01 introdução, nutrientes, leis, fases do solo 2017

CENTRO UNIVERSITÁRIO DO TRIÂNGULO
Curso de Agronomia
SOLOS II – 6334
CENTRO UNIVERSITÁRIO DO TRIÂNGULO
Curso de Agronomia
SOLOS II – 6334
INTRODUÇÃO
O solo é constituído por partículas sólidas, minerais e orgânicas,
ordenadas espacialmente, formando a estrutura da matriz do solo;
por vazios (poros) preenchido com água e sais, fomando a solução
do solo, e por gases, constituindo o ar do solo, sendo por tanto um
sistema trifásico (SBCS, 2012)
Definição da EMBRAPA (1999)
Formação dos solos
Rochas (material de origem)
Exposição a atmosfera (calor, umidade, chuvas, vento...)
Modificação na composição física e química de minerais:
Intemperismo
Rocha alterada = Saprolito ou manto de intemperização
Solo
Formação dos solos
1 - MATERIAL DE ORIGEM – ROCHA
Rocha: agregado natural, coerente, multigranular de uma ou mais espécies
minerais, podendo conter material orgânico que constitui parte essencial da
crosta terreste
Mineral: composto inorgânico natural com propriedades físicas, químicas e
cristalinas definidas
Identificação dos minerais nas rochas
Elementos químicos formando os minerais  Minerais formando rochas
Existem 3 grandes famílias de rochas
MAGMÁTICAS ou ÍGNEAS - Formadas pelo resfriamento e solidificação
(cristalização) do magma (lava)
SEDIMENTARES - Formadas pela deposição de sedimentos e posterior
compressão (cimentação) destes
METAMÓRFICAS - Formada por qualquer um dos fatores
modificadas pelo efeito da temperatura e pressão
acima e
2- RELEVO
O relevo refere-se às formas de terreno que compõem uma paisagem.
Influencia na profundidade do solo
Sua ação principal consiste na dinâmica da água, seja no sentido vertical
(infiltração), seja no sentido lateral (“run-off”)
> Infiltração  solos + profundos
acúmulo  solos hidromórficos
> declividade >erosão  solos rasos
3 - CLIMA
Conjuntos de fenômenos meteorológicos - temperatura, precipitação, umidade
relativa do ar, vento e suas variações.
O clima é o fator que desempenha maior atividade no processo de formação
dos solos.
4 - ORGANISMOS
Nos trópicos úmidos e subtrópicos,
maiores temperaturas e umidade
propiciam maior atividade microbiana, atuando em maior volume de matéria
orgânica.
Organismos = compreendem microfauna,
macrofauna, microflora, macroflora e o ser
humano
que
pedogenéticos.
atuam
como
agentes
5 - TEMPO
SOLOS BRASILEIROS
58,33%
FERTILIDADE DO SOLO
Os agroecossitemas cobrem mais de um quarto da área global da terra e
que quase três quartos desses agroecossistemas apresentam baixa
fertilidade do solo o que, aliado a condições de relevo íngreme, pode
afetar sobremaneira a produção agrícola.
World Resources Institute (2000 – 2001)
Segundo, Lopes (1975), Sanches e Salinas (1981) e Furtini Neto, et al.
(2001), cerca de 70% dos solos cultivados no Brasil apresentam limitação
séria da fertilidade.
FERTILIDADE DO SOLO
As causas da baixa fertilidade dos solos no Brasil
Alta acidez
Toxidez causada por Al (63% dos solos, segundo (Bot et al., 2000)
Alta capacidade de fixação de P
FERTILIDADE DO SOLO
Origem da baixa fertilidade dos solos:
Naturais – material de origem pobre quimicamente
– intemperismo
Antrópicas – exaustão de nutrientes (retirada pelas culturas maior
– erosão (maior causa de degradação de solos no mundo)
que adição via adubação)
Solos férteis tornam-se não férteis  Capacidade produtiva prejudicada
CaAl2Si2O8 – anortita
KAlSi3O8 – ortoclásio
Fe2O3 – hematita
FeOOH – goetita
Al(OH)3 – gibbsita
FERTILIDADE DO SOLO
Ramo da ciência do solo que estuda a capacidade do solo em
fornecer nutrientes para as plantas. Aspectos relacionados com a
dinâmica, suprimento e disponibilidade dos nutrientes.
Fertilidade é o segundo fator mais importante para o crescimento
das plantas, só perde para água.
É responsável pela maior parcela dos ganhos de produtividade –
em certos casos acima de 50% – pragas, doenças, plantas
daninhas, semente, etc.
FERTILIDADE DO SOLO
Solo fértil – contem todos nutrientes em quantidades suficientes,
balanceadas e nas formas assimiláveis.
Fertilidade Natural - solo que ainda não foi manejado ou utilizado
pelo homem.
Fertilidade Atual - aquela existente após o solo receber manejo
(intervenção antrópica).
FERTILIDADE DO SOLO
Solo produtivo  solo que contém os nutrientes essenciais em
quantidades adequadas para o crescimento das plantas.
Apresenta boas características físicas e biológicas, está livre
de elementos tóxicos e encontra-se em local com fatores
climáticos favoráveis.
Solo produtivo é um solo fértil.
FERTILIDADE DO SOLO
Um solo pode ser fértil sem necessariamente ser produtivo, pois o
solo pode ser fértil e não apresentar elevada produtividade por
apresentar algum tipo de limitação (solos compactados, deficiência
hídrica, etc).
A fertilidade do solo pode advir de causas naturais ou ser criada pela
adição de nutrientes aos solos para a cultivo.
FERTILIDADE DO SOLO
Nutrientes = elementos químicos essenciais – na falta de
qualquer um deles a planta não consegue completar seu
ciclo de vida.
Essencialidade  elemento participa
✓ composto (constituinte de metabólito)
✓ processo metabólico - reação química
CRITÉRIOS DE ESSENCIALIDADE
Um elemento é considerado essencial quando satisfaz os critérios de
essencialidade (Arnon & Stout, 1939). Esses autores estabelecem 3 critérios:
1º O elemento é essencial se sua deficiência impede que a planta complete o seu
ciclo vital (sem ele a planta não vive).
2º O elemento não pode ser substituído por outros elemento com propriedades
similares. Ex.: o Na apresenta propriedades semelhantes ao K, contudo não pode
substitui-lo.
3º O elemento deve participar diretamente no metabolismo vegetal
(constituinte) ou ser necessário para realizar “processo metabólico”.
N  constituinte de proteínas
Mg  como constituinte da clorofila
Os nutrientes não são exigidos em iguais quantidades pelas plantas.
Classificação quanto a exigência  macro e micronutrientes
Macronutrientes  requeridos em maiores quantidades (g kg-1 MS)
Micronutrientes  requeridos em menores quantidades (mg kg-1 MS)
Não está relacionada com
uma maior ou menor
importância para o
desenvolvimento vegetal
17 elementos essenciais
Todos os nutrientes são
essenciais ao metabolismo
da planta  são
indispensáveis
Devem ser fornecidos às plantas para
que estas germinem, cresçam,
floresçam e produzam sementes
17 elementos são essenciais
Meios que contribuem com elementos químicos essenciais
para composição das plantas:
Ar – C (CO2)
Água – H e O (H2O)
Solo – N, P, K, Ca, Mg, S, B, Cl, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Zn
Na planta (absorção sem discriminação)
Total  40-50 elementos
17 elementos são essenciais
Macro (orgânicos)  C, H, O
90 – 96% dos tecidos vegetais
Exemplo:
92%
Macro (minerais)  N, P, K, Ca, Mg, S
(1 a 50 g kg-1 MS)
7%
Micro (minerais)  B, Cl, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Zn
(0,1 a 1000 mg kg-1 MS)
1%
LEIS DA FERTILIDADE DO SOLO
Lei do Mínimo (Justus Von Liebig)
✓A produção da culturas é limitada pelo nutriente em
menor disponibilidade, mesmo que todos os outros estejam
disponíveis em quantidades
adequadas.
✓Esta lei nos indica os princípios do
equilíbrio nutricional para o bom
desempenho da planta.
(recomendação equilibrada de fertilizantes)
Lei dos Incrementos Decrescentes (Mitscherlich)
✓ A medida que elevamos a dose do nutriente aplicado,
reduzimos o incremento gerado na produtividade.
✓ Ao se adicionar doses crescentes de um nutriente o maior
incremento na produção é obtido com a primeira dose. Com
aplicações sucessivas do nutriente os incrementos em
produção são cada vez menores
Lei dos Incrementos Decrescentes ou dos acréscimos não proporcionais
1ª dose = > incremento
na produção
incremento cada vez menor
doses crescentes
Lei da Restituição (Voisin, 1973)
✓Os nutrientes exportados pelas culturas ou perdidos por
erosão, volatilização, lixiviação e
fixação devem ser
restituídos ao solo, visando a manutenção do equilíbrio e do
potencial produtivo do solo.
✓ Maneira de evitar o empobrecimento do solo e conservar a
fertilidade
INTERAÇÃO NUTRIENTE – SOLO
Constituição do solo
Fase porosa
Fração mineral
Frações
d (mm)
Matacão .... > 200
Calhaus .... 200 – 20
Cascalhos .... 20 – 2
Fase sólida
Areia
Silte
Argila
....
....
....
2 – 0,05
0,05 – 0,002
< 0,002
TFSA
Classificação trifásica dos componentes do solo
Fase sólida do solo
Partículas minerais + matéria orgânica 
reservatório de nutrientes (99,8%)
faz reposição dos nutrientes
A reposição da solução do solo é feita pelos minerais da fração argila (2:1, 1:1 e
óxidos) e pela matéria orgânica
Argilas e frações da matéria orgânica formam os coloides, e como tal, são os
principais responsáveis pela atividade química dos solos.
Essa atividade química é devido a uma propriedade fundamental dos sistemas
coloidais que é o desenvolvimento de cargas elétricas
CaAl2Si2O8 – anortita
KAlSi3O8 – ortoclásio
Fe2O3 – hematita
FeOOH – goetita
Al(OH)3 – gibbsita
Coloides
Fase gasosa do solo
Atmosfera do solo ou ar do solo.
Preenche os espaços porosos não ocupados com água
Em comparação com a atmosfera terrestre a atmosfera do solo apresenta:
✓ maior concentração de CO2, com tendência a aumentar com a profundidade;
✓ menor concentração de O2, com tendência a diminuir com a profundidade;
✓ concentração de N2 igual ou pouco maior
Fase gasosa do solo
A maior concentração de CO2 na atmosfera dos solos explica-se pelas duas
importantes reações que se realizam no solo
Respiração vegetal e organismos e
decomposição realizada pelos
microrganismos
Fase gasosa do solo
O arranjo das partículas sólidas de diferentes
tamanhos formam os espaços porosos no solo
Macroporos – ar (água drenada mais rápido)
Microporos – água
A fase gasosa não tem papel direto no fornecimento de nutrientes para
as plantas porque nenhuma planta absorve nutriente na forma gasosa
Efeito indireto  condições aeróbicas e anaeróbicas
 respiração das raízes (energia)
Fase gasosa do solo
Quando tem O2 no solo ele é o receptor de elétrons (e-) na respiração
O2 + 4H+ + 4 e-  2H2O
(O2 é reduzido a água)
Na falta do O2 o NO3- para a ser o receptor (redução do nitrato)
2NO3- + 12H+ + 10 e-  N2 + 6H2O
Gás – perda por volatilização
Fase gasosa do solo
A respiração gera energia que é fundamental na absorção dos nutrientes
C6H12O6 + O2 + H2O  CO2 + 2H2O + ENERGIA
Cada mol de glicose  673 calorias
Fase líquida do solo
A fase líquida é representada pela solução do solo
Também chamada de água do solo ou água edáfica, retida sob diferentes
tensões
Sem a fase líquida, o desenvolvimento das plantas se tornaria impossível
Fase líquida do solo
A água do solo, ao ser absorvida pelos vegetais  transporta os nutrientes
essenciais ao seu desenvolvimento
A solução do solo é fonte imediata de nutrientes para as plantas
NO3- NH4+ Ca2+ Fe2+
K+ Mg+2 Zn+2 Cu+2 Cl- SO4-2 H2PO4-2
H3BO3 - único que não se encontra na forma neutra
Fase líquida do solo
A água do solo pode ser classificada em:
✓ GRAVITACIONAL  que se perde pela ação das forças de gravidade
✓ CAPILAR  que fica retida nos poros capilares, contra a força da
gravidade: água efetivamente disponível para as plantas
✓ HIGROSCÓPICA  adsorvida pelos coloides do solo,
disponível para as plantas
não está
Sistema solo-planta
M sólida
M solução
M raiz
M contato com a raiz
M sólida
M solução
Reservatório de nutrientes (99,80 % dos M)
Matéria orgânica (97,8%) e fração mineral (2%)
Fase para absorção radicular
Solução do solo  onde a raiz retira (absorve) os nutrientes
(0,2% dos M estão na sç)
M parte aérea
Reações
M sólida
M solução
Dessorção – saída íons da fase sólida
Mineralização da MO
Adsorção –íons retidos na fase sólida
(lig
eletrostática) – (acúmulo íons na superfície)
M solução
M sólida
Fixação – ligação covalente (reação p/ quebrar a
ligação, não passível de troca)
Para o nutriente ser absorvido necessariamente tem que acontecer o contato com a raiz!
M contato com a raiz
Interceptação radicular
A ciência identificou as 3 maneiras com que os nutrientes
na solução do solo entram em contato com as raízes das
plantas (Barber,1995):
Fluxo de massa
Difusão
Reações
M solução
M raiz
M raiz
M solução
M raiz
M parte aérea
Absorção – entrada de M na raiz na forma iônica
Excreção ou vazamento (via apoplasto – passivo)
Transporte/translocação – transferência de M
da raiz para qualquer parte da planta
(todos os M´s sofrem esse processo)
M parte aérea
M outra parte
da planta
Redistribuição – transferência do M da
região de acúmulo para qualquer outra
parte da planta
(somente os M´s MÓVEIS sofrem esse processo)