Dinâmica de Nutrientes (N, P, K) e Matéria Orgânica no Solo

Fatores que Afetam a Eficiência e Absorção de Nutrientes

Principais Fatores que Afetam a Eficiência de um Nutriente

• Geometria da raiz: Sistemas radiculares mais desenvolvidos, mais longos, finos e ramificados.
• Disponibilidade de nutrientes na rizosfera: Micorrizas, maior crescimento da planta micorrizada tem sido atribuído à maior capacidade de absorção de nutrientes do solo.
• Taxas de absorção: Em baixas concentrações do nutriente na solução do solo, condição de *estresse* nutricional no campo.
• Transporte e distribuição do nutriente na planta: Fotossíntese, transpiração, fluxo de água, atividade das enzimas, teores de ácidos orgânicos e enzimas.
• Eficiência de utilização: Ou baixo requerimento do nutriente.

Formas de Absorção de Nutrientes pelas Plantas

• Fluxo de massa: (Transpiração)
• Difusão: (Para próximos da raiz)

Fatores Ambientais que Influenciam a Absorção de Nutrientes

• Aeração
• Temperatura
• Umidade
• Natureza do íon
• Disponibilidade de nutrientes
• Outros íons
• pH
• Micorrizas

Nitrogênio (N) no Solo e na Planta

As principais formas de absorção de N pelas plantas são o amônio (NH₄⁺) e o nitrato (NO₃⁻). Em solos com boa drenagem predomina a forma de nitrato, devido à reação de nitrificação que ocorre espontaneamente. Nos solos alagados predomina o amônio, pois a nitrificação não ocorre.

A deficiência de N afeta praticamente todos os processos vitais da planta.

Sintomas de Deficiência de N

• Clorose (amarelecimento) geral da planta.
• Pouco desenvolvimento.

Níveis de Equilíbrio e Decomposição da Matéria Orgânica (MO)

Decomposição dos Resíduos Orgânicos

A decomposição dos resíduos orgânicos resulta em diferentes frações da MO:

• Resíduos Não Decompostos: Material orgânico recém-adicionado, raízes mortas, folhas e resteva.
• Matéria Orgânica Fresca: Resíduos orgânicos em decomposição ativa.
• Matéria Orgânica Humificada: Constituída de resíduos da atividade microbiana (Húmus).

O aumento da umidade do solo também favorece a acumulação da MO. O teor de equilíbrio da MO de um solo é maior quando este se encontra sob pastagem do que em vegetação de floresta, devido à renovação mais intensa da vegetação e maior incorporação de resíduos orgânicos nos horizontes superficiais.

Os coloides minerais do solo protegem a MO contra o intenso ataque de microrganismos, ocasionando, portanto, maior acumulação de MO à medida que aumenta o teor de argila do solo. A topografia influencia na drenagem, e a erosão afeta o teor de MO; portanto, as baixadas possuem maior teor de MO que as encostas.

A relação C/N do material em decomposição indicará qual o destino imediato do N dos resíduos orgânicos. Em clima tropical, a perda de CO₂ é maior. No processo de decomposição dos resíduos vegetais, a relação C/N é um dos fatores mais importantes na liberação de N; esta relação varia com a espécie vegetal e com a idade da planta. A velocidade de decomposição dos resíduos é determinada principalmente pela composição quanto aos teores de celulose e lignina, temperatura, pH, teores de nutrientes e umidade do solo, sendo assim, a decomposição é rápida no caso de plantas jovens e folhas.

Atenção:

• A diminuição do teor de MO do solo propiciará a mineralização do N.
• Um aumento do teor de MO estabelecerá condições favoráveis à imobilização do N.
• A inclusão de uma leguminosa na rotação, acompanhada de adubação e calagem, fará com que a fixação de N fique ainda maior.

Principais Transformações do Nitrogênio (N) no Solo

Não é desejável que todo N seja nitrificado rapidamente por dois motivos:

1. O NO₃⁻ é muito solúvel e pouco retido no solo, sendo facilmente lixiviado se houver percolação de água no perfil do solo.
2. Pode ser desnitrificado se houver excesso de umidade no solo.

A capacidade de utilização de N por alguns organismos, principalmente bactérias e algas, é de importância fundamental nos primeiros estágios da formação dos solos. Justifica também o uso da adubação verde como um meio natural de melhorar a fertilidade do solo.

Mineralização do N

O N orgânico presente na MO deve ser antes transformado para a forma mineral NH₄⁺, sendo realizado por microrganismos, a maior parte deles aeróbicos. As maiores taxas de mineralização ocorrem nas temperaturas de 25–30ºC, com boa aeração e com teor de umidade do solo próximo à capacidade de campo. A calagem estimula a mineralização da MO devido ao estabelecimento de um ambiente favorável à ação dos microrganismos no solo, principalmente bactérias, pela elevação do pH, neutralização de elementos tóxicos e suprimento de Ca e Mg.

Nitrificação do N

O N amoniacal pode ser absorvido pelas plantas, mas em solos bem drenados é preferencialmente transformado em nitratos, pelas bactérias. Para a nitrificação há necessidade de oxigênio molecular e bactérias estritamente aeróbicas. A elevação do pH do solo pela calagem favorece a nitrificação, além do pH do solo e do suprimento de O₂, a temperatura, a umidade e o teor de NH₄⁺.

Desnitrificação do N

Na falta de O₂, alguns microrganismos possuem um sistema enzimático que lhes possibilita utilizar NO₃⁻ como receptor de elétrons. A falta de O₂, como alagamento e presença de grande quantidade de MO facilmente atacada por microrganismos, induzem a desnitrificação no solo.

Volatilização do N

Em solos alcalinos, a concentração de OH⁻ é elevada, favorecendo o equilíbrio para a direita, com perda de NH₃ por volatilização.

Manejo e Adubação de Nitrogênio

Não há possibilidade de adubação corretiva de N. A única maneira de melhorar o teor de N no solo é pelo manejo da MO, manejo do solo como melhoria de fertilidade, intensidade de uso, rotações de culturas e controle de erosão.

Adubação Verde: Pontos de Observação

Na adubação verde, deve-se observar:

• A utilização preferencial de leguminosas (alto teor de N).
• A incorporação na época do florescimento (baixa relação C/N).

A adubação verde é justificada por:

• Propiciar a cobertura do solo durante períodos de não utilização, reduzindo a possibilidade de erosão.
• Melhorar a permeabilidade dos solos utilizados intensamente com culturas anuais e alta mecanização por vários anos, pelo cultivo de espécies com sistema radicular adequado a esta finalidade.
• Aumentar a aeração e a capacidade de armazenamento de água no solo.
• Aumentar o teor de N na fração facilmente decomponível da MO do solo, no caso de cultivo de leguminosas.

Componentes e Dinâmica da Matéria Orgânica (MOS)

Uma característica importante da MO do solo é a ocorrência de uma biomassa ativa que é composta por diferentes comunidades de organismos (bactérias, fungos, actinomicetos, artrópodes, minhocas) que atuam diretamente nos diferentes processos de transformação entre os constituintes do solo. A MOS pode ser dividida em componentes viventes e não-viventes:

Componentes da MOS

• Viventes: As plantas podem ser consideradas como um instrumento biológico que transforma CO₂ em várias substâncias químicas orgânicas que são materiais de origem da MOS.
• Não-Viventes (Matéria Macro-Orgânica ou Fração Leve): São resíduos das plantas em fases diferentes de decomposição que ainda têm estrutura dos resíduos originais. Atuam como papel intermediário entre plantas e húmus, podendo ser usadas como um índice para avaliar as consequências das mudanças no manejo do solo.

Substâncias Húmicas e Não-Húmicas

• Substâncias Não-Húmicas: Grupos de moléculas orgânicas que ocorrem naturalmente na natureza.
• Substâncias Húmicas: Produto final da decomposição e síntese de reações de condensação e polimerização dos materiais orgânicos, ambas promovidas pela catálise microbiana.

Dinâmica da MO e Recuperação de Solos

A recuperação de terras desgastadas ou naturalmente pobres normalmente envolve métodos de recuperação de MO e consequentemente a sua ativação biológica, tais como:

• Periódicas adubações orgânicas associadas ou complementadas com adubação química.
• Rotação de cultura envolvendo alternância de espécies leguminosas e gramíneas, bem como culturas anuais com pastagens.

Grupos da MO do Solo

A MO do solo pode ser dividida em 4 grupos:

1. Materiais de fácil decomposição.
2. Materiais dos resíduos orgânicos que se decompõem lentamente.
3. Corresponde à MO antiga.
4. Biomassa microbiana.

Comparação entre Plantio Convencional (PC) e Plantio Direto (PD):

Em geral, nos primeiros anos de cultivo, o plantio convencional fornece mais N para uma cultura do que o plantio direto. Isso ocorre porque o preparo convencional revolve o solo e, portanto, permite uma maior mistura dos resíduos orgânicos com as partículas do solo, favorecendo dessa forma uma maior atividade da biomassa, inclusive maior oxigenação do solo, e, em consequência, promove uma decomposição mais rápida desses resíduos e mineralização do N.

Com o passar do tempo, em geral após 8 ou 10 anos, não haverá diferença entre o N absorvido pelas culturas que se desenvolvem em PC e PD, tendo em vista as diferenças induzidas no perfil do solo.

Fósforo (P): Funções, Deficiência e Formas no Solo

Funções do Fósforo na Planta

As plantas absorvem o P do solo nas formas de íons. Após absorvido pela planta, o P permanece na forma de fosfato, não modificando seu estado de oxidação, ao contrário do que ocorre com o N e S, que são reduzidos no interior da planta. Os processos metabólicos são muito intensos nos tecidos em desenvolvimento; o P é em geral mais concentrado nestes tecidos do que nos tecidos velhos. O P é bastante móvel na planta, podendo, se necessário, se deslocar de tecidos ou partes mais velhas para tecidos mais novos.

Sintomas de Deficiência de P

• Desenvolvimento reduzido.
• Má fecundação.
• Maturação tardia dos frutos.
• Falhas em cereais.
• Folhas de cor verde escura e muitas vezes arroxeadas.

Fósforo no Solo: Fases e Formas

O Fósforo está presente nas fases sólida e líquida, apresentando-se também em formas orgânicas e inorgânicas. A quantidade de P na solução é muito pequena comparada com a de P-sólido. As plantas retiram todo o P necessário para seu desenvolvimento da solução do solo. Fatores como pH e teor de óxidos afetam o equilíbrio P-sólido:P-solução. Quanto mais velho ou desenvolvido for o solo, maior a tendência de baixas quantidades de P. Solos argilosos em geral possuem mais P que os arenosos.

P Orgânico

Cerca de metade do P total está na forma de compostos orgânicos. Solos com muito baixo teor de MO representam apenas 4% do P total, enquanto solos orgânicos perfazem cerca de 90% do P total. O P orgânico é originado dos restos de tecidos vegetais e animais incorporados no solo.

P Inorgânico

Constitui aproximadamente 50% do P total na maioria dos solos, podendo, porém, esta percentagem variar.

Manejo da Adubação Fosfatada

Tempo de Contato do P Adicionado com o Solo (Efeito Residual)

Após a adição de um adubo fosfatado solúvel, iniciam-se as reações de dissolução do adubo na solução do solo. Nos primeiros dias, esta concentração decresce rapidamente e, após, decresce lentamente. Na maior parte dos solos, o P adicionado a uma cultura continua a beneficiar as culturas dos anos subsequentes; este é o efeito residual do P. Solos extremamente arenosos retêm pouco P, e a aplicação de adubos fosfatados solúveis pode ocasionar perda de P por lixiviação. Recomenda-se, nestes casos, a aplicação parcelada do P na forma solúvel, visto que os fosfatos insolúveis são menos eficientes em solos arenosos.

Influência do pH na Disponibilidade de P

A calagem para elevar o pH de um solo ácido até aproximadamente 6,0 a 6,5 aumenta a disponibilidade do P ativo e aplicado ao solo.

A movimentação do P absorvido pelas plantas da solução do solo até a superfície das raízes acontece 90% por DIFUSÃO. Por terem os solos argilosos maior capacidade de reter água do que os solos arenosos, a movimentação de P por difusão, e consequentemente a sua absorção pela planta, é mais favorecida nos solos argilosos do que nos arenosos.

Tipos de Adubos Fosfatados

• Fosfatados Naturais: Podem ser minerais ou orgânicos. Os primeiros são muito solúveis em água e lentamente solúveis no solo. Para sua utilização na agricultura, devem ser finamente moídos e não devem ser aplicados em linha. Os fosfatados orgânicos foram os primeiros adubos fosfatados utilizados, obtidos por moagem de ossos de animais; são produtos pouco solúveis em água e de reação lenta no solo.
• Fosfatados Solúveis: Compostos totalmente solúveis em água e também no solo, obtidos industrialmente como produtos de reação de ácido sulfúrico em fosfatos naturais minerais.

Eficiência da Adubação Fosfatada

A eficiência da adubação fosfatada depende de vários fatores:

• Forma química e granulação.
• Método de incorporação.
• Propriedades do solo (acidez e capacidade de retenção do P).
• Clima e quantidade de P aplicado.

A granulação facilita a aplicação e aumenta a eficiência dos fosfatos solúveis, devido à menor fixação de P. A concentração de P-solução na proximidade dos grânulos do adubo é mantida alta devido à saturação do P-superfície.

Métodos de Aplicação de Adubos Fosfatados

A Lanço e Incorporação Uniforme

Consiste em espalhar uniformemente o adubo na superfície do solo e a seguir lavrar e gradear para promover uma incorporação uniforme do fertilizante ao solo da camada arável. As desvantagens deste método são o trabalho extra de aplicação de adubo e a mais rápida reação com o solo, o que resulta em uma mais rápida retenção do P na fase sólida. Deve ser utilizado na adição de fosfato natural em pó.

Em Linha

Neste método, o adubo é aplicado com semeadeira-adubadeira numa faixa localizada aproximadamente 5 cm ao lado e 5 cm abaixo da linha da semente. As vantagens são:

• Não necessita de operação especial para aplicação do adubo, já que o mesmo é executado junto com a semeadura.
• A reação do adubo com o solo é mais lenta, devido ao seu menor contato com o solo.
• A alta concentração de P junto às raízes proporciona boas condições de nutrição à planta no início do seu ciclo.

Desvantagens:

• O sistema radicular tende a ficar reduzido se o solo é muito deficiente de P.
• A disponibilidade de água para as plantas fica reduzida devido à exploração de menor volume de solo pelas raízes.
• POSSIBILIDADE DE QUEIMA DAS RADÍCULAS E RAÍZES EM ALTAS CONCENTRAÇÕES DE SAIS.

Em Cobertura

A lanço ou em linha na superfície do solo quando a cultura já está estabelecida.

Potássio (K) e Fatores de Manejo

Efeito da Calagem no Potássio

A calagem de solos ácidos, com baixos teores de K-trocável, pode induzir uma deficiência de K, pela competição entre íons K, Ca e Mg. A aplicação de gesso pode favorecer o deslocamento do K da camada arável para as camadas mais profundas do solo.

Adubos Potássicos

Podem ser de origem orgânica ou inorgânica, como cloreto de potássio, sulfato de potássio, sulfato de potássio e magnésio.

Advertência: Devemos tomar cuidado com o CLORETO DE POTÁSSIO e não colocá-lo muito próximo das sementes devido à sua salinidade, que pode queimá-las.

Relação entre CTC, Textura e Manejo do Solo

Solos com CTC entre 1 e 10 (Solos Arenosos)

• Alto teor de areia.
• Maior predisposição para lixiviação de N e K.
• Menos calcário é necessário para corrigir um dado valor de pH.
• Baixa capacidade de retenção de água.

Solos com CTC entre 11 e 50 (Solos Argilosos)

• Alto teor de argila.
• Mais calcário é necessário para corrigir um dado valor de pH.
• Maior capacidade para reter nutrientes a uma certa profundidade do solo.
• Alta capacidade de retenção de água.

Lei do Mínimo: A Base da Produtividade

O rendimento de uma colheita é limitado pela ausência de qualquer um dos nutrientes essenciais, mesmo que todos os demais estejam disponíveis em quantidades adequadas.

Capacidade Tampão do Solo e Estabilização do pH

Capacidade Tampão

Capacidade que o solo tem de resistir à mudança de pH.

Importância do Tamponamento

É importante para a estabilização do pH do solo e para evitar deficiências de nutrientes e toxidez química. Quanto maior o poder tampão de um solo, maior a quantidade de calcário necessária para elevar o pH. Portanto, a textura e o teor de MO são fatores importantes a serem considerados para se ter uma ideia da capacidade de tamponamento de um solo.