NEUTRALIZAÇÃO DA ACIDEZ DO PERFIL DO SOLO POR MATERIAL VEGETAL MARIO MIYAZAWA MARCOS A. PAVAN JÚLIO C. FRANCHINI julho/2003 Instituto Agronômico do Paraná
INTRODUÇÃO Guandu, nabo, aveia ADUBOS VERDES reciclagem de nutrientes, fixação de N 2? ph, Ca, Mg, Al, substâncias orgânicas MATERIAL ORGÂNICO água da chuva, temperatura MATÉRIA ORGÂNICA - substâncias húmicas CTC, adsorção de Mn +, porosidade
OBJETIVO ph, Ca, Mg, Al, substâncias orgânicas APRESENTAR ALTERAÇÕES QUÍMICAS DOS SOLOS ÁCIDOS POR COMPOSTOS ORGÂNICOS SOLÚVEIS DO MATERIAL VEGETAL
ALTERAÇÕES QUÍMICAS DO SOLO ph: Neutralização da acidez Al: Hidrólise, complexação Transporte de cátions: K +, Ca 2+, Mg 2+, Al 3+
I) NEUTRALIZAÇÃO DA ACIDEZ DO SOLO POR RESÍDUOS VEGETAIS
C g/kg ph Densidade do Cafeeiro Pavan et al., 1994 C orgânico ph 16 6 14 5 12 4 10 893 1786 7143 3 893 1786 7143 plantas por ha plantas por ha
ph-suspensão Neutralização de H + e OH - dos resíduos vegetais Miyazawa et al. (1993) 14 12 10 8 6 4 2 Branco Feijão Ceará Colza Aveia preta Trigo 0 12 10 8 6 4 2 0 2 4 6 8 10 12 [HCl] x 10-2 N [NaOH] x 10-2 N
Trigo Milho Guandu Aveia Preta Girassol Nabo Forrageiro Mucuna Cinza Tremeço Branco Feijão de Porco Casca de Café Ervilhaca Comum Feijão do Ceará (cmol c kg -1 ) Capacidade de Neutralização de H + dos Resíduos Vegetais Miyazawa et al. (1993) 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0
ph, solo Influência do Material Vegetal sobre o ph do Solo 9 solo alcalino 7 5 solo ácido 3 0 5 10 15 20 ton/ha Doses de material
Neutralização do ph Caráter anfótero da MO Solo ácido (aumento de ph) R-COOM + H + R-COOH + M n+ (M = Ca, Mg, K) Solo alcalino (diminuição de ph) -OH + OH - -O - + H 2 O
ph Alteração do ph do solo pelos resíduos vegetais Miyazawa et al. (1993) 5,8 5,4 Controle Lupinus luteus Leucena Colonião Trigo 5,0 4,6 4,2 0 15 30 45 60 75 90 105 Dias Após Incubação
II) NEUTRALIZAÇÃO DA TOXIDEZ DE Al 3+ POR RESÍDUOS ORGÂNICOS
Diagrama das espécies de Al
C g/kg Al mmol/kg Densidade do Cafeeiro Pavan et al., 1994 C orgânico Alumínio 16 21 14 14 12 7 10 893 1786 7143 0 893 1786 7143 plantas/ha plantas/ha
Calcário na Superfície do Solo
Ácidos alifáticos dos adubos verdes - tempo de maturação Franchini et al. (2000) Aveia preta Nabo forrageiro Tremoço Azul 60 dia 75 dia 90 dia 120 dia 5 10 15 20 25 Tempo (minutos) 5 10 15 20 25 Tempo (minutos) 5 10 15 20 25 Tempo (minutos)
Ácidos fenólicos dos adubos verdes - tempo de maturação Franchini et al. (2000) Aveia preta Nabo forrageiro Tremoço Azul 60 dia 75 dia 90 dia 120 dia 0 10 20 30 40 0 10 20 30 40 0 10 20 30 40 Tempo (minutos) Tempo (minutos) Tempo (minutos)
TOXIDEZ DE Al 3+, µm 0 5 10 15 0,0 2,0 5,0 10,0 15,0 Al 3+, µm/l
REDUÇÃO DE 20 µm Al 3+ COM ÁCIDOS ORGÂNICOS 0 5 10 15 0 30 60 90 µm/l 0 30 60 90 ÁCIDO CÍTRICO ÁCIDO MALONICO
Comprimento,cm NEUTRALIZAÇÃO DA TOXIDEZ DE Al 3+ POR ÁCIDOS ORGÂNICOS 0 5 10 15 cit mlo oxi tar suc hum sal mal test
Estrutura molecular de complexos Al-orgânico O C O O COO - CH 2 C CH 2 COO - O C O Al O C O Al - OOC HC OH HO CH - OOC CH 2 C O CH 2 COO - O C O O C O OH Al O HC CH (HC OH) 4 (HC OH) 4 CH 2 OH CH 2 OH GLUCONATO CITRATO HC O O C CH OH O COO - TARTARATO
Neutralização do Al do Solo Hidrólise do Al Al 3+ + n(oh) - Al(OH) 2+ ; Al(OH) 2+ ; Al(OH) 3 ; Al(OH) 4 - (calcário, resíduos vegetais) Complexação por ligantes orgânicos Al 3+ + L AlL 0 ; AlL 2 n- (L = ligante orgânico)
CALAGEM EM PLANTIO DIRETO E PRODUTIVIDADE AGRÍCOLA 01/02/2013
Al e H + Al do Solo, 36 m
V% Saturação por Bases, 36 m 80 60 40 20 0 0% 25% 50% 75% 100% 0-10 cm 10-20 cm 20-40 cm
kg/ha Produção Agrícola Produção 10000 5000 0 Milho Trigo Soja 0% 25% 50% 75% 100%
C, g/kg Carbono no Solo 35 30 25 20 0 0,25 0,5 0,75 1 0 0, 2 5 0, 5 0, 7 5 1 0 0, 2 5 0, 5 0, 7 5 1 0-10cm 10-20cm 20-40cm 5 mês 12 mês 36 mês
H+Al, cm ol/kg H+Al, cm ol/kg H+AL, cm ol/kg H+Al, cm ol/kg H + Al, Mauá e Paranavaí H+Al, 12 mês - Paranavaí H+Al, 12 mês - Mauá 4,0 1 5, 0 1 0, 0 2,0 5, 0 0,0 0 ton 2,7 ton 5,3 ton 8,0 ton 0 a 5 5 a 10 10 a 20 20 a 40 0, 0 0 t on 2, 6 t on 5, 2 t on 7, 8 t on 1 0, 4 t on 0-5cm 5-10cm 10-20cm 20-40cm H+Al, 36 mês, Paranavaí H+Al, 36 mês - Mauá 4, 0 1 5, 0 1 0, 0 2, 0 5, 0 0, 0 0 t on 2, 6 t on 5, 2 t on 7, 8 t on 1 0, 4 t on 0, 0 0 t on 2, 7 t on 5, 3 t on 8, 0 t on 0 a 5 5 a 10 10 a 20 20 a 40 0-10cm 10-20cm 20-40cm
Mg, cmol/kg Mg, cmol/kg Ca, cmol/kg Ca, cmol/kgh Ca e Mg, 1 Ano - Mauá e Parav. Ca, 12 mês - Paranavaí Ca, 12 mês - Mauá 2, 0 6, 0 4, 0 1, 0 2, 0 0, 0 0 t on 2, 7 t on 5, 3 t on 8, 0 t on 0, 0 0 t on 2, 6 t on 5, 2 t on 7, 8 t on 1 0, 4 t on Mg, 12 mês - Paranavaí Mg, 12 mês - Mauá 1,2 6, 0 4, 0 0,6 2, 0 0,0 0 ton 2,7 ton 5,3 ton 8,0 ton 0, 0 0 t on 2, 6 t on 5, 2 t on 7, 8 t on 1 0, 4 t on 0-5 cm 5-10 cm 10-20 cm 20-40 cm 0-10cm 10-20cm 20-40cm
III) TRANSPORTE DE CÁTIONS NO SOLO POR LIGANTES ORGÂNICOS 01/02/2013
Calcário na Superfície do Solo
K mmol/kg Ca mmol/kg Densidade de Cafeeiro Pavan et al., 1994 Potássio Cálcio 1 60 0,7 40 0,4 20 0,1 893 1786 7143 0 893 1786 7143 planta/ha planta/ha
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 0-5 cm 30 cm Plant extract addition 5-10 cm 10-15 cm Soil samples Analyzed for: 15-20 cm 4 cm 20-25 cm Percolate solution ph, Ca, Mg, Al, K
Al mmol/l K mmol/l [K] e [Al] no Extrato e na Solução Percolada 40 Nabo Aveia Preta Tre moço 30 20 10 0 60 d 90 d 120 d 60 d 90 d 120 d 60 d 90 d 120 d idade Extrato Percolado idade 6 Nabo Aveia Preta Tre moço 4 2 0 60 d 90 d 120 d idade 60 d 90 d 120 d idade 60 d 90 d 120 d idade Extrato Percolado
Mg mmol/l Ca mmol/l [Ca] e [Mg] no Extrato e na Solução Percolada Nabo Aveia Preta Tremoço 25 20 15 10 5 0 60 d 90 d 120 d idade 60 d 90 d 120 d Extrato Percolado 60 d 90 d 120 d idade 8 Nabo Aveia Tremoço 6 4 2 0 60 d 90 d 120 d 60 d 90 d 120 d 60 d 90 d 120 d idade idade idade
Estrutura Al-quelato R R R
K mmol/kg Ca mmol/kg Ca e K do Solo (0-5 cm) após Percolação do Extrato 10 Cálcio 7,5 5 2,5 0 Nabo Aveia Trem oço Testem 60d 90d 120d Potássio 10 7,5 5 2,5 0 Nabo Aveia Trem oço Testem 60d 90d 120d
Al mmol/kg ph ph e Al do solo (0-5 cm) após Percolação do Extrato 5 ph 4,5 4 Nabo Aveia Trem oço Testem 60d 90d 120d Alumínio 10 7,5 5 2,5 0 Nabo Aveia Trem oço Testem 60d 90d 120d
Profundidade, cm Crescimento radicular de trigo, nabo forrageiro Franchini et al. (1999a) Cátions, cmol c dm -3 ph 0 1 2 3 5,7 5,1 4,5 3,9 0 controle 0 5 10 15 20 25 5,4 cm 17,8 cm 5 10 15 20 25 Profundidade, cm Al Ca Mg K
Soil depth (cm) Extrato vegetal no crescimento radicular (Fr anch ini e t al., 2001) 0 5 10 15 20 25 Teste m Calcár Aveia p Nabo forr Trigo
Ordem de lixiviação de cátions no solo Solos minerais (plantio convencional, baixa MO): K + > Mg 2+ > Ca 2+ > Al 3+ Complexos orgânicos (plantio direto, alta MO): AlL > CaL > MgL > K +
CONCLUSÕES A acidez do subsolo pode ser neutralizada com resíduos vegetais Maiores teores de ácidos orgânicos encontram-se antes da maturação dos tecidos vegetais O efeito dos ácidos orgânicos é imediato O efeito sobre o ph e o Al é temporário
C0NCLUSÕES Redefinir época de manejo de adubos verdes Planejamento na diversificação de adubos verdes Manutenção de resíduos vegetais na superfície do solo Rotação de cultura comercial
PESQUISADORES MARIO MIYAZAWA, QUÍMICA ANALITICA MARCOS A. PAVAN, QUÍMINA DO SOLO JULIO C. FRANCHINI, EMBRAPA, QUÍMICA DO SOLO ADEMIR CALEGARI, ADUBO VERDE JULIO C. D. CHAVES, CAFÉ ARNALDO COLOZZI FILHO, MICROBIOLOGIA DIVA S. ANDRADE, MICROBIOLOGIA ELIR DE OLIVEIRA, MANEJO DO SOLO
AGRADECIMENTO Dr. YAMADA - POTAFOS A TODOS OS PRESENTES