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Escola Estadual de Educação Profissional - EEEP Ensino Médio Integrado à Educação Profissional

Curso Técnico em Agronegócio

Manejo de solo e água

Governador Cid Ferreira Gomes Vice Governador Domingos Gomes de Aguiar Filho Secretária da Educação Maria Izolda Cela de Arruda Coelho Secretário Adjunto Maurício Holanda Maia Secretário Executivo Antônio Idilvan de Lima Alencar Assessora Institucional do Gabinete da Seduc Cristiane Carvalho Holanda Coordenadora da Educação Profissional – SEDUC Andréa Araújo Rocha

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APOSTILA - CLIMA, SOLO E ÁGUA 1. Aspectos gerais da física, química, morfologia e conservação dos solos, aptidão agrícola das terras. ......................................................................................................................................................... 4 1.2.

Clima e agricultura.................................................................................................................... 4

1.1.

Solo e meio ambiente ................................................................................................................. 4

1.2.

Conservação do Solo e da Água ............................................................................................... 6

1.4. Importância do Solo e suas Funções .......................................................................................... 11 1.5. Ameaças ao solo - Erosão ............................................................................................................ 12 1.6. Matéria Orgânica do Solo .......................................................................................................... 14 1.7. Contaminação do Solo ................................................................................................................ 14 1.8. Impermeabilização, compactação e biodiversidade do solo ................................................... 15 1.9. Salinização, cheias e desabamentos do solo .............................................................................. 16 1.10. Aptidão agricola........................................................................................................................ 17

2. Erosão, degradação e recuperação do solo ...................................................................................... 18 2.1. Tipos de degradação e medidas corretivas .............................................................................. 21 2.2. Gerenciamento Ambiental .......................................................................................................... 22 2.3.Erosão hídrica ............................................................................................................................... 23

3. Conceitos e leis da fertilidade do solo, nutrientes essenciais para as plantas, macro e micronutrientes ...................................................................................................................................... 27 3.1. Acidez............................................................................................................................................ 28 3.2. Calagem ........................................................................................................................................ 29 3.3. Dinâmica do fósforo e Adubação Fosfatada ............................................................................. 30 3.4. Nitrogênio a Adubação Nitrogenada ......................................................................................... 32 3.5. Potássio e adubação potássica .................................................................................................... 34 3.5. Cálcio ............................................................................................................................................ 35 3.6.Magnésio ........................................................................................................................................ 35 3.7. Enxofre ......................................................................................................................................... 35 3.8. Micronutrientes ........................................................................................................................... 36 3.9. Absorção e movimento de nutrientes nas plantas .................................................................... 40

4.

Análise de solo. Amostragem. Diagnose nutricional. ................................................................... 42 4.1.Análise da Fertilidade do Solo ..................................................................................................... 43

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4.2.Interpretação de Análise de Solos ............................................................................................... 45 4.3. Capacidade de troca de cátions (CTC) e de troca de ânions (CTA) ....................................... 48 4.4. Conceitos básicos sobre acidez de solo e CTC .......................................................................... 52 4.5.Diagnose do Estado Nutricional .................................................................................................. 56 4.6.Indicações práticas ....................................................................................................................... 57 4.7.Descrição dos sintomas visuais .................................................................................................... 58 4.8.Diagnose Foliar ............................................................................................................................. 61

5.

A matéria orgânica do solo. Adubação verde, esterco e compostagem...................................... 65 5.1. Adubação orgânica - aspectos práticos...................................................................................... 66 5.2.Funções dos Nutrientes na Planta ............................................................................................... 67 5.3.Adubação Orgânica na propriedade rural................................................................................. 67 5.4.Produção com a utilização de resíduos orgânicos e compostagem .......................................... 68 5.5.Produção de milho com adubação orgânica .............................................................................. 69 5.6.Movimentação de elementos no solo ........................................................................................... 72

6.

Adubação química e natural. Vantagens e desvantagens. .......................................................... 73 6.1. Adubação Química ..................................................................................................................... 73

7.

Uso de defensivos agrícolas químicos e naturais. Vantagens e desvantagens. .......................... 74 7.1. Produtos Químicos: Porque usá-los? ......................................................................................... 74 7.2. Produtos Químicos: Porque não usá-los?.................................................................................. 75

8.

Manejo de Pastagem na criação de animais. ................................................................................ 77 8.1. Manejo tradicional da pastagem 8.3. Manejo da pastagem................................................................................................................... 79 8.4. Adubação das pastagens ............................................................................................................ 82 8.5. Formação de pastagem................................................................................................................ 83 8.6. Plantio direto de pastagem ......................................................................................................... 84 8.7. Sistemas silvipastoris – consórcio árvores e pastagens ............................................................ 85 8.8. Potencial de produção de forrageiras irrigadas .......................................................................85 8.9. Água...............................................................................................................................................88 8. 10. Planejamento de um sistema de irrigação . ........................................................................... 89

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Leite Irrigado no Ceará .................................................................................................................. 91

10.Conceitos, histórico, importância da irrigação. Estudo da relação solo, água, planta e clima. . 98 10.1. Conceitos .................................................................................................................................... 98 10.2. Histórico ..................................................................................................................................... 99 10.3. Benefícios .................................................................................................................................. 100 10.4. Impactos Ambientais ............................................................................................................... 103

11.Qualidades da água para irrigação. Medição, captação e condução para irrigação.............. .. 105

12.Métodos e tipos de irrigação. Manejo racional da irrigação. Drenagem dos solos agrícolas .. 110

13. Irrigação e fertirrigação ................................................................................................................ 138

REFERÊNCIAS ................................................................................................................................... 148

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1. Aspectos gerais da física, química, morfologia e conservação dos solos, aptidão agrícola das terras.

1.1.

Clima e agricultura

Apesar dos recentes avanços tecnológicos e científicos, o clima ainda é a mais importante variável na produção agrícola. Isto ocorre através das influências que o clima exerce nos vários estágios da produção agrícola como plantio, colheita, transporte, comercialização, armazenagem. Qualquer sistema agrícola é um ecosistema feito pelo homem que depende do clima para funcionar como o sistema natural. Os principais elementos que afetam a produção agrícola são os mesmo que afetam a vegetação natural: entre eles a radiação solar, a temperatura e a umidade. Estes parâmetros que vão determinar em larga escala a distribuição global dos cultivos e da pecuária, assim como a produtividade agrícola e dos rebanhos dentro de uma determinada zona climática. Todos os cultivos têm limites climáticos para a produção econômica embora muitos paradigmas tenham sido quebrados nos últimos tempos. Levemos em conta que uma variável climática pode se modificar mediante outra variável, pois elas estão inter-relacionadas na influência que exercem sobre os cultivos e rebanhos, além das variáveis anuais ou sazonais. Considerando os ambientes climáticos dos cultivos e criações, se desenvolvem os microclimas em torno, que são de vital importância, assim como no interior do solo e nas proximidades da área, que podem ser bastante diferentes do ambiente do cultivo. A escolha da cultura a ser plantada começa pelas características climáticas locais, uma vez que dependem de fatores como solo, calor, precipitação, umidade relativa e sazonalidade. 1.2.

Solo e meio ambiente

A vida dos homens e animais domésticos está condicionada aos elementos indispensáveis à subsistência. O meio ambiente em que vivem deve ter ar puro, para atender a uma das funções orgânicas básicas - a respiração; água potável, para satisfazer às necessidades hídricas, e alimentos com boa qualidade e em quantidades suficientes. A fonte fornecedora desse combustível, que faz a máquinahomem ou animal viver, caminhar e exercer outras atividades é o solo. É desse elemento que o homem retira direta ou indiretamente o seu alimento. O solo deve ser fértil, para atender às demandas da população, em quantidade e qualidade. Se o solo for deficiente em um elemento químico, as plantas nele cultivadas serão carentes nessa qualidade. Quando o homem deixou de ser nômade, sentiu necessidade de prover sua subsistência e da família. Ao retirar a manta vegetal que cobria o terreno para, em seu lugar, realizar uma exploração, o homem expõe o solo à ação direta da água da chuva e/ou vento que, pela ação erosiva provoca o seu desgaste, portanto, a perda de nutrientes indispensáveis às culturas. A terra carreada pelas enxurradas vai se depositar em leito dos rios e de reservatórios e, após uma chuva forte, ocasiona inundações provocando danos ambientais. Quando o agricultor e/ou pecuarista usam fertilizantes e outros produtos químicos, em terrenos não devidamente protegidos contra os efeitos erosivos da água da chuva, essas substâncias são carreadas juntamente com a terra para cursos d'água, ocasionando sua degradação, alterando as condições ambientais e prejudicando diretamente a subsistência da flora e da fauna aquáticas e, também, dos seres humanos e dos animais que dependem desta fonte para atender às suas necessidades de água.

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A manutenção das características produtivas dos solos é uma atividade indispensável à subsistência humana, pela importância do fornecimento direto ou indireto dos alimentos; porque a ação erosiva da água da chuva, carreando a terra para locais indesejáveis, acarreta uma série de prejuízos ao meio ambiente, com consequências sócio econômicas. Os objetivos das práticas conservacionistas são eliminar a ação da água da chuva e do vento sobre os terrenos, a fim de evitar danos ambientais; que os solos atendam às necessidades alimentares da população atual e mantenham suas qualidades potenciais para satisfazer às solicitações das gerações futuras. Complementarmente, os Conservacionistas trabalham para que a cobertura vegetal e os restos culturais sejam incorporados ao solo, eliminando a queima, cuja conseqüência imediata é a poluição do ar ambiental, ocasionando danos à saúde do homem e dos animais, além dos estragos sobre os terrenos e o maléfico efeito estufa. O solo tem as funções de servir de suporte mecânico para os vegetais e reter a umidade, libertando os nutrientes e o oxigênio para as raízes, quando as plantas dele necessitam. O solo agrícola é a parte mais externa da crosta terrestre que sofreu a ação dos agentes das intempéries. A riqueza mineral de um solo é variável com os elementos constituintes da rocha-matriz. A manta de vegetação protetora do solo, que surge após a sua constituição pode ser retirada pelo agricultor, ao realizar uma lavoura, pelos animais, por pastoreio ou eliminada pelas queimadas sucessivas. A degradação do solo resulta nas alterações de suas características físicas, químicas e biológicas, perda da capacidade de retenção da umidade e diminuição dos nutrientes, reduzindo as condições de desenvolvimento das culturas e aumentando a suscetibilidade à ação da erosão hídrica e eólica. Meio-ambiente é o conjunto dos elementos que cercam o ser vivo, podendo ser biológicos e físicos (ou abióticos); nestes últimos destacam-se o clima, os solos e os recursos hídricos. Há uma interação de efeitos desses elementos. Devido a esse inter-relacionamento, o solo, a água e as florestas ocupam lugar de realce na qualidade do ambiente. A preservação desses elementos é fundamental para a sustentabilidade dos seres vivos. O objeto básico da ecologia é o estudo das relações entre os organismos e o ambiente em que vivem. O sistema ecológico que engloba o conjunto de organismos de uma área (comunidade biótica) e os fatores abióticos a ela associados, com suas possíveis inter-relações é denominado ecossistema. O desenvolvimento sustentável objetiva demonstrar a preocupação da sociedade com a agressão dos elementos da natureza e realça que as atividades para o desenvolvimento da humanidade sejam realizadas de modo a preservar as qualidades essenciais dos recursos naturais. Sistema agrícola sustentável é a garantia da satisfação das necessidades da população atual, mantida a qualidade ambiental e a preservação dos recursos naturais, a fim de conservar a potencialidade produtiva dos elementos essenciais, não vindo a ocasionar restrições à subsistência das gerações futuras. A Agricultura Conservacionista é a utilização dos elementos naturais, de modo a que as atividades produtivas sejam realizadas de acordo com a capacidade potencial de cada gleba, objetivando a garantia da demanda da população atual, sem comprometer o atendimento da subsistência dos futuros habitantes. É executada com base no levantamento das condições de cada gleba a fim de, superando os fatores restritivos ou limitantes (se existentes), planejar o seu manejo e uso com o emprego de insumos (se necessário)e de processos que evitem a ação dos agentes erosivos e que possibilitem as explorações mais econômicas para cada terreno, em função de suas peculiaridades. CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA

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A agricultura conservacionista é baseada na classificação da capacidade-de-uso das terras, feita através da interpretação do levantamento do meio-físico efetuado nas glebas. Objetiva o planejamento da utilização e manejo adequado do solo, culturas e processos conservacionistas. A Agricultura Conservacionista, embora tenha os mesmos fins que a Agricultura Sustentável, possui uma sistemática definida, devidamente adaptada às condições de tipos de solo, clima e culturas realizadas no território brasileiro. O solo é a formação natural que se desenvolve na porção superficial da crosta terrestre. Ele é resultado essencialmente da interação dos processos físicos, químicos e biológicos sobre as rochas superficiais da crosta terrestre (DERISIO, 2000). Na definição da EMBRAPA (2004), solo é um recurso natural que deve ser utilizado como patrimônio da coletividade, independente do seu uso ou posse. É um dos componentes vitais do meio ambiente e constitui o substrato natural para o desenvolvimento das plantas. A ciência da conservação do solo preconiza um conjunto de medidas, objetivando a manutenção ou recuperação das condições físicas, químicas e biológicas do solo, estabelecendo critérios para o uso e manejo das terras, de forma a não comprometer sua capacidade produtiva. Estas medidas visam protegê-lo, prevenindo-o dos efeitos danosos da erosão, aumentando a disponibilidade de água, de nutrientes e da atividade biológica do mesmo, criando condições adequadas ao desenvolvimento das plantas. As principais áreas de preservação ambiental freqüentemente encontram-se nas zonas rurais: áreas de mananciais, nascentes, corpos d’água, maciços vegetais, dentre outros recursos naturais. Faz-se necessária a verificação das condições dessas áreas e a possibilidade da recuperação das áreas degradadas, em face de luta contra a desertificação e a defesa da biodiversidade, reforçando a sustentabilidade econômica e territorial (LIMA, 2003). Após a retirada da cobertura vegetal, o solo fica exposto a diversas intempéries, como o sol, a chuva, os ventos, culminando na redução de sua permeabilidade, em conseqüência de sua compactação, desencadeando sérios problemas, como processos erosivos, principalmente do tipo laminar, que além de degradar o solo também o empobrece (GUERRA et al., 2007) Todo esse processo pode se tornar ainda mais agressivo ao ambiente, pois o solo retirado de um determinado lugar pelo escoamento laminar irá se acumular no leito dos rios, causando assoreamentos, enchentes podendo alterar todo o ecossistema aquático (DERISIO, 2000). O valor do solo rural não pode se restringir às questões relacionadas à produção agrícola, sendo de grande importância a sua função ambiental, como o de assegurar a quantidade e qualidade das águas, manterem a estabilidade das Áreas de Preservação Permanente (APP’s), ajudar na infiltração de águas e nutrientes, além de assegurar a existência de matéria orgânica para as plantas. 1.3.

Conservação do solo e da água

O solo é um recurso natural que deve ser utilizado como patrimônio da coletividade, independente do seu uso ou posse. É um dos componentes vitais do meio ambiente e constitui o substrato natural para o desenvolvimento das plantas. A ciência da conservação do solo e da água preconiza um conjunto de medidas, objetivando a manutenção ou recuperação das condições físicas, químicas e biológicas do solo, estabelecendo critérios para o uso e manejo das terras, de forma a não comprometer sua capacidade produtiva. Estas medidas visam proteger o solo, prevenindo-o dos efeitos danosos da erosão aumentando a disponibilidade de água, de nutrientes e da atividade biológica do solo, criando condições adequadas ao CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA

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desenvolvimento das plantas. Planejamento Conservacionista

A solução dos problemas decorrentes da erosão não depende da ação isolada de um produtor. A erosão produz efeitos negativos para o conjunto dos produtores rurais e para as comunidades urbanas. Um plano de uso, manejo e conservação do solo e da água deve contar com o envolvimento efetivo do produtor, do técnico, dos dirigentes e da comunidade. O Agrônomo e outros Profissionais das ciências agrárias e ambientais, devem ser consultados para elaboração do planejamento de conservação do solo e da água. Princípios Básicos Dentre os princípios fundamentais do planejamento de uso das terras, destaca-se um maior aproveitamento das águas das chuvas. Evitando-se perdas excessivas por escoamento superficial, podem-se criar condições para que a água pluvial se infiltre no solo. Isto, além de garantir o suprimento de água para as culturas, criações e comunidades, previne a erosão, evita inundações e assoreamento dos rios, assim como abastece os lençóis freáticos que alimentam os cursos de água. Uma cobertura vegetal adequada assume importância fundamental para a diminuição do impacto das gotas de chuva. Há redução da velocidade das águas que escorrem sobre o terreno, possibilitando maior infiltração de água no solo e, diminuição do carreamento das suas partículas. Práticas Vegetativas Florestamento e reflorestamento Plantas de cobertura Cobertura morta Rotação de culturas Formação e manejo de pastagem Cultura em faixa Faixa de bordadura Quebra vento e bosque sombreador Cordão vegetativo permanente Manejo do mato e alternância de capinas Práticas Edáficas Cultivo de acordo com a capacidade de uso da terra Controle do fogo Adubação: verde, química, orgânica Calagem Práticas Mecânicas CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA

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Preparo do solo e plantio em nível Distribuição adequada dos caminhos Sulcos e camalhões em pastagens Enleiramento em contorno Terraceamento Subsolagem Irrigação e drenagem A escolha dos métodos / práticas de prevenção à erosão é feita em função dos aspectos ambientais e sócio-econômicos de cada propriedade e região. Cada prática, aplicada isoladamente, previne apenas de maneira parcial o problema. Para uma prevenção adequada da erosão, faz-se necessária a adoção simultânea de um conjunto de práticas.

Práticas conservacionistas: Plantio em nível - neste método todas as operações de preparo do terreno, balizamento, semeadura, etc, são realizadas em curva de nível. No cultivo em nível ou contorno criam-se obstáculos à descida da enxurrada, diminuindo a velocidade de arraste, e aumentando a infiltração d’água no solo. Este pode ser considerado um dos princípios básicos, constituindo-se em uma das medidas mais eficientes na conservação do solo e da água. Porém, as práticas devem ser adotadas em conjunto para a maior eficiência conservacionista. Cultivo de acordo com a capacidade de uso - as terras devem ser utilizadas em função da sua aptidão agrícola, que pressupõe a disposição adequada de florestas / reservas, cultivos perenes, cultivos anuais, pastagens, etc, racionalizando, assim, o aproveitamento do potencial das áreas e sua conservação. Reflorestamento - áreas muito susceptíveis à erosão e de baixa capacidade de produção devem ser mantidas recobertas com vegetação permanente. Isto permite seu uso econômico, de forma sustentável, e proporciona sua conservação. Este cuidado deve ser adotado em locais estratégicos, que podem estar em nascentes de rios, topos de morros e/ou margem dos cursos d’água. Plantas de cobertura - objetivam manter o solo coberto no período chuvoso, diminuindo os riscos de erosão e melhorando as condições físicas, químicas e biológicas do solo. Pastagem - o manejo racional das pastagens pode representar uma grande proteção contra os efeitos da erosão. O pasto mal conduzido, pelo contrário, torna-se uma das maiores causas de degradação de terras agrícolas. Cordões de vegetação permanente - são fileiras de plantas perenes de crescimento denso, dispostas em contorno. Algumas espécies recomendadas: cana-de-açúcar, capim-vetiver, erva-cidreira, capimgordura, etc. Controle do fogo - o fogo, apesar de ser uma das maneiras mais fáceis e econômicas de limpar o terreno, quando aplicado indiscriminadamente é um dos principais fatores de degradação do solo e do CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA

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ambiente. Correção e adubação do solo - como parte de uma agricultura racional, estas práticas proporcionam melhoramento do sistema solo, no sentido de se dispor de uma plantação mais produtiva e protetora das áreas agrícolas. A conservação do solo e da água melhora o rendimento das culturas e garante um ambiente mais saudável e produtivo, para a atual e as futuras gerações.

1. Terreno desmatado. 2. Terreno cultivado morro abaixo. 3. Assoreamento de rios e açudes. 4. Erosão com voçoroca invade terras cultivadas. 5.Êxodo rural. 6. Lavouras cultivadas sem proteção. 7.Pastagem exposta à erosão. 8. Inundações

1. Terreno com exploração florestal. 2. Terreno cultivado em curva de nível e outras práticas conservacionistas. 3. Rios e açudes livres de assoreamento. 4. Culturas com práticas conservacionistas. 5. Desenvolvimento de comunidades agrícolas. 6. Áreas de pastagens protegidas contra a erosão. 7. Áreas de pastagens protegidas. 8. Inundações controladas e áreas agrícolas reaproveitadas.

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Ecossistemas Ecossistema (grego oikos, casa + systema, sistema: sistema onde se vive) designa o conjunto formado por todas as comunidades que vivem e interagem em determinada região e pelos fatores abióticos que atuam sobre essas comunidades. Consideram-se como fatores bióticos os efeitos das diversas populações de animais, plantas e bactérias umas com as outras e abióticos os fatores externos como a água, o sol, o solo, o gelo, o vento. Em um determinado local, seja uma vegetação de cerrado, mata ciliar, caatinga,mata atlântica ou floresta amazônica, por exemplo, a todas as relações dos organismos entre si, e com seu meio ambiente chamamos ecossistema. Ou seja, podemos definir ecossistema como sendo um conjunto de comunidades interagindo entre si e agindo sobre e/ou sofrendo a ação dos fatores abióticos. São chamados agroecossistemas quando além destes fatores, atua ao menos uma população agrícola. A alteração de um único elemento pode causar modificações em todo o sistema, podendo ocorrer a perda do equilíbrio existente. O conjunto de todos os ecossistemas do mundo forma a Biosfera. A base de um ecossistema são os produtores que são os organismos capazes de fazer fotossíntese ou quimiossíntese. Produzem e acumulam energia através de processos bioquímicos utilizando como matéria prima a água, gás carbônico e luz. Em ambientes afóticos (sem luz), também existem produtores, mas neste caso a fonte utilizada para a síntese de matéria orgânica não é luz mas a energia liberada nas reações químicas de oxidação efetuadas nas células (como por exemplo em reações de oxidação de compostos de enxofre). Este processo denominado quimiossíntese é realizado por muitas bactérias terrestres e aquáticas. Dentro de um ecossistema existem vários tipos de consumidores, que juntos formam uma cadeia alimentar, destacam-se: Consumidores primários: São os animais que se alimentam dos produtores, ou seja, as espécies herbívoras. Milhares de espécies presentes em terra ou na água, se adaptaram para consumir vegetais, sem dúvida a maior fonte de alimento do planeta. Os consumidores primários podem ser desde microscópicas larvas planctônicas, ou invertebrados bentônicos que se alimentam do fitoplâncton ou do microfitobentos, até grandes mamíferos terrestres como a girafa e o elefante. Consumidores secundários: São os animais que se alimentam dos herbívoros, a primeira categoria de animais carnívoros. Consumidores terciários: São os grandes predadores como os tubarões, orcas e leões, os quais capturam grandes presas, sendo considerados os predadores de topo de cadeia. Tem como característica, normalmente, o grande tamanho e menores densidades populacionais. Decompositores ou biorredutores: São os organismos responsáveis pela decomposição da matéria orgânica, transformando-a em nutrientes minerais que se tornam novamente disponíveis no ambiente. Os decompositores, representados pelas bactérias e fungos, são o último elo da cadeia trófica, fechando o ciclo. A seqüência de organismos relacionados pela predação constitui uma cadeia alimentar, cuja estrutura é simples, unidirecional e não ramificada. (WIKIPÉDIA http://pt.wikipedia.org/) CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA

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1.4. Importância do solo e suas funções O solo é um recurso finito, limitado e não renovável, face às suas taxas de degradação potencialmente rápidas, que têm vindo a aumentar nas últimas décadas (pela pressão crescente das actividades humanas) em relação às suas taxas de formação e regeneração extremamente lentas. A formação de uma camada de solo de 30 cm leva 1.000 a 10.000 anos a estar completa (Haberli et al, 1991). Os processos de degradação do solo constituem um grave problema a nível mundial, com consequências ambientais, sociais e económicas significativas. À medida que a população mundial aumenta, a necessidade de proteger o solo como recurso vital, sobretudo para produção alimentar, também aumenta. Nos últimos 40 anos, cerca de um terço dos solos agrícolas mundiais deixaram de ser produtivos do ponto de vista agrícola, devido à erosão. Atualmente, cerca de 77% das terras da União Europeia (UE) correspondem a áreas agrícolas e silvícolas, evidenciando a importância da política agrícola no território. Na UE, calcula-se que 52 milhões de hectares de solo, equivalendo a mais de 16% da superfície terrestre total, estão afetados por processos de degradação; nos países candidatos à adesão esta percentagem ronda os 35%, de acordo com o mapa mundial do estado de degradação do solo induzida pelo Homem (Projecto GLASOD, 1992). Por outro lado, os solos com melhor qualidade encontram-se dispersos e confinados muitas vezes a áreas com grande pressão para o uso da terra, nomeadamente para construção imobiliária. As zonas costeiras mediterrâneas completamente livres de construção continuam a diminuir, representando, em 1996, apenas 29% das zonas costeiras italianas. Evidencia-se assim a necessidade de planificar devidamente a afetação dos solos e o ordenamento do território.

A agricultura e a silvicultura dependem do solo para a fixação de raízes, fornecimento de água e nutrientes, sendo este também fonte de outras matérias-primas como a argila, areias, minerais e turfa. Além disso, o solo armazena e transforma parcialmente minerais, água, matéria orgânica e diversas substâncias químicas, possuindo uma capacidade elevada de filtragem e efeito tampão, intimamente relacionada com a sua carga de matéria orgânica, limitando a erosão e difusão da poluição do solo para a água. O solo desempenha uma grande variedade de funções vitais, de caráter ambiental, ecológico, social e econômico, constituindo um importante elemento paisagístico, patrimonial e físico para o desenvolvimento de infraestruturas e atividades humanas O solo é um meio vivo e dinâmico, constituindo o habitat de biodiversidade abundante, com padrões genéticos únicos, onde se encontra a maior quantidade e variedade de organismos vivos, que servem de reservatório de nutrientes. Uma grama de solo em boas condições pode conter 600 milhões de bactérias pertencentes a 15.000 ou 20.000 espécies diferentes. Nos solos desérticos, estes valores diminuem para 1 milhão e 5.000 a 8.000 espécies, respectivamente. A atividade biológica, dependente da quantidade de matéria orgânica presente no solo, elimina agentes CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA 11

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patogênicos, decompõe a matéria orgânica e outros poluentes em componentes mais simples (frequentemente menos nocivos) e contribui para a manutenção das propriedades físicas e bioquímicas necessárias para a fertilidade e estrutura dos solos. 1.5. Ameaças ao solo - Erosão A intensidade com que os solos realizam cada uma das suas funções é extremamente importante para a sua sustentabilidade. A degradação do solo reduz a sua disponibilidade e viabilidade a longo prazo, reduzindo ou alterando a sua capacidade para desempenhar funções a ele associadas. A perda de capacidade do solo para realizar as suas funções, deixando de ser capaz de manter ou sustentar a vegetação, é designada por desertificação. A fertilidade dos solos depende de um conjunto de fatores, uns de natureza física, outros de natureza química. Da conjugação destes fatores, resulta a capacidade de produção do solo, que, dependendo do seu perfil (sucessão de horizontes) apenas atinge o seu máximo quando o nível de todos os fatores nutritivos e os itinerários técnicos de mobilização, foram corretamente ajustados em função das necessidades dos sistemas culturais. As principais ameaças sobre o solo são a erosão, a mineralização da matéria orgânica, redução da biodiversidade, a contaminação, a impermeabilização, a compactação, a salinização, o efeito degradante das cheias e dos desabamento de terras. A ocorrência simultânea de algumas destas ameaças aumenta os seus efeitos, apesar de haver diferentes intensidades regionais e locais (os solos não respondem todos da mesma maneira aos processos de degradação, dependendo das suas próprias características). A nível mundial, a erosão é a principal ameaça ambiental para a sustentabilidade e capacidade produtiva do solo e da agricultura convencional. A erosão do solo pode apresentar diferentes níveis de gravidade. Em mais de um terço do território da região mediterrânea, historicamente a região europeia mais gravemente afetada pela erosão (os relatos de erosão do solo nesta região datam desde 3.000 anos atrás), as perdas médias anuais de solo são superiores a 15 ton/ha. A erosão resulta da remoção das partículas mais finas do solo por agentes como a água e o vento, que as transportam para outros locais, resultando na redução da espessura deste, perda de funções e, em caso extremo, do próprio solo, podendo ainda implicar a contaminação de ecossistemas fluviais e marinhos, assim como danos em reservatórios de água, portos e zonas costeiras Este fenômeno poderá ser desencadeado por uma combinação de fatores como fortes declives, clima (por exemplo longos períodos de seca seguidos de chuvas torrenciais) e catástrofes ecológicas (nomeadamente incêndios florestais). A erosão tem sido intensificada por algumas atividades humanas, principalmente pela gestão inadequada do solo, podendo também o solo ter algumas características intrínsecas que o tornem propenso à erosão (é o caso de este possuir camada arável fina, pouca vegetação ou reduzidos teores de matéria orgânica).

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Eutrofização Em ecologia, chama-se eutrofização ou eutroficação ao fenômeno causado pelo excesso de nutrientes (compostos químicos ricos em fósforo ou nitrogênio) numa massa de água, provocando um aumento excessivo de algas. Estas, por sua vez, fomentam o desenvolvimento dos consumidores primários e eventualmente de outros elementos da teia alimentar nesse ecossistema. Este aumento da biomassa pode levar a uma diminuição do oxigênio dissolvido, provocando a morte e consequente decomposição de muitos organismos, diminuindo a qualidade da água e eventualmente a alteração profunda do ecossistema. O termo vem do grego "eu", que significa bom, verdadeiro e "trophein", nutrir. Assim, eutrófico significa "bem nutrido" e opõe-se a oligotrófico, a situação contrária em que existem poucos nutrientes na água, como acontece, em geral, nas águas oceânicas. Estes processos podem ocorrer naturalmente, como consequência da lixiviação da serrapilheira acumulada numa bacia de drenagem por fortes chuvas, ou por ação do homem, através da descarga de efluentes agrícolas, urbanos ou industriais no que se chama "eutrofização cultural". As principais fontes de eutrofização são as atividades humanas industriais, domésticas e agrícolas – por exemplo, os fertilizantes usados nas plantações podem escoar superficialmente ou dissolver-se e infiltrarem-se nas águas subterrâneas e serem arrastados até aos corpos de água mencionados. Ao aumento rápido de algas relacionado com a acumulação de nutrientes derivados do nitrogênio (nitratos), do fósforo (fosfatos), do enxofre (sulfatos), mas também de potássio, cálcio e magnésio, dá-se o nome de "florescimento" ou "bloom" – dando uma coloração azul-esverdeada, vermelha ou acastanhada à água, consoante as espécies de algas favorecidas pela situação. Estas substâncias são os principais nutrientes do fitoplâncton (as "algas" microscópicas que vivem na água), que se pode reproduzir em grandes quantidades, tornando a água esverdeada ou acastanhada. Quando estas algas - e o zooplâncton que delas se alimenta - começam a morrer, a sua decomposição pode tornar aquela massa de água pobre em oxigênio, provocando a morte de peixes e outros animais e a formação de gases tóxicos ou de cheiro desagradável. Além disso, algumas espécies de algas produzem toxinas que contaminam as fontes de água potável. Em suma, muitos efeitos ecológicos podem surgir da eutrofização, mas os três principais impactos ecológicos são: perda de biodiversidade, alterações na composição das espécies (invasão de outras espécies) e efeitos tóxicos. Quando esta situação ocorre, a eliminação das causas da poluição pode levar o ecossistema de novo a uma situação saudável mas, se for um sistema fechado onde antes havia espécies que desapareceram por causa deste problema, será necessária a reintrodução dessas espécies para tornar o sistema semelhante ao que era antes. Estes problemas ocorreram em muitos rios da Europa e ainda não estão totalmente sanados. Certos sistemas aquícolas promovem a eutrofização dos seus tanques para mais facilmente cultivarem espécies que se alimentam do fitoplâncton. Este prática deve ser extremamente bem controlada – e os resíduos ou efluentes da instalação tratados de modo a evitar a poluição do ambiente em redor. Ambientes eutróficos podem estar também relacionados a processos naturais sem intervenção antrópica, como ambientes pantanosos, por exemplo. (WIKIPÉDIA http://pt.wikipedia.org/) CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA

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1.6. Matéria Orgânica do Solo A manutenção da matéria orgânica do solo é bastante importante, do ponto de vista físico-químico, dado que contribui para a manutenção da sua estrutura, melhora a infiltração e a retenção da água, aumenta a capacidade de troca, contribuindo para o acréscimo da produtividade. O controle da matéria orgânica do solo é um processo complexo, devendo ser conduzido com vista a reduzir as perdas, embora seja mais fácil alcançar essas perdas do que o seu aumento. Estes objetivos podem ser facilitados pela racionalização dos itinerários técnicos, com a oportunidade das épocas de intervenção, mobilização reduzida, a sementeira direta, a agricultura biológica, a introdução de pastagem, a incorporação de resíduos (estrume ou composto). A matéria orgânica do solo desempenha uma função essencial no ciclo global do carbono. De acordo com Lal, R., 2000, são anualmente capturadas (sequestradas) aproximadamente 2 gigatoneladas (Gt) de carbono na matéria orgânica do solo, evidenciando o seu papel importante em termos de alterações climáticas (anualmente são emitidos 8 Gt de carbono para a atmosfera). Atualmente, há uma tendência a favor da adoção de técnicas agrícolas de conservação, a fim de aumentar o teor de carbono no solo e simultaneamente evitar as perdas deste e as suas emissões adicionais para a atmosfera, sob a forma de CO2. Há, todavia, um limite para a quantidade de matéria orgânica e, por isso, de carbono que poderá ser armazenada nos solos.

1.7. Contaminação do Solo As práticas agrícolas e silvícolas têm assim um impacto importante sobre o solo agrícola, podendo também ter impacto em solos adjacentes não agrícolas e águas subterrâneas, nomeadamente em termos de emissão de substâncias contaminantes. Os contaminantes podem ser armazenados no solo, mas a sua libertação subsequente pode seguir padrões muito diferenciados. Alguns, como os pesticidas, poderão vir a ultrapassar os limites da capacidade de armazenamento e de efeito tampão do solo, causando a danificação/perda de algumas das funções deste, a contaminação da cadeia alimentar, dos vários ecossistemas e recursos naturais, pondo em risco a biodiversidade e a saúde humana. Para avaliar o potencial impacto dos contaminantes do solo, há que ter em conta não só a sua concentração mas também o seu comportamento no ambiente e o mecanismo de exposição ao Homem. A contaminação do solo pode ser diferenciada, de acordo com a sua fonte de origem, em local e difusa. A contaminação local (ou pontual) está geralmente associada a fontes confinadas, tanto em funcionamento como depois de encerradas: exploração mineira, instalações industriais, aterros sanitários, entre outras, representando riscos para o solo e água, caso os solos não estejam devidamente impermeabilizados e a descarga de contaminantes não seja controlada. A poluição difusa (causada por fontes difusas) está geralmente associada à deposição atmosférica, a certas práticas agrícolas, reciclagem e tratamento inadequados de águas residuais e resíduos, sendo o seu principal efeito o colapso do efeito tampão do solo. CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA

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A deposição atmosférica deve-se principalmente a emissões provenientes da indústria, do tráfego automóvel e da agricultura, libertando nos solos contaminantes acidificantes (como o SO2 e o NO3, metais pesados (cobre, chumbo e mercúrio, entre outros) e compostos orgânicos (como as dioxinas).

Fonte: Photodisc Os contaminantes acidificantes diminuem gradualmente o efeito tampão dos solos, favorecendo a lixiviação de nutrientes, com subsequente perda de fertilidade do solo, eutrofização de águas, abrandamento da atividade biológica e redução da biodiversidade do solo. Os metais pesados, incorporados nos adubos e na alimentação animal, constituem um problema suplementar, nomeadamente em termos das suas potenciais penetrações na cadeia alimentar. Os sistemas de produção agrícola que não asseguram o equilíbrio entre fatores de produção e produtos, relativamente ao solo e aos terrenos confinantes, geram desequilíbrios de nutrientes no solo, conduzindo frequentemente à contaminação das águas subterrâneas e superficiais, como é o caso da contaminação por nitratos: a deposição de azoto (em resultado de emissões provenientes da agricultura, do tráfego automóvel e da indústria) causa um enriquecimento indesejado deste nutriente no solo e diminuição subsequente da biodiversidade, podendo provocar a eutrofização das águas. Em 1992, eram produzidas 6.6 milhões de toneladas de lamas (matéria seca), por ano, na UE. As lamas de depuração, produto final do tratamento de águas residuais, contêm matéria orgânica e nutrientes valiosos para o solo, como o nitrogênio, o fósforo e o potássio. No entanto, também estão potencialmente contaminadas por organismos patogênicos (vírus e bactérias) e poluentes, como metais pesados e compostos orgânicos pouco biodegradáveis, podendo a sua aplicação no solo levar ao aumento das concentrações destes compostos no solo, com riscos subsequentes para a fauna e flora. Desde que a contaminação seja prevenida e controlada na fonte, a aplicação cuidadosa e controlada de lamas de depuração no solo não deve causar problemas podendo até ser benéfica, pelo aumento da carga de matéria orgânica do solo. Dados os custos de extração dos contaminantes presentes no solo serem muito elevados, é imperativa a prevenção de novas contaminações, nomeadamente através da gestão de resíduos e implementação de sistemas de monitoração e alerta rápido.

1.8. Impermeabilização, compactação e biodiversidade do solo A impermeabilização consiste na cobertura do solo pela construção de habitações, estradas e outras ocupações, reduzindo a superfície do solo disponível para realizar as suas funções, nomeadamente a absorção de águas pluviais. As áreas impermeabilizadas podem ter grande impacto nos solos circundantes por alteração dos padrões de circulação da água e aumento de fragmentação da CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA

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biodiversidade e seus ecossistemas. O aumento da impermeabilização do solo é inevitável, em grande parte determinado pela ausência de estratégias de ordenamento do território, que não tomam em consideração os efeitos da perda de solos insubstituíveis, quer ao nível da produção alimentar, quer ao nível da conservação da natureza e controlo de cheias. As consequências da impermeabilização são extremamente prejudiciais para o desenvolvimento sustentável, não apenas para a agricultura. Tenha-se presente os efeitos catastróficos da impermeabilização dos solos na periferia dos grandes centros urbanos de construção efetuada em leitos de cheia de cursos de água, que para além da perda de solos de qualidade provocam periodicamente acentuados danos para as populações. A compactação do solo ocorre quando este é sujeito a uma pressão mecânica devido ao uso de máquinas ou ao sobrepastoreio, em especial se o solo não apresentar boas condições de operabilidade e de transitabilidade, sendo a compactação das camadas mais profundas do solo muito difícil de inverter. A compactação reduz o espaço poroso entre as partículas do solo, deteriorando a estrutura do solo e, consequentemente, dificultando a penetração e o desenvolvimento de raízes, a capacidade de armazenamento de água, o arejamento, a fertilidade, a atividade biológica e a estabilidade. Além disso, quando há chuvas torrenciais, as águas já não conseguem infiltrar-se facilmente no solo compactado, aumentando os riscos de erosão e de cheias. A redução da biodiversidade nos solos por deficientes práticas agrícolas ou por outras razões já apontadas, torna-os mais vulneráveis à degradação. Por isso, a biodiversidade do solo é frequentemente utilizada como indicador geral do estado de saúde deste, tendo-se evidenciado a eficácia dos sistemas de agricultura racionais na preservação e aumento da biodiversidade.

1.9. Salinização, cheias e desabamentos do solo A salinização consiste na acumulação de sais solúveis de sódio, magnésio e cálcio nos solos, reduzindo a fertilidade dos mesmos. Este processo resulta de fatores como a irrigação (a água de irrigação apresenta maiores quantidades de sais, sobretudo em regiões de fraca pluviosidade, com elevadas taxas de evapotranspiração ou cujas características constitutivas do solo impedem a lavagem de sais), manutenção das estradas com sais durante o inverno no hemisfério norte e exploração excessiva de águas subterrâneas em zonas costeiras (causada pelas exigências da crescente urbanização, indústria e agricultura nestas zonas), conduzindo a uma diminuição do nível dos lençóis freáticos e à intrusão da água do mar. A salinização do solo afeta cerca de 1 milhão de hectares na UE, principalmente nos países mediterrâneos, constituindo uma das principais causas de desertificação. As cheias e os desabamentos de terras são, na sua maioria, acidentes naturais intimamente relacionados com a gestão do solo, causando erosão, poluição com sedimentos, danificação de edifícios e infraestruturas e perda de recursos do solo, com subsequente impacto sobre as atividades e vidas humanas. As cheias podem, em alguns casos, resultar do fato de o solo não desempenhar o seu papel de controle dos ciclos da água devido à compactação ou à impermeabilização, podendo também ser favorecidas pela erosão causada pela desflorestação, abandono de terras ou até pelas próprias características do solo. Como os processos de degradação estão estreitamente interligados, o efeito combinado de ações contra CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA

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ameaças específicas será benéfico para a proteção do solo em geral. Todos os interesses existentes de conservação e exploração do solo deverão assim ser harmonizados de forma a permitir o desempenho total das suas funções. Podemos assim constatar que, se por um lado, a variabilidade do solo exige a incorporação de um forte elemento local resultando em problemas de degradação de agroecossistemas, com perda de produção e produtividade, além de comprometimento dos recursos naturais. Nas políticas respectivas, por outro, também é necessária a incorporação de um componente global, pelas consequências mais amplas do solo, nomeadamente em termos de segurança alimentar, proteção das águas e biodiversidade, devendo ainda ter-se em atenção o fato do solo, ao contrário do ar e da água, estar geralmente sujeito a direitos de propriedade, dificultando a aplicação de políticas de proteção e conservação, pois requer a aceitação de proprietários e gestores de terras.

1.10. Aptidão agricola O uso adequado da terra deve ser o primeiro passo em direção, não apenas a uma agricultura correta e sustentável, mas também à conservação dos recursos naturais, especialmente o solo, a água e a biodiversidade. Os cuidados, portanto, com o uso equilibrado destes recursos devem prevalecer, evitando-se a corrida atrás do prejuízo, combatendo-se os efeitos quando, na realidade, pode-se evitar ou amenizar as causas. Além do mais, o uso de ações corretivas aos impactos ambientais e sociais negativos, onera sobremaneira o custo de sustentabilidade, reduzindo o poder de competitividade e lucros no agronegócio. Busca, deste modo, uma agricultura centrada em aspectos como: compatibilização entre atividades produtivas e potencial dos agroecossistemas; o mínimo de impacto negativo ao meio ambiente; e manutenção a longo prazo dos recursos naturais e da produtividade agrícola. No caso de aptidão agrícola para agroecologia, que deve ser entendida como uma ciência ou um conjunto de conhecimentos e métodos que permite estudar, analisar e avaliar agroecossistemas, dentro do conceito de sustentabilidade (Caporal e Costabeber, 2002). Sob a ótica agroecológica, a avaliação da aptidão agrícola reveste-se de grande importância, pois sabe-se que historicamente a ocupação agrícola das terras tem ocasionado problemas ambientais, decorrentes não só do uso indevido de áreas frágeis, mas também da sobreutilização de terras (uso do solo acima de sua capacidade produtiva). Sabe-se que em muitos casos, o uso de uma área não é conduzido de forma compatível com sua real aptidão agrícola, resultando em problemas de degradação de agroecossistemas, trazendo junto a perda de competitividade do setor agrícola e deterioração da qualidade de vida da população (CURI et al., 1992). LARACH (1990) ressalta que, embora a concepção da metodologia de aptidão agrícola tenha sido desenvolvida para interpretação de levantamentos generalizados, ela é suficientemente elástica para permitir reajustamentos, fato que pode ser de grande utilidade em projetos de desenvolvimento rural sustentável. Nesse contexto, o conhecimento da aptidão agrícola reveste-se de grande importância, pois é muito comum o uso das terras em desarmonia, ou sem considerar o seu verdadeiro potencial agrícola, LARACH (1990) ressalta que, embora a concepção da metodologia de aptidão agrícola tenha sido desenvolvida para interpretação de levantamentos generalizados, ela é suficientemente elástica para permitir reajustamentos, fato que pode ser de grande utilidade em projetos de desenvolvimento rural sustentável. Na avaliação da aptidão agrícola, procura-se diagnosticar o comportamento das terras para lavouras, nos sistemas de manejo A (baixo nível tecnológico), B (nível tecnológico médio) e C (nível CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA

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tecnológico alto); para pastagem plantada e/ou silvicultura, no sistema de manejo B; e para pastagem natural, no sistema de manejo A. As terras sem aptidão para o uso agrícola são classificadas como de preservação da flora e fauna. Ressalva-se que quando a metodologia faz esse destaque, deixa explícito de que estas áreas possuem extrema fragilidade/limitação de uso, prestando-se somente a esse tipo de uso, que é o preservacionista. Não há impedimento, todavia, que outras áreas de elevado potencial, possam ser destinada também a este tipo de uso. A adoção de níveis de manejo, no sistema de avaliação da aptidão agrícola das terras, é considerada como um procedimento altamente válido, sobretudo em países como o Brasil, onde, numa mesma região, existe uma grande variedade de condições técnicas e socioeconômicas e, conseqüentemente, diferenciados sistemas de manejo lado a lado (BENNEMA et al., 1964; RESENDE et al., 1995). A partir dos fatores limitantes (fertilidade, água, oxigênio, suscetibilidade à erosão e impedimento à mecanização), BENNEMA et al. (1964) consideram que o sistema de avaliação da aptidão agrícola tem um caráter dominantemente ecológico, sobretudo no que tange aos seus três primeiros fatores. Nessa mesma linha, sobre o foco da metodologia, RAMALHO FILHO & BEEK (1995) apesar de mencionarem aspectos referentes à relação custo/benefício e tendência econômica à longo prazo, deixam claro de que o objetivo maior do método reside na orientação, com vistas à sustentabilidade de uso das terras, no planejamento regional e nacional. A avaliação da aptidão agrícola baseia-se na comparação das condições oferecidas pelas terras, com as exigências de diversos tipos de usos. Trata-se, portanto, de um processo interpretativo que considera informações sobre características de meio ambiente, de atributos do solo e da viabilidade de melhoramento de qualidades básicas das terras. Assim, o seu desenho metodológico compreende três etapas, seguindo as sugestões de PEREIRA (2002) em relação com o preconizado por (RAMALHO FILHO & BEEK, 1995): a) levantamento de dados e preparação de mapas básicos (solo, relevo, clima, uso da terra); b) avaliação das terras com base em “tabelas de critérios”; c) elaboração do mapa final de aptidão agrícola das terras. O Sistema de Avaliação da Aptidão Agrícola, no Brasil, tem sido utilizado em favor de diferentes sistemas de produção e da pesquisa agropecuária, oriundos do chamado processo da modernização da agricultura, e, conseqüentemente, a par da dimensão social e da realidade genuína da produção agrícola familiar. Existem hoje circunstâncias ainda mais favoráveis que ensejam, pelo menos no contexto científico, a sua inclusão no estoque tecnológico agroecológico, fato que concorre para a aceleração de uma verdadeira transição agroecológica que tantos teorizam mas poucos sentem. 2. Erosão, degradação e recuperação do solo O termo erosão provém do latim (erodere) e significa “corroer”. Nos estudos ligados à ciência da terra, o termo é aplicado aos processos de desgaste da superfície terrestre (solo ou rocha) pela ação da água, do vento, de queimadas, do gelo e de organismos vivos (plantas e animais), além da ação do homem (CAMAPUM DE CARVALHO et al., 2006). O autor ainda cita que o processo erosivo depende de fatores externos, como o potencial de erosividade da chuva, as condições de infiltração e escoamento superficial e a declividade e comprimento do talude ou encosta e, ainda, de fatores internos, como gradiente crítico, desagregabilidade e erodibilidade do CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA

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solo. A evolução da erosão ao longo do tempo depende de fatores tais como características geológicas e geomorfológicas do local, presença de trincas de origem tectônica e evolução físico-química e mineralógica do solo. Nos estudos apresentados por Camapum de Carvalho et al. (2006) determinados esclarecimentos são necessários para complementar os fundamentos dessa pesquisa: - no meio geotécnico tem-se dado grande importância ao estudo das erosões de origem hídrica, dita lineares, que são classificadas como ravinas (sem surgência de água) e voçorocas (com surgência de água). No trato dos processos erosivos, é igualmente necessário que se considere a origem da ação dinâmica, o local, o momento e a velocidade de ocorrência do processo erosivo;

- destaca-se, no entanto, que a dinâmica dos processos erosivos está intimamente ligada à própria dinâmica de variáveis causais como o clima e uso do solo, sendo que, por exemplo, o fato da primeira, clima, depender da segunda, uso do solo, reflete a sua complexidade; - são exemplos dessa situação, no meio rural, o plantio e manejo do solo de modo inapropriado, como a não observância de curvas de nível ou o desmatamento de matas ciliares; - a erosividade da chuva e a erodibilidade do solo são dois importantes fatores físicos que afetam a magnitude da erosão do solo. Como visto, a erosão do solo depende de vários fatores. Mesmo que a chuva, a declividade do terreno e a cobertura vegetal sejam as mesmas, alguns solos são mais susceptíveis ao destacamento e ao transporte de partículas pelos agentes de erosão que outros. Essa diferença, devido às propriedades do solo, é conhecida como erodibilidade do solo. Para Camapum de Carvalho et al. (2006) a classificação das erosões é apresentada a seguir: - as erosões se classificam quanto à forma como surgiram, e podem se dividir em dois grandes grupos: a erosão natural ou geológica e a erosão antrópica ou acelerada, sendo a geológica ocasionada por fatores naturais, enquanto a antrópica esta relacionada a ação humana; - o mais comum, no entanto, é classificar a erosão em quatro grandes grupos: erosão hídrica, erosão eólica, erosão glacial e erosão organogênica. Este texto dará ênfase ás erosões antrópicas de origem hídrica geradas pela chuva. Estas erosões são geralmente classificadas em três tipos principais: erosão superficial, erosão interna e erosão linear (sulco, ravina e voçoroca), segundo seu estagio de evolução; - a erosão superficial surge do escoamento da água que não se infiltra. Ela está associada ao transporte, seja das partículas ou agregados desprendidos do maciço pelo impacto das gotas de chuva, seja das partículas ou agregados arrancados pela força trativa desenvolvida entre a água e o solo. O poder erosivo da água em movimento e sua capacidade de transporte dependem da densidade e da velocidade de escoamento, bem como da espessura da lâmina d’água e, principalmente, da inclinação da vertente do relevo. A formação de filetes no fluxo superficial amplia o potencial de desprendimento e arraste das partículas de solo, dando, quase sempre, origem aos sulcos que evoluem para ravinas podendo chegar à condição de voçoroca; Os escoamentos superficiais, originados por uma chuva intensa sobre uma bacia, é uma parte do ciclo hidrológico local, sendo produzidos quando os componentes de recarga da bacia são satisfeitos. Esses componentes são a interceptação e escoamento ao longo da vegetação, o armazenamento no perfil do CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA

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solo, a percolação profunda que atinge o aqüífero e o armazenamento em depressões da superfície (EMBRAPA, 2004). O escoamento superficial e o processo de desagregação da estrutura do solo, produzidos pelas gotas de chuva, constituem dois principais causadores da erosão pluvial. Como os dois processos são causa direta da precipitação pluviométrica que ocorre em determinado local, essa é considerada o elemento do clima mais importante no processo de erosão (EMBRAPA, 2004). ZACHAR (1982) apud CAMAPUM DE CARVALHO (2006) propõe uma terminologia para a classificação dos principais tipos de erosão, enfatizando o caráter combinado entre os agentes erosivos e a ação da gravidade, mostrados no Quadro 1. Classificação da erosão pelos fatores ativos Fator Termo 1. água - Erosão hídrica 1.1. chuva - Erosão pluvial 1.2. fluxo superficial - Erosão laminar 1.3. fluxo concentrado - Erosão linear (sulco, ravina, voçoroca) 1.4. rio - Erosão fluvial 1.5. lago, reservatório - Erosão lacustrina ou límica 1.6. mar - Erosão marinha 2. geleira - Erosão glacial 3. neve - Erosão nival 4. vento - Erosão eólica 5. terra, detritos - Erosão soligênica 6. organismos - Erosão organogênica 6.1. plantas - Erosão fitogênica 6.2. animais - Erosão zoogênica 6.3. homem Erosão antropogênica Fonte: ZACHAR (1982) apud CAMAPUM DE CARVALHO (2006) Degradação "Conjunto de processos resultantes de danos no meio ambiente, pelos quais se perdem ou se reduzem algumas de suas propriedades, tais como, a qualidade ou capacidade produtiva dos recursos ambientais" (Decreto Federal 97.632/89). "Alterações adversas das características do solo em relação aos seus diversos usos possíveis, tanto estabelecidos em planejamento quanto os potenciais" (ABNT, 1989). Restauração Reprodução das condições exatas do local, tais como eram antes de serem alteradas pela intervenção. Recuperação Local alterado é trabalhado de modo que as condições ambientais acabem se situando próximas às condições anteriores à intervenção; ou seja, trata-se de devolver ao local o equilíbrio e a estabilidade dos processos atuantes. Reabilitação Local alterado destinado a uma dada forma de uso de solo, de acordo com projeto prévio e em condições compatíveis com a ocupação circunvizinha, ou seja, trata-se de reaproveitar a área para outra finalidade. Remediação Ações e tecnologias que visam eliminar, neutralizar ou transformar contaminantes presentes em subsuperfície (solo e águas subterrâneas). Refere-se a áreas contaminadas. CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA

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O termo RECUPERAÇÃO é amplamente utilizado, por incorporar os sentidos de restauração e reabilitação

(Modificado de Bitar & Braga, 1995) 2.1. Tipos de degradação e medidas corretivas

TIPO DE ÁREA DEGRADADA

Mineração Abandonada em Regiões Urbanas

Depósito de Resíduos Industriais e Urbanos

PRINCIPAIS PROCESSOS DE DEGRADAÇÃO (MEIO FÍSICO)

ALGUMAS MEDIDAS CORRETIVAS (MEIO FÍSICO)

- Escoamento das águas superficiais; - Revegetação; - Erosão por sulcos e ravinas; - Captação e condução das águas - Escorregamentos; superficias; - Deposição de sedimentos e partículas. - Estabilização de taludes e blocos. - Interações físico-químicas no solo (poluição do solo); - Escoamento das águas superficiais; - Movimentação das águas de subsuperfície.

Ocupação Habitacional de - Escorregamentos; Encostas em Situações de - Escoamento das águas em superfície. Risco

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- Prospecção do depósito; - Remoção total ou parcial, transporte e disposição dos resíduos; - Tratamento "in situ" do solo; - Descontaminação ou remediação do solo. - Captação e condução das águas superficiais; - Estabilização da encosta (com ou sem estruturas de contenção); - Revegetação.

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Voçorocas Urbanas ou Rurais

- Erosão por boçorocas; - Movimentação das águas de subsuperfície.

- Controle do uso e ocupação; - Captação e condução das águas superficiais; - Drenagem das águas de subsuperfície/fundo; - Estabilização dos taludes da boçoroca ou aterramento.

Ocupação Agrícola Irrigada

- Adensamento e compactação do solo; - Acidificação do solo por lixiviação.

- Controle da irrigação; - Aragem profunda do solo; - Correção da acidez do solo.

Cursos e Corpos d´água Assoreados

- Deposição de sedimentos e partículas; - Enchentes e inundações.

- Controle da erosão a montante; - Dragagem dos sedimentos; - Obras hidráulicas.

(Bitar & Braga, 1995).

2.2.

Gerenciamento Ambiental

Com base nas informações da tabela apresentada a seguir (modificada de Bitar & Ortega, 1998), vamos verificar quais os mais adequados instrumentos de gerenciamento ambiental de empreendimentos, tendo em vista se estes já se encontram em atividade ou se serão instalados futuramente.

Como pode ser observado na tabela anterior, os empreendimentos devem ser tratados de forma diferente de acordo com a sua situação, se já instalados ou ainda a instalar. No caso de empreendimentos já instalados, a análise se torna mais objetiva devido à existência de problemas reais e concretos. Já em empreendimentos que serão instalados, a análise dos impactos CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA

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ambientais é subjetiva, porém, neste caso a recuperação de impactos ambientais deve ser realizada concomitantemente à atividade, ou seja, os gastos econômicos tendem a ser minimizados. 2.3.Erosão hídrica A erosão hídrica é umas das principais formas de degradação do solo, acarretando prejuízos de ordem econômica, ambiental e social. Segundo Bahia (1992), o Brasil perde anualmente cerca de 600 milhões de toneladas de solo devido a erosão. Além do prejuízo na reposição dos nutrientes perdidos, outro grande problema decorrente é o assoreamento de corpos de água. O assoreamento afeta não só o abastecimento de água potável à população rural e urbana, como as atividades agrícolas e industriais, e também, a produção de energia elétrica, tendo em vista que mais de 95 % da energia produzida no país provém de hidrelétricas (ANEEL, 2002). Existem diferentes formas de erosão hídrica de acordo com o seu grau de carreamento de partículas e incisão no solo. Quando a perda de solo pela erosão se dá em camadas relativamente finas e homogêneas, às vezes até imperceptível, é chamada de erosão laminar. À medida que a água se concentra em determinados pontos devido às depressões no relevo do terreno, pode formar os sulcos, e podendo chegar a um estágio mais avançado que são as chamadas voçorocas (Braun, 1961). Existem outros termos utilizados como boçorocas, grotas, esbarrancados ou esbarrancamentos, dependendo da região, para denominar as “crateras” formadas no terreno (Figura 1).

Figura 1. Áreas afetadas por voçorocas no município de Pinheiral-RJ. Foto: Roriz Luciano Machado Dentre as formas de erosão, esta é a que causa conseqüências mais graves à população em termos de perda de área utilizável, assoreamento de rios, riachos e lagoas, e até morte de animais devido a acidentes. As causas com que a erosão pode chegar a esse estágio avançado são naturais, mas a ação do homem pode acelerar bastante o processo. Fatores como o relevo acidentado, chuvas concentradas em poucos meses do ano, características do solo, como: textura, consistência friável, baixo teor de matéria orgânica e pequena estabilidade de agregados, tendem a aumentar a susceptibilidade do solo à erosão. Em relação ao relevo, sua influência está relacionada com as características de declividade (quando acentuada), comprimento de rampa longo e a forma da encosta, que favorecem maior velocidade, volume e concentração da enxurrada. Quanto às chuvas, a erosão pode ser maior ou menor em função da sua duração, intensidade, distribuição e tamanho de gotas (Wischmeier & Smith, 1958). Em regiões onde sua distribuição é CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA

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concentrada em poucos meses do ano, a quantidade de eventos de grande intensidade geralmente é maior, e conseqüentemente, mais alto é o índice de erosividade e os danos causados (Bertoni & Lombardi Neto, 1993). A respeito das características do solo, aqueles que quando úmidos se desfazem com facilidade, são facilmente desagregados e transportados pelas chuvas, e isso está relacionado com maiores teores de silte e areia fina (Wischmeier et al., 1971). Solos de textura mais grosseira, como areia grossa e cascalho, podem ser também susceptíveis por não apresentarem agregação entre suas partículas (Venturim & Bahia, 1998). A agregação do solo (união de partículas formando pequenos torrões) é uma propriedade importante sobretudo por estar relacionada à porosidade. Quanto maior o volume de poros grandes do solo, maior a infiltração de água das chuvas, e menor o escoamento superficial. A matéria orgânica influencia bastante a agregação, conferindo maior estabilidade aos agregados através da cimentação das partículas, e com isso, proporciona maior resistência à ação das gotas das chuvas e das enxurradas resultando em menor desestruturação e carreamento de solo (Verhaegen, 1984). Vieira, citado por Fendrich et al. (1988), descreve características de solos que apresentam suscetibilidade à formação de voçorocas: solos arenosos, ácidos, poucos coesivos, Horizonte A com cor vermelho intenso, com areia muito fina, siltosa e com pouca argila, predominando nos horizontes subjacentes, areias mais claras levemente rosadas ou amarelas com tendência a cor branca. O tipo de rocha da qual o solo foi formado, ou seja, o material de origem, pode também influenciar na formação de voçorocas. Um exemplo disso são os solos formados em rochas do embasamento cristalino, em que os horizontes superficiais, sobretudo o B, são mais resistentes à erosão. No entanto, saprolitos, a camada ou horizonte C, com características da rocha matriz, podem apresentar alta erodibilidade, e conseqüentemente, formar voçorocas quando essa camada é exposta aos agentes erosivos (Resende e Parzanese, citados por Morais et al., 2004). A ação do homem no sentido de acelerar o processo erosivo ocorre quando este retira a cobertura vegetal original do solo e realiza práticas que promovem sua desagregação como, aração, gradagem, calagem, adubação, redução da matéria orgânica, etc., e o expõe ao impacto das gotas das chuvas, devido a baixa cobertura do solo, que pode ocorrer também com o superpastejo, queimadas, etc.; com ausência de práticas de conservação do solo. Tudo isso associado à condições de relevo acidentado, em certos casos locais considerados como de preservação permanente, acarreta o aumento do escoamento superficial da água das chuvas, e dependendo das características do solo, o processo erosivo pode evoluir ao longo do tempo formando as voçorocas. A redução da taxa de infiltração de água pode estar relacionada, em alguns tipos de solos, como os Argissolos, às características pedogenéticas de acúmulo de argila no horizonte B (Bt), o que pode contribuir para evolução dos processos erosivos e formação de voçorocas. O uso e o manejo destes solos é de fundamental importância para evitar a formação de voçorocas. No entanto, a formação de voçorocas pode ocorrer também pela falta de planejamento e gerenciamento das águas das chuvas como, construção de estradas, cercas, infra-estruturas, com ordenamento da enxurrada em um único ponto sem estratégia de dissipação de energia, etc., (DAEE, 1989). Todavia, esse não é o único processo de formação de voçorocas. Outro processo erosivo existente é o escoamento sub-superficial que forma fluxos concentrados na forma de túneis ou dutos, chamado de CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA

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piping, que podem provocar o colapso da superfície situada acima destes (Guerra, 2003), podendo formar voçorocas em curto espaço de tempo. No Brasil as áreas localizadas no Noroeste do Paraná, Planalto Central, Oeste Paulista, Campanha Gaúcha, Triângulo Mineiro e Médio Vale do Paraíba do Sul, são as mais críticas quanto à incidência de processos erosivos, e correspondem também, as áreas que têm sido mais estudadas devido a grande relevância em termos de perda de solo e redução da produtividade (Botelho & Guerra, 2003). Em relação ao Médio Vale do Paraíba do Sul, estima-se que mais de 1 milhão de hectares estão nos níveis de vulnerabilidade à erosão alta a muito alta. Esses processos erosivos vêm causando o assoreamento de forma acelerada, do rio Paraíba do Sul e reservatórios do sistema Light-Cedae (CEIVAP, 2002). De todos os municípios da região, Pinheiral é um dos que mais se destaca com aproximadamente 88% de suas terras nessas categorias de severidade à degradação. Pinheiral situa-se entre os municípios de Volta Redonda e Barra do Piraí. Neste trecho da Bacia do Paraíba do Sul, foi registrada a segunda maior produção de sedimentos, com cerca de 5,89 t ha-1 ano-1 e parte deste total, 680.800 t ano-1, está sendo transferido para o Sistema Light-Guandu, que recebe 2/3 da água do rio Paraíba do Sul para geração de energia e água potável. Deve-se ressaltar que o rio Paraíba do Sul, juntamente com o rio Guandu, são os principais responsáveis pelo abastecimento de água para mais de 9 milhões de pessoas no Grande Rio (CEIVAP, 2002). Para quantificar o problema, uma voçoroca de tamanho médio em Pinheiral, apresenta cerca de 1000 m2 de área, e profundidade média de 10 m, o que resulta em 10.000 m3 de volume. Isso equivale ao longo do desenvolvimento da voçoroca, a 2.000 caminhões de aterro, e que têm os rios e riachos como destino final. Em um trecho de 70 km da linha férrea da MRS Logística entre Barra Mansa e Japerí-RJ, foram contadas mais de 160 voçorocas voltadas para o rio Paraíba do Sul. Isso dá uma dimensão do problema na região. Como visto até aqui, a formação de voçorocas está relacionada principalmente com a evolução do processo erosivo em locais que apresentam suscetibilidade a esses fenômenos, e apresenta uma forte relação com o uso do solo. Nos locais em que o processo de voçorocamento já se encontra iniciado, o que resta é tentar contê-lo da maneira mais eficiente e econômica possível, evitando assim, estragos ainda maiores. A recuperação de voçorocas não é uma tarefa fácil e barata, principalmente se for pensar em correção de taludes com máquinas pesadas onde o custo da hora trabalhada é elevado. Entretanto, é possível estancar a evolução de voçorocas, reduzir a perda de solo e melhorar a paisagem, de forma eficiente e a custos relativamente baixos, fazendo uso somente de mão-de-obra familiar e materiais alternativos, com poucos insumos externos à propriedade rural. 2.3.

Recuperação de Voçoroca

Consiste basicamente no controle da erosão na área à montante ou cabeceira da encosta, retenção de sedimentos na parte interna da voçoroca com práticas simples e materiais de baixo custo, e por último, a revegetação das áreas de captação (cabeceira) e interna da voçoroca com espécies vegetais que consigam se desenvolver adequadamente nesses locais. O isolamento da área do pastoreio de animais com cerca de arame, e a construção de aceiros, contra queimadas, são as primeiras atividades a serem realizadas para que se possa proteger a cobertura vegetal existente e a que futuramente será implantada através da revegetação (Figura 1). Nesse mesmo sentido deve se iniciar os trabalhos de controle de formigas cortadeiras que são grandes inimigas no estabelecimento das mudas de árvores que serão plantadas na área. CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA

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O passo seguinte é a análise química e textural do solo da área, para se conhecer sua fertilidade e textura. Essas informações serão úteis na determinação da necessidade de aplicação de nutrientes na forma de fertilizantes, para as espécies florestais a serem implantadas, e também, no dimensionamento de práticas de controle da erosão. Os laboratórios onde se realizam análises de terra são geralmente encontrados em universidades, instituições de pesquisa agropecuária, laboratórios particulares, etc., bastando o produtor coletar as amostras devidamente, identificar e enviá-las para o local mais próximo. A coleta das amostras é uma etapa muito importante pois é aí que se tem a representação das reais condições do terreno. Para tanto, o produtor deve dividir a área em glebas homogêneas, como por exemplo, dividir a encosta ou morro em parte superior, médio e inferior, ou outra condição que diferencie a área, e retirar as amostras com uso de trados de amostragem de solo ou enxadão nas profundidades de 0 a 20 cm. Devem ser amostradas 20 a 40 amostras simples para cada amostra composta se a área tiver até 2 ha, e 15 a 20 amostras simples para cada amostra composta, para áreas de até 10 ha. Depois de coletadas as amostras simples, deve-se misturá-las em um recipiente para formar as compostas, tendo-se o cuidado de utilizar a mesma medida em todas as amostras simples. Para se obter uma amostragem homogênea da área é recomendado coletar as amostras no caminhamento em ziguezague. Para maiores informações sobre a forma de coletar as amostras de solo, veja o site: http://www.cnpab.embrapa.br/servicos/analise_solos_coleta.html.

Figura 1. Área cercada (A) e aceirada (B) para evitar o pastoreio, e na época mais seca, o fogo. O isolamento da área do pastoreio de animais com cerca de arame, e a construção de aceiros, contra queimadas, são as primeiras atividades a serem realizadas para que se possa proteger a cobertura vegetal existente e a que futuramente será implantada através da revegetação (Figura 1). Nesse mesmo sentido deve se iniciar os trabalhos de controle de formigas cortadeiras que são grandes inimigas no estabelecimento das mudas de árvores que serão plantadas na área. O passo seguinte é a análise química e textural do solo da área, para se conhecer sua fertilidade e textura. Essas informações serão úteis na determinação da necessidade de aplicação de nutrientes na forma de fertilizantes, para as espécies florestais a serem implantadas, e também, no dimensionamento de práticas de controle da erosão.

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Os laboratórios onde se realizam análises de terra são geralmente encontrados em universidades, instituições de pesquisa agropecuária, laboratórios particulares, etc., bastando o produtor coletar as amostras devidamente, identificar e enviá-las para o local mais próximo. A coleta das amostras é uma etapa muito importante pois é aí que se tem a representação das reais condições do terreno. Para tanto, o produtor deve dividir a área em glebas homogêneas, como por exemplo, dividir a encosta ou morro em parte superior, médio e inferior, ou outra condição que diferencie a área, e retirar as amostras com uso de trados de amostragem de solo ou enxadão nas profundidades de 0 a 20 cm. Devem ser amostradas 20 a 40 amostras simples para cada amostra composta se a área tiver até 2 ha, e 15 a 20 amostras simples para cada amostra composta, para áreas de até 10 ha. Depois de coletadas as amostras simples, deve-se misturá-las em um recipiente para formar as compostas, tendo-se o cuidado de utilizar a mesma medida em todas as amostras simples. Para se obter uma amostragem homogênea da área é recomendado coletar as amostras no caminhamento em ziguezague. Para maiores informações sobre a forma de coletar as amostras de solo, veja o site: http://www.cnpab.embrapa.br/servicos/analise_solos_coleta.html. 3. Conceitos e leis da fertilidade do solo, nutrientes essenciais para as plantas, macro e micronutrientes. O manejo da fertilidade do solo visa à nutrição mineral das plantas, por isso é importante considerar a planta como um organismo vivo e como sua anatomia e fisiologia podem influenciar na sua capacidade de utilizar eficientemente os recursos (naturais ou adicionados) disponíveis ao seu crescimento e desenvolvimento. Logo, o manejo da fertilidade do solo deve ser feito como uma das práticas, que associadas às demais, pode proporcionar maior produtividade às culturas com menor impacto ambiental. O entendimento dos processos que ocorrem no solo é facilitado ao considerá-lo um sistema aberto, coloidal e frágil. O termo aberto leva a compreensão da continuidade dos fenômenos, da possibilidade de ganhos e perdas, tanto de matéria como de energia, da necessidade de atuação com cautela na adição de insumos e dos ciclos dos elementos químicos como um contínuo atmosferasolo-hidrosfera. O termo coloidal induz o pensamento da reatividade físico-química dos íons ou moléculas com os colóides orgânicos e inorgânicos do solo. Gera as diferentes possibilidades de formas dos nutrientes em se sorver no solo, sua capacidade para lixiviação, relaciona-se com sua disponibilidade e fitotoxicidade. O termo frágil relaciona a vida do solo. Envolve a biociclagem de nutrientes, a síntese de compostos orgânicos com capacidade de solubilização-quelação de nutrientes, a fixação biológica de nitrogênio, o armazenamento de nutrientes na biomassa, entre outras. Os nutrientes essenciais são aqueles sem os quais a planta não cresce nem reproduz. Eles podem estar envolvidos na construção do esqueleto e das membranas, na formação e no funcionamento enzimático, no equilíbrio osmótico, no relacionamento entre substâncias, etc... O C, H, N, O, S, P, K, Ca, Mg, Zn, Cu, Fe, Mn, Cl, B e Mo são essenciais a todas as plantas. Para algumas plantas também se considera o Na, Co, ou Si como essenciais. A divisão de macro (N, P, K, Ca, Mg e S) e micronutrientes (Zn, Cu, Fe, Mn, Cl, B e Mo) é simplesmente quantitativa e não reflete a importância às plantas. A melhor divisão é aquela relacionada à sua funcionalidade dentro das plantas, como por exemplo, àqueles envolvidos em processos de oxiredução, ativador enzimático, absorvidos e mantidos na forma oxidada, etc... Dentre os elementos tóxicos, o alumínio tem um papel em destaque que será discutido CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA

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nas aulas 2 e 3. Outros elementos podem ser tóxicos às plantas e ao homem, especialmente os metais pesados. Os elementos químicos para serem absorvidos devem entrar em contado com a membrana celular das raízes, embora seja possível a absorção foliar. O volume de solo ocupado pelo sistema radicular é muito pequeno, geralmente menor do que 2%. Assim, a maior parte dos elementos químicos ditos disponíveis não é passível de absorção instantânea e direta. Eles precisam migrar para a região próxima à raiz (rizosfera) e desta para o seu interior. Há duas maneiras dos elementos atingirem a membrana celular: fluxo de massa e difusão. Para aqueles que se encontram em grandes quantidades na solução do solo, o fluxo de massa é suficiente para suprir as necessidades das plantas, enquanto que para os demais a difusão controla a sua disponiblidade. A difusão é dependente da diferença de concentração entre a zona próxima da membrana e no solo, do teor de umidade do solo, do fator tortuosidade, do poder tampão e do coeficiente de difusão padrão do íon em questão. A absorção do nutriente é a passagem para o interior da célula. É um processo ativo, com intermediação enzimática, necessitando para tal de oxigênio e fonte de energia. As plantas apresentam diferenças na afinidade pelos nutrientes, que pode ser medida pela constante de Michaelis-Mentel (Km), pelo influxo máximo (Imax) ou pela concentração mínima (Cmin). Esses três parâmetros em conjunto indicam a adaptabilidade das plantas aos solos com baixos teores de nutrientes ou a habilidade de responderem a adubações. Geralmente, plantas nativas apresentam baixos valores de Km e Cmin e plantas melhoradas geneticamente possuem valores altos dos três parâmetros. 3.1. Acidez do solo A acidez de um solo caracteriza-se pelo seu valor de pH e seu caráter ácido aumenta à medida que o pH do solo diminui. Entre os problemas de um solo ácido, destacam-se a menor disponibilidade de alguns nutrientes (especialmente fósforo e molibdênio) e a toxidez de alumínio e manganês. Entretanto, as rochas das quais os solos se originam, quando moídas e em contato com a água, mantém o pH próximo à neutralidade (pH 7,0) e contêm substâncias muito pouco solúveis enquanto que, após milhares de anos, os solos formados a partir destas rochas apresentam reação ácida e aumento na concentração de elementos com alta valência (Fe e Al). A primeira questão a entender é: como uma rocha com pH 7,0 origina um solo com pH 4,0? O ataque da rocha pela água da chuva é potencializado pela reação de dissolução do CO2 atmosférico: CO2 + H2O ↔ HCO3 + H+. O próton originado reage com a rocha desintegrando os minerais (intemperismo químico), liberando os cátions e ânions para a solução que servirão para o crescimento dos organismos vivos. Assim, através da intemperização dos minerais e da atuação dos fatores de formação do solo (material de origem, relevo, clima, organismos, tempo e homem), via processos de formação, os elementos químicos são liberados para a solução do solo. Muitos desses elementos são perdidos do sistema, sendo mais pronunciado para os carbonatos, sílica e os metais alcalinos e alcalinos terrosos (Na, K, Ca, Mg) e aumentos na atividade de elementos como o alumínio e o ferro. Também, a partir dos elementos na solução ocorre a neoformação de argilominerais (2:1 1:1 óxidos), que juntamente com a matéria orgânica, criam um campo elétrico negativo que atraem os cátions, evitando a sua percolação. A presença de ânions é obrigatória para que ocorra a lixiviação. Cabe lembrar que a atividade dos microorganismos na decomposição dos resíduos orgânicos também libera prótons e ânions (NO3), que aceleram o processo de acificação do solo. CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA

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Nos solos, parte do alumínio que estava contido nos minerais primários continua sendo estrutural, retido pelos átomos de oxigênio nas estruturas dos argilominerais e óxidos. Portanto, esse Al não é tóxico aos organismos vivos. Aqueles átomos de Al liberados quando ocorre a ruptura desses minerais secundários para a solução é que se tornam tóxicos. Isso só ocorre depois que a quantidade de H+ for alta (pH < 5,5). Em outras palavras, primeiro o solo se torna ácido para depois aparecer Al+3. O Al+3 é conseqüência da acidez e não causa. A acidez do solo é a recíproca da quantidade de bases para sua correção. Há vários tipos de acidez, dependendo do modo de medição adotado. a) Acidez ativa é a quantidade de H+ presente na solução do solo. É tão pequena que é medida em valores de pH (-log H+). Por exemplo, pH 4,0 tem apenas 0,0001 mol H+ l-1. b) Acidez trocável ou Al trocável refere-se à quantidade de Al+3 adsorvido pelas cargas negativas do solo (CTC). Ele está bloqueando as cargas e mantém um equilíbrio com a solução do solo. Pode ser tão alto como mais de 0,2 mol kg-1. Há uma quantidade muito grande de Al no solo, sendo que a grande maioria faz parte da estrutura dos colóides inorgânicos. O Al complexado pela MO do solo pode perfazer mais de 100 vezes àquele que se encontra no complexo de troca. Esse Al só será liberado para a solução se a MO for destruída pelo ataque microbiano. c) Acidez não trocável refere-se a quantidade de hidrogênio ligado por ligações de coordenação aos grupos funcionais dos colóides orgânicos (MO) e inorgânicos (argilas e óxidos). Esse hidrogênio só se dissocia quando se adiciona OH-1 no solo. Assim, quanto mais OH-1 se adiciona ao solo, mais H se extrai, o que torna obrigatório citar o pH da solução extratora (por exemplo, acetato de cálcio pH 7,0). d) Acidez potencial o somatório do Al+3 + H é a acidez potencial do solo. Ela representa exatamente a quantidade de calcário a ser adicionada para elevar o pH do solo a um valor específico, de acordo com o que foi determinada. 3.2. Calagem do solo A fertilidade do solo está centrada na eficiência com que as plantas adquirem e utilizam os nutrientes essenciais, o que depende do sincronismo entre a capacidade do solo em fornecê-los em quantidades e taxas suficientes e a habilidade que as plantas possuem em absorvê-los. Sempre que há uma referência à baixa fertilidade em solos ácidos, o alumínio ou a sua associação com a deficiência de fósforo tem sido apontado como um dos maiores limitadores da produtividade. Desde o desenvolvimento do conceito de pH em 1909 por Sorensen e a sua adoção pela ciência do solo, a disponibilidade de nutrientes e o ambiente para o desenvolvimento do sistema radicular foram associados aos valores de pH do solo. Como a agricultura alcançava alta produtividade de grãos em regiões de solos com pH ≈ 6,5-7,0, esta passou a ser a meta pois, caso contrário, salientava-se que os nutrientes não estavam na sua máxima disponibilidade e haveria elementos tóxicos que prejudicariam o crescimento radicular. Assim, a TOMADA DE DECISÃO para a aplicação ou não o calcário sempre foi baseada num valor de pH. Para a maioria das culturas, esse valor inicialmente era de 6,5, mais tarde foi modificado para 6,0, atualmente para o sistema plantio direto recomenda-se 5,5 e sempre que o pH estivesse menor do que estes valores deveria ser adicionado o corretivo de acidez. Entretanto, o uso isolado do pH como tomada de decisão deve ser abandonado, pois alguns solos já calcariados não apresentam resposta ao insumo, CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA

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mesmo com valores de pH inferiores a 5,5. O que se deve usar é a presença de Al trocável (ou sua saturação na CTC efetiva) e a saturação de bases como auxiliares na tomada de decisão. Recomenda-se o uso do calcário quando a análise de solo indicar a presença de Al trocável ou quando a saturação de bases for menor que 60% (de maneira geral, isto ocorrerá quando o pH for menor do que 5,5). Se for a primeira vez que o solo recebe calcário ou houver mobilização para incorporá-lo com a lavração e a gradagens, recomenda-se elevar o pH a 6,0 para que o efeito se estenda até os 20 cm de profundidade e para aumentar o efeito residual. As primeiras recomendações de DOSES de calcário no RS foram baseadas no teor de alumínio trocável, através do “fator calagem”, já que previa uma tonelada de calcário por hectare para cada cmolc L-1 de alumínio. Com a evolução de estudos da estimativa da necessidade de calcário em função do teor de alumínio trocável, este fator foi crescendo gradativamente, passou para 1,33; 2,0 e 2,4. O método SMP foi introduzido no Rio Grande do Sul em 1969, passando a ser o método oficial, mudando-se a filosofia de recomendação de calagem. Assim, abandonou-se a estimativa da dose a partir do teor de alumínio trocável e adotou-se elevar o pH do solo até um valor pré-estabelecido para as culturas. Uma vez constatada a necessidade de adição de corretivos da acidez e estabelecida à dose recomendada, têm-se pelo menos mais duas incógnitas a serem resolvidas. A primeira diz respeito ao tipo de corretivo. Os corretivos mais baratos e abundantes são os calcários dolomíticos, que apresentam Ca e Mg como cátions acompanhantes. Isto mostra que o calcário também é um fertilizante, tendo em vista as grandes quantidades de Ca e Mg na sua composição. O uso de calcário de concha (calcítico) dever ser avaliado criteriosamente, considerando a relação custo/benefício para neutralizar a acidez, em comparação com o calcário dolomítico, bem como o fato do calcário de concha não apresentar Mg na sua composição, o que é uma desvantagem. A qualidade do calcário depende da sua composição química (poder de neutralização) e do grau de moagem (reatividade), o que determina o PRNT (poder relativo de neutralização total). A segunda incógnita refere-se ao modo de aplicação. No sistema convencional, o calcário e aplicado na superfície e incorporado por lavração e gradagens. No sistema plantio direto, o calcário é distribuído e mantido em superfície. A correção da acidez em profundidade neste sistema dependerá da quantidade de calcário adicionada, do tipo de solo, do tipo de resíduos de plantas, da atividade biológica, e do tempo, entre outros. 3.3. Dinâmica do fósforo e Adubação Fosfatada O fósforo (P) existente no solo encontra-se na fase sólida e líquida (solução). Na solução, o P está na forma de H2PO4 e HPO4 e as quantidades são muito pequenas (menor que 0,1 mg L-1). Na fase sólida, o P apresenta-se em formas orgânicas e inorgânicas. O P contido no material de origem do solo encontra-se na forma de minerais, com predomínio dos fosfatos de cálcio. Através da intemperização desses minerais e da atuação dos fatores de formação do solo (material de origem, relevo, clima, organismos, tempo e homem), o P é liberado para a solução. Concomitantemente, ocorre a transformação dos minerais primários em argilas 2:1 e estas em 1:1 e óxidos e, a partir daí, formam-se minerais fosfatados mais estáveis termodinamicamente. Parte do P é CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA

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adsorvida pela superfície de minerais secundários e parte é absorvida e incorporada pela biomassa e matéria orgânica do solo, aumentando a proporção de fósforo em formas orgânicas. Apesar do P total da maioria dos solos ser relativamente grande (300 a 3.400 mg L-1), os processos geoquímico e biológico transformam os fosfatos naturais em formas inorgânicas e orgânicas estáveis. Em função da energia que o P está associado com a fase sólida do solo, somente uma parte do P total está em equilíbrio relativamente rápido com o P da solução e pode ser utilizada pelas plantas durante seu ciclo de desenvolvimento. Esta fração do P total é denominada lábil e é estimada através de extratores na análise do solo. Em ecossistemas jovens, a quantidade de fósforo é grande e predominam minerais primários, como a fluorapatita; em solos moderadamente intemperizados, a maior parte do fósforo encontra-se na forma orgânica e adsorvida fracamente aos minerais secundários; e nos solos altamente intemperizados, predominam as formas inorgânicas ligadas à fração mineral com alta energia e as formas orgânicas estabilizadas física e quimicamente. As plantas necessitam absorver P para se desenvolverem e produzirem grãos, mas a maioria dos solos tem alta capacidade de retenção de P. A exportação de fósforo pelos produtos vegetais (cereais, oleaginosas, frutas, vegetais, fibras, café e chá) e animais (carne, leite, ovos) é alta, já que a concentração desse nutriente varia de 0,1 a 0,5% da massa seca, o que representa mais de 60% do fósforo absorvido pelas plantas. Dessa forma, há a necessidade de entender a dinâmica do fósforo e sua associação com a produção e decomposição dos resíduos orgânicos de diferentes espécies para se desenvolver estratégias de manejo que mantenham ou aumentem a produtividade das culturas, maximizando o aproveitamento de todas as formas de fósforo do solo e minimizando a adição de fertilizantes. A principal fonte de P na natureza é a rocha fosfatada (apatita), conhecida como fosfato natural. Os fosfatos naturais podem ser de origem vulcânica (ígneas), os quais são de baixíssima solubilidade tanto em água como em ácido e, portanto, com eficiência agronômica próxima de zero. Os fosfatos naturais de origem sedimentar têm maior substituição isomórfica em sua estrutura o que a torna mais frágil e, portanto, mais reativa. A eficiência agronômica dos fosfatos naturais reativos é variável, dependendo das condições de solo. Para que haja aproveitamento de P pelas plantas, é necessário ocorrer à dissolução do fosfato: Ca10(PO4)6X2 + H+ → Ca2+ + HPO42-. Devido a esta reação, a eficiência do fosfato natural será maior em solos ácidos (desde que Al não seja um fator limitante!) e solos deficientes em P e Ca. A eficiência agronômica cairá drasticamente em solos com altos teores de Ca e pH elevado (>5,5), pois a reação de dissolução não é favorecida nestas condições. Da mesma forma, em solos que sofreram adições de calcário em superfície a eficiência destes fosfatos é muito baixa, mesmo sob sistema plantio direto. Para aumentar a eficiência dos fosfatos naturais deve-se promover o rompimento da sua estrutura cristalina através de processos industriais. Dessa forma, a partir da rocha fosfatada é possível produzir fertilizantes fosfatados solúveis em água: - Superfosfato simples (SFS): Ca10(PO4)6F2 + H2SO4 → Ca(H2PO4)2 + CaSO4 + 2HF. - Ácido fosfórico: Ca10(PO4)6F2 + H2SO4 → H3PO4 + CaSO4 + 2HF - Superfosfato triplo (SFT): Ca10(PO4)6F2 + H3PO4 → Ca(H2PO4)2 + 2HF. - Fosfato de amônia: Mono-amônio fosfato/MAP: NH3 + H3PO4 → NH4H2PO4 - Di-amônio fosfato/DAP: 2NH3 + H3PO4 → (NH4)2HPO4 - Termofosfato: Ca10(PO4)6F2 + Fund. (Silic. Mg) + Energia(1000o -1450oC) → Termofosfato - Fosfato parcialmente acidulado: Ca10(PO4)6F2 +H2SO4 → Ca(H2PO4)2 + Ca10(PO4)6F2 + CaSO4 CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA

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O fósforo adicionado ao solo como fertilizante solúvel reage instantaneamente, liberando grande quantidade de fosfato que são adsorvidos aos colóides inorgânicos. O fornecimento de fósforo às plantas dependerá da reatividade do fosfato e da capacidade de retenção de P do solo. As reações do fósforo com os colóides inorgânicos do solo dependem de vários fatores, tais como: a) Tipos e quantidades de colóides quanto maior for o conteúdo de óxidos de ferro e alumínio, em especial àqueles de baixa cristalinidade, maior será o poder de adsorção de fósforo pelo solo. b) Acidez do solo: Solos com alta acidez potencial e baixo valor de pH possuem maior quantidade de sítios de adsorção (grupos funcionais OH monocoordenados). Deste modo, é obrigatória a correção da acidez antes da aplicação de fosfatos solúveis. c) Quantidade de fosfato solúvel adicionado: Cada solo apresenta uma capacidade limitada de adsorção de fósforo, geralmente muito alta. Essa capacidade depende do teor e tipo de colóides inorgânicos, como exemplo tem-se que o solo Argissolo Vermelho Distrófico com 200 g kg-1 de argila a pode sorver 350 mg kg-1, enquanto o Latossolo Vermelho Distroférrico com 680 g kg-1 de argila pode sorver 1.100 mg kg-1. d) Tempo de reação: A energia de ligação do fósforo com os colóides inorgânicos torna-se cada vez forte à medida que passa o tempo. Deste modo, os fosfatos devem ser aplicados no momento da semeadura. e) Área de contato com o solo: Os fertilizantes fosfatados solúveis devem ser aplicados em grânulos e na linha de semeadura para diminuir a área de contato com os colóides inorgânicos e com isso minimizar os fenômenos de adsorção química. Já os fertilizantes de baixa solubilidade, como os fosfatos naturais reativos (Gafsa, Arad, etc.) devem ser adicionados de modo a maximizar a área de contato, através da aplicação a lanço e preferencialmente incorporados ao solo, pois só ocorrerá a liberação do fósforo. Parece que a única função do fosfato no metabolismo é a formação de ligações, pirofosfato, as quais permitem a transferência de energia. O fósforo da fitina presente nas sementes é visto como um fósforo de reserva. Durante a germinação, o fósforo da fitina é mobilizado e convertido em outras formas de fosfato, necessárias para o metabolismo das plantas jovens (MENGEL & KIRKBY, 1987). O fosfato nucléico está presente no núcleo das células, os açúcares fosfatados dominam no citoplasma, fosfolipídios dominam nos cloroplastos e fosfatos inorgânicos dominam no vacúolos (BIELESKI & FERGUSON, 1983). O fosfato vacuolar é considerado como uma reserva, suprindo o citoplasma com fosfato quando necessário. Dessa forma, o nível de fosfato no citoplasma é mantido na ordem de 5 a 6 mM . Baixas concentrações de fosfato inorgânico reduzem o crescimento, e numa concentração de 0,3 mM ou menos, o crescimento é completamente inibido (REBEILLE et al., 1984). O fosfato inorgânico no citoplasma tem uma função regulatória, por influenciar a atividade de várias enzimas, como por exemplo, a fosfofrutoquinase. A concentração de fosfatos inorgânicos nos cloroplastos e mitocondria é comparativamente alta e da ordem de 10 mM (BIELESKI & FERGUSON, 1983). 3.4. Nitrogênio a Adubação Nitrogenada O nitrogênio encontra-se na forma mais estável termodinamicamente na atmosfera. A forma N2 não é CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA

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disponível para as plantas, os animais e a maioria dos microorganismos. Há duas maneiras de quebrar as ligações entre os átomos de nitrogênio. A primeira delas é via enzimática (nitrogenase). Algumas espécies de microorganismos sintetizam essa enzima, portanto são hábeis em transformar o N2 em duas moléculas de NH3, a qual é imediatamente incorporada a compostos orgânicos, formando aminas, amidas, aminoácidos, etc. Muitos desses microorganismos vivem em associações com as plantas, podendo ser simbióticas ou não. Os mais conhecidos são aqueles que: a) formam simbiose com as leguminosas, com a formação de nódulos; b) que se associam com as gramíneas (cana-de-açúcar, Paspalum, milho, arroz, etc.); c) que se associam com azola; e) e os de vida livre. Esse conjunto de microorganismos é responsável pelo nitrogênio presente em ambientes naturais, onde o homem nunca adicionou esse nutriente, pois as rochas que deram origem aos solos não continham minerais de nitrogênio. Deste modo, todo nitrogênio ingressa no solo na forma orgânica e é controlado exclusivamente pela atividade biológica. A segunda possibilidade de quebrar as ligações entre os átomos de nitrogênio é através do processo industrial, onde a energia e os hidrogênios necessários são fornecidos pelos derivados do petróleo. É um processo desenvolvido no período das grandes guerras; muito caro; energeticamente negativo; controlado por pouquíssimas empresas e não é renovável. Uma vez entrando no sistema solo, o nitrogênio estará em formas muito instáveis e está, portanto, sujeito a saída do sistema. A tendência do nitrogênio do solo é retornar à atmosfera na forma de N2. Mesmo que o nitrogênio saia do solo na forma de NO3, ele ainda está instável termodinamicamente. As transformações do nitrogênio no solo envolvem a passagem das formas orgânicas (aquelas incorporadas pelos microorganismos e plantas) para as formas minerais. Esse processo é controlado única e exclusivamente pelos microorganismos e gera o aparecimento de NH3. Esse pode ser perdido por volatilização ou, mais comumente reage instantaneamente com o H+ da solução do solo produzindo o NH4 + O amônio pode ser retido nas cargas negativas dos colóides, absorvido pelas plantas ou microorganismos e, principalmente, pode ser convertido em NO3. Essa reação é muito rápida (uma ou duas semanas) e torna o nitrogênio muito móvel no solo, pois a força de adsorção do nitrato pelos colóides é muito fraca. Assim, o NO3 pode se eletroneutralizar com cátions da solução do solo (K+, Ca+2, etc.) e ser lixiviado pelo movimento descendente de água. Esse processo é responsável pela perda de nitrogênio e pela reacidificação do solo e pela contaminação do lençol freático. Em ambientes com baixa tensão de oxigênio, o nitrogênio na forma de nitrato pode ser convertido em N2 (denitrificação) e retornar à atmosfera. Em ambientes pobres em nitrogênio e na presença de resíduos vegetais com alta relação C:N, ocorre a imobilização do nitrogênio do solo. Esse fenômeno é comumente observado durante a decomposição de folhas e ramos. Além de ser constituinte dos aminoácidos livres e protéicos, o nitrogênio está presente em outros compostos nitrogenados importantes, como as bases nitrogenadas (purinas e pirimidinas), os ácidos nucleicos (DNA e RNA), que perfazem cerca de 10% do total do nitrogênio na planta. Outras formas amino solúveis chegam a compor 5% do N das plantas. A fração presente como NH-3 e NH+4 geralmente representa baixa porcentagem (CONN & STUMPF, 1975; MENGEL & KIRKBY, 1987). Nas folhas o nitrogênio está nos cloroplastos como constituinte da molécula de clorofila, onde cada átomo de Mg está ligado a quatro átomos de nitrogênio e também participa da síntese de vitaminas, hormônios, coezima, alcalóides, hexosaminas e outros compostos. O nitrogênio é um nutriente que está relacionado aos mais importantes processos fisiológicos que ocorrem nas plantas, tais como fotossíntese, respiração desenvolvimento e atividade das raízes, CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA

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absorção iônica de outros nutrientes, crescimento, diferenciação celular e genética. 3.5. Potássio e adubação potássica O potássio presente no solo se encontra nas mais diferentes formas, das quais umas são disponíveis em curto prazo para as plantas e outras não. Entre as diferentes formas em que se encontra o potássio no solo, destacam-se: (a) potássio estrutural, (b) potássio adsorvido na cavidade siloxana de argilominerais, (c) potássio trocável, (d) potássio na solução do solo e (e) potássio contido nos restos culturais. As plantas absorvem o potássio da solução do solo, cuja concentração é mantida pelo equilíbrio com o potássio retido nos sítios de troca (trocável). Entretanto, uma vez que a concentração de K na solução atinge valores extremamente baixos, pode haver difusão de parte do potássio contido nas estruturas dos argilominerais e dissolução dos minerais primários que contém K, indicando que as formas de K não trocáveis são potencialmente disponíveis às plantas. Na planta, o K encontra-se principalmente na forma iônica. Nesta forma, grande parte do K absorvido pelas plantas retorna ao solo após ela completar o ciclo, pela simples lavagem das folhas com a água das chuvas. A reciclagem desse nutriente, especialmente sob sistema plantio direto, exerce importante papel na sua disponibilidade, pois espécies com alta capacidade de extração, como a aveia, podem reunir quantidades consideráveis do nutriente, estimadas na média em torno de 90 Kg ha-1, que seriam disponibilizados à cultura subseqüente quando os seus restos permanecem na área de cultivo. O potássio trocável é tido como uma reserva prontamente disponível às plantas, enquanto que o potássio não trocável é considerado uma reserva em médio prazo. No RS e SC, o potássio disponível para as plantas é estimado pelo extrator Mehlich 1 (o mesmo utilizado para estimar o P), cuja quantidade extraída é muito próxima da quantidade trocável existente no solo. Outros locais utilizam outros métodos, como a resina trocadora de cátions ou o acetato de amônio a pH 7,0. As recomendações de K em vigor não levam em consideração as diferenças nas características mineralógicas, físicas e químicas dos solos, bem como sua capacidade de liberação de formas não trocáveis e/ou suprimento e mesmo qualquer parâmetro morfológico ou cinético de plantas, que afetam a absorção de K do solo. O suprimento de nutrientes para as plantas é dependente de um processo dinâmico no solo, mas as quantidades extraídas pelos métodos empregados, que é denominada forma lábil, inclui apenas as formas retidas com menor energia, não estimando outras formas do elemento que se encontram no solo em condições de contribuir para o suprimento da planta. Assim, os métodos de rotina, que usam soluções extratoras, refletem somente uma situação estática e pontual e, portanto, dão somente uma medida parcial e aproximada da verdadeira disponibilidade de K no solo. Atualmente, nos solos do RS e SC com CTC à pH 7,0 5; 5,1 a 15 e >15 cmolc dm-3 os níveis críticos são de 45, 60 e 90 mg dm-3, respectivamente. Na região Sul do Brasil poucos experimentos de calibração mostram respostas das culturas à adubação potássica, mesmo quando os teores são menores do que o nível crítico. Além disso, em aproximadamente 59% das amostras de solo do Estado do RS que chegam aos laboratórios, os valores de potássio trocável estão acima do nível crítico, indicando que os níveis de K do solo aumentaram ao longo dos últimos anos. O principal fertilizante utilizado para fornecer K é o cloreto de potássio (KCl), que é totalmente importado de países como o Canadá, Polônia e países da antiga União Soviética. Há no mercado o sulfato de potássio (K2SO4), mas o valor por unidade de K normalmente é muito mais alto do que o cloreto. As cinzas de resíduos orgânicos são uma excelente fonte de potássio, mas não é comum a preocupação com a reciclagem. A adubação com K deve ser feita, preferencialmente, no momento da CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA

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semeadura, juntamente com o P. Aplicações de K em cobertura não tem apresentado resposta pelas culturas, embora haja no mercado a uréia cloretizada (misturada com cloreto de K). O potássio está envolvido no crescimento meristemático (JACOBY et al., 1973). Fitohormônios que estão envolvidos no crescimento de tecidos meristemáticos são postos em ação pelo potássio. O potássio também é importante para a manutenção da quantidade de água nas plantas. A absorção de água pela célula e pelos tecidos é frequentemente conseqüência da absorção ativa do potássio (LAUCHLI & ARNEKE, 1978). O mecanismo de abertura e fechamento dos estômatos depende inteiramente do fluxo de potássio sobre a taxa de assimilação de CO2, não por uma influência direta nos fotossistemas I ou II, mas sim por promover a síntese da enzima ribulose bifosfato carboxilase (RUBISCO). O potássio não promove somente a translocação de fotossintetatos recém-produzidos, mas também tem um efeito benéfico na mobilização de material estocado (KOCH & MENGEL, 1977). A principal função do potássio em bioquímica é seu efeito na ativação de vários sistemas enzimáticos (EVANS & SORGER, 1966). 3.6. Cálcio Uma das principais funções do cálcio é a na estrutura da planta, como integrante da parede celular, e sua falta afeta particularmente os pontos de crescimento da raiz, sendo também indispensável para a germinação do grão de pólen e crescimento do tubo polínico. Deve-se ao Ca a movimentação das graxas nas plantas. Na literatura tem sido vinculado a substituição do sódio pelo potássio em diversas plantas. No algodão ocorre a parcial substituição do Na por Ca para o desenvolvimento imposto pela raiz. Tem atribuído que o Na vem a superar o prejuízo do transporte do carboidrato associada a deficiência do cálcio ( ASHER, 1991). 3.7. Magnésio Entre as principais funções do magnésio nas plantas destaca-se a sua participação na clorofila, na qual o Mg corresponde a 2,7 % do peso molecular; o Mg é também ativador de um grande número de enzimas. COURY et al 1953 diagnosticou como carência de magnésio a doença fisiológica conhecida por vermelhão do algodoeiro, a qual se caracteriza pela coloração vermelho púrpura que se estabelece entre as nervuras das folhas mais velhas, as folhas deficientes e as maçãs caem com facilidade. 3.8. Enxofre O enxofre (S) é um nutriente essencial à vida dos vegetais, pois é encontrado nas proteínas, formando parte dos aminoácidos cisteína e metionina; em compostos como as vitaminas tiamina e biotina; na coenzima A (Coa); na ferredoxina, proteína importante na fotossíntese; e no glutatione, tripeptídeo, que atua como antioxidante em vários processos de destoxificação. O S também faz parte de compostos de sabor e odor, que são importantes na aceitabilidade das pastagens forrageiras pelos animais. No solo, o S encontra-se na forma orgânica, que representa mais de 90% do S total na maioria dos solos, e inorgânica. As transformações de S no solo são controladas por processos bióticos e abióticos. CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA

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As transformações bióticas estão relacionadas aos processos de mineralização, imobilização, oxiredução e assimilação de S pela planta. Os processos abióticos compreendem a adsorção, a dessorção, a precipitação e a dissolução do S inorgânico. Com a decomposição aeróbia da matéria orgânica ocorre à formação de SO4. Já em condições de baixa difusão de oxigênio as formas reduzidas de S são as que predominam como dióxido de S (SO2), o sulfito (SO3-2), o tiossulfato (S2O3-2), o S elementar (S0) e o sulfeto (S-2). Os solos argilosos com altos teores de óxidos de ferro apresentam grande capacidade de adsorção de SO4, o que diminui a sua movimentação no perfil do solo. Já em solos arenosos a movimentação do SO4 é maior e, com isso, pode ser perdido por percolação. Além disso, solos arenosos possuem baixos teores de matéria orgânica, consequentemente, menores reservas de S orgânico. O SO4 na solução do solo pode ser adsorvido aos colóides inorgânicos do solo. A prática da calagem e a aplicação de fosfatos solúveis proporcionam diminuição na adsorção de SO4, aumentando a disponibilidade deste íon na solução do solo. Quando na solução do solo ele pode ser absorvido pelas plantas e movimentar-se para camadas mais profundas. Em cultivos florestais, nos períodos iniciais, implantação e estabelecimento das culturas, deve-se dar maior atenção ao enxofre, uma vez que, em geral, as plantas não possuem o sistema radicular plenamente desenvolvido e exploram principalmente as camadas mais superficiais do solo. Com isso, uma estratégia é a manutenção de resíduos nas entrelinhas das culturas para aumentar a ciclagem de S. Entre os fatores que podem levar a não resposta das culturas as adubações sulfatadas, destacam-se a contribuição das chuvas e das irrigações como veículo de deposição do enxofre atmosférico, a ciclagem do enxofre através de plantas de cobertura com sistema radicular bem desenvolvido e o fluxo ascendente de sulfato em períodos de balanço hídrico negativo. Por fim, o uso do solo de forma inadequada, resultando em diminuições nos teores de matéria orgânica, associado ao uso de corretivos em superfície e fertilizante concentrados com ausência de S, as exportações deste elemento pelas colheitas reduzem a disponibilidade de S. Assim, espera-se maior resposta das culturas ao S adicionado. 3.9. Micronutrientes A classificação dos elementos essenciais em macro e micronutrientes é única e exclusivamente em função da quantidade que eles são absorvidos, não refletindo o grau de importância às plantas. O zinco (Zn), cobre (Cu), ferro (Fe), manganês (Mn), molibdênio (Mo), boro (B) e cloro (Cl) são os elementos considerados micronutrientes essenciais. Outros elementos, como o sódio (Na), cobalto (Co), silício (Si) e níquel (Ni), em alguns casos, podem ser considerados essenciais ou benéficos. Considerando seu papel no metabolismo vegetal, o Zn, Cu, Fe, Mn e o Co pertencem ao grupo que está envolvido em processos de oxiredução na planta; o B e o Si são incluídos no mesmo grupo do fósforo e enxofre; o Cl e o Na, juntamente com o potássio, estão relacionados ao controle osmótico. A quantidade total de micronutrientes no solo é fundamentalmente dependente do material de origem e do grau de evolução genética. Solos derivados de basalto são mais ricos em micronutrientes, especialmente em Mn, Fe e Zn do que aqueles oriundos de arenitos, folhelhos e sedimentos orgânicos. À medida que o solo envelhece, ocorrem perdas de todos os elementos químicos, mesmo que pequenas. Assim, a probabilidade de respostas das plantas a aplicação de micronutrientes é maior em solos mais arenosos e mais intemperizados comparativamente aos solos com maior teor de argila e mais jovens. A disponibilidade dos micronutrientes depende, além do teor total, dos fenômenos de superfície que controlam sua concentração na solução. CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA

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As reações com os colóides inorgânicos e orgânicos do solo e a constante de hidrólise (precipitação e alteração na adsorção) dos cátions metálicos são as condicionantes das suas labilidades às plantas. A energia de ligação dos micronutrientes com os colóides e o grau da constante de hidrólise são dependentes dos fatores pH, Eh (potencial redox), teor de matéria orgânica, de argila e de óxidos do solo. À medida que o pH do solo aumenta, diminui-se a disponibilidade dos micros catiônicos (Zn, Cu, Fe, Mn, Co) por causar a precipitação na forma de óxidos, enquanto que aumenta a Mo e do Cl, que estão na forma de ânions. A disponibilidade do B cresce até o pH em torno de 5,5 e após se estabiliza, devido à contribuição da matéria orgânica. A matéria orgânica está envolvida na disponibilidade de micronutrientes pela formação de quelatos (complexos orgânicos com vários pontos de ligação com o metal) solúveis e insolúveis, pela criação de cargas negativas e pela quantidade de micro contida na sua estrutura (em especial para B). A alta afinidade dos compostos orgânicos pelos elementos metálicos faz com que haja um teor adequado de matéria orgânica para a máxima disponibilidade destes micros. Em casos de solos com baixos ou altos teores de matéria orgânica (solos orgânicos), é provável que ocorram problemas com deficiências, especialmente de Cu e Zn. Solos com baixa taxa de difusão de oxigênio (baixos Eh), como ocorre quando o solo é saturado, aumenta muito a disponibilidade de Mn e Fe, podendo ocasionar fitotoxidez, como ocorre para o Mn em soja e o Fe em arroz inundado. Quanto maior for o teor de argila e óxidos, maior será a adsorção dos micronutrientes, atuando por um lado como uma reserva e por outro como um empecilho à disponibilidade. As culturas apresentam exigências muito diversas quanto à quantidade de micronutrientes, mas dificilmente o pinus e o eucalipto respondem à adubação. Para as culturas leguminosas é recomendada a inoculação das sementes com rizóbio, juntamente com Mo e Co, mesmo que a probabilidade de resposta seja baixa, o que é compensado pelo baixo custo e aumento na eficiência na fixação simbiótica de N. O enxofre faz parte da molécula de vários compostos orgânicos (DUKE & REISENAUER, 1986; MARSCHNER, 1986; MENGEL & KIRKBY, 1987) como:- ferrodoxinas- proteínas de baixo peso molecular contendo alta proporção de unidades de cisteína e adicionalmente iguais números de átomos de ferro e enxofre ; serve nas reações de oxiredução da fotossíntese, na redução de NO3 e do SO4 e sendo que o aminoácido cisteína pode se converter no aminoácido metionina e no dipeptídeo cistina e esses aminoácidos entram na composição das proteínas, está é a maior fração do enxofre nas plantas. Cerca de 70% do total do enxofre protéico das folhas encontra-se nos cloroplasto e nas sementes é encontrado nas suas películas externas (PASSOS, 1977). Boro A função fisiológica do boro difere da dos outros micronutrientes, pois este ânion não foi identificado em qualquer composto ou enzima específica. As principais funções são atribuídas ao boro são: metabolismo de carboidratos e transporte de açúcares através das membranas; síntese de ácidos nucléicos (DNA e RNA) e de fitohormônios; formação de paredes celulares; divisão celular. Apesar da concordância de que é essencial para às plantas, ainda não foi estabelecidas uma função bioquímica para o boro, a hipótese mais aceita é a de GAUCH & DUGGER JÚNIOR (1953), para os quais a função deste elemento é a de facilitar o transporte de açúcares através das membranas. Na procura de outras funções para o boro, aspectos do metabolismo têm sido considerados, os quais incluem : metabolismo de ácidos nucléicos, biossíntese de carboidratos, fotossíntese, metabolismo de proteínas e, recentemente, a função de estabilidade da membrana celular (DUGGER JÚNIOR 1983, PILBEAM & KIRKBY, 1983). CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA

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Uma das mais rápidas respostas à deficiência de boro é a inibição ou paralização do crescimento dos tecidos meristemáticos da parte aérea e das raízes, considera-se que é necessário um contínuo suprimento de B para a manuntenção da atividade meristemática. A razão para esta exigência em B não é conhecida, mais tem sido mostrado que ele é necessário para a síntese de bases nitrogenadas como a uracila (ALBERT, 1968) a qual é componente essencial do RNA e, se ausente, afetará a síntese de proteínas. O envolvimento do B na síntese de RNA foi demontrado mais recentemente por ROBERTSON & LONGMAN (1974) usando P32 . Os autores mostraram que a deficiência de B reduzia a taxa de incorporação de fósforo nos nucleotídeos. O B permeabiliza as paredes celulares, facilitando a absorção de nutrientes e aumenta a resistência da planta à seca (PASSOS, 1977). A base fisiológica da deficiência de B nas plantas tem sido ligada à concentração de ascorbato (vitamina C) nos ápices da raiz, o que resulta em taxas extremamente lentas de crescimento. Observouse um acúmulo de Fe e Cu na raiz nas plantas deficiêntes em B, suspeitando que o Fe+3 possa reagir com o P e formar um tipo de placa que inibe a eficiência de absorção da raiz (The FAR Letter, 1998, citado por MALAVOLTA, 1998). Cloro Em 1944, WARBURG descobriu que a reação de Hill em cloroplastos isolados necessitavam de cloreto. Desde então o envolvimento deste íon no desdobramento da molécula da água na fotossíntese II tem sido confirmado por vários autores (MARSCHNERS, 1986). Evidências recentes de METTLER et al (1982) indica que ATP ase localizada no tonoplasto é estimulada especificamente pelo ClCobre As principais funções do Cu são as seguintes : ocorre em compostos com funções não tão bem conhecidas como as das enzimas, mas de vital importância no metabolismo das plantas; participa de muitos processos fisiológicos como: fotossíntese, respiração, distribuição de carboidratos, redução e fixação de nitrogênio, metabolismo de proteínas e da parede celular; influência na permeabilidade dos vasos do xilema à água; controla a produção de DNA e de RNA e sua deficiência severa inibe a reprodução das plantas (reduz a produção de sementes e o pólen é estéril); está envolvido em mecanismos de resistência a doenças. A resistência de plantas à doenças fúngicas está relacionada com suprimento adequado de cobre. O Cu influe na uniformidade da florada e da frutificação e regula a umidade natural da planta, aumenta resistência à seca, é importante na formação de nós. Ferro As principais funções atribuídas ao ferro são: ocorre em proteínas dos grupos heme e não-heme e encontra-se principalmente nos cloroplastos; complexos orgânicos de ferro estão envolvidos no mecanismo de transferência de elétrons; Fe-proteínas do grupo não-heme estão envolvidas na redução de nitratos e de sulfatos; a formação de clorofila parece ser influenciada por esse elemento; está diretamente implicado no metabolismo de ácidos nucléicos; exerce funções catalíticas e estruturais. Manganês CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA

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Todas as plantas tem uma necessidade específica de manganês e aparentemnte sua função mais importante está relacionada com os processos de oxi-redução. A função mais estudada do manganês em plantas refere-se à sua participação no desdobramento da molécula de água e na evolução do O2 no sistema fotossintético (equação de Hill), na fase luminosa, de forma que tem-se a transferência de elétrons para o fotossistema II (Cheniae & Martin, 1968). As plantas possuem uma proteína contendo manganês, a manganina. O Mn acelera a germinação e aumenta a resistência das plantas à seca, beneficiando o sistema radicular. Molibdênio Segundo ADRIANO (1986) as funções do molibdênio nos processos fisiológicos foram primeiramente estabelecidas por Bortels, em 1930, que mostrou que este elemento era necessário para Azotobacter na fixação do N2 atmosférico. Também Bortels et al., citado por ADRIANO (1986) relataram que o molibdênio era necessário para a fixação simbiótica do N2 pelas leguminosas, demonstrando que o molibdênio era essencial para o crescimento de plantas superiores. A função mais importante do Mo nas plantas está associada com o metabolismo do nitrogênio. Esta função está relacionada à ativação enzimática, principalmente com as enzimas nitrogenases e redução do nitrato. Zinco A participação mais importante do zinco nos processos metabólicos das plantas é como componente de várias enzimas, tais como: desidrogenases, proteinases, peptidases e fosfohidrogenase. LINDSAY (1972) e PRICE et al. (1972) relataram que uma função básica do Zn está relacionada ao metabolismo de carboidratos e proteínas, de fosfatos e também na formação de auxinas, RNA e ribossomas. Existem evidências de que o Zn tem influência na permeabilidade de membranas e é estabilizador de componentes celulares. Cada nutriente desempenha funções definidas dentro da planta e nenhum pode ser completamente substituído por outro. Conquanto cada elemento desempenhe certas funções específicas, todos devem estar juntos para produzir melhores resultados. Deve ser lembrado, entretanto, que o efeito de cada nutriente, em particular no crescimento da planta, depende da reserva dos outros elementos essenciais (Lei do Mínimo de Liebig), e nenhum efeito de cada elemento pode ser interpretado isoladamente (Fageria, 1984). Um resumo das principais funções dos nutrientes de plantas aparece nas próximas tabelas, extraídas de Malavolta (1980). Tabela - Macronutrientes: Funções e compostos (Malavolta, 1980).

Nutriente

Funções

N

Importante no metabolismo como composto orgânico; estrutural Armazenamento e transferência de energia; estrutural Abertura e fechamento de estômatos, síntese e estabilidade de proteínas, relações osmóticas, síntese de carboidratos

P

K

Compostos Aminoácidos e proteínas, aminas, amidas, aminoaçúcares, purinas e pirimidinas, alcalóides.Coenzinas, vitaminas, pigmentos Ésteres de carboidratos, nucleotídeos, e ácidos nucléicos, coenzimas, fosfolipídios. Predomina em forma iônica, compostos desconhecidos.

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Mg S

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Ativação enzimática, parede celular, Pectato de cálcio, fitato, carbonatoOxalato permeabilidade. Ativação enzimática, estabilidade de Clorofila ribossomos, fotossíntese. Cisteína, cistina, metionina e taurina, Grupo ativo de enzimas e coenzimas. Glutatione, glicosídios e sulfolipídios, coenzimas.

Tabela - Micronutrientes: Funções e compostos (Malavolta, 1980).

Nutriente

Funções

Compostos

B

Transporte de carboidratos Borato; Compostos desconhecidos Coordenação com fenóis

Cl

Fotossíntese

Cloreto; Compostos desconhecidos

Co

Fixação de N2

Vitamina B12

Cu

Enzima Fotossíntese

Polifenoloxidase; plastocianina,Azurina, estelacianina; umecianina

Fe

Grupo ativo em enzimas e em Citrocromos, ferredoxina, catalase, transportadores de elétrons peroxidase, redutase de nitrato, nitrogenase; redutase de sulfito

Mn

Fotossíntese,metabolismo de ácidos Manganina orgânicos

Mo

Fixação do N2, redução do NO3-

Redutase de nitrato; Nitrogenase

Zn

Enzimas

Anidrase carbônica, aldolase

3.9. Absorção e movimento de nutrientes nas plantas A absorção de um nutriente é a sua entrada, na forma iônica ou molecular, nos espaços intercelulares ou em organelas vivas da planta. Dessa forma, podem-se considerar "absorvidos", tanto os nutrientes advindos do processo radicular como do foliar. Na Tabela 1, são apresentadas as principais formas em que os nutrientes são absorvidos e, na Tabela 2, as formas de caminhamento no solo. Após a absorção, o nutriente é transportado pelo interior da planta, dando-se a esse processo o nome de translocação. O transporte pode ser feito com o nutriente estando ou não na mesma forma em que foi absorvido, indo de um órgão (ou região) a outro da planta, em geral, da raiz para as folhas. Esse movimento é a favor da corrente transpiratória, via xilema, e, portanto, todos os nutrientes são considerados móveis quanto à translocação. CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA

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Tabela - Formas absorvidas pelas plantas

Nutriente

Preferencial

Nitrogênio

NO3-

Fósforo

NH4+ NPO4-

H2PO4K+

Potássio Cálcio

Ca++ Mg++

Magnésio Enxofre Boro

SO4H3BO3

Cloro

Cl-

Cobre

H2BO3Cu++

Ferro

Fe+++ Mn++

Manganês Molibdênio Zinco

Eventual

Fe++

MoO4Zn++

FONTE: (Malavolta, 1980); (Raij, 1983) Tabela - Contribuição relativa da interceptação radicular, do fluxo de massa e da difusão no fornecimento de elementos para a cultura do milho num solo fértil barro limoso (Malavolta, 1980)

Elemento

Quantidade necessária para uma colheita de 9,1 ha -1

N 170 P 35 K 175 Ca 35 Mg 40 S 20 B 0,2 Cu 0,1 Fe 1,9 Mn 0,3 Mo 0,01 Zn 0,3 FONTE: (Malavolta, 1980); (Raij, 1983)

kg ha -1 fornecidos por Interceptação

Fluxo de massa

Difusão

2 1 4 60 15 1 0,02 0,01 0,2 0,1 0,001 0,1

168 2 35 150 100 19 0,7 0,4 1,0 0,4 0,02 0,1

0 33 136 0 0 0 0 0 0,7 0 0 0,1

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A redistribuição é a transferência de um elemento de um órgão (ou região) a outro da planta, em forma igual ou não à que foi absorvida, tendo, entretanto, sofrido metabolização. A redistribuição ocorre através do floema, levando o nutriente das áreas de síntese (folhas) para as áreas de armazenamento/crescimento (frutos). É no movimento de redistribuição que ocorrem diferenças entre os nutrientes quanto à mobilidade, conforme mostra a Tabela 10, extraída de Malavolta (1980). Tabela - Mobilidade comparada dos nutrientes aplicados nas folhas. Em cada grupo os elementos aparecem em ordem decrescente (Malavolta, 1980) Altamente móveis

Móveis

Parcialmente imóveis

Imóveis

Nitrogênio

Fósforo

Zinco

Boro

Potássio

Cloro

Cobre

Cálcio

Sódio

Enxofre

Manganês

Magnésio

Ferro Molibdênio

O aspecto mobilidade é de fundamental importância na nutrição das plantas, principalmente nas perenes, que recebem adubação de forma localizada e exploram o mesmo volume de solo por vários anos.

Representação esquemática da demanda de nutrientes pelas plantas e suprimento pelo solo e por adubos

3. Análise de solo, amostragem, diagnose nutricional. O solo (ou substrato, ou solução nutritiva) é o meio do qual as plantas, através da absorção radicular, obtém os elementos minerais essenciais. Quando o meio não tem e, ou, não fornece as quantidades adequadas dos nutrientes, o que tem sido avaliado pela análise química do solo, as plantas não terão as suas exigências nutricionais atendidas. Haverá, portanto, redução do crescimento e produção das culturas devido a deficiência nutricional. Assim, a avaliação do estado nutricional das plantas objetiva identificar os nutrientes que estariam limitando o crescimento e produção das culturas. A técnica, nos seus diversos métodos, consiste CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA 42

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basicamente, em se comparar uma planta, uma população de plantas ou uma amostra dessa população com um padrão da cultura em questão. O padrão seria uma planta “normal”, sem nenhuma limitação do ponto de vista nutricional e capaz de altas produções. Os padrões nutricionais podem ser obtidos experimentalmente em cultivos sob condições controladas ou a campo, e também em plantios comerciais, considerando-se a produtividade. De acordo com MALAVOLTA et al. (1997), pode-se considerar como “padrão” culturas que apresentem uma produtividade de pelo menos três vezes a média nacional. Tais plantas, certamente, devem ter nos seus tecidos, todos os nutrientes em quantidades e proporções adequadas, não mostrando sintomas visíveis de carência. Existem diversos métodos de avaliar o estado nutricional das plantas, sendo os principais a diagnose visual e a diagnose foliar, embora existam outros como os testes de tecidos, testes bioquímicos, aplicações foliares, teor de clorofila. Pela importância e aplicação prática, os dois primeiros serão aqui relatados com maiores detalhes. Para um adequado monitoramento da fertilidade do solo e da nutrição vegetal, recomenda-se conciliar os métodos da análise de solo e da diagnose do estado nutricional das plantas, sendo os últimos, considerados complementares ao primeiro. 4.1.

Análise da fertilidade do solo

O conhecimento das características fisicas e hídricas dos solos é de grande importância para subsidiar o manejo de uso e ocupação das terras, com vistas à produção sustentável de alimentos e à recuperação de áreas degradadas, além de fornecer informações para fins não agrícolas, como o planejamento de rodovias, ferrovias, aterros sanitários e construções de edificações. As plantas, em geral, obtém os nutrientes de que precisam do solo. A avaliação da disponibilidade de nutrientes em solo é feita, em geral, com base na análise de fertilidade. O que devo fazer para melhorar a fertilidade do meu solo? Normalmente se utilizam dois tipos de produtos: o calcário para corrigir a acidez do solo e os fertilizantes, ou adubos, para corrigir a falta de nutrientes. A decisão do que quando e quanto aplicar de calcário e fertilizante somente deve ser feita com base na análise de fertilidade do solo com o auxílio de um agrônomo. Amostragem Material básico: Recipientes (sacos de plásticos robustos de preferência) para cerca de 500g. de amostra; Identificadores (tipo 1) nos recipientes (etiquetas firmes e/ou escrita direta) para os dados do questionário de identificação da amostra, e (tipo 2) para onde os resultados das amostras devem ser enviadas. Instruções: Dividir a propriedade em áreas uniformes de até 10 hectares, para a retirada de amostras. Cada uma dessas áreas deverá ser uniforme quanto a cor, topografia, textura e quanto as adubações e calagem que recebeu. Áreas pequenas, diferentes das circunvizinhas, não deverão ser amostradas juntas. Cada uma das áreas escolhidas deverá ser percorrida em zig-zag, retirando-se com um trado, amostras de 15 a 20 pontos diferentes, que deverão ser colocadas juntas em um balde limpo. Na falta de trado, poderá ser usado um tubo ou uma pá. Todas as amostras individuais de uma mesma área uniforme deverão ser CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA

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muito bem misturadas dentro do balde, retirando-se uma amostra final, em torno de 500g.

Figura: Exemplo de retirada de amostra de um terreno de baixada (amostra 1) e de meia encosta (amostra 2). As áreas dentro dos círculos não devem ser amostradas. As amostras deverão ser retiradas da camada superficial do solo, até a profundidade de 20 cm, tendo antes o cuidado de limpar a superfície dos locais escolhidos, removendo as folhas e outros detritos. Não retirar amostras de locais próximos a residências, galpões, estradas, formigueiros, depósitos de adubos, etc. Não retirar amostras quando o terreno estiver encharcado. No caso de culturas perenes (frutíferas por exemplo) sugere-se tambem retirar amostras entre 20 e 40cm de profundidade. Identificar perfeitamente cada amostra no identificador tipo 1, numerando cada recipiente com o mesmo número colocado nos seus apontamentos particulares. Identificar perfeitamente cada amostra no identificador tipo 2, o endereço para onde devem ser remetidos os resultados. A análise química do solo é um dos métodos disponíveis que se tem para avaliar a fertilidade do solo, sendo um dos mais baratos e mais rápidos. No entanto, apresenta algumas limitações. Nos cultivos de culturas perenes, os fertilizantes são aplicados em sulcos ou faixas, quase sempre no mesmo local, ciclo após ciclo, fazendo com que haja grande diferença de concentração de nutrientes no solo de um ponto para outro, próximos à linha da adubação. Dessa forma, torna-se difícil escolher os pontos de amostragem de solo no terreno que reflitam a disponibilidade real de nutrientes, ou seja, que a amostra de solo não contenha nutrientes em excesso ou de menos. Nos cultivos de plantas temporárias esse problema não existe, porque a aplicação dos fertilizantes para um ciclo de cultivo dificilmente vai coincidir no mesmo local das aplicações do ciclo anterior. Além disso, os preparos de solo contribuem para diluir e uniformizar os resíduos dos adubos em toda camada arável do terreno. A análise de solo para as fruteiras é de grande utilidade quando realizada antes da instalação do pomar, para se fazer as correções necessárias do solo, como a calagem, e recomendar os níveis de adubação de plantio, crescimento e dos primeiros ciclos de produção. Posteriormente, há necessidade que se tenha a análise foliar para, junto com a análise de solo, fazer as recomendações.

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Para que a análise de solo seja representativa da área a ser cultivada, é necessário fazer uma amostragem muito bem feita como se descreve a seguir: - inicialmente, procede-se a divisão da área da propriedade em subáreas, levando-se em conta a topografia (baixada, plana, encosta ou topo), a vegetação ou cultura, cor do solo (amarelo, vermelho, cinza ou preto), bem como, textura (argilosa, média ou arenosa), grau de erosão, drenagem e, finalmente, o uso (virgem ou cultivado, adubado ou não); - considerando a variabilidade do terreno, a subárea não deve ser superior a 20 ha; - para cada subárea, coletar vinte amostras simples a uma profundidade de 0 - 20 cm e outras vinte a uma profundidade de 20 - 40 cm, colocando a terra em duas vasilhas limpas. Misturar toda terra coletada de cada profundidade e, da mistura, retirar uma amostra composta com aproximadamente 0,5 kg de solo e colocá-la num saco plástico limpo ou numa caixinha de papelão. Identificar essas duas amostras e enviá-las para um laboratório; - as amostras são coletadas com um trado, uma sonda ou um cano galvanizado de uma ou ¾ polegadas de diâmetro ou ainda com uma enxada ou um enxadeco. A amostragem é facilitada quando o solo está um pouco úmido; - nunca coletar amostra em locais de formigueiro, monturo, coivara ou próximos a currais. Antes da coleta, limpar a superfície do terreno, caso tenha mato ou resto vegetal. Em pomares já estabelecidos, seguem-se esses mesmos procedimentos. A época recomendada para amostragem é após uma colheita e antes de efetuar a adubação de base para o novo ciclo de produção. As amostras devem ser coletadas na projeção da copa das árvores, nos espaços correspondentes às faixas em que se distribui os fertilizantes. Devem ser retiradas amostras de 0 – 20 e 20 – 40 cm de profundidade. A retirada de amostras em outras profundidades é útil em alguns casos, como na avaliação da salinidade, devendo ser, também, obtidas amostras compostas de 20 pontos. Aconselha-se repetir essa amostragem uma vez a cada dois anos ou antes quando for necessário. Recomenda-se ainda fazer amostragem de solo no espaço das entrelinhas, no caso da existência de cultura intercalar, ou quando se desconhece as características do solo antes da instalação do pomar, seguindo a mesma metodologia descrita anteriormente.

Coleta de solo para análise

4.2.

Interpretação de Análise de Solos

Colóides e Íons do Solo À medida que os solos são formados, durante os processos de intemperização, alguns minerais e a matéria orgânica são reduzidos a partículas extremamente pequenas. Alterações químicas diminuem ainda mais estas partículas até o ponto em que elas não podem mais ser vistas a olho nu. Estas partículas de menor tamanho é que são chamadas de “colóides”. Em termos práticos, o tamanho das frações da fase sólida do solo pode ser identificado de acordo com a seguinte classificação: CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA

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Tabela: Classificação, quanto ao tamanho, dos componentes da fase sólida do solo.

Frações Calhaus Areia grossa Areia fina Limo Argila

Dimensões (mm) 20 a 2 2 a 0,2 0,2 a 0,02 0,02 a 0,002 < 0,002 (2 micra)

Os colóides argilosos são frações menores que 0,001 mm ou 1 micra. Os colóides orgânicos constituemse no húmus, sendo produtos da decomposição da matéria orgânica, transformados biologicamente.

Tabela: Classificação dos tipos de colóides. Tipo de Colóide

Composição

Minerais

Argilas silicatadas e argilas sesquioxídicas (óxidos, hidróxidos e oxi-hidróxidos de Fe e Al)

Orgânicos

húmus

Os cientistas de solos aprenderam que os colóides minerais (argilas) são, em geral, de estrutura semelhante a placas e de natureza cristalina (formam cristais). Na maioria dos solos, os colóides minerais encontram-se em maior quantidade que os colóides orgânicos. O ponto importante é que os colóides são os principais responsáveis pela atividade química dos solos. O tipo do material de origem e o grau de intemperização do solo determinam os tipos de argila e as suas quantidades. O teor e qualidade do húmus são influenciados pelo tipo de matéria orgânica que o solo possui por natureza ou em decorrência de adições posteriores. Uma vez que os colóides do solo são formados das argilas e da matéria orgânica, sua reatividade global depende do material de origem, grau de intemperização e atividade microbiana, dentre outros fatores. Os colóides (argila ou húmus) apresentam, em geral, um balanço de cargas negativas (-), desenvolvido durante o processo de formação. Isto significa que eles podem atrair e reter íons com cargas positivas (+), da mesma forma que pólos diferentes de um imã são atraídos, ao passo que repelem outros íons de carga negativa, como pólos iguais de um imã se repelem. Em certos casos, os colóides podem, também, desenvolver cargas positivas (+). É comum dividir as cargas negativas dos solos em cargas permanentes e cargas dependentes do pH. Esta divisão é extremamente importante, como será visto no decorrer deste trabalho. As cargas permanentes existem nas estruturas dos minerais e, por esta razão, estão sempre operantes. Já as cargas dependentes do pH são efetivas ou não, dependendo do pH do meio.

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Um elemento que apresenta uma carga elétrica é chamado de “íon”. Potássio, sódio, hidrogênio, cálcio e magnésio apresentam cargas positivas e são chamados “cátions”. Eles podem ser escritos na forma iônica a seguir. Deve-se notar que alguns cátions possuem mais de uma carga positiva. Tabela: Símbolo químico e forma iônica dos principais cátions. Elemento Potássio Sódio Hidrogênio Cálcio Magnésio Alumínio

Símbolo químico K Na H Ca Mg Al

Forma iônica K+ Na+ H+ Ca2+ Mg2+ Al3+

Os colóides de cargas negativas, os quais predominam na superfície dos solos, atraem os cátions e os retêm de modo semelhante ao imã retendo pequenos pedaços de metal. Este conceito é ilustrado na Figura 1. Esta característica dos colóides explica porque o nitrogênio na forma de nitrato (NO3-) lixivia mais facilmente no solo, do que nitrogênio na forma de amônio (NH4+). O nitrato apresenta uma carga negativa fraca. Assim sendo, é pouco retido no solo, permanecendo como íon livre na água do solo, passível de ser lixiviado através do perfil de certos solos e sob certas condições pluviométricas. Íons de cargas negativas, tais como nitrato (NO3-) e sulfato (SO42-) são chamados “ânions”. A tabela 4 mostra alguns ânions mais comuns. Pode parecer estranho o fato das partículas coloidais do solo apresentarem cargas elétricas negativas (-) predominantemente, e positivas (+). Este é, sem dúvida alguma, um dos fenômenos mais importantes da natureza, somente suplantado pelo da fotossíntese no processo de manutenção da vida na face da terra. A questão é: qual a origem das cargas elétricas no solo? Apesar de ser um aspecto um tanto teórico para fazer parte de um boletim técnico, algumas implicações de ordem prática, decorrentes do seu conhecimento, justificam alguns comentários. Tabela: Forma iônica dos principais ânions Ânion Forma iônica Cloreto Cl Nitrato NO3 Sulfato SO3 Fosfato PO4 No solo são também comuns as formas HPO4 e H2PO4, sendo estas últimas as predominantes em solos agrícolas. Origem das cargas negativas As cargas negativas no solo, que em geral superam as cargas positivas, são originárias de: a) substituição isomórfica e b) dissociação do grupo OH.

a) Substituição isomórfica

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Em certos tipos de argilas, notadamente aquelas do tipo 2:1 como as montmorilonitas, alguns átomos de Al3+ dos octaedros são substituídos por átomos de Mg2+. Cada substituição resulta em uma valência (carga) negativa livre não atendida, uma vez que um átomo trivalente (Al3+) é substituído por um divalente (Mg2+). Do mesmo modo, em minerais como a ilita e beidelita, a substituição de átomo tetravalente (Si4+) dos tetraedros por átomo trivalente (Al3+) deixa uma valência (carga) negativa livre. As cargas geradas pelo processo de substituição isomórfica são permanentes, pois não dependem do pH do solo para ocorrerem. Em solos em que predominam estes tipos de argila, este processo natural é responsável pela parcela principal de sua capacidade de adsorção ou capacidade de troca catiônica. b) Dissociação do grupo OH A presença do grupo OH nas bordas de um cristal de argila ou da matéria orgânica pode levar à dissociação de H+, havendo a formação de uma carga elétrica negativa. As cargas oriundas da dissociação dos radicais orgânicos (carboxílicos, principalmente, e fenólicos, em menor escala), e minerais, principalmente sesquióxidos de ferro e alumínio, são chamadas de cargas dependentes do pH, pois, à medida que se eleva o pH, o seu aparecimento é favorecido. O mesmo pode ocorrer pela desobstrução de cargas da matéria orgânica ocupadas por alumínio, ferro e manganês. É um processo que ocorre em função da calagem adequada dos solos ácidos. Origem das cargas positivas Muitos solos da região tropical apresentam também cargas positivas, muito embora na grande maioria predominem as cargas negativas, como explicado anteriormente. Mesmo em solos que apresentam um teor considerável de cargas elétricas positivas, a presença da matéria orgânica, cuja quase totalidade é formada por cargas negativas e dependentes do pH, leva a um balanço final de cargas negativas nas camadas superiores do solo. Isto não elimina a possibilidade de ocorrer em certos solos, nas camadas subsuperficiais, uma predominância de cargas positivas. 4.3. Capacidade de troca de cátions (CTC) e de troca de ânions (CTA) A origem das cargas elétricas do solo, tanto negativas como positivas, foi explicada no tópico anterior. Cabe agora ligar estes aspectos teóricos com a conceituação prática de CTC e CTA e, finalmente, com as implicações na fertilidade do solo. As partículas (colóides) do solo apresentam cargas elétricas negativas e/ou positivas, sendo que as diferenças entre estas cargas induzem à retenção de cátions ou ânions. Este fenômeno, de extrema importância na natureza, é chamado troca ou adsorção iônica, podendo ser catiônica (Al3+, Ca2+, Mg2+, K+, Na+, NH4+, etc) ou aniônica (NO3-, PO4-, HPO42-, HCO3-, SO42-, etc). Como nos solos, em geral, predominam as cargas negativas, os estudos envolvendo CTC são muito mais abundantes do que aqueles sobre CTA. Capacidade de troca de cátions (CTC) Cátions retidos (adsorvidos) nos colóides do solo podem ser substituídos por outros cátions. Isto, em termos práticos, significa que eles são trocáveis. O cálcio pode ser trocado por hidrogênio e, ou, potássio, ou vice-versa. O número total de cátions trocáveis que um solo pode reter (a quantidade de sua CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA

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carga negativa) é chamado de sua Capacidade de Troca (adsorção) de Cátions ou CTC. Quanto maior a CTC do solo, maior o número de cátions que este solo pode reter. Portanto, a CTC é uma característica físico-química fundamental ao manejo adequado da fertilidade do solo. Outra maneira de se definir CTC é que este parâmetro indica a quantidade de íons positivos (cátions) que o solo é capaz de reter em determinadas condições e permutar por quantidades estequiométricas equivalentes de outros cátions (íons de mesmo sinal), e é função da intensidade de cargas negativas que se manifesta nos colóides.

Visão esquemática da capacidade de troca de cátions (CTC) e suas implicações práticas

Fonte: Adaptado do Instituto da Potassa & Fosfato, 1998. Deve-se lembrar que muitos solos encontrados no Brasil, apesar de apresentarem alta percentagem de argila, comportam-se, em termos de CTC, de modo semelhante a solos arenosos. Isto é explicado pelo fato destas argilas serem, predominantemente, de baixa atividade (caulinita, sesquióxidos de ferro e alumínio, etc.). Muitos latossolos sob “cerrado” se enquadram nesta categoria. Expressão da CTC A CTC do solo é expressa em termos de quantidade de carga que os colóides podem reter por unidade de peso ou volume, sendo este último mais freqüente em análises de rotina. Infelizmente, não existe uniformidade na forma de se expressar a CTC do solo o que pode levar a uma grande confusão, principalmente para os usuários pouco familiarizados com as modificações recentes nas unidades de expressão dos resultados de análise de solo. Em geral, nas análises de rotina para CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA

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avaliação da fertilidade do solo, inclusive nas análises de terra de agricultores, a CTC é expressa em termos de centimol de carga por dm3 (cmolc/dm3) ou milimol de carga por dm3 (mmolc/dm3). O termo cmolc/dm3 equivale, em valores numéricos, ao antigo miliequivalente por 100 cm3 (meq/100 cm3). Em geral, nos trabalhos de Pedologia e na descrição dos perfis de solos, a expressão dos resultados é em cmolc/kg ou mmolc/kg. Características do fenômeno de troca Algumas características do fenômeno de troca merecem comentários adicionais, face às suas implicações de ordem prática: a) O fenômeno de troca é reversível Isto significa que embora haja um ponto de equilíbrio na reação, um cátion desloca outro e assim sucessivamente. b) O fenômeno de troca é estequiométrico Os cátions se substituem em quantidades equivalentes (por exemplo, 200 mg de Ca2+ por 10 mg de H+, ou 391,02 mg de K+, ou 121,56 mg de Mg2+, ou 89,94 mg de Al3+). Uma solução com 10 centimolc de Ca2+ e que interage com um solo, provocando uma troca, poderá conter, no final, apenas 8 centimolc de Ca2+, mas terá que ter mais 2 centimolc de outros elementos, que estavam adsorvidos ao mesmo. c) O fenômeno de troca é instantâneo Tão logo seja adicionado ao solo o novo cátion, a troca desse novo cátion com cátions já adsorvidos ao solo ocorre instantaneamente. Fatores que afetam a CTC A capacidade de troca de cátions reflete o poder de retenção de cátions que o solo tem. Conseqüentemente, os fatores que alteram o poder de retenção de cátions também alteram a CTC. Dentre os fatores, destacam-se os seguintes: a) Espécie e quantidade de argila e matéria orgânica Minerais de argila usualmente apresentam valores de CTC de 10 a 150 centimolc/kg. Já os sesquióxidos de ferro e alumínio, muito comuns na fração argila de um grande número de solos brasileiros, apresentam CTC entre 2 e 5 centimol c/kg. b) Superfície específica A superfície específica nada mais é que a área por unidade de peso sendo expressa em m2/g. Quanto mais subdividido for o material, maior será a sua superfície específica e maior a CTC do solo. c) pH A CTC do solo, além de ser influenciada pela espécie e quantidade de argila e matéria orgânica e pela superfície específica, também é fortemente alterada pelo pH do meio. Este efeito é, principalmente, decorrente da dissociação dos radicais orgânicos e, ou, sesquióxidos de ferro e alumínio, além da CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA

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desobstrução de cargas da matéria orgânica ocupadas por alumínio, ferro e manganês, conforme explicado anteriormente. A influência do pH do meio na CTC será tanto maior, quanto maiores forem as presenças de espécies de minerais de argila com dominância de cargas dependentes de pH e, ou, matéria orgânica que, praticamente, só apresenta esta característica. A importância destes fatores na CTC, justifica um detalhamento maior dos mesmos com o objetivo de ampliar a capacidade de melhor entender a fertilidade dos solos e, conseqüentemente, propor soluções mais adequadas aos problemas nutricionais das plantas. Conhecendo-se melhor a capacidade de troca de cátions de alguns componentes do solo, pode-se fazer inferências valiosas sobre o assunto. Na tabela 5 são apresentados alguns valores de CTC. Tabela: Capacidade de Troca de Cátions de alguns Materiais

Fonte: Adaptado de Fassbender, 1980. Nas regiões tropicais, inclusive em grandes áreas no Brasil, onde os solos são mais intemperizados, predominando argilas de baixa atividade e teor baixo a médio de matéria orgânica, os níveis de CTC são baixos. Mas, em regiões onde ocorrem argilas do grupo 2:1 (menos intemperizadas) e os níveis de matéria orgânica são, usualmente, mais altos, valores da CTC podem ser, por natureza, bastante elevados. Solos argilosos, com argilas de alta atividade, podem reter grandes quantidades de cátions. Solos arenosos, com baixo teor de matéria orgânica e, conseqüentemente, baixa CTC, retêm somente pequenas quantidades de cátions, sendo, portanto, mais susceptíveis a perdas de nutrientes por lixiviação. Deve-se ressaltar, entretanto, ser quase impossível determinar a contribuição individual dos componentes do solo, diferentes minerais de argila, sesquióxidos e matéria orgânica, na CTC, já que estes materiais encontram-se intimamente associados. É possível, contudo, determinar a contribuição da matéria orgânica e da fração mineral, conforme exemplificado a seguir. Deve-se destacar que, no estudo sintetizado na tabela 6, desenvolvido em solos do Estado de São Paulo, a matéria orgânica, apesar de ocorrer em teores bem mais baixos que a fração argila, foi a principal responsável pela CTC, contribuindo com 56 a 82% do total de cargas elétricas negativas. Estes dados ressaltam a importância de um manejo adequado da matéria orgânica, quando se tem por meta um aumento da capacidade de retenção de cátions no solo. CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA

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Tabela: Capacidade de troca de cátions de amostras de solos, total e da matéria argânica

Fonte: Adaptado de Raij,1981 Estes aspectos ressaltam a importância do conhecimento da CTC do solo, para melhor definição de época de aplicação e doses de fertilizantes em um programa de adubação. O que o solo não conseguir reter de nutrientes será lixiviado e perdido, reduzindo a eficiência dos fertilizantes. Série preferencial de troca Os cátions que estão adsorvidos aos colóides não são “presos” com a mesma intensidade, sendo, pois, passíveis de serem “trocados”, seguindo uma série preferencial. Para cada tipo de solo e para cada situação, há uma série preferencial. Entretanto, em um sentido bem amplo, a energia de ligação do cátion ao colóide aumenta com a valência e com o grau de hidratação do cátion, dentre outros fatores. Série preferencial: H+ >>> Al 3+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ O hidrogênio é exceção à regra, pois, apesar de ser monovalente, apresenta uma ligação por covalência muito rígida, além da eletrostática. Capacidade de troca de ânions (CTA) Não existe um mecanismo totalmente definido para explicar a retenção de ânions pelo solo. Nitrato (NO3 -), por exemplo, é bastante móvel, movimentando-se livremente com a umidade do solo. Sob condições de chuva excessiva, movimenta-se no sentido descendente; sob condições de seca, movimenta-se no sentido ascendente. Sob situações extremamente secas, movimenta-se para cima com a umidade do solo, causando acúmulo de nitrato na superfície do solo. Sulfato (SO42-) pode ser retido (fracamente retido) em alguns solos sob certas condições. Em valor baixo de pH (acidez), cargas positivas podem ser desenvolvidas nas arestas quebradas das argilas, tais como a caulinita, que podem adsorver sulfato. Também os sesquióxidos de ferro e alumínio (tanto nas camadas superficiais como sub-superficiais do solo) adsorvem algum sulfato através da geração de cargas positivas. Mas, em geral, esta retenção é insignificante acima de pH 6,0. 4.4. Conceitos básicos sobre acidez de solo e CTC Apesar dos conceitos básicos de acidez e capacidade de troca de cátions (CTC) serem bastante conhecidos, tanto na região temperada como na região tropical, ainda existe muita confusão gerada pelo uso inadequado destes conceitos na solução de problemas ligados à fertilidade do solo. Deve-se salientar que nem os princípios fundamentais da acidez do solo, nem aqueles ligados a CTC podem ou devem ser considerados em termos isolados, sendo óbvia a necessidade de se avaliar as interrelações entre os mesmos. CURSO TÉCNICO DE AGRONEGÓCIOS – CLIMA, SOLO E ÁGUA 52

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Neste sentido, cabem algumas definições isoladas destes conceitos, como meta para avaliá-los em conjunto na diagnose de problemas ligados à fertilidade do solo. Acidez ativa: é dada pela concentração de H+ na solução do solo, sendo expressa em termos de pH, em escala que, para a maioria dos solos do Brasil, varia de 4,0 a 7,5. Esse tipo de acidez seria muito fácil de ser neutralizado, se não fossem outras formas de acidez, notadamente a acidez trocável, que tende a manter, ao final de reações no solo, altos índices de acidez ativa. Estima-se que um solo com pH 4,0 e 25% de umidade necessitaria apenas 2,5 kg de carbonato de cálcio puro, por hectare, para corrigir este tipo de acidez (acidez ativa). Acidez trocável (cmolc/dm3 ou mmolc/dm3): refere-se ao alumínio (Al3+) e hidrogênio (H+) trocáveis e adsorvidos nas superfícies dos colóides minerais ou orgânicos por forças eletrostáticas. Este tipo de acidez é, nas análises de rotina, extraído com KCl 1 mol/L, não tamponado, que também é utilizado, em alguns laboratórios, para extrair cálcio e magnésio trocáveis. Uma vez que existe muito pouco H+ trocável em solos minerais (solos orgânicos já apresentam altos níveis de H+ trocável), acidez trocável e Al trocável são considerados como equivalentes. Nos boletins de análise, este tipo de acidez é representado por Al trocável e expresso em cmolc/dm3 ou mmolc/dm3. A acidez trocável, também conhecida por Al trocável ou acidez nociva, apresenta efeito detrimental ao desenvolvimento normal de um grande número de culturas. Quando se fala que um solo apresenta toxidez de alumínio, isto significa que este solo apresenta altos índices de acidez trocável ou acidez nociva. Um dos principais efeitos da calagem é eliminar este tipo de acidez. Acidez não-trocável (cmolc/dm3 ou mmolc/dm3): é a quantidade de acidez titulável que ainda permanece no solo, após a remoção da acidez trocável com uma solução de um sal neutro nãotamponado, como KCl 1 mol/L. Este tipo de acidez é representado por H+ em ligação covalente (mais difícil de ser rompida) com as frações orgânicas e minerais do solo. O ponto relevante em relação a este tipo de acidez é que ela não é detrimental ao crescimento vegetal, embora, em certas situações, doses mais elevadas de calcário, que a neutralizem, total ou parcialmente, possam apresentar efeitos benéficos adicionais. A avaliação da acidez não-trocável é feita subtraindo-se os valores da acidez trocável da acidez potencial ou total, sendo ambas expressas em cmolc/dm3 ou mmolc/dm3. Outro ponto relevante é que a acidez não-trocável é uma estimativa das cargas negativas passíveis de serem liberadas a pH 7,0, em decorrência da metodologia utilizada. É, portanto, um parâmetro que interage intimamente com a CTC do solo. Acidez potencial ou acidez total (cmolc/dm3 ou mmolc/dm3): refere-se ao total de H+ em ligação covalente mais H+ + Al3+ trocáveis, sendo usada na sua determinação uma solução tamponada a pH 7,0. Muitos laboratórios de rotina em fertilidade do solo, no Brasil, já incorporaram a determinação do H+ + Al3+, com todas as implicações benéficas do conhecimento e utilização deste parâmetro. Um esquema dos principais componentes de acidez, em relação às frações ativas da matéria orgânica, minerais de argila e sesquióxidos de ferro e alumínio é mostrado na figura 7, para uma consolidação mais efetiva destes conceitos.

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SB = Soma de bases trocáveis (cmolc/dm3 ou mmolc/dm3): este atributo, como o próprio nome indica, reflete a soma de cálcio, magnésio, potássio e, se for o caso, também o sódio, todos na forma trocável, do complexo de troca de cátions do solo. Enquanto os valores absolutos dos resultados das análises destes componentes refletem os níveis destes parâmetros de forma individual, a soma de bases dá uma indicação do número de cargas negativas dos colóides que está ocupado por bases. A soma de bases, em comparação com a CTC efetiva e Al trocável, permite calcular a percentagem de saturação de alumínio e a percentagem de saturação de bases desta CTC. Em comparação com a CTC a pH 7,0, permite avaliar a percentagem de saturação por bases desta CTC (V%),parâmetro indispensável para o cálculo da calagem, pelo método utilizado em alguns estados do País. SB = Soma de bases trocáveis = Ca2+ + Mg2+ + K+ + (Na+), com valores expressos em cmolc/dm3 ou mmolc/dm3. t = CTC efetiva (cmolc/dm3 ou mmolc/dm3): reflete a capacidade efetiva de troca de cátions do solo ou, em outras palavras, a capacidade do solo em reter cátions próximo ao valor do seu pH natural. Quando se compara a CTC efetiva de um solo virgem sob cerrado (1,0 cmolc/dm3 ) com a de um Latossolo Roxo Eutrófico, por exemplo, 15,0 cmolc/dm3, fica óbvio o comportamento diferencial destes solos em termos de retenção de cátions, perdas por lixiviação, necessidade de parcelamento das adubações potássicas, etc. Avaliando-se este parâmetro em conjunto com textura e teor de matéria orgânica, pode-se inferir uma série de dados adicionais relevantes ao adequado manejo da fertilidade dos solos t = CTC efetiva = Ca2+ + Mg2+ + K+ + (Na+) + Al3+, com os valores expressos em cmolc/dm3 ou mmolc/dm3. m% = Porcentagem de saturação por alumínio: expressa a fração ou quantos por cento da CTC efetiva estão ocupados pela acidez trocável ou Al trocável. Em termos práticos, reflete a percentagem de cargas negativas do solo, próximo ao pH natural, que está ocupada por Al trocável. É uma outra forma de expressar a toxidez de alumínio. Em geral, quanto mais ácido é um solo, maior o teor de Al trocável em valor absoluto, menores os teores de Ca, Mg e K, menor a soma de bases e maior a percentagem de saturação por alumínio. O efeito detrimental de altos teores de Al trocável e, ou, da alta percentagem de saturação por alumínio no desenvolvimento e produção de culturas sensíveis a este problema é fato amplamente comprovado pela pesquisa.

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Subtraindo-se a percentagem de saturação por Al (m%) de 100%, obtém-se a percentagem de saturação por bases da CTC efetiva. T = CTC a pH 7,0 (cmolc/dm3 ou mmolc/dm3): esta CTC, também conhecida como capacidade de roca de cátions potencial do solo, é definida como a quantidade de cátions adsorvida a pH 7,0. É um parâmetro utilizado nos levantamentos de solos no Brasil e, em geral, sub-utilizado em termos de avaliação de fertilidade. Sob o ponto de vista prático, é o nível da CTC de um solo que seria atingido, caso a calagem deste solo fosse feita para elevar o pH a 7,0; ou o máximo de cargas negativas liberadas a pH 7,0 passíveis de serem ocupadas por cátions. A diferença básica entre a CTC efetiva e a CTC a pH 7,0 é que esta última inclui hidrogênio (H+) que se encontrava em ligação covalente (muito forte) com o oxigênio nos radicais orgânicos e sesquióxidos de ferro e alumínio, tão comuns nos solos brasileiros. T = CTC a pH 7,0 = S + (H+ + Al3+) = Ca2+ + Mg2+ + K+ + (Na+) + H+ + Al3+, com os componentes expressos em cmolc/dm3 ou mmolc/dm3. V% = Percentagem de saturação por bases da CTC a pH 7,0: este parâmetro reflete quantos por cento dos pontos de troca de cátions potencial do complexo coloidal do solo estão ocupados por bases, ou seja, quantos por cento das cargas negativas, passíveis de troca a pH 7,0, estão ocupados por Ca, Mg, K e, às vezes, Na, em comparação com aqueles ocupados por H e Al. É um parâmetro utilizado para separar solos considerados férteis (V% >50) de solos de menor fertilidade (V%