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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.