Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/274512201 Uso, ocupação e Conservação do Solo (Apostila) Book · January 2009 CITATIONS 0 READS 1,341 1 author: Some of the authors of this publication are also working on these related projects: Strategies to improve citrus yield and tree survival under HLB in the Indian River Citrus District View project Subirrigation aplication in citrus rootstocks production View project Rhuanito Ferrarezi University of Florida 139 PUBLICATIONS 259 CITATIONS SEE PROFILE All content following this page was uploaded by Rhuanito Ferrarezi on 23 December 2016. The user has requested enhancement of the downloaded file. https://www.researchgate.net/publication/274512201_Uso_ocupacao_e_Conservacao_do_Solo_Apostila?enrichId=rgreq-b7bf89f408bb0b77818815ff4f165350-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3NDUxMjIwMTtBUzo0NDI0NzgwNTE1MDAwMzJAMTQ4MjUwNjM5NjkxNQ%3D%3D&el=1_x_2&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/publication/274512201_Uso_ocupacao_e_Conservacao_do_Solo_Apostila?enrichId=rgreq-b7bf89f408bb0b77818815ff4f165350-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3NDUxMjIwMTtBUzo0NDI0NzgwNTE1MDAwMzJAMTQ4MjUwNjM5NjkxNQ%3D%3D&el=1_x_3&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/project/Strategies-to-improve-citrus-yield-and-tree-survival-under-HLB-in-the-Indian-River-Citrus-District?enrichId=rgreq-b7bf89f408bb0b77818815ff4f165350-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3NDUxMjIwMTtBUzo0NDI0NzgwNTE1MDAwMzJAMTQ4MjUwNjM5NjkxNQ%3D%3D&el=1_x_9&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/project/Subirrigation-aplication-in-citrus-rootstocks-production?enrichId=rgreq-b7bf89f408bb0b77818815ff4f165350-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3NDUxMjIwMTtBUzo0NDI0NzgwNTE1MDAwMzJAMTQ4MjUwNjM5NjkxNQ%3D%3D&el=1_x_9&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/?enrichId=rgreq-b7bf89f408bb0b77818815ff4f165350-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3NDUxMjIwMTtBUzo0NDI0NzgwNTE1MDAwMzJAMTQ4MjUwNjM5NjkxNQ%3D%3D&el=1_x_1&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/profile/Rhuanito_Ferrarezi?enrichId=rgreq-b7bf89f408bb0b77818815ff4f165350-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3NDUxMjIwMTtBUzo0NDI0NzgwNTE1MDAwMzJAMTQ4MjUwNjM5NjkxNQ%3D%3D&el=1_x_4&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/profile/Rhuanito_Ferrarezi?enrichId=rgreq-b7bf89f408bb0b77818815ff4f165350-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3NDUxMjIwMTtBUzo0NDI0NzgwNTE1MDAwMzJAMTQ4MjUwNjM5NjkxNQ%3D%3D&el=1_x_5&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/institution/University_of_Florida2?enrichId=rgreq-b7bf89f408bb0b77818815ff4f165350-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3NDUxMjIwMTtBUzo0NDI0NzgwNTE1MDAwMzJAMTQ4MjUwNjM5NjkxNQ%3D%3D&el=1_x_6&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/profile/Rhuanito_Ferrarezi?enrichId=rgreq-b7bf89f408bb0b77818815ff4f165350-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3NDUxMjIwMTtBUzo0NDI0NzgwNTE1MDAwMzJAMTQ4MjUwNjM5NjkxNQ%3D%3D&el=1_x_7&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/profile/Rhuanito_Ferrarezi?enrichId=rgreq-b7bf89f408bb0b77818815ff4f165350-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3NDUxMjIwMTtBUzo0NDI0NzgwNTE1MDAwMzJAMTQ4MjUwNjM5NjkxNQ%3D%3D&el=1_x_10&_esc=publicationCoverPdf 2009 Rhuanito Soranz Ferrarrezi Uso, Ocupação e Conservação do Solo I USO, OCUPAÇÃO E CONSERVAÇÃO DO SOLO Rhuanito Soranz FERRAREZI Campinas/SP Agosto de 2009 FICHA CATALOGRÁFICA Ferrarezi, Rhuanito Soranz Uso, Ocupação e Conservação do Solo / Rhuanito Soranz Ferrarezi. Campinas: Conplant, 2009. 82 p.: Il. 1. Uso do solo 2. Ocupação do solo 3. Conservação do solo I. Ferrarezi, Rhuanito Soranz. II. Título. CDD – 634.3 Rhuanito Soranz Ferrarezi Fone: (19) 9613-9780 rhuanito@terra.com.br Rhuanito Soranz Ferrarezi Página 1 de 81 USO, OCUPAÇÃO E CONSERVAÇÃO DO SOLO SUMÁRIO 1 FORMAÇÃO DOS SOLOS ............................................................................................................. 4 1.1 PEDOLOGIA E EDAFOLOGIA ........................................................................................................ 4 1.2 PROCESSOS GEOLÓGICOS DE FORMAÇÃO DOS SOLOS ................................................................. 4 1.2.1 Tipos de intemperismo .................................................................................................... 4 1.2.1.1 Intemperismo Físico (ou mecânico) ............................................................................ 4 1.2.1.2 Intemperismo Químico ................................................................................................ 5 1.2.1.3 Intemperismo Biológico ............................................................................................... 5 1.3 TIPOS DE SOLOS ........................................................................................................................ 6 1.3.1.1 Solos residuais ............................................................................................................ 6 1.3.1.2 Solos transportados ..................................................................................................... 6 1.4 CARACTERÍSTICAS DO SOLO ....................................................................................................... 7 1.4.1 Textura ............................................................................................................................. 7 1.4.2 Estrutura do Solo ............................................................................................................. 8 1.4.3 Porosidade do Solo ......................................................................................................... 8 1.4.4 Profundidade do Solo ...................................................................................................... 9 1.4.5 Capacidade de uso .......................................................................................................... 9 2 FERTILIDADE DO SOLO E PRODUTIVIDADE ........................................................................... 10 2.1 CONCEITOS BÁSICOS DE FERTILIDADE DO SOLO ......................................................................... 10 2.2 NUTRIENTES ESSENCIAIS PARA AS PLANTAS .............................................................................. 10 2.2.1 Critérios de essencialidade ........................................................................................... 12 2.3 ELEMENTOS BENÉFICOS ........................................................................................................... 14 2.4 FERTILIDADE DO SOLO VERSUS PRODUTIVIDADE ........................................................................ 14 2.5 DISPONIBILIDADE DE NUTRIENTES ............................................................................................. 16 2.6 LEIS DA FERTILIDADE DO SOLO OU DAS ADUBAÇÕES ................................................................... 17 2.6.1 Lei da Restituição .......................................................................................................... 17 2.6.2 Lei do mínimo ou de Liebig (1862) ................................................................................ 18 2.6.2.1 Lei de Mitscherlich ou dos rendimentos não proporcionais (incrementos decrescentes) ............................................................................................................................ 18 2.6.2.2 Lei da Interação ......................................................................................................... 20 2.6.3 Lei do Máximo ............................................................................................................... 20 2.6.3.1 Lei da QualidadeBiológica ........................................................................................ 20 2.7 SINTOMAS VISUAIS DE DEFICIÊNCIAS DE NUTRIENTES EM PLANTAS .............................................. 21 2.8 SINTOMAS VISUAIS DE TOXICIDADE DE NUTRIENTES EM PLANTAS ................................................ 23 3 ATRIBUTOS FÍSICOS, QUÍMICOS E BIOLÓGICOS COMO INDICADORES DA QUALIDADE DO SOLO .............................................................................................................................................. 23 3.1 O SISTEMA DE PRODUÇÃO AGRÍCOLA ........................................................................................ 23 3.2 QUALIDADE DO SOLO ................................................................................................................ 23 3.2.1 Qualidade inerente e qualidade dinâmica ..................................................................... 24 3.3 INDICADORES UTILIZADOS NA AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DOS SOLOS .......................................... 24 3.3.1 Características dos indicadores .................................................................................... 24 3.3.2 Definição de indicadores mínimos para medir a qualidade dos solos .......................... 25 3.3.3 Atributos químicos do solo ............................................................................................ 25 3.3.3.1 Matéria orgânica do solo (húmus) ............................................................................. 25 3.3.3.2 Capacidade de troca de cátions (CTC) ..................................................................... 27 Rhuanito Soranz Ferrarezi Página 2 de 81 3.3.3.3 pH .............................................................................................................................. 27 3.3.4 Atributos físicos do solo ................................................................................................. 28 3.3.4.1 Estrutura .................................................................................................................... 28 3.3.4.2 Aeração, taxa de infiltração e capacidade de retenção de água .............................. 28 3.3.5 Atributos biológicos do solo ........................................................................................... 29 3.3.5.1 Biomassa microbiana (C e N) .................................................................................... 29 3.3.5.2 Respiração do solo (reflete a atividade microbiana) ................................................. 30 3.3.6 Como medir a atividade microbiana .............................................................................. 30 3.4 CONSIDERAÇÕES PRÁTICAS ...................................................................................................... 30 4 EROSÃO ....................................................................................................................................... 31 4.1 O QUE É EROSÃO? ................................................................................................................... 31 4.2 EROSÃO X MEIO AMBIENTE ....................................................................................................... 32 4.3 CAUSAS DA EROSÃO ................................................................................................................ 32 4.3.1 Causas físicas ............................................................................................................... 33 4.3.1.1 Ação do impacto das gotas de chuva........................................................................ 33 4.3.2 Causa mecânicas .......................................................................................................... 34 4.3.2.1 Compactação dos solos ............................................................................................ 34 4.3.2.2 Erosão acelerada....................................................................................................... 34 4.4 FATORES QUE CONTRIBUEM ..................................................................................................... 34 4.5 TIPOS DE EROSÃO .................................................................................................................... 35 4.5.1 Erosão hídrica ................................................................................................................ 35 4.5.1.1 Erosão laminar ........................................................................................................... 36 4.5.1.2 Erosão em sulcos ...................................................................................................... 37 4.5.1.3 Erosão em voçorocas ................................................................................................ 37 4.5.2 Erosão por água e vento ............................................................................................... 39 4.5.2.1 Erosão por gravidade ................................................................................................ 39 4.5.2.2 Erosão pluvial (provocada pela ação das chuvas) .................................................... 39 4.5.2.3 Erosão marinha (provocada pela ação do mar) ........................................................ 39 4.5.2.4 Erosão química .......................................................................................................... 40 4.5.2.5 Erosão glacial (provocada pela ação do gelo) .......................................................... 40 4.5.2.6 Erosão eólica (provocada pela ação do vento) ......................................................... 40 4.6 PROBLEMAS CAUSADOS PELA EROSÃO ...................................................................................... 42 4.7 EFEITOS DA EROSÃO DO SOLO .................................................................................................. 42 4.8 PRÁTICAS DE CONTROLE À EROSÃO .......................................................................................... 42 4.9 USO DA EQUAÇÃO UNIVERSAL DE PERDAS DE SOLOS (EUPS) .................................................... 43 4.9.1 Erodibilidade dos solos .................................................................................................. 43 4.9.2 Erosividade das chuvas ................................................................................................. 43 4.9.3 Fator C (de Uso e manejo do solo) ............................................................................... 44 5 PRÁTICAS CONSERVACIONISTAS DE SOLOS E ÁGUAS ...................................................... 45 5.1 CONCEITO E GENERALIDADES ................................................................................................... 45 5.2 CLASSIFICAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DAS PRÁTICAS CONSERVACIONISTAS .................................. 45 5.3 PRÁTICAS DE CARÁTER VEGETATIVO ......................................................................................... 46 5.3.1 Florestamento e/ou reflorestamento ............................................................................. 47 5.3.2 Reflorestamento das áreas de preservação permanente (APPs) ................................. 47 5.3.3 Pastagens ...................................................................................................................... 48 5.3.4 Plantas de cobertura ..................................................................................................... 48 5.3.5 Cobertura morta ............................................................................................................. 50 5.3.6 Culturas em faixas ......................................................................................................... 51 5.3.7 Cordões de vegetação permanente .............................................................................. 52 5.3.8 Alternância de capinas ..................................................................................................54 5.3.9 Faixas de bordadura ...................................................................................................... 54 Rhuanito Soranz Ferrarezi Página 3 de 81 5.3.10 Quebra-ventos ............................................................................................................... 54 5.4 PRÁTICAS DE CARÁTER EDÁFICO ............................................................................................... 55 5.4.1 Planejamento adequado do uso da terra ...................................................................... 55 5.4.2 Preparos conservacionistas .......................................................................................... 57 5.4.3 Plantio direto .................................................................................................................. 58 5.4.4 Cultivo Mínimo ............................................................................................................... 59 5.4.5 Reposição de nutrientes via adubação orgânica e/ou mineral ..................................... 59 5.4.6 Planejamento da época de preparo de solo e de plantio .............................................. 59 5.5 PRÁTICAS DE CARÁTER MECÂNICO ............................................................................................ 60 5.5.1 Terraceamento .............................................................................................................. 60 5.5.1.1 Características básicas ............................................................................................. 61 5.5.1.2 Classificação dos terraços ......................................................................................... 62 5.5.1.2.1 Quanto à função ................................................................................................... 62 5.5.1.2.2 Quanto à largura da base ou faixa de terra movimentada ................................... 63 5.5.1.2.3 Quanto ao processo de construção ...................................................................... 66 5.5.1.2.4 Quanto à forma do perfil do terreno ...................................................................... 66 5.5.1.3 Seleção do tipo e função do terraço .......................................................................... 69 5.5.1.4 Dimensionamento de um sistema de terraceamento ................................................ 69 5.5.1.5 Dimensionamento do espaçamento entre terraços ................................................... 70 5.5.2 Canais escoadouros ...................................................................................................... 70 5.5.3 Canais divergentes ........................................................................................................ 71 5.5.4 Plantio em nível ............................................................................................................. 71 5.5.5 Controle de voçorocas ................................................................................................... 72 6 PROJETOS DE RECUPERAÇÃO DE ÁREAS DEGRADADAS (PRAD) ................................... 74 7 BACIAS HIDROGRÁFICAS ......................................................................................................... 75 7.1 BACIAS HIDROGRÁFICAS BRASILEIRAS ....................................................................................... 76 7.2 CARACTERIZAÇÃO DE BACIAS HIDROGRÁFICAS .......................................................................... 77 7.3 COMPORTAMENTO HIDROLÓGICO DAS BACIAS HIDROGRÁFICAS ................................................... 77 7.4 DECLIVIDADE MÉDIA ................................................................................................................. 78 8 CAPACIDADE DE USO DAS TERRAS ....................................................................................... 78 8.1 CATEGORIAS DO SISTEMA ......................................................................................................... 78 8.1.1 Grupos de capacidade de uso ....................................................................................... 78 8.1.2 Classes de capacidade de uso ...................................................................................... 79 8.1.3 Subclasses de capacidade de uso ................................................................................ 79 8.1.4 Unidades de capacidade de uso ................................................................................... 79 8.2 ENQUADRAMENTO DAS TERRAS NO SISTEMA ............................................................................. 79 8.2.1 O solo ideal .................................................................................................................... 79 8.2.2 Método paramétrico ....................................................................................................... 80 8.2.3 Método sintético............................................................................................................. 80 8.3 ESQUEMA GERAL DO SISTEMA ................................................................................................... 80 9 BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................................. 80 Rhuanito Soranz Ferrarezi Página 4 de 81 1 FORMAÇÃO DOS SOLOS 1.1 Pedologia e Edafologia As ciências do solo estudam o solo como recurso natural da superfície terrestre, incluindo a formação do solo (pedogênese), sua classificação e cartografia e ainda as suas propriedades físicas, químicas, biológicas e fertilidade, bem como a relação destas propriedades com o uso e gestão dos solos. Edafologia é a ciência que trata da influência dos solos em seres vivos, particularmente plantas, incluindo o uso do solo pelo ser humano com a finalidade de proporcionar o desenvolvimento das plantas. Pedologia, do grego pedon (solo, terra), é o nome dado ao estudo dos solos no seu ambiente natural. É um dos dois ramos da ciência do solo, sendo o outro a edafologia. A pedologia estuda a formação dos solos (pedogênese), a química, a morfologia dos solos e a classificação de solos. O solo é o resultado de algumas mudanças que ocorrem nas rochas. Estas mudanças são bem lentas, sendo que condições climáticas e presença de seres vivos são os principais responsáveis pelas transformações que ocorrem na rocha até a formação do solo. Para entendermos melhor este processo, acompanhe atentamente a seqüência abaixo: a) Rocha matriz exposta. b) Chuva, vento e sol desgastam a rocha formando fendas e buracos. Com o tempo a rocha vai esfarelando-se. c) Microrganismos como bactérias e algas se depositam nestes espaços, ajudando a decompor a rocha através das substâncias produzidas. d) Ocorre acúmulo de água e restos dos microrganismos. e) Organismos um pouco maiores como fungos e musgos, começam a se desenvolver. f) O solo vai ficando mais espesso e outros vegetais vão surgindo, além de pequenos animais. g) Vegetais maiores colonizam o ambiente, protegidos pela sombra de outros. h) O processo continua até atingir o equilíbrio, determinando a paisagem de um local. Todo este processo leva muito tempo para ocorrer. Calcula-se que cada centímetro do solo se forma num intervalo de tempo de 100 a 400 anos! Os solos usados na agricultura demoram entre 3000 a 12000 anos para tornarem-se produtivos. 1.2 Processos geológicos de formação dos solos Os solos podem ser classificados em jovens: aqueles menos intemperizados, isto é, não houve tempo de os agentes do intemperismo atuarem na decomposição das rochas e, por esse motivo, tendem a ser mais ricos em nutrientes, e normalmente são solos mais rasos; e em solos velhos: são solos mais intemperizados, com intensa atividade bioclimática durante longo período de tempo, permitindo que se desenvolva um manto de intemperismo profundo; os mineraissaem facilmente do sistema e o solo é pobre em nutrientes. O intemperismo é o conjunto de processos químicos, físicos e/ou biológicos que, combinados ou isoladamente, causam a decomposição e a desagregação das rochas junto à superfície da crosta terrestre. Sobre o material intemperizado age a pedogênese, o processo de formação dos solos. Sobre os produtos do intemperismo e da pedogênese, pode agir a erosão. O intemperismo causa modificações na textura, na estrutura e na composição química e mineralógica da rocha original, através de mecanismos físicos e químicos, com ou sem participação de agentes biológicos. 1.2.1 Tipos de intemperismo 1.2.1.1 Intemperismo Físico (ou mecânico) Rhuanito Soranz Ferrarezi Página 5 de 81 No intemperismo físico prevalece a ação das variações de temperatura na superfície terrestre, o que ocasiona dilatações e contrações nas rochas. Em conseqüência, as rochas se fraturam, o que favorece a ação de outros agentes. Outros importantes agentes do intemperismo físico são o vento, as geleiras e as soluções salinas que eventualmente podem ocupar fraturas nas rochas. O principal papel do intemperismo físico é o de fragmentar a rocha, abrindo caminhos para que as soluções de alteração provoquem as mudanças químicas e mineralógicas. 1.2.1.2 Intemperismo Químico No intemperismo químico destaca-se ação da água que, combinada com outros elementos atmosféricos, ataca as rochas em sua superfície exposta e em suas fraturas, decompondo-as e dando origem a novos minerais, estáveis em condições superficiais. Os principais processos químicos envolvidos são a oxidação, a redução, a hidrólise e a hidratação, reações com ácido carbônico e a dissolução. 1.2.1.3 Intemperismo Biológico Caracteriza-se pela ação de seres vivos que promovem ou auxiliam no processo de intemperismo (por exemplo, raízes de plantas e minhocas). Nesse tipo de intemperismo, embora os processos sejam predominantemente biológicos, processos químicos e físicos quase sempre estão presentes. Durante a alteração intempérica, os materiais primordiais, duros e compactos, com composição química e mineralógica peculiar, dão origem a materiais friáveis, com nova textura e estrutura, além de composição química e mineralógica modificada. Em geral, sobre as rochas inalteradas, existe uma seqüência vertical de materiais que vão sendo progressivamente mais atingidos pelo intemperismo, culminando com o solo na porção mais superficial. Essa seqüência é chamada de perfil de alteração. A pedogênese é o processo de formação do solo e como tal engloba todos os mecanismos que transformam uma rocha alterada em solo, um material mais evoluído do ponto de vista estrutural. Enquanto que o intemperismo envolve, sobretudo mudanças químicas e mineralógicas, a pedogênese envolve basicamente uma reorganização estrutural do material já intemperizado, com grande participação dos organismos e das substâncias por eles geradas. Na verdade, o processo de formação do solo varia de uma região para outra em função do tipo de clima e, principalmente, do tipo de rocha. De um modo geral, os solos são compostos por camadas ou capas, como é mostrado na Figura 01. Estas camadas são conhecidas como horizontes. Através da diferenciação dos horizontes podemos fazer comparações entre os tipos de solo. Figura 01 - Perfil do solo, onde: A: camada orgânica: constituída por folhas e galhos que caem das árvores, fezes e restos de animais mortos. Nesta camada geralmente encontra-se o maior número de seres vivos; B: camada mineral: areia ou argila; C: rocha matriz: parte da rocha que não foi transformada. Rhuanito Página 6 d 1.3 Ti E degrada provenie 1.3.1.1 S situ” por SOLO E Também SOLO D devido à jovem. 1.3.1.2 S Tipos de ALUVIÃO deposita associad COLUVI foram tra por grav Soranz Ferrare de 81 ipos de solo Existem bas ção de roc entes de eros Solos resi São solos p terem sido f ELUVIAL: Oc m chamado d DE ALTERAÇ à presença d Solos tran São solos tra e solos transp O: é constit ados nos seu dos à ambien ÃO: é const ansportados vidade. ezi os sicamente 2 cha subjacen são, transpo Figura 02 - iduais roduzidos pe formados no orre na supe de solo super ÇÃO: Ocorre as estrutura nsportados ansportados portados: uído por ma us leitos e m ntes fluviais. tituído por d s pela ação tipos de s nte. (també rte e deposiç - Fluxograma ela desagreg mesmo loca erfície, apres rficial e solo e abaixo do s das rochas por process aterial erodid margens, ou epósitos de da gravidad solo: os RES m chamado ção de solos a para identif gação das ro al onde se en sentando-se residual mad solo eluvial s originais. T so Fluvial, Plu do, retrabalh ainda em fu material sol de ou, simple SIDUAIS, pr os de “in si pré-existent ficação de tip ochas. Rece ncontram. Ti macroscopic duro. e se apres Também cha uvial, Marinh hado e trans undos e mar lto, encontra esmente, ma rovenientes itu”), e os tes (Figura 0 pos de solo. ebem o nom pos de solos camente hom senta heterog mado de sap ho, Eólico, Gr sportado pel rgens de lag ados no sopé aterial decom da decomp TRANSPOR 02). e de residua s residuais: mogêneo e is gêneo e ani prólito e solo ravitacional e os cursos d goas e lagos é de encost mposto, tran posição e RTADOS, ais ou “in sotrópico. sotrópico o residual e Glacial. d' água e s, sempre as e que nsportado Rhuanito Soranz Ferrarezi Página 7 de 81 TÁLUS: é formado pelo mesmo processo de transporte por gravidade, em encostas, que produz os coluviões, diferenciando-se pela presença ou predominância de blocos de rocha, resultando em solos pouco espessos na fonte, o que restringe a ocorrência de tálus ao sopé de encostas de forte declividade ou, então, ao pé de escarpas rochosas Na Figura 03, podemos observar a classificação, classes, perfil de intemperismo, processos de formação, métodos de escavação e perfuração e comportamento dos solos. Figura 03 – Classificação, classes, perfil de intemperismo, processos de formação, métodos de escavação e perfuração e comportamento dos solos. 1.4 Características do solo 1.4.1 Textura A textura do solo refere-se à proporção relativa em que se encontram, em determinada massa de solo, os diferentes tamanhos de partículas. Refere-se, especificamente, às proporções relativas das partículas ou frações de areia, silte e argila na terra fina seca ao ar (TFSA). É a Rhuanito Soranz Ferrarezi Página 8 de 81 propriedade física do solo que menos sofre alteração ao longo do tempo. É muito importante na irrigação porque tem influência direta na taxa de infiltração de água, na aeração, na capacidade de retenção de água, na nutrição, como também na aderência ou força de coesão nas partículas do solo. Os teores de areia, silte e argila no solo influem diretamente no ponto de aderência aos implementos de preparo do solo e plantio, facilitando ou dificultando o trabalho das máquinas. Influi também, na escolha do método de irrigação a ser utilizado. Para simplificar as análises, principalmente quanto às práticas de manejo, os solos são agrupados em três classes de textura: Solos de Textura Arenosa (Solos Leves) - Possuem teores de areia superiores a 70% e o de argila inferior a 15%; são permeáveis, leves, de baixa capacidade de retenção de água e de baixo teor de matéria orgânica. Altamente susceptíveis à erosão, necessitando de cuidados especiais na reposição de matéria orgânica, no preparo do solo e nas práticas conservacionistas. São limitantes ao método de irrigação por sulcos, devido à baixa capacidade de retenção de água o que ocasiona uma alta taxa de infiltração de água no solo e conseqüentemente elevadas perdas por percolação. Solos de Textura Média (Solos Médios) - São solos que apresentam certo equilíbrio entre os teores de areia, silte e argila. Normalmente, apresentamboa drenagem, boa capacidade de retenção de água e índice médio de erodibilidade. Portanto, não necessitam de cuidados especiais, adequando-se a todos os métodos de irrigação. Solos de Textura Argilosa (Solos Pesados) - São solos com teores de argila superiores a 35%. Possuem baixa permeabilidade e alta capacidade de retenção de água. Esses solos apresentam maior força de coesão entre as partículas, o que além de dificultar a penetração, facilita a aderência do solo aos implementos, dificultando os trabalhos de mecanização. Embora sejam mais resistentes à erosão, são altamente susceptíveis à compactação, o que merece cuidados especiais no seu preparo, principalmente no que diz respeito ao teor de umidade, no qual o solo deve estar com consistência friável. Apresentam restrições para o uso da irrigação por aspersão quando a velocidade de infiltração básica for muito baixa. 1.4.2 Estrutura do Solo A estrutura do solo consiste na disposição geométrica das partículas primárias e secundárias; as primárias são isoladas e as secundárias são um conjunto de primárias dentro de um agregado mantido por agentes cimentantes. O ferro, a sílica e a matéria orgânica são os principais agentes cimentantes. A TEXTURA E A ESTRUTURA DO SOLO INFLUENCIAM NA QUANTIDADE DE AR E DE ÁGUA QUE AS PLANTAS EM CRESCIMENTO PODEM OBTER. 1.4.3 Porosidade do Solo É constituída pelo espaço poroso, após o arranjo dos componentes da parte sólida do solo e que, em condições naturais, é ocupada por água e ar. As areias retêm pouca água, porque seu grande espaço poroso permite a drenagem livre da água dos solos. As argilas absorvem relativamente, grandes quantidades de água e seus menores espaços porosos a retêm contra as forças de gravidade. Apesar dos solos argilosos possuírem maior capacidade de retenção de água que os solos arenosos, esta umidade não está totalmente disponível para as plantas em crescimento. Os solos argilosos (e aqueles com alto teor de matéria orgânica) retêm mais fortemente a água que os solos arenosos. Isto significa mais água não disponível. Muitos solos do Brasil e da região tropical, apesar de terem altos teores de argila, comportam- se, em termos de retenção de água, como solos arenosos. São solos com argilas de baixa atividade (caulinita e sesquióxidos), em geral altamente porosos. Muitos Latossolos sob cerrado apresentam esta característica. Rhuanito Soranz Ferrarezi Página 9 de 81 1.4.4 Profundidade do Solo Os solos quanto a espessura da camada arável podem ser classificados em: Solos Rasos - Normalmente, a camada arável não alcança os 20 cm de profundidade, o que dificulta o crescimento das culturas. Além do pequeno espaço disponível para as plantas explorarem suas necessidades nutricionais e orgânicas, esses solos tanto podem encharcar facilmente provocando anorexia às plantas, como podem secar rapidamente, provocando estresse hídrico. Esse tipo de solo, geralmente, apresenta altos índices de erodibilidade, devendo ser revolvido o mínimo possível. Solos com Afloramento de Rocha - Dificultam o tráfego normal de máquinas, tornando o preparo irregular e heterogêneo, assim como apresentam altos riscos de dano aos implementos e aos operadores. Portanto, não devem ser usados com culturas anuais mecanizadas. Solos Profundos - Geralmente sua camada arável se aprofunda em mais de 60 cm, onde as raízes têm um largo espaço para buscar alimentos e as plantas não sentem tanto o excesso de chuvas nem o déficit de água. Esse tipo de solo facilita as técnicas de preparo e de manejo do solo, além de aumentar a eficiência do uso da água de irrigação. O princípio básico em agricultura consiste em respeitar a aptidão natural do solo, ou seja, utilizá-lo de acordo com a sua capacidade de uso. 1.4.5 Capacidade de uso A capacidade de uso do solo pode ser expressa como sua adaptabilidade para fins diversos, sem que sofra depauperamento pelos fatores de desgaste e empobrecimento, através de cultivos anuais, perenes, pastagem, reflorestamento e vida silvestre. Com respeito à avaliação de terras para desenvolvimento agrícola, existem inúmeros sistemas de classificação, em que diversas modalidades de interpretação podem ser realizadas em função do seu objetivo. Assim sendo o uso mais conveniente que se deve dar ao solo depende da localização, do tamanho da propriedade, da quantidade da terra para outros fins, da disponibilidade e localização de água, da habilidade do proprietário e dos recursos disponíveis. No caso específico do algodoeiro irrigado, para alcançar altos rendimentos de algodão e fibra de boa qualidade, seu cultivo deve ser em solos que apresentem características físicas, químicas e de fertilidade adequadas. Os solos rasos, com afloramento de rochas, salinos, excessivamente arenosos e/ou pedregosos, demasiadamente argilosos e/ou siltosos e de baixa permeabilidade, devem ser evitados por suas características de difícil correção. Um fator adverso para a capacidade de uso do solo é a erosão, pois destrói o maior patrimônio do homem, que é o solo, provocando problemas de natureza: • Física: destrói a estrutura do solo (quebra o esqueleto) dificultando a movimentação do complexo ar-água-nutrientes e prejudicando o crescimento de raízes e vida do solo. • Química: provoca a perda da fertilidade natural, a diminuição do teor de matéria orgânica e a falta de nutrientes. • Biológica: resulta em alteração da vida do solo, mal formação das raízes e poluição da água, prejudicando os seres aquáticos. • Econômica: provoca a perda do solo, arrastando calcário, adubo e semente, aumentando o custo de produção e diminuindo os rendimentos do produtor. • Social: é fator favorável ao êxodo rural, pois diante dos baixos rendimentos, o agricultor busca nas cidades a realização do sonho de uma vida melhor. CURIOSIDADE: No solo arenoso o espaçamento das partículas é maior porque as partículas são maiores e, portanto, há mais ar entre elas. Imagine, por exemplo, um punhado de arroz e outro de farinha. Os grãos de farinha são bem menores que os de arroz, o espaço preenchido por ar é menor e, portanto, permanecem mais unidos. Se o espaço é menor entre as partículas, como no solo argiloso, a água fica retida, pois tem mais dificuldade para passar. O contrário se verifica no solo arenoso, onde o espaçamento é maior e, portanto, a água passa mais rapidamente se infiltrando no terreno. A capacidade de deixar a água passar (ou retê-la) é conhecida como permeabilidade do solo. Rhuanito Soranz Ferrarezi Página 10 de 81 2 FERTILIDADE DO SOLO E PRODUTIVIDADE O crescimento vegetal é controlado pela ação interativa de muitos fatores: a) Fatores genéticos: a seleção de variedades mais produtivas e resistentes ao ataque de pragas e doenças é de grande importância no processo produtivo. b) Fatores ambientais: a umidade, a aeração, a energia solar, a temperatura, o solo, as pragas e doenças, os microorganismos do solo e as práticas culturais. Estes fatores estão estritamente relacionados, mas podem ser agrupados em Clima, Solo, Vegetal e também o Homem, que engloba nele todos os fatores que manejados são capazes de modificar a produção. Cada fator afeta diretamente o crescimento das plantas e cada um está relacionado aos outros. Exemplificando: a água e o ar ocupam o espaço poroso do solo, e os fatores que afetam as relações de água necessariamente influenciam o ar do solo. Por sua vez, mudanças no teor de umidade afetam a temperatura do solo. O crescimento de raízes é influenciado pela temperatura, água e ar. 2.1 Conceitos básicos de fertilidade do solo A fertilidade do solo é parte da ciência do solo que estuda a capacidade em suprir (ter e fornecer) nutrientes às plantas. Ela estuda quais os elementos essenciais, como, quando e quanto eles podem interagir com o vegetal; o que limita sua disponibilidade e como corrigir deficiências e excessos. Cada nutrienteé estudado profundamente para entender melhor as transformações, a mobilidade e a “disponibilidade” de cada um às plantas. Em decorrência da necessidade de se avaliar a fertilidade do solo sob uma visão integral e dinâmica, tem-se empregado os termos: a) Fertilidade natural: é a fertilidade decorrente do processo de formação do solo (material de origem x ambiente). b) Fertilidade atual: é a fertilidade do solo após ter sofrido a ação do homem. É a fertilidade que o solo apresenta após receber práticas de manejo para satisfazer as necessidades das culturas; dá a idéia da fertilidade de um solo já trabalhado. c) Fertilidade potencial: é aquela que pode ser manifestada sob determinadas condições. Nestes casos, evidencia-se a existência de algum elemento ou característica que impede o solo de mostrar sua capacidade real de ceder nutrientes. Ex: solos ácidos, onde o Alumínio (Al) é alto e Cálcio (Ca), Magnésio (Mg) e Fósforo (P) é baixa. d) Solo fértil: é aquele que contêm todos os nutrientes em quantidades suficientes e balanceadas em formas assimiláveis; possui boas características físicas e microbiológicas e é livre de elementos tóxicos. e) Solo produtivo: é um solo fértil situado em regiões com condições favoráveis. Ex: clima, declividade, pedregosidade, alta compactação. Importante: Um solo fértil não é necessariamente um solo produtivo, mas todo solo produtivo é um solo fértil. Por quê? Alguns fatores como drenagem (umidade), insetos, doenças dentre outros, limitam a produção mesmo com fertilidade adequada. Vale destacar que: Cerca de 70% dos solos cultivados no Brasil, apresentam alguma limitação séria de fertilidade (acidez / adubação). Portanto, através dos conhecimentos gerados pela pesquisa em fertilidade, solos aparentemente improdutivos podem se tornar grandes produtores de alimentos. A aplicação dos conhecimentos de fertilidade do solo pode conciliar a economicidade da atividade agrícola com a preservação do meio ambiente. 2.2 Nutrientes essenciais para as plantas Rhuanito Soranz Ferrarezi Página 11 de 81 Para que uma planta se desenvolva normalmente, ela necessita de alguns requisitos indispensáveis: local favorável à fixação de suas raízes, temperatura adequada, luz solar, ar, água e quantidade suficiente de elementos nutrientes (Figura 04). Essas necessidades são atendidas, em maior ou menor proporção, pelas condições de clima e solo do local onde se encontra a planta. Figura 04 - Nutrientes essenciais às plantas. Atendida as necessidades básicas acima mencionadas, as plantas superiores providas de clorofila, partindo do carbono, oxigênio e hidrogênio, retirados do ar e da água e de diversos elementos provenientes do solo, conseguem com o auxílio da energia fornecida pela luz solar, sintetizar a matéria orgânica necessária à sua própria formação. Assim, através da fotossíntese, as plantas têm a capacidade de formar em suas células clorofiladas, inicialmente compostos orgânicos de estrutura simples, depois partem daí para compostos de estrutura mais complexa, como celulose, amido, açúcares diversos, ácidos orgânicos, gorduras, proteínas, enzimas, vitaminas etc. Resumidamente: Planta => H2O + luz + nutrientes Equação geral da fotossíntese: 6 CO2 + 6 H2O + luz => 6 O2 + 6 (CH2O) + ATP (energia) Para sintetizar todas estas substâncias, as plantas utilizam 18 elementos considerados indispensáveis ao seu metabolismo e que são denominados, nutrientes de plantas, e são agrupados ou classificados da seguinte forma: a) Orgânicos: carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio (O), que são elementos originados da água e ar. São responsáveis pela formação de cerca de 90 a 96% dos tecidos vegetais. b) Minerais: macro e micronutrientes, que são elementos originados do solo e responsáveis por cerca de 10 a 4% dos tecidos vegetais. Os macronutrientes são requeridos em maiores quantidades pela planta, e os micronutrientes são aqueles requeridos em menores quantidades. É importante ressaltar que embora sejam requeridos em menor quantidade, os micronutrientes são tão necessários à planta quanto os macronutrientes, sendo esta separação meramente quantitativa (pelos teores encontrados nas plantas), podendo variar entre as diferentes espécies: • Macronutrientes: nitrogênio (N), fósforo (P), potássio (K), cálcio (Ca), magnésio (Mg) e enxofre (S). • Micronutrientes: boro (B), cloro (Cl), cobalto (Co), cobre (Cu), ferro (Fe), manganês (Mn), molibdênio (Mo), silício (Si) e zinco (Zn). Rhuanito Soranz Ferrarezi Página 12 de 81 Na análise da matéria seca de uma planta de milho, por exemplo, encontra-se cerca de 43,5% de carbono, 44,5% de oxigênio e 6,2% de hidrogênio. Os macronutrientes primários respondem por 1,5% de nitrogênio, 0,2% de fósforo, 1,0% de potássio, 0,23% de cálcio, 0,2% de magnésio e 0,2% de enxofre da matéria seca total; os micronutrientes entram com porcentagens bem reduzidas que variam de 0,0001 a 0,08% do material analisado. Os macronutrientes são expressos em g.kg-1 e os micronutrientes expressos em mg.kg-1, sendo estas unidades adotadas atualmente pelo Sistema Internacional de Unidades. A Tabela 01 mostra as concentrações típicas de nutrientes para o crescimento das plantas, indicando o número relativo de átomos de macro e micronutrientes e suas formas absorvidas pelas plantas. Tabela 01 - Concentrações típicas de nutrientes para o crescimento das plantas (EPSTEIN & BLOOM, 2006). Elemento Formas absorvidas Concentração (1) Número relativo de átomos mg/kg Percentagem Nitrogênio (N) N-NO3-, N-NH4+ 15.000 1,5 1.000.000 Potássio (K) K+ 10.000 1,0 250.000 Cálcio (Ca) Ca+2 5.000 0,5 125.000 Magnésio (Mg) Mg+2 2.000 0,2 80.000 Fósforo (P) P-H2PO4- 2.000 0,2 60.000 Enxofre (S) S-SO42- 1.000 0,1 30.000 Cloro (Cl) Cl- 100 -- 3.000 Ferro (Fe) Fe+2 100 -- 2.000 Boro (B) B-H3BO3 20 -- 2.000 Manganês (Mn) Mn+2 50 -- 1.000 Zinco (Zn) Zn+2 20 -- 300 Cobre (Cu) Cu+2 6 -- 100 Molibdênio (Mo) Mo-MoO42- 0,1 -- 1 Níquel (Ni) Ni+2 0,05 -- 1 (1) As concentrações são baseadas no peso de matéria seca. 2.2.1 Critérios de essencialidade Muitos elementos podem ser encontrados na amostra de um solo, quando se faz a análise química deste, e de modo semelhante, o mesmo pode ser observado nas plantas superiores. De modo geral, qualquer elemento que se encontre na forma “disponível” pode ser absorvido. No entanto, a presença de um elemento químico no tecido vegetal não implica que este seja fundamental para a nutrição da planta. Com base nisto, foi necessário separar os elementos que são essenciais para o crescimento e desenvolvimento das plantas, daqueles que podem ser benéficos ou ainda tóxicos. Para tanto, foram definidos os critérios de essencialidade dos nutrientes: 1. Na ausência do elemento químico a planta não é capaz de completar o seu ciclo de vida, ou seja, germina, mas não chega a se desenvolver e reproduzir. 2. O elemento químico é insubstituível, ou seja, na sua ausência a deficiência só pode ser corrigida através do seu fornecimento. 3. O elemento químico faz parte de molécula de um constituinte ou reação bioquímica essencial à planta. RESSALTANDO: TODOS OS ELEMENTOS ESSENCIAIS DEVEM ESTAR PRESENTES NA PLANTA, MAS NEM TODOS QUE ESTÃO PRESENTES SÃO ESSENCIAIS. Rhuanito Soranz Ferrarezi Página 13 de 81 Os nutrientes apresentam funções específicas nas plantas, conforme pode ser observado nas Tabelas 02 e 03. Tabela 02 - Funções e compostos de macronutrientes. Nutrientes Função Compostos N Importante no metabolismo como composto. Aminoácidos e proteínas, aminas, amidas, aminoaçúcares, purinas e pirimidinas, alcalóides, coenzimas, vitaminas e pigmentos. P Armazenamento e transferência de energia; estrutural. Ésteres de carboidratos, nucleotídeos e ácidos nucléicos, coenzimas, fosfolipídios. K Abertura e fechamento de estômatos, síntese e estabilidade de proteínas, relações osmóticas, síntese de carboidratos.Predomina em forma iônica, compostos desconhecidos. Ca Ativação enzimática, permeabilidade. Componente da membrana e parede celular: confere rigidez aos tecidos e dá integridade da membrana Pectato de cálcio, fitato, carbonato e oxalato. Mg Ativação enzimática, estabilidade de ribossomos, fotossíntese. Clorofila. S Grupo ativo de enzimas e coenzimas. Cisteína, cistina, metionina e taurina, Glutatione, glicosídios e sulfolipídeos, coenzimas. Tabela 03 - Funções e compostos de micronutrientes. Nutrientes Função Compostos B Transporte de carboidratos, coordenação com fenóis. Atua na síntese de DNA e RNA, podendo parar a multiplicação celular e a síntese de proteínas. É importante no aumento do tubo polínico, na germinação do grão-de-pólen, na ausência ocorre a queda na taxa de fertilização. Borato e Compostos desconhecidos. Cu Enzimas e fotossíntese. Polifenolixidades, plastocianina, azurina, estelacianina, umecianina. Fe Grupo ativo em enzimas e em transportadores de elétrons. Citocromos, ferredozina, catálise, peroxidases, reductase de nitrato, nitrogenase, reductase de sulfito. Mn Fotossíntese e Metabolismo de ácidos orgânicos. Manganina. Zn Enzimas. Anidrase carbônica, aldolase. Co Fixação de N2. Vitamina B12. Mo Fixação de N2. Redução de NO3. Redutase do nitrato, nitrogenase. Cl Fotossíntese Cloreto e Compostos desconhecidos. As principais funções dos nutrientes como o N, S e P, são como constituintes de proteínas e ácidos nucléicos. Outros nutrientes como o Mg e os micronutrientes, são constituintes de estruturas orgânicas, principalmente de enzimas moleculares, onde existe envolvimento direto ou indireto na função catalítica das enzimas. O K e possivelmente o Cl, são os únicos nutrientes que não são constituintes de estruturas orgânicas. Estes funcionam principalmente na osmorregulação, ou seja, na manutenção do equilíbrio eletroquímico nas células e na regulação das atividades enzimáticas. O Co é tido como elemento importante na síntese de vitamina B12 a qual, provavelmente, é necessária para a síntese da leg-hemoglobina, uma proteína que possui papel primordial na manutenção do ambiente redutor nos nódulos, necessário à fixação do N2 pelas bactérias do gênero Rhizobium. Sendo, portanto, essencial para leguminosas em associação simbiótica com bactérias fixadoras de N2 atmosférico. Rhuanito Soranz Ferrarezi Página 14 de 81 2.3 Elementos benéficos Com a evolução das pesquisas na área de nutrição de plantas foram identificados alguns elementos que podem ser considerados essenciais para algumas espécies de plantas ou mesmo substituir parcialmente a função dos elementos essenciais. Outros, quando em concentrações muito baixas, estimulam o crescimento de plantas, porém sua essencialidade não é demonstrada ou, apenas demonstrada sob determinadas condições especiais. Esses elementos têm sido classificados como elementos benéficos. O efeito desses elementos no crescimento da planta decorre em alguns casos, de aumento da resistência a pragas e doenças, ou favorecem a absorção de outros elementos essenciais. Entre estes se encontram o Ni, Si, Se e Na. O Ni tem sido capaz de prevenir e reduzir a infecção de plantas por fungos que promovem a ferrugem em trigo. Alguns autores propuseram a inclusão na lista dos elementos essenciais, devido à detecção desse elemento na urease contida nos tecidos vegetais, embora não seja necessário a presença dele para a síntese da proteína, mas como um componente metálico essencial para a estrutura e funcionamento da enzima. O Si possui grande diversidade de efeitos benéficos para diferentes espécies. A resistência à infecção por fungos, a ataques de insetos, e à toxidez de Mn são exemplos clássicos. A deposição de SiO2 na parede celular de folhas e do caule de cana-de-açúcar, de arroz e de sorgo, parece conferir considerável rigidez a essas estruturas. O Se não é tão importante para plantas, mas é essencial para animais, que o requerem em quantidades muito pequenas. Por outro lado, ele pode tornar-se tóxico se os teores forem elevados nas forrageiras. Quanto aos seus efeitos benéficos, existem poucos casos na literatura com relatos de respostas positivas, os quais se restringem a poucas espécies e em concentrações muito baixas. O Na é considerado essencial para algumas espécies do gênero Atriplex encontrados na Austrália e no Chile. O íon Na+ tem se mostrado capaz de substituir o K+ em algumas funções relacionadas com o equilíbrio iônico interno das plantas. 2.4 Fertilidade do solo versus produtividade Muitas tentativas foram feitas ao longo do tempo, para se conceituar a fertilidade do solo. E, sempre existiu a tendência de se expressar a fertilidade do solo em termos de produtividade (produção por unidade de área), ou seja, fertilidade e produtividade como sinônimos. Entretanto, com o desenvolvimento de técnicas analíticas, o homem adquiriu maior facilidade e capacidade para entender sobre a disponibilidade dos nutrientes, o que lhe permitiu desvincular parcialmente a produção da planta da fertilidade do solo como único e verdadeiro índice da quantidade de nutrientes passíveis de serem absorvidos. Para esclarecer a diferença entre produtividade e fertilidade, imagine um solo fértil que gere altas produções de algodão na época de verão, quando as temperaturas são elevadas, existe água suficiente e os dias são mais longos. Sem dúvida, no inverno sucederá o contrário e os rendimentos cairão substancialmente. Qual o motivo desta queda de produção, uma vez que a fertilidade permanece adequada? Conclui-se então que o uso de um solo fértil nem sempre implica na obtenção de alta produtividade, pois têm-se casos de solos férteis com impedimentos físicos, com altos teores de argila, de declividade pronunciada, com alta pedregosidade, de alta compactação etc. O conceito sobre fertilidade do solo apresenta algumas limitações importantes em sua interpretação. Assim, a resposta em produção de uma planta pode ser diferente quando se aplicam doses crescentes de um nutriente em solos de diferente fertilidade. Ex: um Latossolo vermelho escuro (LE) tem maior produtividade do que uma Areia Quartzosa (AQ) quando se mede a produção de matéria seca do capim jaraguá (Hyparrhenia rufa) em resposta à aplicação de diferentes doses de enxofre. Portanto, o LE tem maior produtividade refletindo a sua maior capacidade para ceder elementos essenciais (Figura 05). Rhuanito Soranz Ferrarezi Página 15 de 81 Figura 05 - Produção de matéria seca de capim jaraguá (Hyparrehenia rufa) em resposta à aplicação de cinco doses de enxofre em um latossolo vermelho escuro (LE) e uma areia quartzosa (AQ). Da mesma forma, um solo fértil pode ser aproveitado de forma diferente por espécies de plantas distintas, uma vez que as plantas variam em sua capacidade de absorção e utilização de um mesmo nutriente. Um exemplo disso pode ser observado na Figura 06, onde a braquiária mostra maior capacidade de absorção e produção em relação ao Jaraguá. Portanto, o conceito de fertilidade deve considerar também a espécie a ser cultivada. Figura 06 - Produção de matéria seca de duas espécies de gramíneas forrageiras, braquiária (Braquiaria decumbens) e jaraguá (Hyparrehenia rufa) em resposta à aplicação de cinco doses de enxofre em um latossolo vermelho escuro (LE). Com a evolução das pesquisas na área das relações solo-planta, o conceito estático de que a fertilidade do solo é sua capacidade de ceder nutrientes, tem sido revisto. Espécies leguminosas em associação simbiótica com rizóbio podem apresentar maior capacidade de acidificação na região da rizosfera, trazendo reflexos importantes para sua nutrição, ou seja, a planta tem a capacidade em alterar o ambiente radicular, interferindo, assim, na capacidade do solo em ceder nutrientes. Por outro lado, essas respostas poderiam ser diferentes em outro solo, devido à diferentes características entresolos, mostrando que o produto final resulta de um interação solo-planta. Um exemplo disso pode ser visualizado nas Figuras 07 e 08. Rhuanito Soranz Ferrarezi Página 16 de 81 Figura 07 - Produção de matéria seca da parte aérea de capim andropogon (Andropogon gayanus) e jaraguá (Hyparrehenia rufa) em resposta à aplicação de diferentes doses de P em um latossolo vermelho amarelo de Minas Novas. Figura 08 - Produção de matéria seca da parte aérea de capim andropogon (Andropogon gayanus) e jaraguá (Hyparrehenia rufa) em resposta à aplicação de diferentes doses de P em um latossolo vermelho amarelo de Sete Lagoas. Sob o ponto de vista de um determinado nutriente o solo pode ser fértil, porém, em relação à outro nutriente não. O mesmo pode ser observado em relação à espécie a ser cultivada, ou ainda para diferentes variedades de uma mesma espécie. 2.5 Disponibilidade de nutrientes A fertilidade do solo tem sido conceituada como a capacidade do solo ceder nutrientes essenciais às plantas, ou seja, como a “disponibilidade” de nutrientes essenciais. O termo “disponibilidade” está associado com valores fornecidos por métodos de extração química, que apenas raramente extraem dos solos os teores disponíveis; eles fornecem valores que apresentam correlações significativas com o que seriam os teores disponíveis. Portanto, o termo “disponível” é um conceito global que nem sempre pode ser traduzido diretamente por um número. O teor disponível de um nutriente em uma determinada condição depende, além das formas químicas em que o mesmo se encontra no solo (Ex: micronutrientes quelatizados a radicais orgânicos são mais disponíveis do que na forma iônica; da umidade do solo (condições climáticas); da presença de outros nutrientes e/ou elementos (Al3+, por exemplo); da capacidade de absorção da cultura; do desenvolvimento do sistema radicular; do tempo de crescimento e principalmente do pH (Figura 09). Rhuanito Soranz Ferrarezi Página 17 de 81 Figura 09 - Disponibilidade de nutrientes em função do pH. 2.6 Leis da fertilidade do solo ou das adubações Para a maximização da produtividade vegetal, há necessidade de uma adequada disponibilidade de N, P, K, Ca, Mg, S, B, Cl, Cu, Fe, Mn, Mo e Zn. Senão, a produção será limitada pelo nutriente que estiver em menor disponibilidade. Diversos princípios ou leis tem sido propostos para o estabelecimento matemático das relação entre crescimento de uma planta e da qualidade e proporção dos elementos essenciais a ela fornecidos. A importância do conhecimento dessas leis está na recomendação equilibrada, em termos quantitativos e qualitativos, pois afetam o uso eficiente de fertilizantes. Os princípios da adubação são provenientes de três leis fundamentais: lei da restituição, lei do mínimo e lei do máximo e, duas derivações da lei do mínimo: lei dos incrementos decrescentes e lei da interação e uma derivada da lei do máximo: lei da qualidade biológica. 2.6.1 Lei da Restituição Baseia-se na necessidade de restituir ao solo aqueles nutrientes absorvidos pelas plantas e exportados com as colheitas, ou seja, aqueles que não foram reciclados. Essa lei considera o esgotamento dos solos em decorrência de cultivos sucessivos, como uma das origens da redução da produtividade. “É indispensável, para manter a fertilidade do solo, fazer a restituição, não só dos nutrientes exportados pelas colheitas, mas, também daqueles perdidos do solo, por erosão, lixiviação, fixação, volatilização etc” (VOISIN, 1973). Algumas limitações desta lei: • Muitos solos são naturalmente pobres em um ou mais nutrientes, ou apresentam problemas de acidez ou salinidade, portanto, o primeiro objetivo seria corrigir as deficiências ou excessos existentes. • Os solos estão submetidos à perda de nutrientes por lixiviação e mesmo por erosão, perdas que muitas vezes são intensificadas pela adição de corretivos e fertilizantes, por exemplo, pelo uso do gesso, que aumenta a mobilidade de cátions em profundidade, no perfil do solo. Em geral, essas perdas são insignificantes para P, mas para N, K, S, Ca e Mg podem ser muito importantes. Rhuanito Soranz Ferrarezi Página 18 de 81 2.6.2 Lei do mínimo ou de Liebig (1862) "O crescimento e a produção da planta são limitados pelo nutriente que se encontra em menor quantidade no meio". Esta lei estabelece uma proporcionalidade direta entre a quantidade do fator de produção, em nível mais limitante e a colheita (Y = a + bX). RESUMINDO: o nutriente que regula a produção é o que estiver no mínimo, ou menos disponível para as plantas. Esta proposição é de importância universal no manejo da fertilidade do solo, visando uma recomendação equilibrada de fertilizantes, sendo que o conceito de equilíbrio de nutrientes é vital em fertilidade do solo, quando se pensa na produção das culturas. Nos sistemas de exploração agrícola objetivando elevadas produtividades, a lei do mínimo torna-se de maior importância. Inclusive, devendo-se considerar a disponibilidade de nutrientes tais como S, Mg e micronutrientes. Infelizmente, os princípios básicos da proposição secular de Liebig são muitas vezes esquecidos pelos técnicos. Esta lei tem sido ilustrada, tradicionalmente, por um barril, tendo algumas tábuas com diferentes alturas, sendo a tábua com menor altura a que representa o elemento mais limitante. O aumento dessa tábua permitirá aumentar o nível de líquido no barril até o limite de outra tábua, agora a de menor altura. Atualmente, a lei do mínimo se exprime, com mais freqüência, considerando seu aspecto qualitativo, ou seja, a insuficiência de um nutriente no solo reduz a eficácia dos outros elementos e, por conseguinte, diminui o rendimento das colheitas, e não pela eliminação completa dos efeitos de outros nutrientes (Figura 10). Figura 10 - Lei do Mínimo ou de Liebig. 2.6.2.1 Lei de Mitscherlich ou dos rendimentos não proporcionais (incrementos decrescentes) "Quando se aplica doses crescentes de um nutriente, os aumentos de produção são elevados inicialmente, mas decrescem sucessivamente". Mitscherlich observou que, com o aumento progressivo das doses do nutriente deficiente no solo, a produtividade aumentava rapidamente no início (tendendo a uma resposta linear) e estes aumentos tornavam-se cada vez menores até atingir um platô, quando não havia mais respostas a novas adições (Figura 11). Os fundamentos dessa lei são básicos para a análise econômica de experimentos de adubação, no cálculo da dose econômica, onde a produtividade máxima econômica é aquela produtividade que proporciona maior lucro, ou seja, produzir mais unidades (Kg ou t) por hectare, com menores custos de produção por unidade. Normalmente, a nível prático, a dose econômica é de 80- 90% da produção máxima (Figura 12). Rhuanito Soranz Ferrarezi Página 19 de 81 Figura 11 - Relação entre resposta da produção e uso eficiente de nutriente. Dibb (2000). Figura 12 – Lei dos incrementos decrescentes. Relação entre a eficiência das adubações e a Produtividade Máxima Econômica (PME). PM = Produtividade Máxima. Fonte: Alcarde et al., 1989. Rhuanito Soranz Ferrarezi Página 20 de 81 2.6.2.2 Lei da Interação Variante moderna da lei do mínimo, considerando-se o aspecto qualitativo: “Cada fator de produção é tanto mais eficaz quando os outros estão mais perto do seu ótimo”. Esta lei exprime que é ilusório estudar, isoladamente, um fator de produção, e que pelo contrário, cada fator deve ser considerado como parte de um conjunto, dentro do qual ele está relacionado com outros por efeitos recíprocos, pois eles se interagem. Muitos experimentos têm mostrado que existem interações entre os elementos e outros fatores de produção, isto é, um ou mais elementos exercem influência mútua ou recíproca. Essa influência pode ser positiva ou sinérgica, ou ao contrário, ser negativa ou antagônica (Tabela 04). Tabela 04 - Exemplosde interação entre íons. 2.6.3 Lei do Máximo “O excesso de um nutriente no solo reduz a eficácia de outros e, por conseguinte, pode diminuir o rendimento das colheitas” (Voisin). Nesse caso, é o excesso que limita ou prejudica a produção. “A dose faz o veneno” (Paracelso). 2.6.3.1 Lei da Qualidade Biológica “A aplicação de fertilizantes deve ter como primeiro objetivo a melhoria da qualidade do produto, a qual tem prioridade sobre a produtividade” (Voisin). Este pesquisador propôs esta lei considerando os efeitos negativos na alimentação animal pela produção de pastagem com teores desequilibrados de nutrientes, pela adição exagerada de certos corretivos ou adubos. Embora seja importante, esta lei é de aplicação prática difícil. Um exemplo: na cultura do fumo não se deve usar adubação potássica com cloreto potássico, pois o íon Cl- prejudica a combustão do fumo. Da mesma forma, fontes nitrogenadas à base de NO3 - deve ser evitadas em culturas como a alface, devido a este íon ser tóxico ao ser humano. OBS: Somente a adubação não é responsável pela produção; a contribuição dos adubos no aumento da produtividade das culturas é de 30-50%; de 50-70% depende de variedades, sementes selecionadas, práticas culturais, pragas e doenças, etc. O calcário não deve ser esquecido: a relação ideal é de 4:1 e no Brasil hoje é de 1:1 baixo uso de calcário e fertilizantes. Outras interações Rhuanito Soranz Ferrarezi Página 21 de 81 importantes: água x adubação; variedades x adubação. E lembrando que: de nada adianta água e variedade de alto potencial produtivo se adubação não acompanha. 2.7 Sintomas visuais de deficiências de nutrientes em plantas ÓRGÃO DA PLANTA SINTOMA DOMINANTE CAUSA DA DESORDEM FOLHAS VELHAS E MADURAS CLOROSE UNIFORME N, S INTERNERVAL OU MANCHAS Mg NECROSE MARGINAL K FOLHAS NOVAS E ÁPICES CLOROSE UNIFORME Fe (reticulado fino) INTERNERVAL OU MANCHAS Mn (reticulado grosso) NECROSE Cu DEFORMAÇÕES Zn,B, Ca N - Aparecem primeiro nas folhas mais velhas, depois desenvolvem-se nas mais novas, conforme a situação se torna mais severa. Outros sintomas da deficiência de N incluem: • plantas raquíticas e angulosas; • menor perfilhamento em cereais como o arroz e o trigo; • baixo conteúdo de proteína na semente e nas partes vegetativas; • quantidade reduzida de folhas; • maior suscetibilidade a estresse por condições ambientais, pragas e doenças. P - A primeira manifestação da falta de P é uma diminuição no crescimento da planta. As folhas podem ficar torcidas. Com a severidade da deficiência, áreas mortas podem se desenvolver nas folhas, nos frutos e no caule. As folhas velhas são afetadas antes que as novas devido ao movimento do P na planta (mobilidade). Algumas plantas, tais como o milho, podem desenvolver uma coloração púrpura ou avermelhada nas folhas inferiores e no caule. K - Um dos sintomas mais comuns de deficiência de K é o secamento ou queimamento das margens das folhas, normalmente aparecendo primeiro nas folhas mais velhas. As plantas deficientes em potássio crescem vagarosamente e desenvolvem pouco o sistema radicular. Os caules são quebradiços e o acamamento é comum. A semente e os frutos são pequenos e enrugados; as culturas mostram pouca resistência a doenças e ao estresse por umidade. Ca - Lembre-se, o cálcio não se transloca na planta, assim, os sintomas de deficiência aparecerão nas folhas mais novas. Ocorre também: • lento desenvolvimento do sistema radicular. As raízes freqüentemente desenvolvem uma coloração escura e em casos severos o meristema de crescimento morre. • as folhas novas crescem lentamente e o ápice torna-se gelatinoso. • plantas mais sujeitas à seca, porque a falta de cálcio limita o desenvolvimento das raízes e a absorção de água. Mg - Quando uma deficiência ocorre, as folhas mais velhas são afetadas primeiro: • perda da cor entre as nervuras da folha, geralmente iniciando-se nas margens e no ápice e progredindo para o centro. Isso dá às folhas de milho uma aparência listrada; • as folhas podem tornar-se quebradiças e encurvadas para cima; • as folhas podem ficar mais finas que o normal; • o ápice e a margem das folhas podem adquirir coloração púrpura-avermelhada no caso de deficiências severas (especialmente no algodão); • o baixo teor de Mg na folha pode diminuir a fotossíntese e o crescimento geral da cultura. Rhuanito Soranz Ferrarezi Página 22 de 81 S - As deficiências de enxofre são freqüentemente confundidas com as de N. Os sintomas de deficiência de S aparecem como crescimento raquítico das plantas e amarelecimento geral das folhas. B - Alguns sintomas específicos de deficiência de B em várias culturas são os seguintes: • Amendoim: vagens vazias e manchas pretas nas sementes. • Cafeeiro: internódios mais curtos, folhas pequenas e deformadas, morte de gemas terminais e superbrotamento. • Citros: formação de goma no albedo e nos gomos, casca mais grossa. • Couve-flor: manchas negras na “cabeça”. • Macieira: cortiça na parte interna do fruto. • Mamoeiro: calombos no fruto, exsudação de leite. • Trigo: panículas com poucos grãos. Cu - Os sintomas de deficiência de Cu podem não ser tão fáceis de identificar quanto os de outros micronutrientes. Uma deficiência pequena ou moderada às vezes causa apenas menor crescimento e redução na colheita. Deficiências mais severas podem causar amarelecimento das folhas, murchamento das mesmas e morte das regiões de crescimento dos ramos. Como o cobre praticamente não se redistribui dentro da planta, as deficiências aparecem primeiro nos órgãos mais novos. As plantas deficientes mostram caules ou colmos fracos e tendência de murchar mesmo quando há umidade suficiente. Nos cereais, os sintomas são mais evidentes entre o fim do perfilhamento e a emergência da folha bandeira. A cor parda da panícula e o encurvamento desta e do colmo são sintomas comuns no trigo e na cevada. As panículas são freqüentemente vazias ou contém grãos enrugados. Na cana-de- açúcar, as touceiras raquíticas se inclinam para o chão adquirindo o aspecto de pisoteadas pelo gado. Fe - Os sintomas de deficiência de Fe aparecem primeiro nas folhas mais novas, na parte superior da planta, na ponta dos ramos (cacau, café, citros) ou na sua base (coco, dendê) porque ele não se transloca, isto é, permanece quase todo no órgão em que primeiro se acumulou. A deficiência de Fe apresenta-se com uma coloração verde-pálido (clorose), com acentuada distinção entre as nervuras verdes da folha e o tecido internerval. A deficiência severa pode tornar a planta inteira amarelo esbranquiçado. Às vezes, a deficiência de Fe é difícil de ser identificada porque os efeitos podem ser mascarados pela deficiência de outro nutriente ou pelo desequilíbrio nutricional. Doenças, infestação de insetos ou dano por herbicidas podem ser diagnosticados incorretamente como deficiência de Fe (ou outro nutrientes). Mn - O manganês não é translocado na planta, assim, os sintomas de deficiência aparecem primeiro nas folhas mais novas. As deficiências ocorrem com mais freqüência em solos com alto teor de matéria orgânica, em solos com pH de neutro a alcalino, e em solos que naturalmente têm baixo conteúdo de Mn. Os sintomas de deficiência variam pouco entre as culturas: • Soja e batatinha: as folhas superiores primeiramente ficam amareladas entre as nervuras que permanecem verdes durante algum tempo. As folhas mais novas no princípio são verde-pálidas e depois amarelo-pálidas. À medida que a deficiência se toma mais severa aparecem áreas pardas e mortas. • Citros: aparece uma clorose entre as nervuras das folhas mais novas. As nervuras e uma estreita faixa de tecido ao longo delas permanecem verdes, com o aspecto de um reticulado grosso. O sintoma é facilmente confundido com o provocado pela deficiência de zinco (Zn). No caso da falta de Zn, entretanto, as folhas são menores, mais estreitas, os internódios mais curtos. Naponta dos ramos forma-se um tufo (roseta) de folhinhas, o que não ocorre quando há falta de Mn, a qual não provoca diminuição no tamanho das folhas. Zn - Os sintomas de deficiência de Zn incluem: • plantas raquíticas, com internódios curtos (roseta); • áreas verde-claras entre as nervuras das folhas novas, com folhas menores (folhas pequenas); • largas faixas brancas em cada lado da nervura central do sorgo e do milho. Rhuanito Soranz Ferrarezi Página 23 de 81 Mo - Os sintomas de deficiência de molibdênio consistem geralmente no amarelecimento das folhas e diminuição no crescimento. No caso das leguminosas, a falta de Mo provoca sintomas de deficiência de N pois diminui a fixação de N de que tais plantas necessitam para viver. 2.8 Sintomas visuais de toxicidade de nutrientes em plantas ÓRGÃO DA PLANTA SINTOMA DOMINANTE CAUSA DA DESORDEM FOLHAS VELHAS MADURAS NECROSE MARGINAL B, Cl (Sais) CLOROSE TRANSIENTE MANCHAS NECRÓTICAS Mn FOLHAS JOVENS CLOROSE UNIFORME Zn, Cu, Ni 3 ATRIBUTOS FÍSICOS, QUÍMICOS E BIOLÓGICOS COMO INDICADORES DA QUALIDADE DO SOLO 3.1 O sistema de produção agrícola Estamos diante de um sistema de produção agrícola que é constituído de três partes: o vegetal, o solo e o ambiente externo. O vegetal contribui com o seu potencial genético com que lhe é particular, por meio do qual pode transformar elementos, substâncias e energia captados do solo e do ambiente externo em materiais que são colhidos e usados pelo homem. Não há nenhuma combinação de clima e solo capaz de forçar uma produção superior à alcançada pelo potencial genético. O solo tem contato direto apenas com o sistema radicular da planta e serve como suporte mecânico ao vegetal, fornecendo água, oxigênio, energia na forma de calor e nutrientes na forma de íons e substâncias, e então a fertilidade do solo é proporcional ao seu conteúdo de materiais e energia e à sua capacidade de liberá-los para as plantas. Clima é o nome dado à capacidade do ambiente externo de oferecer oxigênio, CO2, calor, luz e água ao vegetal e ao solo. Desta forma, a produtividade resulta da participação conjunta do sistema e é usualmente expressa em unidades do órgão colhido por unidade de área, não sendo correto dizer-se produtividade do solo, nem do vegetal, nem do ambiente, pois, isoladamente nenhum integrante do sistema produz nada. A função dos agrônomos é manejar adequadamente o sistema para que a produtividade máxima seja alcançada. 3.2 Qualidade do solo O conceito de qualidade do solo é uma preocupação atual. A rápida degradação do solo sob exploração agrícola no mundo, especialmente nos países tropicais em desenvolvimento, despertou nas últimas décadas a preocupação com a qualidade do solo e a sustentabilidade da exploração agrícola. Desde então, vários conceitos de qualidade do solo foram propostos: o melhor deles, porém, define a qualidade do solo como sendo a sua capacidade de manter a produtividade biológica, a qualidade ambiental e a vida vegetal e animal saudável na face da terra. Ou seja, devemos produzir, mas utilizando sistemas de manejo que observem esses aspectos. Além da preocupação com a produção de alimentos, que polarizou a pesquisa até próximo aos anos 80, esse conceito traz uma nova visão mostrando a preocupação com a preservação do ambiente e a manutenção do solo livre de agentes biológicos e químicos prejudiciais à vida. Como agentes biológicos, podemos citar práticas que propiciem a presença, por exemplo, de rizobactérias deletérias ao crescimento de plantas, que liberam substâncias prejudiciais aos vegetais ou podem causar doenças no sistema radicular. Como agentes químicos, podemos citar a utilização em grande escala de produtos fitossanitários (pesticidas) que podem causar, por exemplo, efeitos tóxicos em Rhuanito Soranz Ferrarezi Página 24 de 81 microrganismos que atuam em processos benéficos tais como bactérias do gênero Rhizobium e fungos micorrízicos arbusculares. Outro conceito é aquele que diz que a qualidade do solo é a capacidade do mesmo em exercer determinadas funções em ecossistemas naturais ou manejados pelo homem. Desta forma, fica claro que o solo exerce determinadas funções e, quando essas são comprometidas afeta a qualidade do solo. São funções do solo: a) sustentar a atividade biológica, diversidade e produtividade b) regular o fluxo de água e solutos c) filtrar e tamponar, degradando, imobilizando e detoxificando resíduos d) armazenar e ciclar nutrientes e outros elementos dentro da biosfera terrestre e) prover o suporte de estruturas socioeconômicas e proteção para tesouros arqueológicos associados com habitações humanas 3.2.1 Qualidade inerente e qualidade dinâmica Os solos variam em relação à sua capacidade para exercer suas funções. A qualidade é inerente a cada tipo de solo. No entanto, este conceito engloba duas partes distintas, porém, interconectadas: qualidade inerente e qualidade dinâmica. Esses termos eram utilizados sem critério, ou seja, fazia-se confusão entre propriedade que era considerada como não modificável pelo manejo e característica que se podia modificar. Dentro deste contexto, propriedade como textura e mineralogia são inatas ao solo e determinadas pelos fatores de formação tais como: clima, material de origem, relevo, tempo e organismos. Coletivamente essas propriedades determinam a qualidade inerente do solo. Elas auxiliam na comparação entre um solo e outro e avalia o solo para usos específicos. Por exemplo: um solo argiloso tem uma maior capacidade de retenção de água do que um arenoso. Assim o argiloso é um solo de maior qualidade inerente. Mais recentemente a qualidade do solo tem se referido à qualidade dinâmica - definida como modificações naturais nas características do solo em função de atividades humanas e manejo. Algumas práticas de manejo tais utilização de restos de cultura como cobertura morta tais como no sistema de plantio direto, aumentando o teor de matéria orgânica, pode ter um efeito positivo na qualidade dinâmica do solo. A qualidade do solo refere-se à qualidade dinâmica – aquelas características que são afetadas pelo manejo. A avaliação da qualidade do solo é uma ferramenta para verificar-se a interferência das práticas de manejo na sustentabilidade dos sistemas agrícolas. 3.3 Indicadores utilizados na avaliação da qualidade dos solos A avaliação da qualidade dos solos é feita através de indicadores que podem ser características (ou atributos) físicas, químicas e biológicas e processos que ocorrem no solo como associações simbióticas, tais como micorrizas (ocorre na maioria das plantas cultivadas) e associações entre rizóbios e leguminosas. Também podem ser características morfológicas e visuais de plantas. Os indicadores são mensurados para monitorar sistemas de manejo que induzem modificações no solo. 3.3.1 Características dos indicadores Os indicadores da qualidade dos solos possuem determinadas características que possibilitam a sua utilização tais como: a) Fáceis de mensurar b) Capazes de medir modificações nas funções básicas do solo c) Sensíveis às variações de manejo Rhuanito Soranz Ferrarezi Página 25 de 81 d) Podem ser aplicáveis às condições de campo e) Representativos dos atributos físicos, químicos e biológicos do solo f) Podem ser avaliados por métodos qualitativos e quantitativos O critério para escolha dos indicadores da qualidade dos solos é a sua relação com características específicas do solo. Os indicadores podem ser medidos por métodos qualitativos e quantitativos: Por exemplo: Se infiltração de água é o indicador avaliado, uma medida qualitativa seria a observação do escorrimento superficial (runoff) excessivo no campo. A quantitativa seria medir a taxa de infiltração. A avaliação qualitativa tem um elemento de subjetividade e, portanto, a avaliação deve ser feita por uma única pessoa ao longo do
Compartilhar