O conceito mineralista e a fertilidade do solo no século XXI · O húmus do solo é o alimento das...

O conceito mineralista e

a fertilidade do solo no século XXI

Margarete Nicolodi

A noção mineralista e

a fertilidade percebida pelas plantas cultivadas no solo no século XXI

ConceitoAvaliação

Práticas recomendadas

Noção de fertilidade

Margarete Nicolodi

a fertilidade percebida pelas plantas cultivadas no solo no século XXI

A noção mineralista e a fertilidade percebida pelas plantas cultivadas no solo no século XXI

PassadoEvolução da noção de fertilidade do solo

Presente: noção mineralista da fertilidade do soloBenefícios da adoção Ruídos na aplicação Insuficiência para expressar a fertilidade percebida pelas plantas

cultivadas em solos manejados no sistema plantio direto

FuturoDesafios à caracterização da fertilidade percebida pelas plantas ... como poderia ser a nova noção da fertilidade.

Margarete Nicolodi

Tchê, se tu não sabes pergunte para a

planta! Planta

Física

Biologia

Mineral

LíquidaOrgânica

GasosaSólida

SoloQuímica

O estudo da relação entre o solo e a planta e da fertilidade no século XXI

O que é a fertilidade

do solo?

O termo fertilidade significa capacidade de produzir abundantemente.Margarete Nicolodi

Evolução da noção da fertilidade Columella, 42 d.C.A fertilidade é o nutrimento que as plantas pegam da terra, é uma capacidade

continuamente renovável, determinada de modo integrado por todas as condições da terra, garantida pelo cultivo com técnicas apropriadas e adubação abundante.

Avaliada pelo sabor, suco, consistência e fermento da terra e a vegetação espontânea.As práticas recomendadas para regenerar a fertilidade são aplicar esterco, cinzas e

marga, cultivar espécies em benefício da fertilidade e arar/preparar bem a terra.

Humista, 1761 Fertilidade ... ou ... nutrição de plantas? O húmus do solo é o alimento das plantas.

Mineralista, 1840 Fertilidade é a capacidade do solo de fornecer às plantas nutrientes, em quantidades

e proporções adequadas, e de manter a ausência de elementos tóxicos para elas.Avaliada pela análise química de nutrientes e elementos em amostras de solo.As práticas recomendadas são aplicar corretivos e adubos.

Margarete Nicolodi

-

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

1976

/7719

79/80

1982

/8319

85/86

1988

/8919

91/92

1994

/9519

97/98

2000

/0120

03/04

2006

/0720

09/10

2012

/1320

15/16

Ano agrícola

Ren

dim

ento

de

grão

s (k

g ha

-1)

ArrozFeijãoMilhoSojaTrigo

A noção mineralista também contribuiu para ...

Evolução do rendimento, área cultivada e produção de grãos no Brasil

CONAB (2016)

Área cultivada: 37.313 ............................................................................... 58.322 mil ha

Produção: 46.943 ..............................................................................186.299 mil ton

Margarete Nicolodi

Evolução da fertilidade nos solos do Planalto do RSEm 1967: 2000 lavouras; em 1984: 100 lavouras; em 2004: 40 lavouras/município

Faixas de interpretação

0

20

40

60

80

100

<40 41-80 81-120 >120

Potássio disponível (mg dm-3)

0

20

40

60

80

100

≤ 3,0 3,1-6,0 6,1-12,0 >12,0

Fósforo disponível (mg dm-3)

0

20

40

60

80

100

≤ 2,5 2,6-3,5 3,6-5,0 > 5,0

Matéria orgânica (%)

0

20

40

60

80

100

≤ 5,0 5,1-5,5 5,6-6,0 > 6,0

pH em água

Freq

üênc

ia (%

)

1967 Santa Rosa1984 Ibirubá2004 Ibirubá2004 Santa Rosa

Aplicação da noção mineralista

Nicolodi et al. (2006) Margarete Nicolodi

Margarete Nicolodi

Na Região do Planalto do RS

0

20

40

60

80

100

1979 1994 2000Ano

Áre

a (%

)

PC PR SPD

Sistemas de preparo e cultivo do solo diferentes

Intensidade e frequência do revolvimento do soloAlta, em toda área e frequente ... vs ... baixa, localizada e rara

Diversidade de espécies e intensidade de cultivoMenores ... vs ... maiores

Manejo da palha ou dos resíduosQueimada e/ou incorporada ... vs ... mantida, sem queimar, na superfície

No tempo ... ou ... com o tempo de cultivo do solo

... vs ... ... as condições químicas, as físicas e as biológicas são alteradas

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

78/79 83/84 88/89 93/94 98/99 03/04Ano agrícola

Áre

a (m

ilhõe

s de

ha)

) SPD no Brasil

... as condições as físicas e as biológicas são muito semelhantes,

mas as químicas são alteradas

Preparo Convencional Sistema Plantio Direto

FEBRAPDP (2007)Mielniczuk et al. (2000)

Há mais de 15 anos

Alterações nas condições do solo: PC ...vs... SPD

0100200300400500

K (m

g dm

-3)

c)

0,01,02,03,04,05,0

MO

(%)

0-10 cm 0-20 cma)

0102030405060

P (m

g dm

-3)

b)

253545556575

PC: A

/M

SPD

: A/M

PC: A

+V/M

+C

SPD

: A+V

/M+C

PC:

S/C

v/S/

V/S

g/A

b

SPD

:S/

Cv/

S/V

/Sg/

Ab

PC: T

/S

SPD

: T/S

PC: A

/M

SPD

: A/M

Eldorado do Sul Passo Fundo Santo Ângelo

Local, sistemas de preparo e espécies cultivadas

V (%

)

d)

Efeitos de mais de 20 anos nas condições químicas

Nicolodi (2007)Margarete Nicolodi

Alterações nas condições do solo: PC ...vs... SPDEfeitos de mais de 20 anos nas condições físicas

a) Santo Ângelo: Conceição (2006) e b) Eldorado do Sul: Nicolodi (2007)Margarete Nicolodi

Alterações nas condições do solo: PC ...vs... SPDEfeitos de 16 e 17 anos nas condições biológicas

a) Londrina: Balota et al. (1998) e b) Eldorado do Sul: Conceição (2006)Margarete Nicolodi

Área experimental do IAPAR, em Pato Branco-PRMédia diferentes plantas de cobertura. Latossolo Vermelho aluminoférrico.

Alterações nas condições do solo: PC ...vs... SPDEfeitos de 30 anos no teor de carbono orgânico

Calegari (2006)

Carbono orgânico do solo, g kg-1

10 15 20 25 30 35 40 80 90Pr

ofun

dida

de, c

m0

10

20

30

40

50

60

inicial (1986)convencional - pousioconvencional - culturas de inv.plantio direto - pousioplantio direto -culturas inv.floresta

Margarete Nicolodi

Experiências na região do Cerrado brasileiroDjalma M. de Sousa Menor resposta à aplicação de P Maior taxa de desfrute do P aplicado ao solo Maior contribuição do P orgânico no total absorvido: 30% Maior absorção de P devido à colonização e a maior

população de fungos micorrízicos arbusculares

Leandro Zancanaro Campo 23, com 176 há e argila > 60%, cultivada no SPD, na

Fazenda Querência, em Tangará da Serra 1997/98: solo com P Alto (9), V 23%, m 17% e MO 3,4%

... alta produtividade e não foi feita calagem 2003/04: solo com P (9), V 30%, m 9%, MO 3,8%, pH CaCl2

4,6 → 65 sc/ha de soja 2004/05 → 56 sc/ha e 2005/06 → 59 sc/ha de soja

Fertilidade do solo avaliada vs rendimento

Margarete Nicolodi

Matéria orgânica (%)

0 1 2 3 40

20

40

60

80

100

pH0,0 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5

0

20

40

60

80

100

Saturação por bases (%)

0 20 40 60 80 1000

20

40

60

80

100

Fósforo (mg dm-3)

0 10 20 30 400

20

40

60

80

100

Ren

dim

ento

rela

tivo

de g

rãos

de

soja

(%)

Foram avaliados 120 pontos em seis lavouras conduzidas no SPD consolidado, no Planalto do RS, na safra 2001/02.

0-20 cm0-10 cm

Fertilidade alta → rendimento altoFertilidade alta → rendimento baixoFertilidade baixa → rendimento alto

6,5

Fertilidade do solo avaliada vs rendimento

Nicolodi (2003)

fertilidade percebida pelas plantas

Margarete Nicolodi

Segundo a noção mineralista da fertilidade, desenvolvida na época do preparo convencional,

existe uma relação direta entre a disponibilidade de nutrientes no solo e o desenvolvimento ou produtividade da planta.

Outro(s) fator(es) de solo estão interferindo na fertilidade e/ou na sua avaliação ...

Fertilidade baixa → rendimento de grãos alto

Margarete Nicolodi

Ruído: erro intrínseco da avaliação atual da fertilidade.

As consequências dos efeitos dos outro(s) fator(es) chamaremos de ...

Ruído

Amostragem Análise química

Tabelas de interpretação

Calibração

Recomendações de corretivos e de adubos

Margarete Nicolodi

Ruído na amostragem

Diminuição do revolvimento

Palha sobre o solo

Gradientes de concentração

Número mínimo de subamostras

Equipamentos

Camada amostrada

Margarete Nicolodi

Mesmos extratores que os utilizados no PC

Aumenta no SPD devido a moagem das amostras

5 ≠ 5 ≠ 5

Valor nutriente na análise do solo

Ruído na metodologia

Margarete Nicolodi

0 5 10 15 200

20

40

60

80

100

Solos argilososSolos arenosos

r2 = 0,81

r2= 0,83

UFRGS (1970)

Ruído na calibração

Fósforo (mg dm-3)

Ren

dim

ento

rela

tivo

das

cultu

ras

%Solos do Rio Grande do Sul: sistema convencional

Margarete Nicolodi


Raij (1974)

Solos do Estado de São Paulo: preparo convencional

Potássio trocável (mmolc dm-3)Margarete Nicolodi

Trigo

Classes argila

SojaMilho

I II III

Classes II e IIIClasse I

Fósforo (mg dm-3)0 2 4 6 8 10 12 14 16

0

20

40

60

80

100

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Ren

dim

ento

rela

tivo

(%)


Ajuste do teor crítico

Solos do RS: Sistema Plantio direto

Adaptado de Schlindwein (2003)Margarete Nicolodi

Trigo

Classes argila

SojaMilho

I II III

Classes II e IIIFósforo (mg dm-3)

0

20

40

60

80

100

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Ren

dim

ento

rela

tivo

(%)

Classe I2 4 6 8 10 12 14 160

Ruído na de calibração

Adaptado de Schlindwein (2003)

Classe I

Teor crítico: Schlindwein

Muito Baixo Baixo Médio Alto Muito

Alto

Faixas de interpretaçãoe teor crítico(CQFS-RS/SC, 2004)

Teor crítico

Solos do RS: Sistema Plantio direto

Margarete Nicolodi


Vieira et al. (2013)

Solos do centro sul do Paraná: Sistema Plantio direto

Fósforo (mg dm-3)Margarete Nicolodi


Vieira et al. (2013)

Solos do centro sul do Paraná: Sistema Plantio direto

Potássio (cmolc dm-3)Margarete Nicolodi

Margarete Nicolodi

Ruído na interpretação dos resultados

Fiorin (2008)

020406080

100

0 3 6 9 12 15 18 21

c) 3o ciclo

020406080

100

0 3 6 9 12 15 18 21

Fósforo disponível (mg dm-3)

e) 5o ciclo

020406080

100

0 3 6 9 12 15 18 21

a) 1o ciclo

MB B M A MA

020406080

100

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270

d) 3o ciclo

020406080

100

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270

b) 1o ciclo

020406080

100

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270

Potássio disponível (mg dm-3)

f) 5o ciclo

MB B M A MA

N/M/N/T/SA/M/F/T/SV(a)/M/N/T/SV(a)/M/Cj/T/SV/M/N/T/SV/M/Cj/T/S

Faixas de disponibilidade de nutrientes no solo (CQFS-RS, 2004)

O experimento foi instalado em 1997, em área cultivada há 11 anos no SPD, e conduzido por 10 anos, em Cruz Alta-RS. Grãos: milho, soja e trigo. Solo: 0-10 cm. Cada ciclo corresponde a 2 anos de cultivo.

Ren

dim

ento

rela

tivo

de g

rãos

(%)

Somente a vica foi adubada (80 kg de P2O5 e K2O até o 4º ciclo) em duas rotações: v(a)

Fósforo disponível (mg dm-3)0 10 20 30 40 50

0

3

6

9

12

Matéria orgânica (%) 0 1 2 3 4 5

0

3

6

9

12

pH em água0,0 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5

0

3

6

9

12

Alumínio trocável (cmolc dm-3)0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5

0

3

6

9

12

Saturação por bases (%)

0 20 40 60 80 1000

3

6

9

12

PVd: 0-10 cm experimentos conduzidos há mais de 20 anos em Eldorado do Sul.

kg N ha-1

SPD: 0

PC: 0PC: 180

SPD: 180

SPD: 60SPD: 120

Fertilidade alta: A/M - 180Produção baixa: PCProdução alta: SPD

Fertilidade baixa: V/M - 180Produção média: PCProdução alta: SPD

Fertilidade baixa: SPDProdução alta: A+V/M+C 180Produção alta: G/M 0Produção alta: G/M 180


Nicolodi (2007)

Pro

dutiv

idad

e de

grã

os d

e m

ilho

(t ha

-1)

Margarete Nicolodi

Produtividade de grãos de milho. P e K disponíveis (Mehlich 1). pH em água.

Sistema de cultivo e rotação

N Produção pH Altroc m P K MO V

Kg ha-1 t ha-1 Cmolc % mg dm-3 % %

PC V/M 180 6,9 4,8 1,2 28 12 139 2,0 36

SPD V/M 180 9,4 4,8 1,0 24 21 168 2,7 36

PC A/M 180 5,7 5,4 0,2 4 15 176 1,8 57

SPD A/M 180 9,4 5,4 0,2 4 30 136 2,3 58

SPD A+V/M+C 180 8,3 4,5 1,2 27 19 207 2,8 27

SPD G/M 0 9,2 4,6 0,7 11 38 217 4,5 42

SPD G/M 180 8,8 4,6 0,8 13 33 241 4,4 39


Nicolodi (2007) PVd: 0-10 cm experimentos conduzidos há mais de 20 anos em Eldorado do Sul. Margarete Nicolodi

Experimento conduzido desde 1985 em Passo Fundo (0-20 cm)

Evolução da fertilidade e do rendimento

Nicolodi (2008)

Rendimento Fósforo Potássio pH MO

010

20

30

40

50

60

70

010

20

30

40

50

60

70

Fósf

oro

disp

onív

el(m

g dm

-3)

0

50

100

150

200

250

300

0

50

100

150

200

250

300

Potá

ssio

dis

poní

vel(

mg

dm-3

)

0,0

4,5

5,0

5,5

6,0

6,5

0,0

4,5

5,0

5,5

6,0

6,5

pH e

m á

gua

0,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

0,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

Mat

éria

org

ânic

a(%

)

Ren

dim

ento

de

grão

s de

soj

a(t

ha-1

)

1

2

3

4a) PC

Safra de verão1985 1990 1995 2000 2005

1

2

3

4b) SPD

/86 /91 /96 /01 /06

Margarete Nicolodi

Evolução do rendimento e da precipitação

Experimento conduzido desde 1985 em Passo Fundo (0-20 cm) Nicolodi (2008) Margarete Nicolodi

Cuidados na amostragem do solo Manter a disponibilidade dos nutrientes no solo na faixa

Alta e ausência de elementos tóxicos Uso combinado de indicadores na avaliação

Está sendo feito para diminuir os ruídosna avaliação da fertilidade do solo no

SPD com base na teoria mineralista

Recomendação de calagempH, saturação por bases e por alumínio e fósforo disponível

Recomendação de adubação Fosfatada: argila e fósforo disponível no solo Potássica: CTC e potássio disponível no solo Nitrogenada: espécie antecessora e sua produção de massa

seca e matéria orgânica no soloCQFS-RS/SC (2004)Margarete Nicolodi

Criar método para coletar e enviar ao laboratório amostras de solo não-deformadas

Aprimorar metodologia de análise para quantificar as condições químicas percebidas pelas plantas nas amostras não-deformadas

Fazer nova calibração com base em solos com tempo variável de cultivo no SPD, diferentes rotações de culturas, espécies cultivadas, locais, anos, condições físicas, químicas e biológicas de solo, etc.

Mudar o modo de interpretar os resultados das análises

Poderia ser feito para diminuir os ruídosna avaliação da fertilidade do solo no

SPD com base na teoria mineralista

Margarete Nicolodi

Indicadores da fertilidade mais sensíveis em expressar a mudança no rendimento

0

200Rendimento de grãos*

Magnésio trocável

CTC efetiva

UmidadeMatéria orgânica

Nitrogênio total

Fósforo disponível

Tratamentos com e sem NSC A/M: 0 N = 100%SC V/M: 0 NSC A+V/M+C: 0 NSPD A/M: 0 N**SPD V/M: 0 NSPD A+V/M+C: 0 NSC A/M: 180 NSC V/M: 180 NSC A+V/M+C: 180 NSPD A/M: 180 NSPD V/M: 180 NSPD A+V/M+C: 180 N

Não são bons indicadores* Rend/4 Nicolodi (2007)

Tentativas para diminuir os ruídos

Margarete Nicolodi

Tentativas para diminuir os ruídosTécnica da normalização dos resultados dos indicadores

para identificar níveis de fertilidade

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80 100

Fertilidade do solo

Ren

dim

ento

de

grão

s

Locais / indicadores de fertilidadempH P K Al MO V

pH P K Al MO VpH P K Al MO V

Local 1Local 2Local 3

mmm

Níveis de fertilidadeBaixo: pretoMédio: laranjaAlto: verde

Comportamento esperado

Margarete Nicolodi

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80 100

Fertilidade do solo

Ren

dim

ento

rela

tivo

de g

rãos

(%)

pH P K Al MO VpH P K Al MO VpH P K Al MO V

Eldorado do SulPasso FundoSanto Ângelo

mmm

Comportamento VERIFICADO

Tentativas para diminuir os ruídosTécnica da normalização dos resultados dos indicadores

para identificar níveis de fertilidade

Níveis de fertilidadeBaixo: pretoMédio: laranjaAlto: verde

Nicolodi (2007) Margarete Nicolodi

Portanto...

A avaliação química da fertilidade é baseada na teoria mineralista.

O enfoque e a avaliação química não são suficientes para entender e expressar a fertilidade

percebida pelas plantas quando o solo não é desagregado, isto é, quando são preservadas as

relações construídas com o tempo de cultivo no SPD.

... a noção de fertilidade do solo deve ser revista.Margarete Nicolodi

Desafios à caracterização da fertilidade percebida pelas plantas

Mesmo valor e indicador tem diferentes efeitos sobre a planta conforme o sistema de cultivo

Aumentando os valores dos indicadores como no SC no SPD aumenta a produtividade das plantas?

Possibilidade 1: SIM

Desafio: ajustar os valores dos mesmos indicadores ao novo sistema de cultivo

Margarete Nicolodi

Mesmo valor e indicador tem diferentes efeitos sobre a planta conforme o sistema de cultivo

Aumentando os valores dos indicadores como no SC no SPD aumenta a produtividade das plantas?

Possibilidade 2: NÃO

Desafio: descobrir os outros fatores que estão determinando a produtividade no novo sistema


Margarete Nicolodi


1) Admitir a insuficiência da teoria

mineralista para expressar a fertilidade

percebida pelas plantas em solos

cultivados em sistemas diferentes do

convencional.

Margarete Nicolodi


2) Entender a fertilidade como propriedade gerada pelo funcionamento do solo como um todo.

Aprimorar o nosso entendimento do funcionamento do solo, considerando-o um sistema aberto, e de como é

gerada a fertilidade e determinada a sua magnitude

Margarete Nicolodi

Solo

Clima

PlantaAnimal

Homem

Principais interações com o solo

SistemaVida

Sistema

Sistema Nicolodi (2007) Margarete Nicolodi

Condições iniciaisAumento dos fluxosDiminuição dos fluxos

Tempo

Gra

u de

com

plex

idad

eAuto-organização do sistema solo

Adaptado de Prigogine (1996), por Vezzani (2001)

Propriedades emergentesPontos de bifurcações

Margarete Nicolodi

Sistema Solo

Dar suporte físico para o desenvolvimento e para as trocas

Armazenar e disponibilizar nutrientes, água e oxigênio

Fertilidade

Subsistema estrutural Subsistema renovável

Fertilidade do sistema solo

Subsistema planta


Subsistemaestrutural

Subsistemarenovável

Sistema solo Fertilidade

Subsistemaanimal

Subsistema planta

Sistema vida

Subsistemahomem

TopoclimaSistema clima

ResíduoProdutividade

Ambiente específico

Fazendo agriculturaProdutos da agriculturaRealimentando a agricultura

Fertilidade ... produtividade

Agricultura



3) Identificar indicadores dos processos que determinam o funcionamento do sistema solo, que expressem a magnitude da fertilidade percebida pelas plantas em sistemas conservacionistas com diferentes rotações.

... indicadores químicos, físicos e biológicos

Margarete Nicolodi


4) Adequar ou construir metodologia de amostragem e de determinação, quantitativa e/ou qualitativa, práticas e de custo acessível, e estabelecer os critérios para interpretação dos indicadores da fertilidade do sistema solo para os principais grupos de culturas em sistemas conservacionistas.

Margarete Nicolodi

Desafio à melhoria e/ou manutenção da fertilidade percebida pelas plantas

Adequar as práticas recomendadas melhorar e/ou manter a fertilidade, o bom funcionamento do sistema solo e alta produtividade das plantas

Estimular o bom funcionamento dos subsistemas estrutural e renovável Repor os nutrientes exportados pelas culturas

Manter sempre o solo cultivado com menor revolvimento possível. Para a produção de grãos processo colher-semear no SPD

Estimular a diversidade de vidaMargarete Nicolodi

O momento atual tem elementos teóricos e práticos suficientes para a mudança da noção da fertilidade.

É essencial ...avaliar a fertilidade percebida pelas plantas cultivadas em

sistemas conservacionistas e confiar nas recomendações. repensar a noção mineralista e promover a mudança ... a abordagem sistêmica no estudo do solo pode ser muito útil.construir uma nova noção a partir de conceito amplo.aprimorar a metodologia para avaliar a fertilidade do sistema

solo e fazer as novas calibrações. quanto as práticas recomendadas, incluir a rotação de

culturas como uma prática melhoradora da fertilidade, que é.

... é necessário, é difícil, é demorado, é possível!

Considerações

Margarete Nicolodi

Se tudo é parte e tudo retorna à terra, a fertilidade é um anel do ciclo da vida, o solo, que há 12 mil anos produz alimentos à população

crescente, é um problema científico e o enigma da fertilidade, mesmo depois de extraordinário progressos científicos, continua em aberto.

[email protected] obrigada!

Oliva (1939)

Margarete Nicolodi

Se nós realmente quisermos conhecer melhor a fertilidade percebida pelas plantas e aprimorar a nossa noção de fertilidade,

poderíamos começar nos concentrando nas condições químicas, físicas e biológicas que as raízes encontram/enfrentam no sistema solo.

O conceito mineralista e a fertilidade do solo no século XXI · O húmus do solo é o alimento das...

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