Interação nutriente - solo 3) Componentes sólidos; Componentes minerais (representam a maior parte em solos bem drenados) e orgânicos Minerais primários (areia e silte) liberam nutrientes por intemperização Quartzo - não contribui com nutrientes para a solução Feldspatos e micas – solos jovens e em camadas profundas Matéria orgânica – liberação de nutrientes mais rápida pela decomposição, mas mais lenta que pelos colóides Ressuprimento da solução é a curtíssimo prazo – feito pelos argilominerais, óxidos e húmus -> colóides – responsáveis pela atividade química do solo -> desenvolvimento de cargas elétricas Matéria orgânica – fonte de nitrogênio enquanto os outros vem da rocha

3.1) Desenvolvimento de cargas elétricas Cargas permanentes: cargas elétricas resultantes da substituição isomórfica nos tetraedros e octaedros por cátions de menor valência Cargas predominantemente negativas b) Cargas variáveis ou dependentes de pH: são cargas que variam em função do pH da solução do solo Húmus apresenta cargas variáveis O O R – C – OH + OH- R – C – O- + H2O R - - OH + OH- R - -O- + H2O A matéria orgânica não desenvolve cargas positivas. O pKa dessa reação é muito baixo (pH em torno de 2) 200 a 600 meq/100g Principal responsável capacidade de retenção de cátions nos solos brasileiros

Óxidos – cargas positivas ou negativas Al OH O OH2+ Al OH O Al OH O O- H+ OH- => O pKa aqui é alto (pH=6) => A caulinita apresenta densidade de cargas muito reduzida (3 a 15 cmolc/dm3) e tb são do tipo variável Redução de densidade de cargas negativas nos minerais argila por bloqueio pelos óxidos com cargas positivas 3.2) Retenção e troca de íons no solo Existem 3 tipos de íons em interação com a fase sólida: Íons indiferentes: apresentam uma ligação eletrostática com a fase sólida- atração de cargas opostas Eles são realmente trocáveis com cátions em solução num processo reversível e estequiométrico Ex: Ca2+, Mg2+, K+, Na+, Al3+, Cl-, NO32-, SO42-

b) Íons especificamente adsorvidos: H2PO4-, MoO4-, K+- vermiculita Íons fosfatos e molibidatos- ligação covalente O fosfato é fixado- redução da disponibilidade O fosfato predomina sobre os demais ânions CTC- meq/100g ou meq/100cm3, mmolc/dm3 c) Íons determinantes de potencial: OH- e H+ H+ - reação específica com a superfície dos colóides – ligação covalente Não é trocável – só libera carga negativa pela neutralização com a hidroxidrila adicionada pela calagem Fatores que influenciam na CTC: Mineralogia Textura do solo Matéria orgânica pH Ordem preferencial de retenção de cátions no solo (série liotrópica): H+>> Al3+ > Ca2+> Mg2+> K+~= NH4+ > Na+

Determinação de Ca, Mg e Al – trata-se o solo com excesso de K 10 cm3 de solo + 100 ml de KCl 1N – determina-se o sobrenadante (Al, Ca e Mg)

Conceitos Básicos sobre CTC CTC efetiva – “ t ” Reflete a capacidade do solo de reter cátions no seu pH natural. Qualquer que seja o pH do solo as cargas ocupadas pelo H+ não estão disponíveis para a retenção de cátions por troca. T (cmolc/dm3) = Al3+ + Ca2+ + Mg2+ + K+ Quando se cultiva o solo em seu pH natural a CTC efetiva fornece a idéia de: perdas de cátions por lixiviação, potencial de salinidade, necessidade de parcelamento das adubações potássicas T< 2,3 cmolc/dm3 – baixo (Comissão de fertilidade do solo do estado de MG- CFSEMG, 1999 Indicativo de solo arenoso Baixo teor de matéria orgânica Se for argiloso, a argila é de baixa atividade As adubações pesadas podem perdas e salinidade para sementes ou plântulas

b) CTC potencial – “ T ” Capacidade de reter cátions a pH 7,0 Obtido através da extração de H+ + AL3+ com solução salina tamponada a pH 7,0 Tcmolc/dm3 = SB + (H+ + Al3+) T = t + H+ Será maior o ganho de cargas quanto mais baixo for o pH natural e quanto maior for o teor de matéria orgânica e óxidos de Fe e Al c) Soma de bases – SB Soma de Ca, Mg e K SB cmolc/dm3 = Ca2+ + Mg2+ + K+ Não é um parâmetro muito importante pois não dá a idéia dos valores de cada base. % Ca = (Ca2+/T) * 100 Condição ideal: Ca 60 - 70% Mg 10 – 20% K 2 - 5% da T

d) Porcentagem de saturação por alumínio – “ m “ m% = (Al3+/ t) * 100 Al3+ > 1,0 cmolc/dm3 – alto e prejudicial à maioria das espécies vegetais M > 60% - crescimento de raízes paralisado e) Porcentagem de saturação por bases da T V%= (SB/T) * 100 Visando o manejo da fertilidade do solo, o aumento do pH do solo tem que ser feito com corretivos que adicionem bases ao solo – calcário

Transporte de nutrientes para as raízes Interceptação radicular Volume de solo ocupado pelas raízes – 0,4 a 2% contribuição mínima 2) Fluxo de massa Transporte de nutrientes com o fluxo de água até às raízes em função da transpiração O fluxo de massa depende: da concentração do nutriente na solução e do fluxo de água Fluxo médio de água para as raízes: 0,5 – 2,0*10-6 cm3 água/cm2 solo/s Transpiração: 200-600g água/ g planta F=V * C => Fatores que afetam: nutriente, solo, espécie vegetal, idade da planta

P – baixíssima concentração na fase líquida distância Solução do solo citoplsma Superfície da raiz C Mg2+ C H2PO4- Zona de depleção Ca, Mg – em solos fertéis pode se acumular até 200 x mais que a necessidade da planta P – baixíssima concentração na fase líquida K – baixa concentração e muito exigido (10 x mais que o P) 3) Difusão Movimentação de íons de um gradiente de alta concentração no sentido da menor concentração Fluxo de massa e difusão ocorrem simultaneamente Transporte lento 0 – 10 mm da superfície radicular Influenciado por fatores do solo e da planta a difusaõ ocorre para o P (100%), K e outros nutrientes dependendo da concentração

D= Di * θ * f * (dcl/dcs) D= difusão do íon no solo (cm2/s) Di= difusão do íon na água pura (cm2/s) cte ~10-5 Θ= conteúdo volumétrico de água no solo (cm3 água/cm3 solo) F= fator de impedância, transmissão ou de continuidade (0<f<1) Diz respeito à tortuosidade do caminho a ser percorrido Distância efetiva da difusão Afetada pela textura, umidade, viscosidade da água, adsorção e repulsão dos íons, compactação Cálculo complicado, depende de lementos radioativos Dcl= concentração do íon na solução do solo Dcs= concentração do íon na fase sólida do solo Em termos práticos pode-se aumentar a difusão com adubação e irrigação Fatores da planta que afetam a difusão: compactação, textura, poder tampão, umidade Fatores da planta que afetam a difusão: proliferação do sistema radicular, micorrização