O conceito mineralista e a fertilidade do solo no século XXI
A noção mineralista e a fertilidade percebida pelas plantas cultivadas no solo no século XXI Noção de fertilidade Práticas recomendadas Conceito Avaliação
A noção mineralista e a fertilidade percebida pelas plantas cultivadas no solo no século XXI Passado Evolução da noção de fertilidade do solo Presente: noção mineralista da fertilidade do solo Benefícios da adoção Ruídos na aplicação Insuficiência para expressar a fertilidade percebida pelas plantas cultivadas em solos manejados no sistema plantio direto Futuro Desafios à caracterização da fertilidade percebida pelas plantas... como poderia ser a nova noção da fertilidade.
O estudo da relação entre o solo e a planta e da fertilidade no século XXI Tchê, se tu não sabes pergunte para a planta! Planta O que é a fertilidade do solo? Orgânica Sólida Mineral Líquida Gasosa Solo Física Química Biologia O termo fertilidade significa capacidade de produzir abundantemente.
Evolução da noção da fertilidade Columella, 42 d.c. A fertilidade é o nutrimento que as plantas pegam da terra, é uma capacidade continuamente renovável, determinada de modo integrado por todas as condições da terra, garantida pelo cultivo com técnicas apropriadas e adubação abundante. Avaliada pelo sabor, suco, consistência e fermento da terra e a vegetação espontânea. As práticas recomendadas para regenerar a fertilidade são aplicar esterco, cinzas e marga, cultivar espécies em benefício da fertilidade e arar/preparar bem a terra. Humista, 1761 Fertilidade... ou... nutrição de plantas? O húmus do solo é o alimento das plantas. Mineralista, 184 Fertilidade é a capacidade do solo de fornecer às plantas nutrientes, em quantidades e proporções adequadas, e de manter a ausência de elementos tóxicos para elas. Avaliada pela análise química de nutrientes e elementos em amostras de solo. As práticas recomendadas são aplicar corretivos e adubos.
A noção mineralista também contribuiu para... Rendimento de grãos (kg ha -1 ) 6. 5. 4. 3. 2. 1. Arroz Feijão Milho Soja Trigo - 1976/77 1979/8 1982/83 1985/86 1988/89 1991/92 1994/95 1997/98 2/1 23/4 26/7 29/1 212/13 215/16 Ano agrícola Área cultivada: 37.313... 58.322 mil ha Produção: 46.943...186.299 mil ton Evolução do rendimento, área cultivada e produção de grãos no Brasil CONAB (216)
Aplicação da noção mineralista 1 8 1967 Santa Rosa1 1984 Ibirubá 24 Ibirubá 24 Santa Rosa 8 1 8 1 8 Freqüência (%) 6 4 6 4 6 4 6 4 2 2 2 2 5, 5,1-5,5 5,6-6, > 6, 2,5 2,6-3,5 3,6-5, > 5, 3, 3,1-6, 6,1-12, >12, <4 41-8 81-12 >12 ph em água Matéria orgânica (%) Fósforo disponível (mg dm -3 ) Potássio disponível (mg dm -3 ) Faixas de interpretação Evolução da fertilidade nos solos do Planalto do RS Em 1967: 2 lavouras; em 1984: 1 lavouras; em 24: 4 lavouras/município Nicolodi et al. (26)
Sistemas de preparo e cultivo do solo diferentes Preparo Convencional Área (%) 1 8 6 4 2 Na Região do Planalto do RS PC PR SPD 1979 1994 2 Ano Mielniczuk et al. (2) Sistema Plantio Direto Intensidade e frequência do revolvimento do solo Alta, em toda área e frequente... vs... baixa, localizada e rara Diversidade de espécies e intensidade de cultivo Menores... vs... maiores Manejo da palha ou dos resíduos Queimada e/ou incorporada... vs... mantida, sem queimar, na superfície No tempo... ou... com o tempo de cultivo do solo Área (milhões de ha)) 2, 15, 1, 5,, SPD no Brasil Há mais de 15 anos 78/79 83/84 88/89 93/94 98/99 3/4 Ano agrícola FEBRAPDP (27)... as condições as físicas e as biológicas são muito semelhantes, mas as químicas são alteradas... vs...... as condições químicas, as físicas e as biológicas são alteradas
Alterações nas condições do solo: PC...vs... SPD Efeitos de mais de 2 anos nas condições químicas MO (%) P (mg dm -3 ) K (mg dm -3 ) V (%) 5, 4, 3, 2, 1,, 6 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 75 65 55 45 35 25 a) b) c) d) -1 cm -2 cm PC: A/M SPD: A/M PC: A+V/M+C SPD: A+V/M+C PC: S/Cv/S/V/Sg/Ab SPD: S/Cv/S/V/Sg/Ab PC: T/S SPD: T/S PC: A/M SPD: A/M Eldorado do Sul Passo Fundo Santo Ângelo Local, sistemas de preparo e espécies cultivadas Nicolodi (27)
Alterações nas condições do solo: PC...vs... SPD Efeitos de mais de 2 anos nas condições físicas a) Santo Ângelo: Conceição (26) e b) Eldorado do Sul: Nicolodi (27)
Alterações nas condições do solo: PC...vs... SPD Efeitos de 16 e 17 anos nas condições biológicas a) Londrina: Balota et al. (1998) e b) Eldorado do Sul: Conceição (26)
Alterações nas condições do solo: PC...vs... SPD Efeitos de 3 anos no teor de carbono orgânico Área experimental do IAPAR, em Pato Branco-PR Média diferentes plantas de cobertura. Latossolo Vermelho aluminoférrico. Carbono orgânico do solo, g kg -1 1 15 2 25 3 35 4 8 9 1 Profundidade, cm 2 3 4 5 inicial (1986) convencional - pousio convencional - culturas de inv. plantio direto - pousio plantio direto -culturas inv. floresta 6 Calegari (26)
Fertilidade do solo avaliada vs rendimento Experiências na região do Cerrado brasileiro Djalma M. de Sousa Menor resposta à aplicação de P Maior taxa de desfrute do P aplicado ao solo Maior contribuição do P orgânico no total absorvido: 3% Maior absorção de P devido à colonização e a maior população de fungos micorrízicos arbusculares Leandro Zancanaro Campo 23, com 176 há e argila > 6%, cultivada no SPD, na Fazenda Querência, em Tangará da Serra 1997/98: solo com P Alto (9), V 23%, m 17% e MO 3,4%... alta produtividade e não foi feita calagem 23/4: solo com P (9), V 3%, m 9%, MO 3,8%, ph CaCl 2 4,6 65 sc/ha de soja 24/5 56 sc/ha e 25/6 59 sc/ha de soja
Fertilidade do solo avaliada vs rendimento fertilidade percebida pelas plantas 1 1 1 Rendimento relativo de grãos de soja (%) 8 6 4 2 1, 4, 4,5 5, 5,5 6, 6,5 8 6 4 2 ph 1 2 3 4 Matéria orgânica (%) 8 6 4 2 2 4 6 8 1 Saturação por bases (%) 8 6 4 2 1 2 3 4 Fósforo (mg dm -3 ) Foram avaliados 12 pontos em seis lavouras conduzidas no SPD consolidado, no Planalto do RS, na safra 21/2. Fertilidade baixa rendimento alto Fertilidade alta rendimento baixo Fertilidade alta rendimento alto -1 cm -2 cm Nicolodi (23)
Segundo a noção mineralista da fertilidade, desenvolvida na época do preparo convencional, existe uma relação direta entre a disponibilidade de nutrientes no solo e o desenvolvimento ou produtividade da planta. Fertilidade baixa rendimento de grãos alto Outro(s) fator(es) de solo estão interferindo na fertilidade e/ou na sua avaliação...
As consequências dos efeitos dos outro(s) fator(es) chamaremos de... Ruído Amostragem Análise química Calibração Tabelas de interpretação Recomendações de corretivos e de adubos Ruído: erro intrínseco da avaliação atual da fertilidade.
Ruído na amostragem Diminuição do revolvimento Palha sobre o solo Gradientes de concentração Número mínimo de subamostras Equipamentos Camada amostrada
Ruído na metodologia Mesmos extratores que os utilizados no PC Aumenta no SPD devido a moagem das amostras 5 5 5 Valor nutriente na análise do solo
Ruído na calibração Solos do Rio Grande do Sul: sistema convencional Rendimento relativo das culturas % 1 8 6 4 2 r 2 =,83 r 2 =,81 Solos argilosos Solos arenosos 5 1 15 2 Fósforo (mg dm -3 ) UFRGS (197)
Ruído na calibração Solos do Estado de São Paulo: preparo convencional Potássio trocável (mmol c dm -3 ) Raij (1974)
Rendimento relativo (%) 1 8 6 4 2 Ruído na calibração Solos do RS: Sistema Plantio direto Classes argila Trigo Soja Milho Ajuste do teor crítico I II III 5 1 15 2 25 3 35 4 2 4 6 8 1 12 14 16 Fósforo (mg dm -3 ) Classes II e III Classe I Adaptado de Schlindwein (23)
Rendimento relativo (%) 1 8 6 4 Ruído na de calibração Solos do RS: Sistema Plantio direto 2 Teor crítico Muito Muito Baixo Baixo Médio Alto Alto 52 1 4 15 6 2 8 1 25 12 3 14 35 4 16 Fósforo (mg dm -3 ) Classes argila Trigo Soja Milho Teor crítico: Schlindwein Classe Classes I I II e III I II III Faixas de interpretação e teor crítico (CQFS-RS/SC, 24) Adaptado de Schlindwein (23)
Ruído na calibração Solos do centro sul do Paraná: Sistema Plantio direto Fósforo (mg dm -3 ) Vieira et al. (213)
Ruído na calibração Solos do centro sul do Paraná: Sistema Plantio direto Potássio (cmol c dm -3 ) Vieira et al. (213)
Ruído na interpretação dos resultados Rendimento relativo de grãos (%) 1 8 6 4 2 1 8 6 4 2 1 8 6 4 2 a) 1 o ciclo 3 6 9 12 15 18 21 c) 3 o ciclo 3 6 9 12 15 18 21 e) 5 o ciclo MB B M A MA 3 6 9 12 15 18 21 Fósforo disponível (mg dm -3 ) 1 8 6 4 2 1 8 6 4 2 1 8 6 4 2 b) 1 o ciclo 3 6 9 12 15 18 21 24 27 d) 3 o ciclo 3 6 9 12 15 18 21 24 27 f) 5 o ciclo MB B M A MA 3 6 9 12 15 18 21 24 27 Potássio disponível (mg dm -3 ) N/M/N/T/S A/M/F/T/S V(a)/M/N/T/S V(a)/M/Cj/T/S V/M/N/T/S V/M/Cj/T/S Faixas de disponibilidade de nutrientes no solo (CQFS-RS, 24) O experimento foi instalado em 1997, em área cultivada há 11 anos no SPD, e conduzido por 1 anos, em Cruz Alta-RS. Grãos: milho, soja e trigo. Solo: -1 cm. Cada ciclo corresponde a 2 anos de cultivo. Somente a vica foi adubada (8 kg de P 2 O 5 e K 2 O até o 4º ciclo) em duas rotações: v(a) Fiorin (28)
Produtividade de grãos de milho (t ha -1 ) Ruído na interpretação dos resultados 12 9 6 3, 4, 4,5 5, 5,5 6, 6,5 ph em água 12 9 6 3 1 2 3 4 5 Fósforo disponível (mg dm -3 ) 12 9 6 3,,5 1, 1,5 2, 2,5 Alumínio trocável (cmol c dm -3 ) 12 9 6 3 1 2 3 4 5 Matéria orgânica (%) 12 9 6 3 2 4 6 8 1 Saturação por bases (%) kg N ha -1 PC: PC: 18 SPD: SPD: 6 SPD: 12 SPD: 18 Fertilidade baixa: V/M - 18 Produção média: PC Produção alta: SPD Fertilidade alta: A/M - 18 Produção baixa: PC Produção alta: SPD Fertilidade baixa: SPD Produção alta: A+V/M+C 18 Produção alta: G/M Produção alta: G/M 18 PVd: -1 cm experimentos conduzidos há mais de 2 anos em Eldorado do Sul. Nicolodi (27)
Ruído na interpretação dos resultados Sistema de cultivo e rotação N Produção ph Al troc m P K MO V Kg ha -1 t ha -1 Cmol c % mg dm -3 % % PC V/M 18 6,9 4,8 1,2 28 12 139 2, 36 SPD V/M 18 9,4 4,8 1, 24 21 168 2,7 36 PC A/M 18 5,7 5,4,2 4 15 176 1,8 57 SPD A/M 18 9,4 5,4,2 4 3 136 2,3 58 SPD A+V/M+C 18 8,3 4,5 1,2 27 19 27 2,8 27 SPD G/M 9,2 4,6,7 11 38 217 4,5 42 SPD G/M 18 8,8 4,6,8 13 33 241 4,4 39 Produtividade de grãos de milho. P e K disponíveis (Mehlich 1). ph em água. PVd: -1 cm experimentos conduzidos há mais de 2 anos em Eldorado do Sul. Nicolodi (27)
Evolução da fertilidade e do rendimento Rendimento Fósforo Potássio ph MO Rendimento de grãos de soja (t ha -1 ) 4 3 2 1 4 3 2 1 a) PC b) SPD 1985/86 199/91 1995/96 2/1 25 /6 Safra de verão Experimento conduzido desde 1985 em Passo Fundo (-2 cm) 7 6 5 4 3 2 1 7 6 5 4 3 2 1 Fósforo disponível (mg dm -3 ) 3 25 2 15 1 5 3 25 2 15 1 5 Potássio disponível (mg dm -3 ) 6,5 6, 5,5 5, 4,5, 6,5 6, 5,5 5, 4,5, ph em água 5, 4,5 4, 3,5 3, 2,5, 5, 4,5 4, 3,5 3, 2,5, Matéria orgânica (%) Nicolodi (28)
Evolução do rendimento e da precipitação Experimento conduzido desde 1985 em Passo Fundo (-2 cm) Nicolodi (28)
Está sendo feito para diminuir os ruídos na avaliação da fertilidade do solo no SPD com base na teoria mineralista Cuidados na amostragem do solo Manter a disponibilidade dos nutrientes no solo na faixa Alta e ausência de elementos tóxicos Uso combinado de indicadores na avaliação Recomendação de calagem ph, saturação por bases e por alumínio e fósforo disponível Recomendação de adubação Fosfatada: argila e fósforo disponível no solo Potássica: CTC e potássio disponível no solo Nitrogenada: espécie antecessora e sua produção de massa seca e matéria orgânica no solo CQFS-RS/SC (24)
Poderia ser feito para diminuir os ruídos na avaliação da fertilidade do solo no SPD com base na teoria mineralista Criar método para coletar e enviar ao laboratório amostras de solo não-deformadas Aprimorar metodologia de análise para quantificar as condições químicas percebidas pelas plantas nas amostras não-deformadas Fazer nova calibração com base em solos com tempo variável de cultivo no SPD, diferentes rotações de culturas, espécies cultivadas, locais, anos, condições físicas, químicas e biológicas de solo, etc. Mudar o modo de interpretar os resultados das análises
Tentativas para diminuir os ruídos Indicadores da fertilidade mais sensíveis em expressar a mudança no rendimento Tratamentos com e sem N SC A/M: N = 1% SC V/M: N SC A+V/M+C: N SPD A/M: N** SPD V/M: N SPD A+V/M+C: N SC A/M: 18 N SC V/M: 18 N SC A+V/M+C: 18 N SPD A/M: 18 N SPD V/M: 18 N SPD A+V/M+C: 18 N Fósforo disponível Nitrogênio total Rendimento de grãos* 2 Magnésio trocável CTC efetiva Matéria orgânica Não são bons indicadores Umidade * Rend/4 Nicolodi (27)
Tentativas para diminuir os ruídos Técnica da normalização dos resultados dos indicadores para identificar níveis de fertilidade 1 Comportamento esperado Rendimento de grãos 8 6 4 2 2 4 6 8 1 Fertilidade do solo Níveis de fertilidade Baixo: preto Médio: laranja Alto: verde Locais / indicadores de fertilidade Local 1 Local 2 Local 3 phm P K Al MO V ph P K Al MO V ph P K Al MO V m m m
Tentativas para diminuir os ruídos Técnica da normalização dos resultados dos indicadores para identificar níveis de fertilidade 1 Comportamento VERIFICADO Níveis de fertilidade Baixo: preto Médio: laranja Alto: verde Eldorado do Sul Passo Fundo Santo Ângelo ph P K Al MO V ph P K Al MO V ph P K Al MO V m m m Rendimento relativo de grãos (%) 8 6 4 2 2 4 6 8 1 Fertilidade do solo Nicolodi (27)
A avaliação química da fertilidade é baseada na teoria mineralista. O enfoque e a avaliação química não são suficientes para entender e expressar a fertilidade percebida pelas plantas quando o solo não é desagregado, isto é, quando são preservadas as relações construídas com o tempo de cultivo no SPD. Portanto...... a noção de fertilidade do solo deve ser revista.
Desafios à caracterização da fertilidade percebida pelas plantas Mesmo valor e indicador tem diferentes efeitos sobre a planta conforme o sistema de cultivo Aumentando os valores dos indicadores como no SC no SPD aumenta a produtividade das plantas? Possibilidade 1: SIM Desafio: ajustar os valores dos mesmos indicadores ao novo sistema de cultivo
Desafios à caracterização da fertilidade percebida pelas plantas Mesmo valor e indicador tem diferentes efeitos sobre a planta conforme o sistema de cultivo Aumentando os valores dos indicadores como no SC no SPD aumenta a produtividade das plantas? Possibilidade 2: NÃO Desafio: descobrir os outros fatores que estão determinando a produtividade no novo sistema
Desafios à caracterização da fertilidade percebida pelas plantas 1) Admitir a insuficiência da teoria mineralista para expressar a fertilidade percebida pelas plantas em solos cultivados em sistemas diferentes do convencional.
Desafios à caracterização da fertilidade percebida pelas plantas 2) Entender a fertilidade como propriedade gerada pelo funcionamento do solo como um todo. Aprimorar o nosso entendimento do funcionamento do solo, considerando-o um sistema aberto, e de como é gerada a fertilidade e determinada a sua magnitude
Principais interações com o solo Sistema Clima Sistema Vida Animal Homem Planta Sistema Solo Nicolodi (27)
Auto-organização do sistema solo Grau de complexidade Tempo Condições iniciais Aumento dos fluxos Diminuição dos fluxos Pontos de bifurcações Propriedades emergentes Adaptado de Prigogine (1996), por Vezzani (21)
Fertilidade do sistema solo Subsistema planta Fertilidade Subsistema estrutural Dar suporte físico para o desenvolvimento e para as trocas Subsistema renovável Armazenar e disponibilizar nutrientes, água e oxigênio Sistema Solo Nicolodi (27)
Fertilidade... produtividade Sistema solo Sistema clima Sistema vida Subsistema estrutural Subsistema renovável Topoclima Subsistema planta Subsistema animal Fertilidade Ambiente específico Agricultura Fazendo agricultura Produtos da agricultura Realimentando a agricultura Subsistema homem Produtividade Resíduo Nicolodi (27)
Desafios à caracterização da fertilidade percebida pelas plantas 3) Identificar indicadores dos processos que determinam o funcionamento do sistema solo, que expressem a magnitude da fertilidade percebida pelas plantas em sistemas conservacionistas com diferentes rotações.... indicadores químicos, físicos e biológicos
Desafios à caracterização da fertilidade percebida pelas plantas 4) Adequar ou construir metodologia de amostragem e de determinação, quantitativa e/ou qualitativa, práticas e de custo acessível, e estabelecer os critérios para interpretação dos indicadores da fertilidade do sistema solo para os principais grupos de culturas em sistemas conservacionistas.
Desafio à melhoria e/ou manutenção da fertilidade percebida pelas plantas Adequar as práticas recomendadas melhorar e/ou manter a fertilidade, o bom funcionamento do sistema solo e alta produtividade das plantas Estimular o bom funcionamento dos subsistemas estrutural e renovável Repor os nutrientes exportados pelas culturas Manter sempre o solo cultivado com menor revolvimento possível. Para a produção de grãos processo colher-semear no SPD Estimular a diversidade de vida
O momento atual tem elementos teóricos e práticos suficientes para a mudança da noção da fertilidade. É essencial... Considerações avaliar a fertilidade percebida pelas plantas cultivadas em sistemas conservacionistas e confiar nas recomendações. repensar a noção mineralista e promover a mudança... a abordagem sistêmica no estudo do solo pode ser muito útil. construir uma nova noção a partir de conceito amplo. aprimorar a metodologia para avaliar a fertilidade do sistema solo e fazer as novas calibrações. quanto as práticas recomendadas, incluir a rotação de culturas como uma prática melhoradora da fertilidade, que é.... é necessário, é difícil, é demorado, é possível!
Se tudo é parte e tudo retorna à terra, a fertilidade é um anel do ciclo da vida, o solo, que há 12 mil anos produz alimentos à população crescente, é um problema científico e o enigma da fertilidade, mesmo depois de extraordinário progressos científicos, continua em aberto. Oliva (1939) marganicolodi@hotmail.com Muito obrigada! Se nós realmente quisermos conhecer melhor a fertilidade percebida pelas plantas e aprimorar a nossa noção de fertilidade, poderíamos começar nos concentrando nas condições químicas, físicas e biológicas que as raízes encontram/enfrentam no sistema solo.