Alteração de parâmetros químicos do solo pela reaplicação superficial de calcário no sistema plantio direto

Changes in chemical characteristics of the soil profile by surface lime application in no-tillage system

Resumos

A aplicação superficial de calcário está se tornando uma prática comum de correção da acidez do solo no sistema plantio direto no Sul do Brasil. O objetivo desta pesquisa foi avaliar o efeito da reaplicação de calcário, com e sem incorporação ao solo no sistema plantio direto, sobre as características químicas das fases sólida e líquida ao longo do tempo e do perfil do solo. O experimento foi conduzido em solo Argissolo Vermelho distrófico típico, cultivado há oito anos no sistema plantio direto com reaplicação de calcário a cada quatro anos. Em outubro de 1996, foram aplicadas, em toda a área, 2,5 t ha¹ de calcário, o qual foi incorporado em metade da parcela. As análises de solo em camadas de 1 cm de espessura, em curtos espaços de tempo, permitiram verificar efeitos relativamente rápidos da reaplicação de calcário na superfície do solo em profundidade. O maior efeito da dissolução do calcário ocorreu aos 90 dias de sua reaplicação. Os efeitos em profundidade se manifestaram a partir dos 180 dias da reaplicação; atingiram, aos 360 dias, até 2 cm quanto aos teores de Ca e Mg na solução do solo, e até 4 cm quanto ao pH em CaCl2 e aos teores de Al, Ca e Mg trocáveis.

solução do solo; pH do solo; condutividade elétrica; calagem

Surface lime application is becoming an usual practice for soil acidity correction in the established no-tillage system in Southern Brazil. The objective of this study was to evaluate the effects of lime reapplication, with and without incorporation into the soil on chemical characteristics of the liquid and solid phase, in the soil profile at different periods. A field experiment was set up in a Rhodic Paleudult soil under no-tillage system with lime reapplication every four years. Lime (2.5 ton ha¹) was then applied (October, 1996) after the eighth year and, as previously done in 1992, incorporated into the soil in half of each of the tillage plots. Soil analysis in 1 cm soil layers in short time periods showed relatively fast effects of surface lime application in changing the chemical characteristics in the soil profile. Maximum lime dissolution effects occurred after 90 days of lime reapplication. The effects in the soil depth occurred after 180 days of lime reapplication, and reached after 360 days 2 cm for Ca and Mg content in soil solution and 4 cm for pH (CaCl2) and exchangeable Al, Ca and Mg.

soil solution; soil pH; electrical conductivity; liming

Alteração de parâmetros químicos do solo pela reaplicação superficial de calcário no sistema plantio direto(¹)

Antonio Sergio do Amaral(²) e Ibanor Anghinoni(³)

Resumo ¾ A aplicação superficial de calcário está se tornando uma prática comum de correção da acidez do solo no sistema plantio direto no Sul do Brasil. O objetivo desta pesquisa foi avaliar o efeito da reaplicação de calcário, com e sem incorporação ao solo no sistema plantio direto, sobre as características químicas das fases sólida e líquida ao longo do tempo e do perfil do solo. O experimento foi conduzido em solo Argissolo Vermelho distrófico típico, cultivado há oito anos no sistema plantio direto com reaplicação de calcário a cada quatro anos. Em outubro de 1996, foram aplicadas, em toda a área, 2,5 t ha¹ de calcário, o qual foi incorporado em metade da parcela. As análises de solo em camadas de 1 cm de espessura, em curtos espaços de tempo, permitiram verificar efeitos relativamente rápidos da reaplicação de calcário na superfície do solo em profundidade. O maior efeito da dissolução do calcário ocorreu aos 90 dias de sua reaplicação. Os efeitos em profundidade se manifestaram a partir dos 180 dias da reaplicação; atingiram, aos 360 dias, até 2 cm quanto aos teores de Ca e Mg na solução do solo, e até 4 cm quanto ao pH em CaCl₂ e aos teores de Al, Ca e Mg trocáveis.

Termos para indexação: solução do solo, pH do solo, condutividade elétrica, calagem.

Changes in chemical characteristics of the soil profile by surface lime application in no-tillage system

Abstract ¾ Surface lime application is becoming an usual practice for soil acidity correction in the established no-tillage system in Southern Brazil. The objective of this study was to evaluate the effects of lime reapplication, with and without incorporation into the soil on chemical characteristics of the liquid and solid phase, in the soil profile at different periods. A field experiment was set up in a Rhodic Paleudult soil under no-tillage system with lime reapplication every four years. Lime (2.5 ton ha¹) was then applied (October, 1996) after the eighth year and, as previously done in 1992, incorporated into the soil in half of each of the tillage plots. Soil analysis in 1 cm soil layers in short time periods showed relatively fast effects of surface lime application in changing the chemical characteristics in the soil profile. Maximum lime dissolution effects occurred after 90 days of lime reapplication. The effects in the soil depth occurred after 180 days of lime reapplication, and reached after 360 days 2 cm for Ca and Mg content in soil solution and 4 cm for pH (CaCl₂) and exchangeable Al, Ca and Mg.

Index terms: soil solution, soil pH, electrical conductivity, liming.

Introdução

O não-revolvimento do solo no sistema plantio direto e o conseqüente acúmulo de resíduos vegetais, corretivos e fertilizantes na sua superfície promovem modificações nas características químicas do solo em relação ao sistema convencional. Estas modificações ocorrem de forma gradual e progressiva a partir da superfície do solo, e afetam tanto a disponibilidade de nutrientes quanto o processo da acidificação do solo (Sidiras & Pavan, 1985; Rheinheimer et al., 1998).

As recomendações de calagem em uso no Sul do Brasil foram elaboradas dentro das técnicas convencionais de preparo de solo e envolvem a completa mobilização da camada arável, para uma melhor reação do corretivo com o solo. Esta é uma questão que vem preocupando técnicos e produtores que trabalham com o sistema plantio direto no Brasil, tendo em vista que o revolvimento do solo não permite a manutenção da qualidade do solo (agregação, espaço poroso e infiltração de água) nesse sistema. Assim, constata-se que a maioria dos produtores vem adotando a prática de reaplicar o calcário sem incorporá-lo ao solo. Entretanto, há carência de dados da pesquisa para recomendar métodos de aplicação de calcário mais adequados ao sistema plantio direto.

O conhecimento da dinâmica da acidez a partir da superfície do solo, no sistema plantio direto, ao longo do tempo, é necessário para estabelecer ajustes na recomendação de calagem e na freqüência de reaplicação do corretivo. A reacidificação, processo que ocorre naturalmente no solo, se manifesta de forma diferenciada no sistema plantio direto. A decomposição de resíduos culturais e o uso de adubos nitrogenados depositados na superfície do solo provoca uma intensa acidificação da camada superficial, formando um gradiente de pH a partir da superfície, chamado de frente de acidificação (Blevins et al., 1977, 1983). No Brasil, não se têm detectado aumentos significativamente diferenciados na acidez a partir da superfície do solo no sistema plantio direto (Muzilli, 1983; Sidiras & Pavan, 1985; Silva, 1996; Burle et al., 1997), o que pode ser atribuído à aplicação de doses relativamente baixas de adubos nitrogenados e a períodos relativamente curtos de avaliação.

Existem indicativos de que a correção da acidez em profundidade, no sistema plantio direto com aplicação de calcário superficial, ocorre em menor tempo do que o esperado, considerando-se a baixa solubilidade do calcário e a sua não-incorporação ao solo (Cassol, 1995; Pöttker & Ben, 1998). Porém, esses efeitos são mais difíceis de serem detectados quando se analisa somente a fase sólida e camadas espessas de solo (5-10 cm), e quando decorridos maiores períodos de tempo após a aplicação do calcário.

O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da reaplicação do calcário, com e sem sua incorporação ao solo, no sistema plantio direito, sobre as características químicas das fases sólida e líquida ao longo do tempo e do perfil do solo.

Material e Métodos

O experimento foi instalado na Estação Experimental Agronômica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (EEA/UFRGS), no Município de Eldorado do Sul, RS, região fisiográfica da Depressão Central. A precipitação média anual é de 1.440 mm, e o clima da região, segundo a classificação de Köppen, é o subtropical de verão úmido quente (Cfa). O solo, de textura franco-argilosa e origem granítica, é classificado como Argissolo Vermelho distrófico típico (Embrapa, 1999). O local do experimento apresenta relevo ondulado a suave ondulado.

Em maio de 1988, foi aplicado calcário dolomítico, na dose de 3,4 t ha¹ (PRNT 100%), para elevar o pH em água a 6,0 (método SMP). O calcário foi incorporado até 17 cm de profundidade, por meio de uma aração e duas gradagens, seguido do cultivo de aveia forrageira (Avena strigosa S.) para manter o solo coberto. Em setembro, a aveia foi dessecada com herbicida, e em outubro foram aplicados os tratamentos de preparo de solo nas parcelas, e realizou-se a semeadura do milho (Zea mays L.), seguida de um novo cultivo de aveia forrageira. Essa seqüência de cultivos (milho, no verão, e aveia forrageira, no inverno) foi utilizada anualmente.

Em 1992, após quatro anos da instalação, o experimento recebeu a primeira reaplicação de calcário (3,7 t ha¹ PRNT 100%, método SMP para pH 6,0), sendo as parcelas (preparo do solo) divididas em duas partes: incorporação do calcário ao solo em uma metade da parcela, e não-incorporação na outra metade. O experimento foi conduzido com a seqüência milho-aveia forrageira, por mais quatro anos. Em outubro de 1996, aplicou-se novamente o calcário dolomítico, na dose de 2,5 t ha¹ (PRNT 100% para elevar o pH do solo até 6,0 método SMP), incorporado e não incorporado nas respectivas subparcelas. O calcário utilizado apresentava PRNT 103,4%, com teores de Ca e Mg de 30,2% e 20,2%, respectivamente, e 95,11% das partículas menores do que 0,3 mm (peneira 50 mesh). A adubação, a lanço, utilizada para o cultivo do milho na safra 96/97 foi de 110 kg ha¹ de P₂O₅, e de 60 kg ha¹ de K₂O nas formas de superfosfato triplo e cloreto de potássio, respectivamente. A adubação nitrogenada (150 kg ha¹ de N) foi dividida em três frações ¾ aos 20, 40 e 60 dias após a emergência do milho ¾ aplicando-se, em cada uma, 50 kg ha¹ de N, na forma de uréia. Foram realizadas cinco amostragens de solo: aos 30 (5/11/96), 60 (5/12/96), 90 (5/1/97), 180 (5/4/97) e 360 (5/10/97) dias após a reaplicação de calcário, nas camadas de 0-1,0, 1,0-2,0, 2,0-3,0, 3,0-4,0 e 4,0-5,0 cm de profundidade. As amostras de solo foram coletadas com pá-de-corte, sendo compostas por quatro subamostras com as dimensões de 16 cm de largura, 3 cm de espessura e 1 cm de profundidade. Foram analisadas as fases sólida e líquida do solo. Na fase sólida, foram determinados pH CaCl₂ 0,01 mol L¹ (relação 1:1) com eletrodo de vidro, conforme descrito em Embrapa (1997); Ca e Mg trocáveis (KCl 1 mol L¹), por espectrofotometria de absorção atômica; Al trocável (KCl 1 mol L¹), por titulação com NaOH 0,0125 mol L¹, e indicador de azul de bromotimol, conforme descrito em Tedesco et al. (1995).

A extração da solução do solo foi realizada segundo descrito por Elkhatib et al. (1987) e adaptada por Fernandes (1989). Na solução do solo foram determinados o pH com eletrodo de vidro, a condutividade elétrica (CE) com condutivímetro, e os teores de Ca e Mg por absorção atômica, conforme descrito em Tedesco et al. (1995).

O modelo estatístico utilizado para a análise de variância foi:

Y_ijkl = m + Bi + Ij + erro a(ij) + C_k + erro b(ik) + IC_jk + erro c(ijk) + T_l + erro d(il) + IT_jl + erro e(ijl) + CT_kl + erro f(ikl) + ICT_jkl + erro g(ijkl), [1]

onde:

B = bloco, I = incorporação do calcário, C = camada de solo, T = tempo, i = 1,2,3; j = 1,2; k = 1,2, ...,5 e l = 1,2,...,5.

Para a comparação de médias foi utilizado o teste de Tukey (P<0,05).

Resultados e Discussão

Os valores de pH e os demais atributos químicos, das fases sólida e líquida, foram, como esperado, mais uniformes quando o calcário foi incorporado, e formaram gradientes a partir da superfície quando não foi incorporado. Os valores mais altos de pH na superfície (camada de 01 cm), quando o calcário não foi incorporado, pouco se alteraram no tempo (Figura 1). A partir da segunda camada, houve somente uma tendência de aumento gradativo (P<0,05), tanto no pH da solução do solo como em CaCl₂ 0,01 mol L¹. Para ambas as medidas, houve interação (P<0,05) entre incorporação e profundidade (Tabela 1). Os efeitos do calcário aplicado superficialmente são, então, detectados no perfil do solo, tanto pelo pH na solução como pelo pH em CaCl₂, e ocorreram até a profundidade de 4 cm.

Os valores de Al trocável se mantiveram mais baixos na superfície do solo ao longo do período de avaliação, quando o calcário não foi incorporado ao solo (Figura 1). Da mesma forma, a partir da segunda camada, houve apenas uma tendência de aumento gradativo nesses valores (P<0,05) no tempo. O mesmo comportamento não ocorreu quando o calcário foi incorporado. Neste caso, após uma fase inicial de diminuição, que ocorreu entre 60 e 90 dias da aplicação, os teores de Al aumentaram com o tempo, atingindo valores elevados, após 360 dias da aplicação do calcário, especialmente nas camadas superiores (0-1 e 1-2 cm).

As diferenças resultantes da incorporação, ou não, do calcário, a exemplo do que ocorreu com o pH, somente se manifestaram (P<0,05) em relação à profundidade (Tabela 1). Enquanto os teores de Al se mantiveram uniformes e mais elevados pela incorporação do calcário, aumentaram em profundidade pela não-incorporação, diferenciando-se entre si a partir da camada de 3-4 cm.

A manutenção do pH mais elevado, até a camada de 2-3 cm, pela não-incorporação do calcário justifica os menores teores de Al trocável (Tabela 1). Redução do Al trocável na camada de 0-5 cm, aos 12 meses após a aplicação superficial de 3,6 t ha¹ de calcário, no sistema plantio direto, também foi verificada por Santos (1997). A intensidade de neutralização do Al em profundidade depende da quantidade de calcário aplicada. Pöttker & Ben (1998), comparando diferentes doses de calcário aplicadas na superfície de um Latossolo Vermelho distrófico típico e de um Latossolo Vermelho distroférico típico, obtiveram, em ambos os solos, redução do Al trocável, principalmente na camada de 0-5 cm, e, em menor grau, na camada de 5-10 cm, quando utilizaram as doses de 1 SMP e ½ SMP (10,7 e 7,2 t ha¹, respectivamente).

Os efeitos da dissolução do calcário nas diferentes camadas do solo no tempo podem ser visualizados pelos resultados das análises da condutividade elétrica (Figura 1), em que ocorreu interação tripla (P<0,05). Houve um aumento inicial dos valores até os 90 dias da aplicação do calcário, e depois, uma diminuição no tempo. Entretanto, enquanto os valores não se diferenciaram nas diversas camadas do solo pela incorporação do calcário, eles foram maiores nas camadas superficiais, pela não-incorporação do calcário ao solo. Neste caso, a condutividade elétrica reflete a concentração dos cátions dominantes na solução do solo, a qual é decorrente do efeito direto do calcário e dos adubos empregados. Assim, embora não-significativo (P<0,05) na interpretação tripla, o comportamento do Ca e Mg na solução do solo é similar ao da condutividade elétrica, bem como nos respectivos valores trocáveis (Figura 2), com interação tripla significativa em relação ao Mg trocável. Maiores valores de CE pela adição de corretivo ao solo também foram observados por Lima (1993) e Bissani (1997). A calagem, além de adicionar os íons Ca e Mg à solução do solo, também promove aumento na mineralização da matéria orgânica e aumento da capacidade de troca de cátions, contribuindo para o aumento da concentração dos ânions em solução (Lima, 1993).

A máxima dissolução do calcário ocorreu aos 90 dias de sua aplicação ao solo, com diferenciação até a camada de 3-4 cm pela manutenção do calcário na superfície (Figura 1). É provável que, na ocasião, a força iônica da solução do solo tenha sido suficiente para provocar, por efeito salino, a diminuição do pH observado na Figura 1. Partículas de diferentes tamanhos, presentes no calcário, apresentam diferenças de eficiência com o decorrer do tempo de avaliação (Zancanaro, 1996). Pandolfo & Tedesco (1996) observaram que num Argissolo Vermelho distrófico típico as partículas de diâmetro entre 0,10 e 0,25 e 0,84 e 2,00 mm apresentaram estabilização dos valores de pH aos 6 e 42 meses, respectivamente. No presente trabalho, o calcário utilizado apresentava 95,11% de partículas menores do que 0,3 mm, sendo estas, provavelmente, as que, após o contato com o solo ácido, se dissolveram rapidamente na presença de umidade adequada.

Diferenças (P<0,05) no efeito em profundidade, pela incorporação, ou não, do calcário (interação), foram detectadas em relação ao Ca e Mg na solução, e em relação ao Ca trocável (Tabela 1). Enquanto os valores foram mais uniformes pela incorporação do calcário, eles foram maiores na superfície pela não-incorporação do calcário, chegando a se diferenciar até a camada de 2-3 cm em relação ao Ca trocável.

Os valores de pH e Al trocável revelam que no sistema plantio direto, quando não há incorporação do calcário, ocorre uma frente de neutralização da acidez a partir da superfície do solo. Isto tem sido atribuído ao movimento descendente das partículas finas de calcário, quando as características físicas são favoráveis, como no sistema plantio direto, ou ao movimento, por fluxo de massa, dos ânions básicos (OH e HCO₃) resultantes da dissolução do calcário. Entretanto, é possível, também, que esteja ocorrendo a complexação do Al trocável por ligantes orgânicos hidrossolúveis liberados dos resíduos e da matéria orgânica acumulada na superfície do solo no sistema plantio direto (Pavan et al., 1984; Miyazawa et al., 1992; Pavan, 1997; Salet, 1998).

Considerando a baixa solubilidade do calcário, os efeitos da sua aplicação superficial ocorreram de forma bastante rápida. Observam-se aumentos de Ca e Mg em profundidade e no tempo, semelhantemente ao observado quanto ao pH, e inversamente em relação ao Al trocável. É possível que o comportamento dos teores destes atributos, no tratamento sem mobilização do solo, não seja apenas decorrente da última reaplicação de calcário ocorrida em 1996, mas também, do efeito acumulado da primeira reaplicação de calcário efetuada em 1992.

A interpretação dos dados obtidos pela avaliação das características químicas em camadas de 1 cm a partir da superfície do solo mostra que, em apenas 90 dias após a aplicação do calcário superficial, já se verificam efeitos tanto na fase sólida como na fase líquida do solo em até 3 cm de profundidade. Tais efeitos foram observados tanto no aumento dos constituintes do calcário (Ca e Mg), como na neutralização da acidez do solo (pH e Al), o que indica que existe uma importante frente de alcalinização a partir da superfície do solo, no sistema plantio direto consolidado.

Conclusões

1. Os valores do pH da solução do solo e em CaCl₂ 0,01 mol L¹ não se alteram na camada de 01 cm ao longo do tempo, porém, nas outras camadas até 4 cm verifica-se aumento do pH, principalmente a partir dos 180 dias.

2. A aplicação de calcário na superfície altera até a profundidade de 4 cm os valores de pH, Al, Ca e Mg trocáveis, e os valores de Ca e Mg na solução, até 2 cm, aos 360 dias após a sua aplicação.

3. A dissolução máxima de calcário ocorre aos 90 dias de sua aplicação, conforme indicam os valores de condutividade elétrica e de Ca e Mg na solução do solo.

⁽¹)

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⁽²

Aceito para publicação em 19 de junho de 2000. Extraído da dissertação de mestrado apresentada pelo primeiro autor à Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, RS. Apoio financeiro: PRONEX-FINEP.

)

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  25 Jul 2001
• Data do Fascículo
  Abr 2001

Histórico

• Aceito
  19 Jun 2000