UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO DEPARTAMENTO DE AGRONOMIA ÁREA DE SOLOS
SOLOS FUNDAMENTOS E FERTILIDADE
PROF. FERNANDO FREIRE
SETEMBRO/1997
SOLOS: FUNDAMENTOS E FERTILIDADE
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I PARTE: FUNDAMENTOS DA CIÊNCIA DO SOLO 1.SOLO: 1.SOLO: DEFINIÇÃO E COMPONENTES O solo pode ser definido como um corpo natural, representado em forma de perfil, composto de uma mistura variável de minerais intemperizados e em processo de intemperização e de matéria orgânica decomposta e em processo de decomposição que fornece, desde que contenha, quantidades suficientes de ar e água, nutrientes e sustento aos vegetais. O solo é composto de três fases: uma sólida, composta de matéria mineral e matéria orgânica que forma conjuntamente a “matrix do solo”; uma fase líquida que contém água, sais em dissolução e matéria coloidal em suspensão; e de uma fase de vapor composta pelo ar do solo (Figura 1). Os solos minerais distinguem-se dos solos orgânicos pelo teor de argila e de carbono orgânico que contém. Um solo é considerado orgânico quando: C ≥ 12 + %argila 6 onde: C - Carbono orgânico (dag/Kg) Argila - Teor de argila (%) Segundo Briggs (1897) a água do solo pode ser classificada como gravitacional, devido a força da gravidade; Capilar, retida nos poros capilares; e Higroscópica, retida pelos coloídes e mantendo-se em forma de vapor. O ar do solo difere da composição do ar atmosférico por duas razões básicas: Em volume, o ar do solo contem 0,03% de C0 2 que é 8 a 10 vezes maior que o ar atmosférico e em volume a quantidade de 02 no ar do solo é 10% menor do que no ar atmosférico. Figura 1. Composições volumétricas de um solo mineral supostamente considerado ideal:
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2. A FORMAÇÃO DO SOLO As rochas, que é uma associação natural de dois ou mais minerais, são classificadas de Ígneas ou Magmáticas, Sedimentares e Metamórficas. As Ígneas são de origem vulcânica e compostas de minerais primários; as Sedimentares são resultantes do depósito e recimentação dos produtos do intemperismo de outras rochas; as Metamórficas são formadas pelo metamorfismo ou mudança na forma de outras rochas. O intemperismo é uma série de processos físicos e químicos que promovem a desagregação e decomposição de rochas e minerais. O intemperismo pode ser físico ou mecânico, químico e biológico. O intemperismo físico é responsável pela desintegração das rochas e minerais, enquanto que os intemperismos químico e biológico são responsáveis pela decomposição das rochas e minerais. A ação do intemperismo sobre as rochas é responsável pelo aparecimento do material de origem que vai, dependendo da ação do clima, dos organismos, do relevo e do tempo, dar origem ao solo propriamnete dito. Sendo assim, o solo é uma função do material de origem, do clima, dos organismos, do relevo e do tempo. Solo = f { Material de origem, cl, o, r, t }
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O clima e os organismos são considerados fatores ativos e o material de origem, o relevo e o tempo são fatores passivos na formação dos solos. O material de origem se classifica em autóctone ou sedentário quando fica estacionário na posição original, nesta forma é também denominado de residual. Pode ser alóctone ou transportado e dependendo do tipo de transporte, o material de origem recebe algumas denominações específicas, como por exemplo: é dito coluvial se o transporte for pela ação da gravidade; aluvial se o tranportador for a água; glacial se for o gelo e eólico se o vento for o responsável pelo transporte. Os solos apresentam normalmente muitas propriedades, no entanto apenas três sofrem influência direta do material de origem: a textura, sua composição química e mineralógica. O clima é o principal fator ativo na formação dos solos. Ele pode agir diretamente, através da precipitação e temperatura e, indiretamente, determinando a flora e a fauna com reflexos diretos sobre a matéria orgânica do solo. Em regiões onde a precipitação é maior que a evapotranspiração, há uma tendência natural do aparecimento de solos lixiviados, enquanto que em regiões onde a evapotranspiração é maior que a precipitação, há uma tendência para o aparecimento de solos salinizados. Na biosfera é onde se encontra a atuação dos organismos como importante fator ativo na formação do solo. Na biosfera iremos encontrar a zoosfera e a fitosfera, com suas macrofauna e microfauna, no caso da zoosfera e, macroflora e microflora, no caso da fitosfera. Dentre as ações mais importantes da zoosfera, temos uma maior homogenização do perfil do solo, uma maior subdivisão de materiais grosseiros e uma maior porosidade e granulação. A fitosfera é extremamente importante nos processos biológicos que ocorrem no solo: Os fungos pela atuação na estabilidade dos agregados, os actinomicetos pela responsabilidade na decomposição de materiais resistentes da matéria orgânica e, principalmente, as bactérias que são responsáveis pela nitrificação do nitrogênio orgânico, tornando este nutriente disponível aos vegetais. O relevo atua como um controlador dos fatores ativos, permitindo uma maior ou menor interferência daqueles fatores na formação dos solos. Por exemplo, diretamente ele atua na dinâmica
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da água no solo e indiretamente é responsável pelo zoneamento vertical do clima e exposição de encostas. A ação do tempo é relativa, ou seja, não se pode falar em solo velho ou jovem e sim em solos desenvolvidos e/ou imaturos, dependendo da intensidade da ação do clima sobre o material de origem de uma determinada região fisiográfica. 2.1 Etapas na formação dos solos • •
Acumulação do material de origem Formação do solo propriamente dita (diferenciação dos horizontes)
INTEMPERISMO
PROCESSOS PEDOGÉNETICOS
⇓
ROCHA MATRIZ
⇓ ⇒
MATERIAL DE ORIGEM ⇓
SOLO 3. PROCESSOS DE FORMAÇÃO DOS SOLOS São os fatores de formação que comandam os procesos de formação dos solos, que nada mais são do que uma seguência de eventos que incluem desde complicadas reações químicas até simples remanejamentos de materiais que afetam intimamente as propriedades dos solos, como por exemplo: eluviação de argila, mineralização da matéria orgânica, salinização, etc. Segundo Simonson “Qualquer processo de formação vai ser composto por quatro tipos de fenômenos: Adições, perdas, translocações e transformações”. Alguns processos de formação são de considerável importância para os tipos de solos do Estado de Pernambuco, dentre eles temos: Laterização, Podzolização, Lessivagem, Gleização e Halomorfismo.
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•
Laterização → É um processo que envolve uma intemperização profunda, removendo silica do perfil do solo, juntamente com bases trocáveis e consequente concentração de óxidos. Este processo dá origem aos Latossolos.
•
Podzolização → É um processo que envolve eluviação e iluviação de matéria orgânica e óxidos de ferrro e alumínio. Este processo dá origem aos Podzólicos.
•
Lessivagem → É um processo que envolve eluviação e iluviação das argilas, contribuindo para formação de solos com B textural.
•
Gleização → É o desenvolvimento de cor cinzenta no solo pela redução do ferro em condições anaeróbicas. Dá origem aos solos gleizados.
•
Solos Halomórficos → São solos relacionados com drenagem deficiente em regiões semi-áridas (ascenção capilar) ou costeiras (invasão de água do mar), caracterizados pela acumulação de sais em superfície.
4. PERFIL DE SOLO É uma seção transversal do solo que vai da superfície até onde alcança a ação do intemperismo(rocha), subdividida em camadas paralelas à superfície que são chamadas de horizontes. Os horizontes são seções paralelas à superfície do solo, decorrentes de uma evolução pedogética, com características de interrelacionamento com outros horizontes do perfil. Camada é uma seção paralela à superfície do solo em que não se observa qualquer correlação com as seções sobrejacentes e/ou subjacentes. Perfil do solo e seus horizontes principais: O H A
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E AB ou EB BA ou BE B BC C F R O → Horizonte ou camada orgânica superficial dos solos minerais que ocorre normalmente em florestas virgens. H → Horizonte ou camada orgânica superficial ou subsuperficial formada sob condições de drenagem deficiente (acumulação de matéria orgânica sob condições anaeróbicas). A → Horizonte mineral superficial de acumulação de matéria orgânica. E → Horizonte eluvial caracterizado pela eluviação de matéria orgânica, óxidos de ferro e alumínio e argila. AB ou EB → Horizonte transicional com mais características de A ou E do que B. BA ou BE → Horizonte transicional com mais características de B do que A ou E. B → Horizonte iluvial de concentração de matéria orgânica, óxidos de ferro e alumínio e argila. BC → Horizonte transicional com mais características de B do que C. C → Horizonte ou camada mineral semelhante ou distinto(a) do material do qual o solo se formou. F → Horizonte ou camada mineral consolidada proveniente do endurecimento de plintita. R → Extrato rochoso consolidado subjacente. Os horizontes podem ser minerais e orgânicos. Para diferenciá-los é necessário conhecer-se os teores de carbono orgânico (dag/Kg) e a (%) de argila do horizonte. Horizonte orgânico Horizonte mineral
→ →
C ≥ 8 + 0,067 % argila C < 8 + 0,067 % argila
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Um perfil de solo pode ter qualquer seqüência de horizontes, o que não pode ocorrer é a existência de horizontes invertidos. Por exemplo, o horizonte B nunca poderá aparecer na descrição de um perfil sobrejacente ao horizonte E. O grau de desenvolvimento de um solo é determinado por sua profundidade e pela maior diferenciação de seus horizontes. 5. PROPRIEDADES MORFOLÓGICAS E FÍSICAS A morfologia de um solo diz respeito as suas características macroscópicas facilmente perceptíveis, ou seja, é a “anatomia do solo”. Na delimitação dos horizontes de um solo, o pedólogo baseiase em três características morfológicas principais: cor, estrutura e consistência. No entanto, a descrição de um perfil de solo, é bem mais ampla que apenas estas características, como se pode observar na seqüência prática abaixo: Principais características morfológicas observadas por um pedólogo na descrição de um perfil de solo: • • • • • • • •
Delimitar os horizontes Mensurar a espessura dos horizontes Determinar a cor dos horizontes Determinar a textura dos horizontes Determinar a estrutura dos horizontes Determinar a porosidade dos horizontes Determinar a consistência dos horizontes Determinar a transição entre os horizontes
5.1. Textura A textura do solo pode ser definida como sendo a proporção relativa dos diferentes grupos de partículas primárias do solo (areia, silte e argila) nele existentes. A textura do solo, não só diz respeito ao tamanho das partículas minerais, como também diz respeito à
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sensação que dá ao tato uma massa de solo - grosseira, fina ou sedosa. Em campo, a classe textural é avaliada pela sensibilidade através do tato. As partículas maiores (areia) dão uma sensação áspera; as partículas intermediárias (silte) dão a sensação de macio ou sedoso e as partículas menores (argila) dão desde a sensação dura, quando o solo está seco, a plástica e pegajosa quando a massa de solo encontra-se molhada. Em laboratório, a determinação da textura de uma amostra de solo, se faz através da análise granulométrica, também conhecida como análise mecânica do solo, cujo objetivo principal é determinar as percentagens de areia, silte e argila e, com o auxílio de um triângulo textural determinar-se a classe textural do solo. As partículas do solo se classificam em vários grupos de tamanhos, tomando como base seus diâmetros equivalentes e dentre muitas classificações existentes, a comissão de solos adotou a escala de Atterberg, cujos limites são: FRAÇÃO areia silte argila
DIÂMETRO 2,00 - 0,05 mm 0,05 - 0,002 mm < 0,002 mm
5.2. Superfície específica A superfície específica de um solo é definida como a área por unidade de peso (m 2/g). É inversamente proporcional ao diâmetro das partículas, ou seja, quando menor a partícula do solo maior sua superfície específica por unidade de peso, como se pode observar na Tabela 1.
Tabela 1. Relação entre diâmetro de partículas, seu número por cm 3 e sua superfície específica Diâmetro das partículas (cm)
Número das partículas em 1 cm3 de solo
Superfície das partículas (cm2)
10
1,0 0,5 0,06 0,001
1,0 8,0 4.096,0 1.000.000.000,0
3,14 6,28 50,23 3.141,60
Praticamente, apenas as argilas ao lado da matéria orgânica, são responsáveis pela superfície específica dos solos. Esta importante propriedade física é diretamente responsável pela adsorção de água e nutrientes no solo, considerando-se que estes fenômenos são de superfície ou de área de exposição, como mostra a Tabela 2. Tabela 2. Superfície específica dos principais componentes da fração argila e da matéria orgânica. Componentes específica(m2/g) Gibsita Pirofilita Caulinita Goetita Haloisita Micas hidratadas Óxidos de ferro Sílica amorfa Vermiculita Alofanas Hectorita Montmorilonita Matéria orgânica
Superfície 1,0 5,0 100 100 100 300 400 700
a 7,0 a 30 75 a a a a a 465 a 700
100 10 200 400 600 500 700 800
5.3. Densidade aparente (global) Da = ms Vt
(g/cm3)
ou
Da = p.s.s. Vt
(g/cm 3)
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onde: Da - Densidade aparente (g/cm 3) ms - massa do solo seco (g) Vt - Volume total do solo (cm 3) p.s.s. - peso do solo seco (g) Nesta definição não se inclui a massa do líquido, porque é variável e não caracteriza um solo. A densidade aparente é afetada pela estrutura, grau de compactação do solo, etc. Seu valor varia normalmente entre 1,1 e 1,6 g/cm 3, podendo, no entanto, chegar a 0,7 g/cm3 em solos orgânicos e 1,8 g/cm 3 em solos altamente compactados. 5.4. Densidade real (das partículas) Dr = ms Vs
(g/cm3)
ou
Da = p.s.s. Vs
(g/cm 3)
onde: Dr - Densidade real (g/cm 3) ms - massa do solo seco (g) Vs - Volume dos sólidos (cm 3) p.s.s. - peso do solo seco (g) O valor da densidade real varia em torno de 2,5 a 2,7 g/cm 3, sendo comum usar-se 2,65 g/cm 3 como média, quando a densidade real não é medida em laboratório.
5.5. Porosidade A porosidade total pode ser definida como a relação entre o volume ocupado pelos poros e o volume total do solo: Pt = Vp x Vt
100 (%)
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onde: Pt - Porosidade total (%) Vp - Volume dos poros (cm 3) Vt - Volume total do solo (cm 3) O conhecimento da porosidade total de um solo não é informação muito importante para caracterizar suas propriedades.É muito mais importante saber qual a distribuição do tamanho dos poros. Schumacher (1860), classificou a porosidade em duas categorias: porosidade capilar, também chamada de microporosidade e porosidade não capilar, denominada de macroporosidade ou porosidade de aeração. Na prática é difícil determinar-se o volume de poros, por isso a porosidade total dos solos é calculada através da seguinte expressão: Pt = [ 1 - Da ] x 100 (%) Dr onde: Pt - Porosidade total (%) Da - Densidade aparente (g/cm 3) Dr - Densidade real (g/cm 3) 5.6. Estrutura A estrutura de um solo é definida como sendo o resultado da agregação de suas partículas primárias (areia, silte e argila), originando no solo formas bem definidas. Essa agregação estável só é possível devido a presença de agentes cimentantes, como: minerais de argila; matéria orgânica; calcário; sais; presença de alguns catíons; óxidos de ferro e alumínio; etc. Solos arenosos quando úmidos têm uma tendência a formar agregados estáveis. Neles a estrutura é dita de grãos simples. Os solos siltosos, possuem uma estruturação instável, podendo, com facilidade, tornarem-se compactos e impermeáveis. Os solos argilosos são normalmente bem estruturados. A estrutura dos solos apresentam duas classificações básicas: a primeira é quanto ao grau de desenvolvimento, onde os solos são classificados em: sem estrutura (grãos simples); fraca; moderada e
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estrutura forte. A segunda classificação diz respeito ao tipo ou forma de estrutura. Nesta classificação, os solos podem apresentar estrutura laminar; em blocos angulares e subangulares; prismática e colunar; granular e grumosa. 5.7. Consistência É a atuação das forças de coesão e adesão existentes no solo, ou seja, é a atração das partículas sólidas entre si e pela água. Dependendo das condições de umidade do solo, podemos ter: consistência quando o solo encontra-se seco, isto diz respeito a dureza ou tenacidade do solo; consistência quando o solo encontrase úmido e relaciona-se com a friabilidade do solo; consistência quando o solo encontra-se molhado, que diz respeito a plasticidade e pegajosidade. 6. ÁGUA NO SOLO Á água do solo é de fundamental importância em todos os processos físicos, químicos e biológicos que ocorrem no solo, constituindo-se num componente preponderante do desenvolvimento vegetal. 6.1. Propriedades da água A água apresenta muitas propriedades especiais, cuja explicação está intimamente ligada à sua estrutura molecular. Analisando-se a estrutura da molécula da água, observa-se claramente a existência de pontos onde haverá cargas positivas (hidrogênio parcialmente nú) e cargas negativas (geradas pela extrema eletronegatividade do oxigênio). Quando duas dessas moléculas se aproximam, elas se orientam com respeito a suas cargas +(psitivas) e -(negativas) formando uma ligação chamada de ponte de hidrogênio. a) Troca de estado
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Para passar de um estado para outro, é necessário romper as pontes de hidrogênio. Por isso, a mudança de estado da água exige uma quantidade alta de energia. Por exemplo, nas mudanças de gelo para líquido são consumidas 80 cal/g e na mudança de líquido para vapor são consumidas 540 cal/g. b) Alto ponto de fusão e vaporização A água funde a 0 0C e vaporiza-se a 100 0C. Esses são valores bem elevados para uma molécula deste tamanho, e o fenômeno é explicado, novamente, pela necessidade de se romper parte das pontes (no caso da fusão) ou todas as pontes de hidrogênio a fim de que a vaporise. Êsses fenômenos são extremamente importantes para a vida biológica no planeta. c) Características de bipolo A água, devido ao desbalanço de cargas elétricas de sua molécula, se orienta em relação a um campo elétrico, ou na presença de íons, de acordo com sua carga elétrica. É por essa razão que água é um solvente muito forte, sendo chamada de solvente universal. d) Força de adesão É a propriedade que possui a água de aderir a outras substâncias. Essa propriedade é forte na água devido, novamente, ao fato dela ser uma molécula bipolar. A adesão se refere à atração entre moléculas diferentes. No caso entre a água e outras moléculas. e) Força de coesão É a atração que a molécula de água exerce noutra congenere. Tanto a adesão com a coesão na água são elevados, e são resultantes das interações entre pontes de hidrogênio. f) Tensão superficial
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É a força que se apresenta na interfase entre um líquido e uma fase gasosa, que no caso da água origina-se de moléculas de água na superfície do líquido que não têm seus campos elétricos inteiramente satisfeitos, ao contrário das moléculas no interior do líquido. 6.2
Relações massa/volume
Considerando-se o solo como um sistema trifásico: sólidolíquido-gases, poderemos observar como ocorre as diversas relações entre estes componentes. Vp = Volume de poros Va = Volume de ar Vl = Volume de líquido Vs = Volume de sólido Vt = Volume total; Vt = Vs + Vl + Va; Vp = Vl + Va; Vt = Vp + Vs ma = massa de ar; aproximadamente igual a zero ml = massa do líquido ms = massa do sólido mt = massa total ; mt = ml + ms 6.3. Expressões do teor de umidade no solo 6.3.1. A base de massa ( θm) Nós podemos medir o teor de umidade no solo pela seguinte expressão: θm
= ml x100 ms
ou
θm
= p.s.u. - p.s.s. x100 p.s.s.
onde: θm = teor de umidade a base de massa(g/g) ou (%) ml = massa do líquido (g) ms = massa do sólido (g) p.s.u. = peso do solo úmido (g) p.s.s. = peso do solo seco (g) 6.3.2. A base de volume ( θv)
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Nós podemos também expressar o teor de água no solo, à base de volume: θv = Vl x100 ou θv = θm x Da Vt onde: 3 3 θv = teor de umidade a base de volume(cm /cm ) ou (%) θm = teor de umidade a base de massa (g/g) ou (%) Vl = Volume do líquido (cm 3) Vt = Volume total (cm 3) Da = Densidade aparente (g/cm 3) 6.3.3. Lâmina de água por profundidade de solo Outra maneira conveniente de se expressar o teor de água no solo, é pela lâmina de água por profundidade do solo. Esta maneira de se expressar o teor de umidade é muito útil, porque se torna compatível com o modo de se exprimir a quantidade de água usada em vários fenômenos. Por exemplo: a água que se precipita pela chuva ou pela irrigação é medida em termos de lâmina (cm ou mm). A água perdida do solo e da planta por evaporação e transpiração é expressa em lâmina por unidade de tempo (mm/dia, cm/mês, cm/ano, etc.). Para se obter a lâmina de água existente no solo, usamos a expressão: L = θv x h
ou
L = θm x Da x h
onde: L = Lâmina de água por profundidade h do solo (cm ou mm) 3 3 θv = teor de umidade a base de volume (cm /cm ) h = profundidade considerada (cm ou mm) θm = teor de umidade a base de massa (g/g) Da = Densidade aparente (g/cm 3)
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Na maior parte das vezes, os solos se apresentam com camadas e/ou horizontes que possuem propriedades físicas diferentes; desse modo o cálculo da lâmina de água total, é dado pela soma das lâminas individuais. Por exemplo: um solo tem as seguintes propriedades, resultantes de uma amostragem: Camada (cm) 0-30 30-60 60-90 90-120
Da (g/cm3) 1,2 1,3 1,4 1,4
θm (%)
30 20 25 40
Qual será a lâmina total armazenada no perfil, de 0 a 120 cm? Cálculo: L = θm x Da x h, de modo que: L (0-30) = 0,3 g/g L (30-60) = 0,2 g/g L (60-90) = 0,25 g/g L (90-120) = 0,40 g/g L total
x x x x
1,2 1,3 1,4 1,4
x x x x
30 cm = 10,8 cm 30 cm = 7,8 cm 30 cm = 10,5 cm 30 cm = 16,8 cm
=
45,9 cm
Ou seja, temos armazenados 45,9 cm de água em 120 cm de profundidade de solo.
6.4. Conceitos estáticos sobre a água do solo 6.4.1. Capacidade de campo (C.C.) Diz-se que um solo está na capacidade de campo, quando, depois de saturado (por chuva ou por irrigação) a água drena livremente, consequentemente o teor de umidade praticamente não varia com o tempo. A capacidade de campo pode ser considerada então como a quantidade máxima de água retida no solo pelo potencial mátrico contra a força da gravidade. Em outras palavras, é o limite superior de armazenamento de água no solo.
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Nos solos, em geral, a capacidade de campo corresponde a quantidade de água retida a valores de Ψm que variam de - 0,01 MPa (solos arenosos) a - 0,033 MPa (solos argilosos) 6.4.2 Ponto de murcha permanente (PMP) É o teor de umidade do solo no qual uma planta murcha, não restabelecendo sua turgidez mesmo quando colocada em atmosfera saturada. Comumente assume-se que esta umidade do solo corresponde a um potencial mátrico de – 1,50 MPa. Isto significa que quando o solo atinge esse valor de Ψm, a água está retida com tanta energia, que as plantas murcham irreversivelmente. O ponto de murcha é considerado o limite inferior de armazenamento de água pelo solo. 6.4.3. Água disponível O teor de água disponível para as plantas é comumente tomado como a diferença entre a capacidade de campo e o ponto de murcha permanente. Ad = C.C - PMP Neste caso os teores de umidade, tanto para capacidade de campo como para o ponto de murcha permanente, podem ser tomados a base de massa, volume ou mesmo em forma de lâmina. Para se calcular a lâmina disponível (Ld) de um solo qualquer basta utilizar-se a seguinte expressão: Ld = θm(C.C.) - θm(PMP) x Da x h 100 onde: Ld = lâmina disponível (cm ou mm) θm(C.C.) = teor de umidade a base de massa em C.C.(%) θm(PMP) = teor de umidade a base de massa no PMP(%) Da = Densidade aparente(admensional) h = profundidade considerada(cm ou mm)
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De um modo geral, as culturas não suportam teores de umidade próximo ao ponto de murcha, sem que haja uma perda substancial da produtividade. É aconselhável, para um bom manejo da água, se irrigar, muito antes que o potencial mátrico da água do solo atinja níveis de –1,50 MPa. A pesquisa agrícola tem acumulado dados para diversas culturas indicando quando se deve proceder a irrigação. Geralmente esse dado está difundido em termos de percentagem de água disponível e gira em torno de 50% da lâmina disponível, o que corresponde a água útil utilizada mais facilmente pelas plantas. Dependendo da evapotranspiração média de uma determinada cultura agrícola, pode-se determinar com precisão o ciclo de rega para a cultura que se deseja irrigar. II. PARTE: PRINCÍPIOS DE FERTILIDADE DO SOLO 1. FERTILIDADE DO SOLO 1.1. Conceitos Solo fértil é aquele que contém, em quantidades suficientes e balanceadas, todos os nutrientes essenciais em formas disponíveis. Solo produtivo é aquele que, sendo fértil, se encontra localizado numa zona climática capaz de proporcionar suficiente umidade, luz, calor, etc., para o bom desenvolvimento das plantas nele cultivadas. Nem todo solo fértil é produtivo, porém todo solo produtivo é fértil. 1.2. Elementos essenciais ao desenvolvimento vegetal Quando se faz a análise de uma planta fresca verifica-se que a maior proporção do seu peso, 70 a 95%, é constituída pela água. Secando-se a planta numa estufa a 80-100 0C, praticamente toda essa água é eliminada por evaporação, obtendo-se assim a matéria seca. Fazendo-se a análise elementar da matéria seca de uma planta de milho, por exemplo, encontra-se, em geral, dados como os da Tabela 3.
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Tabela 3. Composição elementar da matéria seca de uma planta de milho. _______________________________________________________ _ ELEMENTO % ELEMENTO % _______________________________________________________ _ O 44,4 N 1,46 C 43,6 Si 1,17 H 6,2 K 0,92 Ca 0,23 P 0,20 Mg 0,18 S 0,17 Cl 0,14 Al 0,11 Fe 0,08 Mn 0,04 _______________________________________________________ _ SOMA 94,2 SOMA 4,70 _______________________________________________________ _ A análise desta planta não é suficiente para caracterizar um elemento como essencial, pois muitos elementos estão presentes na
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composição da matéria seca de uma planta e não são considerados essenciais. Um elemento é considerado essencial, quando satisfaz dois critérios de essencialidade: O direto e o indireto. Direto - O elemento participa de algum composto ou de alguma reação, sem o qual ou sem a qual a planta não vive. Indireto • Na ausência do elemento a planta não completa o seu ciclo de vida; • O elemento não pode ser substituído por nenhum outro; • O elemento tem de ter efeito direto na vida da planta, sua ação não consistindo da anulação de condições físicas, químicas ou biológicas desfavoráveis presentes no substrato. Os elementos essenciais se classificam de acordo com a proporção em que aparecem na matéria seca em dois grandes grupos: macronutrientes, como o Nitrogênio (N), o Fósforo (P), o Potássio (K), o Cálcio (Ca), o Magnésio (Mg) e o Enxofre (S); e os micronutrientes, como o Boro (B), o Cloro (Cl), o Cobre (Cu), o Ferro (Fe), o Manganês (Mn), o Molibdênio (Mo) e o Zinco (Zn). Os macro e micronutrientes encontram-se na matéria seca de algumas plantas nas concentrações dadas na Tabela 4. Tabela 4. Quantidades de macro e micronutrientes em alguns produtos agrícolas. _______________________________________________________ _ ELEMENTO
Café(60 Kg)
Cana-de-açúcar(100 t)
Milho(6,4 t)
_______________________________________________________ _
N 1,026 Kg 132 Kg 129 Kg P 0,066 8 26 K 0,918 110 42 Ca 0,162 13 1,1 Mg 0,096 19 11 S 0,078 12 10 ________________________________________________________________ B 0,96 g 4,0 g 20,0 g Cl 2000,0 Cu 0,90 5,0 34,0 Fe 3,60 3132,0 210,0 Mn 1,20 1566,0 78,0
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Mo 0,003 1,6 2,5 Zn 0,72 486,1 205,0 ________________________________________________________________
Os elementos, macro e micro, exercem funções específicas na vida da planta. Tais funções podem ser classificadas em três grandes grupos: a) Estrutural - O elemento faz parte da molécula de um ou mais compostos orgânicos, como por exemplo: o nitrogênio nos aminoácidos e proteínas; o cálcio no pectato da lamela média da parede celular; o magnésio que ocupa o centro do núcleo tetrapirrólico das clorofilas. b) Constituinte de enzima - Refere-se a elementos, geralmente metais ou elementos de transição (molibdênio, por exemplo), que fazem parte do grupo prostético de enzimas e que são essenciais às atividades das mesmas. Este é também o caso do cobre, ferro, manganês e zinco. c) Ativador enzimático - É o caso em que o elemento sem fazer parte do grupo prostético da enzima, pois esta dissociável da fração protéica, é porém, necessário à atividade da mesma De acordo com a função que os macro e micronutrientes exercem nas plantas, eles serão responsáveis por diferentes papéis na formação das colheitas, como mostra a Tabela 5. A redistribuição dos elementos essenciais à vida das plantas, dar-se predominantemente pelo floema. No entanto, os elementos podem mostrar mobilidade muito diferente. Os elementos considerados móveis são o N, P, K, Mg, Cl e Mo; os pouco móveis são o S, Cu, Fe, Mn e o Zn; os imóveis são o Ca e o B. Essa mobilidade maior ou menor tem muita relevância prática, já que ocorrendo uma deficiência de um elemento móvel, inicialmente os sintomas se manifestarão nas folhas mais velhas, enquanto que a deficiência de um elemento pouco móvel ou imóvel na planta, o sintoma de deficiência se manifestará nas folhas e órgãos mais novos. A cultura exige um suprimento contínuo dos elementos pouco móveis e imóveis pois, havendo interrupção ou diminuição no
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suprimento, não haverá mobilização suficiente do nutriente para “socorrer” os órgãos mais novos. Tabela 5. Participação dos macro e micronutrientes na formação e na qualidade da colheita. Elemento Nitrogênio
Papéis Estimula a formação e desenvolvimento de gemas floríferas e frutíferas; maior vegetação e perfilhamento; aumenta o teor de proteína.
Fósforo
Acelera a formação de raízes; aumenta a frutificação; apressa a maturação dos frutos.
Potássio
Estimula a vegetação e perfilhamento (gramíneas); estimula o enchimento de grãos; promove o armazenamento de açúcar e amido; aumenta a eficiência do uso da água; aumenta a resistência a seca, geadas, pragas e moléstias.
Cálcio
Estimula o desenvolvimento das raízes; aumenta a resistência a pragas e moléstias; maior pegamento das floradas.
Magnésio
Colabora com o fósforo
Enxofre
Aumenta a vegetação e a frutificação; aumenta o teor de óleos, gorduras e proteínas
Boro Cobre
Colabora com o cálcio; aumenta a granação Aumenta à resistência às doenças; menor esterilidade masculina(cereais)
Ferro
Fixação do nitrogênio
Manganês
Aumenta a resistência a algumas doenças
Molibdênio
Fixação simbiótica do nitrogênio
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Zinco
Estimula o crescimento e frutificação.
1.3. Absorção dos elementos: o contato íon - raiz Para que um elemento M(mineral) existente na solução do solo possa ser absorvido pelas raízes é necessário que entre em contato com as mesmas. Existem três processos para estabelecer o contato: a interceptação radicular, o fluxo de massa e a difusão. A interceptação radicular trata-se do encontro da raiz absorvente com o elemento em forma disponível no solo. A quantidade do elemento que dessa maneira entra em contato com o sistema radicular é relativamente pequena e proporcional a relação superfície da raiz/superfície do solo. Nestas condições, pode-se perceber que quanto mais desenvolvido o sistema radicular de uma planta maior será o contato com a superfície do solo. O fluxo de massa pode ser definido como o movimento do íon em uma fase aquosa móvel. A medida que as raízes absorvem água, ou melhor, solução do solo, estabelece-se um gradiente de potencial de água no solo e a solução se move para a superfície da raiz: os elementos dissolvidos são então carregados pela água por fluxo de massa. Este é o meio de contato mais importante para a maioria dos elementos essenciais entrarem em contato com a superfície das raízes no processo de absorção. A difusão é definida como o movimento do íon em uma fase aquosa estacionária, a distâncias curtas. A absorção de M pela raiz faz com que diminua a sua concentração na superfície das mesmas, criando um gradiente de concentração ao longo do qual o elemento se difunde. Tomando-se a cultura do milho como exemplo, a contribuição dos três processos é a que aparece na Tabela 6. De acordo com o que se pode observar na referida tabela, o conhecimento do tipo de contato íon-raiz é de fundamental importância na localização do adubo durante a sua aplicação.
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Tabela 6. Relação entre o processo de contato e a localização do adubo
Elemento N P K Ca Mg S B Cu Fe Mn Mo Zn
Processo de contato __________________________________ Interceptação fluxo de massa Difusão ------------------------(% ------------------------(% do total)-----------------total)-----------------1 99 0 2 4 94 3 25 72 287 760 0 57 375 0 5 95 0 29 1000 0 70 20 10 50 10 40 15 5 80 10 200 0 20 20 60
Aplicação de adubos Distante, cobertura Perto, localizado Perto, localizado Lanço Lanço Distante, cobertura Distante, cobertura Lanço, localizado Lanço , localizado Perto, localizado Lanço Perto, localizado
Os processos de contato do íon com a raiz são alguns dos fatores que determinam a localização do adubo em relação à semente ou à planta: o adubo nitrogenado tem de ser colocado de maneira tal que a água possa conduzi-lo até a raiz; já os adubos contendo P e K, elementos que atingem as raízes por difusão, devem ser colocados de modo a garantir o maior contato com a raiz, pois devido ao pequeno deslocamento destes elementos, as necessidades da planta poderão não ser satisfeitas. 1.4. Leis e princípios da fertilidade do solo a) Lei da Restituição: É indispensável restituir ao solo, para evitar o seu empobrecimento, todos os nutrientes removidos pelas colheitas. b) Lei do Mínimo: As produções das culturas são reguladas pelas quantidades do elemento disponível que se encontra no mínimo em relação às necessidades das plantas. c) Lei dos Acréscimos não Proporcionais: O aumento de produção não é proporcional ao aumento do fator limitante.
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d) Lei do Máximo: Qualquer fator de produção, quando em excesso, tende a não aumentá-la ou mesmo a diminuí-la. e) Lei do Decréscimo da Fertilidade do Solo: A fertilidade dos solos cultivados tende a decrescer com o tempo se não forem executados trabalhos especiais, possibilitados pela ciência e pela técnica, para mantê-la ou mesmo elevâ-la. 2. A FRAÇÃO ARGILA E SUA IMPORTÂNCIA NA FERTILIDADE DO SOLO O termo argila é usado no solo com três diferentes significados: Para designar o separado mecânico na análise granulométrica de partículas inferiores a 0,002 mm; designar a classe textural do solo, conhecida como argila; designar a fração do solo constituída de silicatos hidratados de alumínio, denominados argilo-minerais. Numa classificação geral, as argilas podem se agrupar em silicatadas, também chamadas minerais de argila ou argilo-minerais e as formadas por óxidos hidratados de Fe e Al, principalmente. A estrutura dos minerais de argila é formada por duas unidades cristalográficas básicas: os tetraedros de sílicio e os octaedros de alumínio ou magnésio. O arranjamento estrutural dessas unidades e o grau de expansão irão agrupar estes argilominerais em diferentes tipos, com diferentes características, tais como: caulinita, montmorilonita, vermiculita, ilita e clorita, etc. A fertilidade natural de um solo depende, indubidavelmente, de sua capacidade adsortiva, que é função dos argilo-minerais e coloídes orgânicos. Os elementos minerais, essenciais à vida vegetal, serão então, adsorvidos a estas estruturas minerais e/ou orgânicas, sendo, gradativamente, liberados e absorvidos pelas plantas. Os elementos minerais em forma iônica são denominados de íons e são chamados de catíons quando carregados positivamente e aníons quando carregados negativamente. Os argilo-minerais e os coloídes orgânicos geram cargas negativas e/ou positivas no solo que são neutralizadas pelos catíons e/ou aníons. Quando os catíons dominam o complexo sortivo do solo( argilo-minerais e coloídes
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orgânicos ) dá-se o nome de capacidade de troca de catíons do solo( CTC ). Já no caso da adsorção de aníons dá-se o nome de capacidade de troca aniônica( CTA ). A CTC é um fenômeno mais característico na maior parte dos solos agrícolas. A CTC é muito variável dependendo do tipo do coloíde, como se pode observar na tabela 7 abaixo: Tabela 7. Capacidade de troca de catíons de alguns coloídes do solo. _______________________________________________________ _ COLOÍDE CTC(Cmolc dm-3) _______________________________________________________ _ Caulinita 5 - 15 Montmorilonita 50 - 100 Ilita 10 - 50 Vermiculita 100 - 150 Óxidos de Fe e Al 2-5 Humus 150 - 500 _______________________________________________________ _ 3. PROPRIEDADES QUÍMICAS O complexo sortivo do solo consiste de um complexo radical negativo e de uma mistura de catíons adsorvidos. A troca de catíons é uma reação dinâmica, reversível da troca de um ou mais catíons adsorvidos por outros no complexo sortivo do solo. A capacidade de Troca de Catíons (CTC) é a capacidade que os argilo-minerais e a matéria orgânica possuem para adsorver catíons trocáveis. Está CTC depende do tipo de mineral de argila, do teor da matéria orgânica presente no solo e do pH. Soma de bases (S) é a soma de todos os catíons trocáveis no complexo sortivo com exceção do H + e Al3+. S = Ca + Mg +K + Na +...........(Cmolc dm-3)
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• •
Ca, Mg, K e Na são formadores de bases H e Al são formadores de ácidos
A saturação de bases (V) é a percentagem da soma de bases em relação ao complexo sortivo (CTC). V= S CTC
x 100
A saturação por alumínio (m) é a percentagem do alumínio em relação a soma de bases mais o alumínio. m=
Al x 100 S + Al A saturação por sódio (PST) é a percentagem de sódio (Na) em relação ao complexo sortivo do solo. PST = Na CTC
x100
2.1. Classificação dos solos quanto a saturação por bases (V), saturação por alumínio (m) e saturação por sódio (PST). a) Saturação por bases: • •
V ≥ 50% - Eutrófico V < 50% - Distrófico
b) Saturação por alumínio • •
m ≥ 50% - Álico m < 50% - Não-álico
c) Saturação por sódio
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• •
PST ≥ 15% - Sódico PST < 15% - Não-sódico
4. MATÉRIA ORGÂNICA DO SOLO 4.1 Constituição, conteúdo e distribuição A matéria orgânica do solo é constituída, basicamente, de duas frações distintas: uma os restos vegetais e animais em diferentes estados de decomposição e outra, o húmus, que é o produto desses restos após decomposição biológica. Embora importante, a matéria orgânica representa uma pequena fração do peso total dos solos minerais: 1% ou menos, em solos arenosos pobres e em solos de deserto a 12% ou mais em regiões de pradaria. Em solos orgânicos, o teor de matéria orgânica varia de 20% a 30%, no mínimo, de acordo com a percentagem maior ou menor de argila, a 90-95% nos solos turfosos. De um modo geral, os solos leves, arenosos, são mais pobres em matéria orgânica que os solos argilosos. A distribuição da matéria orgânica no perfil do solo depende principalmente do modo pelo qual se adiciona a matéria orgânica. Em solos de florestas, por exemplo, a maior quantidade de matéria orgânica encontra-se na superfície porque a contribuição da serrapilheira é maior que a das raízes; além disso, uma proporção razoável destas se localiza superficialmente. Neste caso, o teor de matéria orgânica decresce bruscamente da camada superficial para a que está imediatamente abaixo. Contrariamente, em solos que suportam gramíneas a contribuição das raízes é grande e muitas dessas têm sistema radicular profundo. E, como elas apresentam ciclo relativamente curto, há uma contínua adição de restos orgânicos ao solo devido à morte das raízes e, consequentemente, o teor de matéria orgânica decresce menos bruscamente com a profundidade. 4.2. Decomposição dos compostos orgânicos
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A decomposição dos compostos orgânicos nada mais é do que um processo de oxidação enzimática, como se pode observar na reação esquematizada abaixo: Oxidação -[ C, 4H ] + 2O2
CO2 + 2H2O + ENERGIA Enzimática Como se pode observar nesta reação, os microrganismos decompõem a matéria orgânica para obterem energia suficiente para realizarem seus processos biológicos. O grau de decomposição da matéria orgânica é muito variável e depende do tipo de material que está sofrendo decomposição, por isso, alguns compostos são rapidamente decompostos e outros são muito resistentes a decomposição. →→→→→
4.3. Mineralização e Imobilização A imobilização ocorre, geralmente, na fase inicial de decomposição de resíduos frescos adicionados, quando cresce consideravelmente, o número de organismos de finalidades gerais e há por parte destes organismos uma grande demanda por elementos minerais, como: N, P, S, etc. A mineralização ocorre na fase final de decomposição de resíduos frescos adicionados, quando decresce consideravelmente, o número de organismos de finalidades gerais e entram em ação organismos de finalidades específicas, tais como bactérias nitrificadoras. Por exemplo, veja como ocorre a mineralização do nitrogênio orgânico do solo: N (orgânico) ↓
Amonificação
→
NH4+ ↓ ↓ ↓
→ ↓
Nitritação
Amônio
NO2↓ ↓ ↓
Nitrito
→ ↓
NO3-
Nitratação
↓ ↓ ↓
Nitrato
4.4. Relação C/N É a proporção entre o Carbono e o Nitrogênio da matéria orgânica. Nos solos a relação C/N do húmus é em torno de 10:1 a 12:1; nos tecidos vegetais é muito variável, nas leguminosas jovens
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pode chegar a 20:1, porém em palha de arroz, por exemplo, a C/N é em torno de 100:1. Esta relação é de fundamental importância quando se adiciona tecidos vegetais ao solo, ou seja, quanto maior for a relação C/N do material incorporado, maior será o tempo de imobilização dos nutrientes essenciais ao desenvolvimento vegetal. 4.5. Processo de humificação da matéria orgânica No processo de humificação da matéria orgânica, apenas 35% do carbono dos tecidos vegetais incorporados ao solo é convertido em húmus, sendo o restante dissipado na forma de CO 2. Oxidação -[ C, 4H ] + 2O2 →→→→→ CO2 + 2H2O + ENERGIA Enzimática ↓ ↓ ↓
Apenas 35% do C é aproveitado na formação do húmus. Exemplo prático:
↓
O restante do C se perde na forma de CO 2
Se uma tonelada (t) de material palhento, contendo 40% de C e 0,5% de N for incorporado ao solo, quantos Kg de N serão necessários para a conversão de 35% de C em húmus ? 1000 Kg de material palhento: 400 Kg de C 5 Kg de N ↓
C/N - 80/1 Dos 400 Kg de C, 35% será convertido em húmus, o que corresponde a 140 Kg de C. Considerando que a relação C/N do húmus no final do processo será igual a 10:1, isto significa que para converter os 140 Kg de C serão necessários 14 Kg de N. O material que foi incorporado só nos dá 5 Kg de N, o que corresponde a um déficit de 9 Kg de N. Está quantidade de N será temporariamente imobilizada no solo pelos microrganismos ou poderá ser suprida com fertilizante nitrogenado químico.
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Neste exemplo fica demonstrado que quanto maior for a relação C/N do material incorporado, maior demanda haverá por parte dos microrganismos por nutrientes essenciais à vida das plantas. 4.6. Determinação do teor de matéria orgânica do solo Pode-se determinar a matéria orgânica do solo por processos diretos e indiretos. Os processos diretos são aqueles em que a matéria orgânica é destruída por aquecimento ou por ataques sucessivos com água oxigenada. Os métodos indiretos se baseiam na determinação do teor de C ou de N, calculando-se o teor de matéria orgânica a partir de um desses valores: Matéria orgânica (%) = C (%) Matéria orgânica (%) = C (%) Matéria orgânica (%) = N (%)
x x x
1,724 1,923 20
Criticamente todos os métodos apresentam falhas e nenhum fornece resultados corretos, mais apenas aceitáveis. Pode-se, também, afirmar que os processos mais empregados são os baseados no conhecimento do teor de carbono orgânico. Os níveis críticos de matéria orgânica do solo podem ser mais ou menos rigorosos, dependendo do Estado brasileiro onde estes níveis foram estabelecidos, como se pode observar na Tabela 8. Tabela 8. Níveis críticos de matéria orgânica do solo. _______________________________________________________ _ MATÉRIA ORGÂNICA ( % ) _______________________________________________________ _ Gargantini Pipaemg Interpretação _______________________________________________________ _ < 1,5 < 1,6 TEOR BAIXO 1,5 - 2,5 1,6 -3,0 TEOR
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MÉDIO > 2,5 > 3,0 TEOR ALTO _______________________________________________________ _ 4.7. Cálculo de uma adubação genérica baseada na incorporação dos restos de cultura e no teor de matéria orgânica existente no solo : Imagine que você irá plantar milho após milho e que você incorporou os restos de cultura do plantio anterior. Da quantidade total que você incorporou, em média, é aproveitável no plantio seguinte 30% do total de N incorporado. É também admissível que a cada 1% de matéria orgânica existente no solo, 20 Kg de N torna-se disponível por hectare. Então, o cálculo de uma adubação de N para uma determinada produção esperada, pode ser feito utilizando-se a seguinte expressão: A = [ Necessidade da planta - Fornecido pelo solo ] x Eficiência Balanço médio do N na cultura do milho. Necessidade da cultura para produzir Grãos, 10.000 Kg/ha x 1,4% de N...................................= 140 Kg + Palhada, 10.000 Kg/ha x 1,1% de N............................... = 110 Kg Total..................................................................................= 250 Kg/ha Fornecido pelo solo 3% Matéria orgânica; 20 Kg de N/1% de Mat. Orgânica...= 60 Kg + Resíduo da cultura, 30% do N da Palhada....................... = 33 Kg Total...................................................................................= 93 Kg/ha Necessidade via adubação N = ( 250 - 93 ) / 0,75*.......................................................= Kg/ha * A eficiência média da adubação nitrogenada é de 75%.
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Imagine que você irá utilizar como fonte de N, o sulfato de amônio que apresenta 20% de N, então você utilizará deste adubo: 100 Kg de sulfato de amônio...............20 Kg de N X......................................210 Kg de N X = 1050 Kg de sulfato de amônio Isto significa que para obter uma produção de grãos de 10.000 Kg/há, mesmo com a incorporação dos restos de cultura e o alto teor de matéria orgânica presente no solo, você terá que utilizar mais de uma tonelada de fertilizante químico. Isto se atribuí a baixa eficiência média das adubações químicas.
5. REAÇÕES DO SOLO E SUA IMPORTÂNCIA PARA OS VEGETAIS Sabe-se que, genericamente, os solos apresentam uma reação ácida, neutra ou alcalina. Solos ácidos são comuns nas regiões onde a precipitação pluviométrica é elevada, e os elementos alcalinos, principalmente, o Ca e o Mg, são lixiviados das camadas superiores pelas águas carregadas de CO 2, sendo substituídos nos coloídes pelos íons H +. Contrariamente, a alcalinidade resulta na acumulação de catíons, principalmente, Ca, Mg, K e Na que provocam, na solução do solo, o predomínio dos íons OH - sobre os H+. É característica das regiões áridas e semi-áridas, onde predomina a ascenção de sais, junto a água capilar, sobre a lixiviação. Determinados processos que ocorrem no solo e no sistema solo-planta, sejam naturais ou provocados pelo homem, influenciam marcadamente a reação do solo. A absorção radicular, a nitrificação do nitrogênio, a oxidação biológica do enxofre, a humificação da matéria orgânica, o uso de adubos amoniacais e a erosão, tendem a acidificar o solo. Todos estes processo resultam na concentração e/ou liberação de íons H + na solução do solo. Os solos podem também, tornarem-se mais ácidos quando as colheitas removem as bases. Culturas diferentes removem
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quantidades diferentes de cálcio e magnésio, como pode ser visto na Tabela 9. As Leguminosas geralmente contêm maiores quantidades destes nutrientes do que as plantas não leguminosas. As quantidades de cálcio e de magnésio também variam, de acordo com a parte da planta que é removida. A expressão da reação do solo é a medida do seu pH que mede a concentração hidrogeniônica da solução do solo. Existem no solo íons H + em vários “estados” que contribuem para a acidez: há os íons H + livres na solução; há os adsorvidos á superfície das partículas coloídais; e há, também, os íons H + combinados e que podem dissociar-se, como alguns que fazem parte de compostos orgânicos e de monômeros e polímeros de alumínio. Tabela 9. Estimativa das quantidades de cálcio e magnésio removidas pelas culturas. Cultura Produção Remoção (Kg/ha) _________________ Ca Mg Alfafa 20t (feno) 224 45 Milho 9t (grãos) 2 16 11t (colmo + sabugo) 29 34 Algodão 1,2t (fibra) 2 3 2,4t (ramos + folhas) 31 20 soja 3,4t (grãos) 8 17 Quando se faz a calagem de um solo, deve-se aplicar uma quantidade de corretivo, não só para neutralizar os íons H + livres da solução, mas também aqueles retidos em formas menos ativas, porque, à medida que a neutralização se processa se dá a ionização destes íons H + que passam para a solução do solo. Pode-se, então, considerar a acidez total do solo constituída de duas partes: acidez atual ou ativa e acidez potencial ou de reserva. A interpretação da reação do solo varia um pouco nos diversos laboratórios do País. A Tabela 10 mostra a interpretação, segundo a ESALQ( Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” ).
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Tabela 10. Interpretação da reação do solo, segundo a ESALQ( Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” ). _______________________________________________________ _ pH INTERPRETAÇÃO _______________________________________________________ _ < 5,0 Acidez elevada 5,0 - 5,9 Acidez média 6,0 - 6,9 Acidez fraca 7,0 Neutro 7,0 - 7,8 Alcalinidade fraca > 7,8 Alcalino _______________________________________________________ _
A experimentação tem demonstrado que as plantas suportam variações um tanto amplas de pH, porém a faixa entre 6,0 e 6,5 tem sido confirmada por diversos pesquisadores, como ideal para a maioria das culturas agrícolas. Pode-se verificar a influência da reação do solo sobre a produção de algumas culturas, através dos dados da Tabela 11. Os nutrientes minerais essenciais existentes no solo só serão aproveitados pelas plantas se estiverem dissolvidos na solução do solo ou retidos à superfície das partículas coloidais de tal modo que possam ser facilmente deslocados dessa posição: os elementos que se encontram nessas formas se denominam “disponíveis”. O pH controla a solubilidade dos nutrientes do solo exercendo, por isso, considerável influência sobre a absorção dos mesmos pelas plantas. Em solos fortemente ácidos, diversos elementos, mesmo, os considerados essenciais, podem se tornar tóxicos às plantas, como no caso do Fe, Cu, Zn, B e Mn. Solos de reação fortemente ácida, apresentam uma elevada concentração de íons H +, que provocará uma alta solubilização dos
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óxidos hidratados de Al, tornando-o livre em solução, determinando ao mesmo tempo, predomínio deste elemento no complexo sortivo do solo. Este efeito é extremamente negativo ao desenvolvimento vegetal, pois o Al, mesmo em baixas concentrações é altamente tóxico às plantas. 5.1. Correção da acidez Há vários processos destinados à avaliação da quantidade de calcário necessária para corrigir a acidez do solo. O método da incubação de amostras de solo com quantidades crescentes de CaCO 3, durante um certo período, até que o equilíbrio seja alcançado, permite estabelecer uma curva por meio da qual a necessidade de calcário pode ser determinada para se obter um pH desejado. Este método é muito preciso e serve como padrão para se correlacionar as doses de calcário estimadas por outros métodos.
Tabela 11. Produções relativas de algumas culturas em diferentes níveis de reação do solo. A produção mais elevada em relação a cada cultura é considerada igual a 100 e as demais são expressas como percentagens dela. _______________________________________________________ _ CULTURA PRODUÇÃO MÉDIA NO pH _______________________________________________________ _ 4,7 5,0 5,7 6,8 7,5 _______________________________________________________ _ MILHO 34 73 83 100 85 TRIGO 68 76 89 100 99 AVEIA 77 93 99 98 100
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CENTEIO 0 23 80 95 100 ALFAFA 2 9 42 100 100 TREVO DOCE 0 2 49 89 100 TREVO VERMELHO 12 21 53 98 100 SOJA 65 79 80 100 93 _______________________________________________________ _ O método da saturação de bases é bastante difundido nas regiões Sul e Sudeste do País. O método consiste em elevar a saturação de bases do solo a um determinado valor desejável, onde a necessidade de calcário é calculada pela expressão: N.C. = ( V2 - V1 ) . CTC / PRNT onde: N.C. - Necessidade de calcário ( t/ha) para uma camada de solo de 20 cm de espessura. V1 - Saturação de bases (em %), determinada pela análise de solo. V2 - Saturação de bases (em %), desejada em valor adequado para cada cultura. CTC - Capacidade de Troca de Catíons ( Cmol c dm-3 ), determinada pela análise de solo. PRNT - Poder relativo de neutralização total do calcário a ser utilizado, informado pela indústria produtora. O método do Alumínio trocável e o método do Ca + Mg trocáveis, largamente utilizados em alguns Estados do País, inclusive em Pernambuco, mostra-se eficiente para elevar o pH dos solos e reduzir a saturação por alumínio em solos ácidos. A quantidade de calcário calculada é baseada nas seguintes expressões: ]
Q = F x Al trocável ou
Q = F x [ X - ( Ca + Mg trocáveis )
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onde: Q - Quantidade de calcário puro (t/ha) para uma camada de solo de 20 cm de expesura. F - Fator de calagem, podendo assumir os seguintes valores, dependendo da classe textural do solo: 1,0 para solos arenosos; 2,0 para solos argilosos; e 3,0 para solos argilosos e ricos em matéria orgânica. X - Segundo fator de calagem, podendo assumir os seguintes valores, dependendo da classe textural do solo: 2,0 para solos arenosos e 3,0 para solos argilosos. Al trocável - Determinado pela análise de solo (Cmol c dm-3) Ca + Mg trocáveis - Determinados pela análise de solo (Cmol c dm-3). Em Pernambuco, de acordo com o boletim de recomendação de adubação e calagem para o Estado (1 a aproximação), tanto F, como X, assumem o valor 2. Para recomendar a necessidade de calcário, deve-se calcular a quantidade do corretivo pelos dois métodos, o que for maior é que deve ser a quantidade recomendada. 5.2. Correção da alcalinidade Em solos de regiões áridas e semi-áridas é comum a presença de solos halomórficos de reação neutra a alcalina, devido a grande concentração de sais na superfície, resultante do processo de ascenção capilar. Dependendo da intensidade deste processo, estes solos podem se tornar improdutivos, sendo sua recuperação bastante onerosa e antieconômica. A Tabela 12 relaciona os critérios utilizados e os limites admitidos para a classificação dos solos halomórficos.
Tabela 12. Classificação dos solos halomórficos. _______________________________________________________ _
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SOLO C.E. (dS/m a 250C)1 pH 2 PST(%) _______________________________________________________ _ SALINO >4 < 8,5 <15 SALINO-SÓDICO >4 < 8,5 >15 SÓDICO <4 > 8,5 > 15 _______________________________________________________ _ 1- C.E. ( Condutividade elétrica ); 2- PST ( Percentagem de sódio trocável )
A correção de solos salinos é baseada no cálculo de uma lâmina de lixiviação que dependerá do teor de sais na água utilizada, da tolerância das culturas ao sal, aliada a um satisfatório sistema de drenagem. No caso dos solos salino-sódicos e sódicos antes de se aplicar uma lâmina de lixiviação é necessário utilizar-se um corretivo para reduzir a concentração do sódio no complexo sortivo do solo. Alguns corretivos podem ser utilizados, como: gesso, enxofre, ácido sulfúrico, cloreto de cálcio, etc. O gesso é o corretivo mais utilizado por ser de custo relativamente reduzido e de fácil obtenção. Este processo é denominado de gessagem e a quantidade de gesso pode ser determinada pela seguinte expressão: N.G. = [ ( PSTi - PSTf ) . CTC . 86 . h . Da ] / 100 onde: N.G. - Necessidade de gesso(Kg/ha). PSTi - Percentagem de sódio trocável em que o solo se encontra (%). PSTf - Percentagem de sódio trocável final desejável (%). CTC - Capacidade de Troca de Catíons do solo (Cmol c dm-3). 86 - Peso do equivalente químico do gesso (CaSO 4 . 2H2O). h - Profundidade do solo que se deseja recuperar (cm). Da - Densidade aparente ou global do solo (g/cm 3).
6. O USO DE FERTILIZANTES
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6.1. Nitrogenados O nitrogênio é um dos nutrientes mais importantes para as plantas e, com freqüência, o mais limitante à produção das culturas em geral, exceto as leguminosas. A fertilização nitrogenada é uma complementação à capacidade de suprimento de nitrogênio dos solos, a partir da mineralização de seus estoques de matéria orgânica, geralmente altos em relação às necessidades das plantas. Em função de sua forma de atuação e das condições gerais de emprego é habitual classificar os fertilizantes nitrogenados em orgânicos e químicos, cuja seleção de uma ou outra forma depende dos fatores e condições do solo, das condições climáticas, da velocidade de atuação e do valor econômico. Os fertilizantes nitrogenados orgânicos são provenientes da mineralização dos resíduos vegetais e animais, através da ação efetiva da microbiota do solo. Pertencem a essa classificação o esterco eqüino (1,44%N), o esterco bovino (1,67%N), o esterco suino (1,86%N), o esterco de galinha (2,76%N), a torta de amendoim (7,65%N), a torta de coco (4,37%N), a torta de soja (6,56%N), a torta de usina de cana-de-açúcar (2,19%N), cascas de castanha de caju (0,74%N), borra de café (2,30%N), sangue seco (11,80%N), entre outros. Os fertilizantes nitrogenados químicos são subdivididos em quatro grupos. Os amoniacais, que apresentam o nitrogênio na forma amoniacal, como a amônia anidra (82%N), as soluções amoniacais (20%N), o sulfato de amônio (21%N), o cloreto de amônio (25%N), o fosfato de monoamônio-MAP (9%N), o fosfato diamônio-DAP (16%N), o fosfosulfato de amônio (13%N). Os nítricos, que apresentam o nitrogênio na forma nítrica, como o nitrato de sódio (16%N), o nitrato de potássio (13%N), o nitrato de cálcio (16%N), o nitrofosfato (14%N). Os nítrico-amoniacais, que apresentam o nitrogênio nas formas nítrica e amoniacal, como o nitrato de amônio (32%N), o nitrato de amônio e cálcio (20%N), o nitrosulfocálcio (25%N), o sulfonitrato de amônio (25%N), o sulfonitrato de amônio e magnésio (19%N). Os amídicos, que apresentam o nitrogênio na forma amídica, como a uréia (44%N), a uréia formaldeído (35%N), a uréia revestida com enxofre (39%N) e a crotonilidina diuréia (28%N).
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Devido à sua alta mobilidade, a quantidade total de nitrogênio adicionada com os fertilizantes nitrogenados deve ser aplicada de forma fracionada, a fim de que a planta possa encontrar no solo o nitrogênio que necessita, nos períodos críticos do seu ciclo vital. 6.2. Fosfatados As fontes minerais de fósforo são todas originadas de rochas fosfáticas, conhecidas como “fosfatos naturais”, que são encontrados na forma de compostos de ferro, alumínio e de cálcio. Os fosfatos de ferro e de alumínio têm sua solubilidade aumentada com a elevação do pH do solo. Os fosfatos de cálcio (apatitas e fosforitas), por sua vez, são mais solúveis em solos com pH ácido. No comércio, são encontradas fontes naturais de fósforo e fontes industrializadas, obtidas a partir das naturais. a) Fosfatos naturais
Os fosfatos naturais de maior ocorrência são as apatitas. Esses fosfatos possuem um teor considerável de fósforo total (24 a 27% de P2O5 total), contudo, de baixa solubilidade. A solubilidade desses materiais é aumentada em meio ácido. b) Superfosfato simples
Obtido por meio da mistura estequiométrica de H 2SO4 com fosfatos naturais (apatitas). Possui, no mínimo, 18% de P 2O5 solúvel em solução de citrato neutro de amônio (CNA), 11% de S e 19% de Ca. c) Superfosfato triplo ou concentrado
Obtido a partir da mistura estequiométrica de H 3PO4 com fosfatos naturais (apatitas). Possui 43% de P 2O5 solúvel em CNA e 13% de Ca. d) Escória de Thomas
É um subproduto da indústria do aço. Possui 17% de P 2O5 total, 12% de P 2O5 solúvel em ácido cítrico (AC) a 2%, 25% de Ca e pequenas quantidades de Si, Mg, Fe e Mn. e) Termofosfato Obtido pela fusão a 1450 oC de fosfato natural (apatita ou fosforita) com uma rocha magnesiana (serpentina). Contém 18% de
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P2O5 total, 16,5% de P 2O5 solúvel em AC a 2%, 20% de Ca e 9% de Mg. f) Fosfato monoamônio (MAP)
Obtido por meio da neutralização parcial de H 3PO4 pela amônia. Possui 48% de P 2O5 solúvel em CNA e 9% de N. g) Fosfato diamônio (DAP)
Obtido por meio da neutralização parcial de H 3PO4 pela amônia. Possui 45% de P 2O5 solúvel em CNA e 16% de N. h) Parcialmente acidulado
Obtido pela reação do fosfato natural (apatita) com uma quantidade de ácido sulfúrico inferior à necessidade estequiométrica para a reação completa. Contém 26% de P 2O5 total, 10% de P 2O5 solúvel em CNA, 25% de Ca e 6% de S. i) Farinha de ossos autoclavados
Possui 20% de P 2O5 total, 16% de P 2O5 solúvel em AC a 2%, 1,5% de N e 22% de Ca. 6.3. Potássicos O potássio constitui, juntamente com o nitrogênio e o fósforo, o grupo denominado de elementos nobres da fertilização. É de ocorrência generalizada na natureza, aparecendo sempre em formas combinadas inorgânicas ou, no solo, em forma iônica. A fertilização potássica tem que garantir uma concentração de K na solução do solo suficientemente alta para satisfazer as necessidades da planta nos períodos em que o elemento é mais exigido. Este objetivo poderá ser alcançado quando forem evitadas perdas por lixiviação e fixação. A eficiência dos fertilizantes potássicos depende sistematicamente da maneira de como são aplicados e das condições do solo a ser fertilizado. Diante disso, pode-se inferir algumas sugestões quanto ao uso do potássio no solo: a) solos naturalmente pobres em potássio requerem adições frequentes e moderadas. b) práticas culturais que melhoram as condições de aeração do solo (aração, gradagem, drenagem), bem como aquelas que evitam as
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perdas por lixiviação (adição de matéria orgânica e calagem) e por erosão (plantio em nível, terraço, etc) tendem a promover um melhor aproveitamento do K no solo. c) A tendência para o equilíbrio entre o K não trocável, trocável e em solução e as perdas às quais o K solúvel está sujeito, sugerem dois princípios básicos para a adição de K como fertilizante: o primeiro é que o elemento deve ser aplicado parceladamente em lugar de toda a quantidade necessária de uma só vez; o segundo é que se deve concentrar o K no sulco ou na cova de plantio, sempre que possível. Os fertilizantes potássicos mais utilizados são: cloreto de potássio (60% de K 2O), sulfato de potássio (50% de K 2O), sulfato duplo de potássio e magnésio (22% de K 2O) e nitrato de potássio (44% de K2O). 6.4. Orgânicos Fertilizantes orgânicos são todos aqueles produtos que, adicionados ao solo, têm como objetivo fundamental produzir húmus e contribuir, desta forma, para manter, ou elevar, o equilíbrio húmico dos solos cultivados. É possível que esses produtos contenham, também, outros elementos fertilizantes, porém, este aspecto deve ser considerado secundário. A Legislação Brasileira através do Decreto 86.955 de 18.02.82, considera fertilizantes orgânicos os produtos de origem vegetal ou animal, classificados em três categorias: (a) fertilizante orgânico simples (fertilizante de origem vegetal ou animal contendo um ou mais nutrientes das plantas), (b) fertilizante organomineral (fertilizante procedente da mistura ou combinação de fertilizantes minerais e orgânicos), e (c) fertilizante composto ou, simplesmente, composto (fertilizante obtido por processo bioquímico, natural ou controlado, com mistura de resíduos de origem vegetal ou animal). A eficiência dos fertilizantes orgânicos para melhorar a produtividade do solo depende de alguns fatores que devem ser considerados: (a) qualidade e quantidade de aplicação; (b) épocas e condições de utilização; (c) métodos de aplicação; (d) adequabilidade aos sistemas agrícolas predominantes na região; (e) custo relativo de sua utilização.
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A matéria orgânica favorece o aumento da produção, ao melhorar as propriedades físicas, químicas e biológicas do solo. Na Tabela 13., resumem-se os principais efeitos da matéria orgânica no solo. É necessário dizer que os diferentes tipos de húmus contribuem de maneiras diferentes para esses efeitos. Em geral, quanto mais avançado o nível de humificação (relação C/N mais baixa) mais próximos estarão seus efeitos aos assinalados na referida Tabela. 6.5. Micronutrientes Alguns elementos químicos são essenciais para o desenvolvimento das plantas. Desses elementos, alguns são exigidos em grandes quantidades e outros em pequenas quantidades e, por isso, comumente chamados de micronutrientes (B, Cl, Cu, Fe, Mn, Mo e Zn). Eles são de natureza essencialmente inorgânica e sua disponibilidade é muito variável, principalmente em cultivos intensivos, quando ocorrem alterações nas práticas de manejo do solo ou quando, de alguma maneira, haja esgotamento desses nutrientes sem a devida reposição por fertilizantes. O teor de micronutrientes na matéria seca das plantas é, como regra, muito menor que o dos macronutrientes, sendo por isso, expressos quase sempre em partes por milhão (ppm), mg kg -1, por exemplo. Por isso, enquanto a necessidade dos macronutrientes são dadas em dezenas (às vezes centenas) de quilos por hectare, as exigências dos micronutrientes são medidas em gramas por hectare. O conhecimento da ocorrência, reação e movimento no solo é de muita importância para se analisar o comportamento dos micronutrientes no sistema solo-planta. Eles podem ser encontrados no solo, tanto complexados com a parte orgânica, como na forma inorgânica. A fração orgânica do solo é muito complexa e compõe-se de uma grande variedade de compostos solúveis e insolúveis que são capazes de reagir com os micronutrientes.
TABELA 13. Principais efeitos da matéria orgânica nos solos cultivados PROPRIEDADES DO SOLO FÍSICAS
EFEITOS DA MATÉRIA ORGÂNICA HUMIFICADA
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Aumento da capacidade calorífica Solos mais quentes na primavera Redução das oscilações térmicas Agregação de partículas elementares Aumenta a estabilidade estrutural Proporciona coesão nos solos arenosos Aumenta a permeabilidade hídrica e gasosa Solos menos encharcados Facilita a drenagem Reduz a erosão Aumenta a capacidade de retenção hídrica Reduz a evaporação Melhora o balanço hídrico QUÍMICAS
Aumento do poder tampão Regula o pH Aumenta a capacidade de troca catiônica Mantêm os cátions em formas trocáveis Formação de fosfohumatos Formação de quelatos Mantêm as reservas de nitrogênio BIOLÓGICAS
Favorece a respiração radical Favorece a germinação das sementes Regula a atividade microbiana Fonte de energia para os microrganismos heterotróficos Modifica a atividade enzimática Melhora a nutrição mineral dos cultivos Ativa a rizogênese Favorece a solubilização de compostos minerais Inibe o efeito de algumas toxinas
A capacidade do solo de reter micronutrientes depende das suas propriedades químicas, físicas e biológicas, assim como da forma química em que o elemento foi aplicado. Dentre os fatores que influem na retenção dos micronutrientes podem ser citados: a textura, o pH, a umidade, o teor de matéria orgânica, o teor de
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óxidos de ferro, alumínio e manganês, a espécie e a concentração dos constituintes da solução do solo. Normalmente, a solubilidade, e conseqüentemente a movimentação dos micronutrientes catiônicos (Zn, Cu, Fe e Mn), aumenta com a diminuição do pH do solo. De maneira inversa, a mobilidade do ânion molibdato aumenta com o aumento do pH. Embora as necessidades de micronutrientes das culturas sejam pequenas, suas deficiências têm aparecido com muita frequencia, principalmente devido ao uso crescente de fertilizantes bastante concentrados. Há pelo menos três classes de produtos portadores de micronutrientes que são usados para prevenir ou corrigir deficiências: óxidos, ácidos e sais minerais; silicatos complexos; quelatos naturais ou sintéticos. Os fertilizantes contendo micronutrientes podem ser aplicados no tratamento de sementes, na pulverização foliar e diretamente no solo, isoladamente ou em mistura com os fertilizantes portadores de macronutrientes. As quantidades que podem ser aplicadas com as sementes são limitadas e por isso o tratamento pode não ser suficiente para garantir o fornecimento necessário do elemento. As aplicações foliares da maioria dos micronutrientes são eficientes, mas em geral exigem sua repetição o que aumenta o custo da operação. Por outro lado, a aplicação isolada do micronutriente no solo também implica em aumento de custos. Porém, a desvantagem mais séria do uso isolado, é a dificuldade em se distribuir de modo uniforme a pequena quantidade exigida pelas culturas. Por tudo isso, é muito viável a prática de se distribuir o micronutriente previamente misturado com os demais fertilizantes no planejamento das fertilizações rotineiras e freqüentes.
7. RECOMENDAÇÃO DE FERTILIZANTES Para que se possa fazer uma indicação correta de adubação, é indispensável o conhecimento do nível atual de fertilidade do solo a ser cultivado. É através da análise química da amostra do solo que se determina a sua fertilidade, permitindo o conhecimento prévio das
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quantidades dos nutrientes e da necessidade de correção destes e da reação do solo. As análises são processadas em pequenas quantidades de solo e assim, facilmente, verifica-se a importância que representa a amostragem. Pouco valor terá uma análise feita com todo rigor, se a amostra não for representativa da área a ser cultivada. Por essa razão, é de máxima importância que a amostragem do solo seja bem executada e é indispensável que as recomendações a seguir expostas, sejam seguidas com todo o cuidado: 7.1. Amostragem Por definição, amostragem é o processo de obtenção da amostra para ser analisada como representante de um todo. Estatisticamente, é o conjunto de métodos utilizados na obtenção de amostras representativas de uma população. Nesta linha de raciocínio, amostra é a parte ou unidade de um produto natural, neste caso o solo, que se obtém para representar uma área homogênea. A amostragem de solo é a primeira etapa de um programa para avaliação da sua fertilidade. Portanto, o conhecimento da condição da fertilidade do solo no âmbito de uma área cultivada ou não, permite o emprego das mais confiáveis práticas de manejo de fertilizantes e de corretivos. Considerando que não é possível analisar o campo como um todo, e sabendo-se que um dos aspectos mais importantes associados com análises de solo para diagnosticar a sua fertilidade, é a obtenção de uma amostra que represente a área a ser testada, lança-se mão dos recursos teóricos da amostragem. É necessário deixar claro que a amostra entregue ao laboratório deve representar o solo da área em que se pretende implantar ou manter uma cultura. Uma amostra de solo que não é representativa da área da qual foi coletada, dá origem a resultados desprovidos de confiabilidade e poderá provocar perda de investimento para o produtor rural, tendo em vista que se pode estar aplicando ao solo, mais (ou menos) fertilizantes e/ou corretivos do que são necessários para a cultura. Também poderá acarretar perdas de tempo, de reagentes e o que é indesejável, da credibilidade do laboratório.
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Tendo em vista que um hectare de solo, cuja amostra composta foi coletada à profundidade de 20 cm e cuja densidade aparente (global) é de 1,2 g/cm -3, tem a massa de 2.400.000 kg e sabendo-se que a amostra quando remetida ao laboratório, tem a massa de cerca de 500 g, e finalmente que, apenas 12 g (10 ml) serão usados em cada determinação, infere-se que as técnicas da amostragem devem ser rigorosamente seguidas. Portanto, o resultado analítico dessa pequena fração de solo, deverá refletir a fertilidade da massa desse hectare. 7.2. Seleção da área O solo é um sistema dinâmico do ponto de vista biológico, físico e químico. Todo solo apresenta variabilidade de características, devido aos fatores de formação, os quais variam entre e dentro de locais. Há três direções de variação que podem ocorrer quando se aceita que uma amostra possa estimar os parâmetros da fertilidade do solo, a saber: vertical, horizontal e tempo. Variação em qualquer dessas fontes, conduz a uma recomendação de fertilizantes e/ou de corretivos incorreta. Portanto, um programa de análise de solo para dar assistência aos agricultores é posto em risco, se as regras analíticas e a teoria da recomendação forem aplicadas a uma amostra não representativa. Com o propósito de garantir a representatividade das amostras, a área deverá ser dividida em sub-áreas homogêneas, identificando-as por número ou por nome. Em cada uma dessas sub-áreas, serão coletadas amostras simples, com as quais, preparar-se-á a amostra composta. Cada área onde se irá executar a amostragem , deverá conter características uniformes. A uniformidade é aceita, quando se obedece aos seguintes aspectos: topografia; cobertura vegetal (ou cultura); tipo de solo e cor; bem como, textura; grau de erosão; drenagem e finalmente, histórico da utilização, especificamente concernente ao uso de fertilizantes e de corretivos.
7.3. Tipos de amostra
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a) Amostra Simples A que representa apenas um indivíduo, ou seja, um volume de solo proveniente de um ponto na área e numa profundidade única. b) Amostra Composta A oriunda da homogeneização das amostras simples. É o indivíduo que representa a área. A área da propriedade deve ser dividida em subáreas . Considerando a variabilidade do terreno, a subárea não deve ser superior a 20 ha e a máxima tolerável é de 40 ha. Em geral, não é conveniente amostrar áreas maiores que 10 ha. Se entretanto, a propriedade for extensa, o que a torna impraticável amostrar completamente, recomenda-se selecionar algumas áreas representativas de situações diferentes. É importante ter um mapa ou fazer um croquí da propriedade, indicando a posição das áreas que serão amostradas e identificadas. O croquí deve ser guardado junto com os resultados analíticos, para acompanhamento da evolução da fertilidade do solo nos anos subseqüentes. Dependendo da maneira como o solo vem sendo usado, as subáreas terão as seguintes dimensões ( Tabela 14.): Tabela 14. Tamanho das subáreas homogêneas, segundo o uso Pastagem natural Terreno plano com culturas anuais Terreno erodido com culturas anuais Terreno irrigado com culturas anuais Pomar (fruticultura) Hortaliças irrigadas
5 - 10 ha 2 - 7 ha 1 - 2 ha 0,5 - 1 ha 0,5 - 1 há 0,5 - 1 há
7.4. Número de amostras simples a coletar, por amostra composta Após a divisão da área e a identificação das subáreas, o número de amostras simples para formar uma amostra composta, é estabelecido (Tabela 15.)
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Tabela 15. Número de amostras simples para formar uma composta. Área Menor que 3 há de 3 a 5 há de 5 a 7 há
No amostras simples/composta 15 20 25 a 30
A retirada de um número superior a 20 amostras simples por hectare, provavelmente não aumentará de maneira significativa a precisão da amostragem, no que concerne à representatividade. Em contrapartida, mesmo que a área seja considerada homogênea, não se deve coletar menos de 10 amostras simples por hectare para compor a amostra composta. São injustificadas e tecnicamente erradas as simplificações realizadas na prática, com amostragem efetuada em poucos pontos e até mesmo em apenas um. Amostras coletadas em tais condições, podem distorcer seriamente a situação real da fertilidade da área, conduzindo a recomendações inadequadas. 7.5. Época e freqüência da amostragem A época exata de coleta da amostra de solo não é definida rigorosamente. Entretanto, amostragem executada imediatamente após a fertilização, não é correta. Ela poderá ser efetuada em qualquer época do ano, entretanto, considerando-se o tempo gasto para que a amostra chegue ao laboratório; o processamento analítico da amostra e o recebimento dos resultados pelo interessado, é ideal que a amostragem seja realizada no mínimo com 60 dias antes da aração, da fertilização, da aplicação e incorporação do corretivo e do plantio. É conveniente lembrar que o calcário após a incorporação, demanda mais de 30 dias para reagir, corrigindo a acidez do solo. Para a maioria das culturas anuais do Estado, o ideal será proceder a amostragem no início da estação seca, e para as culturas perenes, logo após a colheita. A análise de solo deve ser repetida em intervalos que podem variar de 1 a 4 anos, dependendo da intensidade da fertilização e do número de culturas anuais consecutivas, empregando-se maior freqüência para as áreas que receberam maiores aplicações de fertilizantes.
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7.6. Caminhamento O raciocínio estatístico aplicado à teoria da amostragem é fundamental na pressuposição de que cada observação é independente e identicamente distribuída. A coleta de amostra de solo pelo método de ziguezague, é o procedimento que mais se ajusta àquele raciocínio. Nessas condições, onde as áreas são percorridas por este procedimento, as amostras compostas são homogêneas e representativas de cada situação, considerando que as faixas de variação da fertilidade são exploradas. Os pontos de coleta das amostras simples são determinados ao acaso, por caminhamento pela subárea, em intervalos de 20 ou 30 passos. Deve-se evitar os locais em que o solo natural está visivelmente modificado pela atividade de formigas , cupins ou por outras razões: despejo de fertilizantes, de calcário, de cinza, de esterco etc. Devem ser evitadas também, as proximidades de currais, construções, estradas, drenos e de canais de irrigação, bem como, áreas encharcadas. 7.7. Profundidade de coleta das amostras simples Para a maioria das culturas as amostras devem ser retiradas na camada de 0 a 20 cm. No caso de áreas novas, principalmente aquelas destinadas à implantação de culturas perenes, é ideal realizar a amostragem nas camadas de 0 a 20 cm; de 20 a 40 cm e de 40 a 60 cm. Este sistema permite ao técnico avaliar os solos das áreas onde as culturas apresentarão mais problemas para o desenvolvimento normal das raízes em profundidade, e sugerir medidas práticas de manejo para contornar seus efeitos nas futuras produções. Mesmo em culturas anuais, em algumas partes da área, é aconselhável coletar amostras simples (pelo menos cinco por composta) na camada de 20 a 40 cm, (separadas das amostras simples da camada de 0 a 20 cm), para saber como está se comportando o solo nessa camada. A amostragem em camadas mais profundas, permitirá ainda, acompanhar a evolução da fertilidade do solo em profundidade, levando ao conhecimento mais detalhado de eventuais problemas de desbalanço nutricional, de teor de alumínio tóxico e de salinidade.
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Quando se conhece as profundidades dos horizontes genéticos do solo, as amostras simples devem ser coletadas obedecendo às profundidades dos horizonte. A padronização da profundidade da amostragem a 20 cm, tem a vantagem de uniformizar o procedimento, permitindo a comparação dos resultados Para uma mesma amostra composta, as amostras simples que lhe darão origem deverão ser retiradas à mesma profundidade e contribuir com o mesmo volume de solo. Admite-se que o resultado analítico obtido na amostra composta, seja equivalente à média dos resultados que seriam conseguidos nas análises das amostras simples. Apenas a estimativa da média será obtida através da amostra composta. 7.8. Instruções para coleta das amostras No caso de área ainda não arada, antes da coleta, deve-se ter o cuidado de limpar a superfície do solo nos locais escolhidos para retirar as amostras simples, removendo resíduos não decompostos de tecido vegetal, folhas, talos, etc.; fezes de animais; pedras; tomando-se a devida cautela para não remover a parte superficial do solo. Se a amostragem for realizada com os restos da cultura anterior ainda no campo, deve-se evitar a retirada de amostras simples nos sulcos de plantio. Se a cultura anterior houver recebido mistura fertilizante nos sulcos, a coleta de amostras simples nos mesmos, conduzirá a resultados analíticos indicando fertilidade maior do que a real, devido ao efeito residual dos elementos fertilizantes que compõem a mistura, principalmente, o fósforo. No caso de cultura anterior esgotante, por exemplo, milho, não fertilizada, a amostragem apenas nos sulcos de plantio levaria a resultados mais baixos do que aqueles do solo entre os sulcos, vez que houve extração de nutrientes pela cultura. Convém deixar claro que, após a aração, caso não haja sido feita marcação precisa, dificilmente os sulcos serão feitos exatamente nos locais onde a cultura anterior foi plantada. Com a retirada das amostras simples apenas nas entrelinhas, não se estará considerando o efeito residual dos fertilizantes, e ocorrerá também uma avaliação irreal da área. Do ponto de vista da melhoria da fertilidade do solo da propriedade como um todo e do fornecimento de nutrientes para a cultura que
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será implantada, é preferível realizar a amostragem nas entrelinhas da cultura anterior. Quando a amostragem é executada em áreas de culturas perenes, já implantadas e nunca fertilizadas, as amostras simples devem ser retiradas nos locais em que serão feitas as aplicações de fertilizantes, isto é, na projeção das copas. Em áreas de culturas perenes implantadas e que já receberam aplicações de fertilizantes na superfície, devem ser coletadas duas amostras simples em cada local, sendo a primeira superficialmente (de 0 a 5 cm) e a segunda subsuperficial, de 5 cm até a profundidade efetiva do sistema radical; mas sempre retirando-as na projeção das copas; resultando desse modo duas amostras por área homogênea. No caso de culturas perenes já implantadas, a localização das amostras simples pode seguir dois critérios: a)fazer a amostragem da área fertilizada na projeção da copa, separadamente da área não fertilizada, (entrelinhas ou rua); portanto, duas amostra compostas, cada uma contendo 20 amostras simples; b) efetuar a amostragem com uma amostra composta, coletando metade das amostras simples na área fertilizada (projeção da copa) e a outra nas entrelinhas. Preferencialmente, as amostras deveriam ser coletadas com trados, mas há situações em que o terreno está muito seco, tornando-se necessário o emprego do enxadeco, alavanca ou cavador para abertura da cova. Nessas condições, é necessário utilizar-se uma medida de volume definida, como uma pequena lata ou copo, com o objetivo de atender-se a exigência de equivalência de volumes de solo para todas amostras simples. Esse volume é obtido, após a homogeneização da terra da fatia à profundidade escolhida. Nesse procedimento, é necessário que a fatia apresente a mesma espessura em toda sua extensão, de forma a existir idêntica contribuição das camadas que a compõe. Os solos das amostras simples que formarão uma composta, são reunidos e misturados em um recipiente (balde plástico com volume de 10 litros), previamente limpo; sem de perigo de contaminação com material estranho.. No balde, as amostras simples devem ser bem misturadas, quando então retira-se 400 ou 500 g para constituírem a amostra composta. Essa será posta na caixa de papelão com as informações do laboratório e na ausência dela, acondiciona-la em saco plástico limpo, contendo etiquetas (interna e externa), com informações identificadoras.
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É conveniente evitar a contaminação com cinza de cigarro, a qual altera substancialmente o resultado analítico, principalmente o de potássio Quando a área é cultivada com cana-de-açúcar, o número de amostras simples a ser retirado no talhão (chã, encosta, etc.) dependerá também da área (Tabela 16) TABELA 16. Número de amostras simples para formar uma composta. Área do Talhão Menor que 3 ha de 3 a 5 há Maior que 5 ha
Número de amostras simples por composta Cana planta Cana soca 15 18 20 27 25 a 30 36
Quando o talhão estiver ocupado com socaria, as amostras simples serão coletadas caminhando-se, também em ziguezague, observando-se o seguinte procedimento: para cada oito amostras simples coletadas nas entrelinhas, deve-se tirar uma na fileira. 7.9. Acondicionamento das amostras As amostras compostas, obtidas da maneira anteriormente descrita, devem ser secas ao ar, em ambiente ventilado e protegido de contaminação, e acondicionada em caixinhas de papelão plastificada internamente e preparadas pelo próprio laboratório. Caso não haja disponibilidade das mesmas, usar sacos plásticos limpos. Não acondicionar amostra molhada em saco plástico. Se o solo estiver molhado, convém deixar secar as amostras simples ao ar; só depois, mistura-las para tirar a amostra composta. 7.10. Metodologia de análise e Interpretação dos resultados No laboratório a amostra de solo é seca ao ar, destorroada, passada em peneira de 2 mm de diâmetro e analisada segundo a metodologia proposta pela Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária.
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Nos laboratórios de rotina são realizadas as determinações de pH (H2O); fósforo e potássio “disponíveis”; alumínio, cálcio e magnésio trocáveis. A determinação do pH é feita através de leitura em potenciômetro, na suspensão de solo e água na razão de 1 : 2,5 , após tempo de contato não inferior a uma hora. Para determinação dos teores de fósforo e de potássio é usado o extrator de Mehlich 1 (H 2S04 0,025 N + HCl 0,05 N). A relação solo/solução extratora é de 1:10 (10 cm 3 de solo para 100 ml de solução extratora ). O fósforo é determinado colorimetricamente, em alíquota do extrato, após formação de complexo fosfo-molíbdico, na presença do ácido ascórbico, enquanto que o potássio é obtido através do método de fotometria de chama. Os resultados para fósforo são expressos em miligramas por decímetro cúbico (mg dm -3), e para potássio, em Centimol de carga por decímetro cúbico (Cmol c dm-3). O alumínio, o cálcio e o magnésio trocáveis são extraídos com solução de KCl 1N usando-se, também a relação de 1:10 (10 cm 3 de solo/100 ml de solução extratora). A determinação do alumínio é feita através da titulação de uma alíquota do extrato de solo com solução de hidróxido de sódio 0,025 N, em presença do indicador azul de bromotimol. Os teores de cálcio e magnésio juntos, também são determinados volumetricamente, utilizando-se na titulação, a solução de ácido diamino tetracético dissódico (EDTA) 0,025 N, sendo o eriochrome black-t usado como indicador. Em outra alíquota do extrato do solo é feita a determinação do cálcio, mediante titulação com solução de EDTA 0,025 N, usando-se ácido calconcarbônico como indicador. A concentração de magnésio é obtida pela diferença entre as determinações de cálcio mais magnésio e de cálcio. Os resultados dessas determinações são expressos em Centimol de carga por decímetro cúbico (Cmol c dm-3). Outras determinações poderão ser feitas a pedido dos interessados. Obtidos os dados analíticos da amostra do solo, prossegue-se com a interpretação dos resultados que é feita mediante o estabelecimento de níveis para os elementos. Esses níveis são
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definidos a partir de estudos de correlação entre os teores do elemento revelado pela análise e a produção relativa de uma determinada cultura, em uma dada região. As curvas de calibração são preparadas a partir dessas correlações. Elas são válidas para um dado elemento e obtidas através de resultados de pesquisas de laboratório e experimentação de campo, em larga escala, requerendo grande infraestrutura física e de pessoal técnico especializado. Cada Estado tem suas próprias tabelas de recomendação de fertilizantes e corretivos de solo que são largamente utilizadas pelos extensionistas para interpretar análises de solo. 7.11. A prática da recomendação de fertilizantes Os resultados das análises de fertilidade do solo vêm acompanhados de sugestões de fertilização, geralmente expressas em kg ha -1 de N, P2O5 e K2O. Uma sugestão de 20-80-40 por exemplo, indica que na fertilização deverão ser aplicados 20 kg ha -1 de N, 80 kg ha -1 de P2O5 e 40 kg ha -1 de K2O Essa fertilização poderia ser atendida pela aplicação de fertilizantes simples ou através de misturas já preparadas, conhecidas no comércio por fórmulas. No caso de se adquirir os fertilizantes simples, são necessárias as seguintes etapas: a) Verificar a concentração dos nutrientes nos fertilizantes escolhidos (Tabela 17.), além de sua compatibilidade. Exemplo: Suponha que para atender a sugestão de fertilização acima citada, foram escolhidas as seguintes fontes: uréia (44% de N), superfosfato simples (18% de P 2O5) e cloreto de potássio (58% de K2O) b) Calcular as quantidades dos fertilizantes simples •
Uréia (44% de N) 100 kg de uréia - 44 kg de N X kg de uréia - 20 kg de N recomendados 20 x 100
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X
= ----------44 X = 45,4 kg de uréia
•
Superfosfato simples - SS (18% de P 2O5) 100 kg de SS - 18 kg de P 2O5 Y kg de SS - 80 kg de P 2O5 recomendados 80 x 100 Y = -----------18 Y = 444 kg de superfosfato simples
•
Cloreto de potássio - KCl (58% de K 2O) 100 kg de KCl - 58 kg de K 2O Z kg de KCl - 40 kg de K 2O recomendados 40 x 100 Z = ----------58 Z = 68,9 kg de cloreto de potássio
Por hectare deveriam ser aplicados aproximadamente 45 kg de uréia, 445 kg de superfosfato simples e 70 kg de cloreto de potássio, totalizando 560 kg da mistura, para atender a fertilização sugerida de 20-80-40 kg ha -1 de N, P2O5 e K2O, respectivamente. Para calcular a quantidade da mistura que deverá ser aplicada por metro de sulco (Tabela 18) ou cova, necessita-se conhecer o espaçamento da cultura. Suponha que a fertilização sugerida foi para o plantio de milho, no espaçamento de 0,80 m x 0,40 m. Nesse espaçamento, um hectare (100 m x 100 m) conterá 12.500 metros lineares de sulco, assim: 100 m (largura da área) / 0,80 m (espaçamento entre linhas) = 125 (n0. de sulcos na área)
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125 x 100 m (comprimento da área ) = 12.500 metros lineares de sulco em um hectare. A quantidade da mistura a ser aplicada por metro de sulco, será o total da mistura, dividido pelo número de metros lineares de sulco em um hectare. No exemplo: total da mistura = 560 kg = 560.000 g metros lineares de sulco em 1 hectare = 12.500 m Quantidade da mistura a aplicar por metro de sulco = 560.000 g = 44,8 g m 12.500 m
–1
Se desejar fertilizar na cova, dividir o total da mistura, pelo número de covas de 1 hectare. No exemplo: total da mistura: 560 kg = 560.000 g n0 covas/hectare = área de um hectare área da cova área da cova = 0,80 m x 0,40 m = 0,32 m 2 n0.de covas/hectare = 10.000 m 2 = 31.250 covas 0,32 m2 Quantidade da mistura a aplicar por cova = 560.000 g = 17,9 g cova -1 31.250 covas ou 18 gramas da mistura por cova.
Nas fórmulas comerciais, os três números expressam a percentagem dos nutrientes na mistura. Assim, uma fórmula 8-24-16 mostra a presença na mistura de 8% de N, 24% de P 2O5 e 16% de K2O, logo uma tonelada dessa fórmula contém 80 kg de N, 240 kg de P2O5 e 160 kg de K 2O. Caso a escolha recaia sobre essa opção, deve-se, primeiramente estabelecer a relação entre os nutrientes recomendados. A recomendação de 20-80-40 kg ha -1 de N, P2O5 e K2O respectivamente, corresponde a uma relação de nutrientes de 1: 4: 2 e poderá ser atendida por uma fórmula que tenha essa
60
mesma relação. Para encontrá-la basta dividir cada percentagem por aquela de menor valor. Considerando-se que se disponha das fórmulas: 5-10-10, 10-30-15, 6-24-12 e 20-10-20 que apresentam relação 1: 2: 2; 1: 3: 1,5; 1: 4: 2; 2: 1: 2, respectivamente. Devese escolher a fórmula 6-24-12 para atender a recomendação de 2080-40 de N, P 2O5 e K2O, pois apresenta a mesma relação de nutrientes indicada para a fertilização. Para calcular a quantidade da fórmula a ser aplicada por hectare, dividir a dose do elemento recomendado, pelo teor do mesmo elemento existente na fórmula e multiplicar o resultado por 100. Por exemplo: Dose recomendada: 20-80-40 kg ha -1 de N, P2O5 e K2O. Fórmula indicada: 6-24-12 Quantidade a aplicar: a) Tomando-se como base a dose de nitrogênio 100 kg da fórmula - 6 kg de N X - 20 kg de N recomendados X = 20 x 100 6 X = 333,33 kg ha -1 da fórmula 6 - 24 – 12 b) Tomando-se como base a dose de fósforo 100 kg da fórmula - 24 kg de P 2O5 Y - 80 kg de P2O5 recomendados Y = 80 x 100 24 Y = 333,33 kg ha -1 da fórmula 6 - 24 – 12 c) Tomando-se como base a dose de potássio 100 kg da fórmula - 12 kg de K 2O
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Z
- 40 kg de K2O recomendados
Z = 40 x 100 12 Z = 333,33 kg. ha -1 da fórmula 6 - 24 - 12 Para o cálculo, basta usar apenas a dose de um dos nutrientes da fórmula , o resultado será sempre o mesmo, pois as relações entre os nutrientes da fórmula é a mesma da recomendada. Outra maneira de calcular a quantidade da fórmula a aplicar é somar as doses dos nutrientes recomendados, dividir pela soma dos teores dos nutrientes da fórmula e multiplicar por 100. Por exemplo: Dose recomendada: 20-80-40 kg ha -1 de N, P2O5 e K2O. - Fórmula indicada - 6-24-12 - Quantidade a aplicar (x) = (20+80+40) x 100 6+24+12 x = 140 x 100 42 x = 333,33 kg ha -1 da fórmula 6-24-12 Os exemplos mencionados mostram a facilidade desses cálculos. No entanto, nem sempre as indicações de fertilização obedecem às relações exatas; porém, pequenas variações são perfeitamente aceitáveis.
TABELA 17. Porcentagens de nutrientes nos fertilizantes orgânicos,inorgânicos e corretivos mais utilizados em Pernambuco PRODUTO
N
P2O5
K2O
CaO
Mg O
S
B
Cu
Fe
Mn
Mo
Zn
62
Esterco de curral Esterco de galinha Bagaço de cana Torta de filtro Sulfato de amônio Nitrato de am. e calc. Sulfonit. Amônio Uréia DAP MAP Sup. Simples Sup. Triplo Fosfato bicálcico Hiperfosfato Cloreto de potássio Sulfato de potássio Sulf. de pot. e mag. Calcário cálcico Calcário dolom. Bórax Ácido bórico Sulf. de cobre Sulf.ferroso Sulf. Manganês Molibdato amônio Molibdato sódio Sulfato zinco heptah Óxido zinco
0,5 2,5 0,4 1,5 20,0 27,0 27,0 44,0 16,0 10,0 -
0,15 1,8 0,1 1,6 43,0 48,0 18,0 41,0 37,0 30,0 -
0,5 1,5 0,2 0,7 58,0 48,0 18,0 -
7,0 25,0 14,0 30,0 40,0 40,0 25,0 -
3,0 18,0 5,0 20,0 -
24,0 15.0 12,0 1,4 17,020,0 -
11,3 17,5 -
25,5 -
20,1 -
24,6 -
48,9 39,6
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
TABELA 18. Quantidade de fertilizantes em sulco em função do espaçamento(expresso em gramas por 10 metros lineares) Quilos de fert. Por hectare 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750
0,50
0,60
0,70
ESPAÇAMENTO EM METRO 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20
50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375
60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450
70 105 140 175 210 245 280 315 350 285 420 455 490 525
80 120 160 200 240 280 320 360 400 440 480 520 560 600
90 135 180 225 270 315 360 405 450 495 540 585 630 675
100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750
110 165 220 275 330 385 440 495 550 605 660 715 770 825
120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 780 840 900
1,30
1,40
1,50
130 195 260 325 390 455 520 585 650 715 780 845 910 975
140 210 280 350 420 490 560 630 700 770 840 910 980 1.050
150 225 300 375 450 525 600 675 750 825 900 975 1.050 1.125
22,7 75,0
63
800 850 900 950 1.000 1.100 1.200 1.300 1.400 1.500
400 425 450 475 500 550 600 650 700 750
480 510 540 570 600 660 720 780 840 900
560 640 595 680 630 720 665 760 700 800 770 880 840 960 910 1.040 980 1.120 1.050 1.200
720 800 765 850 810 900 855 950 900 1.000 990 1.100 1.000 1.200 1.170 1.300 1.260 1.400 1.350 1.500
880 960 935 1.020 990 1.080 1.045 1.140 1.100 1.200 1.210 1.320 1.320 1.440 1.430 1.560 1.550 1.680 1.660 1.800
1.040 1.105 1.170 1.235 1.300 1.430 1.560 1.690 1.820 1.950
1.120 1.190 1.260 1.330 1.400 1.540 1.680 1.820 1.960 2.100
1.200 1.275 1.350 1.425 1.500 1.650 1.800 1.950 2.100 2.250
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