Avaliação da disponibilidade, adsorção e níveis críticos de fósforo em diferentes solos

Evaluation of availability, adsorption and P critical levels in different soils

SOLOS E NUTRIÇÃO DE PLANTAS

Avaliação da disponibilidade, adsorção e níveis críticos de fósforo em diferentes solos¹

Evaluation of availability, adsorption and P critical levels in different soils

Fábio Broggi^I; Fernando José Freire^II; Maria Betânia Galvão dos Santos Freire^II; Clístenes Williams Araújo do Nascimento^II; Alexandre Campelo de Oliveira^III

^IEngenheiro-Agrônomo, Mestre. Departamento de Agronomia, UFRPE, Rua Dom Manoel de Medeiros, s/n, 52171-900, Recife, Pernambuco, Brasil. [e-mail]

^IIEngenheiros-Agrônomos, Doutores. Departamento de Agronomia, UFRPE, Rua Dom Manoel de Medeiros, s/n, 52171-900, Recife, Pernambuco, Brasil. [e-mail], betâ[e-mail] , [e-mail]

^IIIEngenheiro-Agrônomo, Doutorando. Departamento de Agronomia, UFRPE, Rua Dom Manoel de Medeiros, s/n, 52171-900, Recife, Pernambuco, Brasil. [e-mail]

RESUMO

A avaliação da disponibilidade de P em solos mineralogicamente diferentes por um único método de análise pode ocasionar estimativas inadequadas dessa disponibilidade. O objetivo desta pesquisa foi extrair P por diferentes extratores químicos em solo com elevado teor de Ca, comparativamente a solo hematítico, e estudar as relações entre os níveis críticos e a adsorção de P pelo tempo de incubação dos solos. Assim, realizou-se um experimento utilizando amostras subsuperficiais de um Vertissolo Ebânico órtico (VEo), textura argilosa, com predomínio de argilominerais 2:1 rico em Ca e de um Nitossolo Vermelho distroférrico (NVdf), textura muito argilosa, predominantemente hematítico, coletados no Sertão e na Zona da Mata do Estado de Pernambuco, respectivamente. As doses de P foram definidas em função dos níveis 0; 0,2; 0,4; 0,8; e 1,0 da capacidade máxima de adsorção de P (CMAP) de cada solo e incubadas por 90, 60, 30, 15 e 0,5 dias. O experimento foi realizado em casa de vegetação, em esquema fatorial (dois solos, cinco doses de P e cinco tempos de incubação) em delineamento de blocos casualizados, com três repetições. O P disponível foi determinado pelos extratores Mehlich-1, Mehlich-3 e Bray-1 e utilizou-se o milho como planta indicadora. A capacidade de predição do P disponível do Mehlich-1 não foi adequada para o solo com predomínio de argilominerais 2:1 rico em Ca. Para este caso, a maior operacionalidade do Bray-1 credencia esse extrator como mais recomendado. Os níveis críticos no solo apresentaram-se decrescentes com o aumento do tempo de incubação, independentemente do solo.

Palavras chave: P lábil, extratores de P, capacidade máxima de adsorção de P

ABSTRACT

The evaluation of P availability in soils with different mineralogy using a same methodology can produce inappropriate estimates. The aim of this work was to evaluate P availability using different chemical extractors in soil with high Ca concentration, in comparison with hemathitic soil, and to study the relations between the critical levels and the P adsorption as a function of the soil incubation time. An experiment using subsurface samples of a Orthic Ebanic Vertisol (VEo) (Mollisol), clay textured with predominance of 2:1 clay mineral rich in Ca and a Distroferric Red Nitosol (NVdf) (Nitosol), high clay content, predominantly hematitic, colleted at the semi-arid and humid regions of Pernambuco State, Brazil, respectively. The P doses were defined as a function of the levels 0, 0.2, 0.4, 0.8 and 1.0 of the Maximum Capacity of P Adsorption (MCPA) of each soil and incubated for 90, 60, 30, 15 and 0.5 days. The experiment was carried out in a greenhouse in a factorial scheme (2 soils, 5 P doses and 5 different periods of incubation), in a randomized blocks design, with three replicates each. The available P was determined by the extractors Mehlich-1, Mehlich-3 and Bray-1 and corn was used as indicative plant. The capacity of prediction of available P by Mehlich-1 was not suitable for the soil with predominance of 2:1 clay mineral rich in Ca. For this special case, the highest operationallity of Bray-1 accredits this extractor as the most recommended. The critical levels in the soil decreased with the increase in incubation time, independently of the soil.

Key words: P labile, P extractors, maximum capacity of P adsorption.

INTRODUÇÃO

A disponibilidade de P às plantas tem sido avaliada por numerosas técnicas de extração, o que, de certa forma, é um indicativo da complexidade do comportamento do elemento no solo, assim como da falta de concordância sobre qual seria o método mais adequado (Silva & Raij, 1999). A deficiência de P nos solos tropicais é intensificada devido ao pH ácido e à presença de óxidos cristalinos e amorfos de Fe e Al. Tais minerais apresentam grupamentos superficiais Fe-OH e Al-OH, nos quais o fosfato pode ser adsorvido por meio de troca de ligantes com o estabelecimento de ligações covalentes. Além disso, sua forma estrutural em adição a sua superfície específica influencia na adsorção de fosfato pelos solos (Mesquita Filho & Torrent, 1993).

Nos estados do Nordeste os solos são, em sua grande maioria, menos ácidos do que nas outras regiões do País, sendo, também, comum a formação de compostos pouco solúveis de fosfatos de cálcio. Nessas regiões, a utilização do Mehlich-1 é controversa. O extrator sofre maior desgaste devido aos solos serem menos ácidos, no entanto, a solubilização de fosfatos de cálcio pode superestimar o P disponível (Freire, 2001), salvo na presença de plantas capazes de acidificar o solo da rizosfera, como as leguminosas (Novais & Smyth, 1999).

A determinação da quantidade de nutrientes que se en-contra no solo em forma disponível às plantas é um dos principais objetivos dos estudos de avaliação da fertilidade do solo. Porém, esse objetivo não pode ser atingido de maneira simples, devido à complexidade dos processos envolvidos na dinâmica dos nutrientes no sistema solo-soluçãoplanta (Cantarutti et al., 2007). Assim, um valor expresso num laudo de análise do solo pode ou não refletir a real disponibilidade de um nutriente (Silva et al., 2004), necessitando de experimentos de calibração. Desse modo, o teor ou nível crítico de um nutriente no solo corresponde ao valor de sua concentração que permite separar populações de solos com alta e baixa probabilidade de resposta às adições do nutriente avaliado (Alvarez V, 1996) e é variável entre solos e plantas e entre plantas e solos (Fonseca et al., 1997).

Assim, este trabalho objetivou (a) avaliar a disponibilidade de P por diferentes extratores químicos em solos com elevados teores de Ca e de reação neutra, comparativamente a solos hematíticos, e (b) correlacionar os teores críticos no solo e a adsorção de P em função do tempo de incubação.

MATERIAL E MÉTODOS

Este trabalho foi realizado em casa de vegetação no Centro de Pesquisa de Solos da Universidade Federal Rural de Pernambuco. Utilizaram-se amostras de dois solos, coletadas da camada subsuperficial, ocorrentes no Estado de Pernambuco: camada 30-56 cm, de um Nitossolo Vermelho distroférrico (NVdf), textura muito argilosa e predomínio de óxidos de Fe (hematita) proveniente da Zona da Mata; camada 5-25 cm, de um Vertissolo Ebânico órtico (VEo), textura argilosa e predomínio de minerais 2:1 (esmectita) proveniente do Sertão (Figura 1). Os solos das amostras foram secos ao ar, destorroados e passados em peneira de 2 mm, tanto para a instalação do experimento como para as análises físicas e químicas realizadas conforme Embrapa (1997) (Tabela 1).

Para avaliar a capacidade máxima de adsorção de P (CMAP), amostras de 2,5 cm³ de terra fina seca ao ar (TFSA) de cada solo receberam 11 doses de P (KH₂PO₄), situadas no intervalo de 0 a 260 mg L^-1 para o NVdf e de 0 a 80 mg L^-1 para o VEo (Alvarez V et al., 2000). As doses foram definidas de acordo com o valor do fósforo remanescente (P-rem) de cada solo (Tabela 1), conforme estabelece Alvarez V et al. (2000). No NVdf as doses foram 0, 26, 52, 78, 104, 130, 156, 182, 208, 234 e 260 ml L^-1 de P. No VEo foram 0, 8, 16, 24, 32, 40, 48, 56, 64, 72 e 80 ml L^-1 de P. As doses foram aplicadas utilizando-se 25 mL de uma solugao de equilíbrio (CaCl₂.2H₂O 0,01 mol L^-1, contendo as diferentes doses de P). A solução de equilíbrio teve a mesma concentração para todas as doses de P e é utilizada para manter a mesma força iônica nas diferentes soluções. O P-rem foi determinado de acordo com Alvarez V et al. (2000).

Amostras de 2 kg do NVdf receberam uma mistura de CaCO₃ e MgCO₃ numa relação molar de 4:1, por um período de 60 dias anterior à aplicação dos tratamentos, sendo a quantidade do corretivo estimada pela acidez potencial (H+Al) dos solos (Freire, 2001). No VEo não houve necessidade de correção da acidez.

As unidades experimentais consistiram de sacos plásticos contendo 2 kg de solo, que receberam as doses de P aplicadas por meio de soluções de KH₂PO₄, NH₄H₂PO₄ e NaH₂PO₄, correspondentes a 0, 20, 50, 80 e 100% da CMAP. Utilizaram-se três fontes de P com o objetivo de balancear adequadamente o K e o N em todos os tratamentos. O uso de uma única fonte acarretaria quantidade excessiva de K ou N. O Na da fonte NaH₂PO₄ foi balanceado, assim como todos os demais nutrientes, com exceção do P. As amostras foram incubadas por 90, 60, 30, 15 e 0,5 dias. Os períodos de encubação foram iniciados em diferentes épocas, de modo a se ter, num mesmo e último dia, os diferentes períodos de equilíbrio solo-P satisfeitos. Durante todo período de incubação manteve-se a umidade em torno de 80% da sua capacidade de campo determinada pelo método da panela de pressão (Embrapa, 1997). Utilizou-se água destilada para repor as perdas por evaporação e manter a umidade adequada e previamente estabelecida. Os sacos plásticos eram pesados diariamente. No último dia de encubação, foram retiradas amostras de solo de cada saco plástico, de modo a obterem-se 100 g de solo seco. A secagem foi realizada a 60 ºC em copos plásticos, por 48 horas, em estufa de circulação forçada de ar (Quaggio et al., 2001). Para cada tratamento, determinou-se o teor de P pelos extratores Mehlich-1 (HCl 0,05 mol L^-1 + H₂SO₄ 0,0125 mol L^-1), Mehlich-3 (NH₄F 0,015 mol L^-1 + CH₃COOH 0,2 mol L^-1 + NH₄NO₃ 0,25 mol L^-1 + HNO₃ 0,013 mol L^-1 + EDTA 0,001 mol L^-1) e Bray-1 (HCl 0,025 mol L^-1 + NH₄F 0,03 mol L^-1), numa relação solo:extrator de 1:10 (4 cm³ de TFSA e 40 mL da solução extratora). A avaliação de P no extrato foi realizada por colorimetria, de acordo com Braga & Defelipo (1974).

Terminada a amostragem de todos os tratamentos, os sacos plásticos foram acondicionados em vasos plásticos de 2,5 L e levados para a casa de vegetação. Foram dispostos em um arranjo fatorial 2 x 5 x 5 (dois solos, cinco doses de P e cinco tempos de encubação), com os tratamentos distribuídos em blocos ao acaso, com três repetições.

Imediatamente semeou-se o milho cultivar BR 106, e aos 15 dias após o desbaste, mantendo-se duas plantas por vaso, realizou-se uma adubação com 60; 1,2; 0,8; 1,5; 3,5; 0,15; e 4 mg dm^-3 de S, Cu, B, Fe, Mn, Mo e Zn, respectivamente. Durante todo o período de cultivo, a umidade dos solos foi mantida a 80% da capacidade de campo (Embrapa, 1997) por meio da pesagem diária dos vasos com o objetivo de repor a água perdida por evapotranspiração.

A colheita da parte aérea foi realizada aos 35 dias após a semeadura. O material colhido foi seco em estufa a 60 ºC por 72 horas, sendo a massa da matéria seca pesada, triturada e mineralizada por uma mistura nítrico-perclórica (Bataglia et al., 1983), obtendo-se extratos nos quais foram determinados os teores de P por colorimetria (Braga & Defelipo, 1974).

Os dados foram submetidos à análise de variância, e quando o efeito dos tratamentos foi significativo, ajustaram-se equações polinomiais entre o teor de P extraído do solo e a produção de matéria seca como variáveis dependentes das doses aplicadas e dos tempos de incubação. A partir de modelos de regressão, foram estimadas doses para obtenção de 90% da produção máxima de massa de matéria seca da parte aérea. Com base nas doses estimadas e na regressão P extraído em função do aplicado, foram definidos os teores críticos nos solos. Correlacionou-se o P extraído pelos extratores com o P absorvido e acumulado pelas plantas de milho para cada solo. O programa estatístico utilizado foi o SAEG (1999).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Observou-se que as menores taxas de recuperação do P foram obtidas para o NVdf (Tabela 2), condizente com seu baixo valor de P-rem e sua alta CMAP (Tabela 1). Especificamente no caso do VEo, o P extraído apresentou valores elevados (Tabela 2), provavelmente pelos altos valores de P ligado a Ca (P-Ca), em consequência dos altos teores de Ca + Mg apresentados por esse solo (Tabela 1) e pela capacidade do Mehlich-1 (pH 1,2) em solubilizar esses compostos.

O relacionamento entre a produção de massa de matéria seca e as doses de P aplicadas nos solos mostrou que, independentemente do tempo de incubação, o NVdf produziu mais massa de matéria seca do que o VEo (Tabela 3). A produção de massa de matéria seca da parte aérea do milho aumentou com o tempo de incubação no NVdf e manteve-se praticamente constante no VEo (Tabela 3). No NVdf, mesmo havendo diminuição no valor do P extraído por Mehlich-1, Mehlich-3 e Bray-1 (Tabela 2) com o aumento do tempo de incubação, houve aumento na produção de massa de matéria seca (Tabela 3), provavelmente pela maior eficiência na utilização do P absorvido. Essa eficiência nutricional pode ser calculada pela razão entre a produção de massa de matéria seca e o conteúdo de P. Segundo Novais & Smyth (1999), as plantas se ajustam na utilização do P em solo com elevada CMAP.

As correlações entre o P extraído e o P absorvido pelo milho foram positivas e significativas para os três extratores testados e para os dois solos (Tabela 4). No NVdf o extrator Mehlich-1 apresentou o maior coeficiente e significância da correlação (r = 0,9906***), mostrando sua eficiência na predição do P disponível em solos hematíticos em que predominam formas de P ligado a Fe (P-Fe). No entanto, no VEo a capacidade de predição do P disponível pelo Mehlich-1 diminuiu significativamente (r = 0,7839"), mostrando que esse extrator, pelos baixos valores de pH, responsáveis pela maior solubilização do P ligado a Ca (P-Ca), não foi adequado a solos ricos em Ca e, ou, para avaliar solos tratados com fosfato natural (Braga et al., 1991; Silva & Raij, 1999).

Correlacionando-se os extratores, constatou-se significativo e elevado coeficiente de correlação entre o Mehlich-3 e Bray-1 (r = 0,977***), o que permite recomendar um ou outro como extrator do P disponível. No entanto, pela praticidade e baixo custo do Bray-1, sugere-se a utilização deste extrator como referencial para futuras pesquisas com extratores para predição do P disponível em solos com predominância de Ca, inclusive com a utilização do Olsen, apesar de sua pequena solubilidade, o que dificulta sua operacionalização em laboratórios de rotina.

O teor crítico de P no NVdf foi, em média, menor do que no VEo (Tabela 5) pelo menor valor de P-rem e pela elevada CMAP daquele solo (Tabela 1), corroborando com outros pesquisadores (Bahia Filho et al., 1982; Novais & Smyth, 1999; Silva et al., 2004). Os teores críticos de P no NVdf foram decrescentes com o aumento do tempo de incubação. Entretanto, a partir dos 60 dias esses níveis críticos se elevaram (Tabela 5). É provável que a partir dai, os sítios de adsorção tenham se saturado, fazendo com que o NVdf apresentasse comportamento semelhante a solos arenosos. Loganathan & Fernando (1980) e Singh et al. (1983) mostraram que quando se aplica uma fonte solúvel de P num solo, frequentemente grande parte do aplicado é adsorvido rapidamente, com consequente saturação dos sítios de adsorção. Segundo Gongalves et al. (1985), a velocidade de adsorção é maior em solos com maior CMAP, e quanto maior a saturação dos sítios de adsorção menor a velocidade de transformação de P lábil em P não lábil.

CONCLUSÕES

A capacidade de predição do P disponível pelo método de Mehlich-1 não é adequada para solos com predominio de argilominerais 2:1 ricos em Ca, como o Vertissolo Ebânico órtico.

Os teores críticos de P no solo para o milho apresentam-se decrescentes com o aumento do tempo de incubação, independentemente dos solos.

Recebido para publicação em novembro de 2008

Aprovado em março de 2010

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1

Parte da dissertação de mestrado apresentada pelo primeiro autor à Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE).

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  20 Jun 2012
• Data do Fascículo
  Abr 2010

Histórico

• Aceito
  Mar 2010
• Recebido
  Nov 2008