Sessão 2 – O sistema

planta/solo

Eco new farmers

Módulo 2 – Solos e nutrientes vegetais

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Module 2 – Solos e Nutrientes Vegetais

Sessão 2 – O sistema planta/solo

1. Introdução

Combinar a disponibilidade com a necessidade de nutrientes das culturas é um assunto

complicado. Sem os nutrientes necessários, a produtividade das culturas será limitada. Se o

fornecimento de nutrientes exceder a necessidade das culturas, podem ocorrer perdas que

resultam em poluição ambiental. Sincronizar a disponibilidade com a necessidade de azoto é,

provavelmente, o maior desafio em agricultura biológica.

2. Mineralização

Mineralização é o processo pelo qual o azoto orgânico do solo é convertido em formas minerais

ou formas assimiláveis pelas plantas. Os microrganismos do solo são fundamentais para este

processo. As plantas podem usar azoto na forma de amónio (NH4+), nitrito (NO2

-) e nitrato (NO3-),

embora a maioria prefira na forma de nitrato. O processo inverso designa-se imobilização (Figure

1).

Fig.1.Processo de mineralização e imobilização de azoto no solo

O tipo de matéria orgânica presente influencia a velocidade de libertação do azoto – a taxa de

mineralização. O azoto é mais rapidamente mineralizado a partir de resíduos de material vegetal

Crescimento vegetal

N orgânico

Mineralização Amónio

(NH4

+)

Nitrito e Nitrato

(NO2

−, NO

3

−)

Imobilização

Mineralização

Imobilização

fresco do que a partir de palhas ou estrume animal (Figure 2). A temperatura, teor de água e

estrutura do solo também influenciam a taxa de mineralização.

Fig.2. Taxa de mineralização da matéria orgânica proveniente de várias fontes.

2. Fixação do azoto

Em agricultura convencional, os fertilizantes solúveis são a principal fonte de azoto. Em

agricultura biológica, a maior fonte deve provir da fixação azotada. As bactérias que vivem nos

nódulos das raízes das leguminosas “fixam” e convertem o azoto atmosférico. Esta é uma relação

simbiótica entre plantas e bactérias (Figura 3). Entre estas leguminosas incluem-se os trevos,

ervilhacas, ervilhas e feijões.

Fig.3. Nódulos de bactérias simbióticas nas raízes dos trevos (leguminosas)

A quantidade de azoto fixado varia com a cultura (Tabela 1). As forrageiras leguminosas como o

trevo e a luzerna fixam geralmente grande quantidade de azoto que fornecem para a cultura e

solo.

Nas leguminosas de grão, como as ervilhas e feijões, a maioria do azoto fixado é colhido nas

sementes, deixando pouco azoto residual no solo. A gestão de práticas como o pastoreio e corte

influencia a quantidade de azoto fixado. A temperatura e época do desenvolvimento das culturas

também afetam a fixação de azoto.

Tabela 1. N fixado por diferentes leguminosas

N fixado Kg ha-1

Trevo branco (Anos 1 e 2) 150

Trevo branco (Ano 3) 85

Trevo vermelho 240

Ervilha/Ervilhaca 175

Feijão 240*

Tremocilha 125* * Maioria do N removido no grão

3. Ciclo do azoto

Até agora falámos sobre alguns processos importantes do ciclo do azoto (Figure 4) - mineralização

imobilização, absorção pela planta e fixação azotada. Outros processos importantes são a

lixiviação, que é a perda de nitratos na água de drenagem e perdas gasosas para a atmosfera, e a

volatilização de amónia, que é a perda direta de gás amónia. O azoto elementar (gás) e o óxido

nitroso podem ser perdidos para a atmosfera por um processo microbiano denominado

desnitrificação. Em agricultura biológica deve ter-se como objetivo minimizar estas perdas.

Bacteria simbiótica

Fig.4. Ciclo do azoto: mineralização, imobilização, absorção plantas e fixação azoto

4. Ciclo do fósforo

Até agora, vimos que a presença de matéria orgânica no solo é essencial para a disponibilização de

nutrientes e que o azoto desempenha um papel primordial.

Outro nutriente importante é o fósforo (P). O fósforo adicionado ao solo, através da incorporação

de estrumes orgânicos e resíduos de culturas, é libertado pela atividade microbiana em fosfatos

assimiláveis para as plantas. O fósforo adicionado ao solo em formas minerais, por exemplo, os

fosfatos naturais, é também disponibilizado para as plantas por microrganismos. No caso dos

fosfatos naturais este processo demora muito tempo.

Fig.5. Ciclo do fósforo: inclui a mineralização, absorção plantas e fixação de fósforo

Até 70% do fósforo do solo está em formas indisponíveis para as plantas, e o restante está

incorporado na matéria orgânica. Os organismos do solo são muito importantes no ciclo do

fósforo. Algumas bactérias secretam ácidos orgânicos que libertam os fosfatos dos minerais

presentes no solo, por exemplo dos fosfatos naturais. Os fungos micorrízicos arbusculares (FMA)

ajudam as plantas a aceder ao fósforo.

Os FMA vivem em simbiose com as plantas há milhões de anos (Figura 6). Estão presentes na

maioria das famílias de culturas agrícolas, com exceção das Brassicaceae e Chenopodiaceae, e

beneficiam as plantas de diversas modos para além da absorção de fósforo. Os beneficios desta

associação com os FMA incluem a melhoria da estrutura do solo e diversos mecanismos de defesa

das plantas contra doenças. Os FMA são afetados pelo uso de pesticidas, fertilizantes e pela

mobilização do solo.

Fig.6. Fungos micorrízicos arbusculares (FMA) em raízes de plantas

5. Ciclo do potássio

O terceiro macronutriente é o Potássio, cuja disponibilidade é controlada principalmente por

processos químicos do solo. Há uma constante troca de potássio com as diversas origens deste

nutriente no solo (Figura 7). Estas fontes diferem na disponibilidade de potássio para as plantas.

Os fertilizantes solúveis, como o sulfato de potássio, e os estrumes fornecem potássio para a

solução do solo. Outras fontes, como pó de rocha, constituem fontes que só se tornam disponíveis

para as plantas a longo prazo.

Fig.6. Ciclo do potássio, maioritariamente controlado pelos processos químicos do solo

6. pH do solo e disponibilidade de nutrientes

Finalmente, iremos analisar o efeito do pH na disponibilidade de nutrientes. O pH é a medida de

acidez do solo: pH 7 é neutro, abaixo deste nível é ácido e acima 7 é alcalino ou básico (Figura 8a).

Os nutrientes principais estão maioritariamente disponíveis entre pH 6 e 8. O ferro, manganêsio,

cobre e zinco estão mais disponíveis a pH mais baixo (quando o solo é ácido) (Figure 8b).

(a)

(b)

Fig.7. (a) pH do solo: ácido (pH baixo) a alcalino (pH alto) e (b) disponibilidade de nutrientes consoante o pH do solo

7. Resumo

Nesta secção, aprendemos sobre os diferentes processos químicos e biológicos que fornecem o

azoto, fósforo e potássio às plantas. A fixação de azoto é a fonte de azoto mais importante em

agricultura biológica. O fósforo e potássio são fornecidos através de fontes orgânicas e

inorgânicas.