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INFORMAÇÕES AGRONÔMICAS Nº 132 – DEZEMBRO/2010 1

INTERNATIONAL PLANT NUTRITION INSTITUTE - BRASILRua Alfredo Guedes, 1949 - Edifício Rácz Center, sala 701 - Fone/Fax: (19) 3433-3254 - Website: www.ipni.org.br - E-mail: [email protected]

13416-901 Piracicaba-SP, Brasil

Desenvolver e promover informações científicas sobre omanejo responsável dos nutrientes de plantas para obenefício da família humana

MISSÃO

INFORMAÇÕESAGRONÔMICAS

N0 132 DEZEMBRO/2010

Veja também neste número:

1 Este trabalho foi submetido pelo autor seguindo as normas do Prêmio IPNI Brasil em Nutrição de Plantas, dentre as quais estabelece que o premiadodeve escrever um artigo para o jornal Informações Agronômicas. Dr. Bernardo van Raij foi o escolhido para o Prêmio em 2010.

2 Pesquisador Voluntário do Centro de Solos e Recursos Ambientais, Instituto Agronômico, Campinas, SP; e-mail: [email protected]

Abreviações: IAC = Instituto Agronômico de Campinas; CTC = capacidade de troca de cátions; M.O. = matéria orgânica; NC = necessidade de calagem;NG = necessidade de gesso; SB = soma de bases; V = saturação por bases do solo.

Bernardo van Raij2

Nota: As opiniões expressas nos artigos não refletem necessariamente as opiniões do IPNI ou dos editores deste jornal.

NOVO LIVRO DO IPNI – BOAS PRÁTICAS PARA USO EFICIENTE DE FERTILIZANTES

Mais detalhes na página 22

1 INTRODUÇÃO

Ocontínuo aperfeiçoamento de conceitos e de meto-dologias por meio da pesquisa é de fundamen-tal importância para o desenvolvimento da análi-

se de solo – a análise química mais utilizada na agricultura para aavaliação da reação do solo e da disponibilidade de nutrientespara as plantas, servindo de base para a prescrição de corretivose fertilizantes.

A pesquisa em fertilidade do solo é muito ampla no Brasil eno exterior, o que é explicado pela multiplicidade de situações e altovalor envolvido, tanto em relação aos insumos usados – corretivose fertilizantes – como às vantagens econômicas auferidas pela ade-quação de soluções aos problemas existentes.

Há trabalhos que resultam em soluções para uso geral,outros, para situações específicas. As pesquisas realizadas no Ins-tituto Agronômico de Campinas, IAC, geraram alguns resultadosimportantes, de caráter geral, tais como: (1) determinação de quan-tidades de calcário para neutralizar a acidez dos solos visando àelevação da saturação por bases; (2) elucidação de aspectos impor-tantes de solos de cargas variáveis como subsídio para a gessagemem solos ácidos; (3) extração do fósforo do solo por resina de trocaiônica. Esses três temas serão abordados neste artigo, focando-sealguns aspectos teóricos mais importantes dos solos brasileiros oudas regiões tropicais.

O Brasil é líder mundial em conhecimento da fertilidade dosolo nas regiões tropicais, o que muito se deve às diversas institui-ções de pesquisa atuantes em todo o país. O IAC teve marcanteatuação para o avanço da fertilidade do solo nos três temas citados.Este artigo não trata de uma revisão, mas, sim, da divulgação dealgumas idéias e soluções propostas pelo autor e seus companhei-ros de trabalho ao longo do tempo.

– FERTILIDADE DO SOLO NO BRASIL –

CONTRIBUIÇÕES DO INSTITUTO AGRONÔMICO

DE CAMPINAS1

Magnésio – um elemento esquecido naprodução agrícola ................................................. 14

Intensificação global das culturas diminui aprodução de gases de efeito estufa ..................... 16

IPNI em Destaque .................................................. 19

Divulgando a Pesquisa ......................................... 20

Painel Agronômico ............................................... 21

Publicações Recentes .......................................22-23

Ponto de Vista ....................................................... 24

RECADASTRAMENTO DE ASSINANTESImportante!!! Detalhes na página 23

2 INFORMAÇÕES AGRONÔMICAS Nº 132 – DEZEMBRO/2010

2 TROCA DE CÁTIONS, ACIDEZ E FORMULAÇÃO

DA CALAGEM

A propriedade de troca de cátions, um dos mais importantesatributos dos solos, permite manter, em forma disponível para asplantas, diversos nutrientes.

Trocadores de íons são materiais insolúveis que contêm,adsorvidos em cargas elétricas superficiais, íons de carga oposta àda superfície, que podem ser trocados por outros íons de mesmacarga. A existência de cargas elétricas negativas na superfície daspartículas do solo é responsável pela propriedade de troca de cátions.A maneira como a capacidade de troca de cátions (CTC) é ocupadapelos cátions trocáveis define importantes propriedades do solo.

2.1 Componentes da CTC

Considerando a fase sólida de um trocador de íons, tem-se,para troca de cátions, o seguinte exemplo:

solo - Na+ + KCl solo - K+ + Na+ + Cl-

Neste caso, o sódio trocável, Na+, é trocado pelo cátion K+.O ânion Cl-, por ter carga negativa, é repelido pela superfície tam-bém negativa e, assim, não participa da reação.

A magnitude da capacidade de troca de cátions do solodepende da composição mineralógica e química do solo, incluindoa matéria orgânica.

A CTC pode ser representada graficamente como sendo um“reservatório” de cátions trocáveis do solo. A Figura 1 mostra aocupação da CTC por diversos cátions e sua relação com o pH.

Os cinco cátions trocáveis encontram-se, em geral, comocátions trocáveis nos solos, atuando como contra-íons.

Os ânions indiferentes têm a mesma carga elétrica do troca-dor de cátions, sendo repelidos pela superfície negativa do solo.Nessa situação, são denominados co-íons. Os co-íons mantém aeletro-neutralidade da solução do solo, juntamente com os cátionsem excesso aos adsorvidos na superfície das partículas.

Dentre os íons retidos por troca de ligantes, destacam-se osânions fosfato – que têm forte interação, por meio de ligações co-valentes, com a maioria dos compostos da fase sólida do solo, masprincipalmente com Al e Fe em solos ácidos – e Ca, em solos de pHmais elevado. O sulfato, em geral, se comporta como co-íon. Ape-nas em solos com óxidos de ferro e alumínio na constituiçãomineralógica, e assim mesmo em profundidade no perfil do solo,pode ser adsorvido por troca aniônica ou troca de ligantes, sendodifícil separar as duas situações.

Os íons determinadores de potencial – H+ e OH- – são asfontes de cargas elétricas em solos, para metais como Al e Fe eoutras substâncias. O potencial é expresso em valores de pH.

Complementando a relação acima, tem-se também:

• Bases trocáveis: Ca2+, Mg2+, K+, Na+

• Alumínio ou acidez trocável: Al3+

• Acidez não dissociada: H

Na Figura 1, os cátions trocáveis de caráter básico, Ca2+,Mg2+, K+ e Na2+, ficam no fundo do reservatório, podendo ser remo-vidos do solo por troca iônica em solução salina, tal como na reaçãode troca iônica ilustrada anteriormente.

Em seguida, um pouco mais acima no gráfico, com o aumen-to do pH, há predomínio do cátion trocável Al3+, um dos componen-tes da acidez do solo. O Al3+ pode ser removido do solo por trocaiônica, o que se faz no laboratório para determinar os teores doelemento, ou por neutralização, o que se faz no campo por meio dacalagem.

O elemento hidrogênio não é um cátion trocável, mas é muitoimportante na troca de cátions do solo. Ocorre não dissociado emdiversos grupos ionogênicos do solo, bloqueando ou não as car-gas negativas, dependendo do pH do meio. O hidrogênio nãodissociado pode ser removido do solo por neutralização em solu-ção tamponada, o que se faz no laboratório para determinação de Ha um dado valor de pH, em geral 7,0, ou por reação com calcário, oque se faz por meio da calagem. Dessa forma, a remoção do hidrogê-nio na forma H+ é feita com uma substância que pode aceitar prótons,liberando, assim, a carga bloqueada pelo H. Esta pode, então, parti-cipar na troca de cátions, liberando carga negativa como tal.

2.2 Determinações analíticas

O pH do solo pode ser medido em suspensão aquosa ou emsuspensão de solução de cloreto de cálcio 0,01 mol L-1. O pH emcloreto de cálcio é, em média, 0,6 unidade menor do que o pH emágua, embora as diferenças individuais sejam bastante variáveis. OpH auferido em cloreto de cálcio é um valor mais preciso do que oauferido em água, pois este último é bastante afetado por pequenasquantidades de sais presentes no solo (SCHOFIELD, 1947).

Os métodos disponíveis para determinar os cátions trocáveisbásicos são muito simples, por se tratar de espécies químicas queinteragem com a superfície das partículas do solo somente por atra-ção entre cargas elétricas de sinais contrários, não havendo ligaçõesestáveis entre cátions e solo. Assim, para o cálculo, tem sido usadosmétodos diversos, mas que apresentam os mesmos resultados.

Figura 1. Representação esquemática da CTC do solo como um reservató-rio cujos níveis de bases, alumínio e hidrogênio são indicadospelo pH.

Fonte: Raij (1981).

Os íons mais importantes que interagem com a superfíciedas partículas do solo são:

• Cátions trocáveis: Al3+, Ca2+, Mg2+, K+, Na2+

• Ânions indiferentes ou trocáveis: Cl-, NO3-, SO

42-

• Ânions retidos por troca de ligantes: H2PO

4-, HPO

42-, SO

42-

• Íons determinadores de potencial: H+, OH-

pHCaCl2 pHH2O


A extração de alumínio pode ser feita com solução de KCl1 mol L-1 seguida de titulação com hidróxido de sódio, ou com solu-ção de NH

4Cl, seguida de determinação colorimétrica.

O H é determinado em conjunto com o Al3+, resultando emH + Al3+, um valor denominado acidez total a pH 7,0. A extração deH + Al3+ do solo era feita, em São Paulo, com solução de acetatode cálcio 1 mol L-1 a pH 7,0 e titulação com solução de hidróxido desódio. A necessidade de separar a solução de acetato de cálciopara a titulação é uma dificuldade na análise de rotina. A buscapor métodos rápidos para determinar a necessidade de calagem,sem prejuízo da qualidade dos resultados, concretizou-se em umprocesso que consiste em associar a diminuição do pH de solu-ções tamponadas, quando misturadas com solo, com a necessida-de de calagem. Nos Estados de Rio Grande do Sul e Santa Catarinaé usada a solução tampão SMP (SHOEMAKER et al., 1961).

Quaggio et al. (1985) fizeram uma adaptação da solução SMPpara determinar diretamente os valores de H + Al3+. Para isso, foinecessária uma calibração no tampão SMP por meio da correlaçãoentre valores de pH SMP de solos e acidez total do solo determina-da pelo método do acetato de cálcio (Figura 2).

Para amostras superficiais de solos, nas quais a CTC sedeve predominantemente à matéria orgânica, podem ser estabe-lecidas, para diferentes regiões, relações lineares entre pH e satura-ção por bases. Um exemplo é dado para São Paulo, na Figura 3,indicando a relação esquemática entre saturação por bases e pHdos solos, determinado em água ou cloreto de cálcio.

Figura 2. Relação entre valores de pHSMP de solos e valores de H + Al3+

determinados pelo método do acetato de cálcio.Fonte: Quaggio et al. (1985). Figura 3. Correlações entre pH em água e saturação por bases (A) e pH

em CaCl2 0,01 mol L-1 (B) e saturação por bases.Fonte: Quaggio et al. (1985).

Com os resultados analíticos das bases trocáveis e da aci-dez total, tem-se os seguintes resultados e o cálculo da CTC:

• Soma de bases = SB = Ca2+ + Mg2+ + K+ + Na+

• Acidez total a pH 7 = H + Al3+

• Capacidade de troca de cátions total a pH 7,0 = CTC = SB +H + Al3+

A CTC e os componentes são expressos em mmolc dm-3 ou

mmolc kg-1, sendo que mmol

c representa milimol de carga.

2.3 Relação entre cátions trocáveis e pH

Como já foi visto, a CTC é ocupada por uma parte ácida, H +Al3+, e uma parte básica, SB. A saturação por bases da CTC, a pH7,0, é representada pela equação:

100 SB

CTCV = ––––––

m = ––––––

Note-se o coeficiente de correlação um pouco mais baixopara o pH determinado em água em relação ao pH determinado emcloreto de cálcio. Calculando-se o pH para 50% de saturação porbases, por exemplo, obtém-se 5,5 para o pH em água e 5,0 para o pHem CaCl

2.

Essas relações representam a camada superficial dos solos,não podendo, portanto, ser utilizadas para amostras de subsolos.

Outro conceito útil é o da saturação por alumínio, direta-mente utilizado para diagnosticar a necessidade ou não da aplica-ção de gesso no solo. O cálculo é feito por:

100 Al3+

CTCef.em que:m = saturação por alumínio

CTCef. = CTC efetiva do solo = SB + Al3+.


2.4 Determinação da necessidade de calagem

Na década de 1960, foi adotado no Brasil o cálculo da necessi-dade de calagem com base na neutralização do alumínio trocável, coma premissa que o hidrogênio não era tóxico para as plantas, mas sim oalumínio. Posteriormente, foi requerido, para o cálculo da calagem, aelevação dos teores de Ca + Mg a um mínimo de 20 ou 30 mmol

c dm-3

de solo. Em São Paulo, adotou-se esse método, com cálculos inde-pendentes para necessidade de calagem para neutralizar alumínioe/ou para aumentar os teores da Ca + Mg, optando-se pelo maiordos dois resultados.

Ao mesmo tempo, persistia em São Paulo o cálculo da ne-cessidade de calagem para elevar o pH do solo com base na corre-lação entre pH e saturação por bases (CATANI e GALLO, 1955). Adeterminação era feita a partir de uma tabela que fornecia a quanti-dade de calcário a adicionar ao solo para corrigí-lo até 15 cm, combase na acidez total, no pH do solo e na meta de pH de 6,5.

Assim, havia dois procedimentos para determinar a necessi-dade de calagem, os quais resultavam em valores muito diferentes.

Diversos experimentos de campo conduzidos com o fim es-pecífico de avaliar os critérios de calagem ajudaram a elucidar oproblema. Alguns desses resultados são apresentados na Tabela 1.

V2 = meta de saturação por bases a ser atingida pela calagem. Ameta de calagem recomendada, V2, é variável entre as culturas,sendo mais elevada para culturas menos tolerantes à acidez.

Uma vantagem no uso da fórmula para determinar a necessi-dade de calagem é que o valor V2, a saturação por bases desejada,pode ser alterado de acordo com o grau de tolerância de cada plantaà acidez.

Um ponto importante a ressaltar é que com calagens maiselevadas há considerável efeito do corretivo no estímulo ao desen-volvimento de raízes no subsolo, o que favorece a absorção deágua (QUAGGIO et al., 1991) e de nitrogênio na forma nítrica(FURLANI et al., 1991) em profundidade. Deve-se lembrar, contu-do, que os experimentos citados na Tabela 1 foram conduzidos nosistema convencional, com arações e gradagens anuais.

3 SOLOS DE CARGAS VARIÁVEIS E CORREÇÃO

DO SUBSOLO

A ciência do solo universal ainda não concorda com certosconceitos relacionados ao tema tratado a seguir. Retenção simultâ-nea de cátions e ânions, inclusive ânions como Cl- e NO

3-, em solos,

parece conflitar com o conhecimento atual, inclusive com o que foidiscutido no item anterior. Afinal, solos retêm cátions em suas cargasnegativas e repelem ânions como cloreto e nitrato. Da mesma forma,a adsorção simultânea de cátions e ânions em solos não parece fenô-meno normal. Além disso, a redução efetiva de alumínio trocável porum sal neutro, como CaSO

4, não é algo aceito facilmente.

Para evitar equívocos, é conveniente separar o conceito so-bre acidez do solo, como foi tratado anteriormente, daquele sobrecargas variáveis em solos. Isso porque, na maioria dos solos, asamostras superficiais apresentam cargas negativas, adsorvendocátions e repelindo ânions. Além disso, no caso de solos de cargasvariáveis, o comportamento peculiar começa a se manifestar, emgeral, na parte mais profunda do solo.

3.1 Materiais trocadores de íons em solos

A troca de íons implica na existência de substâncias comcapacidade de adsorver íons na superfície das partículas de solose de trocá-los com outros da solução. Solos são sistemas comple-xos e, como regra, diversos constituintes orgânicos e mineraisestão presentes nas frações finas. Portanto, a propriedade de trocade íons, com ampla predominância da troca de cátions na camadasuperficial, é resultante das propriedades individuais e dasinterações dos componentes isolados.

Os principais materiais que possuem propriedade de trocade íons em solos são os minerais de argila, a matéria orgânica e osóxidos de ferro e alumínio.

Os minerais de argila podem ser divididos nos tipos 2:1 e 1:1.Nos minerais de argila 2:1 predominam as cargas elétricas negativaspermanentes, que têm origem em substituições isomórficas nas es-truturas dos minerais. Substituições isomórficas consistem na subs-tituição de íons naturais da estrutura cristalina por outros com apro-ximadamente o mesmo tamanho, mas que podem ter carga elétricadiferente. No caso dos minerais de argila, é comum a substituiçãode silício tetravalente por alumínio trivalente na camada tetraédricae de alumínio trivalente por magnésio divalente na camada octaédrica,criando um excesso de carga negativa no mineral, contrabalançadapelos cátions trocáveis. Os minerais de argila 2:1 que ocorrem emsolos e têm importante carga permanente são ilita, montmorilonita evermiculita, com valores aproximados de CTC, respectivamente, de400 mmol

c kg-1, 1.200 mmol

c kg-1 e 1.500 mmol

c kg-1. Os três minerais

NC = ––––––––––––

Tabela 1. Resultados de análise de solos e de produções de culturas emresposta à calagem.

Ano Al SB V Produçãoagrícola mmol

c dm-3 % kg ha-1

PV Milho 1974/75 4,4 10 11 14 4.325

4,8 5 25 33 5.416

5,4 1 38 50 6.091

5,7 1 45 60 6.408

LEa Soja 1975/76 4,7 10 8 15 479

5,4 3 21 40 1.163

5,9 1 33 55 1.489

6,3 0 45 68 1.625

LR Algodão 1976/77 4,9 6 20 23 664

5,1 4 26 33 1.213

5,4 2 32 40 1.865

5,8 1 42 53 2.360

1 PV = Podzólico Vermelho-Amarelo; LEa = Latossolo Vermelho-Escuroálico; LR = Latossolo Roxo.Fonte: Raij et al. (1983).

Os resultados mostram que tanto a neutralização do alumí-nio como a elevação das bases não são critérios adequados para arecomendação de calagem, por proporcionarem produções aquémdas possíveis.

Portanto, optou-se pelo cálculo da necessidade de calagemdo solo por meio da fórmula (RAIJ, 1981):

(V2 – V1) CTC

1.000

em que:

NC = necessidade de calagem, dada em t ha-1 de calcário em CaCO3

equivalente, para uma camada de solo de 20 cm de profundidade;CTC = capacidade de troca de cátions do solo, expressa em mmol

c dm-3;

V1 = saturação por bases do solo;

Solo1 Cultura pH


manifestam exclusivamente troca de cátions, têm estrutura frágil esão facilmente intemperizados em climas úmidos e quentes, comoos do Brasil, onde são raros em solos bem drenados.

Nas regiões tropicais úmidas, o mais importante mineral deargila é a caulinita, que é do tipo 1:1. Esse mineral possui CTC baixa,da ordem de 50 a 100 mmol

c kg-1. Na faixa de pH encontrada no solo,

é provável que a caulinita não desenvolva cargas positivas e, portan-to, não deve apresentar adsorção de ânions de forma expressiva.

A CTC da matéria orgânica é de magnitude muito grande, emcomparação com a da fração mineral dos solos. A sede das cargaselétricas negativas está em grupamentos funcionais existentes nasgrandes cadeias orgânicas de ácidos húmicos e ácidos fúlvicos. Adissociação dos vários grupos funcionais existentes no solo de-pende do pH da solução, do conteúdo eletrolítico do meio e, princi-palmente, das características da força ácida ou básica de cada gru-po ou radical. Algumas macromoléculas, como proteínas, podemapresentar cargas elétricas líquidas negativas ou positivas, ou po-dem ser isoelétricas. A matéria orgânica humificada do solo é cons-tituída de estrutura orgânica de elevada massa molecular, apresen-tando grupamentos funcionais diversos. Contudo, mesmo haven-do grupos de caráter básico, a matéria orgânica do solo é predomi-nantemente de natureza ácida, nunca se tornando isoelétrica, comas propriedades acídicas sendo determinadas, principalmente, porgrupos carboxílicos abaixo de pH 7,0 e por hidroxilas fenólicas eenólicas a valores mais elevados de pH.

Em solos dos trópicos úmidos, tem especial interesse osóxidos hidratados de ferro e alumínio. Esses materiais têm compor-tamento anfótero, isto é, podem desenvolver tanto cargas elétricasnegativas como positivas. Os óxidos desenvolvem cargas elétricassuperficiais em duas etapas. A primeira consiste na hidratação su-perficial, com a formação do “hidróxido” de superfície e dissociação-associação de prótons (H+) dos grupos OH expostos (PARKS, 1967).A segunda etapa é responsável pela formação de cargas superfi-ciais de ferro (III) e alumínio, em mecanismo esquematizado porParks e Bruyn (1962), reproduzido na Figura 4. A Figura 4 mostraque as cargas positivas têm origem na adsorção de H+, e as cargasnegativas, na dissociação de hidroxilas da superfície.

3.2 Capacidade de troca de cátions das frações

orgânica e mineral dos solos

Estudos realizados em oito amostras superficiais de solosde São Paulo mostraram que a maior parte da CTC é devida à matériaorgânica (Tabela 2) do solo, com proporções variando de 56% a

82%. Essa elevada contribuição deve-se não somente à alta CTCespecífica da matéria orgânica, mas também à baixa CTC específicada fração mineral, lembrando, ainda, que os teores de argila sãomuito mais elevados do que os de matéria orgânica.

Na Tabela 3 são dadas informações sobre o horizonte B dosoito solos. Neste caso, com os teores de matéria orgânica bem menoresem camadas mais profundas do solo, a contribuição da fração mineralà CTC variou de 41% a 94%. Note-se como a CTC específica da fraçãomineral é baixa, em média cerca de 4% dos valores da matéria orgânica.

A Tabela 4 apresenta a análise mineralógica qualitativa dafração argila das oito amostras de solo. Observa-se que há predo-minância do mineral de argila caulinita, seguido de gibsita, comtraços de vermiculita e mica. Essa combinação está coerente com osresultados da CTC.

Os materiais coloidais dos solos dos trópicos úmidos, emgeral, não apresentam cargas permanentes em quantidades impor-tantes. Assim, a camada mais superficial do solo apresenta predo-mínio de cargas negativas, decorrente dos teores mais elevados dematéria orgânica no solo. No horizonte B acontece o oposto, compredomínio da fração inorgânica na CTC, sendo a baixa CTC espe-cífica compensada pelos teores mais elevados de argila.

Figura 4. Representação esquemática do desenvolvimento de cargas elé-tricas negativas e positivas em superfície hidratada de óxido deferro, com retenção de sulfato de cálcio.

Fonte: Parks e Bruyn (1962).

Tabela 2. Capacidade de troca de cátions total (CTC) da matéria orgânica (M.O.) e específica de amostras superficiais de oito solos do Estado de São Paulo.

CTC do solo (mmolc kg-1) CTC da M.O.

Total Fração mineral (%) Específica (mmolc kg-1)

PVls 0–6 50 7,8 32 22 69 2.800Pml 0–15 60 6,0 33 21 64 3.500Pln 0–14 120 25,2 100 82 82 3.300Pc 0–16 190 24,0 74 60 81 2.500PV 0–12 130 14,0 37 27 73 1.900TE 0–15 640 45,1 244 150 61 3.300LR 0–18 590 15,1 289 161 56 3.600LEa 0–17 240 12,1 39 29 74 2.400

1 PVls = Podzólico Vermelho Escuro variação Laras; Pml = Podzolizado de Lins e Marília, variação Marília; Pln = Podzolizado de Lins e Marília,variação Lins; Pc = Podzolizado com cascalho; PV = Podzólico Vermelho-Amarelo orto; TE = Terra Roxa Estruturada; LR = Latossolo Roxo;LEa = Latossolo Vermelho Escuro fase arenosa.

Fonte: Raij (1969).

Legenda Profundidade Argila M.O.do solo (cm) (g kg-1) (g kg-1)


O principal fator de variação de cargas elétricas em solos é opH. Também têm efeito a concentração da solução de equilíbrio e avalência do contra-íon. As cargas elétricas negativas do solo au-mentam com a elevação do pH. Já as cargas positivas, quandoexistem condições para seu aparecimento, variam em sentido inver-so, ou seja, aumentam com a diminuição do pH do solo.

Para a determinação das cargas elétricas, o solo é colocadoem equilíbrio com solução salina. Em seguida, o excesso de soluçãoé removido e o cátion e o ânion usados na saturação do solo sãoextraídos, representando, respectivamente, a magnitude das cargaselétricas negativas e positivas, para as condições especificadas deconcentração da solução, dos contra-íons utilizados e do pH deequilíbrio (RAIJ e PEECH, 1972).

Na Tabela 5, são apresentados números referentes àadsorção do cátion Mg2+ (retido em carga negativa) e do ânionSO

42- (retido em carga positiva). Vários pontos podem ser observa-

dos. São mostrados resultados de matéria orgânica, óxidos de ferroe alumínio (gibsita) e caulinita. O objetivo dessa tabela é mostrar aimportância da matéria orgânica na determinação da magnitude dascargas negativas e positivas do solo, e como as cargas negativasdiminuem e as positivas aumentam ao se passar do horizonte A parao horizonte B. Note-se, também, a retenção simultânea de cátions eânions, fato que só ocorre em solos com teores consideráveis deóxidos hidratados de alumínio e ferro.

Tabela 4. Análise mineralógica qualitativa da fração argila dos solos.

Mineral revelado por difração de raios-X

Caulinita Gibsita Mica Vermiculita

PVls + + + + + traçoPml + + + +Pln + + + + traçoPc + + + + + traçoPV + + + + +TE + + + +LR + + + + + +LEa + + + + traço

1 PVls = Podzólico Vermelho Escuro variação Laras; Pml = Podzolizadode Lins e Marília, variação Marília; Pln = Podzolizado de Lins e Marília,variação Lins; Pc = Podzolizado com cascalho; PV = Podzólico Vermelho-Amarelo orto; TE = Terra Roxa Estruturada; LR = Latossolo Roxo;LEa = Latossolo Vermelho Escuro fase arenosa.

Fonte: Raij (1969).

Tabela 3. Capacidade de troca de cátions total (CTC) e específica da fração mineral de oito amostras do horizonte B de oito solos do Estado de SãoPaulo.

CTC do solo (mmolc kg-1) CTC da fração mineral

Total Fração mineral (%) Específica (mmolc kg-1)

PVls 115–150 170 2,8 35 33 94 194Pml 75–100 270 3,6 50 41 82 152Pln 47–100 240 3,3 36 24 67 100Pc 45–74 530 8,5 55 35 64 66PV 59–110 560 5,2 40 31 67 55TE 53–130 710 3,6 78 65 83 91LR 58–82 580 15,2 148 59 60 154LEa 74–114 310 5,9 32 13 41 42

1 PVls = Podzólico Vermelho Escuro variação Laras; Pml = Podzolizado de Lins e Marília, variação Marília; Pln = Podzolizado de Lins e Marília,variação Lins; Pc = Podzolizado com cascalho; PV = Podzólico Vermelho-Amarelo orto; TE = Terra Roxa Estruturada; LR = Latossolo Roxo; LEa =Latossolo Vermelho Escuro fase arenosa.

Fonte: Raij (1969).

Devido às suas características, os solos dos trópicos úmi-dos têm sido chamados de “solos de cargas elétricas variáveis”, ousimplesmente solos de cargas variáveis. As cargas desses solos,principalmente superficiais, têm sido chamadas de “cargas depen-dentes de pH”. As cargas elétricas, notadamente as que estão emcamadas mais profundas do solo, são responsáveis por proprie-dades únicas dos solos, que proporcionam interação peculiar como gesso, insumo com notáveis propriedades sobre o sistemaradicular das plantas, com efeito positivo na absorção de água enutrientes. Detalhes são dados, entre diversas fontes, em um livroque trata de gesso na agricultura de solos ácidos (RAIJ, 2008).

3.3 Cargas elétricas em solos de carga variável

Até agora, tratou-se da carga negativa do solo, sob váriosenfoques. Já foi mencionado que óxidos hidratados de ferro e alumí-nio podem desenvolver cargas elétricas. A Figura 4 mostrou o desen-volvimento de cargas positivas e negativas, o que deixa margem paraa retenção simultânea de cátions e ânions. Essa é uma situação im-portante, que se torna possível pela distribuição espacial dos pontosionogênicos, de forma que um não influencia o outro. A seguir serãodiscutidos os principais fatores que têm influência nas cargas elétri-cas e que se aplicam em solos que contêm óxidos de ferro e alumínio,já que o mesmo não ocorre na matéria orgânica e nos minerais deargila, que não desenvolvem cargas positivas.

Legendado solo1

Legenda Profundidade Argila M.O.do solo (cm) (g kg-1) (g kg-1)

Tabela 5. Matéria orgânica, composição mineralógica e adsorção de Mg2+

e SO42- nos horizontes A e B de três solos com solução de

MgSO4.

Minerais Adsorção de íons(g kg-1 de solo) (mmolc kg solo-1)

F2O3 Gibsita Caulinita Mg2+ SO42-

LH-Ap 32,9 40 30 250 38,1 1,2

LH-B2 4,8 60 60 370 15,8 20,2

LR-Ap 43,3 190 370 90 33,4 3,8

LR-B2 11,4 180 330 110 3,6 30,1

TE-Ap 40,3 160 80 330 94,3 2,9

TE-B2 16,6 170 100 430 55,3 15,5

1 LH = Latossolo Vermelho Amarelo húmico; LR = Latossolo Roxo; TE =Terra Roxa Estruturada.

Fonte: Raij (1971) Raij e Peech (1972).

Solo1 M.O.(g kg-1)


Existe uma situação em que o número de cargas negativas ede positivas se igualam, caracterizando o chamado ponto de cargazero. Esse é um tema importante relacionado aos aspectos teóricosque envolvem cargas elétricas em solos de cargas variáveis, masnão será tratado na presente discussão. Detalhes podem ser en-contrados em Raij e Peech (1972) e Raij (2008).

Mais alguns pontos serão discutidos, com dados referentesao horizonte B2 dos solos Terra Roxa Estruturada (TE) e LatossoloRoxo (LR) (Tabela 6), variando-se o pH e a concentração de MgSO

4,

um sal bastante semelhante ao CaSO4. Os resultados da Tabela 6

realçam o contraste dos dois solos, um eletronegativo e outro forte-mente eletropositivo. Note-se, no solo TE, a carga positiva, ou seja,a retenção de sulfato, que diminui bastante com o aumento do pH ecom a redução da concentração do sal. Note-se, também, que essesolo, além de caulinita, contêm também óxidos de ferro e gibsita(Tabela 5). Já o solo TR, bem intemperizado, com elevados teores deóxidos de ferro e gibsita e pouca caulinita, apresenta ampla predo-minância de carga positiva.

contendo óxidos de ferro e alumínio, aplicando-se, assim, a vastasregiões brasileiras. Esse é um dos fundamentos da prática dagessagem, ou seja, o fato de o solo poder reter sais por longosperíodos. Outro fundamento é o efeito do sulfato de cálcio na redu-ção da atividade química de alumínio, reduzindo sua toxicidade.

3.4 Necessidade de gesso

A determinação da necessidade de gesso em solos leva emconta a saturação por alumínio e o teor de cálcio no solo. Issoporque os dois fatores que prejudicam o desenvolvimento radicularsão excesso de alumínio e deficiência de cálcio.

Em São Paulo, a referência é a análise de solo da amostracoletada a 20-40 cm de profundidade. Se a saturação por alumíniofor maior do que 40% e/ou o teor de cálcio inferior a 4 mmol

c dm-3,

deve ser aplicado gesso, empregando-se a fórmula:

NG = 6 x teor de argila

A necessidade de gesso é dada em t ha-1 e o teor de argila emg kg-1 de solo.

Essa fórmula não leva em consideração a mineralogia, ou seja,a capacidade do solo em reter sulfato. Também não é definida aprofundidade a ser atingida. Talvez isso explique os resultados de11 experimentos de campo (Tabela 7) nos quais as doses de gessoatualmente recomendadas estão aquém das que seriam necessáriaspara a produção máxima.

4 DISPONIBILIDADE DE FÓSFORO EM SOLOS

O fósforo é o nutriente que tem recebido maior atenção dapesquisa em análise de solo no âmbito internacional e o Brasil nãoé exceção. Contudo, há apenas dois métodos amplamente utiliza-dos nos laboratórios de análise de solo do país. Um deles, o maisantigo, denominado Mehlich 1, teve origem nos Estados Unidos. Ooutro, desenvolvido e utilizado em larga escala somente no Brasil, édenominado de forma simplificada de “P resina”. O objetivo nesteitem, é comparar a eficiência desses dois métodos na avaliação dabiodisponibilidade de fósforo do solo.

4.1 Disponibilidade de fósforo nos solos

O fósforo no solo encontra-se combinado, principalmente,com ferro, alumínio e cálcio, formando compostos de baixa solubili-dade. Está presente também na matéria orgânica, embora o P orgâ-nico não seja considerado na maioria dos métodos de análise desolo. O fósforo encontra-se na solução do solo em teores, em geral,muito baixos.

Ressalte-se que as concentrações salinas testadas estão naordem de grandeza de soluções de solos de climas úmidos, e que osal usado, sulfato de magnésio, é bastante parecido com o sulfatode cálcio. Dessa forma, o exemplo é adequado para a discussão quese faz em relação ao gesso.

O importante a se notar é que os solos adsorvem, simulta-neamente, cátions e ânions, uma característica específica de solos

Tabela 7. Confronto entre doses recomendadas de gesso e quantidades associadas com produções máximas, para 11 experimentos de campo, eresultados de análise química do subsolo.

Argila Ca m Gesso recomendado Gesso para produção máxima(g kg-1) (mmolc dm-3) (%) (t ha-1) (t ha-1)

Milho 500 7,0 62 3,0 8,0Cana-de-açúcar 160 1,2 59 1,0 6,0Cana-de-açúcar 160 1,2 76 1,0 2,0Cana-de-açúcar 230 0,5 87 1,4 5,0Cana-de-açúcar 760 9,1 40 4,6 6,0Cana-de-açúcar 140 6,3 18 0,8 6,0Cana-de-açúcar 190 0,5 79 1,1 4,8Cana-de-açúcar 590 1,9 81 3,5 10,0Soja 500 1,1 25 3,0 6,0Soja 700 2,0 55 4,2 6,4Algodão 700 5,0 17 3,0 6,0

Fonte: Raij (2008).

Cultura

Tabela 6. Retenção de Mg2+ e SO42- em amostras do horizonte B de dois

solos em equilíbrio com soluções de MgSO4 a duas concentra-

ções e dois valores de pH.

Concentração Adsorção de íonsde MgSO

4 (mmolc kg solo-1)

(mol L-1) Mg2+ SO42-

TE-B2 5,0 0,01 67 270,001 50 17

6,0 0,01 87 160,001 73 8

LR-B2 5,0 0,01 7 380,001 6 30

6,0 0,01 18 280,001 13 21

Fonte: Valores interpolados de Raij (1971), Raij e Peech (1972).

Solo pH


As raízes das plantas obtêm o fósforo da solução do solo,onde a baixa concentração determina o mecanismos de absorçãopelas plantas. As raízes das plantas absorvem os nutrientes dasolução do solo e, à medida que ocorre a absorção pelas raízes, onutriente se move por difusão da região de concentração mais alta,próximo da superfície das partículas sólidas do solo, para a zona deconcentração mais baixa, em torno das raízes.

O modelo da Figura 5 servirá de diretriz para a discussãosobre o que deve ser mensurado na análise química do solo. Sãomostrados compartimentos e direções em que o fósforo no solo semovimenta e como as partes se relacionam entre si. Para que aplanta possa ter um suprimento contínuo de fósforo, é necessárioque haja transferência do P

lábil para P

solução, bem como do P

fertilizante

para Psolução

e daí para Plábil

.

O exemplo da Tabela 8 aponta para algumas deficiências deextratores químicos na dissolução de frações não-lábeis de P. Oexperimento consistiu de uma testemunha e três tratamentos:superfosfato triplo, fosfato natural alvorada e fosfato de alumínio.Esses fosfatos foram incorporados ao solo 75 dias antes do plantio.Para referência, também foi incluído tratamento com superfosfatotriplo no plantio. Plantas de soja foram cultivadas nos vasos. De-terminou-se P absorvido pela soja e extraído pelos métodos Mehlich1, Bray 1 e resina. Os dados, indicados como valor, consistiram nosresultados obtidos, menos a testemunha correspondente.

Os resultados da Tabela 8 permitem várias observações. Com-parando os resultados do superfosfato aplicado no plantio com os doadubo aplicado com antecedência, percebe-se que a disponibilidadede P decresceu com o tempo de incubação, sendo que o P absorvidodevido a superfosfato diminuiu de 4,3 para 2,2 mg por vaso. Isso sedeve à perda de eficiência do superfosfato com o tempo de incubaçãocom o solo, comportamento esse bastante conhecido. Essa tendênciafoi detectada pela resina. Os resultados deixam claro que os extratoresMehlich 1 e Bray 1 são específicos para formas químicas e não parafósforo lábil. Além disso, esses métodos extraíram quantidades muitoaltas de P aplicado como superfosfato, pelo menos dentro do períododo experimento. Cabe lembrar que os extratores Mehlich 1 e Bray 1utilizam os mesmos reagentes empregados nos métodos de determina-ção de formas de P, ou seja, H

2SO

4 para P-Ca, no caso de Mehlich-1, e

NH4F para P-Al, no caso de Bray 1, mostrando que esses extratores são

realmente seletivos para formas químicas de P no solo e não para o Plábil, como é o caso da resina.

4.3 Características dos métodos Mehlich 1 e resina

O método Mehlich 1, desenvolvido pelo autor de mesmonome, nunca foi formalmente publicado, sendo descrito em um tra-balho mimeografado (MEHLICH, 1953), segundo Thomas e Peaslee(1973). A grande vantagem do método Mehlich 1 é a extrema simpli-cidade de extração, que consiste basicamente em agitar o solo coma solução extratora por alguns minutos, decantar durante a noite eretirar uma alíquota para a determinação de P. Contudo, a simplici-dade no laboratório é, provavelmente, a única vantagem do méto-do. Ressalte-se, contudo, que a vantagem é apenas para o laborató-rio e para a determinação considerada de forma isolada. Na realida-de, é uma economia pequena, que não compensa o prejuízo que ométodo Mehlich 1 pode trazer aos usuários.

A resina de troca iônica para a extração de fósforo, ao con-trário do método Mehlich 1, desde o começo das pesquisas realiza-das no exterior, tem uma concepção teórica adequada, sendo con-cebido como um procedimento para extrair o P lábil do solo. Bus-cou-se algo que imitasse a absorção de P pelas raízes, representadada seguinte forma:

Figura 5. Representação esquemática do fósforo com relação aos aspectosque afetam a nutrição vegetal.

Tem-se um sistema constituído de quatro compartimentos:P

fertilizante, P

solução, P

lábil e P

não-lábil. A planta retira o P apenas de P

solução,

que, por sua vez, pode ser suprido pelo Plábil

e pelo Pfertilizante

. Naprática, esta última forma, quando solúvel, passa imediatamentepara a forma lábil, por meio da solução do solo, e vai fazer parte dosistema em equilíbrio dinâmico, passando, com o tempo, para aforma não-lábil. Para fins práticos, o P

fertilizante, caso não se dissolva,

pode ser considerado como Pnão-lábil

.A planta, quando absorve o P da solução, provoca a disso-

lução do Plábil

e a reposição de Psolução

para manter o equilíbrio. As-sim, na análise de solo, o importante é a extração de formas lábeisdo nutriente. O P em solução é incluído, mas as quantidades sãomuito pequenas e, por essa razão, não despertam atenção.

4.2 O que mensurar na análise de fósforo em solos

Um grande número de métodos de análise de P em solos jáforam testados, desde o final do século 19, porém, apenas umaparte deles está em uso atualmente. Na avaliação de métodos deextração de nutrientes do solo, além dos aspectos químicos con-templados, é de importância decisiva verificar a eficiência com queé avaliada a disponibilidade do fósforo para as plantas. Isso nãoquer dizer que os resultados determinados pela análise químicarepresentem os teores disponíveis em solos, mas, sim, que apresen-tam com eles a melhor correlação possível.

Tabela 8. Fósforo extraído por plantas de soja cultivada em vasos e de solos tratados e incubados com três diferentes fosfatos e hidróxido decálcio, por três extratores. Os valores representam as diferenças em relação à testemunha.

Adubos aplicados 75 dias antes do plantio

Superfosfato triplo Fosfato natural Fosfato de alumínioalvorada calcinado

Valor Índice Valor Índice Valor Índice Valor Índice

P absorvido pela soja (mg vaso-1) 4,3 100 2,2 53 1,1 27 1,7 40P Mehlich 1 (mg dm-3) 27,9 100 24,6 88 42,8 153 15,0 54P Bray 1 (mg dm-3) 37,9 100 39,6 104 7,9 21 39,4 104P resina (mg dm-3) 12,7 100 7,9 62 1,7 11 4,9 39

Fonte: Raij e Diest (1980).

Avaliação de P no soloSuperfosfato triploaplicado no plantio


(I)

A raiz da planta, ao absorver o fósforo da solução, rompe oequilíbrio existente entre o P da solução do solo e o P da fase sólidado solo, promovendo o deslocamento do equilíbrio para a direita.Os íons fosfato, em solução, movem-se por difusão em direção àraiz, atraídos por um gradiente negativo de concentração. Como aquantidade total de P existente na solução do solo, em um dadomomento, é em geral muito baixa, a nutrição das plantas em fósforodepende da dissolução ou dessorção do fosfato da fase sólida dosolo.

É importante voltar a um conceito já discutido no item ante-rior, para ilustrar melhor a questão da análise de P em solos. Trata-se do conceito de P lábil, ilustrado na Figura 1, que pode ser apre-sentado da seguinte forma:

A equação indica a existência de uma parte do fósforo dosolo como sendo lábil e que pode passar para a solução, com a qualestá em equilíbrio, ou pode passar a uma forma de P não-lábil, deforma irreversível. Esse é um modelo – na prática as coisas não sãotão simples –, mas servirá para explicar como funciona a avaliaçãoda disponibilidade de fósforo no solo para as plantas.

A resina de troca de ânions usada para a extração de fósforodo solo tem propriedades que permitem a avaliação apenas do Plábil. Trata-se do mesmo material usado em deionizadores de água.A resina é um material sintético, orgânico, poroso, com estruturamatricial tridimensional que contém grupos químicos com cargaspositivas. Essas cargas positivas adsorvem os ânions H

2PO

4- da

solução aquosa em contato com o solo, durante a agitação de solo,resina e água por 16 horas.

Há uma outra informação pertinente à solubilidade defosfatos em solos e sua extração. Trata-se da influência do pH nasolubilidade do fósforo em solos. Os fosfatos de ferro e alumíniotêm solubilidade menor em condições mais ácidas, ou de pH bai-xo, enquanto os fosfatos de cálcio, ao contrário, têm solubilidadeaumentada com a diminuição do pH e, portanto, aumento da aci-dez. O resultado prático é o fato conhecido de que a solubilidadede P em solos e, portanto, sua disponibilidade, é máxima em tornode pH 6,0.

Para ilustrar a extração de P do solo com a resina de trocaiônica, a equação apresentada pode ser escrita da seguinte forma,substituindo-se raiz por resina:

Portanto, há similaridade entre absorção de P pela raiz daplanta e adsorção do elemento na resina trocadora de ânions.Enquanto na equação (I) o dreno de P era a raiz, no processo de

extração com resina, representado pela equação (III), o dreno é aresina. Note-se que nenhum reagente químico é incluído no siste-ma e a transferência de P do solo para a resina ocorre por meio dasolução, inicialmente água destilada, em agitação por16 horas. No caso da absorção pela raiz, ocorre um processo dedifusão, e há necessidade de tempo para que a transferência ocor-ra, durante o ciclo da cultura. No caso da extração com resina,embora também haja difusão, o constante revolvimento da sus-pensão de solo, resina e água garante a transferência do elementoem menor tempo.

Com o tempo, diversas melhorias foram introduzidas no mé-todo de extração com resina, tanto na parte operacional como na deextração. O problema operacional mais importante era a separaçãoda resina do solo, inicialmente tornada possível pela pré-moagemdo solo, uma operação problemática na análise de rotina, mas quepermitia a separação da resina por peneiragem. Uma das soluçõespara este problema foi dada por Raij et al. (1986) que, ao invés demoerem o solo, promoveram a sua desagregação, agitando-o emsuspensão aquosa por 15 minutos em presença de uma bolinha devidro. Isso permitiu a posterior separação da resina do solo atravésde peneira, após a agitação por 16 horas, utilizando equipamentosdescritos por Quaggio e Raij (2001).

Um dos problemas mais importantes na extração de P comresina de troca aniônica, representado pela variabilidade de resulta-dos de P obtidos para diferentes relações solo-resina, foi caracteri-zado por Sibbesen (1978). O autor verificou que a saturação daresina de troca iônica com o íon HCO

3- estabilizava o pH da suspen-

são e também os teores de P, mesmo que variassem as relaçõessolo-resina, o que foi explicado pelo tamponamento introduzido nomeio pelo ânion bicarbonato. Esse detalhe, adotado no método doIAC com a finalidade de estabilizar os resultados, revelou-se críticopara o processo de extração de P, como será visto adiante.

Na Tabela 9 são mostrados resultados experimentais quedemonstram a importância de saturar a resina com bicarbonatode sódio a pH 8,5, utilizando-se amostras de solo de dois experi-mentos de campo de algodão, um sem resposta à adubaçãofosfatada e outro com uma pequena resposta. Nota-se que a resi-na, quando usada em suspensões com valores mais baixos de pH,é ineficiente para extrair P do solo, mesmo com 16 horas de agita-ção. Já em valores mais elevados de pH e com a ação do íonbicarbonato, a extração de P é mais elevada. Este é um detalhe dosmais importantes do método de extração de P com resina atual-mente em uso no Brasil. Ele está relacionado com o aumento dasolubilidade de fosfatos de ferro e alumínio a valores mais eleva-dos de pH. Os resultados da Tabela 9 mostram a razão dos baixosteores de P determinados em solos bem supridos de P pelosextratores ácidos, que têm valores de pH em torno de 2,0, portan-to, ainda mais baixos que os da suspensão de solo com resinaque foram testados.

Tabela 9. Efeito do pré-tratamento da resina em valores do pH da suspensão e no fósforo extraído de duas amostras de solo de experimentos comalgodão.

Algodão (kg ha-1) Resina-HCl Resina-NaCl Resina-NaHCO3

Sem P Com P pH P (mg dm-3) pH P (mg dm-3) pH P (mg dm-3)

1 3.678 3.673 3,37 3 5,58 5 6,78 36

2 2.058 2.244 3,34 2 5,29 1 6,79 12

Fonte: Raij et al. (1986).

Solo

(II)

(III)


Outro fator importante, que contribui para a extração de Ppela resina, foi a mistura de resina aniônica com resina catiônica,o que reduz a força iônica e a concentração de íons divalentesda solução, fatores que aumentam a atividade do P em solução efavorecem sua transferência do solo para a resina (VAIDVA-NATHAM e TALIBUDEEN, 1970). Embora na ocasião só se pen-sasse na otimização da extração de P do solo, a inclusão da resinade troca catiônica acabou por viabilizar, também, a extração de cál-cio (Ca), magnésio (Mg) e potássio (K).

O método de extração de solos com resina desenvolvidopor Raij et al. (1986) incorpora os desenvolvimentos descritos, ouseja, a desagregação do solo com bolinha de vidro e a saturaçãoda mistura de resina catiônica e aniônica com bicarbonato de sódio.Foram também desenvolvidos aparelhos para a automação do mé-todo, os quais são mostrados em Quaggio e Raij (2001). O méto-do, utilizado não só para determinação de P mas também de Ca,Mg e K trocáveis, vem sendo adotado de forma crescente noslaboratórios de análise de solo desde 1983.

4.4 Resina, Mehlich 1 e determinação da

disponibilidade de fósforo em solos

Quando há diversas alternativas na escolha do extrator deum elemento do solo, é necessário utilizar critérios científicos paraa seleção do melhor. O procedimento mais utilizado para a seleçãode métodos de análise de P em solos são os experimentos em casade vegetação. Nestes, uma planta teste é cultivada em vasos con-tendo diversos solos de uma região, abrangendo a amplitude devalores daqueles fatores que afetam a disponibilidade de P nossolos. São dadas condições adequadas de crescimento para a planta,incluindo correção da acidez e adição de todos os nutrientes, excetoP, assumido-se que os teores variáveis de P nos diferentes solosdeterminarão o crescimento e a absorção do elemento. Em geral, sãoestabelecidas correlações lineares entre P absorvido – considerado oíndice de biodisponibilidade do nutriente nos solos – e P no solo,para os diversos extratores. A qualidade do ajuste entre as variáveisé dada por: coeficiente de correlação (r), coeficiente de determina-ção (r2) ou porcentagem de variação (100 r2).

Raij (1978), em revisão da literatura mundial sobre extratoresde P, constatou que o método da resina trocadora de íons era o queapresentava os maiores valores referentes à porcentagem de varia-ção em pesquisas de seleção de métodos de P, além de ser o quemais se adaptava aos diferentes tipos de solos, principalmente áci-dos e alcalinos. Pode-se concluir que, na ocasião em que essa revi-

são foi publicada, há 32 anos, a literatura já apontava para o métodode extração com resina de troca aniônica como a melhor alternativapara a avaliação da disponibilidade de P em solos.

A revisão sobre métodos de extração de P de solos, atualiza-da por Silva e Raij (1999), está sintetizada na Tabela 10. O número detrabalhos consultados, ampliado para 70, permitiu a confirmação deque as correlações entre índices biológicos de disponibilidade de Pem solos apresentam-se amplamente favoráveis para a resina, comomostrado em diversas revisões sobre o assunto (RAIJ, 1978;SIBBESEN, 1983; FIXEN, 1990; SILVA e RAIJ, 1999). A separaçãopela reação dos solos permitiu a confirmação de que os métodosMehlich 1 e Bray 1 são um pouco melhores em solos ácidos, en-quanto o método Olsen é melhor em solos alcalinos. A resina detroca de íons não é afetada pela reação do solo, o que é uma grandevantagem em regiões que têm solos ácidos e alcalinos, como é ocaso da região semi-árida do Nordeste brasileiro.

Figura 6. Relação entre fósforo absorvido pelo arroz inundado e fósforo extraído do solo pelo método Mehlich 1 e pelo método da resina trocadora de íons.Fonte: Grande et al. (1986).

Os elevados valores de coeficiente de determinação apresen-tados pelo P resina são de magnitude não observada em métodos deextração de nenhum outro nutriente e, além da superioridade sobreos outros métodos, pode ser adotado para qualquer tipo de solo.

Merece destaque o trabalho de Grande et al. (1986), no qualsão comparados os métodos Mehlich-1 e resina em solos de várzeade Minas Gerais cultivados com arroz inundado em vasos (Figura 6).O coeficiente de correlação entre P absorvido pelo arroz e P determi-nado pela análise de solo foi de 0,42 (não significativo) para o métodoMehlich-1 e de 0,98 para a resina. Deve ser lembrado que a diagnoseda disponibilidade de P em solos cultivados com arroz inundado éreconhecidamente um problema difícil e o trabalho de Grande et al.(1986) parece apontar para uma solução, por meio do uso de resina.

Tabela 10. Eficiência dos extratores de P do solo, avaliada pela corre-lação entre índices biológicos e teores de P no solo, pordiferentes métodos, em 70 trabalhos da literatura mundial.

Coeficiente de determinação para solos (%)

Ácidos Alcalinos e neutros Não especificados

Resina 84 83 69Olsen 47 52 58Mehlich-1 56 39 41Bray 1 53 25 48

Fonte: Adaptada de Silva e Raij (1999).

Método


Comparações de métodos também podem ser feitas a partirdos resultados de experimentos de campo e, nesse caso, o índicebiológico para indicar a disponibilidade de P geralmente usado é aprodução relativa, que representa a porcentagem de produção ob-tida no tratamento sem P em relação ao tratamento com P. Quandosão usados experimentos de campo obtém-se curvas de calibração,e a equação de regressão bastante usada é a variante da reta queconsidera a recíproca da variável independente (1/x).

No estado de São Paulo, a principal motivação para a buscade um novo método para determinação de P, na década de 1970, foia obtenção, com grande frequência, de baixos valores de P com autilização do método de extração com H

2SO

4 0,025 mol L-1, quando

aplicado nos melhores solos do estado e do Brasil, conhecidoscomo “terras roxas” (Latossolo Roxo e Terra Roxa Estruturada),mesmo quando esses solos estavam bem supridos do elemento eas culturas não respondiam à adubação fosfatada. Esse fato é ilus-trado no trabalho de Raij et al. (1986), o qual apresenta curvas decalibração de 28 experimentos de campo com algodão, conduzidos,a maior parte, em terras roxas, comparando os extratores H

2SO

4

0,025 mol L-1 e resina (Figura 7). Nota-se que a extração de P comácido sulfúrico resultou na concentração dos valores em torno de5 mg dm-3 na faixa de produção relativa de 70% a 100%, indicandoque, nesse caso, a análise de solo foi pouco eficaz para indicar ograu de disponibilidade de P nos solos. Por outro lado, com o usoda resina, os pontos acumulados em 100% de produção relativaapresentaram teores de P cerca de 10 vezes mais altos, permitindomelhor discriminação das respostas da cultura à adubação fosfatada.

Figura 7. Relação entre valores de fósforo extraído do solo com H2SO4

0,025 mol L-1 (A) e com resina trocadora de íons (B), e respostasdo algodoeiro à adubação fosfatada.

Fonte: Raij et al. (1986).

Raij e Quaggio (1990) fizeram nova comparação de extratoresde P, considerando, neste caso, o efeito da calagem na disponibili-dade do elemento nos solos. Esperava-se, com base nessas obser-vações de campo, que a análise de P em solos refletisse as altera-ções na disponibilidade proporcionadas pelas mudanças de pH,efeito também bastante conhecido. Os resultados de quatro experi-mentos de calagem, publicados por Raij e Quaggio (1990), são mos-trados na Tabela 11, com informações sobre análise de solo.

5 DISCUSSÃO

Três assuntos de grande importância são discutidos nestetrabalho. Acidez, calagem e fósforo são problemas amplamente abor-dados. Já a acidez do subsolo e sua correção é um tema que aindasuscita dúvidas, com potencial de afetar a produtividade de cultu-ras ainda não delimitado.

5.1 Os limites da correção da acidez do solo

A troca de cátions em solos, as relações entre índices e aexatidão dos cálculos envolvidos são o ponto forte de como é tra-tado o tema “acidez e calagem”.

Troca de cátions, cátions trocáveis, bases trocáveis, satura-ção por bases, hidrogênio, pH em cloreto de cálcio... trabalhamoscom esses fatores para manter os solos corrigidos da maneira comque cada um de nós acredita ser a melhor. Para frustração de muitos,a solução buscada não tem precisão matemática. Mas o cálculo,sim, desde que sejam estabelecidas algumas premissas.

Por algum tempo, houve um debate sobre como recomendarcalcário: seria em função dos teores de Al trocável ou pelo métodoSMP? Entramos na discussão e, com o auxílio de estudos e experi-mentos, concluímos que a recomendação de calcário com base nosteores de Al era insuficiente. Fomos em busca do método SMP e oadaptamos para determinar a acidez total. O resultado foi excelente.Resgatamos todos os conceitos ligados à troca de cátions, os quaisnão podem ser utilizados com o uso direto do método SMP originalpara recomendação de calagem.

Porém, os tempos mudam, a agricultura inova e novos de-safios surgem. Nossas recomendações de calagem foram basea-das em amostragem da camada de 0–20 cm do perfil do solo, e ocálculo da calagem em kg ha-1 para 20 cm. Porém, como recomen-dar no plantio direto? Surgem novas abordagens, tal como amostrara camada de 0–10 cm, ou mesmo 0–5 cm, e calcular o calcário paraessas camadas. Haverá economia, é claro, mas o sistema é susten-tável? Pode ocorrer acidificação do subsolo?

Na realidade, não arriscamos, e mesmo para o plantio diretorecomendamos a amostragem e o cálculo de calagem para 20 cm.Afinal, isso já era, e continua sendo, aplicado às plantas perenes.A acidificação do subsolo, se ocorrer, é difícil de ser revertida.Prótons – os importantes íons H+ – surgem dos adubos nitro-genados, mas também do nitrogênio fixado biologicamente. Raízesde soja são acidificantes. E as minhocas, que não gostam de aci-dez, como ficarão nas situações em que o calcário é aplicado ape-nas na superfície do solo? O plantio direto sem minhocas é umsistema incompleto.

5.2 A fertilidade do subsolo

Como comentado no item anterior, quando o objetivo é acorreção da acidez da camada superficial dos solos, deve-se amostraros solos a 0–20 cm de profundidade ou até menos, 0–5 ou 0–10 cm.No entanto, para correção da acidez em subsolo o objetivo é esti-


mular o crescimento das raízes em profundidades maiores. Por-tanto, deve-se, neste caso, amostrar os solos até meio metro, oumais. Em diversas regiões foi constatado que, em determinadassituações, raízes profundas retiram água e nitrogênio do solo,beneficiando as plantas.

Mas, enquanto no passado a acidez era corrigida basica-mente com calcário, pesquisadores da África do Sul e da EmbrapaCerrados trouxeram para o palco da agricultura mais um persona-gem, o CaSO

4, conhecido como gesso.

O gesso não é desconhecido na agricultura. Ao contrário,tem larga utilização na agricultura mundial. Porém, é usado em solosalcalinos ou sódicos para remoção do excesso de sódio. E isso,por enquanto, pouco ocorre no Brasil. Tem enorme importânciaem regiões do mundo que apresentam climas áridos e semi-áridos.

Mas o gesso aplicado em solos ácidos foi novidade. Impor-tante é que contribui para o aumento da produtividade, graças aomanejo da fertilidade do subsolo.

Diversas pesquisas indicaram que o gesso reduz a toxicidadede alumínio, favorecendo o crescimento de raízes até mesmo emsoluções nutritivas. Ainda, o gesso é um sal solúvel em água quepenetra no solo com as águas de irrigação, o que não ocorre com ocalcário.

Há, ainda, mais um fator preponderante, que é o solo. Ogesso tem efeito, principalmente, nos chamados solos de cargasvariáveis, com teores elevados de óxidos de ferro e alumínio, queconseguem reter cátions e ânions ao mesmo tempo. Com isso, re-duz a toxicidade de Al e as raízes se aprofundam.

O assunto é importante, os problemas estão definidos, masas soluções estão demorando a chegar. O gesso aplicado em solosque não retém sais pode até prejudicar as produções se as aplica-ções forem excessivas (RAIJ, 2008).

5.3 P resina, um método moldado para

avaliar a biodisponibilidade

Por muito tempo, a determinação da disponibilidade de P emsolos tropicais foi considerada muito difícil. Além disso, os méto-dos utilizados nos países de clima temperado não eram muito pre-cisos. A despeito da extensa literatura e do grande número detrabalhos científicos sobre o assunto, a aplicação prática dos re-sultados de pesquisa em laboratórios de rotina de análise do soloé quase inexistente. E isso não se aplica só ao Brasil, mas a outrospaíses também.

Curiosamente, há mais de meio século esse método vem sesobressaindo dos demais, sendo considerado superior aos outrosprocedimentos de extração de P. No entanto, era tido como compli-cado demais para uso em análise de rotina.

Em busca de uma solução para a análise de solo, decidiu-seapostar na adoção do melhor método, amplamente comprovadointernacionalmente. O método da resina foi moldado por meio deexperimentos de laboratório, casa de vegetação e campo. Tambémforam construídos equipamentos para processar um grande núme-ro de amostras simultaneamente. Além disso, o método foi adapta-do para a determinação também de Ca, Mg e K.

Assim, em que pesem os obstáculos para o uso da resinana análise de P em solos, os quais, afinal, não eram tão complica-dos, a extração de P dos solos por meio desse método passou aser realizada no laboratório de análise de solo do IAC, juntamentecom mais quatro laboratórios, em janeiro de 1983 (RAIJ eQUAGGIO, 1983). Desde então, o método vem sendo adotado poroutros laboratórios. Atualmente, o Ensaio de Proficiência IAC paraLaboratórios de Análise de Solos, que emprega os métodos IACde análise de solo, conta com 103 laboratórios distribuídos em11 estados brasileiros e em dois outros países.

Tabela 11. Efeito do pH de quatro solos no teor de fósforo nas folhas e nos teores de fósforo determinados por diversos extratores.

P no solo (mg dm-3)

Mehlich 1 Bray 1 Olsen Resina

Feijão 3,8 d 2,44 b 17 a 20 a 41 a 33 bPariquera-Açu 4,2 c 3,21 a 18 a 21 a 33 b 36 ab

4,7 b 3,25 a 18 a 20 a 26 c 38 ab5,1 a 3,26 a 19 a 18 a 19 d 43 a5,2 a 3,25 a 20 a 19 a 21 d 43 a

Girassol 4,3 c 2,79 c 12 b 24 a 17 a 22 bMococa 4,6 c 3,27 b 12 b 22 a 17 a 26 ab

5,3 b 3,81 a 16 a 25 a 16 a 33 ab5,5 ab 3,87 a 15 a 20 a 12 a 35 a5,7 a 3,80 a 16 a 20 a 12 a 37 a

Soja 4,3 a 1,85 c 6 a 15 a 10 a 13 cMococa 4,8 d 2,06 bc 7 a 16 a 11 a 16 c

5,5 c 2,44 ab 5 a 13 a 7 a 17 bc6,1 b 2,26 a 7 a 17 a 8 a 22 ab6,4 a 2,55 a 7 a 15 a 8 a 27 a

Soja 4,5 d 2,35 b 9 a 20 a 18 a 16 cRibeirão Preto 4,9 c 2,69 ab 8 a 22 a 15 ab 19 bc

6,1 b 2,88 a 8 a 20 a 13 ab 23 b6,6 a 2,85 a 10 a 24 a 12 b 34 a

Fonte: Raij e Quaggio (1990).

Cultura pH em CaCl2 P folha (g kg-1)


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