Fertilidade do solo em plantio direto

Fertilidade do solo em plantio direto

(Parte 1 de 8)

Sírio Wiethölter
Luiz Roberto Guimarães Guilherme

Afredo Scheid Lopes Carlos Alberto Silva

Associação Nacional para Difusão de Adubos

Praça Dom José Gaspar, 30 - 9 Andar São Paulo - SP

Telefax:1 3214-2831

Telefone: 1 3255-9277 Seite: w.anda.org.br e-mail: info@anda.org.br

O Brasil possui a segunda maior área plantada no mundo sob sistema plantio direto (SPD). Esse fato representa uma grande conquista para a sociedade brasileira em termos de preservação do meio ambiente, uma vez que, em área sob SPD, a perda de solo por erosão é drasticamente reduzida e o estoque de matéria orgãnica é aumentado.

Essas mudanças implicam em melhoria da fertilidade e da qualidade do solo e em maior eficiência de uso de água e de nutrientes, o que se traduz em maior produção de alimentos com as mesmas quantidades de fertilizantes e de corretivos usadas atualmente.

Como resultado desses benefícios, o SPD experimenta, atualmente, um avanço acelerado em todos os estados brasileiros, já que, de início, as áreas sob SPD concentravam-se no sul do Brasil.

Todos esses aspectos resultaram de um grande esforço da pesquisa brasileira no sentido de entender os processos fundamentais para o estabelecimento do SPD em diferentes solos e biomas, sobretudo nas questões associadas ao manejo da fertilidade do solo. Cabe também ressaltar a contribuição que os agricultores, os extensionistas e as empresas de fabricação de máquinas e de insumos deram para a expansão do SPD no Brasil.

1. Introdução1
direto................................................................................................. 3
2.1. Matéria orgânica3
2.2. Acidez do solo e toxidez de alumínio5
2.2.1. Respostas à aplicação de calcário8
solo............................................................................................. 17
2.3. Fósforo21
2.4. Nitrogênio32
2.4.1. Aplicação antecipada de nitrogênio39
2.4.2. Perdas de nitrogênio por volatização53
3. Antes de netrar no sistema plantio direto54
3.1. Calagem5
3.2. Gessagem58
3.3. Adubação corretiva61
3.3.1. Adubação fosfatada corretiva61
3.3.2. Adubação potássica corretiva68
3.3.3. Adubação corretiva com micronutrientes70
4. Manejo da fertilidade no sistema plantio direto71
4.1. Amostragem do solo para fins de avaliação da fertilidade71
4.2. Calagem75
4.3. Adubação nitrogenada79
4.4. Adubação fosfatada e potássica83
4.5. Adubação com enxofre e micronutrientes87
4.6. A importância da cobertura do solo90
5. Considerações finais92
6. Literatura citada96

ÍNDICE 2. Principais alterações químicas no solo decorrentes do sistema plantio 2.2.2. Efeitos da calagem superficial nas camadas subsuperficiais do 7. Apêndice - Classes de solo utilizadas no texto, figuras e tabelas - nomenclatura anterior e atual..............................................................110

Alfredo Scheid Lopes 1

Sírio Wiethölter 2 Luiz Roberto Guimarães Guilherme 3

Carlos Alberto Silva 4

1. Introdução

Um dos maiores avanços no processo produtivo da agricultura brasileira foi a introdução do Sistema Plantio Direto (SPD) no Sul do Brasil, a partir do início da década de 1970. Seu objetivo básico inicial foi controlar a erosão hídrica. O desenvolvimento desse sistema só se tornou possível graças a um trabalho conjugado de agricultores, pesquisadores, fabricantes de semeadoras, e técnicos interessados em reverter o processo acelerado de degradação do solo e da água verificado em nosso país. Em solos de igual declividade, o SPD reduz em cerca de 75% as perdas de solo e em 20% as perdas de água, em relação às áreas onde há revolvimento do solo (Oliveira et al., 2002).

Com crescimento inicial pouco expressivo, em termos de área, foi a partir da década de 1990 que ocorreu grande expansão da área sob SPD, tanto na região sul como na região do Cerrado, onde o SPD começou apenas a ser utilizado nos anos 1980 (Figura 1). Atualmente são cultivados no Brasil cerca de 20 milhões de hectares sob plantio direto (Cervi, 2003), estando 25% dessa área localizada na região do Cerrado. Em nível mundial, a área sob SPD é de 64 milhões de hectares e o Brasil ocupa a segunda maior área, sendo os Estados Unidos o país que apresenta a maior área sob esse sistema. Regionalmente, o SPD já vem sendo adotado de modo sistemático nos estados do Rio Grande do Sul, Santa Catarina e Paraná (3,8, 0,8 e 4,5 milhões de hectares, respectivamente) havendo, nos anos

1.Eng Agr, PhD, Professor Emérito do Dept de Ciência do Solo, Universidade Federal da Lavras, Lavras,

MG e Consultor Técnico da ANDA, São Paulo, SP, e-mail: ascheidl@ufla.br 2Eng Agr, PhD, Pesquisador, Embrapa Trigo, Passo Fundo, RS, e-mail: siriow@cnpt.embrapa.br 3.Eng Agr, PhD, Professor Adjunto do Dept de Ciência do Solo, Universidade Federal da Lavras, e-mail: guilherm@ufla.br 4.Eng Agr, Dr, Professor Adjunto do Dept de Ciência do Solo, Universidade Federal da Lavras, e-mail: csilva@ufla.br recentes, uma maior adoção do SPD em outros estados brasileiros, principalmente em Goiás, Mato Grosso do Sul e Mato Grosso. A expansão relativamente rápida do SPD no Brasil pode ser explicada, também, pelo menor custo de produção e facilidades de operação de práticas de campo verificados nesse sistema de cultivo, aliado a uma maior proteção do solo, da água e da fauna.

Figura 1.Evolução da área cultivada sob plantio direto na região do Cerrado e no Brasil. 1975-2002 e expectativa para 2003. Fonte: Cervi (2003) e FEBRAPDP (2003).

As informações obtidas em alguns experimentos de longa duração, implantados principalmente na região Sul do Brasil, permitiram concluir que o SPD não é apenas um sistema eficiente de conservação do solo. Áreas sob SPD apresentam inúmeras características próprias, e que, por conseqüência, exigem um manejo diferenciado, principalmente em relação à fertilidade do solo. Essas características são decorrentes dos seguintes fatores: a) do não revolvimento do solo e do acúmulo progressivo de restos culturais; b) da adubação sucessiva em sulcos ou a lanço superficial; c) da variedade de plantas adotada na rotação de culturas - tanto em relação à quantidade quanto à qualidade da matéria seca das mesmas; d) de uma dinâmica de água no solo diferente da que ocorre com o preparo do solo e e) de uma condição diferenciada em relação a pragas, doenças e invasoras.

Milh ões h a Cerrado

Brasil

No caso do Cerrado, um fator adicional na implantação do SPD nesta região do Brasil, a partir dos anos 1990, surgiu em decorrência de, até recentemente, não haver muitas alternativas de plantas de cobertura que suportassem os seis meses de baixa disponibilidade de água que ocorrem entre abril e setembro. Outro ponto que merece destaque, em face de um menor tempo de adoção dessa prática nessa região, é que existem poucos experimentos de longa duração que permitem extrair informações conclusivas sobre alterações na dinâmica da fertilidade do solo sob SPD, e sobre suas respectivas alternativas práticas.

Embora existam vários trabalhos de revisão de literatura recentes, enfocando o manejo da fertilidade do solo no SPD em algumas regiões do país (Sá, 1999; Wiethölter, 2000b, 2002c; Caires, 2000; Sousa e Lobato, 2000; Freire et al., 2000 e Oliveira et al., 2002), o acesso a essas informações é bastante limitado para os técnicos que atuam diretamente no campo orientando os agricultores nas suas tomadas de decisão.

Por esse motivo, tornou-se oportuna a presente publicação, a qual não pretende abranger todos os dados disponíveis sobre o manejo da fertilidade do solo no SPD, mas tão somente objetiva avaliar as principais alterações de parâmetros de fertilidade do solo com o passar dos anos sob esse sistema, assim como apresentar sugestões sobre o manejo prático da fertilidade do solo para atingir-se a produtividade máxima econômica.

2.Principais alterações químicas no solo decorrentes do sistema plantio direto

2.1. Matéria orgânica

Uma das características marcantes do SPD é o aumento do teor de matéria orgânica na camada superficial do solo com o decorrer do tempo de implantação desse sistema. A ausência de preparo do solo (práticas convencionais de aração e de gradagem) e a quantidade e qualidade, tanto dos resíduos das culturas de interesse econômico em rotação ou sucessão como das plantas de cobertura ao longo dos anos, acarretam um aumento gradual no teor de matéria orgânica, notadamente na camada superficial (0 a 10 cm).

A razão do acréscimo de matéria orgânica decorre do fato de a taxa de decomposição de palha mantida na superfície do solo ser menor do que se fosse incorporada ao solo. O aumento nos estoques de matéria orgânica é dependente de vários fatores, tais como: quantidade de palha, tipo de rotação de cultura adotada, grau de revolvimento do solo, clima da região e doses de fertilizantes aplicadas nas lavouras, (Machado e Silva, 2001). O aumento do teor de matéria orgânica geralmente não ocorre nos primeiros anos de adoção do SPD, mas sim, após 6 ou 7 anos de início do sistema.

A alteração no teor de matéria orgânica, tanto em quantidade como em qualidade, tem implicações graduais nas alterações do pH, na toxidez de alumínio, na dinâmica de nitrogênio, do fósforo e de outros nutrientes. Nos trabalhos de pesquisa de Muzilli (1983) e Sidiras e Pavan (1985), conduzidos no Estado do Paraná, foram observados aumentos significativos no teor de matéria orgânica na camada de 0 a 5 cm em um Latossolo Roxo após 5 anos sob SPD, em comparação com o sistema de plantio convencional (SPC). Para outro Latossolo Roxo e para uma Terra Roxa Estruturada, após 4 anos sob SPD, o aumento significativo da matéria orgânica atingiu a camada de 0 a 20 cm. Ainda no norte do Paraná, foi observado que após 15 anos do SPD ocorreu um aumento de 27% no teor de matéria orgânica na camada de 0 a 10 cm (Sá, 1995).

A elevação do teor de matéria orgânica nas camadas mais superficiais do solo é uma conseqüência não somente de sua mineralização mais lenta no SPD em relação ao SPC, devido ao menor contato com o solo, o que retarda a ação dos microrganismos responsáveis por este processo, mas, também, pela maior adição de fitomassa das culturas em rotação e/ou, sucessão e pela maior preservação da estrutura do solo, que confere à matéria orgânica maior proteção ao ataque de microrganismos e de seus complexos enzimáticos. No Sul do Brasil, em termos gerais, tem-se observado um aumento no teor de matéria orgânica de 0,5 a 1,5% na camada de 0 a 10 cm em cerca de 10 anos. Depreende-se, pois, que, em havendo aumento no teor de matéria orgânica, está ocorrendo armazenamento de N no solo, pois a matéria orgânica é constituída por 5% de N (a relação C:N em solo é constante, em torno de 10:1). Este aspecto, portanto, tem relação direta com as entradas e saídas de N do sistema. Em última instância, o acúmulo de matéria orgânica depende da adição de N ao solo, seja pela fixação biológica ou pelos fertilizantes minerais ou orgânicos.

2.2. Acidez do solo e toxidez de alumínio

No SPC, a calagem é uma prática indispensável a cada 4 a 5 anos visando corrigir a acidez do solo e tornar insolúvel o alumínio. A geração de acidez pode ser atribuída, em parte, à mineralização dos resíduos orgânicos, à lixiviação de cátions de reação básica da camada arável e à intensificação da erosão hídrica (Sidiras e Vieira, 1984).

Já no SPD estabilizado, de uma maneira geral, tem sido observada menor demanda de calcário. De forma análoga, o teor de alumínio trocável e a percentagem de saturação da CTC efetiva por alumínio tendem a diminuir com o decorrer dos anos de implantação do SPD (Sidiras e Pavan, 1985). Nos Campos Gerais do Paraná, em 40 áreas avaliadas sob plantio direto, observou-se ausência de alumínio na profundidade de 0 a 10 cm, enquanto que apenas 5% das áreas apresentaram saturação por alumínio entre 0 e 15% na profundidade de 10 a 20 cm (Sá, 1993).

Vários mecanismos têm sido propostos para explicar a redução da acidez e a diminuição da toxidez de alumínio no solo pela aplicação de resíduos orgânicos, cabendo destaque as publicações de Miyazawa et al. (1993), Salet (1998), Franchini et al. (1999), Cassiolato et al. (1999), Sumner e Pavan (2000) e Miyazawa et al. (2000). Segundo Miyazawa et al. (2000), a capacidade dos resíduos vegetais em reduzir a acidez do solo está associada aos seus teores de cátions de reação básica e carbono orgânico solúvel, que normalmente são maiores em resíduos de adubos verdes, tais como: aveia preta, nabo forrageiro, tremoço, leucena, mucuna, crotalária e outros. A menor capacidade de neutralização da acidez do solo dos resíduos de culturas de espécies comerciais, como soja, trigo e milho, está relacionada à redução dos teores de cátions e carbono solúvel com o avanço da idade fisiológica da planta. Dessa forma, o efeito máximo das plantas no pH ocorre quando essas estão em pleno desenvolvimento.

Um aspecto interessante em relação às reações dos resíduos vegetais é que sua natureza anfótera (ora reage como base, ora como ácido) faz com que ocorra um aumento do pH de solos ácidos e uma redução do pH de solos alcalinos, tendendo a um valor próximo ao pKa médio de uma mistura de diferentes substâncias orgânicas. O pH tende a valores entre 4,5 a 7,0, dependendo do balanço entre grupamentos carboxílicos (com pKa entre 2 e 5) e fenólicos (pKa entre 7 a 9) presentes nos resíduos. Um resumo das reações químicas que ocorrem, em relação a possíveis alterações do pH, é mostrado a seguir:

a) Neutralização da acidez, envolvendo a participação de radicais carboxílicos:

(R-COO)nM + nH+ ⇔ nR-COOH + Mn+ onde, Mn+ = K+, Ca2+ e Mg2+ e R = cadeia de carbonos b) Neutralização da alcalinidade, envolvendo a participação de radicais amídicos e fenólicos:

Outro aspecto que merece destaque é a redução da toxidez de Al3+ (a forma química mais tóxica para plantas) após a aplicação de resíduos vegetais e esterco de animais observada em vários estudos citados por Miyazawa et al. (2000). Isso ocorre por dois processos químicos, exemplificados a seguir:

a) Hidrólise devido ao aumento de pH

(R-COO)nM + nH2O ⇔ nR-COOH + nOH- + Mn+

Al3+ + 3OH- ⇔ Al(OH)3 (precipitado) b) Complexação por ácidos orgânicos

3(R-COO)nM + nAl3+ ⇔ n(R-COO)3Al + 3Mn+ onde, Mn+ = K+, Ca2+ e Mg 2+ e R = cadeia de carbonos.

Existe, entretanto, considerável variação do efeito neutralizante da acidez pela aplicação de diferentes resíduos vegetais em experimentos conduzidos em laboratório. Os resultados obtidos por Cassiolato et al. (1999) (Figura 2-A), indicam que extratos de nabo forrageiro e de tremoço azul foram mais eficientes na neutralização da acidez potencial, sendo o efeito do milheto quase nulo. Por sua vez, Miyazawa et al. (1993), avaliando várias espécies de resíduos vegetais quanto à capacidade de neutralização de H+ da solução, verificaram que resíduos de adubos verdes apresentaram maior capacidade de neutralização de H+ (feijão- bravo-do-Ceará = 1,0 mmolc/g) do que resíduos pós-colheita (palha de trigo =

0,26 mmolc/g e de milho = 0,30 mmolc/g de resíduo) (Figura 2-B). Depreendese, pois, que a capacidade de redução da toxidez de Al por plantas depende da espécie, mas principalmente do estádio da planta, sendo plantas em desenvolvimento mais eficientes que plantas no estádio de maturação.

Figura 2.Neutralização da acidez potencial do solo (A) e da solução de HCl por resíduos vegetais (B). Fonte: Miyazawa et al. (1993) e Cassiolato et al. (1999), modificado por Miyazawa et al. (2000).

Os dados apresentados na Figura 2, embora tenham sido obtidos em laboratório, sugerem que os resíduos vegetais de diferentes culturas em rotação e/ou sucessão no SPD podem levar a diferenças na diminuição da acidez e da

Testemunha (solo percolado com água) Milheto

Guandu Arroz

Trigo Cana folha

Mucuna cinza

(Parte 1 de 8)

Comentários