Gradiente químico de solos sob plantio direto: uma condição que limita a produtividade das plantas
Vilson Antonio Klein11Engenheiro Agrônomo, Doutor em Agronomia (Solos e Nutrição de Plantas), Professor Titular da Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária da Universidade de Passo Fundo, Passo Fundo - RS. email: vaklein@upf.br
O solo é o suporte a produção de alimentos, embora possa ser dispensável. Sistemas de produção em hidroponia ou aeroponia prescindem o uso deste. Então, para que serve o solo na produção agrícola?
O solo funciona de certa forma como um ”pulmão”, como forma de reservatório de água e nutrientes, para fornecê-los junto com o ar ao sistema radicular das plantas, no momento adequado e por intervalo de tempo maior, sem a necessidade de reposição, ao contrário do que ocorre nos sistemas acima citados.
Em solos arenosos, muitas vezes se pratica uma ”hidroponia céu aberto”, uma vez que estes solos apresentam baixa capacidade de retenção e disponibilização de água e nutrientes às plantas. Nesta condição, períodos reduzidos de deficiência hídrica, comprometem significativamente a produtividade das culturas, por outro lado em regiões com precipitação regular durante todo o ciclo da cultura, mesmo em solos com teor de areia superior a 80%, como é o caso do Oeste Baiano, altas produtividades são obtidas.
A armazenagem de água nos poros do solo é afetada principalmente pela textura e estrutura deste, propriedades que afetam a geometria porosa do solo, responsável por toda a dinâmica da água neste solo. No entanto, nem toda a água armazenada no solo está disponível para as plantas. Forças de adsorção da água a matriz do solo, bem como, o fenômeno da capilaridade, fazem com que essa água fique retida com tamanha energia que as plantas não conseguem extraí-la do solo.
Entende-se por água disponível às plantas aquela compreendida entre a capacidade de campo e o ponto de murcha permanente, condição em que a murcha é irreversível, pelo fato da água armazenada no solo estar retida com maior energia do que aquela do interior da planta. Em recente trabalho estabeleceu-se o teor de água na condição de ponto de murchamento permanente em função do teor de argila do solo (Figura 1). Constata-se que enquanto num solo com 10% (100 g kg-1) de argila o teor de água no solo é de 5% a base de massa, quando este solo possui 70% de argila esta umidade fica em torno 25%. Isto para explicitar que água armazenada no solo, é muito distinta, de água disponível para as plantas.
Figura 1. Umidade gravimétrica do solo na condição de ponto de murcha permanente em função do teor de argila (Klein et al., 2010).
Na equação 1 é possível visualizar a importância da profundidade efetiva do sistema radicular das plantas no volume de água disponível, uma vez que a lâmina de água disponível é representada pelo intervalo da UVcc (umidade volumétrica na capacidade de campo) e a UVpmp (umidade volumétrica do ponto de murcha permanente) pela profundidade efetiva do sistema radicular das plantas. Quanto mais profundo o sistema radicular maior será o volume de solo explorado e maior o volume de água e nutrientes a disposição das plantas.
Lâmina água disponível (mm) = [UVcc-UVpmp] (1)*Profundidade sistema radicular (mm)
Destaca-se também que para um nutriente ser absorvido pelo sistema radicular das plantas ele precisa estar solubilizado em água, isto é, possuir uma capa de hidratação, independente do modo de absorção (interceptação, fluxo de massa ou difusão). Daí se explica por que solos muito férteis nem sempre são muito produtivos. Nutrientes dispostos em camadas sem umidade não serão absorvidos.
Para que ocorra o pleno desenvolvimento do sistema radicular das plantas é imperativo que este não encontre nenhum tipo de limitação física, química ou biológica. O objetivo deste texto é discutir apenas a questão dos atributos químicos do solo.
As raízes das plantas têm o seu crescimento afetado na presença de elementos tóxicos. A presença de alumínio em níveis tóxicos é uma das principais limitações, ocasionando estresse nutricional e hídrico nas plantas cultivadas. A destacar que as principais plantas cultivadas para produção de grãos apresentam ciclos cada vez mais curtos e períodos curtos de estresse hídrico, em períodos críticos, afetam significativamente o rendimento de grãos.
A calagem é a principal prática utilizada para a correção química da acidez do solo e da neutralização do alumínio, embora outras práticas, como a gessagem possam ser utilizadas para a complexação do alumínio. Ocorre que a ação desses corretivos é restrita ao local de aplicação, embora, alguns estudos tenham demonstrado que pode ocorrer a mobilização do calcário em profundidade na forma inorgânica e orgânica. Resíduos vegetais na superfície do solo, em função da liberação de compostos orgânicos hidrossolúveis de baixo peso molecular, poderiam afetar a mobilidade do calcário no perfil do solo e que essa mobilidade varia de acordo com as espécies de plantas (Cassiolato et al., 2000; Franchini et al., 2001). É importante destacar, no entanto, que estes estudos foram realizados em laboratório, utilizando colunas de solo peneirado acondicionado em tubos de PVC com dimensões de 25 cm de altura e 4 cm de diâmetro, tendo este solo sido acomodado para atingir densidade de 1,0 g/cm3, segundo os autores, correspondendo à condição natural, todavia muito diferente da que ocorre em condições de lavouras mesmo sob plantio direto, onde a dinâmica da água no perfil do solo é muito distinta.
Quando amostras de solo são coletadas de forma estratificada, não raro são encontrados resultados como os apresentados abaixo. No quadro 1, um solo que já na camada de 5-10 apresenta acima de 10% de saturação por alumínio, enquanto que o solo do quadro 2, não apresenta nenhum alumínio até a profundidade de 20 cm. Não se tem o histórico das duas áreas, até porque muitas vezes este não apresente a confiabilidade necessária por falta de registro ou acompanhamento técnico.
Quadro 1. Atributos químicos de um solo em profundidade, Passo Fundo, 2011
Quadro 2. Atributos químicos de um solo em profundidade. Espumoso, 2009.
Uma outra questão que foi amplamente estudada é a questão de que o alumínio é menos tóxico em solos sob plantio direto, em função da complexação deste elemento por ligantes aniônicos orgânicos e inorgânicos e pela força iônica da solução do solo. Salet et al. (1999) estudaram a atividade do alumínio em dois sistemas e concluíram que na camada superficial (0 – 5 cm) efetivamente a atividade livre do alumínio foi muito menor no sistema plantio direto, no entanto, abaixo dessa camada não houve diferença em relação ao sistema convencional. Isto provavelmente ocorre em função do maior teor de matéria orgânica nessa camada e menor nas demais camadas e nessas camadas o problema da toxidez do alumínio persiste.
Da condição do quadro 1 a situação está posta e a questão é o que fazer? O manual de adubação e calagem para o RS e SC (2004), recomenda que em solos com elevada acidez em camadas mais profundas (10-20 cm) deva ser aplicada a quantidade de calcário recomendada para a correção da acidez na camada de 0 a 20 cm e feita a incorporação. O manual destaca ainda que esta incorporação deve ocorrer em áreas onde o plantio direto esteja em fase de implantação ou em áreas sem calagem anterior.
Antes de qualquer decisão deve-se ter um diagnóstico confiável. É óbvio que essa amostragem estratificada em larga escala é inviável, por demandar muita mão de obra, mas também de nada adianta fazer um detalhamento amostral muito grande somente em uma camada (0 – 10 cm) e desconsiderar as demais. Só para lembrar, quanto maior o crescimento radicular em profundidade maior será a disponibilidade de água às plantas e maior a estabilidade de produção das culturas. Não raro numa condição adversa, como do quadro 1, o rendimento de grãos, para o agricultor, continua satisfatório, no entanto, em essas condições sendo mais favoráveis a planta, este rendimento e principalmente a estabilidade na produção ser muito maior.
A incorporação dos corretivos com a utilização de arado ou grade aradora a princípio está fora de cogitação. A ausência de terraços ou outras práticas complementares de conservação do solo, na maioria das lavouras, com certeza acarretariam sérios problemas de erosão hídrica. A utilização de implementos de hastes incorporam parcialmente os corretivos, embora em alguns estudos em um Latossolo, tenhamos obtido êxito na neutralização do alumínio, até 15 cm de profundidade, com a aplicação superficial de calcário e posterior escarificação.
Uma outra alternativa, que está detalhamente descrita em Klein et al,. (2007), é um distribuidor de calcário acoplado a um escarificador e que possui um sistema pneumático de injeção de calcário em profundidade, abaixo de 10 cm de profundidade, na mesma operação de descompactação do solo. Infelizmente este equipamento ainda não está disponível comercialmente.
Com o advento da agricultura de precisão é cada vez mais comum a aplicação de fertilizantes na superfície do solo. As amostras de solo do quadro 2, foram retiradas de uma área onde a fertilização era toda feita a lanço na superfície. É nítido observar a concentração principalmente do fósforo (P) e do potássio (K) na camada de 0-5 cm.
Aqui temos um problema da utilização da média para valores extremos. Para exemplificar uma pessoa pode estar com os pés num fogão a 80 °C e a cabeça num refrigerador a – 6 °C, mas estará com a temperatura média do corpo em 37°C, condição normal. O mesmo acontece com uma amostragem de 0 a 10 cm para o nutriente fósforo, por exemplo, esta amostra será homogeneizada e o resultado para essa camada será de 28,6 mg/dm3.
Como discutido no início deste texto o solo, funciona como um reservatório de água e nutrientes que devem ser fornecidos para as plantas de acordo com as suas necessidades pelo maior tempo possível. Ora qual a camada do solo a primeira a secar, quer por perda de água por evaporação ou por extração pelas raízes das plantas? É sempre a camada mais superficial. Nessa condição teremos um solo com elevados teores de nutrientes que não serão absorvidos pelas plantas. Em condições como o pampa úmido Argentino ou mesmo em áreas irrigadas esse gradiente químico pouco ou nada afetará a produção das culturas, mas nas nossas condições, onde períodos de déficit hídrico são freqüentes, com certeza essa situação está afetando a produção agrícola.
Então para a nossa condição de solo e clima a prática agrícola de incorporação de fertilizantes, com a utilização de eficientes sulcadores do tipo facão nas semeadoras adubadoras, continua sendo recomendada, uma vez que com isso, além de promover um ambiente físico mais favorável ao desenvolvimento possibilita a deposição do fertilizante em camadas mais profundas diminuindo o gradiente e assim aumentando o volume de solo explorado pelas raízes.
Uma outra questão que precisa ser abordada, é o desequilíbrio que elevadas concentrações de determinados nutrientes em certas camadas podem acarretar. Castamann (2009) utilizando o DRIS (Sistema Integrado de Diagnose e Recomendação) constatou menor absorção de Magnésio (Mg) e do Cálcio (Ca) por plantas de soja em solos que apresentavam teores de potássio duas vezes maior que o valor limite da faixa ”alto”, segundo o autor isto ocorre devido a interação antagônica entre a absorção desse nutriente com Ca e o Mg, uma vez que competem pelo mesmo sitio transportador trans-membrana.
Para concluir queremos reforçar a importância de se ter um solo de qualidade em profundidade, com plenas condições de fornecer água, ar e nutrientes ao sistema radicular das plantas e chamar a atenção para os problemas que elevados gradientes químicos em solos sob plantio direto podem ocasionar ao pleno desenvolvimento das plantas afetando assim principalmente a estabilidade da produção agrícola.
A destacar que os resultados das análises dos atributos químicos dos solos acima apresentados, não são situações isoladas. Possuímos um conjunto muito grande de amostras coletadas nas mais distintas regiões e o número de propriedades com problemas é muito grande.
Referências
CASSIOLATO, M.E.; MEDA, A.R.; PAVAN, M.A.; MIYAZAWA, M.; OLIVEIRA, J.C. Evaluation of oat extracts on the efficiency of lime in soil. Brazilian Archives of Biology ant Technology. 43:533-536, 2000.
CASTAMANN, A. Normas DRIS para rendimento de grão e teor de óleo da cultura da soja, cultivada no planalto médio do Rio Grande do Sul. Tese de Doutorado, Programa de Pós- Graduação em Agronomia, FAMV/UPF, 2009, 153p.
COMISSÃO DE QUÍMICA E FERTILIDADE DO SOLO – CQFSRS/SC. Manual de adubação e calagem para os estados do Rio Grande do Sul e Santa Catarina. 10.ed. Porto Alegre, SBCS/Núcleo Regional Sul, 2004. 394p.
FRANCHINI, J.C.; MEDA, A.R.; CASSIOLATO, M.E.; MIYAZAWA, M.; PAVAN, M.A. Potencial de extratos de resíduos vegetais na mobilização do calcário no solo por método biológico. Scientia Agrícola. 58:357-360, 2001.
KLEIN, V. A.; DALLMEYER, A. U.; ESCOSTEGUY, P. A. V.; BOLLER, W.; FIOREZE, I.; VIEIRA, M. L.; DURIGON, F. F.; FÁVERO, F. Adaptação de um equipamento para incorporação de calcário em solos sob plantio direto. Revista de Ciências Agroveterinárias. 6:95-103, 2007.
KLEIN, V.A.; BASEGGIO, M.; MADALOSSO, T.; MARCOLIN, C.D. Influência da textura no teor de água no solo no ponto de murcha permanente determinado por psicrômetro. Ciência Rural, 40:1550-1556, 2010.
SALET, R.L.; ANGHINONI, I.; KOCHHANN, R.A. Atividade do alumínio na solução de solo do sistema plantio direto. Revista Científica Unicruz, 01:9-13, 1999.
Artigo publicado na Revista Plantio Direto 126, novembro/dezembro de 2011.