INDICADORES FÍSICOS E QUÍMICOS DE QUALIDADE DE
SOLO DE INTERESSE AGRÍCOLA
Marco Antonio Ferreira Gomes
Heloisa Ferreira Filizola
1. Introdução
Nos estudos que envolvem as relações agricultura e meio ambiente é crescente a necessidade de adoção de critérios que possam avaliar, de forma correta, as condições atuais bem como as ideais dos compartimentos do agroecossistema. Por exemplo, como saber se um solo apresenta-se comprometido ou limitado em relação a um determinado componente, seja ele físico ou químico e mesmo biológico? A resposta para essa pergunta remete a uma série de reflexões que envolvem aspectos relacionados às atividades agrícolas, principalmente aqueles relativos à física e à fertilidade do solo, à geologia de engenharia, às questões de ordem geomédica (risco para a saúde humana) e à saúde animal, além de questões de ordem ambiental relacionadas às alterações naturais e antrópicas do ecossistema.
No sentido de estabelecer as referências que pudessem reproduzir, de forma satisfatória, os limites ou índices desejáveis ou aceitáveis de determinados parâmetros, particularmente no meio agrícola, foram criados os chamados índices de
sustentabilidade (LAL, 1999. As informações aquí apresentadas visam, sobretudo,
enfatizar a importância da sustentabilidade dos compartimentos ambientais, destacando os indicadores físicos e químicos de qualidade do solo, como condição indispensável para a manutenção do sistema agrícola produtivo.
2. Indicadores físicos de qualidade do solo
Do ponto de vista das atividades agrícolas, os indicadores físicos assumem importância por estabelecerem relações fundamentais com os processos hidrológicos, tais como taxa de infiltração, escoamento superficial, drenagem e erosão. Possuem também função essencial no suprimento e armazenamento de água, de nutrientes e de oxigênio no solo.
Entre os principais indicadores físicos de qualidade de solo sob o ponto de vista agrícola, estão a textura, estrutura, resistência à penetração, profundidade de
enraizamento, capacidade de água disponível, percolação ou transmissão da água e sistema de cultivo, conforme discriminado no quadro 1, a seguir:
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Tabela 1. Indicadores físicos do solo e métodos sugeridos para avaliação (LAL, 1999).
Indicador Método Referências
Textura Método da pipeta ou do hidrômetro ou Bouyoucos (densímetro).
Gee & Bauder, 1986 Lal, 1979 a.
Estrutura Agregados estáveis em água > 1mm
e diâmetro geométrico médio; densidade de amostras indeformadas
Kemper & Rosenau, 1986; Edward & Bremner, 1967. Resistência à penetração
(compactação)
Método do penetrômetro (resistência à penetração em teor de umidade conhecido).
Índices de compactação por meio da avaliação direta da densidade.
Singh et al., 1992; Karlen et al., 1990 Blake & Hartge, 1986; Bradford, 1986.
Profundidade de
enraizamento Método dos torrões indeformados.
Bohm, 1979. Capacidade de água
disponível (reserva hídrica)
Capacidade de campo; ponto de murcha.
Klute,1986; Bruce & Luxmoor, 1986. Percolação (transmissão)
da água Condutividade hidráulica saturada em amostras não deformadas; taxa de infiltração (anéis)
Klute & Dirksen, 1986; Klute, 1986; Baver et al., 1972.
Textura
Após a caracterização inicial, as medidas subsequentes podem ser feitas de 2 a 5 anos, porque a alteração da textura se verifica somente quando a erosão acelerada é o processo de degradação predominante. A erosão remove seletivamente a argila, deixando as frações mais grosseiras. As determinações da textura do solo devem ser feitas, preferencialmente, pelo método da pipeta (Gee & Bauder, 1986), com remoção prévia de agentes cimentantes como a matéria orgânica emateriais carbonáticos.
Estrutura
Na avaliação da estrutura, os aspectos mais importantes envolvem a agregação e a distribuição de tamanho dos agregados. As técnicas de medida incluem peneiramento a úmido ou a seco (Kemper & Rosenau, 1986) e os resultados podem ser expressos como percentagem de agregados estáveis em água, com diâmetro maior que 0,5 mm ou 1,0 mm, utilizando o aparelho de Yooder.
A funcionalidade da estrutura do solo pode também ser avaliada pela porosidade total, macroporosidade e distribuição do tamanho de poros (avaliação pela curva de retenção de umidade do solo). A distribuição do tamanho dos poros, aliás é um aspecto importante na caracterização da estrutura.
É avaliada normalmente utilizando-se um penetrômetro, sendo expressa em Kg/cm2 ou Kpa; nessa avaliação é necessário conhecer o teor de umidade do solo.
Pode também ser avaliada indiretamente pela densidade do solo (g/cm 3 ), pela
condutividade hidráulica (cm/h) e pela
profundidade de raízes . Por exemplo, valores
elevados de densidade do solo, baixos de condutividade hidráulica e raízes pouco profundas são indicativos de alta resistência à penetração do solo. Nesse caso, são chamados comumente de “solos pesados” ou adensados. A solução desses problemas, ou seja, a melhoria nos valores dos parâmetros físicos acima requer manejo adequado que inclui incremento da matéria orgânica do solo aliada a práticas de manejo e conservação do solo e água.
Compactação (pé de grade)
O tipo de cultivo pode determinar a formação de camadas compactadas, classificadas segundo índices de compactação (Singh et al, 1992);
Os Índices de compactação são divididos em escalas, conforme se segue:
0 – ambiente ótimo ou não limitante ao enraizamento (resistência à penetração <1,0 mPa;
0,5 – ambiente bom com pouca limitação ao enraizamento (resistência à penetração entre 1,0 a 2,0 mPa);
1 – ambiente restritivo ao enraizamento e não adequado ao crescimento de plantas. (resistência à penetração >2,0 mPa).
No campo, os sintomas da compactação podem ser observados tanto na planta como no próprio solo. Os sintomas notados no solo são os seguintes: 1) formação de crosta superficial, 2) fendas nas marcas das rodas do trator, 3) zonas compactadas de subsuperfície, 4) empoçamento de água, 5) erosão excessiva pela água e 6) presença de restos de resíduos não decompostos meses após a incorporação (Camargo et al.,1997). A observação destes sintomas é uma maneira rápida e fácil de estimar a compactação.
Figura . Formação de crosta superficial (compactação) devido ao manejo inadequado do solo. As rachaduras caracterizam o que se conhece por “selamento”, evidenciando um solo com índice de compactação 1. (Foto: José Ronaldo Macedo).
Profundidade de enraizamento
A profundidade efetiva de enraizamento é um indicador importante da produtividade do solo, podendo ser facilmente estimada a partir de torrões indeformados e na contagem de raízes nas arestas quebradas naturalmente, sendo os dados expressos em densidade de comprimento de raízes (Taylor&Terrel, 1982).
Capacidade de água disponível (reserva de água no solo)
É definida pela diferença entre Capacidade de campo (Cc dm 3 /dm 3 ) e Ponto de
murcha permanente (Pmp dm
3 /dm 3 );
A avaliação da Capacidade de campo é feita por meio de sucção (tensão) de 0,03 a 0,05 MPa em solos argilosos e de 0,006 a 0,01 Mpa em solos arenosos.
A avaliação do Ponto de murcha permanente é feita por meio de sucção (tensão) de 0,5 a 1,5 Mpa
Obs: 1 Mpa = 10 atm
Percolação (transmissão) da água
A percolação pode ser avaliada em laboratório pela medida de condutividade hidráulica saturada (Ks) ou insaturada (Kθ), em amostras indeformadas. A determinação
pode ser feita também em condições de campo, usando o método do trado (Klute, 1986).
físicas do solo e representa uma medida de sua capacidade de receber água na interface solo/ar e transmití-la através do perfil; a taxa de equilíbrio é atingida após uma coluna de água constante ser mantida na superfície do solo por cerca de três horas. Normalmente, uitliza-se o infiltrômetro de anéis concêntricos para essas determinações e, ainda, os simuladores de chuva.
3. Indicadores Químicos de Qualidade de Solo
Apresentam relevância nos estudos, tanto agronômicos quanto ambientais, normalmente agrupados em quatro classes: a) aqueles que indicam os processos do solo ou de comportamento. Ex: pH, Carbono Orgânico; b) aqueles que indicam a capacidade do solo de resistir à troca de cátions. Ex:Tipo de argila (1:1 ou 2:1), CTC, CTA, Óxidos de Ferro; Óxidos de Alumínio; c) aqueles que indicam as necessidades nutricionais das plantas. Ex: N, P, K, Ca, Mg e elementos traços (micronutrientes); d) aqueles que indicam contaminação ou poluição. Ex: Metais pesados, nitrato, fosfato, agrotóxicos.
Aqui serão abordados somente os principais indicadores relacionados à fertilidade do solo, conforme consta da tabela 2.
Tabela 2. Principais indicadores químicos de qualidade de solo do ponto de vista agronômico e os métodos de avaliação.
Indicador Método Referências
pH Medidor de pH (papel) ou com
peagâmetro em solução de CaCl2 0,01 M; Água e em KCl
1N .
Mclean (1982); Embrapa (1999)
Carbono orgânico Método de digestão úmida com dicromato de potássio e ácido sulfúrico
Nelson & Sommers (1982); Gianello & Bremner (1986)
CTC efetiva CTC= SB+(H+Al) IITA, 1975; Page (1982)
Nitrogênio do solo Método de Kjeldahl; N=MO x0,05
Gianello & Bremner (1986) Nutrientes disponíveis p/
plantas K e P - Mehlich 1 (H0,0125M +HCl 0,05M); 2SO4 Ca++, Mg++ - KCl 1 M.
Thomas (1967)
Condutividade elétrica e
sais solúveis totais Condutivímetro CE em solução 1:1 ou 1:5
U.S. SLS (1954); Rhoades (1982).
pH
Índice de concentração de H+ no solo usado para determinar se um solo é ácido
(pH menor que 7), neutro (pH igual a 7) ou básico (pH maior que 7);
Controla a solubilidade de nutrientes no solo, exercendo grande influência sobre a
Solos ideais para cultivo devem apresentar pH entre 6,0 e 6,5. Porém, esta faixa pode ser estendida de 5,5 a 6,8.
Carbono orgânico
Embora não seja um nutriente para a planta, baixos valores podem afetar a produtividade em razão de seu efeito na estrutura; na disponibilidade de água para as plantas, e no seu poder de tamponamento frente a presença de compostos muitas vezes tóxicos às plantas;
Existe Carbono orgânico total e carbono orgânico ativo ou carbono da biomassa, sendo que este representa de 10 a 20% do teor de carbono orgânico total;
CTC efetiva
Quantidade total de cátions retidos na superfície das argilas ou colóides minerais e orgânicos existentes no solo, expressa em e.mg/100g ou cmolc/Kg;
CTC = Ca2+ + Mg2+ + K+ + H+ + Al3+ + Na+ + NH
4+ + ...
Nitrogênio do solo
Disponível para as plantas nas formas nítrica (NO3- ) e amoniacal (NH3- ).
Praticamente todas as plantas exigem teores elevados de N para produzirem; Deficiências de N são notadas nas folhas das plantas que, normalmente, tornam-se amareladas ou com uma coloração mais pálida;
Maior capacidade de mineralização de N favorece o aumento de produtividade.
Nutrientes disponíveis para as plantas
Favorece o aumento da produtividade. São representados por P, K, Ca e Mg, também ditos macroelementos.
Condutividade elétrica e sais solúveis totais
Alta concentração de sais na zona das raízes é uma limitação severa em muitos solos de regiões semi-áridas e áridas ( saturação >4mmhos/cm ou 4 dS/m a 25ºC);
A salinidade constitui fator importante na avaliação da produtividade dos solos. 3. Referências
CAMARGO ,O.A. de & Alleoni, L.R.F. Compactação do solo e desenvolvimento das plantas. Piracicaba, 1997. 132p.
EMBRAPA. Centro Nacional de Pesquisa de Solos (Rio de Janeiro, RJ). Manual de métodos de análise de solo. 2 ed. Ver atual. Rio de Janeiro, 1997. 212p.
LAL, R. Métodos para avaliação do uso sustentável dos recursos solo e água nos trópicos; tradução e adaptação de Cláudia Conti Medugno e José Flávio Dynia. Jaguariúna: Embrapa Meio Ambiente, 1999. 97p. (Embrapa Meio Ambiente – Documentos, 03).
