segunda-feira, 24 de agosto de 2009

fertilidade do solo

1. INTRODUÇÃO

O crescimento vegetal não é função de um único fator, mas da ação interativa de muitos. Os
fatores que controlam o crescimento das plantas podem ser:

a) Genéticos: a seleção de variedades mais resistentes ao ataque de pragas e doenças é fato conhecido e de grande importância no processo produtivo.

b) Ambientais: a umidade, a aeração, a energia solar, a temperatura, o solo, as pragas e doenças, os microorganismos do solo e as práticas culturais.
Estes fatores estão estritamente relacionados, mas podem ser agrupados em Clima, Solo,
Vegetal e também o Homem que engloba nele todos os fatores que manejados são capazes de modificar a produção.
Cada fator afeta diretamente o crescimento das plantas e cada um está relacionado aos outros.
Exemplificando: a água e o ar ocupam o espaço poroso do solo, e os fatores que afetam as relações de água necessariamente influenciam o ar do solo. Por sua vez, mudanças no teor de umidade afetam a temperatura do solo. O crescimento de raízes é influenciado pela temperatura, água e ar.

2. CONCEITOS BÁSICOS DE FERTILIDADE DO SOLO

A fertilidade do solo é parte da ciência do solo que estuda a capacidade em suprir (ter e fornecer) nutrientes às plantas. Ela estuda quais os elementos essenciais, como, quando e quanto eles podem interagir com o vegetal; o que limita sua disponibilidade e como corrigir deficiências e excessos. Cada nutriente é estudado profundamente para entender melhor as transformações, a mobilidade e a “disponibilidade” de cada um às plantas.

Em decorrência à necessidade de se avaliar a fertilidade do solo sob uma visão integral e dinâmica, tem-se empregado os termos:

a) Fertilidade natural: é a fertilidade decorrente do processo de formação do solo (material de origem x ambiente).

b) Fertilidade atual: é a fertilidade do solo após ter sofrido a ação do homem. É a fertilidade que o solo apresenta após receber práticas de manejo para satisfazer as necessidades das culturas; dá a idéia da fertilidade de um solo já trabalhado.

c) Fertilidade potencial: é aquela que pode ser manifestada sob determinadas condições. Nestes casos, evidencia-se a existência de algum elemento ou característica que impede o solo de mostrar sua capacidade real de ceder nutrientes. Ex: c.1) solos ácidos, onde o Alumínio (Al) é alto e Cálcio (Ca), Magnésio (Mg) e Fósforo (P) é baixa.

Alguns outros conceitos importantes em fertilidade são:
Solo fértil: é aquele que contêm todos os nutrientes em quantidades suficientes e balanceadas em formas assimiláveis; possui boas características físicas e microbiológicas e é livre de elementos tóxicos.

Solo produtivo: é um solo fértil situado em regiões com condições favoráveis. Ex: clima, declividade, pedregosidade, alta compactação.
Importante:

Um solo fértil não é necessariamente um solo produtivo, mas todo solo produtivo é um solo fértil. Porquê?

Alguns fatores como drenagem (umidade), insetos, doenças dentre outros, limitam a produção mesmo com fertilidade adequada.

Vale destacar que:

Cerca de 70% dos solos cultivados no Brasil, apresentam alguma limitação séria de fertilidade.
Portanto, através dos conhecimentos gerados pela pesquisa em fertilidade, solos aparentemente improdutivos podem se tornar grandes produtores de alimentos. A aplicação dos conhecimentos de fertilidade do solo pode conciliar a economicidade da atividade agrícola com a preservação do meio ambiente.

Fertilidade do solo x outras disciplinas:

Para melhor compreensão dos fenômenos que ocorrem na área de fertilidade do solo, é necessário o conhecimento de gênese, morfologia, física e classificação de solos, além de conhecimentos básicos de química, biologia, estatística e fisiologia de plantas, principalmente nutrição e microbiologia do solo.

3. NUTRIENTES ESSENCIAIS PARA AS PLANTAS

Para que uma planta se desenvolva normalmente, ela necessita de alguns requisitos indispensáveis: local favorável à fixação de suas raízes. Temperatura adequada, luz solar, ar, água, quantidade suficiente de elementos nutrientes, etc. Essas necessidades são atendidas, em maior ou menor proporção, pelas condições de clima e solo do local onde se encontra a planta.

Atendida as necessidades básicas acima mencionadas, as plantas superiores providos de clorofila, partindo do carbono, oxigênio e hidrogênio, retirados do ar e da água e de diversos elementos provenientes do solo, conseguem, com o auxílio da energia fornecida pela luz solar, sintetizar a matériaorgânica necessária à sua própria formação.

Resumidamente, temos:

Planta H2O + luz + nutrientes

Assim, através da FOTOSSÍNTESE, as plantas têm a capacidade de formar em suas células clorofiladas, inicialmente compostos orgânicos de estrutura simples, depois partem daí para compostos de estrutura mais complexa, como celulose, amido, açúcares diversos, ácidos orgânicos, gorduras, proteínas, enzimas, vitaminas, etc.


Vale lembrar a equação geral da fotossíntese:
6 CO2 + 6 H2O + luz 6 O2 + 6 (CH2O) + ATP (energia)

Para sintetizar todas estas substâncias, as plantas utilizam 18 elementos considerados indispensáveis ao seu metabolismo e que são denominados, nutrientes de plantas, e são agrupados ou classificados da seguinte forma:

a) O rgânicos: carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio (O), que são elementos originados da água e ar. São responsáveis pela formação de cerca de 90 a 96% dos tecidos vegetais.

b) M inerais: Macronutrientes (primários e secundários) e Micronutrientes, que são elementos originados do solo e responsáveis por cerca de 10 a 4% dos tecidos vegetais. Os macronutrientes são requeridos em maiores quantidades pela planta, e os micronutrientes são aqueles requeridos em menores quantidades.

É importante ressaltar que embora sejam requeridos em menor quantidade, os micronutrientes são tão necessários à planta quanto os macronutrientes, sendo esta separação meramente quantitativa (pelos teores encontrados nas plantas), podendo variar entre as diferentes espécies.
Macronutrientes primários: nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K).
Macronutrientes secundários: cálcio (Ca), magnésio (Mg) e enxofre (S).
Micronutrientes: boro (B), cloro (Cl), cobalto (Co), cobre (Cu), ferro (Fe), manganês
(Mn), molibdênio (Mo), silício (Si) e zinco (Zn).

A separação entre macronutrientes primários e secundários é apenas didática, uma vez que eles são igualmente essenciais.

No estudo da fertilidade do solo, os elementos C, H e O não são considerados, pois o solo não é a maior fonte destes, conforme visto acima.

Na análise da matéria seca de uma planta de milho, por exemplo, encontra-se cerca de 43,5%
de carbono, 44,5% de oxigênio e 6,2% de hidrogênio. Os macronutrientes primários respondem por cerca de 2,7% do total analisado, isto é, 1,5% de nitrogênio, 0,2% de fósforo e 1,0% de potássio. Os macronutrientes secundários totalizam perto de 0,6% de matéria seca, sendo 0,23% de cálcio, 0,2% de magnésio e 0,2% de enxofre; os micronutrientes entram com porcentagens bem reduzidas que variam de 0,0001 a 0,08% do material analisado.

Os macronutrientes são expressos em % ou g kg-1, sendo esta última a unidade adotada atualmente pelo Sistema Internacional de Unidades, e os micronutrientes expressos em ppm ou mg kg-1, sendo também esta última mais utilizada.

As principais funções dos nutrientes como o N, S e P, são como constituintes de proteínas e ácidos nucléicos. Outros nutrientes como o Mg e os micronutrientes, são constituintes de estruturas orgânicas, principalmente de enzimas moleculares, onde existe envolvimento direto ou indireto na função catalítica das enzimas. O K e possivelmente o Cl, são os únicos nutrientes que não são constituintes de estruturas orgânicas. Estes funcionam principalmente na osmorregulação, ou seja, na manutenção do equilíbrio eletroquímico nas células e na regulação das atividades enzimáticas.

O Co é tido como elemento importante na síntese de vitamina B12 a qual, provavelmente, é necessária para a síntese da leghemoglobina, uma proteína que possui papel primordial na manutenção do ambiente redutor nos nódulos, necessário à fixação do N2 pelas bactérias do gênero Rhizobium. Sendo portanto, essencial para leguminosas em associação simbiótica com bactérias fixadoras de N2 atmosférico.

O Si possui grande diversidade de efeitos benéficos para diferentes espécies. A resistência à infecção por fungos, a ataques de insetos, e à toxidez de Mn são exemplos clássicos. A deposição de SiO2 na parede celular de folhas e do caule de cana-de-açúcar, de arroz e de sorgo, parece conferir considerável rigidez a essas estruturas.

CRITÉRIOS DE ESSENCIALIDADE:

Muitos elementos podem ser encontrados na amostra de um solo, quando se faz a análise química deste, e de modo semelhante, o mesmo pode ser observado nas plantas superiores. De modo geral, qualquer elemento que se encontre na forma “disponível” pode ser absorvido. No entanto, a presença de um elemento químico no tecido vegetal não implica que este seja fundamental para a nutrição da planta. Com base nisto, foi necessário separar os elementos que são essenciais para o crescimento e desenvolvimento das plantas, daqueles que podem ser benéficos ou ainda não são nem benéficos. Para tanto, foram definidos os critérios de essencialidade dos nutrientes.

1. Na ausência do elemento químico a planta não é capaz de completar o seu ciclo de vida, ou seja, germina, mas não chega a se desenvolver e reproduzir.

2. O elemento químico é insubstituível, ou seja, na sua ausência a deficiência só pode ser corrigida através do seu fornecimento.

3. O elemento químico faz parte de molécula de um constituinte ou reação bioquímica essencial à planta.

RESSALTANDO: TODOS ELEMENTOS ESSENCIAIS DEVEM ESTAR PRESENTES NA PLANTA, MAS NEM TODOS QUE ESTÃO PRESENTES SÃO ESSENCIAIS


4. ELEMENTOS BENÉFICOS

Com a evolução das pesquisas na área de nutrição de plantas, foram identificados alguns elementos que podem ser considerados essenciais para algumas espécies de plantas ou mesmo substituir parcialmente a função dos elementos essenciais. Outros, quando em concentrações muito baixas, estimulam o crescimento de plantas, porém sua essencialidade não é demonstrada ou, apenas demonstrada sob determinadas condições especiais. Esses elementos têm sido classificados como elementos benéficos.

O efeito desses elementos no crescimento da planta decorre em alguns casos, de aumento da resistência a pragas e doenças, ou favorecem a absorção de outros elementos essenciais. Entre estes se encontram o Al, Ni, Se, Na e V.

O Al é reconhecidamente um elemento tóxico para muitas espécies de plantas, embora alguns trabalhos têm mostrado que em baixas concentrações ele tem efeito benéfico.

O Ni tem sido capaz de prevenir e reduzir a infecção de plantas por fungos que promovem a ferrugem em trigo. Alguns autores propuseram a inclusão na lista dos elementos essenciais, devido à detecção desse elemento na urease contida nos tecidos vegetais, embora não seja necessário a presença dele para a síntese da proteína, mas como um componente metálico essencial para a estrutura e funcionamento da enzima.

O Se não é importante para plantas, mas é essencial para animais, que o requerem em
quantidades muito pequenas. Por outro lado, ele pode tornar-se tóxico se os teores forem elevados nas forrageiras. Quanto aos seus efeitos benéficos, existem poucos casos na literatura com relatos de respostas positivas, os quais se restringem a poucas espécies e em concentrações muito baixas.

O Na é considerado essencial para algumas espécies do gênero Atriplex encontrados na Austrália e no Chile. O íon Na+ tem se mostrado capaz de substituir o K+ em algumas funções relacionadas com o equilíbrio iônico interno das plantas.

O V tem sido citado como tendo efeitos benéficos apenas para vegetais inferiores.

5. ALGUMAS CONSIDERAÇÕES FINAIS SOBRE OS CONCEITOS DE FERTILIDADE DO SOLO E PRODUTIVIDADE:

Muitas tentativas foram feitas ao longo do tempo, para se conceituar a fertilidade do solo. E, sempre existiu a tendência de se expressar a fertilidade do solo em termos de produtividade (produção por unidade de área), ou seja, fertilidade e produtividade como sinônimos. Entretanto, com o desenvolvimento de técnicas analíticas, o homem adquiriu maior facilidade e capacidade para entender sobre a disponibilidade dos nutrientes, o que lhe permitiu desvincular parcialmente a produção da planta da fertilidade do solo como único e verdadeiro índice da quantidade de nutrientes passíveis de serem absorvidos.

Para esclarecer a diferença entre produtividade e fertilidade, imagine um solo fértil que gere altas produções de algodão na época de verão, quando as temperaturas são elevadas, existe água suficiente e os dias são mais longos. Sem dúvida, no inverno sucederá o contrário e os rendimentos cairão substancialmente. Qual o motivo desta queda de produção, uma vez que a fertilidade permanece adequada?

Conclui-se então que o uso de um solo fértil nem sempre implica na obtenção de alta produtividade, pois têm-se casos de solos férteis com impedimentos físicos, com altos teores de argila, de declividade pronunciada, com alta pedregosidade, de alta compactação, etc.

O conceito sobre fertilidade do solo apresenta algumas limitações importantes em sua interpretação.

Assim, a resposta em produção de uma planta pode ser diferente quando se aplicam doses crescentes de um nutriente em solos de diferente fertilidade. Ex: um Latossolo vermelho escuro (LE) tem maior produtividade do que uma Areia Quartzosa (AQ) quando se mede a produção de matéria seca do capim jaraguá (Hyparrhenia rufa) em resposta à aplicação de diferentes doses de enxofre. Portanto, o LE tem maior produtividade refletindo a sua maior capacidade para ceder elementos essenciais.

Figura. Produção de matéria seca da parte aérea de capim andropogon (Andropogon gayanus) e jaraguá (Hyparrehenia rufa) em resposta à aplicação de diferentes doses de P em um latossolo vermelho amarelo de Minas Novas.


Figura. Produção de matéria seca da parte aérea de capim andropogon (Andropogon gayanus) e jaraguá (Hyparrehenia rufa) em resposta à aplicação de diferentes doses de P em um latossolo vermelho amarelo de Sete Lagoas.

Sob o ponto de vista de um determinado nutriente o solo pode ser fértil, porém, em relação à outro nutriente não. O mesmo pode ser observado em relação à espécie a ser cultivada, ou ainda para diferentes variedades de uma mesma espécie.

6. DISPONIBILIDADE DE NUTRIENTES

A fertilidade do solo tem sido conceituada, como visto acima, como a capacidade do solo ceder nutrientes essenciais às plantas, ou seja, como a “disponibilidade” de nutrientes essenciais. O termo “disponibilidade” está associado com valores fornecidos por métodos de extração química, que apenas raramente extraem dos solos os teores disponíveis; eles fornecem valores que apresentam correlações significativas com o que seriam os teores disponíveis. Portanto, o termo “disponível” é um conceito global que nem sempre pode ser traduzido diretamente por um número.

O teor disponível de um nutriente em uma determinada condição depende, além das formas químicas em que o mesmo se encontra no solo (Ex: micronutrientes quelatizados a radicais orgânicos são mais disponíveis do que na forma iônica; da umidade do solo (condições climáticas); da presença de outros nutrientes e/ou elementos (Al3+, por exemplo); da capacidade de absorção da cultura; do desenvolvimento do sistema radicular; do tempo de crescimento e do pH.

De forma simplificada, a disponibilidade é uma resultante da inter-relação entre os fatores Intensidade(I), Capacidade ou Poder Tampão (C) e Quantidade (Q). O fator I se refere aquela parte do nutriente que se encontra na solução do solo; o fator Q se refere a parte que se encontra na fase sólida e o fator C se refere aquele nutriente que se encontra na fase sólida, mas em condições de ser transferido para a fase líquida (solução do solo), ou seja, Q/I. Vejamos um esquema simplificado:

M+ (sólida) (Q) Û M+ (solução) (I) Û M+ (raiz) Û M+ (parte aérea)
Onde: M+ é um elemento qualquer.

O conceito de fertilidade poderia ficar restrito à fase sólida e líquida, e tem como limite a solução do solo perto da fase sólida, a partir de onde são efetuados os processos de transporte (difusão e fluxo de massa), interceptação radicular e absorção. Esses processos que serão discutidos mais a frente, não devem ser considerados como parte integrante do fator fertilidade do solo, porque são dependentes da água disponível, compactação, volume do solo explorado pelas raízes, capacidade de absorção pelas plantas, etc.

6.1.FATORES QUE AFETAM A DISPONIBILIDADE:

a) Fator Capacidade (C=Q/I) ou Poder Tampão:

A quantidade do nutriente na solução representa o fator intensidade (I), mas a concentração de
qualquer nutriente em solução é normalmente muito pequena, de forma que as plantas, apesar de apenas absorverem os nutrientes da solução, ficam quase totalmente na dependência da fração do nutriente retido na fase sólida capaz de ressuprir a solução do solo. O nutriente existente na fase sólida em forma disponível representa o fator quantidade (Q). Assim sendo, o fator capacidade (C) ou poder tampão do nutriente X é dado pela relação Q/I. Então este é que determina a capacidade do solo em suprir o nutriente à solução, ou seja, representa o poder tampão para o nutriente.

Figura. Representação esquemática dos fatores (Q) Quantidade, (C) Capacidade e (I) Intensidade.

b) Fator transporte:

O nutriente para ser absorvido pela raiz necessita ser transportado até a superfície radicular. Assim, o teor disponível de um dado nutriente, em função do fator transporte, depende de aspectos físicos do solo tais como textura, compactação e teor de água. Por exemplo, para o P a falta de umidade afeta em muito o transporte (Þ difusão).

c) Fator interação:

A presença de outro elemento (nutriente ou não) pode afetar seriamente a disponibilidade de algum nutriente. A interação pode se dar em nível de solução do solo e em nível de raiz (superfície radicular) onde o elemento compete com o nutriente pelos sítios de absorção na raiz (antagonismos e sinergismos). Em nível de solução, pode-se ter as reações de precipitação dos íons fosfatos com os íons Fe e Al:
Al3+ x H2PO4- Û Al(OH)+
2 + H2PO4- Û AlPO4.2H2O (Variscita)
Fe2+ x H2PO4- Û Fe(OH+
2 + H2PO4- Û FePO4.2H2O (Estrengita)

OBS: Estas reações são controladas pelo pH.

A absorção de um determinado elemento pode ou não ser influenciada (aumentada ou diminuída) pela presença de outro. Os seguintes casos são mais comuns:

A. ANTAGONISMO: diz-se que ocorre antagonismo quando a presença de um elemento no meio
diminui a absorção de outro de modo que a toxidez do segundo não se manifesta na planta. Um exemplo clássico de antagonismo é o que se verifica entre cálcio e cobre, ou seja, o efeito prejudicial do cobre pode ser evitado, às vezes, graças à presença do cálcio. O antagonismo é um caso particular de inibição;

B. INIBIÇÃO: trata-se da diminuição na quantidade de um elemento absorvido devido à presença de outro. A inibição pode ser competitiva ou não competitiva.

 I nibição competitiva: quando os dois elementos, por exemplo, M e I (I= inibidor) se combinam com o mesmo sítio ativo do carregador R. Neste caso, pode ser desfeita aumentando-se a concentração de M.

Ex: a inibição competitiva é dada por altas concentrações de potássio no meio e no seu efeito na absorção do Ca e Mg que pode causar deficiência dos últimos e queda na produção, como acontece em culturas mais exigentes em K na adubação, como o algodoeiro, batatinha, bananeira, cafeeiro, laranjeira.

 I nibição não competitiva: é quando a ligação se faz com sítios diferentes, ou seja, quando I
combina-se com sítio não ativo do carregador. Neste caso não pode ser anulada pelo aumento
na concentração de M.
Ex: P x Zn; B x Zn
C. SINERGISMO: a presença de um dado elemento aumenta a absorção de outro.
Ex: o cálcio, em concentrações não muito elevadas, aumenta a absorção de cátions e ânions por seu papel na manutenção da integridade funcional da plasmalema, o que tem conseqüência na prática da adubação; o magnésio aumenta a absorção do fósforo.

Alguns aspectos práticos das interações entre íons:
 A inibição pode induzir deficiência de um dado elemento, assim o excesso de potássio no meio pode causar carência de cálcio e magnésio; o mesmo diga-se com respeito à adubação fosfatada, que pode provocar carência de zinco; a presença de cobre ou de boro junto com zinco em uma solução destinada a corrigir deficiência de zinco e de boro e a controlar a ferrugem do cafeeiro pode comprometer o efeito do zinco, cuja absorção é muito reduzida. Têm-se aqui as duas inibições: o cobre inibe competitivamente a absorção do zinco, já o boro o faz não competitivamente; aumentando-se a concentração do sulfato de zinco na solução, a inibição pelo cobre fica compensada. Porém, para diminuir o efeito depressivo do boro há que se usar outro meio, como introduzir baixa concentração de KCl na solução: a presença de cloro vai aumentar a absorção de zinco pelo efeito do íon acompanhante.
 O aumento do pH causa maior disponibilidade de molibdênio e menor de cobre. Com isto, o Mo pode inibir a absorção do cobre a tal ponto que o seu nível na forrageira caia muito, em conseqüência, o gado poderá sofrer deficiência de cobre.
 O efeito sinergístico pode significar economia ou maior aproveitamento do adubo: a calagem com calcário magnesiano ou dolomítico, além de aumentar a disponibilidade do fósforo, também torna maior a absorção do mesmo, devido à introdução de magnésio na solução do solo.

d) Fator planta:

A morfologia (maior capacidade de emitir pêlos radiculares) e o crescimento radicular exercem
papel muito importante em alterar a disponibilidade de nutrientes. Tem-se que as micorrizas aumentam a área de absorção, promovendo maior aquisição de nutrientes, principalmente o P Þ as hifas minimizam o efeito do fator transporte.

A rizosfera é um ambiente próprio de 1-4 mm ao redor das raízes, com condições muitas vezes,
bastante distintas do solo adjacente. Alterações de pH (1 a 2 unidades) em volta da raiz e de reações de oxiredução promovidas pelas plantas na rizosfera, ou a exudação dos mais variados compostos orgânicos (enzimas como a fosfatase podem liberar o P de compostos orgânicos transformando-o em P inorgânico), podem alterar a disponibilidade dos nutrientes. Ex: as leguminosas tendem a ser mais eficientes em absorver o P de fosfatos naturais, de baixa solubilidade do que as gramíneas, pois a maior absorção de cátions que de ânions, libera H+, e com isso o pH diminui. Vale ressaltar que, a alteração de apenas uma unidade de pH pode afetar a disponibilidade em cerca de mil vezes.
E LEMBRE-SE: por isso foi dito anteriormente que as leguminosas tendem a acidificar o solo.

AUMENTO DA ACIDEZ DA RIZOFERA COM ABSORÇÃO DIFERENCIADA DE CÁTIONS E ÂNIONS

Por que a absorção diferenciada de NO3 - e NH4 +, causa variações no pH?

Quando se fornece um sal amoniacal há uma exsorção de H+ proveniente, por exemplo, da dissociação do H2CO3 respiratório;
No caso da absorção do nitrato, há exsorção de OH-, originados na redução do mesmo: NO3
- + 8 H+ ® NH3 + 2H2O + OH Tem-se aqui, pois, um motivo adicional para o aumento na acidez do solo quando a cultura recebe N na forma amoniacal (N-NH4+) como fertilizante, pois na própria absorção de NH4+ está ligada à liberação de prótons (H+) no meio.
Finalizando, tem-se que considerar além da capacidade do solo em suprir é necessário considerar a capacidade da planta em adquirir o nutriente, ou seja, o que a planta pode fazer para alterar a disponibilidade dos nutrientes. E conforme comentado anteriormente, a planta tem a capacidade de alterar o ambiente radicular, interferindo, assim, na capacidade do solo em ceder nutrientes.
É importante considerar a relação solo-planta-microorganismos.

7. TRANSPORTES DE NUTRIENTES PARA AS RAÍZES

As plantas obtêm os nutrientes que necessitam através da absorção pelas raízes dos elementos
existentes na solução do solo. O transporte de íons se dá por três processos: Interceptação radicular, Fluxo de massa e Difusão.

Figura. Transporte de nutrientes.

7.1. Interceptação radicular: É o contato direto entre raiz e colóide havendo a troca do elemento. É uma conseqüência do crescimento radicular apenas, e facilita a difusão por diminuir as distâncias entre os elementos e a raiz. A contribuição por esse processo é pequena, a não ser que o teor disponível no solo seja elevado, e na verdade não é considerado como transporte. As raízes das plantas apresentam capacidade de troca de cátions e ânions (CTC e CTA) da mesma forma que o solo. A CTC das raízes varia conforme a espécie, sendo maior nas leguminosas do que nas gramíneas. As leguminosas (dicotiledôneas) apresentam maior absorção de cátions bivalentes (2+), portanto, maior CTC do que as gramíneas (monocotiledôneas).

7.2. Fluxo de massa: consiste no transporte de nutrientes com o fluxo de água (solução do solo) até a superfície das raízes em função da transpiração. A quantidade do nutriente que pode atingir as raízes desse modo é proporcional ao volume de H2O absorvido e à concentração do elemento na solução do solo. É mais importante para o nitrogênio.

7.3. Difusão: É o movimento do nutriente de um ponto mais concentrado para um ponto de baixa concentração, através da água. Por causa da absorção de nutrientes, cria-se um gradiente de concentração na solução do solo próximo à superfície das raízes. É mais importante para fósforo e potássio. A difusão pode ser aumentada através da adubação e/ou irrigação.
Os coeficientes de difusão, em m2. s-1, em água e solo são, respectivamente:
NO3- = 1,9 x 10-9 e 10-10 a 10-11
K+ = 2,0 x 10-9 e 10-11 a 10-12
H2PO4- = 0,9 x10-9 e 10-12 a 10-15
Calcula-se que, no solo, o nitrato se difunde apenas 3 mm por dia; o K+ caminharia 0,9 mm e o H2PO4- alcançaria 0,13 mm.
Figura.

Aspectos práticos do transporte de nutrientes:
a) Época de aplicação e localização de fertilizantes Þ N aplicação parcelada; P sem parcelamento e aplicado próximo às raízes; K parcelado em solos arenosos, sujeitos a lixiviação e aplicação localizada.
b) Micorrizas (importante para elementos imóveis no solo, como o P).

Algumas considerações importantes:
O N, por ser absorvido na forma de NO-3, que é uma forma livre não adsorvida ao solo, praticamente acompanha a água que entra na planta, daí porque o fluxo de massa é responsável pelo atendimento quase que total das necessidades da cultura, o mesmo acontece com SO=4.
O cálcio e o magnésio, existem em teores altos na solução do solo e, assim, a interceptação radicular atende parte considerável da demanda da planta. Pela mesma razão, o fluxo de massa supre a maior parte dos dois nutrientes. É comum quantidades maiores que as necessárias atingirem as raízes; é que se chama de “difusão para trás”.
O P, pelas baixas concentrações existentes em solução, chega às raízes, principalmente por difusão.
O mesmo acontece com o K, apesar de ocorrer em maiores concentrações na solução do solo, além de ser mais móvel. Isso, porque na presença considerável de sais, parte do K fica no interior da solução do solo neutralizando os coíons (-), escapando assim, da atração direta das cargas negativas da superfície das partículas, o que aumenta sua mobilidade.
Coíons= ânions que estão mais distantes da superfície coloidal, e cujas cargas são contrabalançadas por cátions (+).

8. LEIS DA FERTILIDADE DO SOLO OU DAS ADUBAÇÕES:
Para a maximização da produtividade vegetal, há necessidade de uma adequada disponibilidade de N, P, K, Ca, Mg, S, B, Cl, Cu, Fe, Mn, Mo e Zn. Senão, a produção será limitada pelo nutriente que estiver em menor disponibilidade.
Diversos princípios ou leis tem sido propostos para o estabelecimento matemático das relação entre crescimento de uma planta e da qualidade e proporção dos elementos essenciais a ela fornecidos. A importância do conhecimento dessas leis está na recomendação equilibrada, em termos quantitativos e qualitativos, pois afetam o uso eficiente de fertilizantes.
Os princípios da adubação são provenientes de três leis fundamentais: lei da restituição, lei do
mínimo e lei do máximo e, duas derivações da lei do mínimo: lei dos incrementos decrescentes e lei da interação e uma derivada da lei do máximo: lei da qualidade biológica.

8.1.Lei da Restituição:
Baseia-se na necessidade de restituir ao solo aqueles nutrientes absorvidos pelas plantas e exportados com as colheitas, ou seja, aqueles que não foram reciclados. Essa lei considera o esgotamento dos solos em decorrência de cultivos sucessivos, como uma das origens da redução da produtividade. “É indispensável, para manter a fertilidade do solo, fazer a restituição, não só dos nutrientes exportados pelas colheitas, mas, também daqueles perdidos do solo, por erosão, lixiviação, fixação, volatilização, etc.”(VOISIN, 1973).
Algumas limitações desta lei:
- Muitos solos são naturalmente pobres em um ou mais nutrientes, ou apresentam problemas de acidez ou salinidade, portanto, o primeiro objetivo seria corrigir as deficiências ou excessos existentes.
- Os solos estão submetidos à perda de nutrientes por lixiviação e mesmo por erosão, perdas que muitas vezes são intensificadas pela adição de corretivos e fertilizantes, por exemplo, pelo uso do gesso, que aumenta a mobilidade de cátions em profundidade, no perfil do solo. Em geral, essas perdas são insignificantes para P, mas para N, K, S, Ca e Mg podem ser muito importantes.

8.2. Lei do mínimo ou de Liebig (1862):
"O crescimento e a produção da planta são limitados pelo nutriente que se encontra em menor
quantidade no meio". Esta lei estabelece uma proporcionalidade direta entre a quantidade do fator de produção, em nível mais limitante e a colheita (Y= a+ bX). RESUMINDO: o nutriente que regula a produção é o que estiver no mínimo, ou menos disponível para as plantas. Esta proposição é de importância universal no manejo da fertilidade do solo, visando uma recomendação equilibrada de fertilizantes, sendo que o conceito de equilíbrio de nutrientes é vital em fertilidade do solo, quando se pensa na produção das culturas.
Nos sistemas de exploração agrícola objetivando elevadas produtividades, a lei do mínimo torna-se de maior importância. Inclusive, devendo-se considerar a disponibilidade de nutrientes tais como S, Mg e micronutrientes. Infelizmente, os princípios básicos da proposição secular de Liebig são muitas vezes esquecidos pelos técnicos.
Esta lei tem sido ilustrada, tradicionalmente, por um barril, tendo algumas tábuas com diferentes alturas, sendo a tábua com menor altura a que representa o elemento mais limitante. O aumento dessa tábua permitirá aumentar o nível de líquido no barril até o limite de outra tábua, agora a de menor altura.
Atualmente, a lei do mínimo se exprime, com mais freqüência, considerando seu aspecto qualitativo, ou seja, a insuficiência de um nutriente no solo reduz a eficácia dos outros elementos e, por conseguinte, diminui o rendimento das colheitas, e não pela eliminação completa dos efeitos de outros nutrientes.


Figura. Lei do Mínimo ou de Liebig.

8.2.1. Lei de Mitscherlich ou dos rendimentos não proporcionais (incrementos decrescentes):
"Quando se aplica doses crescentes de um nutriente, os aumentos de produção são elevados
inicialmente, mas decrescem sucessivamente". Mitscherlich, observou que, com o aumento progressivo das doses do nutriente deficiente no solo, a produtividade aumentava rapidamente no início (tendendo a uma resposta linear) e estes aumentos tornavam-se cada vez menores até atingir um "plateau", quando não havia mais respostas a novas adições. Os fundamentos dessa lei são básicos para a análise econômica de experimentos de adubação, ou seja, no cálculo da dose econômica. Produtividade máxima econômica= produtividade que proporciona maior lucro, ou seja, produzir mais unidades (Kg ou t)/ hectare, com menores custos de produção por unidade. Normalmente, a nível prático, a dose econômica é de 80-90% da produção máxima.


Figura. Curva de resposta à adição de um nutriente

Figura. Resposta em produtividade de acordo com doses de nitrogênio aplicado.

Figura. Relação entre a eficiência das adubações e a Produtividade Máxima Econômica (PME). PM = Produtividade Máxima. Fonte: Alcarde et al (1998)

8.2.2. Lei da Interação:
Variante moderna da lei do mínimo, considerando-se o aspecto qualitativo. “Cada fator de produção é tanto mais eficaz quando os outros estão mais perto do seu ótimo”. Esta lei exprime que é ilusório estudar, isoladamente, um fator de produção, e que pelo contrário, cada fator deve ser considerado como parte de um conjunto, dentro do qual ele está relacionado com outros por efeitos recíprocos, pois eles se interagem.
Muitos experimentos tem mostrado que existem interações entre os elementos e outros fatores de produção, isto é, um ou mais elementos exercem influência mútua ou recíproca. Essa influência pode ser positiva ou sinérgica, ou ao contrária ser negativa ou antagônica (Tabela abaixo).


8.3.Lei do Máximo:
“O excesso de um nutriente no solo reduz a eficácia de outros e, por conseguinte, pode diminuir o rendimento das colheitas.”(Voisin). Nesse caso, é o excesso que limita ou prejudica a produção. “A dose faz o veneno”(Paracelso).

8.3.1. Lei da Qualidade Biológica:
“A aplicação de fertilizantes deve ter como primeiro objetivo a melhoria da qualidade do produto, a qual tem prioridade sobre a produtividade” (Voisin). Este pesquisador propôs esta lei considerando os efeitos negativos na alimentação animal pela produção de pastagem com teores desequilibrados de nutrientes, pela adição exagerada de certos corretivos ou adubos. Embora seja importante, esta lei é de aplicação prática difícil. Um exemplo: na cultura do fumo não se deve usar adubação potássica com cloreto potássico, pois o íon Cl-, prejudica a combustão do fumo. Da mesma forma, fontes nitrogenadas à base de NO3- deve ser evitadas em culturas como a alface, devido a este íon ser tóxico ao ser humano.
OBS: Somente a adubação não é responsável pela produção; a contribuição dos adubos no aumento da produtividade das culturas é de 30-50%; de 50-70% depende de variedades, sementes selecionadas, práticas culturais, pragas e doenças, etc. O calcário não deve ser esquecido: a relação ideal é de 4:1 e no Brasil hoje é de 1:1 Þ baixo uso de calcário e fertilizantes. Outras interações importantes: água x adubação; variedades x adubação. E lembrando que: de nada adianta água e variedade de alto potencial produtivo se adubação não acompanha.

2 comentários:

Diego disse...

Parabéns pelos assuntos tão indispensáveis à compreenção de temas relacionados á fertilidade do solo, preincipalmente em relação ás leis empregadas em fertilidade e que normalmente não se falam es sala de aula.
Parabéns mesmo.

juliano e. dos santos disse...

obrigado pela visita, em virtude de falta de tempo, acabei deixando de postar, mais em breve, retornarei e pretendo aumentar as postagens, agora mais do que nunca levando em consideração fatores que geralmente são desconsiderados pela academia agronômica. siga o blog, quando eu postar você vera.