Calagem

A grande maioria dos solos brasileiros, notadamente

aqueles em que estão ocorrendo a expansão da fronteira agrícola,

como os solos sob cerrados, apresenta características de acidez,

toxidez de Al e/ou Mn e também baixos níveis de Ca e Mn.

Para incorporação destes solos ao processo produtivo brasileiro,

é imprescindível a correção desses problemas através da prática da calagem que é a maneira mais simples para atingir este objetivo.

Além do mais, o calcário é um insumo relativamente barato, abundante

no País, essencial para o aumento da produtividade, de tecnologia de produção simples e, sobretudo, poucas práticas agrícolas dão

 retornos tão elevados a curto prazo.

A calagem é considerada como uma das práticas que mais contribui para o aumento da eficiência dos adubos e consequentemente, da produtividade e da rentabilidade agropecuária. Apesar deste fato, ela ainda é subutilizada, tendo em vista a pouca informação recebida a nível de campo, pelos lavradores.

PORQUE OS SOLOS ÁCIDOS DEVEM RECEBER CALAGEM ?

A acidez do solo afeta o crescimento das plantas de várias formas. Sempre que o pH é baixo, um ou mais efeitos podem afetar o crescimento das culturas:

1 - Concentração de elementos tais como o Al e o Mn, podem atingir níveis tóxicos, porque sua solubilidade aumenta nos solos ácidos;

2 - Os organismos responsáveis pela decomposição da matéria orgânica e pela liberação de nitrogênio, fósforo e enxofre podem estar em pequeno número e com pouca atividade;

3 - O Ca²⁺ pode ser deficiente quando a CTC do solo é baixa. O mesmo pode acontecer como o Mg;

4 - A fixação simbiótica de N pelas leguminosas é severamente reduzida. A fixação simbiótica requer uma amplitude de pH mais estreita para o crescimento ótimo das plantas do que no caso de plantas não fixadoras de N. A bactéria simbiótica da soja é mais eficiente em pH variando de 6,0 a 6,2.

5 - Os solos argilosos, com alta acidez, são menos agregados. Isto causa baixa permeabilidade e aeração, um efeito indireto, motivo pelo qual os solos que receberam calagem produzem mais resíduos das culturas. Os resíduos favorecem a estrutura;

6 - A disponibilidade de nutrientes como o P e o Mo é diminuída.

A calagem dos solos ácidos corrige essas condições anteriores. Ela também diminui a tendência de lixiviação do potássio. Os calcários magnesianos e dolomítico fornecem cálcio e magnésio, sendo ambos essenciais para o crescimento das plantas.

COMO O CALCÁRIO REDUZ ACIDEZ DO SOLO?

Os processos e as reações pelos quais o calcário reduz a acidez do solo são muito complexos, mas uma simplificação é apresentada a seguir:

Como foi mencionado anteriormente, o pH de um solo é uma expressão da atividade do íon H⁺. O calcário reduz a acidez do solo (eleva o pH) pela conversão de alguns desses íons H⁺ em água.

 A reação acontece assim:

Solo-H + CaCO3 ? Solo-Ca + H2O + CO2

Lembre-se de que o inverso desse processo também pode ocorrer. Um solo ácido pode tornar-se mais ácido se um programa de calagem não for seguido. À medida que os íons básicos como Ca²⁺, Mg²⁺ e K⁺ são removidos, geralmente por absorção pelas culturas, eles podem ser substituídos por H⁺. Estes íons básicos também podem ser perdidos por lixiviação, novamente sendo substituídos por H⁺. A atividade do H⁺ aumentará continuamente, abaixando o pH do solo, se não for feita a calagem adequada.

ÉPOCA E FREQUÊNCIA DAS APLICAÇÕES DE CALCÁRIO

Para rotações que incluem leguminosas, o calcário deve ser aplicado entre três a seis meses antes da semeadura, especialmente em solos muito ácidos. A calagem feita poucos dias antes do plantio da alfafa ou do trevo, por exemplo, geralmente produz resultados decepcionantes, porque o calcário pode não ter tido tempo suficiente para reagir com o solo.

Se uma leguminosa como o trevo é plantada após o trigo de outono, o calcário deve ser aplicado no plantio do trigo. Independente da cultura, o calcário deve ser aplicado com a devida antecedência ao plantio para permitir a reação com o solo.

As formas cáusticas de calcário (óxido de cálcio e hidróxido de cálcio) devem ser espalhadas com bastante antecedência ao plantio para prevenir danos às sementes na germinação.

As afirmações generalizadas sobre a frequência da calagem são provavelmente inadequadas. Muitos fatores estão envolvidos. A melhor maneira para se determinar a necessidade de uma nova calagem, é analisando-se o solo. As amostras de solo devem ser feitas a cada três ou cinco anos - mais frequentemente em solos arenosos. Os seguintes fatores influenciarão a frequência da calagem:

Textura do solo - Os solos arenosos precisam receber nova calagem com mais frequência do que os solos argilosos;

Dose de adubação nitrogenada - Altas doses de adubos NH4⁺ (amoniacais) geram considerável acidez;

Taxa de remoção pelas culturas - As leguminosas removem mais Ca e Mg do que as não leguminosas;

Quantidade de calcário aplicada - Doses mais elevadas normalmente significam que o solo não necessita de nova calagem com frequência. Não abuse do calcário.

 COMO CALCULAR A NECESSIDADE DE CALCÁRIO?

Considerando os resultados de análise de solo de uma propriedade da região de Pirassununga (SP): pH CaCl₂ = 5,3; Ca = 12 mmol_c/dm³; Mg = 5 mmol_c/dm³; Soma de Bases (SB) = 27 mmol_c/dm³; CTC = 78 mmol_c/dm³; Al = 13 mmol_c/dm³; V₁ = 34%.

Para implantação de uma pastagem de braquiarão (Brachiaria brizantha), gramínea do Grupo II, a saturação de bases a ser atingida (V₂), de acordo com os dados na Tabela 2 é 60%. Utilizando-se o calcário dolomítico com PRNT de 65%, a partir do método da elevação da saturação de bases tem-se:

Em São Paulo, a tonelada do calcário dolomítico custa por volta de R$ 27,00 (sem frete). Deste modo, 3,2 t/ha x 27,00 vão custar R$ 86,00/ha, sendo evidenciado o baixo custo do produto para a correção do solo, e os benefícios causados, comparado ao frete pago. Num raio de 50 -100 km, o frete custa aproximadamente R$ 45,00/t. Se cada carreta carregar 13 t, o custo do frete por carreta será de R$ 585,00. Somados, preços do produto (R$27,00 x 13 t) e do frete (R$45,00 x 13 t), teremos o equivalente por viagem de R$351,00 + R$585,00 = R$936,00/13 t. Assim, o produtor gastaria o equivalente a R$234,00/ha, considerando que para cada carreta de 13 t., 4,06 ha seriam corrigidos.

Para o cálculo do custo do calcário colocado na propriedade, em R$/%PRNT (reais por unidade percentual de PRNT), há a necessidade de se usar a seguinte fórmula:

Onde:

FC = Fórmula para comparar custo de calcário (R$/%PRNT)

PC = Preço do calcário (R$)

PF = Preço do frete (R$)

PRNT = Poder Relativo de Neutralização Total (%)

Extração e determinação do cálcio, magnésio, potássio e sódio

Os quatro elementos trocáveis de maior importância no solo são os seguintes: cálcio, magnésio e potássio, por serem macronutrientes, e sódio, por ser parte importante do complexo coloidal de solos salinos e alcalinos. Na Seção de Pedologia, utilizou-se por muito tempo o ácido nítrico 0,05 N (PAIVA NETTO et al., 1946) para a extração dos cátions trocáveis. Entretanto, com o uso constante de calcário nas terras, notou-se que esse extrator dissolvia parte do corretivo, dando resultados muito elevados de cálcio e magnésio em terras reconhecidamente pobres nesses elementos, como as areias quartzosas. Assim, a partir de 1981,optou-se por um extrator largamente adotado (USDA, 1967; SNLCS, 1979), o acetato de amônio 1 N pH 7,0: entre outras vantagens, apresenta a de não deixar resíduos sólidos em fotometria de chama.

Objetivo: extração de cálcio, magnésio, potássio e sódio trocáveis do solo e sua determinação.

Princípio: extração dos elementos trocáveis com solução normal de acetato de amônio pH 7,0 e determinação dos seus teores no extrato.

Aparelhagem: espectrofotômetro de absorção atômica, fotômetro de chama e agitador mecânico.

Reagentes e soluções:

a) Solução de acetato de amônio 1 N pH 7,0: em balão volumétrico de 1 litro, juntar 57 ml de ácido acético glacial e 69 ml de hidróxido de amônio a 20 %, em 800 ml de água. Ajustar o pH e completar o volume;

b) Solução-estoque de lantânio a 10 %: umedecer 117,30 g de La2O3 com água. Lentamente, adicionar 250 ml de ácido clorídrico concentrado, completar o volume a exatamente 1 litro com água destilada e deionizada;

c) Solução de lantânio a 0,2 %: pipetar, para balão volumétrico de 1 litro, 20 ml de solução-estoque de lantânio a 10 % e completar o volume com água deionizada. Para a leitura dos extratos, visando à determinação de Ca e Mg, considerando o modo de preparar os padrões, efetuar uma diluição prévia da solução de La2O3 0,2 % de lantânio, misturando 400 ml dela com 50 ml de água deionizada, resultando numa solução de La2O3 a 0,177 % de lantânio.

d) Soluções-padrão de cálcio e de magnésio:

Solução com 1.000 μg/ ml de cálcio: pesar 2,4966 g de CaCO3 e transferir para balão volumétrico de 1 litro contendo metade do seu volume com água deionizada. Adicionar 10 ml de ácido clorídrico concentrado (gota a gota), esperar a solubilização do sal e completar o volume com água destilada e deionizada.

Solução com 1.000μg/ ml de magnésio: pesar 1,000 g de magnésio metálico, transferir para balão volumétrico de 1 litro e adicionar 10 ml de ácido clorídrico 6 N (destilado), completando o volume com água destilada e deionizada.

Solução com 100 μg/ ml de magnésio: transferir 100 ml da solução-estoque de magnésio com 1,0004 g/ ml para balão volumétrico de 1 litro e completar o volume com água deionizada.

A partir das soluções-estoque de Cal' 1.0004g/ ml e Mg2' 1004g/ ml, preparar as soluções I, II e III:

I: tomar 10 ml da solução de Cal' e 12 ml da solução de Mg2' e diluir a 100 ml com água deionizada;

II: tomar 10 ml da solução de Cal' e 12 ml da solução de Mg2' e diluir a 200 ml com água deionizada;

III: tomar 50 ml da solução II e diluir a 100 ml com água deionizada.

Essas soluções contêm 100 (I), 50 (II) e 25 (III) pg/ ml de Cal` (ou 5, 2,5, 1,25peq/ ml de Cal +) e 12 (I), 6 (II) e 3 (III) 4g/mi de Mg2' (ou 1, 0,5 e 0,25 peq/ ml de Mg2'). Para a elaboração da curva-padrão de cálcio e magnésio, empregando as soluções I, II e III, preparam-se as seguintes soluções:

0: 16 ml da solução de lantânio a 0,2 % + 2 ml da solução de acetato de amônio + 2 ml de água deionizada;

A: 16 ml da solução de lantânio a 0,2 % + 2 ml da solução de acetato de amônio + 2 ml da solução III;

B: 16 ml da solução de lantânio a 0,2 % + 2 ml da solução de acetato de amônio + 2 ml da solução II;

C: 16 ml da solução de lantânio a 0,2 % + 2 ml da solução de acetato de amônio + 2 ml da solução I.

e) Soluções-padrão de potássio e de sódio:

Solução-estoque de potássio 0,0125 N: dissolver 0,4660 g de cloreto de potássio em água deionizada e completar o volume a 500 ml.

Solução-estoque de sódio 0,0125 N: dissolver 0,3652 g de cloreto de sódio em água deionizada e completar o volume a 500 ml.

Para ambos os cátions, tomar as seguintes proporções de solução para a elaboração das curvas-padrão:

 

Procedimento: pesar 5 g de TFSA em erlenmeyer de 125 ml, adicionar 50 ml da solução de acetato de amônio 1 N pH 7,0 e agitar mecanicamente por dez minutos. Deixar decantar dezesseis horas e com uma pipeta retirar aproximadamente 10 ml do sobrenadante e transferir para frasco de 25 ml. Transferir (com micropipeta) 0,5 ml desse extrato para frasco de 15 ml e adicionar com repipetador 4,5 ml da solução de óxido de lantânio a 0,177 % de lantânio (400 ml da solução de La2O3 a 0,2 % + 50 ml de água deionizada. Com auxílio do espectrofotômetro de absorção atômica, efetuar as leituras para determinação de cálcio e magnésio. No extrato que sobrou no frasco de 25 ml, fazer as leituras para determinação de potássio e sódio.

Cálculos: traçar a curva-padrão e determinar o fator para converter as leituras para a unidade desejada (geralmente meq/100g de solo ou ug/g de solo). Um procedimento mais correto é usar análise de regressão. 

Comentários: as determinações do cálcio e do magnésio podem também ser feitas por quelatometria, usando-se o EDTA como agente complexante. Para detalhes do método, consultar RAIJ (1966b).

Determinando teor de Nitrogênio do solo

Nitrato e Amônio são as maiores formas de nitrogênio inorgânico que

podem ser absorvidos pelas raízes de plantas superiores. A maior parte de

amônia é incorporada a compostos orgânicos nas raízes, enquanto que o

nitrato devido à sua mobilidade no xilema pode ser encontrado nos vacúolos

de raízes, folhas e em órgãos de armazenamento. O acúmulo de nitrato nos

vacúolos são importantes para o balanço cátion-ânion, para o equilíbrio

osmótico e para a qualidade de vegetais e de forrageiras em geral (FILHO,

2007).

Solos minerais cultivados apresentam em geral teores de N-total variando de 0,06 a 0,5% nos horizontes superficiais, enquanto que nos horizontes inferiores esses teores decrescem a níveis abaixo de 0,02%. No caso dos solos orgânicos, o N aumenta com a elevação do teor de matéria orgânica, podendo chegar a 2,5%.

O método de determinação do N total mais difundido foi desenvolvido por Kjeldahl em 1883. Em termos gerais este método fundamenta-se na conversão do N orgânico (R –NH­­­₂) contido na amostra a NH₄⁺ por meio de uma digestão sulfúrica e a dosagem deste por meio da quantidade de NH₃ liberada pela destilação do digerido em meio alcalino. Assim o método processa-se em duas etapas: a digestão sulfúrica e a destilação.

A temperatura para a digestão da amostra de solo deve ser bem controlada, não devendo ultrapassar 350ºC para evitar perdas do N sob forma de NH₄⁺ mineralizado, que se decompõe a partir desta temperatura liberando NH₃. O extrato produzido na digestão é colocado em uma câmara de difusão contendo um recipiente sobre tripé de porcelana com solução de H₃BO₃ e indicador misto (vermelho de metila e verde de bromocresol). Posteriormente, alcaliniza-se o extrato e mantém-se a câmara totalmente hermética por uma noite para permitir que o NH₃ desprendido seja complexado com o H₃BO₃. O N-total é, finalmente, determinado por titulação com solução padrão de HCl ou H₂SO₄ diluído.

Procedimentos para determinação de nitrogênio presente no solo

Reagentes

·         H₂SO₄ concentrado, d= 1,84

·         Solução NaOH 10 mol/L. Dissolver 400 g de NaOH em 800 mL de água destilada. Deixar esfriar, transferir para balão volumétrico de 1L e completar o volume com água destilada.

·         Mistura digestora. Misturar e triturar em almofariz 100g de Na₂SO₄, 10 g de CuSO₄ . 5H₂O  e 1 g de selênio metálico (limalha).

·         Solução indicadora mista. Dissolver 0,066 g de verde de bromocresol e 0,033 g de vermelho de metila em 100 mL de etanol 95%.

·         Solução indicadora em ácido bórico. Dissolver 40 g de H₃BO₃ em 1400 mL de água destilada quente. Após esfriar transferir para balão de 2 L e adicionar 400 mL de etanol 95% e 40 mL da solução indicadora mista. Completar o volume para 2 L. Esta solução tem uma coloração vinho.

·         Solução padrão de HCl 0,05 mol/L. Diluir 4,25 mL de HCl concentrado (d = 1,185, 36,31%) até 1L com água destilada. Padronizar esta solução com Na₂CO₃ ou outro padrão primário. Também se pode utilizar solução padrão de H₂SO₄.

Marcha de determinação

·         Pesar uma alíquota de 0,5 g de TFSA moída e passada por peneira de 0,2mm (60 mesh), colocando-a em tubo de bloco digestor ou erlenmeyer de 125 mL, se a digestão for processada em chapa quente.

·         Adicionar 5 mL da solução de H₂SO₄ e 0,7 g (utilizar uma medida padronizada) de mistura digestora. Conduzir a digestão em bloco digestor ou chapa com temperatura entre 360 °C e abaixo de 410 °C. A digestão estará concluída quando praticamente cessar a evolução de fumaça e o quando o material digerido estiver descolorido. Deixar esfriar.

·         Fazer o mesmo procedimento com uma prova em branco, isto é adicionando-se todos os reagentes menos a amostra de solo.

_·          Adaptar o tubo de digestão ao destilador para processar a destilação. Colocar na saída do condensador do destilador um erlenmeyer de 125 mL contendo 25 mL da solução indicadora em ácido bórico. Adicionar ao material digerido de 10 a 15 mL de NaOH 40% e liberar a entrada de vapor no tubo de digestão. A liberação de NH₃ iniciar-se-á imediatamente e será arrastada através do destilador pelo vapor d água. No condensador haverá o resfriamento e o líquido condensado contendo de NH₃ será coletado pela solução indicadora em ácido bórico. A solução assumirá coloração azul, indicando o final da transferência de NH₃.

·         Prolonga-se a destilação até atingir um volume de 45 a 50 mL.

·         Titular a solução com HCl padrão até que a solução assuma a cor laranja. Anotar o volume de ácido gasto.

·         Processar a destilação e titulação da prova em branco.

Cálculos

(V_B) = Volume de HCl gasto na titulação da prova em branco;

(V_A) = Volume de HCl gasto na titulação da amostra com analito;

O volume líquido de HCl (V_L) gasto na titulação da amostra será:

V_L = V_A – V_B

A quantidade de acidez gasta na recomposição do ácido bórico foi:

H⁺ = V_L x V_B(mmol/L) x f(HCl)

A acidez gasta para recompor H₂BO₃^- em termos de quantidade de matéria é equivalente a quantidade de NH₃ proveniente do destilado e capturada pelo ácido bórico. Portanto, a partir dai pode-se calcular a quantidade de massa de N, sendo que:

Massa molar do N = 14 mmol /mg

Massa de N = H⁺(mmol) x 14 mmol /mg

Dessa forma:

Teor de N total = Massa de N / Massa de solo

pH, fator de alta relevância em análise do solo

Por que medir o pH do solo?

Os valores de pH dos solos variam grandemente, numa faixa entre 3 e 10. A reação do solo é o fator que, em geral, mais afeta a disponibilidade dos nutrientes às plantas. Sabe-se que a maior disponibilidade ocorre na faixa de pH entre 6,0 e 7,0. Sob acidez ou alcalinidade excessiva, entre outros problemas para as plantas, tem-se uma baixa disponibilidade de nutrientes, é como se solos ácidos formassem uma barreira à absorção dos nutrientes essenciais pela planta. Portanto, antes da adubação e, na verdade, antes do preparo do solo, deve-se procurar saber as condições de acidez do solo.

No Brasil, o maior problema relacionado à reação do solo diz respeito ao fato de que cerca de 70% dos solos cultivados apresentam acidez excessiva. Assim, a prática da calagem torna-se de vital importância no manejo da fertilidade do solo.

O gráfico abaixo mostra claramente a disponibilidade de determinados nutrientes, presentes no solo, às plantas, confirmando o que foi dito anteriormente.

Relação entre pH e disponibilidade de elementos no solo

Poder tampão dos solos

A capacidade ou poder tampão do solo diz respeito à resistência do solo em ter o valor de seu pH alterado, quando tratado com base ou com ácido. Solos mais argilosos ou com argila de maior atividade ou solos com maiores teores de matéria orgânica possuem maior poder tampão do que solos mais arenosos ou argilosos com argila de baixa atividade ou solos com menores teores de matéria orgânica.

Se a um dado solo forem adicionadas quantidades crescentes de calcário e for medido o pH resultante após a reação do corretivo, são obtidas curvas de neutralização. A figura abaixo mostra curvas de neutralização para dois solos, como tendência geral, com poder tampão bem contrastantes. Num solo com baixo poder tampão, é preciso estar atento para o fato de que a aplicação de pequenas doses de calcário em excesso podem elevar o pH para acima de 7,0, o que acarreta a redução da disponibilidade de vários nutrientes, notadamente de micronutrientes.

Muitas vezes o conceito de poder tampão é mais enfocado no sentido do aumento do pH do solo, ou seja, partindo-se de um solo com pH ácido qual seria a sua resistência em ter seu pH elevado. Este enfoque está ligado à determinação da necessidade de calcário para elevar o pH a um valor desejado. Por outro lado, deve-se lembrar sempre que a resistência que o solo oferece em ter seu pH elevado é idêntica àquela para ter seu pH diminuído. Portanto, considerando as causas de acidificação dos solos, principalmente pelo uso de fertilizantes nitrogenados e pela remoção das bases pelas colheitas, é preciso estar atento para a resistência que o solo oferece em ter seu pH decrescido. Isto tem implicações, inclusive, na frequência de análise química do solo para avaliar a sua acidez. Quanto menor o poder tampão do solo menor será o espaço de tempo entre uma amostragem e outra, pois o processo de acidificação ocorre mais rapidamente.