Acidez Potencial Estimada pelo Método do pH SMP em Solos do Estado da Paraíba

Potencial Acidity Estimated by the SMP Buffer Solution Method in Soils of Paraiba, Brazil

Resumos

O método do pH SMP, em virtude de sua praticidade analítica, tem sido amplamente utilizado na estimativa da acidez potencial (H+Al), em substituição à solução de acetato de cálcio 0,5 mol L^-1 a pH 7,0, em laboratórios de análise de solo no Brasil. No entanto, tornam-se imprescindíveis estudos regionalizados para estimar com segurança os valores da acidez potencial. Este trabalho objetivou ajustar uma equação de regressão com boa capacidade preditiva dos valores de H+Al, a partir da medida do pH(SMP), para solos do Estado da Paraíba, visando sua utilização em análises de rotina para estimar a acidez potencial. Foram utilizadas 90 amostras de solo coletadas nas várias regiões do Estado. Essas amostras foram analisadas para pH(H₂O), pH(SMP), H+Al e pH do sobrenadante da solução de acetato de cálcio. Foram observadas estreitas correlações quadrática simples do pH de equilíbrio da suspensão de acetato de cálcio com a acidez potencial e linear simples com o pH(SMP), com elevada capacidade preditiva (R² = 0,93 e R² = 0,95, respectivamente). Os resultados permitiram concluir que a acidez potencial (H+Al), expressa em cmol_c dm^-3 pode ser estimada pelo método do pH(SMP), por meio da equação H+Al = 57,108 -13,338** SMP + 0,7637** SMP² (R² = 0,87).

pH do solo; reação do solo; análise de solo; solução-tampão

Due to its analytical practicality, the SMP buffer solution method has been widely used in Brazilian soil laboratories in estimation of soil potential acidity (H+Al) instead of the extracted by 0.5 mol L^-1 calcium acetate solution. However, regionalized studies are indispensable for reliably estimating values of potential acidity. The aim of this study was to fit a regression equation with good predictive capacity of the H+Al values based on measurement of the pH(SMP) for soils of the State of Paraiba, Brazil so as to use it in routine analyses for determination of potential acidity. We used 90 soil samples taken from several regions of the state. These samples were analyzed for pH(H₂O), pH(SMP), H+Al, and pH of the supernatant of the calcium acetate solution. Close simple quadratic correlation was observed of the equilibrium pH of the calcium acetate suspension with potential acidity, and simple linear correlation with pH(SMP), with high predictive capacity (R² = 0.93 and R² = 0.95, respectively). The results indicated that the equation H+Al = 57.108 -13.338** SMP + 0.7637** SMP² (R² = 0.87), expressing the H+Al values in cmol_c dm^-3, can be used to predict potential acidity using the pH SMP method.

soil pH; soil reaction; soil testing; buffer solution

INTRODUÇÃO

A acidez do solo é um dos principais fatores capazes de reduzir o potencial produtivo dos solos tropicais, resultando em uma preocupação constante para os agricultores (Quaggio, 2000) e podendo ser dividida em acidez ativa e acidez potencial (Quaggio e Raij, 2001). A acidez ativa refere-se à atividade de íons hidrogênio (H⁺) que se encontram livres ou dissociados na solução do solo, sendo medida diretamente pelo potenciômetro e expressa em valores de pH (Catani e Gallo, 1955), enquanto a acidez potencial é constituída pelos íons H⁺ e Al³⁺ adsorvidos aos coloides do solo e que podem ser extraídos com soluções de sais tamponantes ou misturas de sais neutros com solução-tampão (Peech, 1965).

No Brasil, o método-padrão para determinar a acidez potencial é a solução de acetato de cálcio 0,5 mol L^-1 a pH 7,0 (Embrapa, 1997). No entanto, esse método apresenta alguns inconvenientes. Dentre eles, podem-se destacar o consumo de grande quantidade de acetato de cálcio por amostra e consequente aumento do custo da análise (Silva et al., 2000), o tempo operacional decorrente das etapas de extração e titulação (Escosteguy e Bissani, 1999) e a dificuldade para visualizar o ponto de viragem do indicador durante a titulação (Pereira et al., 1998). Além disso, apesar do ânion acetato e do ajuste do pH da solução para 7,0, visando extrair a maior parte do H+Al (Vettori,1969), Raij (1991) alertou para a baixa eficiência tamponante dessa solução entre pH 6,5 e 7,0, condição que subestimaria os valores da acidez potencial.

Em diversos países, a solução-tampão denominada SMP (acrônimo para Shoemaker-McLean-Pratt, os desenvolvedores do método), em virtude de sua simplicidade, rapidez e eficiência, vem sendo amplamente empregada na estimativa da acidez potencial e na recomendação de calagem para solos agrícolas, propósito para o qual foi inicialmente desenvolvida (Shoemaker et al., 1961). O valor obtido corresponde ao valor do pH de equilíbrio obtido na suspensão entre o solo e a solução-tampão SMP. Vários estudos comprovam a eficiência do método em diversas regiões do Brasil (Pavan et al., 1996; Pereira et al., 1998; Escosteguy e Bissani, 1999; Nascimento, 2000; Kaminski et al., 2002; Sambatti et al., 2003; Moreira et al., 2004; Pereira et al., 2006; Silva et al., 2006; Chaves et al., 2007; Silva et al., 2006; Moline et al., 2011; Gama et al., 2013) e também corroboram a necessidade de trabalhos regionalizados para adequar o uso da solução SMP para estimativa da acidez potencial (Pavan et al. 1996; Nascimento, 2000; Quaggio e Raij, 2001), dada a grande variabilidade de solos no país.

A estimativa da acidez potencial pelo uso do pH(SMP) deve ser ajustada por região, buscando-se encontrar equações que expressem essa relação de modo satisfatório em virtude das variações encontradas entre tipos de solo (Pereira et al., 1998; Escosteguy e Bissani, 1999; Gama et al., 2013). Um motivo também para definir uma equação que relaciona o teor de H+Al com o pH(SMP), para solos ou regiões ainda não incluídos nesses estudos, seria o crescente interesse na utilização do método da saturação de bases para estimar a necessidade de calagem, o qual exige a determinação dos teores de H+Al nas análises de rotina (Wiethölter, 1997; Kaminski et al., 2002).

Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo ajustar uma equação de regressão com boa capacidade preditiva dos valores de H+Al, a partir da medida do pH(SMP), em solos do Estado da Paraíba, visando sua utilização em análises de rotina para determinar a acidez potencial dos solos.

MATERIAL E MÉTODOS

Foram selecionados e amostrados 90 pontos distribuídos em toda a extensão do Estado da Paraíba (Figura 1), que foram selecionados por apresentarem ampla variação em pH e por serem representativos das várias regiões e classes de solo do Estado. Essas amostras foram coletadas na profundidade de 0-20 cm e submetidas às análises de pH(H₂O), pH(SMP), H+Al e pH do sobrenadante da solução de acetato de cálcio e caracterizadas química e fisicamente de acordo com Embrapa (1997) (Quadro 1).

Figura 1
Localização dos pontos selecionados para coleta das amostras de solo nas diferentes mesorregiões do Estado da Paraíba.

Quadro 1
Estatística descritiva das características físicas e químicas das amostras de solo do Estado da Paraíba utilizadas no estudo

Variável	Média	Mediana	Mínimo	Máximo	Desvio-padrão
pH (H2O)(1)	5,7	5,8	3,9	7,2	0,72
pH(SMP)(2)	4,7	4,7	2,8	6,3	0,71
H+Al (cmolc dm-3)(3)	3,67	3,04	0,21	15,88	2,54
Al3+ (cmolc dm-3)(4)	0,27	0,10	0,05	2,80	0,42
Na+ (cmolc dm-3)(5)	0,14	0,08	0,02	1,69	0,21
K+ (cmolc dm-3)(5)	0,36	0,33	0,02	1,02	0,21
Ca2+ (cmolc dm-3)(4)	4,60	3,70	0,20	25,80	4,40
Mg2+ (cmolc dm-3)(4)	2,90	2,20	0,10	21,80	3,00
SB (cmolc dm-3)	8,10	6,40	0,60	48,50	7,30
t (cmolc dm-3)	8,30	6,60	1,70	48,60	7,20
T (cmolc dm-3)	11,70	9,80	3,70	51,50	7,08
V (%)	63,9	71,00	8,30	98,00	22,70
m (%)	7,80	1,50	0,20	69,90	14,60
CO (g kg-1)(6)	11,9	9,8	2,3	39,6	6,6
Areia (g kg-1)(7)	685	727	152	932	168
Silte (g kg-1)(7)	125	96	19	485	102
Argila (g kg-1)(7)	190	162	40	465	98

• ⁽¹⁾ pH em água, relação solo:solução 1:2,5 (Embrapa, 1997); ⁽²⁾ pH em solução SMP, relação solo:solução 1:3 (Raij e Quaggio, 1983); ⁽³⁾ Extraído com solução de acetato de cálcio 0,5 mol L^-1 a pH 7,0; ⁽⁴⁾ Extrator KCl 1 mol L^-1; ⁽⁵⁾ Extraídos com solução extratora Mehlich-1; ⁽⁶⁾ Método Walkey-Black modificado; ⁽⁷⁾ Método da pipeta (Embrapa, 1997).

O pH(H₂O) foi medido em uma relação solo:solução de 1:2,5 (Embrapa, 1997). A acidez potencial (H+Al) foi extraída com solução de acetato de cálcio 0,5 mol L^-1 tamponado a pH 7,0. A solução extratora teve seu pH ajustado com ácido acético. Para essa determinação, foram adicionados 75 mL da solução extratora a um erlenmeyer de 125 ml contendo 5 cm³ de terra fina seca ao ar (TFSA). Após 15 min de agitação e repouso durante 16 h, foram tomadas alíquotas de 25 mL do sobrenadante, que foram submetidas à titulação com NaOH 0,025 mol L^-1 em presença de três gotas de fenolftaleína alcoólica a 30 g L^-1 (Embrapa, 1997). O valor da acidez potencial (cmol_c dm^-3) foi obtido pela subtração do volume de NaOH gasto na titulação de cada amostra pelo volume de NaOH gasto na titulação da prova em branco. Efetuou-se também a leitura pH da suspensão do extrato com acetato de cálcio.

O método SMP seguiu o método preconizado por Raij e Quaggio (1983). A solução-tampão SMP continha, por L, 3,6 g de p-nitrofenol; 6,0 g de dicromato de potássio (K₂CrO₄); 106,2 g de cloreto de cálcio (CaCl₂.2H₂O); 4,0 g de acetato de cálcio [Ca(CH₃COO)₂.H₂O]; e 5 mL de trietanolamina [(HOCH₂CH₂)₃N], tendo seu pH ajustado para 7,5. O pH(SMP) foi medido em uma suspensão com 10 cm³ de solo, 25 mL de água destilada e 5 mL da solução-tampão SMP após agitação por 15 min a 10,75 g e repouso de 1 h. Todas as análises deste trabalho foram realizadas em triplicatas.

O pH(H₂O), pH(SMP), H+Al e pH do sobrenadante da solução de acetato de cálcio foram submetidos à análise de regressão, utilizando o software Statistica versão 7.0 (Statsoft, 2004). Das equações obtidas, foi selecionada a que melhor descrevia a relação entre as duas variáveis; portanto, com maior capacidade preditiva dos teores de H+Al, usando como critério de escolha o maior coeficiente de determinação (R²).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

As amostras de solo apresentaram ampla variação quanto ao pH(H₂O) (Quadro 1). Foram observadas reações do solo desde extremamente ácida (pH = 3,9) até à alcalinidade fraca (pH = 7,2), o que reflete as características edafológicas das regiões fisiográficas do Estado da Paraíba.

Os valores de acidez potencial determinados por titulação do extrato da solução de acetato de cálcio variaram de 0,21 a 15,88 cmol_c dm^-3, enquanto os de pH(SMP) variaram de 4,41 a 7,12. Verificou-se que essas variáveis associaram-se inversamente (r = -0,93**), isto é, a diminuição nos valores do pH(SMP) foi acompanhado pelo aumento na concentração de H+Al (Figura 2). Resultado semelhante foi observado por Pereira et al. (1998) e Nascimento (2000) para os solos dos Estados do Rio de Janeiro e Pernambuco, respectivamente.

Figura 2
Relação entre a acidez potencial (H+Al) e o pH(SMP) para solos do Estado da Paraíba. ** significativo (p<0,01).

O modelo quadrático foi o que melhor se ajustou entre as variáveis (Figura 2). Essa equação torna possível estimar a acidez potencial a partir dos valores de pH(SMP) de 4,40 a 7,10 para solos do Estado da Paraíba (Quadro 2). O modelo obtido neste estudo confirma os resultados para outros estados e regiões do país, entre esses Pernambuco (Nascimento, 2000), semiárido da Região Nordeste (Silva et al., 2000), nordeste do Paraná (Gama et al., 2002), Microrregião Homogênea do Brejo paraibano (Chaves et al., 2007) e Pará (Gama et al., 2013). Contudo, nas demais regiões brasileiras, as equações lineares (Sambatti et al., 2003; Moreira et al., 2004) e as exponenciais e logarítmicas (Pereira et al., 1998; Escosteguy e Bissani, 1999; Pereira et al., 2006; Silva et al., 2006; Steiner et al., 2009) foram as que apresentaram as melhores estimativas da acidez potencial. De acordo com Escosteguy e Bissani (1999), as variações nos modelos matemáticos utilizados para descrever a relação entre acidez potencial e pH(SMP) decorrem das diferentes condições edafoclimáticas, como solos com teores elevados de matéria orgânica (Pereira et al., 2006). Silva et al. (2006) observaram que o carbono orgânico foi o atributo químico que mais influenciou a acidez potencial de Organossolos. Segundo Kaminski et al. (2002), essa influência ocorre pelo fato de que a diferença entre a acidez potencial real e a estimada ser maior em solos com elevado teor de matéria orgânica.

Quadro 2
Estimativas do H+Al a partir dos valores de pH(SMP) utilizando a equação de regressão ajustada(1) para solos do Estado da Paraíba

pH(SMP)	H+Al	pH(SMP)	H+Al	pH(SMP)	H+Al
	cmolc dm-3		cmolc dm-3		cmolc dm-3
5,00	9,51	5,95	4,78	6,90	1,44
5,05	9,23	6,00	4,57	6,95	1,30
5,10	8,95	6,05	4,37	7,00	1,16
5,15	8,67	6,10	4,16	7,05	1,03
5,20	8,40	6,15	3,96	7,10	0,91
5,25	8,13	6,20	3,77
5,30	7,87	6,25	3,58
5,35	7,61	6,30	3,39
5,40	7,35	6,35	3,21
5,45	7,10	6,40	3,03
5,50	6,85	6,45	2,85
5,55	6,61	6,50	2,68
5,60	6,36	6,55	2,51
5,65	6,13	6,60	2,34
5,70	5,89	6,65	2,18
5,75	5,66	6,70	2,03
5,80	5,44	6,75	1,87
5,85	5,22	6,80	1,72
5,90	5,00	6,85	1,58

• ⁽¹⁾
  H+Al = 57,108 -13,338** SMP + 0,7637** SMP² (R² = 0,87).

Os resultados evidenciam uma correlação negativa e significativa entre a acidez potencial e o pH da suspensão de acetato de cálcio (r = -0,94**), ou seja, menores valores de pH em acetato de cálcio correspondem aos maiores níveis de acidez potencial nesses solos. O modelo quadrático ajustou-se aos resultados (Figura 3). Esses resultados são semelhantes aos obtidos por Pereira et al. (1998) e Nascimento (2000), inclusive na pequena variação encontrada para os valores de pH da suspensão de acetato de cálcio. Foi observada ainda uma relação direta entre os valores pH da suspensão de acetato de cálcio e os do pH(SMP) (Figura 4), similarmente aos resultados obtidos por Nascimento (2000) e Gama et al. (2002).

Figura 3
Relação entre os teores de H+Al e o pH da suspensão da solução de acetato de cálcio 0,5 mol L-1 pH 7,0, para solos do Estado da Paraíba. ** significativo (p<0,01).

Figura 4
Relação entre o pH(SMP) e o pH da suspensão da solução de acetato de cálcio 0,5 mol L-1 pH 7,0. ** significativo (p<0,01).

Para efeito de comparação com a equação obtida para o Estado da Paraíba, no quadro 3 apresenta-se a estimativa da acidez potencial com equações desenvolvidas para diferentes estados e regiões brasileiras. Observou-se que no intervalo de pH(SMP) entre 4,5 e 7,0, os valores de H+Al estimados para os solos da Paraíba apresentam tendência similar àqueles obtidos para os solos do nordeste Paranaense (Gama et al., 2002), do Pará (Gama et al., 2013) e de Pernambuco (Nascimento, 2000), embora com leve tendência para subestimação em solos deste último Estado nos pHs(SMP) de 4,5 e 5,0. A equação obtida para o Estado do Rio de Janeiro (Pereira et al., 1998), no entanto, quando utilizada para os solos deste estudo, evidencia tendência a superestimação da acidez potencial, principalmente para solos mais ácidos (pH≤5,5). Tal superestimativa indica tendência de menor acidez potencial dos solos da Paraíba em relação aos solos do Rio de Janeiro. Isso decorre, provavelmente, dos menores teores de matéria orgânica, com consequente menor capacidade-tampão, bem como das diferenças em textura e tipo de minerais presentes nos solos caracteristicamente menos intemperizados da Região Nordeste. Nas condições de menor acidez [pH(SMP)>6,0], menores variações na estimativa dos teores de H+Al são obtidas pelas diferentes equações.

Quadro 3
Comparação entre os teores de H+Al no solo estimados pelo valor de pH(SMP) na faixa de 4,5 a 7,0, utilizando equações ajustadas para diferentes estados e em quatro regiões específicas (semiárido do Nordeste, nordeste paranaense, Brejo paraibano e Vale do Jequitinhonha)

Região ou estado	Referência	Equação	pH(SMP)
			4,5	5,0	5,5	6,0	6,5	7,0
			H+Al (cmolc dm-3)
Rio de Janeiro	Pereira et al. (1998)	ŷ = e10,05-1,02 x	23,45	14,08	8,46	5,08	3,05	1,83
Semiárido	Silva et al. (2000)	ŷ = 140,04 - 39,43 x + 2,80 x2	-	15,53	9,50	5,04	2,16	0,86
Pernambuco	Nascimento (2000)	ŷ = 38,448 - 8,4855 x + 0,4837 x2	10,06	8,11	6,41	4,95	3,73	2,75
Nordeste Paranaense	Gama et al. (2002)	ŷ = 78,63 - 20,173 x + 1,3294 x2	14,77	11,00	7,89	5,45	3,67	2,56
Amazonas	Moreira et al. (2004)	ŷ = 30,646 - 3,848 x	12,80	11,41	9,62	7,56	5,42	3,71
Jequitinhonha	Silva et al. (2006)	ŷ = 8,26 - 1,124312 x	-	13,99	7,97	4,55	2,59	1,48
Brejo paraibano	Chaves et al. (2007)	ŷ = 164,31 - 47,26 x + 3,4717 x2	-	14,18	9,40	5,73	3,80	3,54
Pará	Gama et al. (2013)	ŷ = 38,448 - 8,4855 x + 0,4837 x2	14,08	10,60	7,82	5,77	4,43	3,82
Paraíba	Este estudo	ŷ = 57,108 -13,338** x + 0,7637** x2	-	9,51	6,85	4,57	2,68	1,16

De modo geral, os resultados demonstraram que os valores de pH(SMP) variam para os solos de diversos estados e regiões do país, evidenciando a influência das propriedades físicas, químicas e mineralógicas dos solos no seu tamponamento. Esse fato é relatado por diversos pesquisadores (Escosteguy e Bissani, 1999; Nascimento, 2000; Silva et al., 2000), embora quando são comparadas as equações de estados mais próximos e com características edafoclimáticas mais semelhantes, como Paraíba e Pernambuco, ocorre uma semelhança maior entre os valores de H+Al estimados pelas respectivas equações (Quadro 3). Portanto, valores de pH(SMP) estimados por equações de determinada região resultaria na estimativa inadequada dos valores da acidez potencial em solos de outra região, tornando imprescindível a necessidade de se ajustar, regionalmente, a relação entre os teores de H+Al e os valores de pH(SMP).

Como demonstrado pela comparação dos dados deste estudo com aqueles gerados por Chaves et al. (2007) para solos da Microrregião do Brejo paraibano, as influências de características dos solos sobre os valores de pH(SMP) podem ser observadas mesmo para solos dentro de um mesmo estado (Quadro 3); por exemplo, o Brejo paraibano apresenta precipitação pluvial média (1.200 mm) maior que a média do Estado da Paraíba. Essa condição faz com que os solos do Brejo apresentem reação mais ácida que os do sertão e do agreste paraibanos, o que explica os valores mais elevados de H+Al para essa microrregião e as diferenças nas equações que estimam a acidez potencial.

CONCLUSÃO

A acidez potencial (H+Al) dos solos do Estado da Paraíba pode ser estimada com alta capacidade preditiva pelo método do pH da solução-tampão SMP, empregando-se a equação H+Al = 57,108 -13,338** SMP + 0,7637** SMP² (R² = 0,87).

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  May-Jun 2015

Histórico

• Recebido
  23 Maio 2014
• Aceito
  13 Fev 2015