2 Aula Teorica LSO-810 Dinamica dos nutrientes no sistema solo-planta-atmosfera

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Prof. Dr. Godofredo Prof. Dr. Godofredo CesarCesar VittiVitti
Ac. Cristina Fonseca Ac. Cristina Fonseca DomeniconiDomeniconi ((SuriSuri--kk--tata))
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO 
““ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA ““LUIZ DE QUEIROZLUIZ DE QUEIROZ”” 
Depto. de Ciência do Solo 
LSO 810 – Adubos e Adubação
PiracicabaPiracicaba, 19 de agosto de 2011., 19 de agosto de 2011.
DINÂMICA DE NUTRIENTES NO DINÂMICA DE NUTRIENTES NO 
SISTEMA SOLOSISTEMA SOLO--PLANTAPLANTA--
 ATMOSFERAATMOSFERA
Foto: Corbis
Oxissolos
 
(latossolos)
Ultissolos
 
( argissolo
 
distrófico
 
V% < 50% Hor. B)
Alfissolos
 
( argissolo
 
V% > 50% Hor. B + Nitossolo)
Entissolos
 
(Neossolo
 
+ Litossolo)
Inceptissolos
 
(cambissolos)
1. SOLOS TROPICAIS
Argissolo
1. SOLOS TROPICAIS
Latossolo
Eutrófico: V > 50%
Alfissolo Ultissolo
-
 
Álico: Al (m%) > 50
-
 
Não Álico
 
: Al (m%) < 50
Argissolos
Distrófico: V < 50%
Argissolo
Neossolo
 
Quartzarênico
1. SOLOS TROPICAIS
Elevada acidez, 
presença de Al tóxico, 
baixo conteúdo de 
bases trocáveis
Argila de baixa 
atividade 
Carga Variável 
> 70 % caulinita 
e/ou oxidos Fe e Al
Características gerais da mineralogia 
nos solos brasileiros 
Características gerais da mineralogia 
nos solos brasileiros
Equador
Capricornio
Sá, 2004
DESSILICATIZAÇÃO
BAIXO KrBAIXO Ki
Kr = SiO2
Al2
 
O3 + Fe2
 
O3
Ki = SiO2
Al2
 
O3
Ki ~
 
2,0 : Minerais de argila 1:1
Ki < 1,8: Argila 1:1 + Al-amorfo + Gibsita
1. SOLOS TROPICAIS
SOLOS
 
Ki
 
Kr
LR
 
0,9
 
0,5
LVA
 
2,2
 
1,7
PVA
 
2,0
 
1,8
TR
 
2,1
 
1,2
Fonte: Verdade, 1972.
1. SOLOS TROPICAIS
Composição química dos solos minerais (%)
1/ Os teores de elementos expressos em forma de óxidos.
2/ Fried & Broehart (1967)
3/ Verdade (1972)
Óxidos Clima Temperado 2/ Clima 
Tropical 2/
Argissolo 3/ Latossolo 3/
SiO2 60 -95 3 – 30 48,3 14,0
Al2 O3 2 – 20 10 – 40 28,8 32,7
Fe2 O3 0,5 – 10 10 – 70 7,2 31,6
MnO2 0,005 – 0,5 0,1 – 1,5 0,06 0,2
TiO2 0,3 – 2 0,5 – 15 0,9 6,0
Cao 0,3 – 2 0,05 – 0,5 0,2 0,5
MgO 0,05 – 1 0,1 – 3 0,4 0,3
K2 O 0,1 – 4 0,01 – 1 0,9 0,05
Na2 O 0,1 – 2 0,01 – 0,5 0,06 0,05
P2 O5 0,03 – 0,3 0,01 – 1,5 0,14 1,40
2 -PROPRIEDADES COLOIDAIS, FERTILIDADE DO 
SOLO E NUTRIÇÃO DE PLANTAS
2.1. Introdução
2.1.1. Conceito de solo
Ar
25%
Água 
25%
M.O
5%
Mineral 
45%
SOLO = ATMOSFERA X LITOSFERA X BIOSFERA X HIDROSFERA
2.1.2. Fases do Solo
a) Fase gasosa
O2 CO2 N2 
Ar 
(%) 
Atmosférico 21 0,03 72 
Solo 19 0,9 79 
 
* ↑
 
CO2 ; ↓
 
O2
-- RespiraRespiraçção das raão das raíízes e microorganismoszes e microorganismos
-- MineralizaMineralizaçção da M.O. ão da M.O. 
CHONPSB + OCHONPSB + O22 COCO22 + H+ H22 O + MINERAIS + HO + MINERAIS + HÚÚMUSMUS
2.1.2. Fases e componentes do solo
* Há falta de O2 para as plantas, quando:
-Teor nos poros < 15%
- Velocidade de difusão de O2 < 0,3μg/cm3/mi
* Importância do ponto de vista de nutrição de plantas
-Fornece O2 - respiração das raízes e daí para a absorção de 
nutrientes
- Fornece N2 - fixação biológica
a) Fase Gasosa
íons
sais dissolvidos
- Fator intensidade (I) no fornecimento de nutrientes 
para as plantas
- Meio onde ocorre a maioria dos processos químicos 
e biológicos
- Meio principal para o movimento de minerais no 
solo
b) Fase líquida –
 
solução do solo
2.1.2. Fases e componentes do solo
Complexo Coloidal do Solo ou Complexo Argila Complexo Coloidal do Solo ou Complexo Argila -- HumusHumus
erosão
Percolação
Parte
aérea
Argila
Humus
Mg++
K+
Na+
NH4+
H+
Al+++
Ca++
adsorção
Mg++, Ca++ 
NO3-, K+ 
SO4=
absorção K+
2.1.2. Fases e componentes do solo
Condicionador 
de subsuperfície
Fase sólida ⇔
 
Fase líqüida ⇔
 
Raiz
NO3-
SO4=
Lixiviação
Nitrato de Amônio adicionado ao soloNitrato de Amônio adicionado ao solo
NH4 NO3 NH4+ + NO3-
DAP NH4+ + H2 PO4-
umidade
do solo
CaSO4
 
2H2
 
O Ca2+
 
+ SO42-
 
+ CaSO40H2 O
Fertilizantes
2.1.2. Fases e componentes do solo
Formas em que os nutrientes são absorvidos em condições de solo.
Nutriente Formas Nutriente Formas 
Nitrogênio NO3- e NH4+ Boro H3BO3 ou 
B(OH)3 
Fósforo H2PO4- Cloro Cl- 
Potássio K+ Cobre Cu++ 
Cálcio Ca++ Ferro Fe++ 
Magnésio Mg++ Manganês Mn++ 
Enxofre SO4= Molibdênio MoO4= 
Silício H4SiO4 ou 
Si(OH)4 
Zinco 
Níquel 
Zn++ 
Ni++ 
 
 
b) Fase líquida –
 
solução do solo
M
 
adubo
 
M
 
parte aérea
M
 
sólido
 
M
 
solução
 
M
 
raiz
M
 
lixiviação
C
IQ
Q = Quantidade
 
Poder Tampão =
 
Q/I
I
I = Intensidade
C = Capacidade
Dinâmica de Nutrientes no Solo
Ponto de vista de nutrientes de plantasPonto de vista de nutrientes de plantas
1) Parte inativa:
 
partículas > 0,002 mm
Pedras: Cascalhos: Areia: Silte
2) Parte ativa:
 
partículas < 0,002 mm (< 2u)
Argila: M.O. (Humus)
c) Fase sólida do solo
2.1.2. Fases e componentes do solo
FraFraçção orgânica + Fraão orgânica + Fraçção argilaão argila
Propriedades básicas para a fertilidade do solo
(1) Fonte de nutrientes
(2) Sede de reatividade do solo
(2.1) reação do solo
(2.2) troca iônica
2.1.2) Fração ativa ou coloidal
Tamanho e superfície das partículas do solo(*).
2.1.2) Fração ativa ou coloidal
Classificação Diâmetro (mm) Número (g) Área (cm2/g)
Areia Mat. Grossa 2 – 1 112 15,4
Areia Grossa 1 – 0,5 895 30,8
Areia Média 0,5 – 0,25 7,1 x 103 61,6
Areia Fina 0,25 – 0,1 7,0 x 104 132,0
Areia Mat. Fina 0,1 – 0,05 89 x 105 308,0
Silte 0,05 – 0,002 2 x 107 888,0
Argila 2:1 0,002 4 x 1011 8 x 106
Argila 1:1 0,002 4 x 1011 4 x 105
(*) BARBER (1984).
Materiais trocadores (fração coloidal)
Classificação
Argilas silicatadas (+ Si)
a) Fração argila
Óxidos de Fe e Al (- Si)
b) Fração orgânica
 
→ Humus
Fração argila (Ø< 0,002 mm)
Argilas silicatadas
a) Argilas 1:1a) Argilas 1:1 → Tipo Caulinita
b) Argilas 2: 1b) Argilas 2: 1 → Tipo Montmorilonita
2.1.2) Fração ativa ou coloidal
a) Argilas 1:1
Lâmina de Si
Lâmina de Al
1
1
b) Argilas 2:1
← Si4+
 
← Al3+
← Al3+
 
←Mg2+
Lâmina de Si
Lâmina de Al
Lâmina de Sil
Montmorilonita:
 
[Si7,7
 
Al0,3
 
]IV
 
[Al2,6
 
Fe0,9
 
Mg0,5
 
]VI 020
 
(OH)4
 
nH2
 
O
Caulinita:
 
[Si4
 
]IV
 
[Al4
 
]VI O10
 
(OH)8
a) Fração argila
Óxidos de Fe e Al
Óxidos de Fe → Goetita: Fe2 O3 .H2 O
Hematita: Fe2 O3
Óxidos de Al → Gibsita: Al2 O3 .3H2 O
Boemita: Al2 O3 .H2 O
Fração orgânica (Humus)
- R - COOH Carboxilico
- R - OH Fenólico
a) Fração argila; b) Fração orgânica 
2.1.3. Cargas elétrica do solo
2.1.3.1. Tipos de cargas
a) Quanto ao sinal
Negativa
Positiva
b) Quanto ao pH
Permanente
Dependente (variável)
Cargas negativas
Permanentes
- Ocorrem: argilas 2:1
- Mecanismos: substituições isomórficas
IV: Al ← Si
VI: Mg ← Al
x = 0 [Si8
 
]IV
 
[Al4
 
]VI
 
O20
 
(OH)4
 
PirofilitaPirofilita
x = 0,8 [Si7,7 Al0,3 ]IV
 
[Al2,6 Fe0,9 Mg0,5 ]VI
 
O20 (OH)4
MontmorilonitaMontmorilonita
Balanço de cargas:
(44 -) - (43,2 +) = - 0,8 g em excesso/mol
ou
CTC = 107,4 meq/100 g argila
Cargas negativas permanente: argila 2:1
b) Carga negativa quanto ao pH
Ocorrem:
 
Argilas 1:1
Óxidos Fe e Al
Matéria Orgânica
Mecanismos:
 
Dissociação de H+
Argila 1:1 → [Si4
 
]IV
 
[Al4]VI
 
O10
 
(OH)8
x = 0
Caulinita pk
- SiOH ⇔
 
- SiO-
 
+ H+
 
→
 
0,1%
 
7,0
l
-
 
AlOH ⇔
 
- AlO-
 
+ H+
 
→
 
1,0%
 
6,0
Óxidos de Fe e Al
-
 
AlOH ⇔
 
- AlO-
 
+ H+
l
- FeOH ⇔
 
- FeO-
 
+ H+
Ocorre acima do PCZ
a) Fração argila
Óxidos de Al e Fe PCZ
Al(OH)3 Gibsita 5,0 a 5,2
Boemita 8,8
FeOOH Lepidocrocita 7,4
*FeO3.3H2O Goetita 6,7
* Fe2O3 Hematita 5,4
Ponto de carga zero (PCZ) de alguns óxidos de Al e Fe.
Ponto de Carga Zero
Humus
R -
 
COOH ⇔
 
R -
 
COO-
 
+ H+
 
pK = 5,0
R -
 
OH ⇔
 
R -
 
O-
 
+ H+
 
pK = 7,0
Capacidade de troca catiônica determinada a pH = 7,0.
Material Coloidal CTC (mg/100g) 
Matéria orgânica 250 – 400 
Caulinita 5 – 15 
Óxidos de Fe e Al 2 – 25 
Haloisita.2H2O 5 – 10 
Montmorilonita 80 – 120 
 
Figura. Relação entre pH dos solos e a capacidade de troca de cátions da 
matéria orgânica (RAIJ, 1969).
pH e CTC da Matéria Orgânica
Cargas positivas
a) Ocorrem: Argilas 1:1
Óxidos Fe e Al
b) Sempre pH dependente
c) Mecanismo: protonação
SiOH
 
SiOH2+⏐
 
+ 2H+
 
⏐
AlOH
 
AlOH2+
FeOH + H+
 
FeOH2+
AlOH + H+
 
AlOH2+
Ocorrem abaixo do PCZOcorrem abaixo do PCZ
PCZ CTA
Carga positiva
Óxidos de Al e Fe PCZ
Al(OH)3 Gibsita 5,0 a 5,2
Boemita 8,8
FeOOH Lepidocrocita 7,4
*FeO3.3H2O Goetita 6,7
* Fe2O3 Hematita 5,4
Ponto de carga zero (PCZ) de alguns óxidos de Al e Fe.
* Latossolos Roxos
Ponto de Carga Zero
PCZ = Ponto de Carga Zero
pH do Solo = ΣCargas Positivas (+) = ΣCargas Negativas (-) 
As cargas negativas do oxigênio estão ocupadas 
por hidrogênio (covalente). 
Ponto de Carga Zero
- SiOH+
- AlOH+
- FeOH+
- AlOH
- SiO-
- FeOH
- SiOH
- AlOH
- AlOH+
- AlO-
- FeO-
- AlO-
H+
OH-
CTA PCZ CTC
Ponto de Carga Zero
--
 
CaulinitaCaulinita pK
- SiOH ⇔
 
- SiO- + H+ →
 
0,1% 7,0
l
- AlOH ⇔
 
- AlO- + H+ →
 
1,0% 6,0
--
 
ÓÓxidos de Fe e Alxidos de Fe e Al
- AlOH ⇔
 
- AlO- + H+
l
- FeOH ⇔
 
- FeO- + H+
- R - COOH ⇔
 
R - COO- + H+ pK = 5,0
- R - -OH ⇔
 
R - O- + H+ pK = 7,0
--
 
HumusHumus
Ocorre acima do PCZ
Fração coloidal dos solos tropicais
Ponto de Carga Zero (PCZ)
* PCZ de óxidos de Fe e Al
Conclusão:Conclusão:
 
em solos tropicais ocorre
* fixação de H2 PO4-
* lixiviação de bases
* PCZ x solos x horizontes
PCZ de alguns solos do Brasil. Os dados são extraidos dos 
trabalhos de Raij e Peech (1972) e de MORAIS, et alli (1976).
PCZ
Solos Horizonte A Horizonte B
Argissolo Vermelho Amarelo 1Argissolo Vermelho Amarelo 1 1,6 4,0
Argissolo Vermelho Amarelo 2 Argissolo Vermelho Amarelo 2 2,6 3,7
Nitossolo Vermelho FNitossolo Vermelho Féérricorrico 1,9 2,7
Latossolo Vermelho Amarelo Latossolo Vermelho Amarelo 
Humico*Humico*
2,1 4,4
Latossolo Vermelho AmareloLatossolo Vermelho Amarelo 3,33,3 5,55,5
Latossolo AmareloLatossolo Amarelo 3,13,1 6,36,3
LatossoloVermelho FLatossoloVermelho Féérricorrico 3,53,5 6,06,0
3. PROPRIEDADES COLOIDAIS DE INTERESSE À
 FERTILIDADE DO SOLO
3.1. Introdução
3.2. Relação Solo ⇔ Planta
3.3. Propriedades do solo que afetam a relação entre os 
elementos da fase sólida e da solução do solo
Msólido
 
⇔
 
Msolução
(1) C
M
 
adubo
 
M
 
parte aérea
M
 
sólido
 
M
 
solução
 
M
 
raiz
M
 
lixiviação
C
IQ
Q = Quantidade
I
I = Intensidade
C = Capacidade
3.1. Introdução
P
Mg
S
Ca
NH4
Si
Fertilizante Solução (disponível)
H2 PO4- +
Ca++
Mg++
NH4+
+
SO4=
H4 SiO4
P adubo P solução
Solubilização
3.2. Relação Solo -
 
Planta
3.3. Propriedades do Solo que afetam a 
passagem do M sólido para M solução
3.3.1. Troca de cátions e ânions
3.3.3. Reações de precipitação e solubilização
3.3.2. Adsorção química (Fixação)
3.3.4. Oxi-redução
3.3.5. Atividade microbiana, reação do solo e interação 
entre nutrientes
M sólido M solução
3.3.1. Troca de Cátions e Ânions
(1.) Dupla camada difusa
(2.) Troca de cátions
a) Lei da raiz quadrada de Schofield
b) Fatores que influem na troca catiônica
* Valência dos cátions
* Grau de hidratação
* Efeito do cátion complementar
* Seletividade dos materiais coloidais
c) Poder tampão em potássio
(1.) Dupla camada difusa
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Micela
Eletro-negativa
+
+
+
+
+ +
+ +
+
-
-
-
-
+
++
+
+(n + > n -)
+ - -
-
- -
-
- -
+ -
+
+
++
-
+ +(n + < n -)
Solução interna Solução externa
(2.) Troca De Cations (Ctc)
(K+)i
(Ca2+)i 1/2
=
(K+)e
(Ca2+)e 1/2
a) Lei da raiz quadrada de SCHOFIELD
X – Ca2+1/2 + K+ X – K+ + ½
 
Ca2+
Fatores que influem na troca catiônica
+ Valencia dos Cátions
Al3+ > Ca2+
 
> K+ 
+ Raio Iônico (-) Grau de Hidratação
Ca2+ > Mg2+
+ Seletividade dos Materiais Coloidais
+ Efeito do Cátion Complementar
Argila 2:1 > Argila 1:1 > Óxidos de Fe e Al
+ Efeito de Diluição
+ Teor de Matéria Orgânica
+ Fosfatagem
b) Fatores que afetam a troca cationica
b1 ) Valência dos Cátions
Trivalente > Divalente > Monovalente
Al3+ Ca++ Mg++ NH4+ K+ Na+
b2 ) Grau de Hidratação
Troca de Cátions
Cátion ∅ Α
Na+ 1,96
K+ 2,66
NH4+ 2,86
Mg++ 1,56
Ca++ 2,12
9,0 a 13,0
8,0 a 10,0
N: moles H2O/ÍON 
4
2,5
1
(3) Equilíbrio iônico →
 
excesso de Ca++ e Mg++ desloca 
o K+ adsorvido para a solução do solo →
 
maiores 
perdas por lixiviação
Al3+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+
Fatores que Influem na disponibilidade de 
potássio às plantas
> lixiviação
> adsorção
Ca
Al
H
•SB = K+ Ca + Mg
•CTC = SB + (H+Al)
•V% = SB x 100
CTC
K : Mg : Ca
1 3 9
1 5 25
KMg
K%T = 2 a 5%
Mg%T = 15%
Ca%T = 45%
Valência dos Cátions
Al3+ > Ca2+
 
> Mg2+ > NH4+ > K+ > Na+
Adsorção (Floculação/Agregação)
Lixiviação (Dispersão)
K - disponível
fator
K-trocável capacidade K-solução
Fator quantidade Fator intensidade
Q IPTK = Q
I
Equilíbrio entre as Formas de Potássio no Solo
Mudanças quimicas no solo devido à calagem, e as adições de K 
necessárias para manter pK - 1/2(Ca+Mg) = 2 (MAGDOFF & 
BARTLETT,1980)
Calagem pH CTC K - solução pK- 1/2 p(Ca+ Mg) kg/ha de K p/
e.mg/100g e.mg/100g 10-5M.1-1
pK- 1/2 p(Ca+ 
Mg)=2
0 4,2 2,5 18,0 2,48 84
0,25 4,5 2,7 17,3 2,52 97
0,5 4,6 2,9 13,7 2,64 109
1,0 4,8 3,1 11,5 2,74 128
2,0 5,0 3,3 7,8 2,91 158
4,0 5,3 4,4 5,4 3,10 228
64,0 7,8 17,4 3,3 3,34 1150
Calagem pH CTC (disponível) K (solução) K (trocável) 
Efeito de diluição pela água da chuva na 
adsorção de Cátions
Na+
K+
Ca++
 
e Mg++
Al+++
Diluição
Solução
do 
Solo
Si O- H
H+
Al O- Al
Al+++
Fe O- H
CTC CTC Ca++
PotencialPotencial Al O- Ca
Mg++
R - COO-Mg
K+
R O-K
CTC Potencial = Ca++ + Mg++ + K+ + H + Al
SB acidez
CTC – SB V% = SB x 100
100 - V% CTC
Troca catiônica
CTCpotencial (CTC7 ) – CTCefetiva (CTCe )= HCovalente
Capacidade de Troca de Cátions
b1) CTC efetiva (CTCe
 
)
 
é aquela que o solo 
apresenta em função do seu pH atual, ou seja: 
CTC efetiva = SB + acidez trocável
SB = soma de bases trocáveis = Ca++
 
+ Mg++
 
+ K+
 
+ Na+
e,
Acidez trocável = Al3+
logo, 
CTC efetiva = SB + AlCTC efetiva = SB + Al3+3+
CTC efetiva x CTC potencial
b2) CTC potencial (T)
 
é aquela que o solo 
apresenta num determinado pH, geralmentepH 
= 7,0:
T = SB + acidez titulável pH 7,0
Acidez titulável = H0
 
+ Al3+
logo,
T = SB + H + Al
CTC efetiva x CTC potencial
HH 22 OO
Ca, Mg (COCa, Mg (CO 33 )) 22 CaCa++++ + Mg+ Mg++++ + 2CO+ 2CO 33 22--
COCO 33 22-- + H+ H 22 O HCOO HCO 33 -- + OH+ OH--
HCOHCO 33 -- + H+ H 22 O HO H 22 COCO 33 + OH+ OH--
HH 22 COCO 33 HH 22 O + COO + CO 22
OHOH-- ++ HH++ HH 22 OO
3OH3OH-- ++ AlAl++++ Al(OH)Al(OH) 33
Efeito do calcário no solo
 
 - H + 
 - 
 - A l3 + 
 A C ID E Z T R O C Á V E L 
 O H + 
- C 
 O - A l3 + /3 H + 
 
 - A l - O H 0 H + 
 
 F e - O H 0 H + 
 A C ID E Z N Ã O T R O C Á V E L 
 O H + 
- C 
 O H 0 
 
 
 
A C ID E Z 
P O T E N C IA L 
T O T A L O U 
T IT U L Á V E L 
(F A S E S Ó L ID A ) 
 
A C ID E Z A T IV A , 
IÔ N IC A , A T U A L 
O U L IV R E 
(F A S E L ÍQ U ID A ) 
 
Componentes da acidez do solo
(Kinjo, 1983).
Figura 1. Componentes da acidez do solo.
Componentes da acidez do solo
CTC =
 
SB + (H+Al)
SB =
 
Ca2+
 
+ Mg2+
 
+ K+
CTC SB
100 V%
V% = SB x 100
CTC
SATURAÇÃO POR BASES DO SOLO
Relação entre os cátions trocáveis e os valores de pH (Raij, 1981)
Relação entre cátions trocáveis e pH
SBSB
V= V= ⎯⎯⎯⎯ . 100. 100
CTCCTC
V= Relação matemática
Ex (1) SB = 15 mmolc/dm3
CTC = 30
 
mmolc/dm3
V = 50%
Ex (2) SB = 30 mmolc/dm3
CTC = 60
 
mmolc/dm3
V = 50%
Relação entre o pH e a porcentagem de saturação por bases (V%) 
(CATANI & GALLO, 1955).
V% = (SB/T) x 100
m% = Al/(CTCe
 
) x 100
m% = Al / SB + Al x 100
pH = 0,03176 V + 4,283 (r=0,95**)
V% m% pH
Valores de pH e saturação por alumínio em função da 
saturação por bases (V%) (Raij et al., 1985).
V %V % pH em Ca ClpH em Ca Cl22 pH em pH em ááguagua m %m %
4 3,8 4,4 90
12 4,0 4,6 68
20 4,2 4,8 49
28 4,4 5,0 32
36 4,6 5,2 18
44 4,8 5,4 7
52 5,0 5,6 0
60 5,2 5,8 0
68 5,4 6,0 0
76 5,6 6,2 0
84 5,8 6,4 0
92 6,0 6,6 0
100 6,2 6,8 0
meq . 100 cm-3
cmolc . dm-3
mmolc . dm-
3
mg . dm-3
(ppm)
Elemento
(kg . ha-1)
Óxidos
(kg . ha-1)
Carbonatos
(kg . ha-1)
1 Ca 10 200 400 5601 10002
1 Mg 10 120 240 4001 8402
1 K 10 400 800 9601 -
1 P - 100 200 4601 -
EQUIVALÊNCIA DE UNIDADES
1 = CaO, MgO, K2 O e P2 O5 , respectivamente
2 = CaCO3 e MgCO3 , respectivamente
1,0 mmolc
 
.dm-3
 
K 96 kg.ha-1 K2
 
O
10 mg.dm-3
 
P 46 kg.ha-1
 
P2
 
O5
Camada 0 Camada 0 –– 20cm (d solo = 1)20cm (d solo = 1)
Troca de ânions (CTA) = adsorção não específica
a) Conceito
b) Ocorrência
c) Mecanismo
d) Ânions nutrientes trocáveis
e) Fatores que influem
* Natureza dos colóides do solo
* Reação do solo
* Concentração da solução
* Outros ânions
* Cátions associados
Conceito: Anions Trocáveis
SO42-
NO3-
Cl-
b) Ocorrência
• Argila 1:1
• Óxidos de Fe e Al
H3 BO3 /H2 BO3-
(Cl-)e
(SO42-)e1/2
(Cl-)i
(SO42-)1/2i
Abaixo do PCZ
MoO42-
CTA –
 
Carga Positiva
MoO=4
 
> SO42- > NO3
-
 
> H2
 
BO3- > Cl
-
Adsorção
Lixiviação
Ânions nutrientes trocáveis
Efeito do Cl
Efeito do Cl
Movimentação de ânios no perfil do solo
Outros Ânions
HPO22- >H2
 
PO4- > MoO4
2-
 
> SO42- > NO3
-
 
> H3
 
BO3>Cl-
• Cátions Associados
Al2
 
(SO4
 
)3
 
>CaSO4
 
> K2
 
SO4 > (NH4
 
)2
 
SO4
 
> Na2
 
SO4
Fixação Troca
3.2.2. Adsorção química (adsorção específica ou Fixação)
a) Cátions:
 
Zn++ , Mn++, Cu++ , Fe++, Co++ e Ni++
Anions:
 
H2 PO4-
 
, H4 SiO4
b) Fatores:
 
pH
Composição mineralógica
Matéria Orgânica
3.3.2 Adsorção Específica (Fixação ou Não Trocável)
Cu2+ >Mn2+ > Zn2+
 
> Fe2+
 
> Co2+
SiO44- > HPO4
2-> H2
 
PO4-
Adsorção
Lixiviação
Adsorção
Lixiviação
(1) Cátions
(2) Ânions
Fixação: Adsorção específica na fração coloidal do solo 
(Zn, Cu, Mn e Co)
Al - OH + Zn++ Al – O Zn+ + H2O
COOH COO
R + Zn++ R Zn + 2H2O
COOH COO
pH Baixo pH Elevado
Disponível Fixado
(1) Cátions
Fósforo fixado por adsorção específica ou química
M-H2
 
PO4-
 
M –
 
OH
 
+ H2
 
PO4-
FeOH2
AlOH2
H2
 
PO4
FeOH
FeOH
H2
 
PO4 -
OH-
H+
+
pH + ácido pH -
 
ácidoM = Si, Fe, Al
OH-
H+
4.3.3. Reações de Precipitação e 
Solubilização
(2) -
 
Fixação do P por Precipitação
a) Precipitação do H2 PO4 em solução
H2 PO4- +
Fe++
Al+++
Mn++
FeH2 PO4 (OH)2
Strengita pKsp= 35
P não Labil (P-ocluso)
AlH2 PO4 (OH)2
Variscita pKsp = 30
MnH2 PO4 (OH)2
pH + ácidopH - ácido
O fósforo da solução do solo precipita com o Al, o Fe e o Mn (pH 
baixo). Quando o pH é corrigido, esses elementos se precipitam e o 
fósforo fica disponível
Fe++, Al+++, Mn ++ +OH- Fe3+(OH)3
Al3+(OH)3
Mn4+O2
H2PO4- + Fe+2, Al+3, Mn+2 +OH- AlH2PO4(OH)2 
 (pH – ácido) VARISCITA 
 
 FeH2PO4(OH)2 
 STRENGITA 
 
 MnH2PO4(OH)2 
 
 (pH + ácido) 
3.3.3. Precipitação do P em solução
(2) -
 
Fixação do P por Precipitação
Ca5 (PO4 )3 OH 5Ca++ + 3PO4= + OH-
Hidroxiapatita
pKsp = 115
pH - ácido pH + ácido
Nº0 Mineral p
 
Kps Reação
1 Calcita CaCO3 +H2 O Ca2+ + 2OH- + CO2
2 Gibsita Al(OH)3 Al3+ + 3OH-
3 Goetita FeOOH + H2 O Fe3+ + OH-
4 Hidroxiapatita 115 Ca5 (PO4 )3 OH 5 Ca2+ + 3PO43- + OH-
5 Strengita 35 FeH2 PO4 (OH)2 Fe3+ + H2 PO4- + OH-
6 Variscita 30 AlH2 PO4 (OH)2 Al3+ + H2 PO4- + OH-
Reações de Solubilização de Alguns Minerais
Havlin, 2005
FRAÇÕES DE P NO SOLO
Análise de solo
(4.1) ESP–
 
Método da Resina
Teor
Produção P Resina
Relativa Culturas Anuais
% mg/dm3
Muito baixo 0 - 70 0 - 6
baixo 71 - 90 7 - 15
médio 91 - 100 16 - 40
alto > 100 41 - 80
muito alto >100 > 80
b) SOUZA & LOBATO, 1996
* kg/ha de P2 O5
b1) Mehlich 1( HCl 0.05N + H2
 
SO4
 
0.025N)
Teor de 
Argila1
Teor de P no solo
Muito baixo Baixo Médio Adequado Alto
% mg/dm³
≤15 0 a 6,0 6,1 a 12,0 12,1 a 18,0 18,1 a 25,0 > 25
16 a 35 0 a 5,0 5,1 a 10,0 10,1 a 15,0 15,1 a 20,0 > 20
36 a 60 0 a 3,0 3,1 a 5,0 5,1 a 8,0 8,1 a 12,0 > 12
> 60 0 a 2,0 2,1 a 3,0 3,1a 4,0 4,1 a 6,0 > 6,0
M
 
adubo
 
M
 
parte aérea
M
 
sólido
 
M
 
solução
 
M
 
raiz
M
 
lixiviação
C
IQ
Q = Quantidade
I
I = Intensidade
C = Capacidade
4.3 Comparação dos métodos
Resina : Avaliação I e C
Mehlich 1: Avaliação I e Q
PTP = Q
I
3.3.3. Precipitação/ Insolubilização
Micro Metálico
Zn2+ Zn(OH)2
Mn2+ + OH-
 
Mn4+
 
O2
Fe2+ Fe3+
 
(OH)3
PrecipitaSolúvel
pH Acido pH Corrigido
Aerobiose (O2 ) Anaerobiose (H2 O)
NO3- + 2H+ + e- NO2- + H2 O
2NO2- + 8H+ + 6 e- N2 + 4 H2 O
MnO2 + 4H+ +2 e- Mn2+ + 2H2 O
Fe(OH)3 + 3H+ + e- Fe2+ + 3H2 O 
SO42- + 10H+ + 8e- H2 S + 4H2 O
Cu2+O + 2H+ + e- Cu+ + H2 O
Reações de Oxi-Redução de Alguns Elementos
3.3.4. Oxi -
 
Redução
Desnitrificação
Transformação do íon
 
NO3-
 
(nitrato) em
 
substâncias voláteis 
(N2
 
, N2
 
O e NO)
 
pelaação de microorganismos
 
em condições
 aneróbicas.
N2
 
O (Óxido Nitroso)
NO3-
 
NO (Óxido Nítrico)
 
Gases
N2
 
(Nitrogênio Elementar)
b) Microorganismos → Respiração anaeróbica
+1 +1 0
H2 N2 O2→ N2O→ N2
+5 +3
Hiponitrito Óxido NM.O. + NO3
-→ NO2-
Nitroso Elementar
Nitrato Nitrito +2
2 NO
Óxido Nítricoc) Condições de ocorrência
-
 
Presença no solo de NO3-
-
 
Teor alto de matéria orgânica
-
 
Ausência de O2
d) Implicação agronômica
Não utilizar adubos nítricos
 
(Ex.: NH4
 
NO3
 
)
 
em culturas de várzeas.
 
(Ex.: 
arroz inundado)
Desnitrificação
Redução de S no Solo
Equação Geral:
+6
 
e-
 
-2
SO4=
 
+ M.O. H2
 
S
Um dos principais
Sulfato de Amônio Adubo verde
 
inibidores da
Sulfato de Potássio Composto
 
absorção iônica
AGENTE: Desulfovíbrio Desulfuricans
SO4=
Condições de Redução:
 
Anaerobiose
Subst. Doadoras de e-
 
(M.O.)
e-
 
= elétron
Maior Problema:
 
Solos arenosos ou deficientes em ferro
H2
 
S + Fe++ FeS↓
Ácido Pirita
Sulfídrico
Redução de S no Solo
¾ Ocorre em grande parte por microorganismos
Mn2 O3 MnO + MnO2
MnO + H2 O Mn(OH)2
Mn(OH)2 Mn+2 + 2 OH-
MnO2 + 4H+ + 2e- Mn+2 + 2 H2 O
¾ O encharcamento cria condições favoráveis para a 
solubilização redutiva do MnO2.
Oxi-Redução
¾ Depois da redução do Mn, vem a redução dos hidróxidos 
férrico hidratados:
Fe(OH)3
 
+ e-
 
Fe+2
 
+ 3 OH-
¾ A formação de Fe+2 significa aumento na disponibilidade, pois 
a forma trivalente (Fe+3) normalmente encontrada no solo é pouco 
solúvel.
¾ O arroz pode tolerar concentração de Fe2+ da ordem de 200 –
300 ppm. Níveis mais altos podem ser tóxicos, afetando o sistema 
radicular e causando o “bronzeamento”.
Oxi-redução
Ferro e Manganês:
Fe2+
 
Fe3+
 
+ e-
Mn2+
 
Mn4+
 
+ O2
 
+ e-
Solúvel Insolúvel
Aeração excessiva diminui a solubilidade de 
ferro e manganês.
Culturas anuais:
 
Fe2+
 
> Mn2+
 
(deficiência de Mn)
Drenagem
Inundação
Drenagem
Inundação
Cu+
 
Cu++
Insolúvel Solúvel
3.3.4. Oxi -
 
Redução
Teor de Cu em Tecido Vegetal Total e 
Relação Fe / Mn
6,3
8,6
12,5
6,2
0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0
Fora da
Reboleira
Dentro da
Reboleira
Teor de Cu Fe / Mn
Local Cu Fe Mn Zn Fe/Mn
Dentro da Reboleira 6,3 364,9 29,2 24,8 12,5
Fora da Reboleira 8,6 294,4 47,8 30,0 6,2
Resultados das Análises de Tecido Vegetal Total
mg.kg - 1
Fonte: Grupo Eldorado - Safra 2001/2002.
Fora da
Reboleira
Dentro da
Reboleira
Cu+ Cu++
Insolúvel Solúvel
(Excesso de H2 O) (Boa drenagem)
3.3.4. Oxi -
 
Redução
Mn x aeração
3.3.4. Oxi -
 
Redução
Fe = 218 mg.kg-1
Mn = 109 mg. kg-1
Fe/Mn = 2/1
Fe/Mn = 1/1
3.3.4. Oxi -
 
Redução
Folhas mais novas amarelas com nervuras verdes.
Deficiência de ferroDeficiência de ferro
Oxi-redução
Plantio Direto
Formação de Quelados pelo aumento da matéria orgânica
Cu
EDTA EDTA -
 
Cu
CH2 CH2
HN
NH
H2 C CH2
O=C C=O
OH HO
CH2 CH2
HN NH
H2 C
CH2
O=C C=O
O O
Atividade Microbiana e Reação do Solo
3.3.5. Atividade Microbiana, Reação do Solo e 
Interação entre Nutrientes
Deficiência de Cu
Deficiência de Cu
Solos de Várzea/PR
400 g/ha de Cu -
 
aumento da produção de 100%
400 g/ha de Cu -
 
aumento da produção de 100%
CÁTIONS - Fe++, Cu++, Mn++, Zn++, Co++ → Diminui disponibilidade
H3 BO3 ==> Efeito quadrático
CHONPSB + O2
 
H3
 
BO3
H3
 
BO3o
 
+ OH-
 
H2
 
BO3-
Micro
Heterotrófico
ÂNIONS - MoO4= e Cl- → Aumenta a disponibilidade 
Reação do Solo (pH)
pH x Mn++
pH x Mn++
Cu++
H2
 
PO4 -
 
x Mn++
Zn++
Fe++
Precipitação
Caso do
 
Zn++
 
⇒
 
Inibição não competitiva com o
 
H2
 
PO4-
H2
 
PO4 -
 
→
 
Provoca precipitação do Zn++
 
na raíz = Menor absorção
H2
 
PO4 -
 
→Diminui transporte do Zn++
 
da raíz para a parte aérea
Ex.:
 
Zn H2
 
PO4
Interação entre nutrientes
4. PROPRIEDADES QUÍMICAS QUE AFETAM O 
MOVIMENTO ATÉ
 
A
SUPERFÍCIE DAS RAÍZES
Msolução ⇔ Mraiz
Mecanismos de Absorção
Interceptação radicular
Fluxo de massa
Difusão
Habilidade Radicular de Absorção
ABSORÇÃO: CONTATO ÍON -
 
RAIZ
QIR = Volume de Raiz = 2x10-6
 Volume de Solo
QFM = V x [ M ]
QD = Qd = ADH (CS – CR)
 L
CONTATO NUTRIENTE x RAIZ
InterceptaInterceptaçção radicular:ão radicular:
 
a raiz, ao se desenvolver, encontra o 
elemento na solução do solo. 
Ca
Fluxo de massa:Fluxo de massa:
 
consiste no movimento do elemento em uma 
fase aquosa móvel, de uma região mais úmida, distante da 
raiz, até
 
outra mais seca, próxima da superfície radicular.
N
Difusão:Difusão:
 
movimento espontâneo do nutriente a favor do 
gradiente de concentração, isto é
 
de uma região de maior 
concentração (solução do solo) para uma de menor 
concentração (superfície da raiz)
P 
Qin
 
= Qt x 2 x 10-5
A)
 
Interceptação Radicular
Superfície da Raiz
Superfície do Solo =
2 x 10-5
B) Fluxo de Massa
Qfn
 
= V x [M]
V = Volume de água absorvido pela cultura
[M] = Concentração do íon na solução do solo
C) Difusão
Dq/dt = ADH (CS –
 
CR)/L
CONTATO NUTRIENTE x RAIZ
D=cm2/s
NO3- = 0,3 x 1,3.10-5
NH4+ = 1,4 x 10-6
H2 PO4- = 10-7 a 10-14
K+ = 10-8 a 10-12
Coeficiente de Difusão 
(D)
DQ/dt = ADH (Cs – Cr)
L
DQ/dt = Taxa de difusão no tempo
A = Área Radicular
A DQ/dt Al e Mn Compactação
D = Coeficiente de Difusão
H = Volume do solo ocupado por água
H MO Argila
Cs = Concentração de nutrientes no solo (CTC)
Cr = Concentração de nutrientes próximos a raiz
L = Distancia do elemento do solo ate a raiz
Coeficiente de Difusão 
(D)
M
 
adubo
 
M
 
parte aérea
M
 
sólido
 
M
 
solução
 
M
 
raiz
M
 
lixiviação
C
IQ
Q = Quantidade
I
I = Intensidade
C = Capacidade
M
 
= Nutriente
Dinâmica do Nutriente
PTM = Q/I
a) Fluxo de massa (lixiviação)
Cl-
 
> H3
 
BO3
 
>
 
NO3-
 
> SO4= > MoO4=
Na+ >K+
 
> NH4+
 
> Mg+ +
 
> Ca+ +
Adubação Anual: N –
 
K O -
 
B
b) Difusão (Fixação no solo)
H2
 
PO4-
 
> Cu++
 
> Mn++ >Zn++
 
> Fe++
Efeito residual
2
Dinâmica do Nutriente
Processo de contato
Interceptação Fluxo de massa DifusãoElem.
(% do total)
Aplicação de adubos
N 1 99 0 Distante, em cobertura (parte)
P 2 4 94 Próximo das raízes
K 3 25 72 Próximo das raízes, em cobertura
Ca 27 73 0 A lanço
Mg 13 87 0 A lanço
S 5 95 0 Distante, em cobertura (parte)
B Distante, em cobertura (parte)
Cu *
**
15 5 80 Próximo das raízes
Fe * 40 10 50 Próximo das raízes
Mn * 15 5 80 Próximo das raízes
Zn * 20 20 60 Próximo das raízes
Fonte: MALAVOLTA et al., 1997.
Comportamento dos elementos no solo
* Aplicação Foliar
Relação entre o processo de contato e a localização dos 
fertilizantes
Mo 05 95 0 Distante, em cobertura (parte)
03 97 0
* *Aplicação semente/foliar
AdubaAdubaçção mineral de manutenão mineral de manutenççãoão
1.Via Solo (anuais)
1.Plantio:
 
(N) - P2 O5 – K2 O + micros (B – Zn – Cu – Mn) na base SPS 
ou revestidos no NPK
2.Cobertura:
 
(N) – (K2O) – (B via herbicida)
2.Via Foliar Mn, Zn e Cu (anuais e perenes) + Mo em milho, feijão, (soja)
3.Via Semente Mo, Co (leguminosas) e Zn (Poáceas)Mn (Soja RR)
4.Via Tolete B, Zn, (Mo) (cana-de-açúcar, mandioca)
5.Via Solo (perenes)
1.Plantio:
 
Ca e Mg (calcário) – P2O5 + Micros (B – Zn – Cu – Mn) + 
orgânico
2.Cobertura: N – (P2O5) – K2O – (S) – B
(6.1) Calagem (*)
(6.2) Gessagem (*)
(6.3) Fosfatagem (*)
(6.4) Potássio pré-plantio (solos argilosos; culturas anuais)
(6.5) Sistema Plantio Direto (*)
(6.6) Adubação mineral / orgânica / organomineral
(6.6.1) Via solo
(6.6.2) Via semente/muda
(6.6.3) Via foliar
(*)
 
Práticas corretivas -
 
visam aumentar a eficiência da 
adubação mineral, isto é, diminuir o valor de “f”
ADUBAÇÃO = (PLANTA - SOLO) x f
6. MANEJO QU6. MANEJO QUÍÍMICO DO SOLOMICO DO SOLO
Foto: Rivian Ferreira DiasFoto: Rivian Ferreira DiasFoto: Rivian Ferreira Dias
A adubação das culturas começa com a 
amostragem e análise de solo, continua com 
as práticas corretivas (calagem, gessagem
 
e 
fosfatagem), adoção de práticas 
conservacionistas
 
(SPD; Integração 
Lavoura-Pecuária) e termina com a 
utilização do fertilizante mineral.
CONCLUSÃOCONCLUSÃO
ContatosContatos::
gcvitti@esalq.usp.brgcvitti@esalq.usp.br
gape@esalq.usp.brgape@esalq.usp.br
TelTel: (19) 3417: (19) 3417--21382138
““Quanto mais alimentos conseguirmos tirar da terra, menos terra Quanto mais alimentos conseguirmos tirar da terra, menos terra 
iremos tirar da naturezairemos tirar da natureza””. AEASP. AEASP
Norman Norman BorlaugBorlaug, , PhDPhD –– Prêmio Nobel da PazPrêmio Nobel da Paz
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	Conceito: Anions Trocáveis
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