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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA LUIZ DE QUEIROZ Depto. De Ciência do Solo LSO-526 Adubos e Adubação CORRETIVOS DO SOLO - USO EFICIENTE E EFEITOS NA PRODUÇÃO Prof. Dr. Paulo Sergio Pavinato Piracicaba, 03 e 04 de março de CARACTERISTICAS QUÍMICAS DOS FERTILIZANTES 2 1. SOLUBILIDADE PRODUTO DE SOLUBILIDADE (PS): é a quantidade máxima do fertilizante ou corretivo (em gramas) que conseguimos dissolver em 100 ml de água. Fertilizantes Produto de solubilidade (g/100 ml água) a 20ºC Ácido fosfórico 45,7 Ácido bórico 5 Cloreto de cálcio 60 Cloreto de potássio 34 DAP 40 MAP 22 Gesso 0,241 Nitrato de amônio 190 Nitrato de potássio 31 Sulfato de amônio 73 Sulfato de potássio 11 Superfosfato simples 2 Superfosfato triplo 4 Sulfato de manganês 105 Sulfato de zinco 75 Sulfato de cobre 22 Uréia 100 2.2.2) HIGROSCOPICIDADE Conceito: é a propriedade que um adubo possui de absorver água da atmosfera Umidade crítica: umidade relativa do ar em que o adubo inicia a absorção de água Ex.: nitrato de amônio UR = 59,4 Interpretação: quando a temperatura estiver a 30ºC e a umidade relativa da atmosfera estiver acima de 59,4% o nitrato de amônio absorverá água. Misturas: uréia + nitrato de amônio a 30ºC Umidade crítica = 18% Umidades críticas de fertilizantes e misturas a 30ºC. Valores em porcentagem de umidade relativa. 2. Empedramento Cimentação das partículas do fertilizante formando uma massa de dimensões muito maiores que a das partículas originais Causas: Efeito Químico Efeito Físico 3. Índice Salino Medida da tendência do adubo para aumentar a pressão osmótica da solução do solo comparada à de igual peso de nitrato de sódio, cujo valor é igual a 100. Ex.: cloreto de potássio, nitrato de amônio, ureia Tabela 6. Índice salino de diversos fertilizantes, calculados em relação ao nitrato de sódio tomado como índice 100. Fertilizantes Índice salino Nitrato de sódio 100 Nitrato de amônio 105 Sulfato de amônio 69 DAP 30 MAP 34 Nitrocálcio 61 Uréia 75 Amònia anidra 47 Superfosfato simples Superfosfato triplo 10 Cloreto de potássio 116 Sulfato de potássio 46 Nitrato de potássio 74 8 4. Poder acidificante dos adubos Conceito: índice de acidez de um fertilizante quilogramas (kg) de carbonato de cálcio necessários para neutralizar a acidez originada pelo uso de 100 kg do fertilizante. Adubos amoniacais: caráter ácido, pela presença do íon amônio (NH 4 ) - nitrificação 2 NH O 2 NO H + H 2 O Tabela 10. Índice de acidez de alguns fertilizantes Fertilizante Índice Acidez Amônia anidra (83%N) 147 Sulfato de amônio (20%N) 110 Nitrato de amônio (34%N) 62 Uréia (45%N) 71 MAP (9%N) 58 DAP (16%N) 75 Quanto N, Índice de Acidez Sulfato de amônio: alta lixiviação N/S 1,0/1,0 5. Índice de basicidade É a quantidade em kg de CaCO 3 que exercem a mesma ação neutralizadora de 100 kg do fertilizante. Ex.: I.B. do Termofosfato = 50 50kg CaCO 3 100kg de Termofosfato Fertilizantes I.B. Termofosfato 50 Escorias de desfosforização e Escorias silicatadas Fosfato natural reativo 20 (*) (*) Valor médio. 3. Mistura de adubos As misturas podem ser: Compatíveis; Semi-compatíveis e/ou Incompatíveis * Semi-compatíveis misturar um pouco antes da aplicação Ex.: Uréia + Superfosfatos * Incompatíveis não podem ser misturados Ex1.: Uréia + Termofosfatos CO(NH 2 ) 2 NH OH - NH 3 + H 2 O Ex2: Fontes de cálcio + fontes contendo sulfato (fertirrigação) CaNO 3 + (NH 4 ) 2 SO 4 Incompatível, pela formação de CaSO 4 (insolúvel) Amostragem de fertilizantes e corretivos para análises 5.1. Procedimentos para coleta de amostras a) Produtos ensacados com mais de 60kg ( Big-Bag ); b) Produtos ensacados de 10 a 60kg; c) Produtos ensacados até 10kg; d) Produtos a granel. Big-Bag 5.1. Procedimentos para coleta de amostras a) Produtos ensacados com mais de 60kg ( Big-Bag ) Figura 6. Ilustração do amostrador utilizado. Figura 7. Como inserir a sonda de amostragem de fertilizantes em Big-Bag. Tabela 13. Número de Big-Bags a serem amostrados em função do tamanho do lote Tamanho do lote (numero de embalagens) Número mínimo de embalagens a serem amostrados Até a a Superior a 151 até 5.1. Procedimentos para coleta de amostras b) Produtos ensacados de 10 a 60kg Figura 8. Como inserir o amostrador em embalagens de 10 a 60kg. Tabela 14. Número de sacos a serem amostrados, para embalagens de 10 a 60 kg. Tamanho do lote (numero de embalagens) Número mínimo de embalagens a serem amostrados Até a Superior a 100 até % do total do lote 5.1. Procedimentos para coleta de amostras c) Produtos ensacados até 10kg Tabela 15. Número de embalagens, até 10 kg a serem amostrados em função do tamanho do lote. Tamanho do lote (numero de embalagens) Número mínimo de embalagens a serem amostrados Até a a Superior a 100 até ,50% do total do lote 5.1. Procedimentos para coleta de amostras d) Produtos a granel Também usar uma sonda. Enfiar a sonda no lote de adubo de cima para baixo. Retirar 10 porções em locais diferentes para cada 100 toneladas. Misturar bem as porções fazendo uma única amostra. Quartear até se obter uma porção de 250 gramas. Enviar esta porção ao laboratório em embalagem de plástico. 5.2. Método de quarteação a) Manual 5.2. Método de quarteação b) Quarteador tipo Jones CORRETIVOS DO SOLO 24 1. Introdução Maioria Latossolos e Argissolos PROBLEMAS DE ACIDEZ 25 2. Conceitos e componentes da acidez HA H 2 O H + + A - ácido próton aniôn Ácidos fortes - HCl, HNO 3, H 2 SO 4 Ácidos fracos - CH 3 COOH, H 2 CO 3 26 Em solução aquosa, apresentam o seguinte comportamento: H 2 O HCl H + + Cl - CH 3 COOH CH 3 COO - + H + acidez potencial acidez ativa ph = log 1 [H + ] 27 3. Componentes da acidez do solo 3.1. Acidez ativa (ph) 3.2. Acidez potencial = total = reserva (Al 3 +H 0 ) Acidez trocável (Al 3+ ) Acidez não trocável (H 0 ) 28 3.1. Acidez ativa Refere-se à acidez devida aos íons H + dissolvidos na solução do solo. Expressa em termos de ph: ph = log 1 / [H + ] 3.2. Acidez potencial É a soma da acidez trocável (Al 3+ + H + eletrovalentes) mais hidrogênio (H 0 ) covalente. É expressa em termos de mmol c de H 0 + Al 3+ dm -3 29 Acidez trocável - é a acidez devida aos íons Al 3+ e H + adsorvidos aos colóides do solo por eletrovalência. Al H 2 O Al(OH) 3 + 3H + Acidez não trocável basicamente é devida aos íons H 0 ligados por covalência e de outras fontes de acidez que se ionizam em função do ph do meio. mmol c de H 0 dm -3 30 - H Al 3+ ACIDEZ TROCÁVEL - C O O - Al 3+ /3 H H - Al - OH 0 H Fe - OH 0 O ACIDEZ NÃO TROCÁVEL H H - C OH 0 ACIDEZ POTENCIAL TOTAL OU TITULÁVEL (FASE SÓLIDA) ACIDEZ ATIVA, IÔNICA, ATUAL OU LIVRE (FASE LÍQUIDA) Figura. Componentes da acidez do solo (Kinjo, 1983). 31 4. Causas da acidez do solo 4.1. Suprimento de íons H + para a solução do solo a) Dissociação do ácido carbônico formado pela dissolução do CO 2 do ar do solo nas águas de chuva: CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO 3-32 b) Dissociação de radicais OH expostos em arestas de fratura de minerais de argila e de óxidos hidratados de ferro e de alumínio: Si - OH + HO Si - O - + H 2 O M - OH + HO M - O - + H 2 O onde, M = Fe ou Al H 3 O + H 2 O + H + 33 c) Dissociação dos grupos ácidos da matéria orgânica. R - COOH + HO - R - COO - + H 2 O R - - OH + HO - R - - O - + H 2 O d) Hidrólise de íons monômeros e polímeros de alumínio adsorvidos ao complexo de troca: Al H 2 O Al(OH) 3 + 3H + 34 e) Ácidos produzidos pela atividade biológica e práticas agrícolas: e1) Aplicação de fertilizantes acidificantes ao solo (NH 4 ) 2 SO 4 H 2 O NH 4 NO 3 2NH O 2 NO H + NH 4 H 2 PO 4 35 e2) Mineralização da matéria orgânica m i NH 4 + Matéria Orgânica do solo Plantas i NO 3-2NH O 2 2 NO H + + 2H 2 O 36 Barraglough, 1991 4.2. Remoção de bases da solução do solo a) Lixiviação: os cátions básicos são deslocados da solução do solo pelas águas de chuva. 37 b) Absorção de cátions pelas plantas: Ca ++, Mg ++ + H - - H H + H + + H - - H H + H + Ca= = Mg e Cl - ). c) Erosão: (Ca, Mg e K), deixando ânions (SO 4 --, NO 3-38 5. Reação do solo e as plantas Tabela 1. Produção relativa de algumas culturas em função do ph (produção máxima encontrada = 100) (MALAVOLTA, 1985). Cultura ph em água 4,7 5,0 5,7 6,8 7,5 Milho Trigo Aveia Centeio Alfafa Trevo doce Trevo vermelho Soja Efeitos indiretos a) 40 b) Efeito na solubilidade de elementos tóxicos Al OH - Al(OH) 3 Fe OH - Fe(OH) 3 Tabela 1. Estimativa da variação percentual na absorção dos macronutrientes pelas plantas, em função do ph do solo. (PNFCA, 1974; EMBRAPA, 1980). Macronutrientes ph (H 2 O) 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 Nitrogênio Fósforo Potássio Enxofre Cálcio Magnésio 6. Materiais corretivos e ação neutralizante H + + OH - H 2 O Al OH - Al(OH) 3 42 Classificação dos materiais corretivos De acordo com a legislação brasileira, os corretivos de acidez do solo são classificados em: 1. Calcário (tradicional, filler , calcinado) 2. Cal hidratada agrícola 3. Cal virgem agrícola 4. Carbonato de cálcio 5. Escórias industriais (siderurgia e papel) 43 Extração de rocha calcária 44 a) Reação do calcário agrícola H 2 O Ca, Mg (CO 3 ) 2 Ca ++ + Mg CO 3 2- CO H 2 O HCO OH - HCO H 2 O H 2 CO 3 + OH - H 2 CO 3 H 2 O + CO 2 OH - + H + H 2 O 3OH - + Al ++ Al(OH) 3 45 b) Calcário filler : calcário natural micro pulverizado (100% RE) c) Calcário calcinado: CaMg(CO 3 ) 2 CaO + MgO + Ca(OH) 2 + Mg(OH) 2 + CO 2 d) Cal hidratada agrícola ou cal extinta CaO + MgO + H 2 O Ca(OH) 2 + Mg(OH) 2 + calor 46 e) Cal virgem agrícola Ca, Mg (CO 3 ) 2 CaO + MgO Ação Neutralizante: CaO Ca OH H 2 O + Calor (Solo) MgO Mg OH - Cal virgem (Solução do solo) OH - + H + (Solução do solo) H 2 O 47 f) Escórias industriais a) Escórias básicas de siderurgia H 2 O CaSiO 3. MgSiO 3 Ca 2+ + Mg SiO 3 2- SiO H 2 O HSiO OH - HSiO H 2 O H 2 SiO 3 + OH - OH - + H + H 2 O 3OH - + Al 3+ Al(OH) 3 48 7. Características físicas e químicas dos corretivos A eficiência dos corretivos de acidez do solo a) Poder de Neutralização (PN) b) Reatividade (RE) PRNT = PN x RE 7.1. Poder de Neutralização (PN) 50 ml 0,5M = 25 mmol HCl Figura 8. Representação da determinação do poder de neutralização. 50 PN = Eq.CaCO 3 = %CaO x 1,79 + %MgO x 2,48 O fator 1,79 é o valor da relação entre a massa molecular do CaCO 3 com a do CaO: massa molecular do CaCO = 1,79 massa molecular do CaO 56 O fator 2,48 é o valor da relação entre a massa molecular do CaCO 3 com a do MgO: massa molecular do CaCO = 2,48 massa molecular do MgO 40,3 Portanto, a multiplicação dos teores de CaO e MgO por esses valores converte-os em % CaCO 3. 51 Tabela 3. Capacidade de neutralização de diferentes materiais neutralizantes (ALCARDE, 1992). Material neutralizante Poder de neutralização ou equivalente ao CaCO 3 (%) CaCO MgCO CaO 179 MgO 248 Ca(OH) Mg(OH) CaSiO 3 86 MgSiO Ex. O MgCO 3 apresenta capacidade de neutralização 19% maior que o CaCO 3, ou seja, 100 kg de MgCO 3, tem capacidade equivalente a 119 kg de CaCO52 3. 7.2. Reatividade (RE) Tabela 4. Reatividade das partículas de diferentes tamanhos dos calcários. Fração granulométrica Reatividade (RE) Peneira nº ABNT Dimensão (mm) (%)* 10 a 0, ,84 a 0,30 60 50 0, (*) Percentual do corretivo que reage em 3 meses RE(%) = (0,2xP10-20) + (0,6xP20-50) + (1,0xP50) 53 2mm 0% ABNT % 0,84mm 20% ABNT % 0,30mm 60% ABNT % 100% 54 7.3. Poder Relativo de Neutralização Total (PRNT) Englobando os valores de PN e da RE, calcula-se o PRNT do corretivo expresso pela seguinte equação: PRNT = PN x RE 100 Reativo em 3,0 meses. 55 6,5 6,0 X ph X 0 meq. Al 0,8 ph 5,0 X Al 1,6 2, dias Figura. Efeito do tempo de reação do calcário na correção da 56 acidez (PR). Tabela 5. Garantia mínima para comercialização dos corretivos (Capítulo II, Seção II Dos corretivos de acidez 1 In DAS/ n /julho/06. Materiais corretivos de acidez PN (%Eq CaCO 3 ) Mínimo Soma % CaO % MgO Mínimo PRNT Mínimo Calcário agrícola Cal virgem agrícola Cal hidratada agrícola Calcário calcinado agrícola Outros corretivos de acidez 7.4. Efeito Residual (ER) Tabela 6. Interpretação de características químicas e físicas de três calcários (ALCARDE, 1992). Calcários PN RE PRNT Ação do PN PRNT % três meses Posterior ER ER = PN - PRNT 58 8. Critérios para recomendação de calagem CTC Potencial = Ca ++ + Mg ++ + K + + H 0 + Al +3 SB acidez potencial V% = SB x 100 CTC 7 59 Relação ph e cátions trocáveis do solo CTC efetiva (CTC e ) é aquela que o solo apresenta em função do seu ph atual, ou seja: CTC efetiva = SB + acidez trocável SB = soma de bases trocáveis = Ca ++ + Mg ++ + K + + Na + logo, Acidez trocável = Al 3+ CTC efetiva = SB + Al 3+ 60 V% = (SB/T) x 100 m% = Al/(CTC e ) x 100 ou m% = Al / (SB + Al) x Tabela 7. Valores de ph e saturação por alumínio em função da saturação por bases V% (RAIJ et. al., 1985). V % ph em CaCl 2 ph em água m % 4 3,8 4, ,0 4, ,2 4, ,4 5, ,6 5, ,8 5, ,0 5, ,2 5, ,4 6, ,6 6, ,8 6, ,0 6, ,2 6,8 0 62 9. Determinação da necessidade de calagem (1) Neutralização do alumínio e/ou elevação dos teores de cálcio e magnésio (CEFS MG, 1999) (2) Método SMP tabelado (RS/SC, 2004) 63 (3) Método da saturação por bases NC (t/ha) = (V 2 V 1 ) T/ (10 PRNT) onde: NC = t. ha -1 de calcário para a camada de 0-20cm. V 1 = saturação por bases atual do solo = (SB/T) x 100 V 2 = saturação por bases adequada para a cultura (Boletim 100) T = capacidade de troca catiônica potencial do solo (T = SB+H+Al) PRNT = poder relativo de neutralização total do calcário (%) 10= devido ao valor T estar expresso em mmol c.dm -3 64 Tabela 9. Valores de saturação por bases (V 2 %) recomendado para algumas culturas no Estado de São Paulo (RAIJ et al., 1996) Culturas Faixa de V% Arroz 50 Sorgo 50 (+) - 70 Trigo Milho 50 ( + ) - 70 Soja/Feijão Algodão 70 Cana-de-açúcar 60 Citros 70 (+) Solos com M.O. 50 g.kg -1 (++) Solos com M.O. 50 g.kg -1 65 Poder de tamponamento x necessidade de calagem Acidez potencial ativa potencial ativa H H Solo A: ph = 4,2 NC = 6,5 t ha -1 Solo B: ph = 4,2 NC = 2,8 t ha -1 66 Calagem em sistema de plantio direto e/ou cultivo mínimo Estados de São Paulo e Paraná (SÁ, 1998). Solos Doses (*) Dose máxima T ha -1 Argilosos 1/3 a 1/2 2,5 Argilo-arenoso e arenoso 1/2 2,0 (*) Da dose calculada pelo critério de saturação por bases (V%) na profundidade de amostragem de 0-20cm. 67 10. Fatores a serem considerados na prática da calagem Fatores externos a) Análise do solo b) Uniformidade da aplicação c) Antecedência da aplicação d) Incorporação e) Localização * área total pré plantio * sulco de plantio culturas perenes * em faixa pomares adultos 68 Fatores relacionados ao corretivo Atributos do corretivo Atributos e manejo químico do solo Teor de magnésio do solo Porcentagem de Ca (Ca%T) e de Mg (Mg%T) do solo Relação Ca/Mg do solo Uso e quantidade de gesso 69 Fatores econômicos Fórmula para compra do Calcário Agrícola F.C. = P.C. + P.F. P.R.N.T. F.C. = Fórmula de comprar calcário P.C. = Preço do calcário P.F. = Preço do frete P.R.N.T. = Poder relativo de neutralização total 70 Fatores relacionados ao Corretivo a) Teor de Mg no solo Mg 5,0 mmol c.dm -3 culturas anuais e perenes Mg 8,0 mmol c.dm -3 frutíferas hortaliças algodão 71 b) Porcentagem de Ca e Mg na CTC do Solo Tabela 12. Porcentagem de saturação de K, Mg e Ca em relação ao valor T do solo, na faixa de V% mais adequada para as plantas (VITTI et al., 2000). V% K%T Mg%T Ca%T K % T = K / CTC potencial Mg % T = Mg / CTC potencial Ca % T = Ca / CTC potencial 72 Relação Ca/Mg do solo Tabela 14. Interpretação das relações Ca/Mg e K do solo. K : Mg : Ca : Ca/Mg /1 a /1 73 Aplicadores 74 Localização: Pré plantio em área total. 75 Localização: Superficial no PD. 76 EQUIVALÊNCIA DE UNIDADES meq.100cm-3 mmol c.dm -3 mg.dm -3 (ppm) Elemento (kg.ha -1 ) Óxidos (kg. ha -1 ) Carbonatos(kg.ha -1 ) cmol c.dm -3 1 Ca ¹ 1000² 1Mg ¹ 840² 1 K ¹ - 1 Al P ¹ - 1 = CaO, MgO, K 2 O e P 2 O 5, respectivamente 2 = CaCO 3 e MgCO 3, respectivamente 1,0 t/ha CaCO 3 (PRNT = 100%) 10 mmolc.dm -3 Ca = 1 cmolc.dm -3 Ca 1 ha = dm³ (0-20cm) densidade = 1 77
