Relação Solo-Planta: Composição, Fases e Nutrição Vegetal - Apostila Completa

1 RELAÇÃO SOLO PLANTA Apostila 2 1 Composição do solo 1 INTRODUÇÃO O solo não é maciço apresenta poros como uma esponja que podem ser ocupados por água ou ar dependendo de suas condições de umidade Existem diversos fatores de solo que influem no crescimento das plantas e podem ser classificados quanto à sua natureza em físicos mineralógicos químicos e biológicos Didaticamente podemos representar o solo mineral próximo à superfície ideal com condições físicas ótimas para o crescimento vegetal como um solo com a seguinte característica volumétrica com 50 composto de uma fração sólida e 50 por uma fração dos poros sendo que na fração sólida entre 45 a 48 é composto por minerais e de 2 a 5 composto pela matéria orgânica e na fração poros 25 é representado pela fração gasosa poros e 25 pela fração líquida conforme demonstrado na figura 1 Figura 1 Representação esquemática da composição físicoquimica de um solo ideal adaptado de Brady 1989 O conhecimento das diferentes fases do solo é muito importante pois na fase porosa do solo é onde a água ocupa e essa água é então chamada de solução do solo uma vez que não é água pura A presença da solução do solo é importante pois as plantas somente absorvem os nutrientes que estiverem em solução De maneira geral o estudo da fração porosa e líquida do solo é mais estudada pela física do solo apesar de ser fundamental para o ensino de fertilidade do solo Neste capítulo daremos maior ênfase a parte sólida 25 45 48 25 25 Água Ar Minerais Matéria Orgânica 50 fase sólida 50 de poros 25 25 2 5 2 A fase sólida é composta dos componentes minerais argila silte e areia e da matéria orgânica esses componentes dão origem aos agregados que podem ser individualizados Os agregados são formados por partículas unitárias cimentadas entre si por matéria orgânica óxidos de Fé e Al sílica etc As partículas após serem dispersas podem ser estudadas de modo individualizado e são separadas por tamanhos das diferentes frações Esses limites ocorrem de acordo com a classificação internacional de Atterberg Figura 2 Figura 2 Limites de tamanho das partículas do solos em mm Como já foi comentado que em fertilidade do solo alguns sistemas são compartimentados para facilitar o estudo no caso a fração sólida faz parte de um sistema muito importante O SISTEMA COLOIDAL De acordo com Novais Mello 2007 envolvido no estudo do sistema coloidal encontra se o conhecimento do balanço das cargas no solo que ao lado do estudo da fotossíntese são considerados os dois fenômenos correlacionados ao estudo da produção vegetal mais importantes para a vida na Terra Isso demonstra o grau de complexidade envolvido 2 SISTEMA COLOIDAL Para atender a premissa básica de o solo ser considerado um sistema coloidal este deve apresentar as seguintes características Um ou mais componentes constituírem uma fase dispersa a fase constituída pelas partículas e estas devem apresentar pelo menos uma de suas dimensões entre 1 µm micrometro e 1 nm nanômetro ou seja menores que 1 nm 109 m O solo pode ser considerado um sistema disperso uma vez que é constituído de mais de uma fase sólida líquida e gasosa estando a fase sólida em estado de acentuada subdivisão No solo há a presença de partículas diminutas ou seja de tamanho coloidal como a fração argila como demonstrado na Figura 2 apresenta tamanho menor que 1 nm Além da fração Argila Silte Areia Muito Fina Areia Fina Areia Média Areia Grossa Areia Muito Grossa Cascalho 0 0002 0002 002 002 005 005 002 02 05 05 1 1 2 2 mm 3 argila outros minerais frações orgânicas e ou organominerais podem ser obtidas na fase dispersa da solução do solo Assim como também pode ser presente na fase gasosa meio de dispersão As partículas do sistema coloidal apresentam propriedades específicas 21 PROPRIEDADES DO SISTEMA COLOIDAL A Grande superfície específica A superfície específica referese à área pela unidade de peso do material considerado e é usualmente expressa em m2 g1 O material considerado pode ser o solo como um todo apenas a fração argila a matéria orgânica etc Como exemplo para compreensão prática dessa propriedade é comum a utilização de 2 cubos para exemplificar as diferenças Figura 3 Figura 3 Demonstrativo da propriedade da superfície específica No lado esquerdo o cubo 1 temos 5 cm de aresta em 6 lados ou seja uma área de 25 cm2 em cada lado x 6 lados totaliza área de 150 cm2 considerando a massa de 125g temos a superfície específica de 12 cm2 g1 No lado direito ocorreu uma divisão do cubo 1 em 125 cubos cada um com aresta de 1 cm ou seja a área de cada cubinho será de 6 cm2 assim a somatória da superfície desses cubos será de 750 cm2 considerando a massa de cada cubinho de 1 g isto é 125 cubinhos igual a 125 g a superfície específica de 6 cm2 g1 ou seja 5 vezes maior pela maior área de exposição criada com a partição do cubo 5 cm 5 cm 5 cm 1 cm 1 cm Volume 125 cm3 Área 150 cm2 Volume 125 cm3 Área 750 cm2 4 Em virtude do menor tamanho da fração argila do solo em relação as outras frações pode se deduzir que esta fração de natureza coloidal contribui em maior proporção com o valor da superfície específica do solo e a matéria orgânica embora apresente teores relativamente baixos nos solos contribui significativamente pela seu alto grau de subdivisão Esse fato foi comprovado pelo experimento de Grohmann 1977 citado em Novaes e Mello 2007 que listou a superfície específica de diversos solos Tabela 1 Tabela 1 Superfície específica dos principais componentes da fração argila do solo Constituintes da fração argila Superfície específica m2 g1 Gibsita 125 Caulinita 1030 Goethita 30 Mica hidratada 100200 Clorita 100175 Óxidos de ferro 100400 Sílica amorfa 100600 Vermiculita 300500 Alofana 400700 Montmorilonita 700800 Matéria orgânica 700 muito variável Fonte Grohmann 1975 As diferenças apontadas na Tabela 1 demonstram o quanto o tipo de argila é influenciado por essa propriedade do sistema coloidal Por exemplo observase que a caulinita tem superfície específica variando entre 10 a 30 m2 g1 os óxidos de Fe e Al de 100 a 400 m2 g1 e a montmorilonita de 700 a 800 m2 g1 Ou seja é de se esperar que solos tropicais tenham menor superfície específica do que os solos temperados que tem predominância de montmorilonita A matéria orgânica também representa uma grande contribuição em termos de superfície específica mesmo que presente em teores relativamente baixos nos solos Assim solos com maiores teores de MO deverá ter maior superfície específica que outro com menor teor se as outras características como tipo e quantidade de argila forem mantidas constantes 5 B Cargas elétricas Uma propriedade muito importantes de um sistema coloidal é a presença de cargas elétricas Em solos muito intemperizados podese encontrar um maior número de cargas positivas do que negativas Essas cargas elétricas proporcionam a adsorção de íons de carga oposta retendoos no solo A presença de cargas dos colóides vão definir toda a dinâmica de nutrientes no solo interferindo diretamente no manejo a ser adotado De modo geral as partículas do solo são eletronegativas embora possam também conter cargas positivas estas são normalmente em menor número que as negativas O grau de intemperismo de um solo interfere nessa propriedade Solos altamente intemperizados pode se encontrar maior número de cargas positivas do que negativas entretanto essa situação não é muito comum As cargas elétricas são as responsáveis por um fenômeno muito importante no estudo da fertilidade do solo a adsorção de íons de cargas opostas retendoos no solo Os nutrientes ficam disponíveis para as plantas na forma de íons então o conhecimento da dinâmica dos íons no solo é fundamental para o entendimento do crescimento e desenvolvimento das plantas Cada colóide argiloso ou orgânico apresenta uma carga líquida negativa desenvolvida durante o processo de formação Nos colóides ocorre igual em um imã onde ele pode atrair e reter partículas de carga positiva do mesmo modo que pólos diferentes de um imã se atraem No imã e no solo cargas iguais se repelem e cargas diferentes se atraem Figura 4 Figura 4 Esquema da atuação das cargas elétricas nos colóides de um solo adaptado de Lopes 1998 NO SOLO Argila NH4 amônio Matéria orgânica K Potássio Argila Ca Cálcio Cl Cloreto Argila NO3 Nitrato Argila Cargas diferentes se atraem Cargas iguais se repelem COMO UM IMÃ Cargas diferentes se atraem Cargas iguais se repelem POSITIVA Bases NH4 K Ca Mg apresentam carga positiva NEGATIVA Partículas de argila e matéria orgânica apresentam carga negativa 6 É importante relembrar um conceito que um elemento com uma carga elétrica é chamado de íon Quando a carga é positiva são chamados de cátions Ex potássio K Calcio Ca2 etc e quando a carga é negativa de anions Ex nitrato NO3 Fosfato H2PO4 etc Como exemplo de como essa característica do colóide tem implicação no manejo de adubação podemos citar o exemplo do nitrogênio que na forma de nitrato NO3 é mais facilmente lixiviado do solo do que o nitrogênio na forma de amônio NH4 Outro conceito relacionado às cargas elétricas do solo referese a existência de cargas elétricas permanentes e variáveis A carga elétrica variável é dependente de pH do solo e é muito importante para as condições da maioria dos solos brasileiros As únicas formas de aumentar a carga negativa variável e consequentemente aumentar a capacidade de troca catiônica CTC é através da correção da acidez do solo elevação do pH do manejo adequado dos restos culturais uso de adubação verde e adubação orgânica c Cinética As partículas em meios líquidos apresentam movimentos que podem ser separados em três movimentos O primeiro é o movimento Browniano é caracterizado pelo movimento brusco irregular e em ziguezague de partículas individuais no meio de dispersão Esse movimento devese à energia cinética das partículas Ex no meio líquido os íons encontramse livres sem aderência a uma superfície e pela energia de atração e repulsão ocorre o movimento desencontrado ziguezague das partículas no meio O segundo movimento de difusão que é conseqüência da migração de partículas de uma região de maior concentração para outra região de menor concentração Ex relacionase a um dos mecanismos de absorção dos nutrientes a difusão em que ao se considerar o solo como fonte de nutrientes meio concentrado e as plantas como dreno meio concentrado ocorre a migração dos nutrientes do solo para as plantas por um processo difusivo O terceiro movimento é o causado pela força gravitacional ou seja o movimento responsável pela sedimentação de partículas 7 Ex o próprio peso das partículas leva a uma sedimentação pode ser demonstrado com a desagregação de partículas no solo que se acumulam no espaço poroso um desarranjo estrutural do solo Outro fator importante no estudo do sistema coloidal relacionase com o material de origem do solo sendo assim a mineralogia da fração argila é importante 3 MINERALOGIA DA FRAÇÃO ARGILA As argilas silicatadas têm duas unidades estruturais básicas que são muito importantes serem conhecidas Estas são o tetraedro de silício Figura 5 e octaedro de alumínio Figura 6 Figura 5 Representação espacial do tetraedro de silício formado por ligações de um átomo de silício a quatro átomos de oxigênio Novaes e Mello 2007 Figura 6 Representação espacial do octaedro de alumínio formado por ligações de um átomo de alumínio a seis átomos de oxigênio Novaes e Mello 2007 8 Essas unidades básicas podem se ligar entre si formando uma camada contínua constituindo a estrutura dos filossilicatos As argilas podem ser separar novamente em dois tipos de argilas As argilas 11 e as argilas 21 As argilas 11 são formadas por duas unidades cristalográficas compostas de uma camada de tetraedro e uma camada de octaedro Figura 7 e as argilas 21 são formadas por 2 unidades de tetraedro e uma unidade de octaedro Figura 8 Figura 7 Representação esquemática da caulinita argila 11 Figura 8 Representação esquemática da montmorilonita argila 21 Dentre as argilas silicatadas destacamse os principais grupos a O grupo das caulinitas argilas do tipo 11 caracterizase por um arranjo com 1 camada de tetraedros e uma de octaedros unidas entre si rigidamente pelos átomos de oxigênio comuns ás duas camadas constituindo uma unidade cristalográfica As unidades cristalográficas unemse entre si por ligações de H São hexagonais e de tamanho grande e baixa superfície específica se comparada com as argilas 21 As ligações da superfície 9 interna é feita com ligações de hidrogênio pontes de hidrogênio estas ligações não permitem a expansão da argila uma vez que não é permitido a presença de água como nas argilas 21 b O grupo das montmorilonita argilas do tipo 21 caracterizase por um arranjo com 2 camada de tetraedros e uma de octaedros unidas entre si pelos átomos de oxigênio comuns ás duas camadas constituindo uma unidade cristalográfica As moléculas são frouxamente ligadas entre si por moléculas dagua e cátions da solução o que permite que a distância entre elas seja variável Nessas argilas tanto a superfície interna como a externa podem receber cátions o que torna essas argilas com maior superfície específica do que a caulinita Como com a hidratação há aumento da distância entre as unidades cristalográficas justifica essas argilas serem denominadas como expansivas c O grupo das ilitas apresenta a mesma organização estrutural da montmorilonita tipo 21 exceto pelas ligações entre as unidades que normalmente são neutralizadas por íons K fortemente retidos o que diminui a expansão deste material d Outros grupos de Argilas silicatadas Vermiculita 21 A substituição isomorfia que ocorre nesta argila é de Si por Al Na camada dos tetraedros e as montmorinolita substitui o Si por Mg Por isso em solos em solos ácidos com presença de Al a vermiculita tornase estável Temos também as cloritas chamada de argila 22 duas lâminas de tetraedros e uma de octaedro e uma de brucita e Argilas não silicatadas Frequentemente observado em solos tropicais misturados com argilas silicatadas principalmente a caulinita São representadas por Óxidos e Hidroxidos de Fe e de Al Ex a Gibgsita Al2O3 3H2O a Goethita Fe2O3H2O são óxidos hidratados a Hematita Fe2O3 um óxido de Fe não hidratado Esses Óxidos são os principais responsáveis pela adsorção aniônica e também de alguns cátions nos solos 4 ORIGEM DAS CARGAS ELÉTRICAS DO SOLO Desde o início deste capítulo várias vezes foram citadas a existência de cargas no solo e também a importância delas no estudo da fertilidade do solo Sendo assim como são geradas essas cargas Cargas negativas Há uma predominância de cargas negativas sobre as positivas no solo Essa predominância é mais significativa nos solos de regiões temperadas graças a maior 10 predominância de argilas mais ativas expansivas tipo 21 que por conseguinte são mais eletronegativas Por outro lado nos solos mais intemperizados de regiões tropicais o predomínio de cargas negativas tende a diminuir e em alguns casos até mesmo inverter com predomínio de cargas positivas As cargas eletronegativas do solo tem origens diversas a Substituição Isomórfica Durante a gênese de argilas 21 alguns átomos de Si dos tetraedros podem ter sido substituídos por Al bem como o Al dos octaedros pode ser substituído por Mg ou outro cátion de valência menor que a do Al3 A substituição do Si4 que se encontrava inicialmente neutralizando quatro cargas negativas pelo Al3 que neutraliza somente 3 cargas negativas ou o Mg2 que neutraliza somente 2 cargas negativas Figura 9 Essa geração de cargas não é variável em função do pH do meio Figura 9 Exemplo de substituição isomórfica Al Mg nos octaedros de Al b Dissociação do Grupo OH nas arestas das argilas silicatadas O grupo OH nas terminações tetredrais ou octaedrais em faces quebradas das unidades cristalográficas das argilas silicatadas pode se dissociar gerando uma carga negativa EX argila OH OH argila O H2O Al OH Al OH OH OH O O Sem substituição Mg OH Al OH OH OH O O 12 12 Com substituição 11 A reação descrita da dissociação do grupo OH é reversível e verificase que o equilíbrio é deslocado para a direita em razão da neutralização dos íons H liberados na dissociação do grupo OH Esse tipo de geração de cargas dependentes de pH é o tipo predominante em argilas 11 como a caulinita c Matéria orgânica Na matéria orgânica do solo as cargas negativas originamse principalmente da dissociação de grupos carboxílicos e fenólicos como demonstrado com as equações químicas Figura 10 em que R representa um radical que pode ser alifática ou aromática 1 Carboxilico Dissociação 2 Fenólicos Dissociação Elevação do pH Figura 10 Formação de cargas negativas dependentes de pH na matéria orgânica A reação quando deslocada para a direita ocorre em função da elevação de pH ou seja com a neutralização da acidez d Origem das cargas nos óxidos e hidróxidos de Fe e Al O grupo OH na superfície e terminações dos óxidos de Fe e Al argilas não silicatadas pode se dissociar gerando uma carga negativa Figura 11 R C OH O R C O H2O O OH OH OH O H2O 12 Elevação do pH Figura 11 Formação de cargas negativas dependentes de pH em óxidos Normalmente geram cargas eletropositivas tal situação se dá de maneira mais significativa em condições mais ácidas de solo Um exemplo está na dissociação do OH presente no hidróxido de Fe e Al Neste caso dependendo do pH pode dar origem a cargas eletropositivas eletronegativas ou permanecer com carga neutra na superfície PCZ dependendo do pH do solo Figura 12 Elevação do pH Figura 12 Variação de cargas elétricas na superfícies de óxidos em função do pH O Ponto de Carga Zero PCZ de modo geral ocorre nos óxidos amorfos em um pH dentro da faixa alcalina Assim estes óxidos de Fe e Al apresentam cargas positivas em solos ácidos 3OH OH Al Al O OH OH 3H2O O Al Al O O O H Al O Al OH Al O H2O H H OH CARGA POSITIVA CARGA NULA pH PCZ CARGA NEGATIVA 13 INFORMAÇÃO ADICIONAL1 o PCZ é o pH em que o solo apresenta carga líquida nula Seu valor é variável de acordo com a natureza dos materiais trocadores de íons constituintes do solo Para obtenção do ponto de carga zero podese realizar o cálculo ΔpH pH KCl pH H2O 0 zero e Desobstrução de cargas dos complexos formados Os radicais da matéria orgânica também tem a capacidade de formar ligações químicas adsorção específica principalmente com íons metálicos formando complexos este fenômeno também é importante para reduzir muitas vezes a toxicidade deste íons Porem a dessorção também pode gerar carga negativas como exemplo a dessorção do Al em radicais orgânicos através da correção do solo Figura 13 Elevação do pH Figura 13 Dessorção do Al complexado por radicais orgânicos Densidade de cargas A densidade de cargas negativas é a quantidade destas cargas por unidade de superfície de um material Pode ser expressa em molc m2 ou em C m2 Sendo que um molc negativa corresponde a 96485 X 104 C Coulomb A caulinita tem 193 mC m2 e a montmorilonita 164 mC m2 D rt onde raio do material Al R C O O R C O O R C O O AlOH3 R C O O R C O O R C O O 3OH 14 5 ADSORÇÃO E TROCA IÔNICA As propriedades de adsorção iônica do solo ou troca iônica do solo são devidas quase que totalmente aos minerais de argila e à matéria orgânica coloidal do solo ou seja aos materiais de elevada superfície específica Essas partículas do solo apresentam cargas elétricas negativas e positivas podendo adsorver ou seja reter por diferença de carga tanto ânions como cátions As cargas presentes no solo são neutralizados por íons de carga contrária que estão presentes na solução do solo As cargas negativas são neutralizadas por íons eletropositivos ou seja pelos cátions o que se denomina adsorção catiônica E a neutralização de cargas positivas pelos anions temse a adsorção aniônica É possível observar se a adsorção do solo está sendo preferencialmente eletropositiva ou eletronegativa ou encontrase em equilíbrio através do ΔpH pH KCl pH H2O Se o ΔpH negativo o solo encontrase eletronegativo Se o ΔpH positivo o solo encontrase eletropositivo Se o ΔpH 0 zero o solo encontrase em ponto de carga zero PCZ Os íons envolvidos na adsorção iônica ligamse tanto por covalência e por eletrovalência às partículas dos coloidais do solo Os cátions mais envolvidos neste processo são o Ca2 Mg 2 Al3 H K Na NH4 sendo o cálcio o íon mais comum em alguns solos e em outros o alumínio Outros íons podem também estar envolvidos como os micronutrientes mas em menor quantidade Esquematicamente o fenômeno de troca iônica pode ser representado pelas equações a solo eletronegativo retém cargas positivas argila humu K Ca Al Mg K K K K K K Ca Ca Ca Ca Ca Ca Mg Mg Mg Mg Al Al Al K K K K Fase sólida Fase líquida solução do solo adsorção 15 b solo eletropositivo retém cargas negativas 51 Capacidade de Troca catiônica CTC Como foi visto na superfície das argilas a a formação de cargas elétricas Estas cargas elétricas atraem íons com carga oposta e no caso das cargas negativas atraindo cátions ocorre a troca de cátions contidos na solução e os da fase sólida do solo a esta reação se dá o nome de CTC Capacidade de Troca catiônica Na determinação da CTC o pH é um dos principais fatores à ser considerado pois além das cargas negativas de caráter eletrovalente existem também cargas de caráter covalente Estas se manifestam ou não de acordo com o pH do meio Então na CTC do solo temos as cargas negativas eletrovalentes do solo que são permanentes não variam com o pH E as cargas covalentes que são dependentes de pH ou seja em um determinado pH parte das cargas dependentes estará bloqueada por hidrogênio ligações covalentes que conforme o pH vai aumentado alcalinizando ocorre o desbloqueio das cargas CTC dependente de pH Essa alteração promovida pelo aumento do pH que provoca a liberação de cargas no solo é medido pela diferença obtida a pH 70 CTC total potencial ou CTC dependente de pH Ou seja temos a CTC permanente não dependente de pH CTC efetiva aquela que está ocorrendo no pH atual do solo e temos a CTC bloqueada que pode ser liberada pelo aumento de pH conforme demonstrado na figura 14 Entre os princípios básicos da CTC temos que ela é reversível estequiométrica e rápida Reversível pois a CTC dependente de pH caso ocorra a acidificação do meio ocorre o novo bloqueio das cargas podendo o solo apresentar uma redução de sua CTC efetiva inclusive aproximandose do valor de sua CTC permanente SO4 2 HPO4 2 SO4 2 SO4 2 HPO4 2 HPO4 2 SO4 2 SO4 2 Fase sólida Micela com carga positiva Fase líquida solução do solo HPO4 2 HPO4 2 HPO4 2 16 Estequiométrica obedece a lei dos equivalentes químicos a cada mol de cátions trocado e substituído por outro mol de outro cátion de mesma carga Rápida pois em condições de laboratório é possível observar a alteração da CTC efetiva entre 5 a 15 minutos Figura 14 Representação esquemática da CTC do solo 511 Fatores que afetam a CTC do solo a pH O efeito do pH verificase sobre as cargas dependentes de pH 17 b Natureza dos cátions trocáveis Afeta a preferencialidade de troca no solo variando com a densidade de carga dos cátions Zr onde Z é a carga do íon e r raio hidratado e concentração dos cátions na solução Sequência de Holfmeister Al3 Ca2Mg2KNa Ou de maneira geral poderíamos dizer que Trivalente Bivalente monovalente com exceção do Hidrogênio que apesar de monovalente é altamente retido em função de características específicas c Natureza do material trocador Influi principalmente da densidade de cargas negativas responsáveis pela CTC do solo Tabela 22 Capacidade de troca catiônica a pH 70 de alguns materiais trocadores constituintes do solo Material CTC cmolckg Matéria orgânica Vermiculita 150400 100150 Montmorilonita Ilita 80150 2050 Clorita 1040 Haloisita 4H2O 4050 Haloisita 2H2O 510 Caulinita 315 Óxidos de Fe e Al 410 d Concentração dos cátions na solução À medida que se dilui uma solução mantendo se constante as quantidades dos cátions presentes verificase aumento na preferencialidade de troca pelos cátions de menor valência e Arranjo estrutural do material trocador Há uma preferencialidade por exemplo das argilas 21 por reter íons potássio enquanto a MO tem preferencialidade pelo Cálcio isso ocorre em função da forma estrutural dos íons que devem se encaixar 18 52 Características da CTC do solo De acordo com Novais e Mello 2007 as cargas elétricas do solo são juntamente com a fotossíntese os dois fenômenos mais importantes para a vida na terra Então a CTC é de fundamental importância Tanto que através do estudo de suas características podemos chegar a conclusões fundamentais para o estudo da fertilidade do solo A própria CTC CTC total representada pela letra Tmaiúscula CTC à pH 70 e a CTC efetiva representada pela letra t minúscula podemos saber pela diferença delas quanto de cargas no solo podemos liberar pela correção da acidez do solo e assim disponibilizar no complexo sortivo do solo íons de maior interesse para a nutrição de plantas Avaliando a tabela de referencia publicada na 5ª aproximação da comissão de fertilidade do solo do estado de Minas Gerais CFSEMG 1999 podemos observar a amplitude de variação que algumas características da CTC do solo podem apresentar Como a CTC total variando de 080 a 1500 Para o cálculo do Valor de T capacidade de troca catiônica que é geralmente determinada à pH 70 ou a pH 82 para solos alcalinos e salinos sendo que a referencia é pH 70 pois é o pH máximo para o bom desenvolvimento das principais culturas T SB H Al Unidade utilizada cmolc dm3 19 ou seja a CTC do solo leva em consideração as bases presentes e a acidez trocável H Al Um fator importante para a realização destes cálculos é considerar a unidade utilizada para o cálculo que para o estado de Minas Gerais deve ser o cmolc dm3 Caso os resultados não estejam nos laudos nesta unidade devese realizar a transformação de unidades Capítulo 3 Para o cálculo da CTC é necessário ter o valor da Soma de Bases SB que é calculada somandose os teores de Cálcio Magnésio Potássio sódio e NH4 trocáveis Nos solos ácidos de regiões tropicais a sódio e NH4 íon Amônio geralmente tem ocorrência desprezível sendo assim não considerados nos cálculos Em algumas condições específicas devese considerar o efeito do sódio como em áreas com aplicação constante de resíduos agropecuários e áreas de constante uso de irrigação podem ter seu teor de salinidade alterada ou em regiões reconhecidamente sódicas SB Ca2 Mg2 K Na Unidade utilizada Cmolc dm3 A soma de bases está também envolvida no cálculo da saturação por bases V ou também pode ser observada em alguma publicação como V pois este relação é expressa em percentual V 100SBT Unidade utilizada O V representa quanto da CTC está ocupada pelas bases trocáveis no solo Com um maior valor podemos observar uma disponibilidade dessas bases para serem absorvidas pelas plantas A saturação por alumínio m é representada pela expressão m 100Al3t unidade utilizada 20 Ou seja o valor de m representa a porcentagem de alumínio trocável presente na CTC efetiva do solo 53 Capacidade de Troca Aniônica CTA Se o solo apresenta cargas positivas e negativas e se temos a CTC temos também a CTA capacidade de troca aniônica que é definida como a capacidade do solo em reter ânions na fase sólida numa forma trocável com outros anions da solução Porém em função da CTA não ser tão característica como a CTC e não atender as mesmas condições de rapidez reversibilidade e estequiometria optouse por não tornar usual o uso do termo CTA e sim adsorção aniônica assim evitando confusões e definindo esse termo para utilização quando se estuda as trocas aniônicas A adsorção aniônica é portanto um processo mais complexo do que uma simples troca Um dos fatores é que ocorre uma adsorção especifica os anions são retidos na fase sólida por meio de ligações fortes covalentes passando a fazer parte da estrutura da micela em sua superfície Esse tipo de adsorção é de baixa reversibilidade e é bem conhecida para o fósforo essa é uma das razões para ele ser tão fixado nos solos ricos em óxidos de ferro e alumínio Já a retenção de nitrato e cloreto se dá por adsorção não específica troca aniônica que tem caráter reversível 6 FATORES INTENSIDADE QUANTIDADE E CAPACIDADE TAMPÃO As plantas absorvem os nutrientes da solução do solo na forma de íons solúveis Estes íons estão em sua maior parte na fase sólida do solo principalmente na superfície das argilas e MO que é a reserva desses íons no solo Então há um equilíbrio entre os íons na fração sólida 21 e a solução e quando a concentração na solução é diminuída decorrente absorção pelas plantas a fração sólida repõe estes nutrientes buscando manter o equilíbrio É importante portanto conhecer o teor de nutrientes em solução a reserva desse teor na fase sólida e o poder de reposição para a solução pela reserva da fase sólida Estes são os fatores interrelacionados denominados quantidade Q intensidade I e capacidade tampão C O fator Q é a reserva dos íons disponíveis na fase sólida do solo em equilíbrio com a solução Seria o soma de todas as formas de um elemento ligado a diferentes compostos na fase sólida e que podem ser liberado para a solução do solo O fator I é a concentração do elemento na solução do solo E o fator C é a relação entre o fator Q e o Fator I QI Esta relação nos diz qual a capacidade da fase sólida em repor o nutriente na solução dando uma ideia de velocidade e quantidade de reposição Figura 15 Representação esquemática dos fatores quantidade capacidade e intensidade no solo Verificase na figura 15 que a quantidade trocável ou lábil adsorvido de um elemento M está em equilíbrio com a quantidade em solução deste elemento A tubulação que liga esses dois compartimentos representa IQ assim quanto maior o diâmetro da tubulação mais facilmente o elemento será liberado para a solução porém isso também pode representar um esvaziamento mais rápido do reservatório Para os cátions como Ca2 Mg2 e K a quantidade máxima que o Q pode atingir em um dado solo é dada pela CTC desse solo Elementos que sofrem adsorção específica como P c RESERVATÓRIO Íon Fase Sólida Q Q I Íon Fase Líquida I Perdas 22 e Zn a quantidade máxima é dada pela capacidade máxima de adsorção do elemento CMAE por esse solo O equilíbrio entre Q e I indica que quando o solo tiver seu valor máximo de Q de um elemento ele terá também seu valor máximo de I logo para Q igual a zero o I também será igual a zero O cultivo sucessivo do solo de modo que a extração contínua de nutriente pode causarlhe exaustão isto é conforme vai reduzindo a quantidade armazenada Q no solo o equilíbrio diminui redução da relação QI e reduzindo a concentração do elemento em solução I Haverá um ponto em que a concentração do elemento em solução deixa de atender as necessidades da planta este ponto é conhecido como nível crítico Assim o nível crítico é a concentração do elemento em solução na qual qualquer concentração abaixo deste nível vai faltar o nutriente para a planta prejudicando seu desenvolvimento