino à Distância é um estudo dos principais conceitos da Fertilidade do Solo e de fatores ligados ao seu manejo, de modo que a utilização de corretivos e fertilizantes seja sempre a mais correta e eficiente possível. Além disso, ao final do curso, há uma sessão sobre como interpretar uma análise de solo feita em laboratório, para que os alunos possam colocar em prática os ensinamentos que adquiriram durante o curso e realizar suas próprias interpretações e cálculos. 2. Público alvo Estudantes e Professores que buscam atualização na área de Fertilidade do Solo, Gerentes e Funcionários de fazendas que gostariam de se capacitar em Fertilidade do Solo e conhecer mais sobre fertilizantes, nutrição de plantas, corretivos agrícolas e o impacto financeiro e produtivo que estes fatores exercem em suas propriedades. 2.1. Plantas x Nutrientes x Solo Antes de tudo, gostaria de apontar alguns itens interessantes que provocarão discussão durante o decorrer do curso: - 17 elementos químicos são necessários para a nutrição das plantas, sendo 14 deles fornecidos pelo solo. O primeiro papel do solo é de fornecedor desses elementos químicos essenciais para que a planta se desenvolva. - A água é o principal fator limitante de produção máxima, sendo a fertilidade o segundo. - Cada solo tem uma capacidade diferente de fornecer nutrientes para as plantas em função de suas características químicas, físicas e biológicas. - O manejo dos nutrientes para o solo é específico para cada tipo de solo e de cultura. Após estas considerações, começaremos com alguns conceitos básicos em Fertilidade do solo. a) Vegetais: Seres com capacidade de conversão de elementos químicos em compostos celulares. b) Elementos Químicos Essenciais: Na falta de qualquer um destes elementos, a planta não completa seu ciclo de vida, que são: Carbono (C), Hidrogênio (H), Oxigênio = Presentes na água. Não são nutrientes minerais, mas a planta os retira do solo. Nitrogênio (N), Fósforo (P), Potássio (K), Enxofre (S), Cálcio (Ca), Magnésio (Mg), Ferro (Fe), Manganês (Mn), Cobre (Cu), Zinco (Zn), Molibdênio (Mo), Boro (B), Cloro (Cl) e Níquel (Ni) = Presentes na planta. Estão presentes no solo. 5 *O Cobalto (Co) não é considerado um nutriente de plantas, mas é necessário na associação entre as plantas e as bactérias fixadoras de nutrientes. Já que não são todas as espécies de plantas que conseguem fazer esta fixação de nutrientes, o Cobalto não é considerado um elemento essencial. Os nutrientes são requeridos em diferentes quantidades pelas plantas, por isso são classificados em dois grandes grupos: - Macronutrientes: São os nutrientes requeridos em maior quantidade pela planta = Nitrogênio (N), Fósforo (P), Potássio (K), Enxofre (S), Cálcio (Ca), Magnésio (Mg). - Micronutrientes: São os nutrientes requeridos em menor quantidade pela planta. Apesar de requeridos em pequenas quantidades, são essenciais e, além disso, são normalmente necessários para ativar alguma enzima = Ferro (Fe),Manganês (Mn), Cobre (Cu), Zinco (Zn), Molibdênio (Mo), Boro (B), Cloro (Cl) e Níquel (Ni). c) Fertilidade do Solo: É o ramo da ciência que estuda a capacidade do solo de suprir nutriente às plantas, focando aprofundar os conhecimentos em cada nutriente para entender as transformações, a mobilidade e a disponibilidade de cada uma às plantas. 2.2. Fertilidade do Solo Um solo fértil é um solo com grande capacidade de fornecer nutrientes para a planta. Em geral, os solos brasileiros são pobres em nutrientes e ácidos (70% dos solos cultivados tem limitação séria de fertilidade), sendo, portanto, geralmente necessário a aplicação de corretivos e fertilizantes, tomando o cuidado para que sejam aplicados na dosagem correta. Como comentado anteriormente, estudaremos com a fertilidade do solo a capacidade de um solo em suprir nutriente às plantas, ou seja, precisamos conhecer o solo de nossa propriedade, suas peculiaridades e características para que o manejo seja muito bem feito e que os resultados na lavoura sejam fantásticos. Os profissionais do agronegócio, assim como os agricultores, precisam se conscientizar de que o manejo correto da fertilidade é responsável pela maior parcela dos ganhos de produtividade obtidos com o uso de práticas culturais recomendadas para as diversas culturas. Isto quer dizer que, se avaliarmos a fertilidade do solo de maneira correta, aplicaremos a quantidade correta de fertilizantes e corretivos necessária para explorarmos o máximo de produção que aquela cultura pode nos oferecer. Uma simples análise de solo, a um preço muito acessível, é uma das principais responsáveis pelo sucesso ou insucesso de sua plantação! 6 2.3. Disponibilidade de nutrientes Uma série de fatores influencia a dinâmica dos diferentes nutrientes no solo, condicionando a capacidade do mesmo em supri-los às plantas. As plantas são capazes de absorver nutrientes na forma iônica dissolvidas na fase aquosa que compõe o solo, como será visto nos capítulos a seguir com mais detalhes. Em resumo, um nutriente, para ser absorvido pela raiz, necessita ser transportado até a superfície radicular pela solução do solo e, posteriormente, ressuprir a solução do solo com o mesmo nutriente que foi absorvido e na quantidade exata que foi transferida para a raiz da planta. A concentração de qualquer nutriente em solução é normalmente muito pequena, de forma que as plantas, apesar de apenas absorverem os nutrientes da solução, ficam quase totalmente na dependência da quantidade de nutriente retido na fase sólida capaz de ressuprir a solução do solo. A disponibilidade de nutrientes também é influenciada pelo fator planta. Cada vez mais é reconhecido o papel da planta na aquisição de nutrientes do solo, alterando e controlando a disponibilidade de nutrientes no solo. Cada espécie possui uma capacidade diferente nesta aquisição de nutrientes, algumas absorvem com mais facilidade e outras exigem mais energia e são menos eficientes neste processo. Principalmente para os nutrientes de baixa mobilidade, como por exemplo, o fósforo (P), a morfologia e o crescimento radicular exercem papel fundamental na disponibilidade deste nutriente para a planta. A raiz das plantas, dentro de certos limites, tende a criar um ambiente próprio de 1 a 4 mm ao seu redor, chamado rizosfera, de maneira que os nutrientes ficam dispostos neste ambiente. Assim, as alterações de acidez e a presença de alguns óxidos podem resultar em sensíveis alterações na disponibilidade dos nutrientes. Também merece destaque a associação das raízes com fungos micorrízicos (micorrizas), em que as hifas presentes nos fungos aumentam a área de absorção promovendo maior aquisição de nutrientes. Esta prática ganha a cada ano mais adeptos e vêm revolucionando a fertilidade do solo e a nutrição de plantas. 2.4. Leis da Fertilidade do Solo - Lei do Mínimo: “A produção das culturas é limitada pelo nutriente em menor disponibilidade no solo, mesmo que todos os outros estejam disponíveis e em quantidade adequada”. 7 Figura 1: Demonstração da Lei do Mínimo. A Lei no Mínimo nos permite concluir que a planta precisa de todos os 14 nutrientes em suas quantidades adequadas para uma produção sustentável e em grande escala. - Lei dos Incrementos Decrescentes: “Ao se adicionar doses crescentes de um nutriente, o maior incremento em produção é obtido com a primeira dose. Com aplicações sucessivas do nutriente, os incrementos de produção são cada vez menores”. Figura 2: Demonstração da Lei dos Incrementos Decrescentes. O eixo Y (Vertical) corresponde ao aumento de produção e o eixo X corresponde ao nitrogênio aplicado. A Lei dos Incrementos Decrescentes dita que o aumento da produção com aplicação de fertilizantes e corretivos não e linear, ou seja, a curva de qualquer planta em qualquer nutriente não é linear. O ponto com maior diferença entre a produção e o custo é o ponto de máxima eficiência econômica. Esse ponto nem sempre coincide com o ponto de maior aumento na produção. Lembre-se: O custo de produção é linear! Por isso, nem sempre produzir o máximo que a planta pode alcançar é viável economicamente. Tem-se que procurar uma dose de nutriente que dê maior retorno. Para os micronutrientes, o espaço entre a falta e o excesso de nutrientes é muito pequeno. O que mais traz preocupação é o Boro, pois o limite entre a diferença entre a deficiência e a toxidade é extremamente pequeno. 8 3. Interações da Fertilidade do Solo Produtividade = f(fertilidade), preparo de solo, controle de erosão, irrigação, variedades produtivas, densidade, época de plantio, controle de pragas e doenças e plantas daninhas. Interações Importantes: a) Fertilidade X Irrigação b) Fertilidade X Utilização de variedades produtivas Fertilidade X Irrigação: A água potencializa o efeito das aplicações dos nutrientes, já que o nutriente para ser utilizado deve estar na forma iônica e, portanto, solubilizada em água. Figura 3: Irrigação na agricultura. Fertilidade X Utilização de variedades produtivas Cada variedade, devido a sua base genética, possui uma produtividade em solos com mesmas condições. Existem ainda variedades que não respondem praticamente nada a aplicação de nutrientes, ou então necessitam de altas quantidades para um pequeno aumento. Por isso a escolha da variedade que melhor responde é extremamente importante. Figura 4: O plantio de variedades produtivas é um fator importantíssimo na produtividade e vigorosidade da lavoura 9 c) Interação Nutriente-Solo - Fase Gasosa ou Ar do Solo a. Sistema Solo - Fase Líquida ou Solução do Solo - Fase Sólida - Fase Viva ou Organismos do Solo 3.1. Fase Gasosa ou Ar do Solo Está nos poros (Macroporos). A composição do ar do solo e da atmosfera são muito semelhantes, sendo que o solo tem um pouco mais de CO2 devido as decomposições que ocorrem no solo. A Fase Gasosa não tem importância nenhuma para o fornecimento direto de nutrientes, mas ela tem um papel indireto importante por causa do oxigênio. Durante o metabolismo ocorre a respiração radicular que fornece energia para uma série de processos, inclusive a absorção de nutrientes. O oxigênio é receptador de elétrons e poder redutor proveniente da respiração. Por isso, em condições anaeróbias (sem oxigênio), as plantas secam e morrem. No ar atmosférico e no solo a concentração de oxigênio é por volta de 20%. No solo para a planta começar a sofrer pela falta de oxigênio, a concentração deve ser menor que 8%. *Exemplo: O arroz pode ser cultivado em solos alagados (sobre anaerobiose), pois possui aerênquima em suas raízes. Outra condição de anaerobiose pode ocorrer pela compactação dosolo, que diminui os macroporos (solos com muita freqüência de passagem de maquinário pesado, por exemplo). 3.2. Fase Líquida Está principalmente nos microporos. Não é uma água pura. É uma água que se encontram vários solutos, entre eles os nutrientes, que estão na forma iônica (cátions e ânions) a) N (Nitrogênio) = Ocorre na forma de NH4+ ou NO3- b) P (Fósforo) = Ocorre na forma de H2PO4- ou HPO42- c) K (Potássio) = Ocorre na forma de K+ d) Ca (Cálcio) = Ocorre na forma de Ca2+ e) Mg (Magnésio) = Ocorre na forma de Mg2+ f) S (Enxofre) = Ocorre na forma de SO42- g) Fe (Ferro) = Ocorre na forma de Fe3+ h) Zn (Zinco) = Ocorre na forma de Zn2+ i) Cu (Cobre) = Ocorre na forma de Cu2+ j) Mn (Manganês) = Ocorre na forma de Mn2+ k) Mo (Molibdênio) = Ocorre na forma de MoO42- ou HMoO4- 10 l) Cl (Cloro) = Ocorre na forma de Cl- m) Ni (Níquel) = Ocorre na forma de Ni2+ O Boro é o único nutriente que ocorre na solução do solo na fase neutra e é absorvido pela planta na forma H3BO3. Os outros demais são absorvidos pelas plantas na forma de íons. Portanto a solução do solo é a fonte imediata de nutrientes para a planta. Se ocorrer uma falta de água no solo, a planta sofrerá com a absorção de nutrientes, já que estes não estariam ionizados. Quanto mais seco o solo estiver, menor a mobilidade dos nutrientes na solução do solo. Por isso, a água é o principal fator limitante de produção máxima, sendo a fertilidade o segundo, como já discutido nas primeiras páginas deste material. Na solução do solo também contém outros elementos que não servem de nutriente para as plantas NA+, Pb+, Al3+. Entre eles estão também dois íons extremamente importantes = H+ e OH-. A presença de H+ e OH- é extremamente importante, pois são elas que determinam o pH do solo, sendo este pH o principal fator que afeta a disponibilidade de todos os nutrientes. pH = Potencial Iônico pH = I------------------------------I 7 I------------------------------I 14 Ácido Alcalino (Básico) Quanto maior o a concentração de H+, menor será o pH do solo e mais ácido o solo será. Quanto maior a concentração de OH-, maior será o pH e mais básico o solo será. A faixa de pH ideal para a maioria dos solos é em torno de 6. *Quelatos: A matéria orgânica se decompõe e, com o tempo, forma húmus. Portanto, ocorre uma transformação de moléculas maiores em menores. Neste processo ocorrem partículas intermediárias que possuem cargas negativas, podendo adicionar a si cátions (cargas positivas). Quando ocorre deste nutriente estar preso nesta forma intermediária de matéria orgânica ocorrem os quelatos. Isto pode acontecer naturalmente ou artificialmente. Portanto para ser quelato, deve ser de cátion, pois a matéria orgânica tem cargas negativas. Os quelatos aumentam a disponibilidade deste nutriente para as plantas, pois eles funcionam como uma proteção para que o nutriente não se uma com outro ânion qualquer. Em forma de quelatos, os nutrientes têm mais mobilidade na solução do solo, pois ele está menos propenso a se unir com outros componentes. Então, é mais fácil de ser absorvido pela planta. Os quelatos são formas instáveis, e, por serem formas intermediárias, esta instabilidade é afetada principalmente pelo pH. A maioria dos quelatos que ocorrem são com os micronutrientes catiônicos (Ferro, Zinco, Cobre, Manganês), pois eles têm um raio iônico que se ajusta bem a estrutura dos quelatos. 11 Obs: O quelato, em sua totalidade, não é absorvido pelas células da raiz. Quando o quelato chega na superfície da raiz ocorre um sinal da raiz para a parte aérea que libera enzimas quebrando o quelato, e a planta absorve o cátion. Já na folha, devido aos estômatos, o quelato por inteiro pode entrar na folha. Isso ocorre nos fertilizantes quelatados para aplicação via foliar. 3.3. Fase Sólida Formada por partículas de diferentes tamanhos. É esta fase que repõe os nutrientes para a solução, já que os que existem na solução não são suficientes para a planta em nem mesmo um dia. Os colóides (partículas sólidas < 0,002mm), são responsáveis pela atividade química do solo, pois têm a capacidade de desenvolver cargas elétricas que retém os cátions e os ânions liberados pelo intemperismo, liberados pela decomposição da matéria orgânica, ou aqueles que nós adicionamos ao solo via adubação. Esses colóides podem ser: - Minerais - Orgânicos: É o mesmo que Húmus, ou seja, matéria orgânica decomposta. Esses colóides fazem parte da fração argila do solo. Quanto mais argiloso, ou quanto mais matéria orgânica têm um solo, o solo terá mais colóides e, portanto, mais cargas este solo terá. Os colóides do solo são o grande reservatório de nutrientes que ocorre no solo, pois ele repõe os nutrientes a medida que os mesmos vão sendo absorvidos. Alguns conceitos que podem nos confundir: a) Adsorção: É a retenção do íon na fase sólida do solo b) Dessorção: É a passagem de um nutriente da fase sólida para a solução do solo c) Absorção: Quando o nutriente sai da solução do solo e passa para dentro da célula da raiz. d) Lixiviação: Quando o nutriente se movimenta pelo perfil do solo. O Boro é facilmente lixiviado, pois, como visto anteriormente, não possui carga elétrica. Ainda na fase sólida, existem alguns tipos de ligação entre os cátions e nos íons, como podem ser vistos a seguir: a) Ligação Eletrostática: Ligação pela atração, não é uma ligação muito forte. Os cátions que se ligam por este tipo de ligação são Al3+, Ca2+, Mg2+ e K+. Quando o ânion se liga por esse tipo de ligação, são chamados trocáveis (passam da fase sólida para a fase líquida ou vice- versa). Eles são responsáveis pela CTC – Capacidade de Troca de Cátions. Os ânions que se ligam desta maneira são SO4-, NO3-, Cl- e são responsáveis pela CTA – Capacidade de Troca de Ânions. b) Ligação Covalente: Ligação de alta energia, muito forte. O cátion que se liga por esta ligação é o H+ (não trocável) e os ânions são H2PO4- e MoO42- (não trocáveis). 12 3.4. Conceitos sobre CTC - Capacidade de Troca de Cátions Provavelmente este é o conceito mais importante da Fertilidade do Solo, pois é o processo dinâmico responsável pela troca de cargas entre as diferentes fases do solo. Os colóides do solo (conjunto dos minerais e frações de húmus presentes na matéria orgânica do solo) podem desenvolver tanto cargas negativas, quanto cargas positivas. Entretanto, há o predomínio de cargas negativas, as quais podem ser permanentes ou variáveis. As cargas negativas permanentes existem na estrutura dos minerais de argila e uma série de íons. As cargas variáveis, assim denominadas por terem seu desenvolvimento afetado pelo pH do solo, podem ser negativas ou positivas. Os colóides orgânicos, com a elevação do pH do solo, apresentam aumento na densidade de cargas negativas. Como já destacado, uma característica fundamental dos solos diz respeito a capacidade dos colóides do solo em desenvolver cargas negativas ou positivas. Este desenvolvimento de cargas promove a adsorção de cátions (íons com carga positiva. Ex: Ca2+, K+) e ânions (íons com carga negativa. Ex: OH-) presentes na solução do solo. Assim, na avaliação da capacidade do solo em suprir nutrientes às plantas, precisa-se considerar a relação entre a fase líquida e a sólida. A fase líquida representa a fonte imediata, de onde os nutrientes são absorvidos. A fase sólida representa o grande reservatório de nutrientes, ressuprindo a solução do solo à medida que os nutrientes são absorvidos pelas raízes. A retenção de íons pela fase sólida do solo não envolve apenas a adsorção em cargas elétricas desenvolvidas na superfície dos colóides. No caso dos cátions Al3+, Ca2+, Mg2+, K+, NH4+ e Na+ a adsorção às cargasnegativas é direta, ocorrendo apenas ligação eletrostática. Neste caso, esses cátions são trocáveis com cátions da solução, num processo reversível e estequiométrico, definindo a Capacidade de Troca de Cátions, ou CTC do solo. O cátion H+ apresenta uma relação muito específica com a superfície dos colóides, uma vez que o mesmo liga-se fortemente à superfície, através de ligação covalente. Neste caso, o cátion H+ não é trocável e apenas libera a carga negativa ocupada de forma indireta. Portanto, a calagem, entre outros benefícios, promove aumento da CTC do solo. Concluindo, basicamente a Capacidade de Troca de Cátions de um solo é a energia de retenção dos cátions na fase sólida. Apesar de o processo ser estequiométrico, os cátions trocáveis não são retidos com a mesma força pelos colóides. A ordem preferencial de retenção ou série liotrópica é dada por: Série Liotrópica: H+>>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+=NH4+>Na+ Observe bem como o H+, um dos principais cátions responsáveis pela acidificação de um solo, é retido de maneira muito forte pelo solo. Em segundo lugar, um dos cátions que mais acidificam o solo também, o Al3+, que é também retido pelo solo fortemente. O ideal é que tenhamos uma concentração destes cátions acidificantes bem balanceada, resultando em um pH ideal para o desenvolvimento da planta e, conseqüentemente, esteja bem nutrida para explorarmos o máximo de produção. 13 Relembrando os pontos mais importantes: A CTC é um fenômeno que possui três características: - É um fenômeno reversível - É um fenômeno instantâneo - É um fenômeno estequiométrico Fatores que afetam a CTC: - Teor de argila - Teor de matéria orgânica - Mineralogia do solo - pH (cargas variáveis ou dependentes de pH) A capacidade de Troca de Cátions, conforme já discutido, é de grande importância para a agricultura. Por isso, o conhecimento de alguns conceitos e indicadores a ela relacionados são muito relevantes para o manejo da fertilidade. A seguir serão listados estes conceitos e indicadores. São estes os dados que serão interpretados na análise de solo e que, posteriormente, servirão de base para tomada de decisão em qual corretivo e/ou fertilizante aplicar, em qual dosagem, se parcelado ou não, entre outras. a) CTC Efetiva do solo (t): cmolc/dm3 – É a capacidade do solo de ter cátions no se pH natural. Qualquer que seja o pH do solo, as cargas elétricas negativas ocupadas pelo hidrogênio não estão disponíveis para a troca. t= Al3+ + Ca2+ +Mg2+ + K+ Supondo-se o cultivo do solo ao valor do pH natural, a correta interpretação do valor da CTC Efetiva fornece uma idéia das possibilidades de perdas de cátions por lixiviação, do potencial de salinidade e necessidade de parcelamento de adubações, principalmente potássicas. Um valor de t menor que 2,3 cmolc/dm3 é baixo, segundo a Comissão de Fertilidade do Solo de Minas Gerais – CFSEMG (CFSEMG, 1999), sendo indicativo de solo arenoso, com baixo teor de matéria orgânica. Nesta condição, se for feita uma adubação pesada poderá ocorrer perdas de cátions por lixiviação e elevada salinidade para as sementes ou plântulas. b) Soma de Bases (SB): cmolc/dm3 – É o somatório dos nutrientes que possuem características básicas, entre eles cálcio, magnésio e potássio. SB= Ca2+ + Mg2+ + K+ 14 A soma de bases por si só não é um parâmetro muito importante, por englobar três bases e, conseqüentemente, não dar uma idéia de valores absolutos de cada uma delas. Para cada uma das bases, além dos teores absolutos, pode-se calcular a fração da CTC efetiva ocupada por cada uma, da seguinte maneira: % Ca = (Ca2+/T)/100 % Mg = (Mg2+/T)/100 % k = (k+/T)/100 Para uma condição ideal de suprimento das bases, a porcentagem de saturação de Ca, Mg e K na CTC potencial deve ser de 60-70; 10-20 e 2-5%, respectivamente. c) Saturação por Alumínio (m%): É representada pela letra “m”, expressando a fração da CTC Efetiva que é ocupada por alumínio trocável. m%= Al3+/t x 100 Acima de 1,0 cmolc/dm3, o teor de alumínio trocável é considerado elevado pela CFSEMG e será prejudicial ao crescimento da maioria das espécies vegetais. Porém, o parâmetro que melhor representa o potencial fitotóxico do alumínio é justamento o valor “m”, calculado em %. Uma saturação de alumínio acima de 60% provoca praticamente a paralisação do crescimento das raízes. CTC Potencial ou CTC a pH 7,0 (T): cmolc/dm3 – É representado pela letra “T” e reflete a capacidade do solo em reter cátions a pH 7,0. Pode ser calculado de duas maneiras, que serão demonstradas a seguir: T= t + H+ T= SB + H + Al Sob um ponto de vista prático, é o valor da CTC de um solo, caso a calagem desse solo fosse feita para elevar o pH a 7,0. Partindo-se de um solo ácido, a elevação do pH para 7,0 promove a neutralização de cátions H+ que se encontram em ligações covalentes. O ganho em CTC pela neutralização de H+ adsorvidos será tanto maior quanto mais baixo for o pH natural do solo e quanto maior for o teor de matéria orgânica. d) Saturação por bases (v%): Quantos % da CTC Potencial estão ocupados por bases. v%=SB/T x 100 Visando o manejo da fertilidade do solo, o aumento do pH do solo tem de ser feito com corretivos que adicionem bases ao solo, de forma a elevar também a saturação por bases. Esta é uma das razões do uso de calcário, pois, além de elevar o pH do solo, este corretivo adicionará magnésio e cálcio ao solo. Isto nos leva a conclusão que a porcentagem 15 de saturação de bases (v%) é um parâmetro que deve ser muito utilizado para recomendação da calagem. 4. Acidez do solo A acidez é o principal fator que afeta a disponibilidade de nutrientes para a planta. A acidificação é um processo que acontece quando a parte sólida do solo perde bases, e estas bases são substituídas por elementos de caráter ácido (H+, Al3+). Origem da acidez (fatores de acidificação): - Material de origem: Um solo originado de um material pobre em bases será um solo ácido. - Decomposição da matéria orgânica: Durante a decomposição há liberação de elementos ácidos. - Chuva ácida: Mistura de vapor de água e gases emanados pelas indústrias, que podem gerar acidez ao solo. - Aplicação de fertilizantes: Todos fertilizantes contendo nitrogênio na forma de amônio conferem acidez ao solo, pois ocorre uma reação Biosintética no solo que converte o amônio em nitrato. - Remoção de bases pelas culturas. - Absorção iônica pelas plantas: Dentro da célula existe um equilíbrio de cargas (iônico) e a planta transfere um H+ para fora da célula, acidificando o solo. Já se a planta absorver um ânion, como o NO3- por exemplo, ela desequilibra e então transfere para fora da célula um OH-, alcalinizando o solo. Existem plantas acidificantes ou alcalinizadoras do solo. O nitrogênio é o principal nutriente que interfere nesse aspecto, devido a ser absorvido em maior quantidade. Para que entre ou saia algo da célula, a planta gasta energia, portanto para ela o ideal é que entre metade de NH4+ e metade de NO3- pois assim o balanço iônico será mantido sem que haja expulsão de nenhum íon e sem gasto de energia. A seguir, listaremos e detalharemos as principais causas do menor crescimento das plantas em solos ácidos e alcalinos: Solos Ácidos: a) Toxidez de H+, Mn2+ e Al3+ a. H+: i. Solos com pH<4,5 = Desloca o Ca2+ da plasmalema (a membrana fica quebradiça), ii. Redução da permeabilidade da membrana, iii. Redução do crescimento radicular, iv. Redução no crescimento e atividade de bactérias (Fixação de Nitrogênio) v. Obs: Para resolvermos este problema, podemos fornecer cálcio que vai compor novamente a membrana, 16 melhorando sua permeabilidade. O cálcio é fornecido ao cálcio através dacalagem. b. Mn2+: i. Solos ácidos, ricos em Mn2+, ii. Sintomas na parte aérea da planta, iii. Folhas encarquilhadas (enroladas; diminuindo a atividade fotossintética e causando problemas à planta). c. Al3+ i. Extremamente importante para a saúde da parte aérea e radicular, ii. Elevado potencial fitotóxico, iii. É o grande problema de nossos solos, iv. O Al3+ impede a duplicação do DNA, não havendo crescimento da raiz e, com isso, causando problemas de absorção de água e nutrientes, v. Principais danos devido à alta concentração de alumínio no sistema radicular são: raízes curtas e grossas, menor proliferação de raiz, redução na absorção de água e nutrientes, redução na síntese de reguladores de crescimento, vi. Principais danos devido à alta concentração de alumínio na parte aérea são: redução no crescimento da planta, sintomas semelhantes a deficiência de cálcio e fósforo. b) Baixa disponibilidade de nutrientes – Efeito do pH na disponibilidade de nutrientes. c) Baixa eficiência no aproveitamento de fertilizantes – Maior eficiência de absorção pelas plantas: pH 6,0 – 7,0. d) Baixa atividade biológica: e) Microorganismos muito sensíveis a acidez (Exemplo: Bactérias fixadoras de nitrogênio), f) Menor mineralização da matéria orgânica, g) Menor fixação de nitrogênio. Solos alcalinos: a) Material de origem (solo) rico em bases, como por exemplo rochas calcárias, b) Uso excessivo de corretivos agrícolas, c) Baixa disponibilidade de microorganismos catiônicos (Ferro, manganês, cobre, zinco) 4.1. Poder Tampão do Solo A capacidade ou poder tampão de um determinado solo é a resistência deste solo em variar o pH quando tratado com ácido ou base. Quanto maior a acidez potencial, maior será o poder tampão do solo. Com isso, solos argilosos ou 17 solos com maior teor de matéria orgânica possuem maior poder tampão do que solos mais arenosos ou solos com menor teor de matéria orgânica. Exemplo: Se for adicionado a um determinado solo quantidades crescentes de calcário e medido o pH resultante após a reação do corretivo, o que podemos concluir é que as curvas de neutralização são bem distintas. Em um solo arenoso, ou seja, com menor poder tampão, uma pequena dose de calcário já provoca um considerável aumento no pH do solo. Por outro lado, em um solo argiloso e com alto teor de matéria orgânica, ou seja, com maior poder tampão, é necessário altas doses de calcário para que haja uma pequena mudança no pH do solo. Como enfatizado, quanto menor o poder tampão do solo, menor será a dose de calcário para se atingir o pH desejado. Porém, menor também será o espaço de tempo entre uma amostragem e outra, pois o processo de acidificação ocorre mais rapidamente, havendo, portanto, necessidade de calagens mais freqüentes. Gráfico 1: Comparativo do Poder Tampão do solo arenoso e argiloso. 5. Gessagem O gesso agrícola é um corretivo de acidez utilizado na camada mais profunda do solo, no intervalo de 20 a 40 cm, utilizado com basicamente dois objetivos, sendo um deles o fornecimento de cálcio e enxofre ao solo e, por último, a neutralização da atividade do Alumínio na solução do solo. É um sub-produto da indústria de fertilizantes fosfatados concentrados e contém cerca de 20% de cálcio, 15% de enxofre, 0,7% de P2O5 e 0,6% de flúor. Como conseqüência, a aplicação deste corretivo resulta em raízes mais profundas da cultura plantada no solo corrigido, maior absorção de água e nutrientes, maior resistência à seca (principalmente pelo aumento considerável de tamanho das raízes, possibilitando a absorção de água em porções de terra antes inalcançáveis) e maior produtividade em anos ruins (na cultura do café, por exemplo, em que, 1 2 4 8 16 0,25 0,5 1 2 4 8 16 32 Poder Tampão Solo Arenoso x Solo Argiloso Solo Arenoso Solo Argiloso Kg de Calcário 18 geralmente, tem-se um ano agrícola de muita produção e o ano seguinte com uma produção média; O gesso tende a minimizar esta diferença de produção). O papel do flúor é importante na diminuição da atividade do Alumínio em solução, devido a formação de fluoreto de alumínio. Gesso agrícola = CaSO4 . 2H20 *O ideal ao utilizarmos o gesso é aplicarmos juntamente com o calcário, porém, como o gesso pode ter até 20% a mais de umidade do que o calcário é extremamente difícil misturarmos os dois componentes. Diante deste fato, aplicamos o gesso após o calcário, pois com o aumento da CTC – Capacidade de Troca de Cátions e incorporação de magnésio a partir da aplicação do calcário, a quantidade de Magnésio lixiviado será menor. *Cálculo da necessidade de gesso: - NG (Necessidade de Gesso) em Kg/ha = 25 x % de argila (Camada de 20cm) - NG (Necessidade de Gesso) em Kg/ha = 2 x (25 x % de argila) (Camada de 40cm) - NG (Necessidade de Gesso) em Kg/ha = 4 x (25 x % de argila) (Camada de 60cm) Este cálculo de necessidade de gesso é o mais aceito dentre as instituições de pesquisa e órgãos especialistas em fertilidade do solo. A % de argila presente na fórmula é identificada na análise de solo feita em laboratório credenciado, e o resultado da equação trata-se da quantidade de gesso a ser aplicada em Kg por hectare. Com relação às camadas, na primeira equação, temos a quantidade necessária de gesso para corrigirmos uma camada de 0-20 cm. Na segunda fórmula, a quantidade de gesso a ser aplicada corrige uma camada de 0-40cm, e assim por diante. Em resumo, para utilizarmos gesso, precisamos de uma análise do solo de uma camada abaixo de 20 cm, a planta em questão deve ter raiz profunda (> de 20 cm), quando for confirmado na análise que o solo está com alto teor de alumínio na sub-superfície ou baixo teor de cálcio. 6. Calagem A grande maioria dos solos brasileiros apresenta pH menor que 5,5, ou seja, ácido; o que dificulta muito a obtenção de produtividades adequadas de qualquer cultura. A calagem é a principal prática para se corrigir o pH do solo, mostrando-se a maneira mais fácil, prática e economicamente viável. Basicamente, o sucesso da calagem depende de três fatores: características do corretivo utilizado (pureza, qualidade), dose do corretivo utilizada (a partir do cálculo correto, tendo como base a análise de solo realizado por instituição credenciada) e forma e época de aplicação do corretivo. Um detalhe muito importante na aplicação da calagem e um fator determinante de sucesso é a aplicação deste corretivo pelo menos 90 dias antes do plantio da cultura em questão. 19 A solubilidade em água dos corretivos em geral, principalmente dos calcários, é baixa. Por isso, o efeito da ação neutralizante não se propaga a grandes distâncias, tanto verticalmente quanto horizontalmente no solo. Assim, o fator água também representa um risco para o sucesso ou não da aplicação, portanto, é necessário o acompanhamento das condições climáticas do solo onde o calcário foi aplicado, já que a água é responsável pelas reações do calcário e liberação dos nutrientes para a forma iônica. Na implantação de lavouras, é necessária a aplicação dos corretivos a lanço, com distribuição o mais uniforme possível. Em áreas pequenas, como hortas por exemplo, o corretivo pode ser espalhado manualmente. Em grandes áreas, a distribuição é feita por maquinário especializado ou adubadoras a lanço. A melhor incorporação do calcário é conseguida com gradagem seguida de aração e outra gradagem. A primeira gradagem melhora a distribuição e faz uma pré-incorporação mais superficial. Logo depois, a aração promove a incorporação em maiores profundidades. Se fizermos apenas uma aração depois da aplicação do calcário, teremos como resultado uma boa incorporação vertical, porém bastante deficiente na posição vertical. No caso deaplicação de grandes quantidades de corretivo, acima de 4 toneladas/hectare, pode-se distribuir metade da dose de calcário antes da aração e metade após a aração e antes de gradear. No caso de implantação do sistema de plantio direto, pode ser necessária a realização de uma calagem muito bem feita, uso de doses mais elevada, incorporada à maior profundidade possível e utilizando um calcário de granulometria mais grosseira para prolongarmos o efeito residual. Isso acontece pois o sistema de plantio direto utiliza como processo padrão o não revolvimento do solo, sendo necessário esta aplicação muito bem feita e em quantidades maiores. No Brasil, é evidente o quanto os agricultores valorizam muito mais a prática da adubação do que da calagem. É um grande engano, pois, a prática da calagem apresenta uma série de benefícios, inclusive, ao corrigirmos a acidez do solo, aumenta-se a eficiência dos fertilizantes, conseqüentemente, aumentando o retorno econômico da adubação. Dentre os benefícios de uma correta prática da calagem, destaca-se: - Diminuição da toxidez de H+, Al3+ e Mn2+ - Aumento da mineralização da matéria orgânica (Aumenta o pH, aumenta a atividade dos microorganismos e, portanto, a decomposição da matéria orgânica), conseqüentemente aumentando a disponibilidade de nutrientes, dentre eles nitrogênio, enxofre, fósforo e boro. - Aumento da disponibilidade de cálcio e magnésio, por adição direta ao solo. - Aumento da disponibilidade de fósforo e molibdênio, presentes em formas fixadas e de menor disponibilidade no solo ácido. - Aumento da fixação não simbiótica e simbiótica do N2 (Teremos um capítulo sobre este assunto durante nosso curso). 20 - Aumento da atividade também de bactérias nitrificadoras. - Aumento da Capacidade de Troca de Cátions do solo, reduzindo problemas de salinidade e de lixiviação de cátions. - Aumento da eficiência da adubação. 6.1. Características dos Corretivos 6.1.1. Natureza Química a) Calcário É o corretivo mais indicado e o mais utilizado na prática da calagem. Todo calcário é, relativamente, rico em cálcio, porém nem todos apresentam teor adequado de magnésio. Os calcários são classificados em: - Calcário calcítico: possui a menor concentração de magnésio dos três tipos de calcário. - Calcário magnesiano: possui concentração mediana de magnésio. - Calcário dolomítico: possui a maior concentração de magnésio dos três tipos de calcário. b) Óxidos Em termos práticos, a cal virgem agrícola representa o principal tipo de óxido usado na calagem. A cal é obtida pela queima ou calcinação completa do calcário. Apesar de ser corretivo de ação imediata, o que é vantajoso quando se deseja rápida neutralização, seu uso pode ser problemático, merecendo certos cuidados. O calor gerado pode danificar sementes, plântulas e microorganismos. c) Outros Temos também os hidróxidos (Cal Hidratada) e Escórias de Siderurgia (Silicatos e óxidos de cálcio e magnésio) como possíveis corretivos, porém não são tão utilizados como os dois primeiros citados acima. 6.2. Poder de Neutralização Consiste na quantidade de ácido que o calcário consegue neutralizar. Sempre quando formos comprar qualquer quantidade de calcário, precisamos perguntar qual é o PRNT (Poder Relativo de Neutralização Total). Pela legislação atual, o calcário não pode ser vendido com PRNT menor que 45%. No cálculo da necessidade de calagem, em todo e qualquer método utilizado no Brasil, está implícito o uso de um calcário com PRNT = 100%. Mas, na prática, o calcário adquirido pelo agricultor raramente apresenta este valor. Assim sendo, é preciso fazer a devida correção, segundo a fórmula abaixo: 21 Quantidade a aplicar de calcário = (Necessidade de Calagem x 100)/PRNT. Assim, como exemplo, se a partir do cálculo de necessidade de calagem achamos o valor de 3,0 toneladas/hectare e o PRNT do calcário = 63, a quantidade a aplicar seria: Quantidade a aplicar de calcário = (3,0 x 100)/63 = 4,76 toneladas de calcário/hectare. 6.2.1. Granulometria A ação neutralizante ou eficiência dos corretivos também depende do tamanho das partículas, pois a velocidade da reação depende da área superficial de contato da partícula com o solo. Quanto menor a partícula, maior é a velocidade de reação. Nos calcários, o fator granulometria é muito importante, pois o tamanho da partícula é variável. Para medirmos o quanto o corretivo é efetivo, utilizamos um indicador chamado ER - Eficiência Relativa, que consiste na quantidade de calcário que reage em solo em até 90 dias: ER = (A x 0,2) + (B x 0,6) + (C x 1,0) Onde: A = % de partículas de 0,84-2,0mm B = % de partículas de 0,30-0,84mm C = % de partículas < 0,30mm Quando acharmos o Indicador Eficiência Relativa, acharemos um número de 0 a 100. Suponhamos que seja 90. Posso concluir que 90% das partículas reagem no solo num período de 3 meses (90 dias), ficando um resíduo de 10% das partículas para reação este período. As partículas entre 0,84-2mm necessitam de tempo maior que 60 meses para reação completa (Tedesco, et al., 1988 ), ou seja, quando menor a granulometria, mais rapidamente a reação do calcário acontece. 6.2.2. Cálculo da Necessidade de Calagem Temos três métodos para calcularmos a necessidade de calagem de um solo, porém o mais utilizado é o método da saturação por bases: Necessidade de Calagem em ton/ha = ( V2 – V1 ) x T ------------------ 100 Onde: V1 = Saturação por bases natural do solo (Calcula-se pela fórmula descrita no capítulo 2.4, letra d) V2 = Saturação por bases que a planta deseja 22 T = SB + H + Al, sendo SB = Ca2+ + Mg2+ + K+ ou T = t + H+ *Para acharmos o valor correto da calagem, já com o PRNT corrigido, a única mudança é trocar o valor 100 da divisão pela porcentagem de PRNT que o calcário se encontra. *Segue logo abaixo a tabela para checagem dos valores V1 e V2 Cultura V2% Cultura V2% Cultura V2% Cultura V2% Abacaxi 50 Café 60 Mamão 80 Gramados 70 Abóbora, moranga, pepino, melancia e alface 70 Cana-de- açúcar 60 Mamona 60 Guandu 40 Alfafa 60 Capim andropogon 40 Mandioca 40 Leucena 60 Algodão 60 Capim elefante, coast-cross e tifton 50 Manga e abacate 60 Soja, feijão e outras leguminosas 50 Alho e cebola 70 Capim gordura 40 Melancia 70 Tomate, pimentão, jiló 70 Amendoim 70 Capim Jaraguá 45 Melão 80 Trigo 50 Arroz 50 Cenoura e beterraba 65 Milho, sorgo e trigo 50 Videira 80 Banana 70 Chá 40 Milho verde 60 Batata e batata-doce 60 Citros 70 Morango 70 Brachiaria brizantha 45 Repolho, couve, brócolis e couve-flor 70 Plantas ornamentais 60-70 Brachiaria decumbens 40 Crisântemo 70 Roseira 70 Cacau 50 Eucalipto 30 Seringueira 50 Tabela 1: Verificação do índice V2 para culturas. 7. Análise do Solo Infelizmente uma grande parte de agricultores e profissionais do agronegócio ainda não entenderam o quanto a análise do solo é importante. A tomada de decisão sobre o quanto e o quê aplicar na lavoura não é baseada em números e em fatos e dados, mas sim em sentimento. O ponto de partida para uma correta avaliação da fertilidade do solo é a análise da amostra representativa 23 do solo. Esta prática é indispensável quando se pensa em efetivamente aumentar a produtividade das mais diversas culturas e, além disso, economizar na aplicação de corretivos e fertilizantes, já que saberemos quanto aplicar em cada porção de terra. O processo de análise química do solo pode ser dividido em três etapas, que serão explicadas a seguir detalhadamente: 7.1. Amostragem do Solo A amostragemdo solo para avaliação da fertilidade é a parte mais crítica de todo o processo de análise de um solo, já que uma pequena porção de terra representará alguns hectares, impossibilitando a correção daquela análise se a amostra não estiver bem representativa. Apesar de a amostragem do solo ser extremamente simples, é necessário conduzi-la da maneira mais criteriosa possível, visto que os solos são naturalmente heterogêneos. Em uma única propriedade agrícola podemos ter diferentes tipos de solo, sob os mais variados aspectos. Na definição de cada área homogenia da fazenda utiliza-se características do solo, tais como: cor, textura, topografia, vegetação natural, drenagem e manejo de lavouras anteriores. Não se recomenda considerar uma área homogênea uma área maios em extensão que 10 hectares. Existem dois tipos de amostras. A amostra simples, que é coletada em vários pontos de uma mesma área homogênea, retirada de maneira que o coletor ande em zig-zag, para que a amostragem seja a mais representativa e real possível. E, por último, a amostra composta, obtida a partir da mistura das amostras simples. A amostra composta, pesando cerca de 300 gramas que deverá ser enviada para o laboratório credenciado. Um dado importante é que, cada amostra composta, em uma mesma profundidade, deve ser obtida a partir da mistura de 15 a 20 amostras simples. Como ferramentas para retirarmos as amostras, é de comum utilização o trado ou uma enxada. A CFSEMG (1999) recomenda, não se retirar amostras próximas a casas, brejos, voçorocas, árvores, sulcos de erosão, formigueiro e caminhos de pedestres. As amostras não devem ser colocadas em recipientes usados ou sujos, tanto durante o processo de coleta de amostras simples quanto para envio da amostra composta ao laboratório. O local de retirada de cada amostra simples deve ser limpo, não deixando restos de plantas, sem, contudo, revirar o solo. O conhecimento do solo apenas até 20 cm de profundidade (camada arável) é muito limitado para avaliar corretamente a fertilidade do solo, tanto para culturas perenes quanto para culturas anuais, já que as raízes das plantas exploram o solo em profundidades muito maiores. Principalmente em culturas perenes, é indispensável a amostragem da camada 20-40 cm e, em alguns casos, também a camada 40-60 cm. Na implantação do sistema plantio direto, visando ao correto manejo da fertilidade em termos de correção da acidez sub- superficial, a amostragem além da camada de 0-20 cm torna-se mandatória. 24 7.2. Análise em Laboratório Uma análise completa para avaliação da fertilidade do solo deve incluir as seguintes determinações: pH, fósforo, potássio, cálcio, magnésio, enxofre, zinco, manganês, cobre, ferro, boro, alumínio, hidrogênio mais alumínio, teor de matéria orgânica e análise granulométrica (textura do solo). A determinação da porcentagem de areia, silte e argila (análise granulométrica) é de grande importância para a avaliação da fertilidade do solo. Entretanto, esta análise é feita apenas uma única vez, ou seja, não há necessidade de repetição da análise textural sempre que for feita a análise química da área. Abaixo, citaremos algumas vantagens da análise química do solo: a- Permitir predizer com antecedência a necessidade de corretivos e fertilizantes b- Simplicidade e rapidez c- Baixo custo para a agricultura Abaixo, estão citadas as etapas do processo de análise química do solo, apenas para relembrarmos o que foi dito anteriormente: 1- Amostragem do solo 2- Preparo da amostra 3- Processos laboratoriais 4- Interpretação dos resultados 5- Recomendação de corretivos e fertilizantes Existem alguns nutrientes que não são contabilizados na análise de solo, que são: a- Nitrogênio: Praticamente 98% do nitrogênio está na matéria orgânica, portanto quando fazemos a análise de matéria orgânica, de certa maneira estamos fazendo a análise de N. b- Molibdênio: É o micronutriente menos exigido pelas plantas. No caso do feijão, por exemplo, que representa uma cultura exigente neste micronutriente, é aplicado uma quantidade de molibdênio via semente. c- Cloro: O principal fertilizante de potássio é o cloreto de potássio, por isso, quando colocamos potássio estamos indiretamente colocando cloro. d- Níquel: É um micronutriente descoberto recentemente e por isso não há muitas informações sobre o mesmo. 8. Nitrogênio no solo 8.1. Considerações Iniciais Não existe nitrogênio associado a fase sólida do solo, pois ele está presente na matéria orgânica do solo. Portanto, um solo pobre em matéria orgânica, conseqüentemente, apresentará baixo teor de nitrogênio. A mobilidade do nitrogênio pode ser de duas maneiras distintas. A primeira delas é a perda do nitrogênio por lixiviação, ou seja, uma mobilidade para baixo, em que o nutriente é perdido pela ação da água. A segunda é a mobilidade para cima, em que o nitrogênio é perdido para a atmosfera 25 terrestre, por ser um nutriente muito volátil. Para movimentar-se tanto para baixo, quanto para cima, é chamado nutriente com Dinâmica Complexa. O nitrogênio tem um efeito residual (o quanto o nutriente ainda fica disponível depois de aplicado no solo) muito pequeno devido a Dinâmica Complexa e, por isso, deve ser aplicado anualmente. Através de milhares de estudos e pesquisas, concluíram que este nutriente é o mais absorvido pelas plantas, sinalizando a importância da aplicação do mesmo na dosagem correta. 8.2. Ciclo e Formas de Nitrogênio no Solo Figura 5: Ciclo do nitrogênio. Basicamente, o que acontece no ciclo do nitrogênio é a fixação do nitrogênio. As leguminosas são capazes, através de uma bactéria chamada Rhizobium, de fixar o nitrogênio presente no ar atmosférico e transformá-lo em nitrogênio orgânico. Um exemplo de leguminosa amplamente plantada no Brasil é a soja. Esta cultura, por ser leguminosa exige pouco fertilizante a base de nitrogênio, já que o nutriente se torna disponível através do ar. Como visto no capítulo 7.1, o nitrogênio está associado a matéria orgânica e não a fase sólida do solo. Porém, uma pequena porcentagem de N está presente na solução do solo, na forma ionizada, disponível para absorção pelas raízes das plantas. De acordo com diversas pesquisas, dos 100% de N presentes no solo, 96% é N Orgânico (Associado a matéria orgânica) e apenas 4% é N Mineral (Disponível para a planta, presente na solução do solo na forma ionizada). Para aumentar a mineralização da matéria orgânica, aumentando o N Mineral, podemos fazer a prática da calagem ou aragem/gradagem. Porém, é necessário muito cuidado na aração e gradagem, pois essa aceleração da disponibilidade de N diminui a porção de N Orgânico. Uma assistência técnica ou consultoria por profissionais do agronegócio é indispensável. Portanto, somente revisando os últimos dois capítulos, podemos perder nitrogênio do solo por três maneiras distintas, as quais devem ser levadas em conta para a eficiência na aplicação e utilização do nutriente pela planta: 26 1- Lixiviação: Perdida pela ação da água, 2- Imobilização: Passagem do N Mineral (disponível para as plantas) para o N Orgânico (indisponível para as plantas), 3- Volatilização: Fluxo de formas gasosas de N do solo para a atmosfera. 8.3. Fontes Minerais de Nitrogênio a- NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4- = Sulfato de amônio (Contém 20% de nitrogênio, ou seja, de 100 kg de fertilizante de Sulfato de amônio, 20 Kg são de nitrogênio. Contém 25% de enxofre – S – ou seja, de 100 kg de fertilizante de Sulfato de amônio, 25 Kg são de enxofre). É um fertilizante de alta estabilidade química, porém sua grande desvantagem é o poder de acidificação. Todavia, para solos mais alcalinos (pH maior do que 7,0), o sulfato de amônio pode ser indicado para abaixar o pH. Outradesvantagem deste fertilizante é pelo seu baixo teor de nitrogênio (N=20%), o que aumenta muito o custo de transporte e, conseqüentemente, o seu custo efetivo. b- NH3 + CO2 = CO(NH2)2 = Uréia (Contém 45% de nitrogênio, ou seja, de 100 kg de fertilizante Uréia, 45 Kg são de nitrogênio). A uréia é um fertilizante mineral muito singular, pois apesar de ser composto orgânico, apresenta todas as características de um fertilizante mineral. A uréia não deve ser aplicada e deixada na superfície do solo, sendo mais indicado a incorporação (a pelo menos 3 cm da superfície do solo) deste fertilizante ou promover uma lixiviação deste por meio da irrigação (ou esperar que uma chuva se aproxime 1 a 4 dias depois que o fertilizante for aplicado). Como possui 45% de nitrogênio é uma alternativa muito importante para diluirmos o custo do transporte. Além disso, é um fertilizante com baixo poder de corrosão, o que viabiliza a utilização do mesmo para fertirrigação. Dentre os pontos negativos, aponto principalmente a presença apenas de nitrogênio, alto poder de acidificação do solo e fitotoxidez a sementes e plantas (se aplicado em contato com estes organismos). c- NH3 + HNO3 = NH4NO3 = Nitrato de Amônio (Contém 33% de nitrogênio, ou seja, de 100 kg de fertilizante Nitrato de Amônio, 33 Kg são de nitrogênio). Este fertilizante apresenta 33% de N sendo metade na forma nítrica e metade na forma amoniacal. Em solos com baixa taxa de nitrificação, ou seja, solos com pH menor que 6,0 e solo arenoso com baixo teor de matéria orgânica, é uma excelente fonte. As principais desvantagens deste fertilizante são: alta higroscopicidade (potencial de se absorver água), alto índice salino e, quando em contato com compostos carbônicos (Ex: Óleo Diesel), forma mistura explosiva. d- Nitrato de Amônio + Calcário = Nitrocálcio (Fertilizante um pouco mais caro que os citados anteriormente). É um excelente fertilizante do ponto de vista químico, por apresentar de 20 a 25% de N, com iguais proporções de amônio e nitrato, cerca de 6% de CaO e 4% de MgO e por não acidificar o solo. Entretanto, apresenta os mesmos problemas de higroscopicidade (potencial de se absorver água) do nitrato de amônio. 27 8.4. Fatores que Regulam o Teor de N no Solo Estudaremos neste capítulo alguns fatores que são reguladores de N no solo e, portanto, são muito importantes serem levados em consideração durante todo o processo de adubação e preparo de solo: 1- Matéria orgânica: Quanto mais matéria orgânica presente no solo, conseqüentemente, mais nitrogênio, portanto menor a dose deste nutriente a ser aplicada. 2- Temperatura média: Quanto mais fria é a temperatura média da região, menor é a taxa de mineralização e decomposição da matéria orgânica e, portanto, maior é a quantidade de matéria orgânica e de nitrogênio no solo. 3- Sistema de preparo de solo: Como o sistema de plantio direto consiste no não revolvimento do solo, a conservação da matéria orgânica é maior que no sistema de plantio convencional. É preciso muito cuidado nas práticas de aração e gradagem para não afetarmos a matéria orgânica do solo. 4- Sistema de cultivo: Em muitas regiões podemos perceber o monocultivo em uma determinada área, ou seja, uma seqüência de safras apenas com uma cultura. Esta prática não é recomendável. É necessária uma rotação de culturas em uma mesma porção de terra, para reciclagem de nutrientes, conservação da matéria orgânica, liberação de nitrogênio por palhada da cultura anterior (principalmente se for leguminosa). 5- Teor de argila Concluindo, a definição da dose de N depende do teor de matéria orgânica presente no solo, da produtividade esperada daquela certa cultura, do teor de N Mineral (disponível para a planta) presente no solo, pelo teor de N na folha (encontrado após análise foliar, é utilizado em grande escala em culturas perenes como café e citrus) e, por último, pelo histórico de adubação e plantios da área. 9. Fósforo no Solo 9.1. Considerações Iniciais Antes de começarmos a falar propriamente do fósforo, segue abaixo uma lista com os principais problemas dos solos brasileiros: 1- Acidez 2- FÓSFORO 3- Nitrogênio, Matéria Orgânica 4- Micronutrientes O fósforo é o macronutriente exigido em menor quantidade pelas plantas e, por outro lado, os fertilizantes fosfatados são os mais aplicados do país. Por que existe esta divergência? Pois os solos brasileiros têm muita capacidade de fixar fósforo. A partir daí, o fósforo que se encontra fixado não está disponível para as plantas. 28 Os solos do Brasil possuem uma baixa disponibilidade natural de fósforo. Isso ocorre devido à forte interação que há entre os minerais de argila e o fósforo disponível no solo. Trata-se de ligação do tipo covalente de alta energia, como já vista anteriormente como um tipo de ligação extremamente forte. Esta ligação é, muitas vezes, irreversível. A este fenômeno dá o nome de fixação de fósforo. O Ciclo de Fixação do fósforo e as diferentes nomenclaturas para cada tipo de fósforo presente no solo estão bem exemplificados no esquema apresentado abaixo: Esquema 1: Ciclo de Fixação do Fósforo. a- O Fósforo orgânico não é fixado, e sim um fósforo de alta disponibilidade. b- Fósforo Ativo ou Fósforo Lábil é o que está na parte mineral, mas que, para manter o equilíbrio da solução pode ficar disponível. Porém, logo depois de ativo, este nutriente é convertido em Estável, ou seja, não lábil e não disponível para a planta. c- A manutenção da matéria orgânica do solo faz com que se aumente a quantidade de P na parte orgânica e diminua na parte não lábil (estável). Isto é muito importante, pois na forma orgânica o fósforo estará disponível mais rapidamente. 9.2. Fontes Minerais de Fósforo 1- FNB – Rocha in natura: São muito pouco utilizados. Os fosfatos brasileiros como fosfato de Araxá e fosfato de Patos de Minas são constituídos basicamente de um material pouco solúvel em água, sendo assim de baixa eficiência agronômica. Os fosfatos naturais brasileiros nunca devem ser utilizados em adubações de plantio de culturas anuais por esta ineficiência agronômica. 2- Superfostato Simples: É a mistura de fosfato monocálcico com gesso, assim, uma fosfatagem corretiva com este fertilizante promove indiretamente uma gessagem. (Contém 20% de fósforo, ou seja, de 100 kg de fertilizante Superfostato Simples, 20 Kg são de fósforo). Além do fósforo, este fertilizante também contém 12% de enxofre e 26% de cálcio. 3- Superfosfato Triplo: Assim como o superfosfato simples, este também acompanha o gesso, porém a concentração sobe para 45% de fósforo 29 (Contém 45% de fósforo, ou seja, de 100 kg de fertilizante Superfostato Triplo, 45 Kg são de fósforo). Este fertilizante apresenta desvantagem pelo teor de cálcio ser menor que o superfosfato simples e não conter gesso em sua fórmula. 4- Termofosfatos: Os termofostatos são obtidos por tratamento térmico de rochas fosfatadas em misturas com silicatos de magnésio. No processo de fusão podem ainda ser misturadas fontes de micronutrientes, obtendo-se, neste caso, um fertilizante enriquecido com os mesmos. Este fertilizante têm cerca de 16% de fósforo, cerca de 26% de cálcio e 15% de magnésio. Por isso, são muito recomendados para fosfatagem corretiva em solos levemente ácidos. 5- Fosfatos de Amônio: São fertilizantes obtidos pela reação da amônia com ácido fosfórico, produzindo o monoamônio fosfato (MAP) ou o diamônio fosfato (DAP). A utilização de ambos fertilizantes tem aumentado muito nos últimos anos. Além disso, pela total solubilidade em água, são utilizados para fertilizantes fluidos, fertirrigação, hidroponia e adubação foliar. Ambos podem ser utilizados no plantio, todavia deve- se tomar muitocuidado com a aplicação do DAP em solos de pH muito elevado, pois a amônia formada é tóxica para sementes e plântulas a. MAP = 11% N; 55% P205 (De 100 Kg de fertilizante MAP, 11 Kg são de nitrogênio e 55 Kg são de fósforo); b. DAP = 18% N; 53% P205 (De 100 Kg de fertilizante DAP, 18 Kg são de nitrogênio e 53 Kg são de fósforo. 9.3. Fatores que Regulam a Fixação de Fósforo Estudaremos neste capítulo alguns fatores que são reguladores de N no solo e, portanto, são muito importantes serem levados em consideração durante todo o processo de adubação e preparo de solo: 1- pH baixo: Um pH por volta de 6,5 é o ideal para menor fixação do fósforo, 2- Solos com maior teor de argila: Quanto mais argila, maior a fixação do fósforo pelo solo, 3- Teor de matéria orgânica: A matéria orgânica se liga a óxidos de ferro e óxidos de alumínio ocorrendo um bloqueio dos sítios de fixação do fósforo. O fósforo tende a ser o nutriente que mais limita a produção vegetal no Brasil, sendo que a baixa quantidade aplicada desse nutriente aliado a um baixo nível tecnológico na propriedade rural se torna um grande desafio para os produtores. Uma vez satisfeita toda a demanda do solo por fósforo, as quantidades a serem aplicadas são, praticamente, para atender a exigência da planta. Mesmo que o teor de fósforo seja alto em um determinado solo e a demanda deste nutriente esteja devidamente suprida, é importantíssimo a aplicação localizada no sulco ou cova de plantio de uma pequena dose de fósforo, o que promove um crescimento vigoroso das raízes. Tal padrão de crescimento pode ser vital para uma maior produtividade, principalmente em regiões com ocorrência de veranicos. 30 9.4. Fósforo Remanescente O Fósforo Remanescente ou P-rem é um indicador de fósforo na forma disponível para a planta, portanto, quanto maior é este índice, mais fósforo está disponível naquele solo. É calculado a partir de agitação do material em laboratório e a determinação do fósforo sobrenadante após esta agitação. Segue logo abaixo algumas considerações importantes deste índice: a- Solos mais argilosos fixam mais fósforo, como já visto nos capítulos anteriores. Portanto seu P-rem é menor que o de um solo arenoso. b- É um indicador da capacidade tampão de fixação de fósforo e interpreta muito bem a disponibilidade deste nutriente no solo, sendo o principal fator comparativo em uma análise de solo em mãos. c- Quanto maior o P-rem, menor é o poder tampão e, conseqüentemente, menor também é a dose a ser aplicada de fósforo. 10. Potássio no Solo Este nutriente é o segundo requerido em maior quantidade pelas plantas em geral. É chamado de nutriente da qualidade, visto que uma planta bem nutrida em potássio resiste mais ao déficit hídrico, ao extremo de temperatura, ao ataque de pragas e doenças e tem maior durabilidade pós-colheita dos seus frutos e grãos. A principal fonte de potássio é pelo Cloreto de Potássio, fertilizante que possui o maior índice salino (é necessário cuidado com este índice salino pelos efeitos que podem ser gerados no solo). O Cloreto de Potássio possui 60% de K2O, ou seja, de 100 Kg de fertilizante Cloreto de Potássio, 60 Kg são de potássio). Formas no Solo: a- Solução: Está presente na solução do solo na forma ionizada (K+). Ele pode se interagir com Ca2+, Mg2+ e NH4+. A presença de qualquer um desses na solução do solo dificulta a absorção de K+ e vice-versa. O ideal é que eles estejam em solução nas suas porcentagens ideais da CTC para que se mantenha o equilíbrio. b- Trocável: É aquele absorvido na fase sólida por uma ligação eletrostática e que pode passar para a fase líquida. Este é o maior reservatório de K. c- Mineral: É o presente em materiais primários no solo e que, pelo intemperismo, pode passar para a solução do solo. Este é processo é extremamente lento. d- Lixiviado: É aquele que se movimenta no perfil do solo. É facilmente lixiviado, pois se encontra no final da série liotrópica (série vista no capítulo 2.4). *É muito comum, quando interpretamos uma análise de solo e necessitamos de aplicar potássio, que esta aplicação seja parcelada. A literatura aconselha este parcelamento quando se aplica mais de 60 Kg de K2O por hectare na forma de Cloreto de Potássio, principalmente se o solo for arenoso. Isto acontece porque 31 este nutriente é facilmente lixiviado e também pelo alto índice salino, que pode ser muito agressivo para o solo. *Existem duas culturas que não se deve utilizar o Cloreto de Potássio, que são o fumo e a batata. 11. Cálcio no Solo É o terceiro nutriente mais requerido pelas plantas em geral. Existem espécies que são extremamente exigentes em cálcio, dentre elas: amendoim, batata, citrus e tomate. É um nutriente muito importante para o bom crescimento das raízes. Formas de cálcio no solo: a- Solução do solo: Está na forma ionizada de Ca2+, a forma que é absorvida pelas plantas. Existe uma interação no processo de absorção do Ca2+ com K+ e Mg2+. b- Trocável: Equivalente a 60-70% da Capacidade de Troca de Cátions. Corresponde ao Ca2+ da fase sólida que pode passar para a solução. c- Mineral: Em forma de anortita. d- Lixiviado: É lixiviado pelo solo, porém em menor intensidade por estar no começo da série liotrópica (série vista no capítulo 2.4). *As fontes de cálcio são as mais variadas possíveis, porém o calcário é o corretivo mais utilizado e o que possui maior concentração de cálcio. Pode ser encontrado também no gesso, superfosfato simples, superfosfato triplo, nitrato de cálcio e cloreto de cálcio. 12. Magnésio no Solo Requerido em quantidade semelhante ao fósforo, o que equivale a uma concentração na planta de 0,2%. Existem espécies que são muito exigentes em magnésio, como citrus, milho e pastagens em geral. Formas de magnésio no solo: a- Solução do solo: Está na forma ionizada de Mg2+, a forma que é absorvida pelas plantas. Existe uma interação no processo de absorção do Ca2+ com K+ e Ca2+. b- Trocável: Equivalente a 10-20% da Capacidade de Troca de Cátions. Corresponde ao Mg2+ da fase sólida que pode passar para a solução. c- Mineral: Em forma de dolomita. d- Lixiviado: Lixivia mais do que o cálcio. *São poucas as fontes de magnésio, basicamente o calcário e o sulfato de magnésio. Outro indício de quanto o calcário é importante para uma boa fertilidade do solo, já que o sulfato de magnésio raramente é utilizado. Uma relação que devemos ficar muito atentos é a relação cálcio/magnésio, que deve ser de aproximadamente 4/1, ou seja, 4 porções de cálcio para uma de magnésio. 32 13. Enxofre no Solo Requerido em quantidades iguais a do fósforo, porém não é tão reativo quanto ele. As espécies que se destacam pela exigência em enxofre são o milho, a cana-de-açúcar e as leguminosas em geral. O enxofre está presente em grande parte na matéria orgânica do solo. Formas do enxofre no solo: a- Solução do Solo: Está presente na solução do solo na forma ionizada, na forma SO4-, porém existe uma interação no processo de absorção com Ca2+, K+ e Mg2+. b- Adsorvido: Retido nas cargas positivas da fase sólida do solo. c- Orgânico: Sabe-se que 90% do enxofre é ligado a matéria orgânica. d- Livixiado: É um nutriente facilmente lixiviado porque há o predomínio de cargas negativas (SO4-), podem-se formar pares iônicos, a ligação presente é eletrostática (ligação fraca) e a posição do íon na série liotrópica. *O pH influencia a lixiviação, pois quando aumentamos o pH do solo, aumentamos a densidade de cargas negativas, facilitando a lixiviação do enxofre. Uma das principais fonte de enxofre é o gesso, seguido por sulfato de amônio, supersimples, sulfato de magnésio e sulfato de potássio. Este nutriente é importantíssimo parao bom crescimento de raízes.
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