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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO “ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ” Departamento de Ciência do Solo LSO-526 ADUBOS E ADUBAÇÃO 1. Introdução Tropicais Reação ácida Precipitação Material de origem pH < 7,0 (solo ácido) H+ > OH- pH = 7,0 (solo neutro) H+ = OH- pH > 7,0 (solo alcalino) H+ < OH- H+ + OH- H2O Solos do Brasil + 70% Ferreira, 2014 Solos Tropicais Latossolo Argissolo Bw Bt mar-18 Correção do Solo e Adubação da Cana-de-Açúcar 6 - Álico: Al (m%) > 50 - Não Álico : Al (m%) < 50 Distrófico: V < 30%Eutrófico: V > 50% Alfissolo Ultissolo ARGISSOLOS Latossolo Vermelho-Amarelo Pirassununga-SP Neossolo Quartzarêmico Analândia-SP SOLOS DISTRÓFICOS (V% < 30) ÁLICOS (Al m% > 50) CARACTERÍSTICAS ESPECÍFICAS DOS SOLOS ARENOSOS: QUÍMICA, FÍSICA E BIOLÓGICAS m (%) = Al CTC efetiva CTC efetiva = K + Mg + Ca + Al Levantamento dos Solos RC = (SB+Al)x100 / Argila (g/kg) Solo Eutrófico x Álico Práticas corretivas Al x Sistema radicular Ca x Sistema radicular Práticas corretivas Sistema radicular profundo 2. Reação e pH do solo HA H2O H + + A- ácido próton aniônio • Ácidos fortes - alta Ka: HCl, HNO3, H2SO4 • Ácidos fracos - baixa Ka: CH3COOH, H2CO3 Em solução aquosa, apresentam o seguinte comportamento: HCl H+ + Cl- CH3COOH CH3COO - + H+ acidez potencial acidez ativa pH = log 1 = - log [H+] [H+] onde, H+ = atividade do íon hidrogênio em moles/L ou íons - grama/L. Assim, uma solução 0,0001mol/L de H+, apresenta pH de: pH = log 1 = log 1 = log 104 0,0001 10-4 A variação mais comum de pH dos solos brasileiros está entre 4,0 a 7,5 sendo que solos com pH abaixo de 7,0 são ácidos (VITTI, 1984). pH = 4,0 3. Componentes da acidez do solo 3.1. Acidez ativa = atual = livre = iônica (pH) 3.2. Acidez trocável (Al3+) 3.3. Acidez não trocável (H0) 3.4. Acidez potencial = “total” = reserva (Al3+H0) Figura 1. Componentes da acidez do solo. 3.1. Acidez ativa, atual, livre ou iônica Refere-se à acidez devida aos íons H+ dissolvidos na solução do solo (fator intensidade). Essa acidez é expressa em termos de pH, tal como definido na equação. pH = log 1 / [H+] 3.2. Acidez trocável É a acidez devida aos íons Al3+ e H+ adsorvidos aos colóides do solo por eletrovalência. Como a quantidade de Al3+ é muito superior à de H+, é comumente expressa em mmolc de Al 3+ dm -3. 3.3. Acidez potencial ou titulável ou de reserva – É a acidez provocada pelo conjunto de substâncias do solo que pode liberar H+ para a solução do mesmo (fator capacidade). É a soma da acidez trocável (Al3+ + H+ eletrovalentes) mais hidrogênio (H0) covalente. É expressa em termos de mmolc de H 0 + Al3+ dm -3 Al(OH)3 + 3H + Al3+ + 3H2O Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H + 3.4. Acidez não trocável Basicamente é devida aos íons H0 ligados por covalência e de outras fontes de acidez que se ionizam em função do pH do meio. É expressa como mmolc de H0 dm-3. As principais fontes dessa acidez no solo são devidas aos hidrogênios dos grupos carboxílicos e fenólicos da matéria orgânica e hidrogênicos retidos nas argilas e nos hidróxicos de Fe e Al (VITTI, 1984). - H + - - Al 3+ ACIDEZ TROCÁVEL O H - C O - Al 3+ /3 H - Al - OH 0 H Fe - OH 0 H ACIDEZ NÃO TROCÁVEL O H - C OH 0 ACIDEZ POTENCIAL TOTAL OU TITULÁVEL (FASE SÓLIDA) ACIDEZ ATIVA, IÔNICA, ATUAL OU LIVRE (FASE LÍQUIDA) Figura. Componentes da acidez do solo (Kinjo, 1983). 4. Desenvolvimento da acidez do solo 4.1. Suprimento de íons H+ para a solução do solo H+ 4.2. Remoção de bases da solução do solo Ca++ Mg++ K+ Na+ 4.1. Suprimento de íons H+ para a solução do solo a) Dissociação do ácido carbônico formado pela dissolução do CO2 do ar do solo nas águas de chuva: CO2 + H2O H2CO3 H + + HCO3 - b) Dissociação de radicais OH expostos em arestas de fratura de minerais de argila e de óxidos hidratados de ferro e de alumínio: Si - OH + H2O Si - O - + H3O + M - OH + H2O M - O - + H3O + onde, M = Fe ou Al c) Dissociação dos grupos ácidos da matéria orgânica. R - COOH + H2O R - COO - + H3O + R - - OH + H2O R - - O - + H3O + d) Hidrólise de íons monômeros e polímeros de alumínio adsorvidos ao complexo de troca: Al3+ + 3H2O Al (OH)3 + 3H + e) Ácidos produzidos pela atividade biológica e práticas agrícolas: e1) Aplicação de fertilizantes acidificantes ao solo (NH4)2SO4 + 4O2 2H + + SO4 2- + 2H++ 2NO3 - + 2H2O e2) Drenagem de solos inundados (solos "gley" thiomórficos), através da oxidação rápida da pirita (FeS2), resultando em H2SO4. 4FeS2 + 15O2 + 2H2O 2Fe2 (SO4)3 + 4H + + 2SO4 2- e) Ácidos produzidos pela atividade biológica e práticas agrícolas: e1) Aplicação de fertilizantes acidificantes ao solo (NH4)2SO4 NH4NO3 NH4H2PO4 2NH4 + + O2 NO2 - + H+ H2O Matéria Orgânica do solo Plantas NH4 + NO3 - m i e3) Mineralização da matéria orgânica Barraglough (1991) 2NH4 + + 3O2 2 NO2 - + 4H+ + 2H2O i e3) Mineralização da matéria orgânica. CHONPS + O2 CO2 + 2H2O + NH4 + 2NH4 + + 3O2 2 NO2 - + 4H+ + 2H2O 4.2. Remoção de bases da solução do solo a) Lixiviação: os cátions básicos são deslocados da solução do solo pelas águas de chuva. Solo= Ca++ + 2H+ + 2HCO3 - Solo = H2 + Ca(HCO3)2 (solúvel) b) Absorção de cátions pelas plantas: o cultivo sem reposição provoca retirada contínua de cátions essenciais, deixando em seus lugares, quantidades equivalentes de íons hidrogênio. Ca++, Mg++ + H - - H H+ H+ H - - H H+ H+ Ca= = Mg c) Erosão: arrasta a camada superficial, mais rica em cátions (Ca, Mg e K), deixando exposta camada subsuperficial, mais rica em ânios (SO4 --, NO3 - e Cl-) 4.2. Remoção de bases da solução do solo + 5. Reação do solo e as plantas Tabela 1. Produção relativa de algumas culturas em função do pH (produção máxima encontrada = 100) (MALAVOLTA, 1985). CULTURA pH em água 4,7 5,0 5,7 6,8 7,5 Milho 34 73 83 100 85 Trigo 68 76 89 100 99 Aveia 77 93 99 98 100 Centeio 0 23 80 95 100 Alfafa 2 9 42 100 100 Trevo doce 0 2 49 89 100 Trevo Vermelho 12 21 53 98 100 Soja 65 79 80 100 93 5.1. Efeitos diretos Figura 3. Relação entre pH em água a produtividade do cafeeiro (Malavolta, 1985). 5.2. Efeitos indiretos a) Efeito na disponibilidade de nutrientes Tabela 1. Estimativa da variação percentual na absorção dos macronutrientes pelas plantas, em função do pH do solo. (PNFCA, 1974; EMBRAPA, 1980). Macronutrientes pH em água 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 Nitrogênio 20 50 75 100 100 100 Fósforo 30 32 40 50 100 100 Potássio 30 35 70 90 100 100 Enxofre 40 80 100 100 100 100 Cálcio 20 40 50 67 83 100 Magnésio 20 40 50 70 80 100 Baixo Mg Adequado Mg 25 OC 35 OC Plantas sob o suprimento de Mg baixo são altamente susceptíveis ao estresse térmico Baixo Mg Adequado Mg Mengutay et al., 2012 Interação K x Mg x Ca Cakmak et al. (1994) 0,7Falta Mg 1,6 3,4 mg g-1 MS 8 h Fluxo CH2OEfeito K+ Ca2+ Mg2+ Fonte: Adaptado de Vitti (2011) H 2 P O 4 - (A B S O R Ç Ã O ) Mg2+ (mmolc.dm -3)5 a 8 Mg2+ + H2PO4 - [MgH2PO4] EFEITO DO MAGNÉSIO NA ABSORÇÃO E TRANSPORTE DO FÓSFORO b) Efeito na solubilidade de elementos tóxicos Al3+ + 3OH- Al(OH)3 Fe3+ + 3OH- Fe(OH)3 Mn2+ + 2OH- Mn(OH)2 Aplicação de calcário e gesso em soqueira de solos de elevada CTC na Usina Passatempo em MS. Tratamentos Soqueira Calcário Gesso P 2O5 3 corte 4 corte 5 corte Acréscimo ----------- t/ha ----------- kg/ha -------------------- t/ha -------------------- t/ha 0 0 0 52 76 54 2 0 0 56 85 62 21 2 0 40 60 93 66 37 0 0 40 56 77 55 6 0 3 0 60 90 56 19 0 3 40 60 85 60 18 Instalação: Nov/91 (2 corte); 7/92 (3 corte); 10/93 (4 corte); 10/94 (5 corte) CTC na faixa de 112 mmolc dm -3, teor de Ca + Mg na faixa de 32 mmolc dm-3 e V% de 29 O tratamento calcário e fósforo diferenciou dos demais Demattê,J. L. I. Figura 6. Produção de grãos de soja (var. UFV-1), em função de doses de fósforo em diferentes níveis de calcário (efeito residual, adubação com fósforo e calcário feita em maio de 1977), em Latossolo Vermelho Escuro argiloso. (SOUZA, 1984). c) Efeito na atividade de microorganismos d) Efeito na estrutura do solo dispersão Ca++ > Mg++ > K+ > Na+ agregação Moléstia Faixa de pH (água) a) Mal do Panamá < 5,0 b)Verrugose da batatinha 5,0 c) Sarna da batatinha 6,5 – 7,5 d) Hérnia das crucíferas 6,0 – 7,0 Efeitos da calagem no aumento da produção ✓ Redução na absorção de Al, Mn e Fe ✓ Fornecimento de Ca e Mg ✓ Aumento na disponibilidade dos nutrientes ✓ Aproveitamento de P, K, S e Mo ✓ Melhoramento da estrutura do solo ✓ Aumento na atividade de microrganismos (1) mineralização da matéria orgânica (2) fixação do N Maior Produção 6. Materiais e corretivos de ação neutralizante 6.1. Conceito H+ + OH- H2O Al3+ + 3OH- Al(OH)3 6.2. Aspectos básicos dos mecanismos de neutralização a) CaCl2 H2O (1) CaCl2 Ca ++ + 2Cl- (2) Cl- + H+ HCl Porém, o HCl é um ácido forte, ou seja, permanece dissociado. (3) HCl H+ + Cl- Logo, não ocorreu neutralização do H+ ou Al3+. b) Ca(OH)2 H2O (4) Ca(OH)2 Ca ++ + 2 (OH-) (5) OH- + H+ H2O (6) 3OH- + Al3+ Al(OH)3 Analisando as equações acima pode-se concluir que: (1) O ânion (e não o cátion) é responsável pela neutralização de acidez do solo; (2) Não é qualquer ânion que consegue neutralizar a acidez; tem que ser um ânion derivado de ácido fraco (VITTI, 1987). 6.3. Classificação dos materiais corretivos De acordo com a legislação brasileira, os corretivos de acidez do solo são classificados em: 6.3.1. Calcário (tradicional, "filler", calcinado) 6.3.2. Cal virgem agrícola 6.3.3. Cal hidratada agrícola 6.3.4. Carbonato de cálcio 6.3.5. Escórias industriais (siderurgia e papel) 6.3.1. Calcário a) Calcário agrícola Ca, Mg (CO3)2 CaCO3 MgCO3 Ca, Mg (CO3)2 Ca ++ + Mg++ + 2CO3 2- CO3 2- + H2O HCO3 - + OH- HCO3 - + H2O H2CO3 + OH - H2CO3 H2O + CO2 OH- + H+ H2O 3OH- + Al++ Al(OH)3 Reações do calcário no solo H2 O b) Calcário “filler”: cálcario natural micro pulverizado (100% RE) c) Calcário calcinado: CaMg(CO3)2 CaO + MgO + Ca(OH)2 + Mg(OH)2 + CO2 Extração e processamento da Dolomita CaMg(CO3)2 ✓ Calcário Agrícola ✓ Cal virgem ✓ Cal hidratada ✓ Calcário calcinado Extração e processamento da Dolomita CaMg(CO3)2 Extração e processamento da Dolomita CaMg(CO3)2 Rocha dinamitada Carregamento para processamento Britagem e peneiramento Extração e processamento da Dolomita CaMg(CO3)2 http://4.bp.blogspot.com/-ml-8Py3bVac/TV2QP2wF2EI/AAAAAAAAAA0/Uo6x3x0cY-U/s1600/mineradora_745616425.jpg Moinho de martelo Moinho de bolas Extração e processamento da Dolomita CaMg(CO3)2 Reservas de Dolomita (CaMg(CO3)2) Brasileira Estado Reserva (mil toneladas) Mato Grosso* 1.023.587 Mato Grosso do Sul* 913.666 Minas Gerais* 216.583 Paraná 129.864 Goiás* 87.097 Rio de Janeiro 27.011 Paraíba 16.665 Bahia* 7.831 Outros Estados 13.843 Total 2.436.147 Fonte: Departamento Nacional de Produção Mineral: Anuário Mineral Brasileiro, 2010. *As reservas estão localizadas nas regiões de produção, no cerrado. Minas de magnesita Brumado - BA Industria de Refratários Magnesita S.A. - Brumado - BA ➢ O principal produtor do país é a Magnesita Refratários S.A. ➢ Principais concorrentes no cenário global: belga Vesúvius e a austríaca RHI. BA 91,8% CE 8,2% Magnesita: Produção Brasileira (MgCO3) http://3.bp.blogspot.com/-uK4k7wsPEsY/TV2QW24bWNI/AAAAAAAAAA8/cF1dIeMObt0/s1600/magn.gif MgO + 2H+ →Mg2+ + H2O MgO + H2O → Mg 2+ + 2OH- • Baixa solubilidade em água 8,6 mg L-1 a 30 ºC MgCO3 + calor → MgO + CO2 ↑ Calcinação da magnesita Reação do MgO no solo 6.3.2. Cal virgem agrícola Ca, Mg (CO3)2 CaO + MgO + CO2 Ação neutralizante : CaO Ca 2+ + 2OH - + 2H2O + Calor (Solo) MgO Mg 2+ + 2OH - Cal virgem (Solução do solo) OH - + H + (Solução do solo) H 2O 6.3.3. Cal hidratada agrícola ou cal extinta CaO + MgO + H2O Ca(OH)2 + Mg(OH)2 + calor Ação neutralizante Ca(OH2) Ca 2+ + 2OH - + H2O Mg(OH2) (solo) Mg 2+ + 2OH - Cal hidratada (Solução do solo) OH-+ H+(Solução do solo) H2O • moagem de margas (depósito terrestre de carbonato de cálcio), corais e sambaquis (depósitos marinhos de carbonato de cálcio). Ação neutralizante semelhante à do dos calcários. • Lithothamnium alga marinha calcificada de origem vegetal, presente em grandes colônias em mar aberto que ficam localizadas em profundidades de até 30 m. Material altamente poroso, sendo a causa da alta solubilidade. É formada por CaCO3 + MgCO3 (80% do total) e matéria orgânica + micronutrientes (20% do total) • BAIXA UTILIZAÇÃO NA AGRICULTURA 6.3.4. Calcários Marinhos Lithothamnium Lithothamnium Nutrientes CaO ....... 45,0 a 48% Fe2O3........0,27 a 0,67 % MgO....... 3,8 a 5,3% Mn ............35 a 200 ppm K2O....... 0,02 a 0,04% Zn ..............11 a 22 ppm P2O5......0,04 a 0,16% Co...............11 a 16 ppm S.............0,25 a 0,52% Mo...............1 a 5 ppm SiO2........ 2,1 a 2,5% B....................8 a 20 ppm Cu...............18 a 26 ppm V.........................14 ppm Ni........................15 ppm Vitaminas/Aminoácidos Vitamina B1.........0,05mg/100g Vitamina C...........7,04mg/100g Vitamina PP.........1,46mg/100g Aspargina...............56mg/100g Serina........................4mg/100g Glycina....................10mg/100g Alanina.....................8mg/100g Arginina..................14mg/100g Tyrosina.................10mg/100g Fenilalanina............6mg/100g Lysina......................9mg/100g Valina.......................2mg/100g Le Bleu (1983) PN ......... 90 a 95% Lithothamnium 6.3.5. Escórias industriais CaSiO3. MgSiO3 Ca 2+ + Mg2++ 2(SiO3) 2- + H2O + OH - + Al3+ Al(OH)3 (SiO3) 2- HSiO3 - HSiO3 - + H2O + OH-H2SiO3 OH- + H+ H2O H2O 3OH- Resíduos alcalinos da indústria de papel Tabela 2. Composição de resíduos da indústria de celulose, usados como corretivo agrícola. Ripasa* Itapetininga** ----------------- % --------------- CaO 36,9 46,8 MgO 1,5 0 Umidade 25,5 12,4 PN 69,5 81,0 (*) SAA.CATI (**) Depto. de Solos e Nutrição de Plantas (ESALQ/USP) 7. Características físicas e químicas dos corretivos Eficiência dos corretivos de acidez do solo 7.1. Poder de Neutralização (PN); 7.2. Reatividade (RE); 7.3. Poder Relativo de Neutralização Total (PRNT); PRNT = PN x RE 100 7.4. Efeito Residual (ER). 7.1. Poder de Neutralização determinado Figura 8. Representação da determinação do poder de neutralização. 50 mL 0,5M = 25 mmol HCl Existe uma alternativa, nem sempre correta, mas, em geral, aproximada de calcular o PN através dos teores de CaO e MgO do corretivo (PN calculado). PN = Eq.CaCO3 = %CaO x 1,79 + %MgO x 2,48 O fator 1,79 é o valor da relação entre a massa molecular do CaCO3 com a do CaO: massa molecular do CaCO3 100 = = 1,79 massa molecular do CaO 56 7.1.2. PN calculado O fator 2,48 é o valor da relação entre a massa molecular do CaCO3 com a do MgO: massa molecular do CaCO3 100 = = 2,48 massa molecular do MgO 40,3 Portanto, a multiplicação dos teores de CaO e MgO por esses valores converte-os em % CaCO3. 7.1.3. PN calculado x PN determinado Na Tabela a seguir encontram-se comparações entre o valor do PN calculado e do determinado de diversas amostras, citados em Alcarde (1992). Tabela. Valores comparativos do % ECaCO3, determinados através do PN, ou calculados através dos teores de CaO e MgO. Amostras % E CaCO3 Amostras % E CaCO3 Determinado Calculado Determinado Calculado 1 107,6 107,7 6 53,9 76,7 2 77,1 85,7 7 54,6 75,7 3 88,1 91,7 8 95,0 98,2 4 69,7 83,2 9 76,7 80,7 5 98,2 99,0 10 84,7 85,2 Tabela. Capacidade de neutralização de diferentesmateriais neutralizantes (ALCARDE, 1992). Material neutralizante Poder de neutralização ou equivalente ao CaCO3 (%) CaCO3 100 MgCO3 119 CaO 179 MgO 248 Ca(OH)2 135 Mg(OH)2 172 CaSiO3 86 MgSiO3 100 Tabela. Garantia mínima para comercialização dos corretivos (Capítulo II, Seção II – Dos corretivos de acidez – 1 – In DAS/ n. 35. 04/julho/06. Materiais corretivos de acidez PN (%Eq CaCO3) Mínimo Soma % CaO % MgO Mínimo PRNT Mínimo Calcário agrícola 67 38 45 Cal virgem agrícola 125 68 120 Cal hidratada agrícola 94 50 90 Calcário calcinado agrícola 80 43 54 Outros corretivos de acidez 67 38 45 7.2. Reatividade (RE) Tabela. Reatividade das partículas de diferentes tamanhos dos calcários. Fração granulométrica Reatividade (RE) Peneira n.º ABNT Dimensão (mm) (%)* > 10 > 2 0 10 - 20 2 a 0,84 20 20 - 50 0,84 a 0,30 60 < 50 < 0,30 100 (*) Percentual do corretivo que reage em 3 meses RE(%) = (0,2xP10-20) + (0,6xP20-50) + (1,0xP50) Legislação sobre corretivos de acidez Instrução Normativa DAS/ n. 35, de 04/julho/2006 Art. 2º - Os corretivos de acidez do solo deverão possuir as seguintes características físicas mínimas - passar 100% em peneira de 2mm (ABNT-10): 70% em peneira de 0,84mm (ABNT-20) e, 50% em peneira de 0,30mm (ABNT-50). Art. 3º - Os corretivos de acidez passarão a ser comercializados de acordo com suas características próprias e com os valores mínimos constantes na descrição a seguir: PN= poder de neutralização, expressando o equivalente em CaCo3 do corretivo determinado conforme o método analítico da legislação vigente. RE= reatividade das partículas do corretivo, calculada por: a) reatividade zero para a fração retida na peneira ABNT n.º 10; b) reatividade 20% para a fração que passa na peneira ABNT n.º 10 e fica retida na peneira ABNT n.º 20; c) reatividade de 60% para a fração que passa na peneira ABNT n.º 20 e fica retida na peneira ABNT n.º 50; e d) reatividade de 100% para a fração que passa na peneira ABNT n.º 50. 2mm 0% ABNT - 10 100% 0,84mm 20% ABNT - 20 70% 0,30mm 60% ABNT - 50 100% 50% Exigência da Legislação Reatividade do calcário 7.3. Poder Relativo de Neutralização Total (PRNT) PRNT = (PN x RE) / 100 7.3. Poder Relativo de Neutralização Total (PRNT) Englobando os valores de PN e da RE, calcula-se o PRNT do corretivo expresso pela seguinte equação: PRNT = PN x RE 100 Logo, PRNT expressa o potencial da pureza que exerce sua ação num período de 3,0 meses. Assim, por exemplo, um calcário com as seguintes características: PN = 90% RE = 80% terá um PRNT de 72%, isto é, 80% (RE) de seu potencial de neutralização (PN = 90%) será exercido em 3,0 meses, ou seja 72%, enquanto que, 90-72 = 18%, agirá posteriormente. 7.4. Efeito Residual (ER) O ER é o tempo de duração da correção da acidez, ou seja, é a duração da calagem. O fator que mais interfere nesse parâmetro é a reatividade, isto é, quanto maior a reatividade do corretivo, menor o efeito residual. Logo: ER = PN - PRNT Na Tabela a seguir está apresentado valores de PN, RE, PRNT e ER de três tipos de calcário. Tabela. Cálculo e interpretação do PRNT em calcários (Alcarde, 1992). Calcários PN RE PRNT Ação do PN ------------- % -------------- 3 meses ER 1 100 70 70 70 30 2 80 87 70 70 10 3 70 100 70 70 0 Características de calcários Calcário CaO MgO PN RE PRNT ER % Goiascal Dolomítico 31,8 16,8 97,8 83,8 81,90 15,9 Goiascal Calcítico 48,0 3,2 92,6 95,4 88,30 7,1 Jandaia Dolomítico 35,7 13,0 95,8 89,3 85,50 3,8 Calbrás Dolomítico 29,4 18,5 98,0 87,7 85,90 1,8 Ouro Branco Dolomítico 29,2 17,2 94,0 89,6 84,20 5,4 PN: Poder de Neutralização RE: Reatividade ER: Efeito Residual PRNT: Poder Relativo de Neutralização Total 9. Critérios para recomendação de calagem 9.1. Considerações fundamentais Si O- H H+ Al O- Al Al+++ Fe O- H CTC Ca++ Potencial 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 = Ca = Mg - K - Na ≡ Al - H O - H0 O - H0 O - H0 O - H0 Bases Trocáveis Al trocável H trocável H não-trocável CTCe CTC7 CAPACIDADE DE TROCA CATIÔNICA CTC potencial (CTC7) – CTC efetiva (CTCe) = H0 covalente (não trocável) 9.1. Relação entre pH e cátions trocáveis do solo a) 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 + Al3+ b) CTC potencial (T) é aquela que o solo apresenta num determinado pH, geralmente pH = 7,0: T = SB + acidez titulável pH 7,0 Acidez titulável = H0 + Al3+ logo, T = SB + H + Al 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**) RECOMENDAÇÃO DE CORREÇÃO E ADUBAÇÃO: PASTAGEM CALAGEM ELEVAÇÃO DA SATURAÇÃO POR BASES RELAÇÃO: ENTRE pHH2O E SATURAÇÃO POR BASES - V(%) SB V= . 100 CTC 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% Figura. Relação entre os cátions trocáveis e os valores de pH (RAIJ, 1981). Tabela. Valores de pH e saturação por alumínio em função da saturação por bases – V% (RAIJ et. al., 1985). V% pH em CaCl2 pH em água 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 Poder tampão do solo Cálculos: a) Volume de 1 ha (V) V = Sh V = 10.000 m2 x 0,20 m = 2.000 m3 = 2.000.000 litro b) Quantidade de solução/ha 2.000.000 litro 100% x 25% x = 500.000 litro solução/ha c) Quantidade H+ livre (em solução)/ha pH = 4,0 pH = log 1 [ H+] H = 0,0001 íons - g H+/L solução 0,0001 íons -g H + 1,0 litro solução y 500.000 litro y = 50 g/ha de H d) Quantidade de CaCO3 necessária para a neutralização m = 2,5 kg CaCO 3 /ha 1 eq. g CaCO 3 reage com 1 eq. g H + nº eq. g H + = 50g H = 50 eq. g H +/ha ------------------- 1 1 eq. g H + 1 eq. g CaCO 3 50 eq. g H + z z = 50 eq. g CaCO 3 nº eq. g CaCO 3 = m(g) CaCO 3 = m(g)CaCO 3 mol 10 0 val 2 50 = m(g)CaCO 3 50 m(g) CaCO 3 = 50 x 50 Observa-se, portanto, que seriam necessários apenas 2,5 kg de carbonato de cálcio, para eliminar a acidez atual (da solução) de um solo com pH = 4,0. EQUIVALÊNCIA DE UNIDADES 1 = CaO, MgO, K2O e P2O5, respectivamente 2 = CaCO3 e MgCO3, respectivamente 1,0 t/ha CaCO3 (PRNT = 100%) 10 mmolc.dm -3 Ca = 1 cmolc.dm-3 Ca 1 ha = 2.000.000 dm³ (0-20cm) densidade = 1 meq.100cm-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 1Mg 10 120 240 400¹ 840² 1 K 10 300 800 960¹ - 1 Al 10 90 180 - - 1 P - 100 200 460¹ - 9.2. Determinação da necessidade de calagem 9.2.1. Neutralização do alumínio e/ou elevação dos teores de cálcio e magnésio (CEFSEMG, 1999) NC (t/ha) = cmolc Al 3+.dm-3 x f NC (t/ha) = cmolc Al 3+.dm-3 x f onde: NC = t/ha de calcário (PRNT=100%) a ser aplicado, considerando a camada de 0-20cm. Al3+ = cmolc.dm -3 revelado pela análise do solo, lembrando que cmolc.dm -3 = meq.100 cm-3 = mmolc dm-3 x 10. f (fator de correção) = 1,5 para culturas tolerantes a acidez f (fator de correção) = 2,0 para culturas não tolerantes a acidez Minas Gerais NC (t/ha) = [(I x Y x cmolc Al.dm -3)+(X-cmolc Ca+Mg.dm -3)] onde: I (fator da planta) = 0,33 (para culturas tolerantes a acidez, ex.: braquiárias); 0,50 (para culturas pouco tolerantes a acidez, ex.: seringueira); 0,66 (para culturas medianamente sensíveis a acidez, ex.: abacaxi) e 1,00 (para culturas sensíveis a acidez, ex.: citros, soja, milho, feijão e algodão). Y = Varia em função da textura do solo: Y = 1, arenosa; Y = 2, média; Y= 3, argilosa; Y = 4, muito argilosa. X = Variável em função das necessidades de cálcio + magnésio = 1,0 a 3,0 X = 1,0 (para mandioca e seringueira); X = 1,5 (para braquiárias e eucalipto); X = 2,0 (para arroz, girassol, milho, sorgo, trigo, soja, feijão); X = 3,0 (para amendoim, algodão, cana-de-açúcar). Região de cerrado c1) Argila > 200g.kg-1 e Ca + Mg < 2,0 cmolc.dm -3 NC (t/ha)= [2 x cmolc Al.dm -3 + (2 - cmolc. Ca+Mg.dm -3)] c2) Argila > 200g.kg-1 e Ca + Mg > 2,0 cmolc.dm -3 NC (t/ha) = (2 x cmolc Al.dm -3) Região de cerrado c3) Argila < 200 g.kg-1 (*) NC (t/ha) = 2 x cmolc Al 3+.dm-3 ou NC (t/ha) = 2 - cmolc Ca 2+ + Mg2+. dm-3 (*) Utilizar a expressão com maior recomendação. 9.2.2. Método do Tampão SMP Tabela 8. Recomendações de calagem (calcário com PRNT= 100%) com base no índice SMP, para a correção da acidez dos solos do Rio Grande do Sul e de Santa Catarina. (CFS - RS/SC, 2000). Tabela 8. Recomendações de calagem (calcário com PRNT= 100%) com base no índice SMP, para a correção da acidez dos solos do Rio Grande do Sul e de Santa Catarina. (CFS - RS/SC, 2000). . pH SMP pH em água a atingir 5,5 6,0 6,5 t/ha 6,3 0,8 1,8 3,1 6,4 0,6 1,4 2,6 6,5 0,4 1,1 2,1 6,6 0,2 0,8 1,6 6,7 0,0 0,5 1,2 6,8 0,0 0,3 0,8 6,9 0,0 0,2 0,5 7,0 0,0 0,0 0,2 Exemplos de culturas utilizadas em cada pH: pH 5,5 - abacaxi, arroz irrigado, batatinha e eucalipto. pH 6,0 - arroz de sequeiro, cana de açúcar, citros, girassol, fumo, gramíneas em geral, soja, feijão, milho, trigo, tomate. pH 6,5 - alfafa. Figura. Relação entre o pH de suspensões de solos na solução tampão SMP e valores de H+Al determinados por extração com solução de acetato de cálcio a pH 7 (QUAGGIO et al, 1985a). 9.2.3 Método da saturação por bases NC (t/ha) = (V2 – V1) T 10 × PRNT onde: NC = t . ha-1 de calcário para a camada de 0-20cm. V1 = saturação por bases atual do solo = (SB/T) x 100 V2 = saturação por bases mais adequada para algumas culturas (Tabela 10, RAIJ et al., 1996) T = capacidade de troca catiônica potencial do solo (T = SB+H+Al) em mmolc dm -3 PRNT = poder relativo de neutralização total do calcário (%) Tabela. Valores de saturação por bases (V2%) recomendado para algumas culturas no Estado de São Paulo (RAIJ et al., 1996). Culturas Faixa de V% Cereais Arroz 50 Sorgo 50(*) – 70(**) Trigo 60 – 70 Milho 50(*) – 70(**) Frutíferas De clima temperado 70 Abacaxi 50 Banana 60 Citros 70 (+) Solos com M.O. > 50 g.kg-1 (++) Solos com M.O. < 50 g.kg-1 Tabela. Valores de saturação por bases (V2) recomendado para algumas culturas no Estado de São Paulo (RAIJ et al., 1996). Culturas Faixa de V% Hortaliças Alface 70 – 80 Tomate 80 Batata 60 Brássicas 70-80 Leguminosas Feijão(1) e Soja(2) 60(1) - 70(2) Amendoim 60 Estimulantes Cacau 50 Café 50 Fumo 50continua... Tabela. Valores de saturação por bases (V2%) recomendado para algumas culturas no Estado de São Paulo (RAIJ et al., 1996). Culturas Faixa de V% Fibrosas Algodão 70 Rami 60 Sacarinas e amido Batatinha 60 Cana-de-açúcar 60 Mandioca 50 Industriais Seringueira 50 CALAGEM – SELEÇÃO DO MÉTODO PASTAGEM EXCLUSIVA ESPÉCIES: TOLERÂNCIA À ACIDEZ TOLERANTES SUSCEPTÍVEISB. humidicola B. decumbens Andropogon Panicum maximum B. Brizantha Hyparrenia rufa ARENOSO ARGILOSO ARENOSO ARGILOSO Al e Ca + MgCa + Mg Al e Ca + Mg Sat. por Bases – V% Correção do solo Rio Verde (GO) V% adequado Milho 70% Soja 60% Áreas de abertura: método de saturação por bases (Raij et al., 1997) NC (t/ha) = [(V20-20 – V10-20) • CTC0-20] + [ (V220-40 – V120-40) • CTC20-40] 0-20 cm CALAGEM – (plantio direto graõs) Em que: NC, necessidade de calcário V1, saturação por bases atual do solo V2, saturação por bases desejada: Soja e arroz 60% e Milho 70% CTC, capacidade de troca de cátions, em mmolc dm -3 PRNT, poder relativo de neutralização total (%) 10 ×PRNT 20-40 cm NC (t/ha) = (V2 - V1) CTC 10 × PRNT onde: NC = t ha -1 de calcário para a camada de 0-20cm. V1 = saturação por bases atual do solo = SB/Tx100 V2 = saturação por bases mais adequada para soja e arroz = 60% e milho = 70% CTC = capacidade de troca catiônica potencial do solo (T=SB+H+Al) em mmolc dm -3 PRNT = poder relativo de neutralização total do calcário (%) Áreas de manutenção: método de saturação por bases (Raij et al., 1997) CALAGEM – (plantio direto) c) Método do Ca+Mg: Abertura - 20-40 cm; Manutenção - 0-20 cm NC (t/ha) = {30 - (Ca + Mg)} x 10 PRNT OBS: Utilizar o critério que revelar maior dose de calcário NC= t ha-1 de calcário Ca= teor de Cálcio no solo (mmolc dm -3) Mg= teor de Cálcio no solo (mmolc dm -3) PRNT= poder relativo de neutralização total do calcário (%) CALAGEM – (plantio direto) COMO APLICAR? • Estabelecimento do sistema: Sem limite de dosagem • Incorporação profunda • Plantio direto ESTABILIZADO: ATÉ 2,5 t ha-1 por vez • Na superfície sem incorporação Produtividade de Soja (sc ha-1) HENRY SAKO (2016) Saturação por Bases (%) Produtividade de Soja (sc ha-1) HENRY SAKO (2016) Saturação por Cálcio (%) - Calagem (com incorporação profunda, corretivo de alta reatividade); - Gessagem; - Plantas de cobertura com alta capacidade de formação de biomassa radicular; Tecnologias disponíveis PREPARO CONVENCIONAL TALHÕES PARA PLANTIO INÍCIO SIM N Ã O PRAGAS DE SOLO NÃO COMPACTAÇÃO DE SOLO FERTILIDADE SUBSUPERFÍCIE V > 35% S I M PREPARO REDUZIDO PREPARO DIRETO S I M NÃO Luz, Pedro (2011) - USP Chave para tomada de decisão do preparo do solo Fonte: Grupo Horita Mecanismos envolvidos na correção da acidez do subsolo pela calagem superficial ✓ Formação e migração de Ca(HCO3)2 e Mg(HCO3)2 ✓Deslocamento mecânico de partículas de calcário (canais de raízes mortas – intactos – ausência de preparo) ✓Adição de calcário e fertilizantes nitrogenados ✓Manejo de resíduos orgânicos ML0 ou ML-1 ( M = Ca ou Mg) - mobilidade no solo Subsolo: M – complexos orgânicos – deslocado pelo Al+3 : complexos mais estáveis – redução de acidez trocável (CAIRES, 2009) 1. Ca++ e Mg ++ x (HCO-3 ) 2 Ca (HCO3 ) 2 2. Raízes mortas: Canais = Processo mecânico 3. Calcário + Fertilizantes N e S 4. Resíduos orgânicos (plantas de cobertura/animal) M (Ca, Mg e Al) + L (Ligante orgânico) ML 5. Aplicação de gesso sobre o calcário Palha Plantas Cobertura Rotação de Culturas Culturas Aveia preta BraquiáriaMilho Caires, E (2017) Plantas de cobertura pós trabalho de solo Renato Duch, MS Fonte: Grupo Horita Trincheira xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx MUDANÇAS NO SISTEMA SOLO-PLANTA NO PLANTIO DIRETO C H O N P S B H2PO4 - SO4 -- NO3 - H3BO3 CO3 - HCO3 - Microorganismos Heterotróficos pH=6,0 O2 Umidade *Calagem: CaMg (CO3)2 Ca ++ + Mg++ + HCO3 - + OH- //////////////////////////////////////////////////////// ---------------------------------- CaHCO3 - CaNO3 - Calcário pH 6,8 4,5 < Disponibilidade de B – Mn – Fe - Zn < Disponibilidade de P – N – K – Ca - Mg 0 cm 30 cm GRADIENTE DE pH EM SOLOS DE PLANTIO DIRETO IA = 58 (100 kg MAP => 58 kg de Calcário – PRNT 100%) Valduga (2011) Necessidade de calagem para o sistema plantio direto Estado do Paraná Amostragem de solo: 0-20 cm Calcular a dose de calcário pelo método da elevação da saturação por bases para 70% Distribuir a dose de calcário calculada sobre a superfície do solo em uma única aplicação ou de forma durante até 3 anos A calagem na superfície somente deve ser recomendada para solo com pHCaCl2 <5,6 ou saturação por bases < 65% na profundidade de 0-5 cm O monitoramento da acidez na camada superficial do solo (0- 5cm) serve para auxiliar a avaliação da frequência da aplicação de calcário na superfície 10. Fatores a serem considerados na prática da calagem 10.1. Fatores externos a) Análise do solo b) Uniformidade da aplicação c) Antecedência da aplicação d) Incorporaçãoe) Localização * área total pré plantio * sulco de plantio culturas perenes * em faixa pomares adultos 10.2. Fatores relacionados ao Corretivo a) Teor de Mg no solo Mg 5 mmolc dm -3 culturas anuais e perenes Mg 8 mmolc dm -3 frutíferas hortaliças algodão b) Porcentagem de Ca e Mg na CTC do Solo Tabela. Porcentagem de saturação de K, Mg e Ca em relação ao valor T do solo, na faixa de V% mais adequada para as plantas (VITTI et al., 2000). c) Uso e quantidade de gesso utilizado V% K%T Mg%T Ca%T 40 3 9 28 50 4 11 35 60 5 15 40 70 5 16 48 Dispersão crescente Ca 2+ > Mg 2+ > NH4 + > K + > Na + Agregação crescente Tabela. Relações (Ca+Mg)/ K do solo e aspectos das culturas da soja (MASCARENHAS et al, 1998). e do algodoeiro (MALAVOLTA et al., 1967). Culturas (Ca+Mg)/ K Aspectos da cultura Soja 22 a 30 Normal com alta produtividade 56 Deficiente em potássio >64 Haste verde e retenção foliar Algodão 36 Alta produção (3,0 t/ha em caroço) 10 Baixa produção (1,2 t/ha em caroço) Diagnose Visual Deficiência de Mg Relação Ca/Mg Interpretação 1 a 3 Baixa 4 a 6 Normal 7 a 10 Alta > 10 Muito Alta Tabela 15. Efeito de calagem, do calcário e magnésio trocáveis no solo e da relação Ca/Mg na produção de feijão, Buri/SP, 1990. meq / 100 cm3 de solo Relação Produção Ca+2 Mg+2 Ca/Mg (sacos/60 kg/ha) 2,7 1,8 1,5/1,0 36,0 3,7 1,6 2,3/1,0 40,00 5,4 1,7 3,2/1,0 44,0 10.4. Fatores relacionados ao Manejo - Dose de aplicação - Uniformidade na aplicação - Antecedência de aplicação - Profundidade de incorporação - Localização do corretivo a) Aplicação em área total b) Sulco de plantio c) Calcário direcionado na faixa de adubação Figura. Relação entre época de aplicação do calcário e mudança no pH do solo. Figura. Efeito do tempo de reação do calcário na correção da acidez (PR). 5,0 6,0 6,5 X X X Al pH pH 30 60 m 120 dias 0 0,8 1,6 2,4 meq. Al Localização: Pré plantio em área total. Calcário em pré-plantio (área total) Objetivo: Correção de acidez e fornecimento de Ca e Mg Tríplice operação Cana-queimada Citros: 500 g / metro de sulco Café: 100 g / metro de sulco / tonelada aplicada em área total Calcário no sulco de plantio Objetivo: Fornecimento de Ca e Mg 20-30 cm A= aplicação do calcário após aração e incorporação com gradagem. B= incorporação de 1/2 com aração e 1/2 depois da 2ª aração e gradação em seguida. Figura. Influência da profundidade de incorporação do calcário em latossolo vermelho escuro na produção do milho. Tabela. Influência da aplicação de doses crescentes de calcário, aplicadas as duas profundidades, sobre a produção de milho, em um latossolo roxo do cerrado. Produção de grãos Calcário 1º cultivo 2º cultivo 3º cultivo Média Índice t/ha ------------------------------- kg/ha -------------------------------- % 0 – 15 cm 0 2115 4569 880 2521 100 1 3123 5281 1474 3397 135 2 3531 5689 1863 3694 146 4 4004 5903 2265 4057 161 8 3723 5960 2052 3912 155 0 – 30 cm 1 4019 5684 2086 3930 155 2 4341 5858 2573 4257 169 4 4797 6682 3058 4846 192 8 4792 7266 3601 5220 207 LSD 0,05 573 551 759 - - Com AraçãoSem Aração Incorporação do calcário MAZZA (2006) Tratamento Estágio TCH Solo Ganho TCH Gradagem 1C 54,43 AQ-II 20,75 Aração 1C 75,18 AQ-II Aplicadores Figura. Distribuidor de corretivos de arrasto, equipado com dosador volumétrico e distribuidor tipo rotor duplo. 1- Mecanismo dosador volumétrico do tipo esteira transportadora, 2- Chapa raspadora, 3- Cardam para acionamento da esteira, 4- Distribuidor do tipo rotor duplo. Figura. Dosador gravimétrico com engate nos três pontos do sistema hidráulico, equipado com distribuidor pendular. 1- Reservatório, 2- Dosador gravitacional, 3- Agitador mecânico, 4- Alavanca reguladora de vazão e 5- Pêndulo. Área central da entrelinha Esquerdo Direito Distância (m) LUZ (1989) Figura 15. Perfil transversal da aplicação a lanço Figura 16. Granulometria da aplicação a lanço. Figura 17. Perfil transversal da aplicação em faixa Figura 18. Granulometria da aplicação em faixa Figura 19. Curva do PRNT para os modos de aplicação 11. Fórmula para compra do Calcário Agrícola F.C. = Fórmula de comprar calcário P.C. = Preço do calcário P.F. = Preço do frete P.R.N.T. = Poder relativo de neutralização total Obs.: O agricultor deve comprar o calcário que apresentar o menor custo por PRNT. F.C. = P.C. + P.F. P.R.N.T. "E ele deu a opinião, segundo a qual quem conseguisse obter duas espigas de milho e duas folhas de grama num pedaço de chão onde somente uma crescia antes, merecerá mais da humanidade e prestará um serviço mais essencial a seu País do que toda a raça de políticos juntos." (J. SWIFT) Prof. Dr. Godofredo Cesar Vitti - gcvitti@usp.br OBRIGADO! mailto:gcvitti@usp.br
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