Química & Fertilidade do Solo: Apostila Teórica Final

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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO 
 
ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ” 
 
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA DO SOLO 
Av. Pádua Dias, 11 – Piracicaba, SP – Brasil – CEP 13418-900 – Fone: (19) 3417-2100 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Docentes: 
Prof. Luís Reynaldo F. Alleoni (coordenador) 
Prof. Carlos Eduardo P. Cerri 
Profa. Jussara Borges Regitano 
 
 
 
 
 
 
2017 
 
Disciplina LSO 300 – Química e Fertilidade do Solo 
APOSTILA – AULAS TEÓRICAS 
 
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO 
 
ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ” 
 
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA DO SOLO 
 
 
Docentes 
 
Prof. Luís Reynaldo Ferracciú Alleoni 
Engenheiro Agrônomo pela Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ), da 
Universidade de São Paulo (USP) em 1985, Mestre (1992) e Doutor (1996) em Solos e Nutrição de Plantas e 
Livre-Docente em Química do Solo (2000) pela ESALQ/USP, com Pós-Doutorado pela Universidade da 
Florida - EUA (2005/2006). É Professor Titular no Departamento de Ciência do Solo da ESALQ e tem 
experiência em alterações químicas do solo em função do manejo e comportamento de elementos 
potencialmente tóxicos no ambiente. Atua também na área de Redação Científica. 
 
Prof. Carlos Eduardo Pellegrino Cerri 
Engenheiro Agrônomo pela ESALQ/USP (1997), Mestre em Solos e Nutrição de Plantas pela 
ESALQ (1999), Doutor em Ciência Ambiental pelo CENA/USP (2003) e Livre-Docente em Manejo da 
Matéria Orgânica do (2010) pela ESALQ/USP. É Professor Associado no Departamento de Ciência do Solo 
da ESALQ e tem experiência em temas relacionados à Matéria Orgânica do Solo, Aquecimento global e 
mudanças climáticas, agricultura e mercado de créditos de carbono, modelagem matemática, geoestatística e 
geoprocessamento. 
 
Profa. Jussara Borges Regitano 
Engenheira Agrônoma pela ESALQ (1984), Mestre em Solos e Nutrição de Plantas pela 
Universidade Federal de Lavras (1987); Doutora em Agronomia/Ciência do Solo pela Universidade de Purdue 
- EUA (1994), com Pós-Doutorado em Comportamento de Pesticidas no Ambiente pela Universidade de 
Minessota - EUA (2003). É Professora Doutora no Departamento de Ciência do Solo da ESALQ e tem 
experiência na área de comportamento ambiental de pesticidas, fármacos e poluentes orgânicos no solo. 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO 
 
ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ” 
 
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA DO SOLO 
 
 
ÍNDICE 
 
Cargas Elétricas do Solo, Ponto de Carga Zero ..................................................................... 1 
Adsorção e Troca Iônica ............................................................................................................ 9 
Reação do Solo ......................................................................................................................... 17 
Oxidação e Redução no solo ................................................................................................... 24 
Matéria Orgânica do Solo - Constituintes ............................................................................. 29 
Matéria Orgânica do Solo – Propriedades físicas, químicas e biológicas ........................ 39 
Nitrogênio no Solo ................................................................................................................... 53 
Fósforo no Solo ......................................................................................................................... 61 
Potássio no Solo ........................................................................................................................ 69 
Cálcio, Magnésio e Enxofre no Solo ..................................................................................... 74 
Micronutrientes no Solo .......................................................................................................... 78 
Solo Fértil; Solo Produtivo; Elementos Essenciais; Leis da Fertilidade do Solo ............ 85 
Questões ..................................................................................................................................... 93 
Respostas ................................................................................................................................. 100 
Bibliografia .............................................................................................................................. 112 
 
 
 
 
 
 
 
 
Origem das Cargas nos Solos
Literatura recomendada:
Origem das cargas; Ponto de carga zero
• ERNANI, P.R. Química do Solo e Disponibilidade de Nutrientes, 2008. cap. 3 – p. 46-55.
• LEPSCH, I.F. 19 Lições de Pedologia, 2011. cap. 5 – p. 107-117.
• LOPES, A.S. Manual da Fertilidade do Solo, 1989. cap. 1 – p. 22-23.
• MELLO, F.A.F.; BRASIL SOBRINHO, M.O.C.; ARZOLLA, S. et al. Fertilidade do
Solo, 1987. cap. 3 – p. 45-50 e cap. 5 – p. 78-82.
• MEURER, E.J. Fundamentos de Química do Solo, 2006. cap. 5 – p. 125-146.
• NOVAIS, R.F.; ALVAREZ V., V.H.; BARROS, N.F.; FONTES, R.L.F.; CANTARUTTI,
R.B.; NEVES, J.C.L. Fertilidade do solo, 2007. cap. 4 - p.151-157 e cap. 5 – p. 215-
230.
• RAIJ, B. van. Avaliação da Fertilidade do solo, 1981. cap. 3 – p. 17-30 e cap. 6 – p. 83-85.
 Tipos de carga no solo:
1. Cargas permanentes ou constantes
2. Cargas variáveis
1
1. Cargas permanentes ou constantes
Principal processo: substituição isomórfica,
também chamada iônica (termo mais
adequado)
 Características:
 substituição de íons de tamanhos 
semelhantes, mas com cargas diferentes
Formam-se cargas permanentes
Grande quantidade de cargas (-) formadas
em argilas do tipo 2:1 
TETRAEDROS DE SÍLICA E 
OCTAEDROS DE ALUMINA
Tetraedros de sílica e octaedros de alumina
2
Tetraedros e Octaedros
 Principais substituições iônicas: geram 
cargas negativas
Tetraedros de sílica
Si4+ → Al3+ 
Octaedros de alumina
Al3+ → Fe2+
Al3+ → Mg2+
2. Cargas variáveis
Ocorrem nos grupos OH expostos:
- dissociação: geração de cargas negativas
- protonação: geração de cargas positivas
3
_
_
_O
Dissociação
O
O
O
O
H+
COLOIDE
H
H
H
H
H
Carga negativa
Carga negativa
Carga negativa
+
+
+
H+
Protonação
O
O
O
O
O
Carga positiva
Carga positiva
Carga positiva
COLOIDE
H+
H+
H+H+
H+
H
H
H
HH
 varia c/ pH
 Importantes para:
- minerais silicatados 1:1 (nas bordas); 
- colóides orgânicos; 
- hidróxidos de Fe e de Al. 
Características das cargas variáveis:
4
Geração de cargas negativas 
na matéria orgânica
• Principais grupos: carboxílico e fenólico
- Carboxílico : – COOH  – COO- + H+
-Fenólico : OH  O- + H+O O
Geração de cargas nos hidróxidos de Fe e de Al
• Importantes em solos tropicais altamente 
intemperizados: alto teor de hidróxidos de Fe e de Al
• Apresentam caráter anfótero (anfi = duplo):
podem ter balanço positivo ou negativo de 
cargas
Fe
Fe
O OH
OH
OH
Fe
Fe
O O
O
O
Fe
Fe
O OH2
OH2
OH2
Carga nula Dissociação - carga (-)Protonação - carga (+) 
0
5
Características das cargas elétricas do solo
CARGAS CONSTANTES
(Negativas)
CARGAS VARIÁVEIS
(Negativas e positivas)
 Resultam de substituições iônicas
de Si por Al ou de Al por Mg ou 
Fe(II) na grade cristalina
 Resultam de reações entre os íons
H+ e átomos de O existentes na 
superfície da partícula
 Ocorrem somente nos minerais de
argila de grade 2:1 e 2:1:1.
 Ocorrem nos óxidos de Fe e Al, 
nos minerais de argila e no húmus
 Não são influenciadas pelas
condições do meio como pH e
concentraçãoda solução
 São influenciadas pelas condições
do meio como pH e concentração 
da solução
 Têm origem interna  Têm origem externa
 São sempre negativas  Podem ser negativas ou positivas
Ponto de Carga Zero (PCZ)
Definição:
Valor de pH em que a superfície de 
determinado colóide (orgânico ou 
inorgânico) tem carga nula.
PCZ de alguns constituintes dos solos
0 2 4 6 8 10 (pH) Colóide PCZ
+ + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - Hematita / Goethita 8,5
+ + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - Gibbsita 7,5
+ + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - Caulinita 3,5
+ + + - - - - - - - - - - - - - - - - - Húmus <2,0
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Esmectita / Vermiculita -
6
- Se o colóide estiver num meio em que o pH > 
pcz do colóide: carga negativa. 
- Se o colóide estiver num meio em que o pH < 
pcz do colóide: carga positiva. 
- Se o colóide estiver num meio em que o pH = 
pcz do colóide: carga nula.
Fe
Fe
O OH
OH
OH
Fe
Fe
O O
O
O
Fe
Fe
O OH2
OH2
OH2
P C Z Acima do PCZAbaixo do PCZ
0
Valores comuns de PCZ de solos
Camada superficial (0-20 cm): PCZ na faixa de 3 a 4.
Camada subsuperficial: geralmente os valores 
de PCZ se mantém na faixa de 3 a 4, mas 
podem ser mais altos, dependendo 
principalmente dos teores de hidróxidos de 
Fe e de Al.
7
Teores de matéria orgânica e de óxidos, PCZ, pH e 
carga líquida de um solo tropical altamente 
intemperizado
A
B
• > teor de matéria orgânica;
• < valor de PCZ;
• pH do solo > PCZ;
• carga líquida (-);
• pred. retenção de cátions == CTC > CTA.
• < teor de matéria orgânica;
• predominam os óxidos;
• > valor de PCZ;
• pH do solo pode ser < PCZ;
• carga líquida pode ser (+) == CTA > CTC.
Questões: Origem das cargas elétricas do solo e Ponto 
de Carga Zero – Prof. Alleoni
-As cargas elétricas do solo são divididas em duas classes principais.
Quais são elas?
-Qual o principal mecanismo de geração de cargas permanentes ou 
constantes? Esse tipo de carga é mais comum em solos tropicais 
úmidos bem drenados ou em solos temperados? Por quê?
-Quais as principais substituições iônicas (ou isomórficas) que ocorrem
nos tetraedros de sílica e nos octaedros de alumina?
- Explique o mecanismo de geração de cargas por dissociação do grupo 
OH e por protonação. Como a variação do pH da solução do solo afeta 
os mecanismos? 
- Quais os principais radicais orgânicos que participam da geração de 
cargas elétricas? São formadas predominantemente cargas positivas ou 
negativas?
- Qual o mecanismo de geração de cargas nos seguintes colóides do 
solo:
matéria orgânica
minerais de argila
óxidos e hidróxidos de Fe e de Al
- Por que é mais comum que o solo tenha carga líquida negativa do que 
positiva?
- Defina Ponto de Carga Zero (PCZ).
- Quais os valores médios de PCZ dos óxidos de ferro e de alumínio,
minerais de argila e matéria orgânica?
8
- Em valores comuns de pH do Solo (de 4 a 6,5) é mais comum que 
apareçam cargas positivas na superfície dos colóides orgânicos ou de 
óxidos de Fe e de Al? Relacione sua resposta com o conceito de PCZ.
- Considerando a diversidade dos componentes da fase sólida, qual seria 
o valor médio do PCZ da camada superficial da maioria dos solos 
tropicais? Qual é faixa de variação do pH da solução do solo? Com base 
nessas informações, é mais comum se encontrar carga líquida negativa 
ou positiva nos solos?
- Qual o principal colóide que atua na redução do PCZ dos solos?
Se o pH do solo for maior do que o seu PCZ, há predomínio de que tipo 
de carga (negativa ou positiva)? E se o pH for menor que o PCZ, o que 
ocorre?
- À medida que a profundidade do solo aumenta, o PCZ de um solo 
tropical altamente intemperizado aumenta ou diminui? Por quê?
9
CTC, Adsorção, troca iônica 
• ERNANI, P.R. Química do Solo e Disponibilidade de Nutrientes, 2008. cap. 3 –
p. 46-55
• LEPSCH, I.F. 19 Lições de Pedologia, 2011. cap. 5 – p. 107-117
• LOPES, A.S. Manual da Fertilidade do Solo, 1989. cap. 1 – p. 22-23
• MELLO, F.A.F.; BRASIL SOBRINHO, M.O.C.; ARZOLLA, S. et al. Fertilidade do 
Solo, 1987. cap. 3 – p. 45-50 e cap. 5 – p. 78-82
• MEURER, E.J. Fundamentos de Química do Solo, 2006. cap. 5 - p. 125-146
• NOVAIS, R.F.; ALVAREZ V., V.H.; BARROS, N.F.; FONTES, R.L.F.;
CANTARUTTI, R.B.; NEVES, J.C.L. Fertilidade do Solo, 2007. cap. 4, 
p.151-157; cap. 5, p. 215-230.
• RAIJ, B. van. Avaliação da Fertilidade do Solo, 1981. cap. 3, p. 17-30; cap. 6, p.
83-85.
24 g
Mol = 6,02 .1023
1 milimol = mmol
Ex.: 1 mmol de Mg = 24 mg
1 milimol de carga = mmolc
mmolc = mmol 
valência
mmolc de Ca = 40 = 20 mg
2
Até 1996: usava-se a unidade miliequivalente (meq)
mmolc = meq = equivalente miligrama
10
Capacidade de troca de cátions
- CTC - número de milimols de cargas negativas por
unidade de massa ou de volume.
Unidades: mmolc dm-3 (à base de volume) ou
mmolc kg-1 (à base de massa)
Unidades antigas (até 1996):
meq 100 cm-3 - 1 meq 100 cm-3 = 10 mmolc dm-3 ou
meq 100 g-1 - 1 meq 100 g-1 = 10 mmolc kg-1
• Importante: reações de troca de cátions são baseadas
em carga por carga (e não íon por íon).
Estimativa da CTC
Exemplos:
a) Um Chernossolo cultivado, localizado em Iowa-USA (pH 7; 20% 
de argila e 4 % de matéria orgânica);
• Argila do tipo 2:1 com CTC média de 800 mmolc kg-1
• Matéria orgânica com CTC de 2.000 mmolc kg-1
CTC oriunda do teor de argila:
20% de 800 mmolc kg-1 = 160 mmolc kg-1
CTC oriunda da Matéria Orgânica:
4 % de 2.000 mmolc kg-1 = 80 mmolc kg-1
Assim, a CTC total do Chernossolo é:
160 + 80 = 240 mmolc kg-1
b) Um Latossolo localizado em uma área de floresta virgem na região
amazônica, no Brasil (pH = 4; 60 % de argila e 4 % de mat. orgânica).
• CTC dos minerais de argila (Caulinita) + Óxidos de Fe e Al é 30
mmolc kg-1.
• CTC da matéria orgânica em solos muito ácidos = 1.000 mmolc kg-1
CTC oriunda do teor de argila:
60 % de 30 mmolc kg-1 = 18 mmolc kg-1
CTC oriunda da Matéria Orgânica:
4 % de 1.000 mmolc kg-1 = 40 mmolc kg-1
Assim, a CTC total do Latossolo é:
18 + 40 = 58 mmolc kg-1
11
Tipos de Colóides do Solo
Principais propriedades de alguns colóides do solo:
Esmectita Silicatada 2:1 0,01-1,0 Flocos 80-150 -800 a -1.500
Vermiculita Silicatada 2:1 0,1-0,5 Placas/flocos 70-120 -1.000 a -2.000
Mica gran. fina Silicatada 2:1 0,2-2,0 flocos 70-175 -100 a -400
Caulinita Silicatada 1:1 0,1-5,0 Cristais
hexagonais
5-30 -10 a -150
Gibbsita Óxido Al < 0,1 Cristais
hexagonais
80-200 +100 a -50
Goethita Óxido Fe < 0,1 Variável 100-300 +200 a -50
Húmus Orgânico 0,1-1,0 Amorfa Variável -1.000 a -5.000
Colóide Tipo de
argila
Tamanho Forma Área superficial
externa
Carga
líquida
nm m2 g-1 mmolc kg-1
Cargas elétricas de alguns minerais da fração argila de solos 
Matéria orgânica e CTC de solos tropicais
** Cerrado
12
Capacidade de troca catiônica dos solos
• CTC – relacionada às quantidades dos colóides no
solo e a CTC desses colóides.
• CTC originada do húmus: papel dominante nas
reações de troca de cátions no solo,
principalmente dos tropicais altamente
intemperizados.
Relação entre pH do solo, PCZ e cargas 
de um solo altamente intemperizado
Su
pe
rf
íci
e 
de
 c
ar
ga
 (c
m
ol
c/
kg
)
Adsorção 
e 
troca iônica
13
• Adsorção =
1. Eletrovalente ou iônica =
acúmulo de íons ou moléculas na superfície
de uma partícula
atração por cargas elétricas
2. Covalente = Reação íntima entre o íon e a 
superfície do colóide
Adsorção e troca de cátions
1. Eletrovalente ou Iônica
Ca Mg
Série liotrópica =
REVERSÍVEL+ Mg 2+ + Ca2+ =
Al3+ > Ca2+ > K+> Mg2+ > Na+
Troca de cátionsSuperfície 
externa
Superfície internaSuperfície externa
Colóide
Cargas negativas
do colóide
Ânions e cátions
em solução
Cátions em
solução
Cátions
adsorvidos
Superfície dos colóides e troca de cátions
14
2. Covalente
Metais pesados:
- Ex.: adsorção de Cu na matéria orgânica
C
OH
O
OH
+ Cu2+
O + 2 H+
O
C
O Cu
Cu, Pb, Cd = adsorção específica
Ex.: adsorção de Zn no óxido de Fe
Fe
O
Fe
OH
HOH
OH
HOH
+ Zn2+ Zn + 2H+
Fe
O
Fe
OH
HO 
OH
HO
Adsorção e troca de ânions
1. Eletrovalente ou iônica
+
+
+
+
Cl NO3
+
+
+
+
+ NO3- + Cl- REVERSÍVEL
NO3-: mobilidade nos solos
15
Fe
O
Fe
OH2+
OH
OH2+
OH
+ H2PO4- P
Fe
O
Fe
OH2+
O 
OH2+
O
O
O
2. Covalente
• Principal = Fosfato (H2PO4-) 
ex.: P em óxido de Fe 
• SO42- = intermediário entre fosfato e nitrato
Adsorção específica e não-específica
Ligação iônica
• relativamente fraca;
• elétrons não são compartilhados ;
• água de hidratação ou solvatação permanece;
• exemplos: - cátions trocáveis: cálcio, magnésio, potássio; 
alumínio.
- alguns ânions: nitrato, carbonato, fluoreto.
16
Ligação covalente
• reação mais íntima;
• elétrons são compartilhados;
• sem água de hidratação;
• adsorção é chamada específica;
• exemplos: - alguns metais pesados: Cu, Pb, Cd 
- ânions derivados de ácidos polipróticos (com
muitos hidrogênios)
ex.: fosfato
Questões: Adsorção e Troca Iônica - Prof. Alleoni
- Qual a definição de CTC? Quais as unidades utilizadas até 1996? Quais 
as unidades recomendadas atualmente?
- Calcule a estimativa de CTC de um solo A com 20% de argila e 4 % de 
matéria orgânica, sendo a argila do tipo 2:1 com CTC média de 700 mmolc
kg-1 e matéria orgânica com CTC de 900 mmolc kg-1. Faça o mesmo para
um solo B com 50% de argila e 2 % de matéria orgânica, sendo a argila do 
tipo 1:1 e alto teor de óxidos de Fe e de Al com CTC média de 60 mmolc
kg-1 e matéria orgânica com CTC de 800 mmolc kg-1. Qual deles tem maior 
CTC? Qual deles deve ser da região tropical úmida? Explique sua 
resposta.
- Cite a faixa de valores de CTC dos argilominerais 2:1, 1:1 e óxidos de Fe 
e de Al.
-Um solo A tem 80% da CTC representada por cargas permanentes e 
20 % de cargas variáveis. Por outro lado, um solo B tem 25% da CTC 
representada por cargas permanentes e 75 % de cargas variáveis. Qual
dos solos deve ser da região tropical úmida? Explique sua resposta.
-A matéria orgânica é responsável, aproximadamente, por que % da 
CTC total de solos do trópico úmido? Que relação isso tem com o 
sistema de plantio direto?
-Explique por que, a CTC de um solo é próxima à sua CTA num solo em
que o pH está próximo ao ponto de carga zero (PCZ).
- Defina o fenômeno de adsorção.
17
-Quais os tipos de mecanismos de adsorção pelos quais os nutrientes 
e/ou elementos tóxicos podem se ligar ao solo?
-Cite a ordem preferencial de atração de cátions trocáveis (Al, Ca, Mg e 
K) pelos solos (série liotrópica) e explique os motivos dessa sequência.
-Cite íons que são especificamente adsorvidos pelo solo.
-Relacione alguns íons retidos pelo solo por adsorção não-específica.
- Descreva o mecanismo de adsorção dos macronutrientes (N, P, K, Ca, 
Mg e K) nos solos. Quais deles são trocáveis? Qual a relação entre força 
de adsorção e movimento dos íons no solo?
18
REAÇÃO DO SOLO
Literatura recomendada: Reação do Solo
• QUAGGIO, J.A. Acidez e calagem em solos tropicais. Campinas:
Instituto Agronômico, 2000. p.5-14.
• LEPSCH, I.F. 19 Lições de Pedologia, 2011. cap. 10, p. 209-220.
• MELLO, F.A.F.; BRASIL SOBRINHO, M.O.C.; ARZOLLA, S. et al.
Fertilidade do Solo, 1987. cap. 4.
• BRADY, N.C.; WEIL, R.R. Elementos da Natureza e Propriedades
dos Solos, 3 ed. Porto Alegre: Bookman, 2013. (trad. de
I.F. Lepsch). cap. 9, p.299-323.
Introdução
• Definição de pH
• pH = - log (H+)
Exemplos:
• pH = 4
• pH = 6
(H+) = 10-4 mol L-1
(H+) = 10-6 mol L-1
pH 4 pH 6 Atividade do H+ cai vezes100
19
Causas da acidez
a. Regime pluvial:
• clima úmido + drenagem =
é o principal fator
lixiviação das “bases” (cátions 
básicos) – Ca, Mg e K
muito H e Al nos colóides pH baixo
• clima seco = acúmulo de “bases”
pouco H e Al nos colóides pH alto
Importância da drenagem solos de várzea
b. Material de origem
• Rochas ácidas (granitos/arenitos):
tendem a originar solos mais ácidos
• Rochas básicas (calcário/basalto):
tendem a originar solos menos ácidos
c. Alguns fertilizantes
ex: sulfato de amônio: (NH4)2SO4
NH4+ + 3 O2 → NO3- + 2 H+ + 2 H2O
20
Disponibilidade dos elementos em função do pH 
5,0 6,0 6,5 7,0 8,0
4,4 5,4 5,9 6,4 7,4
Al
K, Ca e Mg
N, S e B
P
Mo e Cl
Fe, Cu, Mn e Zn
pH em H2O
pH em CaCl2 0,01 mol L-1
D
is
po
ni
bi
lid
ad
e
Componentes da acidez do solo
• Acidez ativa
• Acidez trocável
• Acidez não trocável
acidez
potencial
Componentes da acidez do solo
Fase sólida Fase líquida
Ca 
AlMinerais 
silicatados 
AlO - H
Húmus
O
Al
H
H
- COO 
- COO 
Óxidos
FeO
AlO
H
H
C
TC
Acidez 
trocável
Acidez não 
trocável
Al3+
Ca2+
H+
H+
Acidez 
ativa
21
Acidez ativa = pH
Acidez trocável = Al3+ trocável
Acidez não trocável = H covalente
Acidez trocável + não trocável
Acidez potencial
- Ligada ao poder tampão
- Aparece como (H + Al) na CTC
Poder tampão do solo
Resistência que o solo oferece às mudanças de
pH, e está intimamente ligado ao teor de
matéria orgânica e à textura do solo.
22
Solo II
Solo III
Solo I
0,25
0,06
0,25
1,6
0,25
1,0
2,4
0,25
10
0,25
0 4 8 12 16 20 24
4,5
5,0
5,5
6,0
6,5
7,0
7,5
pH
Ca(OH)2, cmolc kg-1 de terra
Qual solo tem maior poder tampão?
PROVÃO 2001 – Qual a alternativa correta?
O conceito de poder tampão é derivado da Química, mas tem estreita relação com 
Fertilidade do Solo. Assinale a alternativa que apresenta a definição correta de 
poder tampão e sua aplicação em Química e Fertilidade do Solo. 
a) é a capacidade de um solo fornecer micronutrientes às plantas, na forma 
assimilável, para as plantas, em condições de pH baixo (solo ácido). 
b) é a capacidade que determinadas leguminosas tem de exsudarem ácidos 
orgânicos e manterem o pH do solo constante em sistemas de adubação verde.
c) é um processo de fornecimento de nutrientes na forma líquida, principalmente 
em sistemas de ferti-irrigação, nos quais os elementos são adicionados ao solo na 
forma de cátions trocáveis. 
d) é referente à resistência de um solo às mudanças de pH e corresponde ao 
hidrogênio ligado de forma covalente aos colóides do solo.
e) é a propriedade de certos minerais de argila promoverem correção da acidez do 
solo mediante a carbonatação da superfície de grânulos de areia.
a) Soma de bases (SB ou S): SB = K + Ca + Mg (+ Na) 
b) CTC efetiva (ao pH atual do solo): CTC efetiva = SB + Al
c) CTC total (a pH 7,0): CTC = SB + (H+Al)
d) Porcentagem de saturação por bases (V%):
V% = SB x 100 / CTC (pH 7,0)
e) Porcentagem de saturação por Alumínio (m%):
m% = Al x 100/ CTC efetiva
Algumas definições importantes
23
c
Solo 2: CTC = 200 mmolc dm-3
Revisão de conceitos: SB, CTC, V%
a) Solos 1 e 2
- mesma CTC = 200
b) Solos 2 e 3: não tem mais Al
- mesma V% = 70%
- mesmo pH = 6,5
Solo 3: CTC = 100 mmolc dm-3
c) Solos 1 e 3
- mesma SB  70
(Ca + Mg + K)
Solo 1: pH = 4,5 V% = 30
Solo 2: pH = 6,5 V% = 70
Solo 1: pH = 4,5 V% = 30
Solo 3: pH = 6,5 V% = 70
 Os atributos de fertilidade devem ser analisados em conjunto 
e não isoladamente.
H
Ca
Mg
Na
H
Ca
Ca
K
K
MgAl
Al
H
H
H
H
H
H
Ca
Mg
Na
H
Ca
Ca
K
K
Mg
H
Ca K
Mg
H
H
H
Ca
Ca
Ca
Mg
Mg
Solo ácido Solo com pH “corrigido”
Colóide Colóide
24
Questões da aula de “Reação do solo” - Prof. Alleoni
- Dê as definições de Soma de Bases, CTC efetiva, CTC total, 
porcentagem de saturação por bases (V%) e porcentagem de saturação 
por alumínio (m%).
- Sabendo-se somente o valor de V% de um solo, podemos inferir sobre 
sua fertilidade? Por quê?
- Observe algumas características dos solos A e B. Qual está sendo 
mais bem manejado? Qual tem maior fertilidade potencial?
Solo A SoloB
CTC: 50 mmolc dm-3 CTC: 100 mmolc dm-3
pH em CaCl2: 6,0 pH em CaCl2: 4,5
V%: 70% V%: 30%
- Defina pH.
- Qual a atividade de hidrogênio (mol L-1) de um solo que apresenta pH =
4,0?
- Um solo foi corrigido e seu pH aumentou de 4,0 para 5,0. A atividade de 
H+ diminuiu ou aumentou? Quantas vezes?
- O pH de um solo diminuiu de 6 para 4. Mostre como variou a atividade de 
H+ e verifique quantas vezes a acidez do solo aumentou.
- Quais são as principais causas da reação do solo?
- Qual o efeito do pH na fertilidade do solo? Qual a faixa de pHH2O e 
pHCaCl2 considerada ideal para a disponibilidade dos nutrientes?
- Como o pH afeta a disponibilidade dos micronutrientes?
- De que maneira o pH pode influenciar a disponibilidade de N, S e B nos 
solos?
- Como se comportam os cátions básicos trocáveis do solo (Ca, Mg e K) 
em relação à variação do pH?
- O aumento do pH do solo na faixa de 4 a 7 aumenta ou diminui a 
disponibilidade de Al? Por quê?
- O que é poder tampão de um solo?
- Quais são os componentes da fase sólida do solo que afetam o poder 
tampão dos solos? Por quê?
- Se dois solos tiverem o mesmo pH, qual deles necessitará de mais 
calcário: um argiloso com alto teor de matéria orgânica ou um arenoso com
baixo teor de matéria orgânica? Por quê? Explique com base no conceito 
de poder tampão do solo.
25
Oxidação e redução no solo
• BRADY, N.C.; WEIL, R.R. Elementos da Natureza e Propriedades
dos Solos, 3 ed. Porto Alegre: Bookman, 2013. (tradução de
I.F. Lepsch). p. 222-241; 460-461; 440-441; 491-493.
• LEPSCH, I.F. 19 Lições de Pedologia. São Paulo: Oficina de
Textos. 2011. cap. 3, p. 68-69.
• SOUSA, R.O.; VAHL, L.C.; OTERO, X.L. Química dos solos
alagados. In: MELO, V.F.; ALLEONI, L.R.F. (Eds.). Química e
Mineralogia do Solo - Aplicações. 1.ed. Viçosa: Sociedade
Brasileira de Ciência do Solo, 2009. v.2, cap. 20, p.485-528.
• MEURER, E.J. Fundamentos de Química do Solo, 3.ed. Porto
Alegre: Editora Evangraf, 2006. cap. 7, p.171-194.
• SANTOS, G.A; SILVA, L.S.; CANELLAS, L.P.; CAMARGO, F.A.O.
(Eds). Fundamentos da matéria orgânica do solo:
ecossistemas tropicais e subtropicais. Porto Alegre: Genesis.
2008. p. 59-60.
Oxidação e Redução 
• Importância:
-Transformações químicas de elementos essenciais
- Toxicidade em solos inundados
OXIDAÇÃO E REDUÇÃO: envolve transferência de elétrons
Conceito básico
Oxidação
Redução
Perda de elétrons
Ganho de elétrons
Conceito original: combinação com O2
6 Fe + 1/2 O2  3 Fe2O3
Fe: número de oxidação passou de 0 para 3+
(cedeu 3 elétrons) 
sofreu oxidação agente redutor
Entretanto: presença de oxigênio não é obrigatória
(0) (3+)
26
Zn + CuSO4  ZnSO4 + Cu
(0) (+2) (+2) (0)
Cedeu elétrons
Sofreu oxidação
Agente redutor
Recebeu elétrons
Sofreu redução
Agente oxidante
REDUTORES OU DOADORES DE ELÉTRONS DO SOLO
Principal : matéria orgânica
1) Carbono orgânico  numerosos compostos
2) Grupo amino (-NH2)
3) Grupo sulfidrilo (-SH)
4) Amônea : reação de nitrificação
C6H12O6 + 6 H2O  6 CO2 + 24 H+ + 24 e-
(0) (+4)
NH3 + 3 H2O  NO3- + 9 H+ + 8 e-
OXIDANTES OU RECEPTORES DE ELÉTRONS
Principal receptor = oxigênio
Oxigênio é consumido por microrganismos 
e não há reposição
Difusão do O2 é mais lenta
O2 + 4 e- + 4 H+  2 H2O
27
Condições que favorecem o baixo teor ou a ausência de 
O2
• Solos molhados ou inundados → transporte de gases
é 10.000 vezes maior em espaço poroso do que em
fase aquosa.
• Presença de resíduos orgânicos facilmente 
decomponíveis.
• Elevado crescimento microbiano.
• Descarte de lixos orgânicos em solos (aterros)
Solos anaeróbicos:
• Taxas de metabolismo das raízes e de absorção de íons.
• Resistência de raízes a patógenos. 
• Concentração de íons reduzidos indesejáveis na 
solução do solo.
NH3 e NO2- → mais tóxicos que o NO3-
H2S → mais tóxicos que o SO42-
Fe2+ e Mn2+ → mais solúveis e fitotóxicos que o Fe3+
e o MnO2
Desnitrificação do NO3- → N2 ou N2O, indesejável 
(perda de N)
Na falta de oxigênio  receptores secundários
Nitrato - instável num meio redutor
Transforma-se em nitrito e daí em gás N2  desnitrificação
Ex: 2 NO3- + 10 e- + 12 H+  N2 + 6 H2O
Na seqüência: manganês (MnO2), ferro (Fe(OH)3),
enxofre - SO42- (condições drásticas de redução), gás
carbônico (CO2) e, por último gás hidrogênio
(H2)  H+ + e- 1/2 H2
28
MnO2 + 2 e- + 4 H+  Mn2+ + 2 H2O 
Fe(OH)3 + e- + 3 H+  Fe2+ + 3 H2O 
SO42- + 8 e- + 10 H+  H2S + 4 H2O 
CO2 + 8 e- + 8 H+  CH4 + 2 H2O 
O2  NO3-  MnO2  Fe(OH)3  SO42-  CO2  H+
Condições de redução
2 H+ + 2 e-  H2
Transformações químicas em solos alagados
Condições de oxidação: Fe3+, MnO2, SO42- e NO3-
Condições de redução: Fe2+, Mn2+, H2S e NH3
- Diminuição a concentração de oxigênio molecular (O2)
- Aumento de pH em solos ácidos e diminuição de pH em
solos alcalinos
- Aumenta a disponibilidade de Ca, Mg e K
- Diminui a disponibilidade de outros micronutrientes 
catiônicos
- Produção de compostos tóxicos
- Perda de N2 por volatilização
- Aumento na disponibilidade de P às plantas
29
Exercícios
1. O que envolve as reações redox e qual sua importância na química 
e na fertilidade do solo. 
2. Qual a diferença entre as reações de oxidação e redução?
3. De modo geral em solos aeróbicos, qual o principal agente oxidante 
e qual o principal agente redutor?
4. Quais condições favorecem o baixo teor ou a inexistência de O2 no 
solo?
5. Em solos anaeróbicos, a concentração de íons reduzidos 
indesejáveis na solução do solo aumenta ou diminui? Explique 
exemplificando quais são esses íons e por que eles são 
indesejáveis.
6. Qual a sequência de receptores de elétrons secundários em solos?
7. Solos alagados sofrem várias transformações químicas. Quais as 
implicações em termos da fertilidade do solo?
30
Matéria orgânica do solo
MOSNutrição deplantas
Propriedades 
biológicas 
do solo
Propriedades
físicas 
do solo
Propriedades
químicas 
do solo
Sustentabilidade
agrícola
Funções da matéria orgânica do solo
Ambiente
Considerações gerais
Conceitos e constituintes da MOS
Matéria orgânica do solo (MOS)
Definição:
Todos os derivados de materiais vegetais e animais
incorporados ao solo ou dispostos sobre sua superfície, 
na forma viva ou nos vários estágios de decomposição, 
mas exclui-se a parte aérea das plantas.
Encyclopedia of Soil Science
31
Ecossistema Natural Agrosistema
Restos de 
culturasLiteira
Resíduos org: 
agrícola
urbano
industrial
Pluviolixiviados
Macro e meso fauna 
e microrganismos
Metabólitos
Exsudatos
Raízes
Exsudatos
Raízes Carvão
Carbono
Conceitos e constituintes da MOS
Matéria orgânica do solo
Matéria orgânica 
estável (húmus)
Solo
Fração 
mineral
Fração orgânica
5%
MOS 
prontamente 
decomponível, 
serapilheira, 
raízes e outros Fungos
50%
Fauna 10%
Leveduras, algas,
protozoários,
nematóides
10%
20-40%
Organismos 
vivos
Bactérias e 
actinomicetos
30%
Conceitos e constituintesda MOS
CONSTITUINTES
Conceitos e constituintes da MOS
Pluviolixiviados
Liteira, restos de culturas e resíduos orgânicos
Raízes e exsudatos
Organismos do solo
Substâncias não-húmicas
Substâncias húmicas
32
Definição: Porção da chuva que chega ao solo passando pela copa da vegetação, 
pelas aberturas nas copas, gotejando das folhas, galhos e troncos.
Pluviolixiviados (throughfall)
Evapotranspiração 
Interceptação 
Armazenamento
(nas palntas)
Infiltração
Absorção
Pluviolixiviados
Conceitos e constituintes da MOS
Fluxos no sistema florestal (mg m-2 de C)
Pluviolixiviado 
5277
1 m 1 m
1 m
Chuva 
3022
Conceitos e constituintes da MOS
CONSTITUINTES
Conceitos e constituintes da MOS
Pluviolixiviados
Liteira, restos de culturas e resíduos orgânicos
Raízes e exsudatos
Organismos do solo
Substâncias não-húmicas
Substâncias húmicas
33
Liteira, restos de culturas e resíduos orgânicos
Ecossistema natural
Resíduos orgânicos
Agrossistema
Definição: resíduos 
vegetais e animais 
depositados na 
superfície do solo
Conceitos e constituintes da MOS
Composição elementar e bioquímica 
Água
75%
Matéria seca
25%
Celulose
45%
Açúcar e gomas 
5 %
Lignina 
20 %
Hemicelulose 
20 %
Gorduras e 
ceras 2 %
Proteína 
8 %
Tipos de compostos
Carbono
44 %
Oxigênio
40 %
Hidrogênio 8 %
Cinzas 8 %
Composição elementar
Conceitos e constituintes da MOS
Vinhaça
BiossólidoComposto de lixo urbano
Tipos de resíduos orgânicos
Conceitos e constituintes da MOS
34
Resíduos de cortume 
Resíduos petroquímicos
Farinhas e resíduos frigoríficos
Torta de origem vegetal
Estercos
Tipos de resíduos orgânicos
Conceitos e constituintes da MOS
CONSTITUINTES
Conceitos e constituintes da MOS
Pluviolixiviados
Liteira, restos de culturas e resíduos orgânicos
Raízes e exsudatos
Organismos do solo
Substâncias não-húmicas
Substâncias húmicas
Produção de raízes pelas principais culturas tropicais
Profundidade (cm)
0-4
4-9
9-15
15-30
30-60
60-100
Total
Matéria seca t.ha-1
0,938
0,191
0,140
0,150
0,175
0,147
1,741
Distribuição %
54
11
8
9
10
8
100
FUNDAÇÃO MS, 2000
Brachiaria decumbens
Avaliado após 16 anos de formação e pastejo contínuo
Conceitos e constituintes da MOS
35
Produção anual de biomassa de raízes com a liteira da floresta Amazônica
Biomassa aérea 7,6 121 2
Biomassa de raízes 8,0 190 9
Mg.ha-1.ano-1 kg.ha-1.ano-1
Floresta Amazônica Total N P
Biomassa de raízes
Conceitos e constituintes da MOS
Ponta de uma raiz penetrando no solo.
Exsudatos
Definição: Compostos orgânicos secretados ou liberados pela
superfície de raízes jovens.
Rizosfera: porção do solo na vizinhança
imediata das raízes que influencia a
abundância e a composição da
população microbiana.
Conceitos e constituintes da MOS
Destino no solo
Mucilagem
Secreções
Plantas
Coloides
minerais
orgânicos
humina
Biomassa
microbiana
M
u
c
i
g
e
l
CO2
Humificação (humina microbiana) 
Mineralização (NH4+, NO3-, ...)
assimilação pelas plantas
Conceitos e constituintes da MOS
• Lubrificante para movimento da raiz no solo
• Melhora contacto raiz-solo 
36
CONSTITUINTES
Conceitos e constituintes da MOS
Pluviolixiviados
Liteira, restos de culturas e resíduos orgânicos
Raízes e exsudatos
Organismos do solo
Substâncias não-húmicas
Substâncias húmicas
Tamanho relativo
Fungos
Bactérias
Ameba
Cabeça de 
nematóide 
bacteriófago
Protozoa 
cilicata
Núcleo
Parede 
celular 
da raiz
Pelo da 
raíz
Actinomicetos
Megafauna: > 20 mm
Macrofauna: 2-20 mm
Mesofauna: 100 m-2 mm
Microfauna: < 100 m
Conceitos e constituintes da MOS
Formigueiro
Classe Insecta
Ordem Hymenoptera Formicidae
Megafauna (> 20 mm)
Vertebrados ( ratos, toupeiras)
Rato do campo
Cupinzeiro
Cupim soldado
Classe Insecta
Ordem Isóptera
Macrofauna (> 2 mm)
Conceitos e constituintes da MOS
37
Tesourinha
Ordem Dermaptera
Larvas de borboleta
Ordem Lepidoptera
Larva bezouro
Ordem Coleoptera
Larva de môsca
Ordem Diptera
Excrementos Excrementos
Conceitos e constituintes da MOS
Excrementos
Minhoca
Minhoca
Trato digestivo
Trato digestivo
Classe Oligochaeta
Ordem Megascolecidae
Conceitos e constituintes da MOS
Definição: Organismos menores do que 0,1 mm, predominando fungos,
bactérias e actinomicetos em número, massa e capacidade metabólica.
Biomassa microbiana do solo
Actinomicetos
ProtozoáriosBactériasFungos
Jenkinson et al., 1986
Conceitos e constituintes da MOS
38
CONSTITUINTES
Conceitos e constituintes da MOS
Pluviolixiviados
Liteira, restos de culturas e resíduos orgânicos
Raízes e exsudatos
Organismos do solo
Substâncias não-húmicas
Substâncias húmicas
Substâncias não-húmicas 
Definição: Compostos derivados de carboidratos, aminoácidos e proteínas,
lipídeos, compostos fenólicos e lignina provenientes da decomposição de
restos vegetais e animais no solo
Celulose
Lipídeos
Quitina
Aminoácidos
Glicina
(aminoácido)
Ácidos nucleicos
Carboidratos
Glucose(aldose)
Conceitos e constituintes da MOS
Microbiológica Bioquímica
Degradação
Carboidratos
Ceras
Resinas
Produtos da degradação
Substâncias não-húmicas
Degradação
Síntese Húmus
Carboidratos Proteínas Ácidos graxos Ceras OutrosResinasLignina Pigmentos
Conceitos e constituintes da MOS
39
CONSTITUINTES
Conceitos e constituintes da MOS
Pluviolixiviados
Liteira, restos de culturas e resíduos orgânicos
Raízes e exsudatos
Organismos do solo
Substâncias não-húmicas
Substâncias húmicas
Definição (antiga) de substâncias húmicas
Mistura complexa e recalcitrante de substâncias orgânicas amorfas e coloidais de 
cor marrom ou marrom escuro, modificadas a partir de tecidos orgânicos ou de 
materiais orgânicos pelos organismos do solo (Stevenson, 1994)
Conceitos e constituintes da MOS
Associação de moléculas de
pequeno tamanho estabilizadas
por forças fracas: interações
hidrofóbicas, pontes de H e
forças de van der Waals
(Piccolo, 1996)
Cátions metálicos
polissacarídeos
polipeptídios
cadeias alifáticas
fragmentos aromáticos
Simpson et al., 2002
Modelo Supramolecular
Conceitos e constituintes da MOS
40
Matéria Orgânica do solo
HUMINA
Altamente condensada, 
Complexo com argila
ÁCIDO HÚMICO
Marrom escuro a preto
Elevado peso molecular
(até 300.000)
Tratamento com ácido (pH = 1)
Precipitado Não precipitado
ÁCIDO FÚLVICO
Amarelo para vermelho
Baixo peso molecular
(2.000 a 50.000)
Organismos vivos
BIOMASSA
Tecidos mortos 
identificáveis
RESTOS
Organismos mortos com 
tecidos não identificáveis
HUMUS
Solúvel
Extração com NaOH
Insolúvel
Conceitos e constituintes da MOS
41
Matéria orgânica do solo
propriedades químicas, físicas e biológicas 
Resíduos de 
plantas e 
de animais 
adicionados 
ao solo
Redução da 
água perdida por 
evaporação
Redução da 
temperatura 
extrema do solo
Aumento das 
trocas de gases
Aumento da 
disponibilidade 
Fe, Mn, Cu, Zn
Aumento da 
infiltração água
Absorção de 
poluentes como 
Pb, Cd, Cu
Aumento da 
disponibilidade 
de N, P, S
Redução da 
toxicidade por Al
Maior retenção 
Ca, Mg, K
Diminuição da 
fertilização
Menor risco de 
inundações
Menor utilização 
de alguns 
pesticidas
Menor utilização 
de alguns 
pesticidas
Maior recarga 
das reservas 
hídricas do solo
Menor poluição 
da água
Menor 
degradação das 
paisagens
Aumento do 
seqüestro de C
Maior produção 
das plantas
Efeitoprimário Efeito secundário Efeitos subseqüentes sobre o solo Efeitos sobre o ambiente
Produção de 
substâncias 
húmicas
Aumento das 
funções 
microbianas 
como a 
fixação de N, 
infecção, 
antagonismo
Produção de 
polissacarí-
deos e de 
outros 
compostos 
não húmicos
Solos mais frios 
durante o dia no 
verão
Inativação das 
toxinas e dos 
pesticidas
pH mais estável
Melhor aeração, 
disponibilidade 
O2 para raízes
Menor 
escoamento 
superficial
Menor erosão do 
solo
Aumento da 
disponibilidade 
de água para as 
plantas
Solos mais 
quentes durante 
a noite no 
inverno
Se adicionado 
na superfície do 
solo como 
Mulch, protege 
contra a energia 
solar e a chuva 
Se incorporados 
ao solo 
(frações leves) 
promovem 
macroporos
Como fonte de 
alimento, aumenta 
a atividade e 
diversidade da 
fauna e biomassa 
microbiana do solo
Influência da MO nas prop do solo, produtividade das plantas e qualidade ambiental
Considerações gerais
Aumento da 
capacidade 
tampão
Aumento da 
capacidade 
de retenção 
de água
Aumento da 
capacidade de 
absorção de 
íons 
Aumento da 
mineralização 
Aumento da 
estabilidade 
dos agregados, 
porosidade
Aumento da 
quelação dos 
metais
Aumento da 
competição 
com patógenos 
de plantas
Cor escura do 
solo
MATÉRIA ORGÂNICA DO SOLO
Propriedades físicas
Propriedades biológicas
Propriedades químicas
42
Indica a quantidade cátions que o solo é capaz de reter e permutar por
quantidades estequiométricas equivalentes de outros cátions, ou seja,
é função da intensidade de cargas (-) que se manifesta nos colóides.
Capacidade de troca de cátions (CTC)
CTC 25
Maior teor de argila e MO,
mais posições para reter cátions
CTC 5
Menor teor de argila e MO,
poucas posições para reter cátions
Lope & Guilherme, 1992
Propriedades químicas
Elevada capacidade de troca de cátions da MOS
Propriedades químicas
As cargas negativas das substâncias húmicas surgem da dissociação de 
prótons dos grupos funcionais:
O desenvolvimento de cargas negativas das substâncias húmicas é
dependente do pH do meio  cargas variáveis ou dependentes do pH
Carboxílicos
Fenólicos - OH
Cargas elétricas
Propriedades químicas
43
Sambatti et al., 2003
MOS aumenta a CTC do solo
De 20 a 70% da CTC
de muitos solos é 
devido a MOS
Propriedades químicas
MOS no fornecimento de nutrientes para as plantas superiores
Decomposição da MOS
CaNb+kPcSd…MgH2xOx + (a+2b+2d)O2 
Processo de transformação das formas orgânicas dos elementos em formas
iônicas através da ação das enzimas dos microrganismos
aCO2 + bNO3- + cH2PO4- + dSO42- + gM+ + 
kNH4+ + x H2O + (b+c+2d-g-k)H+
Propriedades químicas
CO2
Mineralização Decomposição do humus produz
, NH4+, NO3- , PO4 3 - e SO4 2-
Fonte de nutrientes para o crescimento
das plantas
MOS (g kg-1) 
Pr
od
uç
ão
 d
e 
gr
ão
s 
de
 m
ilh
o 
(M
g 
ha
-1
)
Weil & Magdoff, 2004
Propriedades químicas
44
Efeito das SHs no crescimento de plantas superiores
• Aumento na absorção de íons
• Aumento do número e crescimento de raízes finas
Nannipieri et al., 1983
• Aumento na velocidade das reações enzimáticas do ciclo de Krebs
• Aumento no conteúdo de clorofila
• Efeitos sobre síntese proteica
Propriedades químicas
Definição: Compostos estranhos ao sistema biológico. Freqüentemente são
referidos a compostos resistentes à decomposição
Xenobióticos
Inseticidas
Herbicidas
Brady, 1989
Propriedades químicas
Definição: Compostos estranhos ao sistema biológico. Freqüentemente são
referidos a compostos resistentes à decomposição
Xenobióticos
Associação MOS com
xenobióticos
Afeta bioatividade, persistência e
biodegradabilidade dos pesticidas
Modifica a taxa de aplicação dos
pesticidas para um controle efetivo
Propriedades químicas
45
1
Comportamento dos 
pesticidas no solo
Propriedades químicas
MATÉRIA ORGÂNICA DO SOLO
Propriedades físicas
Propriedades biológicas
Propriedades químicas
Alguns atributos físicos relativos aos solos 
condicionados pela MOS
Agregação
Cor do solo
Densidade global
Grau de aeração
Conteúdo de água no solo (umidade)
Taxa de infiltração da água
Escoamento superficial
...
Propriedades físicas
46
Perfil de região sub-tropical
Propriedades físicas
Propriedades físicas
MO incorporada ao solo  cor do solo  aumento da temperatura
MO na superfície do solo (forma de restos culturais/liteira)
Reduzir temperatura do solo Temperatura mais constante do solo
Alguns atributos físicos relativos aos solos 
condicionados pela MOS
Agregação
Cor do solo
Densidade global
Grau de aeração
Conteúdo de água no solo (umidade)
Taxa de infiltração da água
Escoamento superficial
...
Propriedades físicas
47
Propriedades físicas
Densidade do solo
Franzluebbers et al., 2001
→ grau de aeração
Brady & Weil, 1999
Alguns atributos físicos relativos aos solos 
condicionados pela MOS
Agregação
Cor do solo
Densidade global
Grau de aeração
Conteúdo de água no solo (umidade)
Taxa de infiltração da água
Escoamento superficial
...
Propriedades físicas
Propriedades físicas
MOS pode reter 20 vezes seu peso em água
48
Microscopia Eletrônica de Varredura (aumento de 23.000 vezes)
Ácido fúlvico
Tan, 2003
Propriedades físicas
Propriedades físicas
MOS pode reter 20 vezes seu peso em água
Solo com alto
teor MO
Solo com baixo
teor MO
Solos
mesma
textura
Solo com alto
teor MO
Solo com baixo
teor MO
Solos
mesma
textura
Alguns atributos físicos relativos aos solos 
condicionados pela MOS
Agregação
Cor do solo
Densidade global
Grau de aeração
Conteúdo de água no solo (umidade)
Taxa de infiltração da água
Escoamento superficial
...
Propriedades físicas
Erosão
49
Propriedades físicas
Wildner 2001
Restos vegetais sob a superfície do solo: impacto da gota de chuva
Alguns atributos físicos relativos aos solos 
condicionados pela MOS
Agregação
Cor do solo
Densidade global
Grau de aeração
Conteúdo de água no solo (umidade)
Taxa de infitração da água
Escoamento superficial
...
Propriedades físicas
Propriedades físicas
Definição: são conglomerados de minerais do solo (partículas 
de argila, areia fina e silte), resíduos vegetais e microbiano, 
matéria orgânica amorfa fortemente ligada a argila
Agregados
50
Hifa
Esporo
Raizes 
Finas
Propriedades físicas
Hifas fúngicas podem dar início a formação de agregados
Processo efêmero
P
BC
Interação entre os materiais orgânicos e as argilas silicatadas em um agregado
estável em água. Os materiais escuros (C) são grupos de partículas de argila que
estão interagindo com polissacarídeos orgânicos (P), uma célula de bactéria (B) é
também cercada por polissacarídeos.
Propriedades físicas
Processos bioquímicos por meio de adesão de polissacarídeos
(Exsudatos de raízes e hifas)
Rompimento dos agregados
Prática de manejo (revolvimento excessivo)
Expansão diferenciada da argila
Dispersão mecânica pela energia cinética 
das gotas de chuva 
... 
Propriedades físicas
51
Propriedades físicas
Rompimento dos agregados
Propriedades físicas
Rompimento dos agregados
Propriedades físicas
Estabilidade dos agregados
52
MATÉRIA ORGÂNICA DO SOLO
Propriedades físicas
Propriedades biológicas
Propriedades químicas
Funções dos organismos no solo
Atividades indiretas
Atividades diretas
SoloMontículos
Pedoturbação
Formação de vazios
Preenchimento de vazios
Formação/destruição 
de agregados
Ação sobre a erosão
Ação sobre a liteira
vegetal
Ação sobre a liteira
animalCiclagem de nutrientesAção sobre a biota
Ação sobre o movimento
de ar e água 
Produção de 
constituíntes especiais
Hole F.D. (1981) Geoderma, 25:75-112
Propriedades biológicas
Fragmentos vegetais 
dentro do tubo digestivo
Propriedades biológicas
53
Dejeção de minhocas
Propriedades biológicas
7-10 Mg.ha-1.ano-1
Floresta tropical
15-16 Mg.ha-1.ano-1
Pastagem
1-15 Mg.ha-1.ano-1
Cultura anual
Biomassa 
microbiana
Em solução
NH4+ NO3-Ca+
K+
PO3-
Mg
Na atmosfera
CO2
N2O
CH4NOx
No solo
Humus
Propriedades biológicas
Balanço do carbono nos agrossistemas 
Distribuição relativa dos produtos de decomposição de resíduos vegetais
incorporados ao solo
Resíduos orgânicos: 
100 g
60-80 g
CO2
Biomassa 
(organismos do solo)
Substâncias não húmicas Compostos húmicos 
complexos
Húmus (15-35 g)
3-8 g 3-8 g
10-30 g
Propriedades biológicas
54
Decomposição de resíduos orgânicos
Condições ideais aos processos de oxidação
oxidação
enzimática
(C, 4H) + 2O2
compostos contendo
carbono e hidrogênio
CO2 + 2H2O + energia 
478 kJ mol-1 C
R
Condições aeróbicas
Propriedades biológicas
Condições aeróbicas ≠ Condições anaeróbicas
Decomposição de resíduos orgânicos
Condições anaeróbicas Oxidação parcial dos compostos orgânicos 
CO2 + CH4CH3COOH
bactérias
metanogênicas
CO2 + 4H2
bactérias
metanogênicas 2H2O + CH4
4CH3COOH + CO2 + 3CH4
acetato
4C2H5COOH + 2H2O
propionato
bactérias
metanogênicas
acetato
Propriedades biológicas
55
NITROGÊNIO NO SOLO
NITROGÊNIO NO SOLO
• Um dos elementos mais exigidos pelas plantas 
• Alto grau de transição na natureza
1Pg = 1015 g
Reservatórios de N
Oceano
220.000
Terrestre
plantas+animais
3,5
Terrestre
MOS 
95
Atmosfera
3. 900.000
Considerações gerais
56
CICLO DO NITROGÊNIO
60
1 m
50 40 30 20 10 0 1 2
Carbono, % 
Solo de tundra 
Nitrogênio, % 
10 0 1
Solo de floresta
C, % N, %
10 0 1
C, % N, %
Chernozem
10 0 1
C, % N, %
Solo tropical 
ferruginoso
50 40 30 20 10 0 1 2
Podzol húmico ferro
60
1m
10 0 1
Podzólico marron 
cinzento
10 0 1 10 0 1
Solo Chestnut
Solo ferralítico amarelo 
marron
50 40 30 20 10 0 1 260
1m
10 0 1
Turfa
Solos mediterrâneos vermelhos 
10 0 1 10 0 1
Vertissolos 
Solo ferralítico 
húmico
Distribuição de N no perfil do solo: acompanha MOS
FORMAS DE OCORRÊNCIA DO N:
• Dinitrogênio: N2
• Óxidos gasosos: nitroso (N2O), nítrico (NO) e NOx
• N amoniacal: amônio (NH4+) e amônia (NH3)
NH4+: íon
NH3: composto químico, molécula formada por:
N2 + 3 H2 → 2 NH3
• N nítrico: nitrato (NO3-) e nitrito (NO2-)
• N orgânico: 98% ou mais do N total do solo
Ex: proteínas, aminoácidos, aminoaçúcares
57
Principais fontes de N-orgânico no solo
Proteínas
35 a 50%
Paredes celulares (quitina, peptídio-glicanas)
5 a 10%
Ácidos nucléicos
5 a 10%
Fontes de N Orgânico
o esterco animal
o lodos de tratamento biológico de esgoto e
águas residuárias
o composto de resíduo sólido urbano
o resíduos do processamento de alimentos
o resíduos industriais
o resíduos de culturas anuais
o resíduos florestais
AQUISIÇÃO DE N PELO SOLO
Fonte original: atmosfera N2
• Deposição atmosférica de N: 2 a 5 g m-2 por ano
• Fixação biológica
a) Assimbiótica ou livre
Bactérias Azotobacter, Clostridium, Beijerinchia
Algas azuis-verdes (cianofícias)
Contribuição: 10-24 kg ha-1 de N por ano
b) Simbiótica
Rhizobium x leguminosas = nódulos
Contribuição: 50-250 kg ha-1 de N por ano
58
FORMAS DE ABSORÇÃO DE NITRGÊNIO
PELAS PLANTAS:
• Amônio (NH4+)
• Nitrato (NO3-)
Nitrogênio
orgânico
Nitrogênio
inorgânico
imobilização
mineralização
Mineralização e imobilização de N
Etapas da mineralização de N:
Proteínas Aminoácidos Amônio (NH4+) Nitrato (NO3-)
nitrificaçãoamonificação
PERDAS DE N DO SOLO
• Produtos agrícolas
Em média: 40 a 100 kg ha-1 de N por colheita
• Lixiviação
NO3- > NH4+ > Norg
Em média: 0 a 80 kg ha-1 de N por ano
• Erosão
Em média: 0 a 100 kg ha-1 de N
• Desnitrificação
• Volatilização
Após aplicação de fertilizantes
59
Mecanismo geral (dependente das condições e mecanismos envolvidos)
Perdas de Nitrogênio por desnitrificação
Brady & Weil, 1999
100
50
0
0 10050
Amonificação
Nitrificação
Desnitrificação
% da porosidade com água
%
 d
e 
at
iv
id
ad
e 
m
ic
ro
bi
an
a 
m
áx
im
a
Relação C/N do material orgânico incorporado
Material orgânico %C %N C/N
Serragem 50 0,005 600/1
Palha de trigo 38 0,5 80/1
Milho 40 0,7 57/1
Resíduos de cana-de-açúcar 40 0,8 50/1
Grama fertilizada 40 1,3 31/1
Feno de alfafa maduro 40 1,8 25/1
Esterco de curral curtido 41 2,1 20/1
Composto maduro 40 2,5 16/1
Feno de alfafa jovem 40 3,0 13/1
Lodo de esgoto digerido 31 4,5 7/1
Microorganismos do solo
Bactérias 50 10,0 5/1
Actinomicetos 50 8,5 6/1
Fungos 50 5,0 10/1
Matéria orgânica do solo
Horizonte Ap de Molisol 56 4,9 11/1
Horizonte A1 de Ultisol 52 2,3 23/1
Horizonte B médio 46 5,1 9/1
60
C/N = 10
Fungos
Relação C/N da biomassa microbiana
C/N = 5
Bactérias
C/N média = 8/1 C/N média = 8/1 
Material orgânico
Fonte de energia e 
síntese de compostos 
1/3 C incorporado células
2/3 C respirado: CO2
Proporção relativa dos produtos de decomposição de resíduos 
vegetais incorporados ao solo
Resíduos orgânicos: 
100 g
60-80 g
CO2
Biomassa 
(organismos do solo)
Substâncias não húmicas Compostos húmicos
complexos
Húmus (15-35 g)
3-8 g 3-8 g
10-30 g
C/N = 10
Fungos
Relação C/N da biomassa microbiana
C/N = 5
Bactérias
C/N média = 8/1 C/N média = 8/1 
Material orgânico
Fonte de energia e 
síntese de compostos 
1/3 C incorporado células
2/3 C respirado: CO2 C/N = 24/1
Substrato microbiano ideal
C/N = 24/1
< 24 baixa
Relação C/N 
> 24 alta
< 24 baixa
1N
Amionoácidos
Enzimas
DNA
61
BiomassaBiomassa 
microbiana
Material orgânico
Relaçao C/N 
> 24
N da solução do solo
N planta
N solo
+
Relação C/N alta
Relação C/N dos resíduos
N solúvel no solo
Adição de resíduos C/N < 24
Tempo
Atividade microbiana
CO2 evoluído
Atividade microbiana (CO2 evoluído)
N solúvel no solo
Período de diminuição do nitrato
Tempo
Adição de resíduos C/N >24
Relação C/N 
dos resíduos
Relação C/N do material orgânico incorporado
Taxa de decomposição de diferentes resíduos
0
100
80
60
40
20
20 40 60 80 100 120
%
 re
m
an
es
ce
nt
e 
do
 r
es
íd
uo
C/N = 10/1
C/N = 28/1
C/N = 38/1
Dias após incorporação do material
Relação C/N do material orgânico incorporado
62
8000 kg/ha de resíduos que contêm
42% C e 0,65% N são incorporados ao
solo. C/N = 42/0,65 = 65/1
3360 kg C 4588 kg O e H
52 kg N
Disponibilidade de N solúvel no soloIndisponibilidade de N solúvel no solo
Resíduos vegetais
EXERCÍCIO
Relação C/N do material orgânico incorporado
8000 kg/ha de resíduos que contêm
42% C e 0,65% N são incorporados
ao solo. C/N = 42/0,65 = 65/1
52 kg N permitem assimilar
52x8=416 kg C e liberam 832
kg de C-CO2.
416+832=1248 kg C 
Os restantes 2112 kg C só
irão se decompor quando os
microrganismos morrem e
seu N for reciclado.
1/3 resíduos (3360/3=1120 kg C) é
assimilado pelos microrganismos.
Como o C/N= 8, serão necessários
1120/8=140 kg N.
52 kg podem vir dos resíduos
88 kg N virão de N solúvel no solo
2/3 C é perdido na 
forma de CO2
(resp. microbiana)
3360 kg C 4588 kg O e H
52 kg N
Disponibilidade de N solúvel no solo
Húmus
CO2
2240 kg C
CO2
832 kg C
Húmus
Indisponibilidade de N solúvel no solo
Resíduosvegetais
Relação C/N do material orgânico incorporado
63
FÓSFORO NO SOLO
FÓSFORO NO SOLO
1. Características do P:
- Menos exigido pelas plantas que o N e o K
- Muito deficiente em nossos solos
- Sofre forte interação com a fase sólida
- Baixa mobilidade no solo
- Forma numerosos compostos minerais,
principalmente com Fe, Al, Ca, Mg e K
64
2. Conteúdo no solo e distribuição no perfil
- Nossos solos são muito pobres em P
- No est. de SP: P-resina varia de 1 a 30 mg dm-3
de P, sendo mais comum entre 3 e 10 mg dm-3
- Mais ricos: derivados de rochas basalto e 
diabásio e não excessivamente intemperizados; 
- Mais pobres: derivados de arenitos e calcários
ou excessivamente intemperizados
0
20
TEOR DE P TOTAL
PR
O
FU
N
D
ID
AD
E,
 c
m
40
60
80
100
P MINERAL
P 
ORG.
P TOTAL
Distribuição típica do P no perfil do solo
10 mg dm-3
6 mg dm-34 mg dm-3
3. Formas de ocorrência de P no solo
a) P nos minerais primários
Mais importantes: apatitas:
Fluorapatita CaF2.Ca3(PO4)2
Hidroxiapatita Ca(OH)2.Ca3(PO4)2
Cloroapatita CaCl2.Ca3(PO4)2
Carbonatoapatita CaCO3.Ca3(PO4)2
Constituem a fonte original do P do solo
65
b) P nos minerais secundários
Mais importantes: 
Estrengita Fe(OH)2H2PO4
Variscita Al(OH)2H2PO4
Fosfato dicálcico CaHPO4
Fosfato tricálcico Ca3(PO4)2
Fosfato octocálcico Ca8(H2PO4)6.5H2O
c) P orgânico
Representa de 25 a 75% do total de P do solo
Na forma de ânion fosfato H2PO4- ligado a radicais 
orgânicos da MOS
Principais formas:
- Fosfatos de inositol ou fitinas (principais)
- Fosfolipídeos
- Açúcares fosforilados
- ATP
- Ácidos nucléicos
- H2PO4- ligado às estruturas do húmus
d) P na solução do solo
Ocorre em concentrações muito baixas
Principais formas químicas:
- Ortofosfato primário (H2PO4-): predom. a pH < 7,2
- Ortofosfato secundário (HPO42-): predom. a pH > 7,2
e) P adsorvido
66
4. Adsorção de P
a) Definição de adsorção: é o fenômeno pelo qual
íons ou substâncias acumulam-se na 
superfície de outra substância ou partícula 
(colóide).
COLÓIDE
b) P adsorvido é representado pelas formas H2PO4-
e HPO42- ligadas à superfície dos colóides
c) Maior parte  adsorção específica:
- Ocorre por reação química
- Não depende de cargas elétricas no colóide
- Ligações são covalentes (fortes)
- O íon adsorvido não é trocável
- Principais colóides envolvidos: óxidos de Fe e de Al
67
d) Fatores que influem na adsorção do P
- Reação do solo (pH)
A adsorção aumenta abaixo de pH 6,5 e acima de pH
7,5
- Concentração de P na solução
A adsorção aumenta com a concentração de P na
solução
- Teor e natureza da argila
Maior teor de argila Maior adsorção
Óxidos de Fe e de Al > Minerais de argila
Matéria orgânica não adsorve P
5. Fixação de P
Fixação = Precipitação + Adsorção
Fixação = perda de disponibilidade
6. Fósforo “disponível”
Dificuldade de se caracterizar o P disponível do
solo
-Extratores ácidos: H2SO4 diluído, mistura de 
H2SO4 e HCl diluídos (Mehlich), etc.
-Resina de troca aniônica
68
7. Classificação das formas de P segundo a disponi-
bilidade e equilíbrio entre as formas
a) P solução
- Íons H2PO4- e HPO42- que estão na solução do solo
 P prontamente disponível
b) P lábil
- Está na fase sólida mas pode passar para a solução
em curto prazo  P disponível
c) P não lábil
- Está na fase sólida e pode passar para a solução a
longo prazo  P não disponível
Equilíbrio entre as formas de P do solo
P DO SOLO
P NA FASE SÓLIDAP SOLUÇÃO
P ADSORV. P MINERAISSECUNDÁR.
P MINERAIS
PRIMÁR. P ORGÂNICO
P LÁBIL P NÃO LÁBIL
Relações entre as formas de P do solo
69
8. Perdas de P do solo
a) Produtos agrícolas
Perdas são menores do que as de N e K
Em geral variam entre 5 e 20 kg ha-1 de P2O5
b) Erosão
Perdas podem superar as das colheitas
Em geral variam entre 0 e 30 kg ha-1 de P2O5
c) Lixiviação
Perdas desprezíveis em solos argilosos e muito
pequenas em solos arenosos de clima úmido
9. Manejo do solo visando a manutenção do P
a) Fazer calagem antes da adubação fosfatada
b) Fazer adubações fosfatadas com frequência
c) Aplicar fertilizantes orgânicos com frequência
d) Fazer rotação de culturas com espécies com alta 
capacidade de extração do P (ex: trigo sarraceno)
e) Adotar sistema de plantio direto
f) Utilizar fungos micorrízicos quando possível
g) Aplicar o fosfato solúvel de forma localizada.
70
POTÁSSIO NO SOLO
1. INTRODUÇÃO
- É o terceiro dos macronutrientes nobres
- Exigido pelas plantas em quantidades semelhantes às 
de N e superiores às de P
- Nutriente exclusivamente catiônico, ao contrário do N e
do P
2. CONTEÚDO NO SOLO
- Nossos solos são pobres em K, mas este não é o
nutriente mais limitante de produção
- Em SP o teor disponível varia de 0,2 a 13,5 mmolc L-1
3. FORMAS DE OCORRÊNCIA
3.1. Nos minerais primários
- É a forma original de todo o K do solo
- Representa a maior parte do K em solos minerais
- Principais minerais potássicos:
Feldspatos: Ortoclase .... KAlSi3O8
Microclina .... KAlSi3O8
Sanidina ..... (K,Na)AlSi3O8
Micas: Biotita ....... K(Mg,Fe)3(OH)2AlSi3O10
Moscovita ....KAl2(OH)2AlSi3O10
3.2. Na rede cristalina dos minerais de argila
- Faz parte da estrutura do mineral
- Mais rico é a ilita, com 4-5% de K
3.3. Fixado
- É o K firmemente ligado à rede cristalina de certos 
minerais de argila
- Não disponível às plantas
- Fixação ocorre somente nos minerais de argila 2:1
expansivos
- Penetração do K nas cavidades hexagonais existen-
tes nas lâminas de sílica
71
Representação da lâmina tetraedral de um filossilicato
Representação da lâmina octaedral de um filossilicato
Estrutura da lâmina tetraedral de um filossilicato
Representação tridimensional da lâmina tetraedral
72
Representação da fixação de K por minerais de 
argila expansivos
Minerais que fixam potássio:
- Montmorilonita
- Vermiculita
- Mica hidratada (não saturada com K)
Caulinita e matéria orgânica não fixam potássio
Nossos solos em geral não fixam potássio
3.4. Potássio na matéria orgânica
- K não se liga a nenhum composto orgânico da 
planta
- Ocorre como íon no suco celular e na seiva
- Também pode adsorver-se às proteínas do
protoplasma
- No húmus: adsorvido às cargas negativas como K
trocável
3.5. Potássio solúvel
- É o K dissociado na solução do solo como íon K+
- É disponível às plantas
- Quantidades extremamente pequenas
73
3.6. Potássio trocável
- É o K adsorvido às cargas negativas dos colóides
- Representa praticamente todo o K disponível do
solo
- Está em equilíbrio com o K solúvel
- Representa 1-2% do K total em solos minerais e a 
maior parte nos solos orgânicos
3.7. Proporções entre as formas
Nos minerais primários e secundários ........ 96-98%
Trocável + solúvel ................................... 1-2%
Na matéria orgânica ................................0,5-2%
4. DINÂMICA NO SOLO
Estuda a movimentação do K no globo e suas transfor-
mações
4.1. Ciclo do potássio
- K tem alta mobilidade no solo
- O ciclo é aberto (não há retorno natural do K perdido)
K NA ROCHA
K NO SOLO
K NAS PLANTAS
K NOS ANIMAIS
K NA ENXURRADA E ÁGUA DE 
PERCOLAÇÃO
K NOS RIOS
K NOS LAGOS E MARES
O CICLO DO POTÁSSIO
74
4.2. Equilíbrio entre as formas de K
K NOS MINERAIS 
PRIMÁRIOS
K NOS 
MINERAIS 
SECUNDÁRIOS
K NA SOLUÇÃO
K FIXADO
K TROCÁVEL
5. PERDAS DE POTÁSSIO DO SOLO
a) Produtos agrícolas
- Extração é equivalente à de N e cerca de 2 a 3
vezes a do P
- Em média variam de 20 a 150 kg ha-1 por colheita
b) Lixiviação
Condições favoráveis:
- Solos arenosos, pobres em M.O. e de baixa CTC
- Alta precipitação pluvial
- Calagem
- GessagemEm média variam de 20 a 70 kg ha-1 por ano
c) Erosão
- Perdas muito variáveis
- Em média variam de 0 a 80 kg ha-1 por colheita
75
ENXOFRE NO SOLO
1. CARACTERÍSTICAS DO ENXOFRE
- Exigido pelas plantas em quantid. maiores que as de P
- Deficiência tem aparecido em diversos solos, principal-
mente devido ao emprego de fertilizantes 
concentrados (sem S)
- Semelhante ao N em vários aspectos:
> Apresenta vários estados de oxidação
> Predomina no solo sob a forma orgânica
> Ocorre em formas sólidas e gasosas
> Sofre diversas transformações causadas por microrga-
nismos
2. CONTEÚDO NO SOLO E DISTRIBUIÇÃO NO
PERFIL
- Solos minerais: 0,02% a 0,2% de S total
- Em solos orgânicos o teor pode chegar a 1%
Em geral 
Solos argilosos > solos arenosos
-Distribuição no perfil é semelhante à da matéria 
orgânica: maiores teores na superfície, decrescendo
com a profundidade
0
20
TEOR DE S TOTAL
PR
O
FU
ND
ID
AD
E,
 c
m
40
60
80
100
S MINERAL
S TOTAL
Distribuição típica do S no perfil do solo
S ORG.
76
3. FORMAS DE OCORRÊNCIA DE S NO SOLO
3.1. Nos minerais
a) Sulfetos
- Bissulfeto de ferro (FeS2)
Pirita (sistema cúbico) e marcassita (sist. rômbico)
- Zinco blenda (ZnS)
- Galena (PbS)
- Calcopirita (CuFeS2)
- Bornita (CuFeS3)
b) Sulfatos (apenas em regiões áridas)
- Gesso (CaSO4.2H2O)
- Sulfatos de Mg, Na e K
3.2. Sulfato (SO42-) adsorvido
Adsorção pode ser específica e não específica 
Fatores que afetam a adsorção:
a) Teor e natureza do complexo coloidal
Oxidos de Fe e Al > Caulinita > Miner. argila 2:1
b) pH do solo
A adsoção diminui com o aumento do pH, tornando-
se muito baixa acima de pH H2O 6,5
c) Presença de outros ânions
Ânions como fosfato e molibdato diminuem a 
adsorção pelo efeito competitivo
3.3. Enxofre na solução
SO42-
- Espécie mais estável em solos bem drenados
- Mais importante forma disponível para as plantas
H2S
- Apenas em solos muito reduzidos (encharcados)
- Pode ser tóxico acima de certas concentrações
3.4. Gases de enxofre
SO2 e H2S
77
3.5. S orgânico
- Representa de 80 a 95% do S total do solo
- É importante forma de reserva de S do solo
- Principais formas:
> Aminoácidos : cistina, cisteína, metionina, etc.
> Proteínas
> Ésteres de sulfato
4. ENXOFRE DISPONÍVEL
a) SO42- na solução e adsorvido: mais importante
b) Aminoácidos: alguns podem ser absorvidos
c) SO2 atmosférico pode ser absorvido pelos
estômatos
Extrator de S disponível: 
Solução de fosfato monocálcico – Ca(H2PO4)2.2H2O
5. TRANSFORMAÇÕES NO SOLO
5.1. Mineralização
Realizada por microrganismos heterotróficos não 
especializados
S-proteína HIDRÓLISE S-aminoácido
S-aminoác. DESAMINAÇÃO Ácidos orgân. + NH3 + H2S
Outros produtos finais: S elementar, SO2 e SO4-2
78
5.2. Transformações do S mineral
a) Oxidação: realizada por bactérias do gênero 
Thiobacillus
H2S + ½ O2 S + H2O
S + 1,5O2 + H2O H2SO4 (acidifica)
b) Redução: realizada por bactérias anaeróbias
SO42- SO2 S H2S
6. ADIÇÕES AO SOLO
6.1. Água da chuva
Arrasta SO2 atmosférico proveniente de:
a) Combustão de materiais orgânicos
b) Fusão de minérios de ferro e S
c) Digestão de madeira pelo H2SO4 (produção de 
celulose)
Quantidades adicionadas: 4 a 60 kg ha-1 por ano, 
dependendo da proximidade de centros industriais e 
urbanos
6.2. Inseticidas e fungicidas
6.3. Fertilizantes
Sulfato de amônio - (NH4)2SO4
Superfosfato simples
Sulfato de potássio - K2SO4
79
7. PERDAS DO SOLO
7.1. Lixiviação
Perdas médias: 10 a 50 kg ha-1 por ano
Sulfato é móvel no solo (adsorção é fraca)
Maiores perdas:
- Regiões chuvosas
- Solos arenosos
- Solos sem cobertura vegetal
- Após calagem e adubação fosfatada
7.2. Erosão
Perdas médias: 0 a 50 kg ha-1 por ano
7.3. Produtos agrícolas
Perdas médias: 4 a 30 kg ha-1 por colheita
80
MICRONUTRIENTES NO SOLO
1. INTRODUÇÃO
- Conceito de micronutrientes
- Ocorrências de deficiências nas culturas
- Comprovação da essencialidade dos micrunutrientes:
Fe  final do século XIX
Todos os demais  depois de 1920
Mo em 1939 e Cl em 1954
Zn
Cu
Número relativo 
de átomos de 
ele/os essenciais 
em alfafa
Concentrações 
de 
micronutrientes 
em plantas 
2. CONTEÚDO NO SOLO
ELEMENTO TEOR TOTAL TEOR
DISPONÍVEL
-------------------- mg kg-1 ------------------
Boro, cobre e zinco 2-300 0,1-10,0
Manganês 20-3.000 5-20
Ferro 200-100.000 5-100
Molibdênio 0,2-5,0 0,05-2,00
Cloro 10-10.000 1-1.000
Fe: 4o elemento em abundância na crosta terrestre
Mo: deficiente a <0,04 mg kg-1 e tóxico a >3,0 mg kg-1
Cl: concentrações elevada apenas em solos salinos
(0,03%)
(0,3%)
(10%)
(0,0005%)
(1%)
(3,3 a 5%)
(0,7 a 25%)
(0,1 a 2,5%)
(25 a 40%)
(10%)
81
3. FORMAS DE OCORRÊNCIA
3.1. Boro
- Minerais primários Turmalina (3,1% de B)
- Matéria orgânica 50 a 200 mg kg-1 de B
- Adsorvido B4O7-2, H2BO3-
- Na solução H3BO3, H2BO3-, B4O72-
3.2. Cobre
- Minerais primários Calcopirita (CuFeS2)
Bornita (CuFeS3)
- Matéria orgânica Complexos e quelatos
- Adsorvido Cu2+
- Na solução Cu2+ e complexos solúveis
3.3. Ferro
- Minerais primários Olivina, hornblenda, biotita
Ilmenita (FeTiO2)
Magnetita (Fe3O4)
Pirita (FeS2)
- Minerais secundários Goetita (αFeOOH)
Hematita (Fe2O3)
Lepidocrocita (ϒFeOOH)
Óxidos e hidróxidos amorfos
- Matéria orgânica Complexos e quelatos
- Adsorvido Fe2+
- Na solução Fe2+ e complexos solúveis
3.4. Manganês
- Minerais primários Pirolusita (MnO2)
Hausmanita (Mn3O4)
Manganita (MnOOH)
Rodocrosita (MnCO3)
- Minerais secundários Óxidos e hidróxidos
Minerais de argila
- Matéria orgânica Complexos e quelatos
- Adsorvido Mn2+
- Na solução Mn2+ e complexos solúveis
82
3.5. Molibdênio
- Minerais primários Olivina
Piroxênios
Plagioclásios
- Minerais secundários Minerais de argila
- Matéria orgânica Inúmeros comp. orgânicos
- Adsorvido MoO42- (adsorção específ.)
- Na solução MoO42-
3.6. Zinco
- Minerais primários Olivina, Hornblenda,
Biotita, Augita, Magnetita
- Minerais secundários Fosfatos, Carbonatos
Hidróxidos
Zincato de cálcio
[CaZn(OH)4]
- Matéria orgânica Complexos e quelatos
- Adsorvido Zn2+
- Na solução Zn2+ e complexos solúveis
3.7. Cloro
- Minerais primários Cloroapatita
Sodalita
- Minerais secundários Minerais de argila
- Adsorvido Cl- (adsorção não específ.)
- Na solução Cl- (sais solúveis)
83
Disponibilidade dos elementos
em função do pH 
5,0 6,0 6,5 7,0 8,0
4,4 5,4 5,9 6,4 7,4
Al
K, Ca e Mg
N, S e B
P
Mo e Cl
Fe, Cu, Mn e Zn
pH em H2O
pH em CaCl2 0,01 mol L-1
D
is
po
ni
bi
lid
ad
e
4. CONDIÇÕES PARA DEFICIÊNCIA
4.1. Material de origem
Maior probabilidade de deficiência:
Boro:
Ígneas básicas > Ígneas ácidas > Sedimentares
Demais:
Sedimentares > Ígneas ácidas > Ígneas básicas
4.2. Reação do solo (pH)
CONDIÇÃO PARA
ELEM. DEFICIÊNCIA CAUSA
B pH baixo Perdas por lixiviação
Mo pH baixo Precipit. como óxidos
Maior adsorção aos óxidos de ferro
Fe pH elevado Precipit. como óxidos e hidróxidos
Mn pH elevado Precipit. como óxido (MnO2)
Cu pH elevado Precipit. como óxidos, hidróxidos,
carbonatos, sulfatos e fosfatos
Zn pH elevado Precipit. como carbonato, hidróxido 
ou zincato de cálcio
84
4.3. Teor de matéria orgânica
- Boro
Quando teor de MO é muito baixo
Causa: a MO é fonte de boro
- Cobre
Em solos orgânicos
Causa: forte complexação do Cu pela MO
4.4. Secas prolongadas
- Boro
Causa: paralizaçãoda decomposição da MO
4.5. Solos arenosos de regiões úmidas
- Todos  Causa: perdas elevadas por lixiviação
5. CONDIÇÕES PARA
TOXIDEZ:
5.1. Boro
Condições
- Solos provenientes de rochas ricas em B situados 
em regiões áridas (pH alto)
Controle
- Aplicação de gesso (forma borato de Ca insolúvel)
- Adubação fosfatada pesada (precipita o B)
- Aplicação de S e irrigação abundante
5.2. Cobre
Ocorrência de toxidez pouco provável
Condições
- Solos ácidos tratados com fertilizantes, defensivos 
ou resíduos ricos em cobre
- Uso prolongado de calda bordaleza (CuSO4)
Controle
- Calagem
- Aplicação de fertilizantes orgânicos
- Aplicação de fosfato (precipita o cobre)
85
5.3. Ferro
Condições
- Solos ácidos
- Solos mal drenados (formação de reboleiras nas depres-
sões do terreno) (Fe3+ Fe2+)
Controle
- Calagem
- Drenagem
5.4. Manganês
Condições
- Solos ácidos (pomares adubados com sulfato de amônio)
- Solos mal drenados (Mn4+  Mn2+)
- Solos tratados com resíduos contendo Mn (ex: lodo de
esgoto)
Controle
- Calagem
- Drenagem
5.5. Molibdênio
Condições
- Solos alcalinos (toxidez pouco comum em plantas e mais 
frequente em animais, causando doença chamada 
molibdenose)
Controle
- Aplicar S para baixar o pH
86
5.6. Zinco
Condições
- Solos ácidos formados de material de origem rico
em zinco
- Solos tratados com resíduos contendo Zn (ex: lodo de
esgoto)
Controle
- Calagem
- Adubação fosfatada (precipita o Zn como fosfatos de zinco)
5.7. Cloro
Condições
- Muito especiais (solos salinos, próximos ao litoral)
- Raramente ocorre porque as plantas têm alta 
tolerância ao cloro (o KCl possui 45% de Cl)
Controle
- Irrigação abundante com água sem cloro
- Aplicação de S se o pH for alto
6. EXTRATORES PARA DETERMINAÇÃO DA 
DISPONIBILIDADE DOS MICRONUTRIENTES NO 
SOLO
- B ......................... Água quente
- Cu, Fe, Mn e Zn ..... DTPA (ácido dietilenotriamínicopenta-
cético)
- Mo ....................... Oxalato de amônio
87
Nutrientes ou elementos essenciais
Análise completa de uma planta revela
Presença de dezenas de elementos químicos
A maior parte não tem qualquer 
importância à vida do vegetal
* Nem todos os elementos encontrados na
planta são essenciais, mas todos os essenciais
devem estar obrigatoriamente presentes.
Macronutrientes: exigidos pelas plantas em grande 
quantidade
Micronutrientes: exigidos pelas plantas em pequenas 
quantidades
C H O N P K Ca Mg S B Cu Fe Mn Mo Zn Cl
Macro e micronutrientes
Macronutrientes Micronutrientes
Algumas definições
Solo fértil
- Contém todos os nutrientes em quantidades suficientes
e balanceadas e sob formas assimiláveis
- Não contém materiais tóxicos
- Possui bons atributos físicos
Solo produtivo
É aquele que, sendo fértil, está situado em zona 
climática favorável ao desenvolvimento das plantas
88
Leis da Fertilidade do Solo
Lei da restituição (1860 aprox.)
Lei do mínimo ou de Liebig (1862)
Lei de Mitscherlich ou dos acréscimos 
decrescentes
Lei da restituição (1860 aprox.)
“A fertilidade de um solo só poderá ser conservada
quando são restituídas as quantidades dos nutrientes
removidas pelas colheitas”.
* Lei didática e até ecológica, principalmente na época em
que foi enunciada.
Inconveniente: existem outras formas de perdas
de nutrientes, além das colheitas.
Extração de nutrientes pela cultura do milho
Hiroce et al. (1979)
Parte da planta
Extração de macronutrientes (kg ha-1)
N P K Ca Mg S
Folha 30,2 2,8 28,0 9,9 3,9 2,6
Colmo 23,2 2,2 44,3 14,9 7,1 1,7
Grão 49,4 8,2 11,1 2,1 1,7 4,0
Parte da planta
Extração de micronutrientes (g ha-1)
B Cu Fe Mn Mo Zn
Folha 10 14 900 134 0,056 52
Colmo 22 9 800 187 0,075 88
Grão - 18 207 10 0,069 108
*Produção média de folha - 1,4 t ha-1; colmo - 1,9 t ha-1; grão - 3,5 t ha-1.
89
Extração de nutrientes pela cana-de-açúcar
Orlando (1993)
*Produção de colmos de 100 t ha-1.
Parte da planta
Extração de macronutrientes (kg ha-1)
N P K Ca Mg S
Folha 83 11 78 47 33 26
Colmo 60 8 96 40 16 18
Parte da planta
Extração de micronutrientes (g ha-1)
B Cu Fe Mn Mo Zn
Folha 149 234 1393 1052 - 369
Colmo 86 105 5525 1420 - 223
Extração de nutrientes por genótipos de milho
Sá et al. (2011)
*PMS - Produção de massa seca total (folhas + colmos + grãos).
Extração de nutrientes por genótipos de cana-de-açúcar
Oliveira et al. (2010)
*PC - Produção de colmos.
**Extração de nutrientes por tonelada de cana.
90
Lei do mínimo ou de Liebig (1862)
“As produções das culturas são limitadas pelo fator
de crescimento que se encontra à disposição da planta
em menor quantidade”
* Culturas: produzem em função da presença de água,
nutrientes, calor etc. De acordo com a lei, sempre
haverá um fator à disposição da planta em menor
quantidade, e esse fator limitará a produção.
* Observação: quando vários fatores limitam a produção,
porém não excessivamente, o aumento de qualquer
um deles levará a aumentos de produção!!
Representação da lei de Liebig
Lei de Mitscherlich ou dos acréscimos decrescentes
“Os aumentos de produção de uma cultura, obtidos pela
adição de quantidades crescentes de um nutriente,
são decrescentes”
dy1
dx1
dy2
dx2 dx3 dx4 dx5
dy3
dy4
Dose do nutriente X
Pr
od
uç
ão
dy1 > dy2 > dy3 > dy4
Prod. máx. 
econômica
91
Inconveniente: a curva é assintótica com o eixo x.
Na verdade, a produção quase sempre sofre efeitos
depressivos do nutriente nas doses altas.
Alternativas:
- Polinômios do 2º grau: desvantagem de produzir curva
simétrica em torno do máximo
- Função raiz quadrada
- Função exponencial etc.
0
+ 10
+ 10
+ 10
+ 10
+ 10
+ 10
1790
1934
2032
2099
2146
2177
2199
144
98
67
47
31
22
---------- kg ha-1 ---------- kg
Quantidade de
Nitrogênio
Produção de
Algodão Aumento
1500
1800
2100
2400
0 + 10 + 10 + 10 + 10 + 10 + 10
Quantidade de Nitrogênio
Pr
od
ut
iv
id
ad
e,
 k
g 
ha
-1
Exemplo: Produção de algodão x adubação nitrogenada
(resultados médios de 15 experimentos em Latossolo Vermelho)
* A quantidade aplicada de nitrogênio foi
sempre a mesma, mas os aumentos
foram cada vez menores.
Inconvenientes: 
- Curva assintótica
- Não prevê efeitos depressivos de
produção em doses altas dos nutrientes
92
 
93 
 
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO 
ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA LUIZ DE QUEIROZ 
Departamento de Ciência do Solo 
LSO – 0300 Química e Fertilidade do Solo 
 
Questões de aulas teóricas 
 
 Origem das cargas elétricas do solo e Ponto de Carga Zero 
1. As cargas elétricas do solo são divididas em duas classes principais. Quais são elas? 
2. Qual o principal mecanismo de geração de cargas permanentes ou constantes? Esse tipo de 
carga é mais comum em solos tropicais úmidos bem drenados ou em solos temperados? Por 
quê? 
3. Quais as principais substituições iônicas (ou isomórficas) que ocorrem nos tetraedros de sílica 
e nos octaedros de alumina? 
4. Explique o mecanismo de geração de cargas por dissociação do grupo OH e por protonação. 
Como a variação do pH da solução do solo afeta os mecanismos? 
5. Quais os principais radicais orgânicos que participam da geração de cargas elétricas? São 
formadas predominantemente cargas positivas ou negativas? 
6. Qual o mecanismo de geração de cargas nos seguintes coloides do solo: 
a) matéria orgânica; 
b) minerais de argila; 
c) óxidos e hidróxidos de Fe e de Al; 
7. Por que é mais comum que o solo tenha carga líquida negativa do que positiva? 
8. Defina Ponto de Carga Zero (PCZ). 
9. Quais os valores médios de PCZ dos óxidos de ferro e de alumínio, minerais de argila