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Brasília-DF. Nutrição e AdubAção orgâNicA Elaboração Mayara Neves Santos Guedes Produção Equipe Técnica de Avaliação, Revisão Linguística e Editoração Sumário APRESENTAÇÃO ................................................................................................................................. 5 ORGANIZAÇÃO DO CADERNO DE ESTUDOS E PESQUISA .................................................................... 6 INTRODUÇÃO.................................................................................................................................... 8 UNIDADE I ANÁLISE DE SOLO ................................................................................................................................ 11 CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO, SELEÇÃO DE ÁREA DE AMOSTRAGEM, COLETA DE AMOSTRA DE SOLO ............ 11 CAPÍTULO 2 COMPOSIÇÃO DA ANÁLISE DE SOLO, RESULTADO DA AMOSTRAGEM DE SOLO, INTERPRETANDO A ANÁLISE DE UM SOLO ......................................................................................................... 16 UNIDADE II ACIDEZ DO SOLO ................................................................................................................................ 20 CAPÍTULO 1 COMPREENDENDO A ACIDEZ, ORIGEM DA ACIDEZ DO SOLO, DETERMINAÇÃO DA ACIDEZ, CLASSIFICAÇÃO DO SOLO COM BASE NA ACIDEZ ................................................................. 20 UNIDADE III CORRIGINDO A ACIDEZ DO SOLO ...................................................................................................... 28 CAPÍTULO 1 CALAGEM, CAPACIDADE DE TROCA DE CÁTIONS (CTC), RECOMENDAÇÃO DE CALAGEM ..... 28 CAPÍTULO 2 RECOMENDAÇÃO DE CALAGEM, QUALIDADE DO CORRETIVO, CLASSIFICAÇÃO DO CORRETIVO, MODO E ÉPOCA DE APLICAÇÃO ........................................................................................... 34 CAPÍTULO 3 GESSAGEM, COMPOSIÇÃO DO GESSO, SOLUBILIDADE, COMPORTAMENTO DO GESSO NO SOLO, RECOMENDAÇÃO DO GESSO ..................................................................................... 41 UNIDADE IV NUTRIÇÃO DE PLANTAS ........................................................................................................................ 49 CAPÍTULO 1 MINERAIS: MACRONUTRIENTES, MICRONUTRIENTES ................................................................. 49 UNIDADE V FERTILIZANTES ...................................................................................................................................... 63 CAPÍTULO 1 CARACTERÍSTICAS GERAIS E QUALIDADE DOS FERTILIZANTES ................................................... 63 PARA (NÃO) FINALIZAR ..................................................................................................................... 89 REFERÊNCIAS .................................................................................................................................. 90 5 Apresentação Caro aluno A proposta editorial deste Caderno de Estudos e Pesquisa reúne elementos que se entendem necessários para o desenvolvimento do estudo com segurança e qualidade. Caracteriza-se pela atualidade, dinâmica e pertinência de seu conteúdo, bem como pela interatividade e modernidade de sua estrutura formal, adequadas à metodologia da Educação a Distância – EaD. Pretende-se, com este material, levá-lo à reflexão e à compreensão da pluralidade dos conhecimentos a serem oferecidos, possibilitando-lhe ampliar conceitos específicos da área e atuar de forma competente e conscienciosa, como convém ao profissional que busca a formação continuada para vencer os desafios que a evolução científico-tecnológica impõe ao mundo contemporâneo. Elaborou-se a presente publicação com a intenção de torná-la subsídio valioso, de modo a facilitar sua caminhada na trajetória a ser percorrida tanto na vida pessoal quanto na profissional. Utilize-a como instrumento para seu sucesso na carreira. Conselho Editorial 6 Organização do Caderno de Estudos e Pesquisa Para facilitar seu estudo, os conteúdos são organizados em unidades, subdivididas em capítulos, de forma didática, objetiva e coerente. Eles serão abordados por meio de textos básicos, com questões para reflexão, entre outros recursos editoriais que visam a tornar sua leitura mais agradável. Ao final, serão indicadas, também, fontes de consulta, para aprofundar os estudos com leituras e pesquisas complementares. A seguir, uma breve descrição dos ícones utilizados na organização dos Cadernos de Estudos e Pesquisa. Provocação Textos que buscam instigar o aluno a refletir sobre determinado assunto antes mesmo de iniciar sua leitura ou após algum trecho pertinente para o autor conteudista. Para refletir Questões inseridas no decorrer do estudo a fim de que o aluno faça uma pausa e reflita sobre o conteúdo estudado ou temas que o ajudem em seu raciocínio. É importante que ele verifique seus conhecimentos, suas experiências e seus sentimentos. As reflexões são o ponto de partida para a construção de suas conclusões. Sugestão de estudo complementar Sugestões de leituras adicionais, filmes e sites para aprofundamento do estudo, discussões em fóruns ou encontros presenciais quando for o caso. Praticando Sugestão de atividades, no decorrer das leituras, com o objetivo didático de fortalecer o processo de aprendizagem do aluno. 7 Atenção Chamadas para alertar detalhes/tópicos importantes que contribuam para a síntese/conclusão do assunto abordado. Saiba mais Informações complementares para elucidar a construção das sínteses/conclusões sobre o assunto abordado. Sintetizando Trecho que busca resumir informações relevantes do conteúdo, facilitando o entendimento pelo aluno sobre trechos mais complexos. Para (não) finalizar Texto integrador, ao final do módulo, que motiva o aluno a continuar a aprendizagem ou estimula ponderações complementares sobre o módulo estudado. 8 Introdução A nutrição de plantas é adequada para o crescimento, desenvolvimento e produção das culturas. Onde o uso da análise do solo auxilia na determinação do status nutricional do solo a fim de desenvolver uma recomendação eficiente de adubação com o objetivo de atingir uma produção ótima pelas culturas. As plantas, para se desenvolverem, e os nutrientes, para estarem disponíveis para elas, exigem uma faixa de pH ideal. O solo reage ao (pH), onde esse fator afeta as suas características físicas, químicas e biológicas e a produtividade das culturas. Sendo os danos causados às culturas pela acidez do solo muito complexo, sendo necessária a correção, ou seja, a neutralização dos ácidos, por meio da calagem. O aumento do pH, resultante da aplicação de calcário, fornece um ambiente mais favorável para a atividade microbiológica do solo, que aumenta a taxa de liberação de nutrientes para as plantas. Quando se trata de acidez em profundidades, além da calagem, uma das opções de neutralização é a utilização da gessagem. Com essa prática, um dos ganhos é o enraizamento mais profundo com consequentes benefícios para as culturas. A aplicação eficiente de diferentes tipos e doses adequadas de fertilizantes para o fornecimento dos nutrientes é uma parte importante para se alcançar a rentabilidade. Existem pelo menos 16 elementos conhecidos por serem essenciais para o crescimento das plantas, entre esses temos os macronutrientes que se referem aos elementos que são necessários em quantidades relativamente elevadas, e os micronutrientes que se referem aos elementos que são necessários em quantidades relativamente pequenas. Os fertilizantes referem-se a qualquer composto que contenha um ou mais elementos químicos, orgânicos ou inorgânicos, naturais ou sintéticos, que são incorporados ao solo ou aplicados diretamente sobre as plantas. As principais fontes de nutrientes para as plantas incluem os adubos orgânicos, os fertilizantes inorgânicos comerciais e outros. Dessa maneira, esse caderno de estudos abordará tópicosrelacionados à aplicação de calagem, gessagem, à nutrição mineral e fertilização dos solos, o modo de ação dos fertilizantes no solo, a fim de obter uma produtividade ótima das culturas. Boa leitura e bons estudos! 9 Objetivos » Compreender o papel do solo no fornecimento de nutrientes para as plantas. » Definir as principais relações solo/planta e sua influência sobre as principais funções do solo e dos fenômenos que afetam parâmetros de fertilidade do solo. » Estudar os nutrientes minerais, seus requisitos, suas formas de classificação e suas funções nas plantas. » Conhecer os principais adubos fornecedores de macronutrientes e micronutrientes, suas fontes, formulações e reações no solo. » Conhecer e caracterizar os solos ácidos e os solos salinos. » Compreender os tipos e métodos de aplicação de fertilizantes, as técnicas, as vantagens e desvantagens. » Aprender a avaliar a fertilidade do solo e a fazer a recomendação de calagem, gessagem e adubação. 10 11 UNIDADE IANÁLISE DE SOLO CAPÍTULO 1 Introdução, seleção de área de amostragem, coleta de amostra de solo Introdução As necessidades de elementos minerais mudam ao longo do crescimento e desenvolvimento de uma planta, os níveis de nutrientes variam nas diferentes fases fisiológicas das plantas, influenciam diretamente o crescimento, desenvolvimento e, principalmente, a produtividade. Para otimizar as produções e escalonar as fertilizações, os produtores usam análises dos teores de nutrientes no solo e no tecido vegetal (TAIZ; ZEIGER, 2009). A análise de solo é a maneira mais precisa e eficiente para determinar a necessidades de nutrientes e calcário, é útil também para a identificação de locais contaminados (por exemplo, níveis elevados de chumbo). A prática da análise de solo é imprescindível, pois apenas os dados observados na lavoura e ou no campo através da observação visual não são satisfatórias para se definir prováveis problemas nutricionais nas plantas. Deve-se fazer a análise de solo como parte de um planejamento da instalação das culturas florestais e ou agrícolas. É uma medida que serve para prevenção de futuros problemas nutricionais, principalmente aqueles que possam facilitar o aparecimento de pragas e doenças. Fazendo a análise, pode-se chegar a um aumento da lucratividade, pois haverá um aumento da produção e da resistência da planta, diminuindo os gastos com agrotóxicos (inseticidas, herbicidas e fungicidas). A análise de solo é um instrumento que pode auxiliar o produtor rural a aumentar a lucratividade da exploração agrícola ou florestal e a acompanhar as mudanças da fertilidade do solo. 12 UNIDADE I │ ANÁLISE DE SOLO A realização correta da coleta de amostras do solo é o passo mais importante em qualquer programa de gerenciamento dos teores de nutrientes no solo. Os resultados benéficos de uma análise de solo dependem de uma boa amostragem. A amostra deve representar a área, levando-se em consideração o momento certo e a maneira certa, as ferramentas utilizadas, a área amostrada, a profundidade e uniformidade da amostragem e as informações fornecidas, até mesmo a embalagem influencia na qualidade da amostra. Principais motivos para se fazer uma análise de solo (POTAFOS, 1989): » possibilitar o desenvolvimento de um programa de calagem e adubação a partir dos níveis de nutrientes que se encontram no solo; » avaliar e monitorar as mudanças dos teores dos nutrientes no solo. Principais razões para se fazer uma amostragem do solo » estabelecer o teor de nutrientes do solo; » avaliar a mudança do teor de nutrientes ao longo do tempo; » permitir fazer uma correta administração dos nutrientes do solo; » determinar recomendações de aplicação de calagem, gessagem e nutrientes antes do plantio; » evitar aplicações de excessos de nutrientes ou até mesmo a acumulação de sal solúvel. Seleção da área de amostragem Para que seja representativa, a área amostrada deve apresentar homogeneidade. Dessa maneira, a propriedade ou a área a ser amostrada deverá ser subdividida em glebas ou talhões homogêneos. Nessa subdivisão, deve atentar-se para a vegetação, a posição topográfica, as características físicas do solo (textura, cor, condição de drenagem etc.) e o histórico da área (cultura anterior e atual, produtividade observada, uso de fertilizantes e de corretivos etc.) (CATANI et al., 1955). Coleta de amostra de solo As amostragens de solo devem ser compatíveis com a extração de nutrientes entre cultivos ou os aportes de nutrientes podem ser específicos para as culturas que podem ter impacto sobre os valores do teste de solo. 13 ANÁLISE DE SOLO │ UNIDADE I Por exemplo, a queda do mineral potássio é menor quando se faz a amostragem do solo após o cultivo do milho do que da soja, isso devido à maior absorção do potássio que ocorre na cultura do milho, durante o período vegetativo. O pH do solo pode ser mais baixo no início do outono depois do cultivo do milho do que da soja, devido a maior utilização do nitrogênio e/ou do enxofre pelo milho do que no cultivo da soja. A confiabilidade de uma análise de solo é tão importante quanto a amostra que você enviará ao laboratório. A pequena quantidade da amostra de solo enviada ao laboratório deve representar toda área a ser fertilizada. A primeira e mais crítica etapa da análise química refere-se ao processo de amostragem do solo. A amostragem para ser considerada representativa do solo, deve ser retirada ao acaso e formada por 20 subamostras. As amostras são retiradas de preferência em ziguezague (Figura 1), separadamente, nas profundidades de 0 a 20 cm e de 20 a 40 cm, essa coleta deve ser realizada no mínimo 60 dias antes do plantio (GUERRA; MENDONÇA, 2009). Figura 1. Divisão da área em glebas e ziguezague. Fonte: Ribeiro, 1999. Na amostragem de área com cultura perene, devem-se considerar na divisão a idade das plantas, as diferentes cultivares, características do sistema de produção e produtividade. A amostragem deve ser realizada preferencialmente logo após a colheita e antes de aplicar a adubação para o novo ciclo. Para culturas anuais, recomenda-se que a amostragem seja feita no final do período chuvoso, portanto, com antecedência em relação ao novo plantio. Se houver necessidade de aplicar calcário, será possível atender à recomendação, realizando a aplicação no prazo de 30 a 60 dias antes do plantio. 14 UNIDADE I │ ANÁLISE DE SOLO Para as culturas anuais, metade das amostras das linhas são misturadas com metade das amostras das entrelinhas, enquanto que em culturas perenes a amostragem é feita na projeção da copa da entrelinha das plantas. As amostras são retiradas utilizando as seguintes ferramentas: trado de rosca, trado de caneca, trado holandês, sonda, trado tubular (Figura 2). Que devem todas ser limpas, para evitar contaminar a amostra durante a mistura ou no embalamento. Uma pequena quantidade de resíduo de fertilizantes nas ferramentas pode causar contaminação da amostra. E sempre atentar para não incluir cobertura morta ou vegetação na amostra. Figura 2. Utensílios empregados na amostragem de terra para análise química. Legenda: A = trado holandês; B = trado de rosca; C = trado de caneco; D = martelo de borracha; E = trado calador; F = pá reta; G = enxadão; H = balde de plástico; I = saco plástico. Fonte: Fukuda e Otsubo, 2003. » Use uma sonda de amostragem do solo, ou uma pá. » As ferramentas devem ser de aço inoxidável ou cromado. Não utilizar material de latão, bronze, ou ferramentas galvanizadas porque essas vão contaminar as amostras com cobre e/ou zinco. » Misture as amostras de solo em um balde limpo e de plástico. Se o balde foi utilizado com fertilizantes ou outros produtos químicos, lavá-lo completamente antes de usá-lo para amostras de solo. Retiradas as subamostras e formada a amostra composta, essas devem ser bem misturadas e colocadas em embalagens próprias (saco plástico limpo) para amostra de solo, etiquetadase em seguida encaminhadas ao laboratório. Se as amostras estiverem úmidas, sugere-se secá-las antes de enviar a remessa para o laboratório. 15 ANÁLISE DE SOLO │ UNIDADE I No sistema de análise de solo há uma divisão de trabalho: » O agricultor coleta a amostra que representa a gleba, na dúvida deve- se consultar um engenheiro agrônomo. » O laboratório é responsável por analisar a amostra do solo. » O agrônomo interpreta os dados obtidos e recomenda a correção do solo, por meio da calagem e da fertilização. » O agricultor adota as recomendações técnicas. 16 CAPÍTULO 2 Composição da análise de solo, resultado da amostragem de solo, interpretando a análise de um solo Composição da análise de solo O laudo emitido pelo laboratório determina as análises químicas (Tabela 1), os dados serão utilizados para fins de fertilidade (adubação, calagem e gessagem). É essencial que sejam conhecidos os métodos utilizados para quantificação dos nutrientes, pois são importantes para a interpretação da análise de solos, já que a metodologia usada para a análise de laboratório pode ser diferente, dependendo da região. Tabela 1. Determinações químicas da análise de solo. Tipo Descrição Método pH Acidez ativa Determinação em CaCl 2 ou em água CO Carbono orgânico Método Walkley & Black H+Al (cmolc/dm3) Acidez potencial Determinação por pH em SMP P (mg/dm3) Fósforo disponível Método Mehlich-1 K+ (mg/dm3) Potássio trocável Método Mehlich-1 Ca+ Cálcio trocável Método KCl 1 mol/L Mg²+ Magnésio trocável Método KCl 1 mol/L Al³+ Alumínio (ou acidez) trocável SB Soma de bases Somatório de Ca²+, Mg²+ e K+ CTC (cmolc/dm3) Capacidade de troca de cátions Somatório de Ca²+, Mg²+, K+ e H+Al V (%) Saturação por bases Relação SB/CTC(%) M (%) Saturação por alumínio Relação Al³+/(SB+ Al³+) S-SO 4 ²- Enxofre (sulfatos) Método Hoeft et al. B (mg/dm3) Boro Método água quente Cu (mg/dm3) Cobre Método Mehlich-1 Fe (mg/dm3) Ferro Método Mehlich-1 Mn (mg/dm3) Manganês Método Mehlich-1 Zn (mg/dm3) Zinco Método Mehlich-1 MO Matéria orgânica Textura Fonte: Ribeiro, 1999. 17 ANÁLISE DE SOLO │ UNIDADE I A acidez do solo, ou pH do solo, corresponde ao grau de acidez ou alcalinidade (ausência de acidez) que se encontra na umidade do solo. A capacidade de troca catiônica (CTC) é uma medida da capacidade do solo em reter os nutrientes cátions. Mais precisamente, é uma medida da capacidade da argila carregada negativamente e da matéria orgânica para atrair e segurar os cátions carregados positivamente. A CTC é útil para comparar o potencial de diferentes solos para manter e fornecer nutrientes para o crescimento das plantas (RAIJ, 1969). A soma de bases trocáveis (SB) é o somatório dos cátions Ca2+, Mg2+, K+ e Na+. A capacidade de troca catiônica efetiva (CTC efetiva ou t) é a adição do Al3+ ao valor da SB. A capacidade de troca catiônica a pH 7 (CTC a pH 7 ou T) é a adição do Al+H ao SB. A saturação por alumínio trocável (m=100 x Al3+/CTC efetiva). Valores elevados de m significa solos com alto impedimento ao crescimento da planta por toxidez de alumínio. A porcentagem de saturação de bases trocáveis (valor V=100 x SB/ CTC a pH 7). Elevados teores de V (>50%) são favoráveis, porque indicam alto potencial do solo para nutrição da planta. A textura, representada pelas proporções das frações areia, silte e argila do solo, é um atributo que não pode ser alterado pela sua utilização, pois é intrínseco aos fatores de formação do solo, principalmente o material de origem, intervindo no grau de compactação do solo, na disponibilidade de água, na classificação do solo, na capacidade de troca de cátions, nas práticas agrícolas e, principalmente, na dosagem de nutrientes e corretivos (SUZUKI et al., 2008, KLEIN et al., 2013). Resultado da amostragem de solo A tabela abaixo apresenta o modelo de um laudo técnico emitido por um laboratório, constando o resultado de análises físicas e químicas de um solo avaliado em diferentes profundidades. 18 UNIDADE I │ ANÁLISE DE SOLO Tabela 2. Resultado de uma análise de solo em diferentes profundidades. Parâmetro Profundidade 0-20 21-40 41-60 Parâmetros químicos pH H 2 O 5,4 5,2 5,0 P Mechilich (mg dm-³) 8 7 6 H+Al (cmol c dm-³) 6,4 6,8 6,8 Al(cmol c dm-³) 0,2 0,5 0,7 Ca(cmol c dm-³) 1,6 1,0 0,75 K(cmol c dm-³) 0,07 0,05 0,03 CTC(cmol c dm-³) 9,33 8,50 8,20 V(%) 31,4 20,0 17,0 m(%) 6,3 22,7 26,1 Parâmetros físicos Densidade (kg dm-³) 1,44 1,36 1,39 Areia (g Kg-¹) 769,4 689,4 661,0 Silte (g Kg-¹) 61,4 46,4 54,8 Argila (g Kg-¹) 169,2 264,2 284,2 Textura Franco arenosa Franco-argilo-arenosa Franco-argilo-arenosa Fonte: Oliveira et al., 2011. Interpretando laudo técnico Os critérios a serem utilizados para a interpretação dos resultados de análises de solos emitidos pelos laboratórios são gerais, não leva em consideração o clima, tipo de solo, a cultura e o tipo de manejo. O uso dessas características permite diferenciar as glebas ou talhões e suas profundidades em resposta ao acréscimo de nutrientes no solo. Para ter uma boa noção de interpretação das análises de solo, o técnico, o agrônomo e até mesmo o agricultor com experiência em interpretação de resultados, devem saber os teores de nutrientes que são limitantes para o desenvolvimento da cultura, assim como os valores de pH, saturação por bases, entre outros. O objetivo do produtor é garantir as melhores produtividades, dessa maneira deve manter o solo nas faixas de valores de nutrientes de médio a alto (Tabela 3, 4, 5 e 6). Em teores baixos a disponibilidade de nutrientes limita a produção, enquanto sob cultivo em solos com teores médios a alto, tem-se o retorno econômico e a otimização do rendimento das culturas. Já em teores muito altos de nutrientes, não se tem melhorias de produtividade, não havendo retorno econômico. Existe uma variação entre as diferentes culturas para a sua capacidade de tolerância à acidez ativa, saturação por bases, à acidez trocável, saturação por alumínio e 19 ANÁLISE DE SOLO │ UNIDADE I disponibilidade de nutrientes. Assim, é necessário interpretar os resultados da amostragem, levando em consideração cada cultura. Tabela 3. Teores de potássio e de fósforo em solos em função dos tipos de culturas. Teor Potássio trocável (mmolc/dm³) Fósforo resina (mg/dm³) Perenes Anuais Hortaliças Muito baixo - 0.7 1– 5 0 – 6 0 – 10 Baixo 0.8 – 1.5 6 – 12 7 – 15 11 – 25 Médio 1.6 – 3.0 13 – 30 16 – 40 26 – 60 Alto 3.1– 6.0 31 – 60 41 – 80 61 – 120 Muito alto > 6.0 > 60 > 80 > 120 Fonte: Raij et al., 1996. Tabela 4. Teores dos limites de interpretação das determinações relacionadas com a acidez da camada arável do solo. Acidez pH em CaCl2 Saturação por bases V% Muito alta Até 4.3 muito baixa 0 – 25 Alta 4.4 – 5.0 baixa 26 – 50 Média 5.1 – 5.5 média 51 – 70 Baixa 5.6 – 6.0 alta 71 – 90 Muito baixa > 6.0 muito alta > 90 Fonte: Raij et al., 1996. Tabela 5. Teores de cálcio, magnésio e enxofre em solos e limites de interpretação. Teor Ca²+ trocável (mmolc/dm³) Mg²+ trocável (mmolc/dm³) S – SO4² - (mg/dm³) Baixo 0 – 3 0 – 4 0 – 4 Médio 4 – 7 5 – 8 5 – 10 Alto > 7 > 8 > 10 Fonte: Raij et al., 1996. Tabela 6. Teores de micronutrientes em solos e limites de interpretação. Teor Boro (mg/dm³) Cobre (mg/dm³) Ferro (mg/dm³) Manganês (mg/ dm³) Zinco (mg/dm³) Baixo 0 – 0.20 0 – 0.2 0 – 4 0 – 1.2 0 – 0.05 Médio 0.21 – 0.60 0.3 – 0.8 5 – 12 1.3 – 5.0 0.6 – 1.2 Alto > 60 > 0.8 > 12 > 5.0 > 1.2 Fonte: Raij et al., 1996. 20 UNIDADE IIACIDEZ DO SOLO CAPÍTULO 1 Compreendendo a acidez, origem da acidez do solo, determinação da acidez, classificação do solo com base na acidez Compreendendo a acidez O pH (potencial hidrogeniônico) representa a concentração de íons de hidrogênio (H+) presente na água. Podem ter origem natural, promovido pela dissolução de rochas, da fotossíntese ou da oxidação de matéria orgânica, assim quanto mais íons dissolvidos, mais ácida é a solução(RIBEIRO et al., 2013). Das pesquisas de laboratório para o campo, observa-se que o solo é ácido quando contém muitos íons de hidrogênio (H+) e poucos íons de magnésio (Mg++), cálcio (Ca+), potássio (K+) e sódio (Na+) absorvidos em seu complexo coloidal. O pH é um indicador de situações extremas, quando muito baixo – além de seus limites –, indica um solo compacto, adensado e sujeito a erosão e um solo pobre em cátions. Já quando esse valor se aproxima do nível alcalino já condiz com um solo com excesso de cátions (PRIMAVESI, 2006). O nível de pH do solo é muito importante para o crescimento das plantas, uma vez que afeta a disponibilidade de certos nutrientes no solo, tais como nitrogênio, fósforo e potássio (Figura 3). Assim, se uma planta não recebe os nutrientes adequados, o seu crescimento e sua capacidade de sobreviver pode ser afetada (TAIZ; ZEIGER, 2009). 21 ACIDEZ DO SOLO │ UNIDADE II Figura 3. Efeito do pH na disponibilidade dos nutrientes no solo. Fonte: Malavolta, 1976. As espécies de plantas se diferem quanto a sua exigência de pH do solo ideal (Tabela 7), algumas culturas podem prosperar melhor em solos muito ácidos ou alcalinos, mas a maioria das mais importantes culturas exigem os solos de pH neutro entre 6,5 – 7,5 (OSMAN, 2012). As leguminosas, como o caso da soja, estão entre essas culturas, pois as bactérias Rhizobium, que fixam nitrogênio em seus nódulos, proliferam melhor em solos neutros. Tabela 7. Preferência de pH do solo para cultivo por algumas culturas. Faixa de pH Culturas adequadas 4.5 – 5.5 Azaleia, camélia. 5.0 – 6.0 Manga. 5.5 – 6.0 Amora preta, chicória, abacaxi, batata, aveia. 5.5 – 6.5 Maça, abacate, melão, morango, trigo. 6.0 – 6.5 Feijão, cenoura, limão, lentilha, azeitonas, framboesa, soja, abóbora. 6.0 – 7.5 Aspargos, fava, brócolis, repolho, couve-flor, aipo, cereja, pepino, dália, uva, mostarda, cebola, pêssego, pera, alface, cebola, pimentão, tomate, espinafre. 6.5 – 7.5 Alfafa, aspargos, abacate, cevada, beterraba-sacarina, beterraba, vinha, espinafre. Fonte: Osman, 2012. Origem da acidez dos solos A acidificação dos solos é um processo químico que ocorre naturalmente. A acidez de um solo é causada pela presença de H+ livres, oriundos por elementos ácidos que estão presentes no solo (fertilizantes nitrogenados, ácidos orgânicos etc.), pela lixiviação de 22 UNIDADE II │ ACIDEZ DO SOLO bases no perfil do solo, pela mineralização da matéria orgânica, pelo envelhecimento dos solos ou intemperismo (PRIMAVESI, 2006). A acidificação por meio da adubação, utilizando fertilizantes nitrogenados, pode ocorrer nos solos cultivados (Reação 1): Reação 1. 2NH 4 + + 2NH 4 + 3O2- → 2NO -2 + 2H 2 O + 4H+ (N amoniacal) (dióxido de O) (acidez) O H+ produzido, como no primeiro caso, libera um cátion trocável para a solução do solo, que será lixiviado com o ânion acompanhante, intensificando a acidificação do solo. A neutralização da acidez consiste em neutralizar os H+, o que é feito pelo ânion OH-. Portanto, os corretivos de acidez devem ter componentes básicos para gerar OH- e promover a neutralização. Na tabela 8 são indicados alguns diferentes fertilizantes nitrogenados, com teores de nitrogênio e respectivos valores de calcário suficiente para neutralizar os efeitos acidificantes dos fertilizantes nitrogenados. Tabela 8. Fontes de nitrogênio, teor de N e a quantidade necessária de calcário necessária para neutralizar os efeitos acidificantes dos fertilizantes nitrogenados. Fonte de Nitrogênio N (%) Kg CaCO3/kg N Sulfato de amônio 21 5.4 Amônia anidra 82 1.8 Nitrato de amônio 34 1.8 Ureia 46 1.8 Nitrato de cálcio 15.5 0.5 – 1.0 Nitrato de potássio 13 2.0 MAP (fosfato monoamônico) 10 – 11 5.4 DAP (diamônico) 18 3.6 CAN 26 0.3 – 0.7 Fonte: Glendinning, 1999. Conforme Kunito et al., (2016) a toxicidade por alumínio é considerada como um dos fatores que mais afetam o crescimento das plantas em solos ácidos. A acidificação dos solos é causada pela hidrólise do alumínio, a qual produz íons H+, de acordo com a reação. Por essa razão Al3+ e H + em conjunto são considerados ácidos formando cátions: Reação 2. Al3+ + 3H2O → Al(OH) 3 + 3H+ Determinação da acidez do solo A acidez trocável diz respeito aos íons H+ e Al3+ que estão retidos na superfície dos coloides devido às forças eletrostáticas. A quantidade de hidrogênio trocável, em 23 ACIDEZ DO SOLO │ UNIDADE II condições naturais parece ser pequena. A acidez não trocável é representada pelos compostos de alumínio e pelo hidrogênio de ligação covalente, associado aos coloides com carga negativa variável. Acidez ativa: mede a concentração ou atividade de íons H+ na solução do solo. É expressa pelo valor de pH e para a maioria dos solos do Brasil, varia de 4,0 a 7,5 (Figura 4). Acidez potencial ou poder tampão do solo ou total (meq/100g ou meq/100cc ou cmolc/dm3): conjunto de ácidos do solo que pode liberar íons H+ para a solução (Figura 4). A acidez potencial corresponde à soma da acidez trocável e da acidez não trocável do solo, sendo a primeira (Al3+) definida com base na extração com soluções de sais neutros não tamponados. Enquanto a acidez não trocável é a acidez que o solo potencialmente poderá produzir com a elevação do seu pH até valores previamente definidos (pH 7.0 ou 8.2) pelo uso de soluções tamponadas (MELO; MOTTA, 2009). A acidez potencial trocável representa o poder tampão do solo, em seu pH natural, até o pH onde ocorre a completa hidrólise do Al3+. Onde o poder tampão do solo em relação à acidez potencial trocável define a quantidade de corretivo necessária para a completa hidrólise do Al3+, muito usado em métodos para estimar a necessidade de calagem. A acidez potencial não trocável ou poder tampão a pH 7.0 e 8.2 é determinada via solução tamponada a pH 7.0 em solos que apresentam baixo pH e com solução tamponada a pH 8.2 para solos acima de pH 7.0. Em resumo: Acidez trocável → Al3+ trocável + H+ trocável, quando houver. Acidez não trocável → H+ de ligação covalente. Al3+ trocável + H+ trocável, quando houver + H+ de ligação covalente. 24 UNIDADE II │ ACIDEZ DO SOLO Figura 4. Componentes da acidez do solo, na fase sólida e líquida. Fonte: Van Raij e Quaggio, 1993. A quantidade de bases necessária para elevar o pH do solo a 6,0, por exemplo, varia de solo para solo. Depende: » do pH inicial dos solos; » dos teores de Al3+, M.O., argila e óxidos. Isso se chama poder tampão do solo. Logo, solos argilosos e/ou com altos teores de M.O. terão maior poder tampão. Classificação do solo com base em pH A acidez do solo é um dos principais fatores que afetam a produção agrícola. É considerada como uma das propriedades químicas fundamentais, pois influencia a disponibilidade de nutrientes e a solubilidade de elementos tóxicos, como o alumínio (Al), que é prejudicial para o desenvolvimento e crescimento das plantas. Ao pH do solo pode ser atribuído vários fatores, incluindo a mineralogia, clima e fatores relacionados à gestão dos solos. De acordo com os valores de pH, os solos podem ser classificados em (Figura 5): » Solos ácidos: pH abaixo de 7.0. » Solo neutro: pH = 7.0. » Solo alcalino: pH acima de 7.0. 25 ACIDEZ DO SOLO │ UNIDADE II Figura 5. pH dos solos. Fonte: adaptado de Peverill et al., 1999. O valor de pH ótimo para o desempenho das culturas varia entre 6.5 e 7.5. Os solos com valor de pH superior a 7.0 são chamados de solos alcalinos. Esses são divididos em dois grupos os solos salinos e solos sódicos. O primeiro representa um grupo de solos nos quais as percentagens de sais solúveis são muito elevadas, cloretos e sulfatos. Enquanto solos classificados como sódicos apresenta baixos teores de sais solúveis e de sódio permutável. De modo geral, solos ácidos são insaturados, apresentam baixa retenção de água, teor de nutrientes desequilibrado, além de serem considerados como solos velhos e vulneráveis à degradação.Solos alcalinos A acidez é comum em todas as regiões onde se caracteriza por apresentar uma precipitação suficientemente elevada onde é capaz de lixiviar quantidades de bases permutáveis das camadas superficiais dos solos. Dessa maneira, quando existe uma quantidade elevada de saturação de base, a presença de sais, especificamente de carbonatos de cálcio, magnésio e sódio, constitui o predomínio de íons hidroxila sobre os íons hidrogênio na solução do solo, assim temos a caracterização de um solo alcalino. Solos alcalinos apresentam alta saturação de cátions de bases (K+, Ca²+, Mg²+ e Na+) permutáveis nas camadas superficiais do solo. São os solos presentes em regiões com 26 UNIDADE II │ ACIDEZ DO SOLO calcário próximo da superfície, são alcalinos pela presença do carbonato de cálcio (CaCO3) (calcário constantemente misturado com a solução do solo) (MORAES NETO, 2009). A alcalinidade do solo é a quantidade de um solo alcalino, isto é, daquele que apresenta um valor de pH em água maior que 7,0, na prática, um solo é considerado alcalino quando apresenta um ph superior a 7,3. Esse tipo de solo é encontrado em regiões semiáridas e áridas, áreas onde a evapotranspiração excede à precipitação, portanto, a irrigação é necessária para satisfazer as necessidades de água das plantas. No Brasil, as condições favoráveis à alcalinização ocorrem mais frequentemente nas regiões secas do nordeste. As fontes de sais e bases alcalinizam o solo, são os minerais primários básicos que liberam íons OH- por meio das precipitações atmosféricas e da intemperização (hidrólise). A alcalinidade implica no aumento da saturação de bases do complexo de troca do solo, isto é, as cargas negativas dos coloides passam a ser ocupadas por elevadas proporções de elementos alcalinos e alcalinos-terrosos, K, Ca, Mg e Na, e por baixa proporção de íons H+. devido ao equilíbrio entre íons da fase sólida e os da fase líquida (solução), a atividade do H+ na fase líquida diminui, o que faz elevar o pH. Forma de nutrientes nos solos A maioria dos nutrientes essenciais às plantas é dissolvida em uma solução no solo em torno das raízes. No caso em turfas, como matéria orgânica, que contém grandes quantidades de água, o que auxilia os elementos a se moverem a partir do solo para as raízes. Elementos que possuem uma carga elétrica são chamados de íons, eles podem ser carregados positivamente, esses são cátions; e os que apresentam carga negativa são os ânions (Figura 6). Os cátions mais comuns do solo são os seguintes: cálcio (Ca++), magnésio (Mg ++), potássio (K+), de amônio (NH4+), hidrogênio (H+) e sódio (Na+). Ânions do solo comuns incluem: cloro (Cl-), nitrato (NO3-), sulfato (SO4 2-) e fosfato (PO4 3). Note-se também que os ânions podem ter mais do que uma carga negativa e pode fazer combinações com o elemento oxigênio. 27 ACIDEZ DO SOLO │ UNIDADE II Figura 6. As relações entre as partículas do solo, íons detidos pelo complexo de troca e íons na solução do solo. Fonte: Voss, 1998. 28 UNIDADE IIICORRIGINDO A ACIDEZ DO SOLO CAPÍTULO 1 Calagem, capacidade de troca de cátions (CTC), recomendação de calagem Calagem Os solos ácidos das regiões subtropicais e tropicais apresentam pH baixo, teores de alumínio que podem ser fitotóxicos e ter baixos teores de cálcio e magnésio trocáveis. Essas particularidades são inadequadas ao desenvolvimento da maioria das culturas. A fim de atingir a alta produtividade, é necessário se fazer a calagem (AMARAL et al., 2000; MEDEIROS et al., 2009). Os efeitos da aplicação de calcário, nas propriedades físicas do solo são importantes para a sustentabilidade da agricultura. Os seus efeitos são complexos e muitas interações podem ocorrer em curto prazo, a calagem pode resultar na dispersão dos coloides da argila e a formação de crostas na superfície do solo, pois há um aumento do pH, onde a carga negativa da superfície aumenta e as forças de repulsão entre as partículas passam a dominar. Em doses de calcário superiores, a um aumento de concentrações de Ca2+ e da força iônica na solução do solo. Quando presentes em quantidades suficientes, tanto calcário quanto os hidróxidos de alumínio atuam como agentes de ligação das partículas do solo, cimentando e melhorando a estrutura do solo. A calagem, muitas vezes, provoca uma rápida atividade microbiana no solo, mas o efeito disso sobre a agregação do solo ainda não é muito elucidada, tornando-se, nos dias de hoje, um gargalo. A literatura sugere que ao longo prazo a calagem possa a vir a aumentar o rendimento das culturas, auxiliar na devolução da matéria orgânica do solo 29 CORRIGINDO A ACIDEZ DO SOLO │ UNIDADE III e, assim, na agregação do solo. Há uma grande necessidade de estudar essa relação em ensaios de calagem durante um longo prazo. Segundo Natale et al., (2007), o termo calagem é definido como a técnica de incorporar ao solo hidróxidos e óxidos de cálcio e magnésio, carbonatos, com os seguintes objetivos: » suprir a planta de magnésio e cálcio; » corrigir os efeitos indesejados da acidez elevada, » neutralizar a acidez do solo e o aumento do pH, » reduzir o alumínio tóxico; » aumentar a disponibilidade da maioria dos nutrientes para as plantas, » melhorar as propriedades biológicas, especificamente as atividades dos microrganismos benéficos, » aumentar o teor de matéria orgânica no solo, » aumentar a disponibilidade de molibdênio (Mo), o único micronutriente disponível a valores de pH mais elevados, » fornecer Ca e Mg (dois dos nutrientes secundários), » melhorar as propriedades físicas do solo (estruturas). O uso da calagem não está apenas relacionado ao pH do solo, mas também com a sua capacidade de troca de cátions (CTC) e sua capacidade tampão. Capacidade de troca de cátions (CTC) A CTC é uma medida da distribuição das cargas elétricas disponíveis na superfície das partículas do solo para a retenção de água e cátions dispersos na solução do solo (COSTA et al., 1999). A capacidade de troca de cátions (CTC) de um solo, do húmus ou da argila do húmus representa a quantidade total de cátions retidos na superfície desses materiais em condição permutável (Ca2+ + Mg2+ + K+ + H+ + Al3+) (SAMBATTI et al., 2003). 30 UNIDADE III │ CORRIGINDO A ACIDEZ DO SOLO A capacidade de troca catiônica (CTC) influencia a capacidade do solo para reter nutrientes essenciais e fornece um amortecedor contra a acidificação do solo. Solos com um maior teor de argila, ao longo do tempo, tendem a ter maior CTC. A matéria orgânica tem um nível muito elevado do CTC. Os solos arenosos dependem, em grande parte, da alta CIC da matéria orgânica para a retenção de nutrientes na superfície do solo. O solo é composto por uma mistura de areia, sedimentos, argila e matéria orgânica, assim a argila e as partículas de matéria orgânica contém uma carga líquida negativa. Dessa maneira, essas partículas do solo com carga negativa atraem e mantêm as partículas carregadas positivamente e repelem outras partículas de carga negativa. A CTC (normalmente expressa em miliequivalentes ou me. por 100 g. de solo) é definida como a soma dos cátions trocáveis de um solo. Muitos métodos têm sido e continuam sendo propostos para determinação da CTC, enquanto a maioria deles indica a ordem de grandeza da capacidade de troca de cátions nos solos (a CTC pode variar de 1,0 a 100 meq. por 100 g.) (CHAPMAN, 1965). Representada pela soma total de cargas positivas do solo, dá uma ideia do potencial de sua fertilidade: Equação 1. CTC= S + (H + Al) (meq/100 cm³ de terra) Onde: S = soma de bases do solo H = teor de nitrogênio Al = teor de alumínio (Al+3) A variação nos valores de CTC de um solo pode variar, e essa variação depende do tipo de material da argila presente, da classe textural e do teor de matéria orgânica (COSTA et al., 1999). Nas condições tropicais os óxidos de ferro e alumínio, as substâncias húmicas e as argilas minerais, são os fundamentaiscoloides responsáveis pela capacidade de troca de cátions (CTC) dos solos (Tabela 9). Como esses coloides apresentam maior número de cargas negativas do que positivas, a adsorção é nomeadamente de cátions. Entretanto, 31 CORRIGINDO A ACIDEZ DO SOLO │ UNIDADE III ânions (presentes nos óxidos de ferro e alumínio) também podem ser atraídos pela presença de sítios nesses coloides com cargas positivas. Tabela 9. Capacidade de troca de cátions (CTC) de alguns coloides do solo sob condições tropicais. Coloide CTC – mmolc dm-3 Caolinita* 50 – 150 Montmorilonita * 500 – 1.000 Ilita* 100 – 500 Vermiculita* 1.000 – 1.500 Alofana* 250 – 700 Óxidos de Fe e Al 20 – 50 Substâncias húmicas - 5.000 *argilas minerais Fonte: Adaptada de Mello et al., 1983. Partículas menores (fração argila, φ<2µm) apresentam um grande número e uma grande área superficial por unidade de massa, assim solos mais argilosos (solos mais tamponados) apresentam maior CTC do que solos arenosos (menos tamponados), isto é, necessitam de mais calcário para aumentar seu pH. A CTC do solo está relacionada com a percentagem de argila e matéria orgânica, que pode ser estimada a partir da textura e cor do solo (MENGEL, 1993). Assim, à medida que a porcentagem de argila e matéria orgânica aumenta, o valor de CTC também aumenta (Tabela 10) (PRIMAVESI, 2006). Tabela 10. Influência da argila e da matéria orgânica (MO) sobre os valores totais de capacidade de troca catiônica (CTC). pH MO (g dm-3) Argila % CTC mmolc dm-3 (pH 7,0) Solo 1 4.9 3 5 19 Solo 2 6.6 32 5 104 Solo 3 4.5 31 25 117 Fonte: Primavesi, 2006. Um solo considerado de boa qualidade para nutrição das plantas tem a maior parte da CTC do solo ocupada por cátions essenciais como Ca2+, Mg2+ e K+. Já um solo pobre tem grande parte da CTC ocupada por cátions potencialmente tóxicos como H+ e Al3+. Valores de CTC baixa faz referência a um solo com reduzida capacidade para reter cátions em forma trocável; diante dessa situação, não é aconselhável realizar as calagens e adubações de maneira parcelada para que se possa evitar maiores perdas por lixiviação. 32 UNIDADE III │ CORRIGINDO A ACIDEZ DO SOLO Medição de CTC Geralmente, a capacidade de troca catiônica é medida em laboratórios em testes de solo usando-se dois métodos. O método direto substitui a mistura normal dos cátions em sítios de troca com um único cátion como o amónio (NH4 +), para substituir o que é permutável NH4 +, com outro cátion, e em seguida, para medir a quantidade de NH4 + trocadas (que foi o quanto o solo tinha segurado). Normalmente, os laboratórios de análise de solo estimam a CTC pela soma de cálcio, magnésio e potássio medido no procedimento de análise de solo, com uma estimativa de hidrogênio trocável obtida a partir do pH. Geralmente, os valores de CTC, por esse método da soma, será ligeiramente mais baixo do que os obtidos por meio de avaliações diretas. Capacidade tampão É a presença de cátions no solo que servem como uma fonte de reabastecimento de água para aqueles em que foram removidos do solo pelas raízes das plantas ou perdidos por meio da lixiviação. Quanto maior for a CTC, mais cátions podem ser fornecidos. Essa é a chamada capacidade tampão do solo. O solo age como um tampão e resiste à mudança de pH, mas a sua capacidade tamponante depende de seu tipo, essa propriedade provem da capacidade de trocar cátions com o meio. Essa troca é o mecanismo pelo qual K+, Ca2+, Mg2+ e metais essenciais, a níveis de traço, são disponibilizados às plantas. O processo de absorção de íons metálicos do solo pelas raízes das plantas e sua consequente troca por íons H+, aliado à lixiviação de cálcio, magnésio e outros íons do solo por água contendo ácido carbônico, tende a tornar ácido o solo (MANAHAN, 1994). A definição que é considerada mais compreensiva e a de Harris (1999) onde uma solução tamponada resiste a mudanças de pH quando ácidos ou bases são adicionados ou quando uma diluição ocorre. Capacidade tampão ou poder tampão dos solos trata-se da resistência do solo em ter o valor de seu pH alterado quando tratado com ácido ou base, dessa forma quanto maior a acidez potencial, maior será o poder tampão do solo. Solos mais argilosos e solos com maiores teores de matéria orgânica possuem maior poder tampão do que solos mais arenosos ou argilosos com argila de baixa atividade ou solos com menores teores de 33 CORRIGINDO A ACIDEZ DO SOLO │ UNIDADE III matéria orgânica. Em solos que apresentam baixo poder tampão, é necessário atentar para a aplicação de doses de calcário em excesso, que pode elevar o pH acima de 7,0, o que provoca a redução da disponibilidade de vários nutrientes, principalmente os micronutrientes. Cátions podem ser classificados como ácidos (ácido-formando) ou básicos. Os cátions de ácidos comuns são hidrogênio e alumínio; os básicos comuns são o cálcio, magnésio, potássio e sódio. 34 CAPÍTULO 2 Recomendação de calagem, qualidade do corretivo, classificação do corretivo, modo e época de aplicação Recomendação de calagem A recomendação de calagem pode seguir alguns métodos com base em conceitos amplamente aceitos, para os solos de todos os estados, por técnicos especialistas em fertilidade do solo: ‘Método de neutralização da acidez trocável e da elevação dos teores de Ca e de Mg trocáveis’, ‘Solução tampão SMP’ e ‘método da saturação por bases’. Neutralização do alumínio Usado na maior parte do país, baseia-se na neutralização do alumínio trocável, o que eleva o pH a menos de 5,5 (utilizado no estado de SP), enquanto no sul do pais, preconiza a calagem visando elevar o pH a um mínimo de 6 (RAIJ et al., 1983). A toxicidade do alumínio pode ocorrer em solos que têm grandes quantidades de minerais contendo alumínio. Em tais solos, o alumínio pode dissolver-se na solução do solo quando o pH cai para valores abaixo de 5.4. Em contrapartida, a solubilidade do alumínio reduz drasticamente à medida que o pH aumenta acima de 5.4. Como resultado, a administração adequada do pH do solo pode evitar os problemas associados à toxicidade do alumínio. Quantidades excessivas de alumínio podem inibir o desenvolvimento radicular e limitar o crescimento das plantas. A saturação de alumínio é uma expressão que descreve a relativa abundância de alumínio no solo. Como saturação por bases, saturação por alumínio é a porcentagem da CTC ocupada pelo teor de alumínio. 35 CORRIGINDO A ACIDEZ DO SOLO │ UNIDADE III A tolerância ao alumínio varia entre as espécies de plantas, a maioria das plantas não toleram a saturação de alumínio maior do que 15%. Certas culturas, como a cana de açúcar, abacaxi, e o milho, são mais tolerantes a níveis altos de saturação de alumínio. A toxicidade do alumínio ocorre rapidamente sob condições ácidas, especificamente quando os valores de pH é igual ou inferior a 5,4. O controle do pH do solo é o fator chave para evitar toxicidade de alumínio, sendo essa corrigida pela adição de calcário. Solução tampão SMP Essa solução é colocada em contato com o solo, e a leitura de pH da suspensão indica a necessidade de calagem para pH 6,0. É bastante sensível para indicar, com precisão, a necessidade de calagem dos solos (RAIJ et al., 1979; PEREIRA et al., 1998). Contudo, foi constatado que esse método é menos eficaz para necessidades de calagem abaixo de 4t/ha, o que seria um obstáculo para o seu uso em solos de baixo poder tampão, como ocorre com os solos paulistas. Saturação por bases Saturação por base (V) é a percentagem de CEC ocupada pelos cátions básicos Ca2+, Mg2+ e K+. Os cátions básicos se distinguem dos cátions ácidos H+ e Al3+. Em um pH do solo próximo de 5,4 ou menos, o Al3+ está presente numa concentração significativamente elevada o que impede o crescimento da maior parte das espécies de plantas, e quanto menor for o pH do solo, maior será a quantidade de Al3+ tóxico (RAIJ et al., 1983). Portanto, solos com saturaçãode bases alta são geralmente mais férteis porque: » apresentam pouco ou nenhum ácido (cátion Al3+), que é tóxico para o crescimento das plantas; » solos com elevada saturação de bases apresentam um pH também mais elevado, portanto, são mais tamponados contra os cátions ácidos das raízes das plantas e aos processos do solo que acidificam o solo (nitrificação, chuva ácida etc.); » os solos contêm maiores quantidades de cátions dos nutrientes K+, Ca2+ e Mg2+ para utilização pelas plantas. 36 UNIDADE III │ CORRIGINDO A ACIDEZ DO SOLO A formula para cálculo da necessidade de calagem (NC, em t/ha) (Equação 2): Equação 2. NC (t/ha) = T(Ve-Va)/100 T= CTC a pH 7 = SB + (H+Al),em cmolc/dm³ Va = saturação por base atual do solo = 100 SB/T, em % Ve = saturação por base desejada ou esperada, para a cultura a ser implantada e para a qual é necessária a calagem (Tabela 11). Tabela 11. Valores máximos de saturação por Al3+ tolerados por algumas culturas (mt) e valores de X para o método do Al e do Ca+Mg trocáveis adequados para diversas culturas e, valores de saturação por bases (Ve) que se procura atingir pela calagem. Culturas mt (%) X(cmolc/dm³) Ve (%) Observações Milho e sorgo 15 2.0 50 Não utilizar mais de 6 t/ha de calcário por aplicação Feijão, soja e adubos verdes 20 2.0 50 Mamona 10 2.5 60 Algodão 10 2.5 60 Utilizar calcário contendo magnésio Café 25 3.5 60 Cana-de-açúcar 30 3.5 60 Não utilizar mais de 10 t/ha de calcário por aplicação Mandioca 30 1.0 40 Não utilizar mais de 2 t/ha de calcário por aplicação Abóbora, moranga, pepino, melancia 5 3.0 70 Exigente em magnésio Tomate, pimentão 5 3.0 70 Beterraba, cenoura 5 3.0 65 Exigente em magnésio Abacaxizeiro 15 2.0 50 Banana 10 3.0 70 Utilizar calcário dolomítico Citros 5 3.0 70 Videira 5 3.5 80 Eucalipto 30 1.5 40 Grupo capim elefante 20 2 50 Fonte: Ribeiro et al., 1999. A quantidade de calcário a ser usada (QC, em t/ha). Conforme os critérios estabelecidos para NC, a QC indica a quantidade de CaCO3 ou calcário PRNT=100% a ser incorporado por hectare, na camada de 0 a 20 cm de profundidade, levando em consideração alguns aspectos: » a % da superfície do terreno a ser coberta na calagem (SC, em %); » profundidade que será incorporado o calcário (PF, em cm); » o poder relativo de neutralização total do calcário a ser utilizado (PRNT, em %) Equação 3. QC= NC x SC/100 x PF/20 x 100/PRNT 37 CORRIGINDO A ACIDEZ DO SOLO │ UNIDADE III Qualidade do corretivo Existem quatro diretrizes que podem auxiliar a determinar a necessidade de calcário: mudança de pH, capacidade de enchimento do solo, tipo de material, textura do material de calagem (BELLINGIERI et al., 1989). » O intervalo de pH ideal para a maioria das plantas é entre 6.0 e 6.5. » Os solos de textura mais fina têm maior capacidade de tamponamento do que solos de textura mais grossa, dessa maneira, mais calcário deve ser adicionado ao solo de textura mais fina para conseguir o mesmo efeito e obter o pH ideal. » Devido às diferenças na composição química e pureza, e materiais utilizados para a calagem, existem diferentes pontos de neutralizantes (Tabela 12). Dessa maneira, é importante conhecer a força de neutralização do material de calagem antes de determinar a quantidade a se acrescentar ao solo para atingir um pH ideal. » Quanto mais fino é o calcário maior é a sua atividade neutralizante. Entanto, a aplicação de calcário de textura extremamente fina é dificultada especialmente sob condições de vento. Tabela 12. Valores de PRNT de calcários. Material calcário PRNT Carbonato de Cálcio 100 Calcários (CaCO 3 + MgCO 3 ) Dolomítico (MgO>5%) 70 – 120 Calcítico (MgO<5%) Farinha de ostras cozidas 80 – 90 Cal viva 150 – 175 Farinha de ostras queimadas 90 – 110 Cal hidratada 120 – 135 Escóreas 50 – 70 Cinza de madeira 40 – 80 Gesso Nenhum Fonte: adaptado por Brasil, 1980. Conhecer o PRNT permite apenas uma avaliação quantitativa da reatividade de um corretivo em um período máximo de três meses, não indicando, no entanto, seu efeito residual. 38 UNIDADE III │ CORRIGINDO A ACIDEZ DO SOLO Classificação do corretivo Os corretivos agrícolas são os materiais que apresentam carbonatos, óxidos, hidróxidos ou silicatos de cálcio e de magnésio como constituinte neutralizante ou princípio ativo. Os corretivos da acidez dos solos são classificados em: » Calcário: é o corretivo agrícola mais comum, onde seus constituintes neutralizantes são o carbonato de cálcio (CaCO3) e o carbonato de magnésio (MgCO3). Em função do teor de MgCO3, os calcários são classificados em: › calcítico, que apresenta baixos teores de MgCO3 (menos de 10%); › magnesiano, com teores medianos de MgCO3 (10 a 25%); e › dolomítico, com teores relativamente altos de MgCO3 (mais de 25%). É obtido pela moagem de rocha calcária, de maneira geral, as jazidas de calcário são de origem orgânica, de natureza sedimentar ou de natureza metamórfica. Os calcários sedimentares são mais “moles” ou friáveis e os metamórficos, mais “duros”, mas ambos apresentam o mesmo comportamento agronômico. Existem também os óxidos de cálcio e de magnésio (CaO e MgO) conhecidos como cal virgem; e os hidróxidos de cálcio e de magnésio (Ca(OH)2 e Mg(OH)2) são os principais compostos responsáveis pelo poder de neutralizar a acidez do solo, apresentam uma reação básica, utilizando o CO3 2- para complexar o alumínio liberando Ca2+ ou Mg2+ para a CTC do solo (BELLINGIERI; ALCARDE, 1983; TEDESCO; GIANELLO, 2000). Segundo Malavolta (1976), o calcário possui uma baixa capacidade de movimentação no solo, corrigindo apenas onde foi incorporado. O íon carbonato, que acompanha o cálcio, depois de neutralizar a acidez é convertido em carbono (CO2) e escapa para a atmosfera. O cálcio fica ligado às cargas negativas das argilas. Ação neutralizante Os calcários são classificados quanto ao seu teor de MgO em: » calcítico, com menos de 5% de MgO; » magnesiano, com 5% a 12% de MgO; e » dolomítico, com mais de 12% de MgO (Tabela 13). 39 CORRIGINDO A ACIDEZ DO SOLO │ UNIDADE III Os calcários calcíticos apresentam de 1% a 5% de MgO e de 45% a 55% de CaO; os magnesianos, de 5% a 12% de MgO e de 40% a 42% de CaO; e os dolomíticos, de 13% a 21% de MgO e de 25% a 35% de CaO. Na tabela 14 consta os valores de equivalência de cálcio (ECaCo3) para os diferentes tipos de neutralizantes corretivos. Tabela 13. Classificação dos calcários de acordo com o teor de MgO Classificação MgO (%) Calcítico < 5 Dolomítico ≥ 5 Fonte: Brasil, 2004. Tabela 14. Equivalente em carbonato de cálcio (ECaCO3) dos diferentes constituintes neutralizantes dos corretivos da acidez dos solos. Constituintes Fórmula Massa de 1 e.g(*) g ECaCO3 Carbonato de cálcio CaCO 3 50.0 1.0 Carbonato de magnésio MgCO 3 42.16 1.19 Hidróxido de cálcio Ca(OH) 2 37.05 1.35 Hidróxido de magnésio Mg(OH) 2 29.16 1.72 Óxido de Cálcio CaO 28.04 1.79 Óxido de magnésio MgO 20.16 2.48 Silicato de cálcio CaSiO 3 58.08 0.86 Silicato de magnésio MgSiO 3 50.20 1.0 (*) equivalente grama Fonte: Alcarde e Rodella, 1996. Para ser considerado um material de calagem, um ânion deve produzir OH-, os íons reagem com íons Al3 + H+. Modo e época de aplicação Os calcários apresentam baixa solubilidade, assim, vários são os fatores que devem ser considerados para aumentar a eficiência de aplicação do calcário, como a qualidade do produto, época e modo de aplicação. » Época de aplicação: a calagem pode ser realizada em qualquer época do ano, sendo importante que a aplicação seja feita com antecedência à adubação e/ou ao plantio. Uma opção de quando se não aplica o calcário com antecedência necessária, sugere-se usar produtos que apresentam maior PRNT. 40 UNIDADE III │ CORRIGINDO A ACIDEZ DO SOLO » Distribuição: deve ser espalhado o mais uniformemente possível, com adequada regulagem da distribuidora, que permita aplicação correta da dose necessária. A calagem pode ser aplicada incorporada aosolo ou deixando-a na superfície (MIRANDA et al., 2007). A calagem superficial tem proporcionado ganhos no ambiente radicular e, além de prevenir ocorrências de impedimento físico por selamento ou compactação de poros, garante também alterações dos atributos químicos em profundidade (AMARAL; ANGHINONI, 2001; CAIRES et al., 2008). O calcário deve ser incorporado a maior profundidade possível, de modo a permitir o melhor contato do corretivo com as partículas do solo. Quando são culturas anuais, recomenda-se aplicar metade da dose antes da aração e a outra metade após a aração, antes da gradagem. Na correção da acidez do solo em plantio convencional a aplicação do calcário é feita pela incorporação do calcário ao solo, revolvendo-o com aração e gradagens, prática que altera algumas características físicas do solo, reduzindo a porosidade, a distribuição de tamanho e a estabilidade dos agregados, além de desmanchar os canais decorrentes da expansão radicular e da atividade biológica, o que inviabiliza a infiltração de água, facilitando o escorrimento superficial e favorecendo a erosão (FUCKS et al., 1994; RHEINHEIMER et al., 2000). No sistema de plantio direto, a correção da acidez do solo é realizada mediante distribuição do calcário na superfície, sem incorporação (CAIRES; FONSECA, 2000). 41 CAPÍTULO 3 Gessagem, composição do gesso, solubilidade, comportamento do gesso no solo, recomendação do gesso A correção do subsolo ácido pode ser realizada usando a calagem profunda. No entanto, essa prática necessita de revolvimento do solo, razão porque não é de interesse em áreas já estabelecidas com sistema de cultivo que não envolve o preparo convencional, além de envolver máquinas potentes e equipamentos caros, o que onera mais os gastos com a calagem. Uma alternativa eficiente é a aplicação de gesso agrícola, prática viável que não exige o revolvimento do solo. O gesso agrícola é originado a partir do ácido sulfúrico sobre a rocha fosfatada, com a finalidade de produzir ácido fosfórico (Reação 3). O sulfato de cálcio dihidratado (CaSO4.2H2O) ou gesso, vem sendo usado como fertilizante desde a antiguidade pelos romanos e gregos como fonte de enxofre e cálcio para o cultivo das plantas (BORKER et al., 1987). Reação 3. Ca 10 (PO 4 ) 6 F 2 + 10H 2 SO 4 → 6H 3 PO 4 + 10CaSO 4 + 2HF Concentrado fosfático ácido fosfórico gesso agricola Em 1 tonelada de ácido fosfórico produzido temos 4,5 tonelada de gesso. Composição do gesso O gesso agrícola é um sulfato de Ca di-hidratado, CaSO4.2H2O, que apresenta a seguinte composição (Tabela 15): Tabela 15. Composição do gesso agrícola. Umidade 15 – 17% Cálcio (Ca) 17 – 20% Enxofre (SO 4 ) 25 – 28% Fósforo (P 2 O 5 ) 0.6 – 0.75% Flúor (F) 0.67 – 3.20% Óxido de Silício (SiO 2 ) 1.26 – 3.20 Fonte: adaptado por Dias, 1992. 42 UNIDADE III │ CORRIGINDO A ACIDEZ DO SOLO Solubilidade O gesso agrícola é 150 vezes mais solúvel que o carbonato de cálcio (Tabela 16): Tabela 16. Solubilidade do gesso agrícola X calcário. Produto Solubilidade g/100ml CaCO 3 (PRNT = 100%) 0,0014 CaSO 4 .2 H2O (gesso) 0,204 Fonte: adaptado por Dias, 1992. A gessagem tem por objetivo principal incrementar o cálcio na zona de crescimento das raízes e reduzir a saturação por alumínio (TANAMATI et al., 2013). Esse fato não acontece de maneira sensível com o uso de calcário, pela ausência de ânion acompanhante estável para o Ca+2, já que o CO3 -2 se decompõe em condições de acidez. O gesso (CaSO4.2H2O) é o mais adequado quando o assunto é disponibilidade e sua movimentação não é excessivamente rápida, além de favorecer o aprofundamento do sistema radicular no solo, devido à redução do teor de alumínio tóxico com a formação do par iônico AL(SO4) + e do fornecimento do Ca na superfície (VILELA et al., 2010; SORATTO et al., 2008). Benefícios do gesso agrícola » Fonte de cálcio e enxofre necessária para a nutrição das plantas, pois o gesso é uma excelente fonte de enxofre para a nutrição das plantas, além de melhorar a produtividade. » Correção dos solos ácidos e correção do alumínio tóxico, uma das principais vantagens do uso do gesso é a sua capacidade para reduzir a toxidade do alumínio, especialmente nos subsolos. » Gesso aplicado em superfície do solo lixivia até o subsolo e resulta em maior crescimento da raiz. » Melhora a estrutura do solo favorável para o crescimento da raiz, facilitando o movimento do ar e da água. » Melhora a agregação e inibe ou supera a dispersão em solos sódicos, por meio da adição de cálcio solúvel, podendo superar os efeitos de dispersão de íons de magnésio ou sódio; além de ajudar a promover a floculação e desenvolvimento estrutural em solos dispersos. 43 CORRIGINDO A ACIDEZ DO SOLO │ UNIDADE III » Melhora a infiltração de água, especialmente a capacidade do solo em drenar e não se tornar inundado, permitindo o melhor crescimento das plantas. Além de aumentar a eficiência do uso da água pelas culturas, o que é extremamente importante durante o período de seca. » Auxilia na redução do escoamento e na erosão, especificamente na redução de perdas de P solúveis. Desvantagem do gesso agrícola » A aplicação de gesso em excesso causa o “transporte” de nutrientes para camadas mais profundas, o que pode causar uma deficiência de nutrientes na superfície (ocorre mais com Mg e K). » O gesso utilizado junto com o calcário dolomítico, além de fornecer uma maior quantidade de Mg ao solo, aumenta a retenção de K na camada arável do solo. A gessagem é recomendada em situações específicas, pois pode desequilibrar as bases do solo ou proporcionar a lixiviação de outros cátions como o potássio e o magnésio, dessa maneira, para evitar os efeitos negativos oriundos do gesso, é importante fazer a aplicação combinada com calcário dolomítico (FOLONI et al., 2009 ; ROSOLEM, 1994). A água da chuva tem baixa quantidade de eletrólitos, consequentemente, as partículas do solo tendem a inchar e isso faz com que repilam as partículas de argila, e a adição de gesso aumenta o ligamento entre as partículas do solo e a coesão do solo (GHEYI et al., 1995). Os solos afetados por sais são encontrados em zonas áridas e semiáridas, onde a evaporação é superior à precipitação, dessa maneira a drenagem interna é deficiente. Juntamente com a excessiva evaporação, produz a acumulação de sais solúveis e o incremento do sódio trocável na superfície e/ou na subsuperfície dos solos (Figura 7). Assim, por apresentar uma abundância relativa e baixo custo, o gesso é o corretivo mais utilizado para recuperação de solos sódicos e salino-sódicos (FOLONI et al., 2009). Figura 7. Reação de troca de Na e Ca na argila. Fonte: Vitti, 2000. 44 UNIDADE III │ CORRIGINDO A ACIDEZ DO SOLO Comportamento do gesso no solo Ocorre a hidrólise do sulfato de cálcio, onde os íons resultantes são o cálcio (Ca2+) e o sulfato (SO4 2-), que não são neutralizantes da acidez do solo (Reação 5 ). (BORKERT et al., 1988) 2HOH Reação 4. CaSO 4 . 2HOH → Ca2+ + SO 4 2- Ca2+ + SO 4 2- → à troca iônica CaSO 4 → à lixiviado Em solos com acidez potencial alta, os íons hidroxila (OH-) provenientes da troca pelo sulfato, são neutralizados pelos hidrogênios (H+) da hidrólise do alumínio, ocorrendo um equilíbrio de cargas sem mudanças significativas no pH. Quando os solos apresentam uma acidez potencial baixa e com menores teores de alumínio trocável (Al3+), o aumento de pH ocorre pela reação de troca do sulfato (SO4 2-) pela hidroxila (OH-) das superfícies dos óxidos de ferro e alumínio. O íon sulfato serve, como meio eficaz para promover o movimento de íons do solo devido às reações associadas com metais, principalmente Ca2+, Mg2+, K+ e Al3+, formando complexos solúveis neutros ou com menor valência (CaSO4 0, MgSO4 0, K2SO4 0 e AlSO4 0), que lixiviam facilmente. Devido à formação dessas associações iônicas, a aplicação superficial do gesso promove aumento no teor de cátions na solução do solo(Figura 8 a/b/c/d)). Figura 8. Aplicação do gesso e reações com os cátions na solução do solo. a b c d Fonte: Zambrosi et al., 2007. O aumento no teor do mineral cálcio em profundidade é considerado como uma das principais vantagens quando se aplica gesso nos solos ácidos, com isso há um maior desenvolvimento radicular em profundidade e por seguida maior absorção de água e nutrientes. 45 CORRIGINDO A ACIDEZ DO SOLO │ UNIDADE III Contudo, se por um lado há lixiviação do cálcio e outros cátions pela formação de complexos solúveis com sulfato, por outro a lixiviação é retardada pela adsorção de sulfato aos óxidos e às argilas, pois, em seu movimento, os cátions têm que ser acompanhados por ânions, tanto na forma de complexos, como de íons livres (condições de eletroneutralidade da solução). A aplicação de cloreto de cálcio (CaCl2) e de nitrato de cálcio (Ca(NO2)2) no solo além de apresentarem custo elevado em relação ao gesso, proporciona lixiviação mais rápida de cálcio do que a aplicação de gesso, pois os ânions cloreto (Cl-) e nitrato (NO3) praticamente não reagem com a fase sólida da maioria dos solos (RITCHEY et al.,1980). O gesso também age na redução do nível de toxicidade do alumínio pela indução da polimerização de alumínio, pelas reações de troca entre sulfato (SO4 2-) e os grupos hidroxilas (OH-) da superfície dos óxidos, ou pela formação de associação iônica (AlSO4 +). Assim, diminuiu a atividade do íon (Al3+) na solução do solo e do alumínio trocável. A diminuição da atividade do íon (Al3+) na solução do solo devido à formação de (AlSO4 +) é importante porque (Al3+) é a espécie mais tóxica e o composto é menos absorvido pelas raízes (PAVAN; BINGHAM, 1982). Dessa maneira, elimina-se um dos gargalos que é a presença do alumínio no solo, sendo necessário que exista quantidades elevadas de sulfato de cálcio para que a complexação do alumínio seja efetiva, mas, não ocorre a solução da acidez do solo. Recomendação do gesso Quando aplicar gesso? » Amostragem do solo: 20 a 40 e de 40 a 60 cm para culturas anuais. » Culturas perenes: 60 a 80 cm ou apenas a camada de 30 a 50 cm. Ao encaminhar as amostras para análise química, deve-se solicitar, também, a determinação do teor de argila (SOUSA et al., 2005). Recomendação com base nos altos teores de Al3+ e Ca2+ Segundo Ribeiro et al., (1999), deve-se dar atentar às características subsuperficiais do solo para que se possa fazer a recomendação da aplicação do gesso agrícola, objetivando 46 UNIDADE III │ CORRIGINDO A ACIDEZ DO SOLO à correção de camadas superficiais com altos teores de Al3+ e, ou baixos teores de Ca2+ para melhorar o ambiente radicular das plantas: Solos (20 a 40 cm ou 30 a 60 cm) que apresentem as seguintes características: » Teor de cálcio (Ca) ≤ 4 mmolc/dm³ ou 0.4 cmolc/dm 3 de Ca2+ e/ou, » Teor de alumínio (Al) > 5 mmolc/dm3 ou 0.5 cmolc/dm 3 de Al3+ e, ou » Saturação por alumínio (m%) > 30% de saturação por Al³+. Necessidade e recomendação com base na textura do solo As doses a serem recomendadas para camadas subsurpeficiais de 20 cm de espessura, conforme o teor de argila (Tabela 17) (RIBEIRO et al., 1999). Tabela 17. Quantidade de gesso (NG) aplicado conforme o teor de argila. Argila (%) NG (t/ha) 0 a 15 0.0 a 0.4 15 a 35 0.4 a 0.8 35 a 60 0.8 a 1.2 60 a 100 1.2 a 1.6 Fonte: Ribeiro et al., 1999. A necessidade de gesso (NG – ton/ha) pode ser estimada pela equação 4: Equação 4. NG: 0.00034 - 0.002445X0.5+ 0.0338886X - 0.00176366X1.5 X = teor de argila (%) A quantidade de gesso (QG) depende da espessura da camada a ser corrigida (Equação 5): Equação 5. QG = NG x EC/20 Ex.: de EC se a camada a ser usada é de 20 a 50 cm (EC= 30 cm) Necessidade e recomendação pelo método de saturação de bases Efetua-se incorporando o gesso na camada arável, na dose de 25% da NC da camada subsuperficial onde se quer melhorar o ambiente radicular (Equação 6): 47 CORRIGINDO A ACIDEZ DO SOLO │ UNIDADE III Equação 6. NG = 0.25 NC NC = necessidade de calcário Necessidade e recomendação como fonte de Ca e S Os motivos principais para a necessidade de aplicação de S nas culturas agrícolas são definidos como o teor reduzido desse nutriente no perfil dos solos tropicais e o aumento significativo no uso de fertilizantes concentrados isentos de S, como ureia, superfosfato triplo, os fosfatos de amônio (MAP e DAP) e o cloreto de potássio (VITTI, 2000). Recomenda-se: 500 a 1000 kg ha-1 de gesso agrícola (cerca de 75 a 150 kg ha-1 de S) no pré-plantio O uso do gesso também promove o desenvolvimento radicular em solos deficientes em Ca ou com m% elevada, nos quais reduz a atividade do Al3+, aliviando sua toxidez. Uma tonelada de gesso agrícola apresenta 20% de umidade, é capaz de elevar o teor de cálcio da análise do solo em 5,0 mmolc dm -3 sendo de grande utilidade para culturas exigentes em cálcio, como batata, amendoim, maçã, tomate, café, citros e manga (RAIJ, 1983). Distribuição relativa de raízes de milho no perfil de um latossolo argiloso, sem aplicação e com aplicação de gesso (Figura 9). Utilização relativa de lâmina de água disponível no perfil de um latossolo argiloso, pela cultura do milho, após um veranico de 25 dias, por ocasião do lançamento de espigas, em parcelas sem aplicação e com aplicação de gesso (Figura 9) (SOUZA et al., 2005). Figura 9. Desenvolvimento do sistema radicular de milho em função da aplicação de gesso. Fonte: Souza et al., 2005. 48 UNIDADE III │ CORRIGINDO A ACIDEZ DO SOLO A utilização correta desse insumo no sistema agropecuário inicia-se com a amostragem e análise do solo, continua com a correção do solo por meio do uso do calcário, seguido da aplicação de gesso agrícola e termina com a aplicação do fertilizante (VITTI, 2009). A melhor época para aplicação do gesso é sempre após a aplicação do calcário, desde que tenha transcorrido tempo suficiente para uma completa reação. Matiello (2008) cita que o gesso sempre deve ser usado em associação com calcário, com isso, reduz-se perdas de magnésio e de potássio das camadas superficiais. O gesso deve ser aplicado após o calcário. O calcário na camada de 0-20 cm e o gesso na camada de 20-40 cm ou 30-60 cm. O gesso pode ser aplicado em cobertura, pois é muito móvel. Se a camada de 0-20 cm não exige calcário, pode-se aplicar o gesso em cobertura. Não há necessidade de incorporação do gesso. Uma corrente de pesquisadores recomenda aplicar calcário e gesso juntos, outra não. 49 UNIDADE IVNUTRIÇÃO DE PLANTAS CAPÍTULO 1 Minerais: macronutrientes e micronutrientes Minerais Um nutriente mineral é considerado como essencial desde que faça parte de uma molécula de um componente de uma planta ou na ausência do nutriente a planta manifeste um crescimento anormal em comparação com uma planta com o elemento presente (EPSTEIN; BLOOM, 2005). Apenas determinados elementos foram considerados como sendo essenciais para as plantas. Define-se elemento essencial sendo: » um componente que é primordial na estrutura ou no metabolismo, » elemento que na sua ausência causa diversas anormalidades no crescimento das plantas, no desenvolvimento, ou na reprodução. Se elementos essenciais são dados às plantas, bem como energia solar e água, as suas células vão sintetizar todos os compostos de que necessitam para o crescimento normal. As plantas precisam de 17 elementos para o seu crescimento, onde o carbono, o hidrogênio e o oxigênio não são considerados minerais, porque são oriundos da água ou dióxido de carbono, e os demais nutrientes têm o solo como a principal fonte. Os elementos minerais essenciais são geralmente classificados como macronutrientes e micronutrientes, de acordo com a sua relativa concentração no tecido vegetal. Os elementos cálcio, magnésio, nitrogênio, fósforo, potássio e enxofre são necessários em quantidades relativamente grandes (> 0,1% de massa seca ou pelo menos 1000 ppm) e esses são chamados de macronutrientes. Eles são essenciaispara uma planta completar 50 UNIDADE IV │ NUTRIÇÃO DE PLANTAS seu ciclo de vida e muitas vezes são suplementados com a utilização de fertilizantes (Tabela 18) (MAATHUIS, 2009; MALAVOLTA, 1976). Já os micronutrientes, listados na Tabela 18, são conhecidos também como oligoelementos. Eles são necessários apenas em pequenas quantidades, estes incluem ferro, zinco, molibdénio, manganês, boro, cobre, cobalto, e cloro (PALLARDY, 2008). Esses nutrientes minerais têm muitas funções nas plantas; eles estão presentes, por exemplo, como componentes de tecidos de plantas, catalisadores em várias reações, reguladores osmóticos, componentes de sistemas de tampão e reguladores de permeabilidade da membrana. Vários elementos incluindo Fe, Cu, e Zn, embora necessários em quantidades muito pequenas, são essenciais, porque eles são grupos prostéticos ou coenzimas de determinados sistemas enzimáticos. Outros minerais funcionam como ativadores ou inibidores de sistemas enzimáticos. Alguns elementos, tais como B, Cu, e Zn, que são necessários em quantidades extremamente pequenas em sistemas de enzimas, são muito tóxicos se presentes em quantidades maiores. Tabela 18. Nutrientes essenciais às plantas. Nutrientes Símbolo Classificação Íons absorvidos pelas plantas Carbono C Não nutriente mineral CO 2 Hidrogênio H Não nutriente mineral H 2 O Oxigênio O Não nutriente mineral O 2 e CO 2 Nitrogênio N Macronutrientes primários NO 3 - ,NH 4 + Fósforo P Macronutrientes primários H 2 PO 4 -, HPO 4 -2 Potássio K Macronutrientes primários K+ Cálcio Ca Macronutrientes secundário Ca+2 Magnésio Mg Macronutrientes secundário Mg+2 Enxofre S Macronutrientes secundário SO 4 -2 Boro B Micronutriente H 2 BO 3 -, Cloro Cl Micronutriente Cl- Cobalto Co Micronutriente Co+2 Cobre Cu Micronutriente Cu+2 Ferro Fe Micronutriente Fe+2, Fe+3 Manganês Mn Micronutriente Mn+2 Molibdênio Mo Micronutriente MoO 4 +2 Zinco Zn Micronutriente Zn+2 Fonte: adaptado de Chesworth, 2008. As raízes das plantas pegam os nutrientes na forma de íons dissolvidos na água do solo. Os íons podem ser carregados positivamente (cátions) ou carregados negativamente (ânions). A mistura de nutrientes de íons na água do solo se encontra num estado de fluxo constante. Devido a essa variedade, eles se dissolvem de maneira a precipitar para fora da solução. 51 NUTRIÇÃO DE PLANTAS │ UNIDADE IV Macronutrientes São elementos essenciais utilizados pelas plantas para seu crescimento em quantidades relativamente grandes. Os principais macronutrientes são nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K). O cálcio (Ca), magnésio (Mg), e enxofre (S), todos os seis elementos são componentes importantes no solo que promovem o crescimento das plantas (HIGNETT, 2013). Nitrogênio O nitrogênio (N) é essencial para o crescimento das plantas e faz parte de cada célula viva. Esse nutriente desempenha muitas funções nas plantas e é necessário para a síntese da clorofila. As plantas retiram a maior parte do N do amônio (NH4 +) ou nitrato (NO3 -). A absorção pode ser direta através das folhas, quando a fonte é a ureia, e pequenas quantidades de N podem ser obtidas também através de outras fontes, tais como aminoácidos que são solúveis em água. Apesar de sua identidade, por ser um dos elementos mais abundantes na terra, a deficiência de nitrogênio é considerada como um dos grandes problemas nutricionais mais comuns que afeta as plantas em todo o mundo. As plantas saudáveis, muitas vezes, contêm de 3 a 4 por cento de nitrogênio em seus tecidos. Essa concentração é muito mais elevada do que a que ocorre com qualquer outro nutriente, exceto os elementos carbono, hidrogênio e oxigênio. O nitrogênio é um componente importante para as células, faz parte dos compostos estruturais, metabólicos e genéticos. Faz parte da molécula da clorofila, o composto pelo qual as plantas utilizam a energia solar para a produção de açúcares a partir de água e dióxido de carbono, ou “fotossíntese”. O nitrogênio é também um componente importante dos aminoácidos, são esses os ‘blocos’ que fazem a construção das proteínas. Algumas proteínas atuam como unidades estruturais das células das plantas, enquanto que outras funcionam como enzimas, tornando possível muitas das reações bioquímicas em que se baseia a vida. O nitrogênio aparece em compostos responsáveis pela transferência de energia, como a ATP (adenosina trifosfato), que permite que as células conservem e utilizem a energia liberada no metabolismo, é um componente significativo dos ácidos nucléicos, tais como DNA, o material genético que permite que as células (e, eventualmente, plantas inteiras) possam crescer e reproduzir-se. 52 UNIDADE IV │ NUTRIÇÃO DE PLANTAS O teor adequado de nitrogênio produz uma cor verde escuro nas folhas das plantas, causada pela alta concentração de clorofila. Já a deficiência de nitrogênio resulta em clorose (amarelecimento) das folhas por causa da degradação da clorofila. Esse amarelecimento começa primeiro nas folhas mais velhas, então se desenvolve nas mais jovens. O crescimento lento e plantas raquíticas também são indicadores de deficiência de nitrogênio. O nitrogênio é o nutriente necessário em maiores quantidades, é aplicado anualmente por meio de fertilizantes e as taxas de aplicação são fundamentais, pois afetam diretamente o crescimento das culturas, muito ou pouco. A taxa de aplicação se baseia no teor de matéria orgânica do solo. Como o componente orgânico aumenta, o nitrogênio será lentamente mineralizado (libertado) pela atividade dos microrganismos do solo. As principais fontes de nitrogênio são os fertilizantes, a ureia, o nitrato de amônio e o sulfato de amônio (Tabela 19). Como o efeito da unidade de N dessas fontes é equivalente em termos de rendimento das culturas, deve ser escolhido o fertilizante de menor custo por kg do elemento e que possa ser compatível com a utilização desejada. Tabela 19. Teores mínimos de nutrientes dos principais fertilizantes nitrogenados. Fertilizante Garantia Mínima Observações Ureia 44% de N Sulfato de amônio 20% de N 22 a 24% de S Nitrato de amônio 32% de N Nitrato de cálcio 14% de N 18 a 19% de Ca Fonte: Brasil, 1980. Fósforo O fósforo (P), um dos três elementos primários, é considerado como essencial para a planta completar seu ciclo. As plantas absorvem o P do solo na forma de fosfatos primários e secundários (H2PO4 - e HPO4 2-). Tabela 20. Teores mínimos de nutrientes dos principais fertilizantes fosfatados. Fertilizante Garantia mínima Observações Superfosfato simples 18% de P 2 O 5 em CNA+água(1) 16% de P 2 O 5 em água(2) 18 a 20% de Ca e 10 a 12% de S Superfosfato triplo 41% de P 2 O 5 em CNA+água(1) 37% de P 2 O 5 em água 12 a 14% de Ca Fosfato monoamônico (MAP) 48% de P 2 O 5 em CNA+água 44% de P 2 O 5 em água 9% de N 53 NUTRIÇÃO DE PLANTAS │ UNIDADE IV Fertilizante Garantia mínima Observações Fosfato diamônico (DAP) 45% de P 2 O 5 em CNA+água 38% de P 2 O 5 em água 16% de N Fosfato natural parcialmente acidulado 20% de P 2 O 5 total(3) 9% de P 2 O 5 em CNA+água 5% de P 2 O 5 em água 25 a 27% de Ca 0 a 6% de S e 0 a 2% de Mg Termofosfato magnesiano 17% de P 2 O 5 total 14% P 2 O 5 em ácido cítrico4 7% de Mg e 18 a 20% de Ca Fosfato natural 24% de P 2 O 5 total 4% P 2 O 5 em ácido cítrico4 23 a 27% de Ca Fosfato natural reativo(5) 24% de P 2 O 5 total 4% P 2 O 5 em ácido cítrico4 23 a 27% de Ca Escória Thomas 28% de P em ácido cítrico 30 a 34% de Ca Farinha de ossos 20% de P 2 O 5 total 16% em ácido 1,5% de N ≤15% umidade e ≤6% de matéria orgânica Fonte: Brasil, 1983. O fósforo é um componente vital da adenosina trifosfato (ATP), é a ‘unidade de energia’ das plantas, ele está presente em sua estrutura e nos processos de crescimento das mudas até a formação de grãos e maturação. O elemento fósforo é necessário para garantir o vigor das plantas, está relacionado a alguns fatores específicos
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