Elementos químicos e biológicos, nutrição vegetal e fertilidade do solo

Nesse tópico serão mostrados os elementos que fazem parte da constituição do solo e a forma de disponibilização para as plantas.

 

Conceitos mais detalhados e aprofundados podem ser obtidos:

Elementos que formam o solo

Nutrientes fundamentais para as plantas

 

Dezesseis elementos são essenciais para as plantas, 3 não-minerais e 13 minerais.

 

Os elementos essenciais não-minerais são carbono (C), hidrogênio (H) e Oxigênio (O), utilizados no processo de fotossíntese e encontrados na atmosfera e na água. Eles representam 90% da matéria seca de uma planta.

 

Os elementos essenciais minerais são classificados como:

Macronutrientes

 

nitrogênio (N)

De maneira geral é o mineral mais exigido pela planta.

Faz parte da molécula de clorofila, componente de vitaminas e de aminoácidos que formam proteínas.

Está relacionado com o aumento da vegetação de plantas.

Plantas com nitrogênio disponível possuem cor verde escura, enquanto que sua falta causa amarelecimento, iniciando-se nas folhas mais velhas.

fósforo (P)

90% das análises de solo mostram a baixa concentração desse elemento nos solos brasileiros.

Importante para a fotossíntese, respiração, crescimento das células e da planta em geral.

Melhora a qualidade das frutas, sementes e verduras, bem como a resistência à seca.

A carência de fósforo causa desenvolvimento retardado e lento, e é manifestada nas folhas mais velhas por meio de amarelecimento e pouco brilho.

 

potássio (K)

Faz parte de mais de 50 enzimas e auxilia na síntese de proteínas.

Importante para estabilizar o pH internamente na planta.

Plantas produtoras de amido (milho), açúcar (cana) e fibras (algodão) são mais exigentes em potássio.

A deficiência de potássio reduz a fotossíntese e aumenta a respiração, o que gera diminuição no suprimento de carboidratos e energia para o crescimento e resistência a secas e geadas.

Ajuda na resistência às doenças. Importante na formação de frutos e no diâmetro dos ramos.

Os sintomas de clorose e necrose nas pontas e margens das folhas mais velhas.

cálcio (Ca)

Relevante para a adequada absorção de nutrientes por meio das membranas celulares, na ausência de Ca (pH abaixo de 4,0) o transporte e retenção de íons através da membrana celular é perdido.

A presença de Ca melhora as condições do solo e indiretamente no desenvolvimento de raízes.

O cálcio é relevante na divisão celular e, consequentemente, no crescimento de raízes.

A deficiência se apresenta nas partes mais novas, nas gemas e pontas das raízes, aparecendo deformações nas folhas novas, cloroses e queimaduras nas margens das folhas novas.

magnésio (Mg)

Átomo fundamental na molécula de clorofila.

Também atua na ativação enzimática, fotossíntese, respiração etc.

Sintomas de deficiência apresentam clorose internerval em folhas velhas.

enxofre (S)

Encontra-se na planta em maior parte nas proteínas.

Ajuda no crescimento das plantas.

A falta de enxofre gera clorose generalizada nas folhas mais novas.

Micronutrientes: agem como ativadores de enzimas específicas que atuam no metabolismo das plantas.

 

boro (B)

Facilita o transporte de açúcares através da membrana.

Importante para o crescimento de grãos e sementes.

Sua deficiência paralisa o crescimento das raízes e partes aéreas, com deformação das folhas mais jovens.

Usado em excesso pode causar toxidez.

 

cloro (Cl)

Importante na fotossíntese.

Sua deficiência apresenta murchamento, clorose, bronzeamento e deformação das folhas que tomam aspecto de taça.

cobre (Cu)

Essencial na atividade enzimática.

Sua deficiência causa redução na taxa fotossintética.

As folhas novas mostram-se desproporcionalmente grandes.

ferro (Fe)

Essencial na atividade enzimática.

Importante para o teor de clorofila.

A deficiência manifesta em folhas jovens que tornam-se amareladas devido à falta de clorofila.

manganês (Mn)

Essencial na atividade enzimática.

Como a acidez do solo, comum no Brasil, favorece sua disponibilidade, a toxidez é muito mais frequente do que a deficiência.

Deficiências se manifestam em folhas jovem apresentando amarelecimento internerval.

A toxicidez (excesso) causa pontos marrons ao longo das nervuras de folhas jovens.

molibdênio (Mo)

Essencial na atividade enzimática.

Deficiência de Mo pode gerar deficiência de N, reduzindo o teor de clorofila e, consequentemente, o crescimento da planta.

Um dos sintomas de deficiência é o aparecimento, nas folhas velhas, manchas amarelo esverdeadas, outros sintomas podem ocorrer em folhas novas.

zinco (Zn)

Essencial na atividade enzimática.

A deficiência gera redução na síntese proteica.

A falta de Zn causa redução dos internódios da planta, nanismo e na produção de folhas novas pequenas com aspecto clorado.

cobalto (Co)

Importante na fixação biológica do N em leguminosas.

A deficiência relaciona-se com a falta de nitrogênio, apresentando clorose nas folhas novas.

níquel (Ni)

Contribui para o desdobramento da ureia.

O excesso de Ni é comum em regiões com alto teor desse elemento nos solos.

É importante destacar que a classificação acima (macro e micronutrientes) está relacionada à maior ou menor quantidade utilizada pela planta e não à respectiva importância, uma vez que a falta de qualquer deles acarreta deficiências nutricionais nas plantas e consequentemente diminuição de produção.

Matéria orgânica

São resíduos em decomposição de plantas e animais, sendo que a presença nos solos:

- melhora a sua estrutura física (eleva a infiltração de água, diminui perdas por erosão e melhoram o preparo do solo);

- fornecem nutrientes (entre eles o fósforo);

- elevam a atividade microbiana benéfica; e

- aumentam a CTC (Capacidade de Troca de Cátions, conceito discutido adiante).

 

 

Indivíduos benéficos

 

São compostos de minhocas e larvas de insetos, além dos organismos microscópicos, como fungos, bactérias e nematoides (entre os três últimos, muitos causam doenças nas plantas, que serão abordadas na seção Sanidade Vegetal, adiante).

Esses organismos auxiliam na formação da matéria orgânica.

Os fungos do solo se associam com raízes das plantas estabelecendo processo de simbiose, estrutura denominada micorriza, o que assegura o aumento da superfície de absorção das raízes e, consequentemente, de nutrientes, entre eles o fósforo que pouco se movimenta no solo.

A simbiose de bactérias (gênero Bradyhizobium) e leguminosas no sistema radicular, resulta na fixação do nitrogênio da atmosfera pela bactéria para utilização da planta. A deficiência de cobre no solo atrapalha o processo. O Mo favorece o processo de simbiose.

O pH interfere a presença de organismos benéficos. O pH baixo atrapalha a mineralização da matéria orgânica por bactérias, deixando de liberar principalmente N, S e B, uma vez que a maior atividade desses organismos é quando o pH do solo está ao redor do neutro (pH entre 6,0 e 7,0).

Para quem quer se aprofundar nesse tema pode-se ler o livro Microbiota do Solo e Qualidade Ambiental, publicado em 2007 pelo Instituto Agronômico de Campinas (IAC).

Elementos tóxicos presentes no solo

  • alumínio (Al)

Presente em solos ácidos, principalmente no Cerrado, ao ser absorvido se acumula nas plantas causando retorcimento de caule e galhos e inibindo o desenvolvimento vegetativo e radicular.

Além disso, torna as raízes mais grossas e curtas.

Ele inibe a absorção de P e  Ca.

  • outros

Cadmio (Cd), Chumbo (Pb), Bromo (Br), Iodo (I), Flúor (F), Selênio (Se) e Cromo (Cr).

 

  • observação

A elevada acidez do solo pode gerar excesso de Ferro (Fe) e de Manganês (Mn), transformando-os de micronutrientes benéficos para elementos tóxicos.

Conceitos sobre a química do solo e disponibilidade de elementos nutricionais para as plantas

A solução do solo

O solo é formado por diversos componentes sólidos (como areia grossa, areia fina, limo e argila), sendo que as partículas microscópicas, imperceptíveis a olho nu, são chamadas coloides que são constituídos por minerais (argilas) e/ou matéria orgânica (húmus).

 

A atividade química e nutricional dos solos é oriunda principalmente dos coloides. Os íons dos coloides geralmente são negativos (ânions) e por isso podem atrair/reter íons com cargas positivas (cátions). O mesmo princípio do imã: (+) atrai (-) e vice-versa; enquanto (+) repele (+) e (–) repele (–).

Também existem solos com cargas positivas (+), mas solos com cargas negativas (–) são predominantes.

Desse modo, os coloides (argila e matéria orgânica) que possuem íons com cargas negativas (–) retêm elementos com carga positivas (+), inclusive trocando-os / substituindo-os entre si:

 
 
 
 
 
 
 
Figura com os ânions: potássio, sódio, hidrogênio, cálcio, magnésio e alumínio.
 
 

Esse fenômeno explica a maior perda por lixiviação (perda/carregamento de substâncias químicas para níveis mais profundos do solo, por meio de chuva) de nitrogênio em forma de NO3¯ (nitrato) em relação ao  NH4+ (amônio), pois esse último, que possui carga positiva, é retido pelos coloides de cargas negativas (–).

 

A quantidade de elementos de carga positiva (cátions) que um solo pode reter é chamada de Capacidade de Troca de Cátions (CTC).

 

Quanto maior a CTC, mais posições negativas (–) o solo possui que, por sua vez, podem ser ocupadas ou trocadas por elementos de carga positiva (+).

 

No Brasil a grande maioria dos solos possui CTC baixa, ocasionada principalmente pelo alto processo de lixiviação.

A CTC é influenciada:

- pela qualidade e quantidade de argila e matéria orgânica;

- pela superfície específica do solo (quanto menores, argila e matéria orgânica, maior superfície específica e retenção de água); e

- pelo pH.

Manejo do solo

Solos argilosos (de textura mais fina em relação aos arenosos) podem compactar com maior facilidade, reduzindo os microporos da estrutura.  Isso limita a circulação de ar, a retenção de água e a presença de atividade microbiana benéfica às plantas.

 

O manejo do solo deve se preocupar com a compactação causada por máquinas e implementos agrícolas.

 

No início da década de 1970 no Paraná iniciou-se a adoção da técnica de Plantio Direto que veio a revolucionar o sistema produtivo brasileiro, influenciando inclusive produtores de outros países.

 

Nesse sentido, pode-se consultar as seguintes publicações:

Acidez do solo

Solos ácidos dificultam o desenvolvimento de plantas e consequentemente a produção.

Ácidos liberam hidrogênio que substituem potássio, sódio, cálcio e magnésio, que se perdem por lixiviação.

A faixa ideal é entre pH 6,0 e 7,0!

Correção da acidez do solo através da aplicação de calcário

Com a calagem (utilização de calcário) os carbonatos (de Ca e de Mg) reagem com o hidrogênio e insolubilizam o alumínio, substituindo-os por Ca e Mg.

Os benefícios da calagem são:

  • eleva o pH;

  • fornece nos nutrientes Ca e Mg;

  • diminui a toxicidade de Al, Mn e Fe;

  • diminui a indisponibilidade de fósforo (P);

  • aumenta a disponibilidade de N, P, K, Ca, Mg, S e Mo;

  • aumenta a atividade microbiana, que pela decomposição da matéria orgânica aumenta a liberação de N, P, S e B;

  • melhora as propriedades físicas do solo; e

  • aumenta a produtividade.

A tabela abaixo mostras os tipos de calcário comercializados:

Tabela com teores de cálcio e magnésio dos calcários calcítico, magnesiano e dolomítico.
 

Análise do solo

Para saber quais nutrientes o solo precisa é necessário realizar análise de solo da área em que se deseja plantar.

Existe um procedimento técnico para realizar a coleta das amostras destinadas à análise, que visa obter amostras homogêneas que representam a área.

 

O informativo da EMBRAPA, Amostragem e Cuidados na Coleta de Solo para Fins de Fertilidade, ensina a técnica.

As análises de solo geralmente analisam os teores dos seguintes elementos:​

Figura com elementos importantes para as plantas.

A figura abaixo mostra como alguns cátions são interpretados numa análise de solo:

Figura ilustra a interpretação de cátions numa análise de solo.
 

Fonte: figura elaborada pelos redatores, resultado de pesquisa realizada na publicação da EMBRAPA Adubação e Correção dos Solos: Procedimentos a Serem Adotados em Função da Análise dos Solos.

 

 

A recomendação das doses de fertilizantes e corretivos não é tarefa trivial!

Como redigido por Maria José da Silva Luz, Gilvan Barbosa Ferreira e Gilvan Barbosa Ferreira, da EMBRAPA.

 

A experiência do técnico que atua na região, o conhecimento da cultura a ser cultivada ou do sistema de rotação adotado, a disponibilidade de capital do agricultor e a análise do solo, feita periodicamente (de preferência a cada ano), além da análise foliar, são fatores fundamentais a serem considerados na correta indicação das doses a se aplicar.

Conclusão

 

Como pudemos verificar, o solo é uma estrutura complexa que concentra aspectos químicos, físicos e biológicos, desenvolvidos nos milhões de anos de evolução do planeta.

O domínio técnico de cada um dos referidos aspectos é exigido para que se possa manejar adequadamente o solo e, consequentemente, cultivá-lo.

Cada caso tem sua particularidade, mas de maneira geral os seguintes passos podem ser seguidos para manter solo e plantas saudáveis:

Nutrição e manejo

  1. efetuar análise do solo;

  2. determinar a necessidade de correção de acidez e de introdução de outros nutrientes (peça ajuda de um Engenheiro Agrônomo);

  3. aplicar e incorporar no solo corretivos de acidez e de níveis de fósforo (30 a 60 dias anteriores ao plantio). A incorporação já deve prever a eventual descompactação do solo.

  4. corrigir matéria orgânica

  5. plantar e introduzir outros macro e micronutrientes.

  6. manter cobertura morta (folhagem seca, por exemplo) para preservar a umidade e inimigos naturais

 

Por fim, o Boletim 200, do Instituto Agronômico de Campinas, traz a recomendação de calagem e adubação das principais culturas comerciais.