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QUÍMICA E FERTILIDADE DO SOLO
Química e Fertilidade do Solo...
Soma de bases (SB) – reflete a soma das bases trocáveis. Desvantagem: não fornece o valor absoluto de cada base
Percentual de saturação de alumínio (m) – expressa a fração da CTC efetiva que é ocupaa por alumínio trocável
Percentual de saturação de bases da CTC a pH 7,0 (V) – reflete a porcentagem da CTC a pH 7,0 que estão ocupados pelas bases existentes no solo
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Conceitos básico sobre CTC
CTC efetiva (t) – capacidade do solo em reter cátions em seu pH natural. Qualquer que seja o pH do solo, as cargas negativas ocupadas pelo H+, não estão disponíveis para retenção de outro cátion
CTC potencial (T) – capacidade do solo em reter cátions a pH 7,0.
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cátions de igual carga, a preferência é para o cátion com menor tamanho (raio) quando hidratado
quanto maior o tamanho do cátion, maior a distância entre o cátion e a superfície do colóide, menor a força de adsorção e maior a facilidade de dessorção
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apesar do processo ser estequiométrico, os cátions trocáveis não são retidos com a mesma força pelos colóides. A ordem preferencial de retenção (série liotrópica) é:
H+ > Al 3+ > Ca2+ > Mg 2+ > K+ > NH4 + > Na+
exceto os íons H+, o principal fator determinante da preferência de adsorção é a carga do cátion
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A CTC é influenciada :
Mineralogia do solo
Textura do solo
Teor de matéria orgânica
pH do solo
solos mais arenosos ou com predomínio de argilas de baixa atividade, o manejo da matéria orgânica e a prática de calagem pode ser muito importantes para aumentar a capacidade dos solos em reter cátions
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ORGANISMOS DO SOLO
capacidade que os organismos influenciam na aquisição de nutrientes pelas plantas
microorganismos fundamentais na decomposição de matéria orgânica e na liberação de nutrientes para a solução do solo
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micorrizas – as hifas ao crescerem no solo como prolongamentos das raízes, promovem o aumento da área de absorção com acentuado incremento na disponibilidade de nutrientes
bactérias – participam de várias transformações do nitrogênio, do enxofre e de micronutrientes, alterando de forma significativa sua disponibilidade
algumas bactérias fixam o nitrogênio do ar do solo, em simbiose ou não com as raízes, liberando-o em forma mineral
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TRANSPORTE DE NUTRIENTES PARA AS RAÍZES
a medida que as plantas realizam a absorção e esgotam os nutrientes em solução, há um ressuprimento destes pela fase sólida.
TRANSPORTE – afeta a disponibilidade de nutrientes
para que ocorra a absorção, os nutrientes precisam ser transportados até a superfície das raízes
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Difusão
é o transporte de nutrientes ao acaso num sistema aquoso, devido ao gradiente de concentração criado entre a solução do solo e a superfície das raízes, o qual induz a difusão predominantemente no sentido de menor concentração
contrário ao fluxo de massa, a difusão é um processo de transporte lento e que ocorre mais nas vizinhanças da superfície radicular
é grandemente influenciado por fatores do solo e da planta – crescimento e morfologia radicular
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em condições de campo, a precipitação ou o ciclo de irrigação exercem grande influência na contribuição de fluxo de massa para o total de nutrientes transportado até as raízes.
quando o potencial de água no solo é alto, o fluxo de massa é irrestrito, mantendo um potencial de água similar na superfície radicular
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Fluxo de Massa
transporte de nutrientes com fluxo convectivo da solução do solo até a superfície das raízes, ocasionado pelo gradiente de água entre o solo e a raíz, em função da transpiração das plantas
a contribuição desse tipo de transporte tem-se mostrado variável, dependendo do nutriente, solo, espécie vegetal e idade da planta
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Interceptação Radicular
contribuição mínima na absorção - a quantidade requerida de nutrientes é muito maior que a quantidade no solo em contato direto com as raízes
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a troca de cátions é um processo reversível, instantâneo e estequiométrico
a CTC é dada pela quantidade de cátions retidos, por unidade de peso ou volume de solo
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No caso de ânions:
SO42- , NO3- , Cl- : adsorção às cargas positivas é direta (ligação eletrostatica) – ânions trocáveis com outros da solução – processo reversível e estequiométrico = CTA do solo (Capacidade de Troca de Ânions)
HMoO- e H2PO4- : liga-se fortemente à superfície por ligação covalente – dificilmente trocado por outros ânions -
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o cátion H+ apresenta relação muito específica com a superfície dos colóides (liga-se fortemente a superfície por ligação covalente)
o cátion H+ não é trocável e só libera a carga negativa ocupada de forma indireta (neutralização com OH adicionada na solução) – a CALAGEM, ENTRE OUTROS BENEFÍCIOS, PROMOVE O AUMENTO DA CTC DO SOLO
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os micronutrientes catiônicos podem apresentar-se na solução do solo em formas complexadas ou quelatadas com radicais orgânicos - a solubilidade e o transporte até a superfície radicular são aumentados (disponibilidade maior )
embora a solução do solo seja a fonte imediata de nutrientes o teor na fase líquida é muito baixo, mesmo em solos férteis
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presença de elementos tóxicos, principalmente o Al em solos ácidos
os mais diversos compostos orgânicos, resultantes da ação microbiana ou da exudação das raízes, são de grande importância na solução do solo (disponibilidade de nutrientes)
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alguns nutrientes se apresentam na solução em formas catiônicas e outros em formas aniônicas (únicas absorvidas pelas plantas)
Principais formas absorvidas:
NO3- , NH4+ , HPO4 2- , K+ , Ca2+, Mg2-, Fe2+ , entre outros
importante considerar a presença de íons H+ e OH- - definem o pH da solução do solo (principal fator a afetar a disponibilidade de nutrientes)
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A SOLUÇÃO DO SOLO
é necessário que se tenha uma boa disponibilidade de água no solo, em função do destacado papel que exerce no crescimento e desenvolvimento da planta
a solução do solo representa a fonte imediata de nutrientes às planta, ou seja, a absorção pelas raízes ocorre apenas a partir da solução do solo.
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além do baixo teor, a solução do solo está sujeita a variações de concentração, mesmo a curtas distâncias, apresentando-se irregularmente distribuída nos poros do solo
difícil determinar a real concentração de nutrientes. O suprimento de nutrientes fica quase que exclusivamente na dependência da fase sólida do solo
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COMPONENTES SÓLIDOS DO SOLO
a fase sólida do solo é representada pelos componentes minerais ou inorgânicos e pelos componentes orgânicos
componentes minerais representam a maior parte da fase sólida dos solos bem drenados
em condições de má-drenagem (acúmulo de matéria orgânica é maior que a decomposição) é que os componentes orgânicos podem predominar
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os minerais secundários e as frações húmicas da matéria orgânica apresentam-se como colóides e, como tal, são os principais responsáveis pela atividade química dos solos
a atividade química deve-se a uma propriedade fundamental dos sistemas coloidais = desenvolvimento de cargas elétricas
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a retenção de íons pela fase sólida do solo não envolve apenas a adsorção em cargas elétricas desenvolvidas na superfície dos colóides
cátions Al3+ , Ca2+ , Mg2+ , K+ , NH4+ , Na+ - adsorção de cargas negativas é direta (ligação eletrostática)
cátions trocáveis com a solução do solo – processo reversível e estequiométrico = CTC do solo (Capacidade de Troca de Cátions)
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RETENÇÃO E TROCA DE ÍONS NO SOLO
o desenvolvimento de cargas promove a adsorção de cátions e de ânions da solução do solo, os quais tendem a ser trocáveis com outros cátions e ânions presentes na solução do solo.
na avaliação da capacidade do solo em suprir nutrientes as plantas, precisa-se considerar a relação entre a fase líquida (fonte imediata de nutrientes) e a sólida (grande reservatório de nutrientes)
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DESENVOLVIMENTO DE CARGAS ELÉTRICAS
os colóides do solo podem desenvolver cargas tanto negativas quanto positivas – predomínio de cargas negativas (permanentes ou variáveis)
as cargas permanentes existem na estrutura dos minerais de argila
As cargas variáveis tem seu desenvolvimento afetado pelo pH do solo
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com a existência de cargas elétricas na superfície dos colóides, a fase sólida torna-se capaz de reter os cátions e ânions liberados para a solução pelo intemperismo dos minerais primários ou pela decomposição de matéria orgânica, ou ainda adicionados pela adubação
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O AR DO SOLO
A existência de partículas sólidas no solo, de diferentes tamanhos e formatos, resulta na existência de espaços vazios ou poros entre as partículas
Os espaços vazios são ocupados por água e pelo ar
A composição do ar do solo difere da composição do ar atmosférico por apresentar maior concentração de CO2 (respiração das raízes e decomposição de matéria orgânica)
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INTERAÇÃO NUTRIENTE-SOLO
Sistema complexo formado por 4 fases distintas
Fase sólida
Fase líquida
Fase gasosa
Fase viva
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" antes de qualquer atuação em termos de fertilidade do solo, é preciso ter a noção de que o solo é um
dos sistemas mais complexos da natureza,
variando grandemente no tempo
e espaço em seus aspectos
físicos, biológicos
e químicos"
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A classificação em macro ou micronutrientes não está relacionada com a importância do nutriente para o desenvolvimento vegetal
TODOS OS 13 ELEMENTOS SÃO NECESSÁRIOS E ESSENCIAIS AO METABOLISMO DA PLANTA
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Fazendo uso dos conhecimentos básicos e da correta avaliação da capacidade do solo em suprir nutrientes às plantas, pode-se, quando necessário, fazer o uso de práticas corretivas e de adubação = CORRETO MANEJO DA FERTILIDADE DO SOLO
SOLOS FÉRTEIS – é necessário uso de corretivos ou fertilizantes???
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não se pode ignorar a existência de solos férteis, que permitem a obtenção de elevadas produtividades, sem uso de corretivos ou de fertilizantes – pelo menos enquanto sua capacidade de suprir nutrientes de plantas persistir
Lopes (1975) e Sanches e Salinas (1981) – 70% dos solos cultivados no Brasil apresentam limitações
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os avanços na agricultura tende a aumentar ainda mais a importância do manejo da fertilidade do solo na produção vegetal
DISPONIBILIDADE DE NUTRIENTES
as plantas são capazes de aproveitar/absorver nutrientes presentes em formas iônicas dissolvidas na fase aquosa que compõe o solo
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nutriente na solução do solo
transporte até a superfície radicular
(aspectos físicos do solo afetam a mobilidade de íons – textura, compactação, etc)
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Classificação
MACRONUTRIENTES – ocorrem em teores mais elevados nas plantas e requeridos em maior quantidade
N, P, K, Ca, S, Mg
MICRONUTRIENTES - menos exigidos
Fe, Mn, Zn, Cu, Mo, B, Cl
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os nutrientes supridos pelo solo não são exigidos em iguais quantidades pelas plantas
POTENCIAL DE ABSORÇÃO
controla o teor de nutrientes nas plantas
é geneticamente fixado
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A essencialidade de certos elementos químicos às plantas está relacionada ao fato do elemento ser constituinte de um metabólito essencial ou ser requerido para ação de um processo metabólico
Nutrientes Essenciais:
C, H, O, N, P, S, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu, Zn, Mo, Bo, Cl
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Fertilidade do solo
Capacidade dos solos em suprir
nutrientes às plantas
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o manejo eficiente do solo e das culturas possibilita a adoção de técnicas adequadas de fornecimento de nutrientes de forma a obter uma elevada produtividade com menor custo de produção e mínimo impacto ambiental
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Nutrientes de plantas
Nutrientes Essenciais???
Vários elementos são essenciais à produção
Solo como fonte primária???
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Exceto C, H e O, que são supridos às plantas através de água e do ar, os demais elementos essenciais ao crescimento das plantas têm o solo
como fonte primária
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NUTRIENTE DISPONÍVEL
Quantidade de nutrientes na solução do solo, capaz de chegar até a superfície da raíz
+
Quantidade na fase sólida, capaz de ressuprir a solução do solo a medida que o nutriente da fase líquida é absorvido
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A disponibilidade pode ser reduzida:
através da interação na solução do solo – reações de precipitação reduzem a concentração do nutriente e consequentemente sua disponibilidade (Al e P por exemplo)
através da interação na superfície radicular – competição entre nutrientes por um sítio de absorção na raíz (amônio é inibidor da absorção de K)
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a disponibilidade de nutrientes influenciada pelo fator planta
...
fator planta – principalmente para os nutrientes que apresentam baixa mobilidade (fósforo), a morfologia e o crescimento radicular exercem fundamental papel na disponibilidade desse nutriente
Quelação ou complexação com substâncias orgânicas de baixo peso molecular exudadas pelas raízes aumenta a concentração de micronutrientes na solução do solo assim como o transporte até a superfície radicular
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FATORES ENVOLVIDOS NO MANEJO DA FERTILIDADE
DO SOLO
FATOR SOLO
FATOR PLANTA
FATOR AGRICULTOR
MANEJO DA FERTILIDADE DO SOLO
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Ao realizar o manejo da fertilidade do solo, considerando a recomendação de práticas corretivas ou de adubação, o técnico precisa atentar para os três fatores básicos
A forma com que o técnico faz uso do solo e com uma visão mais completa dos aspectos envolvidos a exploração vegetal, pode-se ampliar e especificar melhor os fatores envolvidos no manejo da fertilidade do solo
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FATOR SOLO
IMACTO AMBIENTAL
ESPÉCIE VEGETAL E GENÓTIPO
MANEJO DA
FERTILIDADE DO SOLO
RETORNO ECONÔMICO
PRODUTIVIDADE
ÁGUA
QUALIDADE DO PRODUTOR
SISTEMA DE CULTIVO
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fator solo – os ganhos em produtividade e retorno econômico apenas serão maximizados quando se abrange toda a complexidade do solo.
fator água – extremamente importante na produtividade vegetal
a prática de adubação tem suas especificidades relacionadas às exigências nutricionais, porte e ciclo do genótipo
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o manejo da fertilidade do solo incia-se pela Conservação do solo.
tal prática permite minimizar o decréscimo ou manter a fertilidade natural do solo
para realização de práticas corretivas e de adubação, a conservação contribui para maximizar a eficiência dessas práticas – reduz a eutroficação e contaminação de rios e lagos
"a maioria dos agricultores não faz uso de praticas conservacionistas"
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ASPECTOS GERAIS DO MANEJO DA FERTILIDADE DO SOLO
CONSERVAÇÃO DO SOLO
PRÁTICAS CORRETIVAS: calagem, gessagem, acidificação, fosfatagem
ADUBAÇÃO:
Mineral e orgânica
MANEJO DA FERTILIDADE DO SOLO
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São obtidos os benefícios esperados com da irrigação e do uso de variedades mais produtivas se houver disponibilidade suficiente de nutrientes – CALAGEM E ADUBAÇÃO são práticas importantes dado ao aumento da demanda de nutrientes
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Micorrizas (associações de raízes com fungos micorrízicos) – segundo Siqueira e Paula (1986) as hifas dos fungos aumentam a área de absorção promovendo maior aquisição de nutrientes (notadamente o P)
Para melhor entender o conceito de disponibilidade de nutrientes, precisa-se considerar toda a plenitude da relação solo-planta-microorganismos
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LEI DO MÍNIMO
Liebig, 1862
Para a maximização da produtividade vegetal, há necessidade de uma adequada disponibilidade de todos os nutrientes
Não é considerada uma lei propriamente dita, porém é importante no manejo da fertilidade visando recomendação adequada de fertilizantes
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LEI DO MÍNIMO
o equilíbrio de nutrientes é um conceito vital em fertilidade do solo quando se pensa em produção
"A produção das culturas é limitada pelo nutriente em menor disponibilidade no solo, mesmo que todos os outros estejam disponíveis em quantidades adequadas"
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FERTLIDADE DO SOLO x PRODUTIVIDADE
Dois tipos de interação envolvendo a fertilidade do solo são de destaque:
manejo da fertilidade x irrigação
manejo da fertilidade x potencial genético
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a respiração gera energia para vários processos metabólicos, inclusive para absorção de nutrientes.
solo mal aerado pode não expressar todo o potencial de suprimento de nutrientes por não permitir geração de energia nas raízes para absorção de nutrientes
interação dos nutrientes com a fase gasosa – não importante exceto quando se refere a absorção de nitrogênio
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