Base teórica da acidez dos solos Temário: Conceitos de ácidos e bases; b) Origem da acidez do solo; c) Componentes da acidez do solo; d) Relações entre cátions trocáveis e o pH; e) Reações de neutralização; f) Métodos de recomendação de calagem;

Conceito de ácido e base Teoria de Arrhenius Ácidos são substancias, que em solução, são capazes de doar prótons (íons H+) enquanto as bases são substâncias doadoras de hidroxilas (íons OH-). HA H+ + A- BOH B+ + OH- A- e B+ representam respectivamente um ânion ou um cátion qualquer.

Conceito de ácido e base Teoria de Bronsted & Lowry Essa teoria surgiu em 1923 e define os ácidos como doadores de prótons e as bases como receptores de prótons. Em outras palavras, o par ácido – base é definido sempre através de uma reação, cujo exemplo pode ser a reação de hidrólise do íon alumínio, conforme a seguir: Al 3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+ ácido base base ácido

Conceito de ácido e base Outro exemplo da teoria de Bronsted & Lowry: Dissociação da molécula de água: H2O + H2O OH + 3H+ ácido + base base + ácido

Dissociação da molécula de água A constante de dissociação dessa reação (Ka) é igual a 10-14 . Isto significa que o produto das concentrações efetivas, ou melhor, das atividades de H+ e OH- é igual a 10-14, mol/L, conforme a seguinte expressão: Ka = [ H+] x [OH-] = 10-14 Aplicando-se o conceito de potencial: log1/Ka= log1/[ H+] + log1/[OH-] = log1/10-14 ou, simplificando, pH + pOH = 14

Origem da acidez dos solos

Origem da acidez dos solos Origem dos co-ions: dissociação do CO2: CO2 + H2O H+ + HCO3- Nitrificação: 2NH4+ + 3O2 2NO2- + 4H+ + H2O 2NO2- + O2 2NO3-

Efeitos da aplicação de 150 kg ha-1 de N durante 12 anos em cafezais Fontes de N pH do solo Ca + Mg Al mmolc dm-3 Sem N 6,2 52 Nitrocalcio 5,0 22 Salitre Chile 5,8 21 Sulfato amônio 4,3 7 15 Uréia 4,4 12 9 Fonte: Moraes et al, (1976)

Componentes da acidez dos solos

Conceitos de acidez: Acidez ativa: É acidez devida a atividade dos íons hidrogênio na solução, em equilíbrio com os íons H+ adsorvidos na matriz do solo. É medida através do pH Acidez potencial: É acidez devida aos íons H+Al adsorvidos na matriz coloidal do solo, extraída por solução de sais tamponados, com valores pré-definidos de pH. Acidez trocável: É acidez devida ao íon Al+ adsorvido na matriz coloidal do solo, extraída por sais neutros não tamponados.

Relações entre cátions trocáveis e o pH do solo CTC Solo A Solo B pH 7,0 H + Al Bases pH atual

Relações entre cátions trocáveis e o pH do solo Conceitos básicos: Soma de bases (SB)= Ca + Mg + K Capacidade de troca de cations (CTC)= SB + (H+Al) Saturação por bases (V%) = SB/CTC * 100 Capacidade de troca de cations efetiva (CTCe) = SB + Al Saturação por alumínio (m%) = (Al/ SB + Al)*100

Saturação por bases e saturação por alumínio

Correlação entre saturação por bases e pH do solo (Quaggio et al., 1983)

Reações de neutralização CaCO3 + H2O Ca2+ + HCO3- + OH- Colóides + Ca 2+ + HCO3- + Al3+ + H2CO3 Al Ca H Al (Quaggio et al., 1983)

Reações de neutralização

Reações de neutralização

Métodos de recomendação de calagem Curvas de neutralização Fonte: Raij et al.(1979)

Métodos de recomendação de calagem Método da solução tampão SMP (Shoemaker, Mclean and Pratt.) Princípio do método: Decréscimo de pH da solução tampão SMP, preparada a partir da mistura de várias substâncias com características de tampão (resistência à mudança de pH), para exercer forte tamponamento na faixa de pH entre 7,0 e 7,5. Cada 0,1 unidade de pH de decréscimo da solução de equilíbrio de solo - água- solução corresponde a necessidade de calagem de 1,0 t/ha, para elevar o pH do solo na faixa de 6,5. Características do método: Esse método possui boa base teórica e, quando bem adaptado e calibrado para as condições regionais, fornece estimativas precisas para níveis de calagem para pH 6,0 e 6,5. A sua limitação é a baixa sensibilidade quando a necessidade de calagem é definida para pH 5,5. Além disso, é difícil detectar os erros de laboratório, durante a determinação do pH de equilíbrio da suspensão solo e solução tampão do que resulta em doses errôneas de calcário aos agricultores.

Métodos de recomendação de calagem Calibração do método SMP para solos do Estado de São Paulo Fonte: Raij et al.(1979)

Métodos de recomendação de calagem Curva de calibração do pH de equilíbrio da suspensão solo – solução tampão SMP com os valores de H+Al 5,0 60 120 180 240 300 4,0 6,0 7,0 8,0 pH SMP H + Al, mmol c dm-3 Fonte: Quaggio et al.(1983)

Métodos de recomendação de calagem FÓRMULA PARA O CÁCULO DA CALAGEM NC = CTC (V2- V1) 10 x PRNT na qual: NC = Necessidade de calagem, em t/ha por 0,20m de profundidade, ou 2000m3 de solo; CTC = Capacidade de troca de cátions, em mmol c dm-3 de solo; V2 = Saturação por bases desejada para a cultura, em %; V1 = Saturação por bases atual do solo, em %; PRNT= Capacidade neutralizante do corretivo. Fonte: Quaggio et al.(1983)

Métodos de recomendação de calagem Saturação de bases desejada para a cultura 40 60 70 80 50 Saturação por bases, % Fonte: Quaggio et al.(1985)

Métodos de recomendação de calagem Saturação de bases e teor de Mg recomendados para as culturas Culturas Saturação por bases Teor mínimo de Mg no solo % mmol c dm-3 Abacaxi 50 5 Milho 70 Arroz Aveia e centeio Alfafa 80 8 Citros Soja 60 Hortaliças 9 Café Algodão Cana de açúcar Fonte: IAC - Boletim 100 )

Métodos de recomendação de calagem Comparação da eficiência dos métodos através de ensaios de campo Culturas Locais dos Tipo de Produções observadas Produções estimadas (1) Referência ensaios solo S/ calcário Máxima Al=0 V% SMP ---------------------------- kg/ha -------------------------- Algodão Guaíra LR 1463 2823 1600 2394 2274 Silva et al.(1980) Amendoim Campinas LE 2162 2578 2380 2430 2472 Quaggio et al.(1982) Batatinha Itararé CB 6721 20083 13816 19692 19440 Quaggio et al.(1984) Girassol Mococa PV 900 2490 1393 1672 1561 Milho 3292 5917 4012 5157 5128 Camargo et al. (1982) 208 3398 2024 3504 3551 Soja 1720 2658 1973 2577 2540 Triticale 302 2357 1531 2336 2491 Al=O critério do alumínio trocável, V%= método saturação por bases e SMP método SMP segundo Raij et al. (1979) Fonte: Quaggio (1986)