pH do Solo

O pH do solo é uma medida da acidez e alcalinidade dos solos. Os níveis de pH variam de 0 a 14, com 7 sendo neutro, abaixo de 7 ácido e acima de 7 alcalino. A faixa ideal de pH para a maioria das plantas é entre 5,5 e 7,0; entretanto, várias plantas têm se adaptado para valores de pH fora dessa faixa. Como os níveis de pH controlam vários processos químicos que acontecem no solo – especificamente, disponibilidade de nutrientes de planta – é vital manter níveis adequadas para suas plantas para atingir seu potencial de produção total.

Acidez do Solo

Um ácido é definido como uma substância que tende a liberar íons de hidrogênio (H+). Conversamente, uma base é definida como uma substância que libera íons de hidroxila (OH-). Todos os ácidos contêm íons de hidrogênio e a força do ácido depende dos graus de ionização (liberação de íons de hidrogênio) do ácido. Quanto mais íons de hidrogênio forem retidos pelo complexo de troca de um solo em relação aos íons básicos (Ca, Mg, K), maior a acidez do solo.

NOTA: O alumínio (Al) também contribui para a acidez do solo, mas por razões de simplicidade, a discussão sobre a acidez do solo vai se limitar ao H como a causa da acidez do solo.

Fonte: IPNI
Faixa do pH
5.0 – 5.5 5.5 – 6.5 6.5 – 7.0
Mirtilos Cevada Alfafa
Batatas irlandesas Poa Alguns trevos
Batatas doces Milho Beterraba sacarina
Cotton
Algodão
Festuca
Sorgo
Amendoim
Arroz
Soja
Melancia
Trigo

pH de solo desejável para faixa de pH de produção de colheita ideal

A faixa de pH desejável para crescimento ideal da planta varia entre as plantações. Enquanto algumas crescem melhor na faixa 6,0 a 7,0, outras crescem bem em condições levemente ácidas. As propriedades do solo que influenciam a necessidade e resposta para cal variam por região. Um conhecimento do solo e da plantação é importante na gestão do pH do solo para melhor desempenho da plantação.

Os solos se tornam ácidos quando elementos básicos como cálcio, magnésio, sódio e potássio retidos por coloides de solo são substituídos por íons de hidrogênio. Os solos formados em condições de taxa de chuva anual alta são mais ácidos que os formados em condições mais áridas. Portanto, a maioria dos solos do sudeste dos EUA são inerentemente mais ácidos que os do meio-oeste e extremo oeste.

Os solos formados com condições de pouca chuva tendem a ser básicos com leituras de pH de solo por volta de 7,0. A cultura intensiva por vários anos com fertilizantes de hidrogênio ou esterco pode resultar na acidificação do solo. Nas regiões de plantio de trigo do Kansas e Oklahoma, por exemplo, que têm pH de solo de 5,0 e abaixo, a toxicidade do alumínio no trigo e a boa resposta ao lodo foram documentadas nos últimos anos.

Fatores que afetam a acidez do solo

Chuva

A chuva contribui para a acidez do solo. A água (H2O)se combina com dióxido de carbono (CO2) para formar um ácido fraco — ácido carbônico (H2CO3). O ácido fraco ioniza, liberando hidrogênio (H+) e bicarbonato (HCO3). Os íons de hidrogênio liberado substituem os íons de cálcio retidos pelos coloides do solo, fazendo com que o solo se torne ácido. Os íons do cálcio deslocado (Ca++) se combinam com os íons do bicarbonato para formar o bicarbonato de cálcio que, sendo solúvel, é lixiviado do solo. O efeito líquido é a maior acidez do solo.

Fertilizantes de nitrogênio

Os níveis de nitrogênio afetam o pH do solo. As fontes de nitrogênio — fertilizantes, estercos, leguminosas — contêm ou formam amônia. Isso aumenta a acidez do solo, a não ser que a planta absorva diretamente os íons de amônia. Quanto mais alta a taxa de fertilização, maior a acidificação do solo. Conforme a amônia é convertida em nitrato no solo (nitrificação), os íons de H são liberados. Para cada libra de nitrogênio como amônia, são necessárias aproximadamente 1,8 libras de carboneto de cálcio puro para neutralizar a acidez residual. Além disso, o nitrato que é disponibilizado ou formado pode se combinar com cátions básicos como cálcio, magnésio e potássio e ser lavado da terra vegetal no subsolo. Conforme essas bases são removidas e substituídas por íons de H, os solos se tornam mais ácidos.

Plantas

Leguminosas como soja, alfafa e trevo tendem a capturar mais cátions em proporção aos ânions. Isso faz com que os íons de H sejam liberados das raízes das plantas para manter o balanço eletromecânico dentro de seus tecidos. O resultado é uma acidificação líquida do solo.

Acidez do subsolo

Mesmo se as 6 polegadas superiores do solo exibirem um pH acima de 6,0, o subsolo pode ser extremamente ácido. Quando o pH do subsolo cai abaixo de 5,0, o alumínio e o manganês no solo se tornam muito mais solúveis e alguns solos podem ser tóxicos para o crescimento das plantas. O algodão e, em certo ponto, a soja, são exemplos de plantações sensíveis a níveis de alumínio altamente solúvel no subsolo e as produções das plantações podem ser reduzidas de acordo com as condições do baixo pH do subsolo. Se forem observadas áreas de plantas de crescimento atrasado em seu campo, retire uma amostra do subsolo nessas áreas. Se o pH do solo for extremamente ácido (abaixo de 5,2), a cal deve ser aplicada no início do outono e virada o mais profundamente possível.

Solo com cal vale a pena

A correção da acidez do solo pelo uso da cal é a base de um bom programa de fertilidade do solo. A cal faz mais que apenas corrigir a acidez do solo. Ela também:

  • Fornece nutrientes essenciais de plantas, Ca e Mg, se a cal dolomítica for utilizada
  • Disponibiliza outros nutrientes essenciais
  • Impede que elementos como Mn e Al se tornem tóxicos ao crescimento das plantas.
O calcário aumenta a eficiência do fertilizante e diminui os ácidos do solo
ACIDEZ DO SOLO NITROGÊNIO FOSFATO POTÁSSIO FERTILIZANTE DESPERDIÇADO
Extremamente ácido — 4.5 pH 30% 23% 33% 71.34%
Ácido muito forte — 5.0 pH 53% 34% 52% 53.67%
Fortemente ácido — 5.5 pH 77% 48% 77% 32.69%
Ácido médio — 6.0 pH 89% 52% 100% 19.67%
Neutro — 7.0 pH 100% 100% 100% 00.0%
Liming Material Composition Calcium Carbonate Equivalent (CCE)
Calcitic Limestone CaCO3 85-100
Dolomitic Limestone CaCO3; Mg CO3 95-108
Oyster Shells CaCO3 90-110
Marls CaCO3 50-90
Hydrated Lime Ca(OH)2 120-135
Basic Slag CaSiO3 50-70
Gypsum CaSO4 None

Materiais de cal

Materiais de cal contêm cálcio e/ou magnésio em formas que, quando dissolvidas, vão neutralizar a acidez do solo. Nem todos os materiais que contêm cálcio e magnésio têm capacidade de reduzir a acidez do solo. Por exemplo, o gesso (CaSO4) contém Ca em quantidades consideráveis, mas não reduz a acidez do solo. Como ele hidrolisa no solo, o gesso se converte em uma base sólida e um ácido forte como mostrado na equação a seguir:

CaSO4 + 2H2O = Ca (OH)2 + H2SO4

O Ca (OH2) e H2SO4 formados se neutralizam um ao outro, resultando em efeito de solo neutro. Por outro lado, quando cal calcítica (CaCO3) ou dolomítica (Ca Mg (CO3)2) são adicionadas ao solo, ela se hidrolisa (dissolve em água) para uma base forte e ácido fraco.

CaCO3 + 2H2O = Ca (OH)2 + H2CO3

O hidróxido de cálcio é uma base forte e rapidamente se ioniza para íons Ca++ e OH. Os íons de cálcio substituem os íons de H absorvidos no coloide do solo e, portanto, neutralizam a acidez do solo. O ácido carbônico formado (H2CO3) é uma ácido fraco e se ioniza parcialmente para íons de H+ e CO2-2. Assim, o efeito líquido é que mais Ca que íons de H são liberados no solo e, consequentemente, a acidez do solo é neutralizada.

Calcário calcítico

O calcário moído contém na maior parte carbonato de cálcio e geralmente tem menos do que 1 a 6 por cento de magnésio. Seu valor neutralizante depende de sua pureza e fineza de trituração.

Calcário dolomítico

O calcário moído é uma mistura de carbonato de cálcio e carbonato de magnésio. Em alguns estados, ele deve conter pelo menos 6 por cento de Mg para ser classificada como cal dolomítica. Seu efeito neutralizante também depende de sua pureza e fineza de trituração.

Cal hidratada

A cal hidratada (Ca (OH)2) é hidróxido de cálcio, às vezes chamado de cal apagada ou de construção. A cal hidratada é em pó, de ação rápida e de manuseio um pouco desagradável. O valor neutralizador varia entre 120 e 135 em comparação com o carbonato de cálcio puro. 1.500 libras de cal hidratada com um valor neutralizante de 135 é equivalente a 2.000 libras de cal agrícola com um valor neutralizante de 100.

Margas

Margas são depósito de carbonato de cálcio misturados com argila e areia que são encontrados principalmente na parte de planície costeira dos estados do leste dos EUA. Seu valor neutralizante geralmente varia de 70 a 90 por cento, dependendo da quantidade de impurezas, na maior parte argila, que elas contêm. Sua utilidade como material de cal depende de seu valor neutralizante e do custo do processamento. Elas são geralmente plásticas e partidas e devem ser secas e pulverizadas antes da aplicação no solo. Margas são geralmente baixas em magnésio. Sua reação com o solo é a mesma que a cal calcítico.

Escória básica

Escória básica é um produto do método Martin de fabricação de aço. O cálcio contido está na forma de silicato de cálcio e reage com os ácidos do solo de modo semelhante que o calcário moído. Seu valor neutralizante varia de 60 a 70, mas como a escória básica geralmente tem partículas menores que a cal agrícola, ele tende a alterar o pH do solo mais rapidamente que a cal agrícola convencional. Ele também contém P2O5 variando de 2 a 6 por cento e alguns micronutrientes e magnésio.

Conchas de ostra moídas

Conchas de ostra e outras conchas são na maior parte carbonato de cálcio. Elas formam um material de cal satisfatório quando moídas finamente e têm um valor neutralizante de 90 a 110. Como são compostas primariamente de carbonato de cálcio, elas contêm pouco ou nenhum magnésio.

Cal fluida

Um material de cal comumente chamado de cal fluida geralmente consiste de calcário moído finamente suspenso em água em uma proporção de 50 por cento de água e 50 por cento de calcário. Na maioria dos casos, os produtos de cal fluida utilizam calcário moído muito finamente – a maioria vai passar por uma peneira de 200 mesh. A cal fluida tem capacidade de alterar o pH do solo em um período de tempo relativamente curto. Esta é uma vantagem diferenciada em situações em que a aplicação de cal foi adiada para logo antes do plantio, ou em situações em que um pH de solo baixo é descoberto após uma safra ter sido plantada. Tenha em mente que, como cal fluida contém aproximadamente 50 por cento de água, isso significa que um fazendo aplicando cal fluida na taxa de 1.000 libras por acre estaria aplicando somente 500 libras de calcário.

Cal peletizada

Cal peletizada é a cal agrícola moída finamente que é peletizada com a ajuda de argila ou aglutinadores sintéticos para produzir pelets na faixa de 5 a 14 mesh. Geralmente, por volta de 70 por cento do calcário inicial, antes da peletização, passa por filtros de 100 a 200 mesh. Ele pode ser espalhado com espalhadores de fertilizantes giratórios convencionais, o que torna seu uso atrativo. Pesquisas não publicadas indicam que a cal peletizada deveria reagir com um bom índice de chuva ou irrigação na superfície do solo para dispersar os pelets antes de misturarem com o solo. Se taxas de 250 a 500 libras deste material de cal são misturadas ao solo antes do pelet se derreter, um volume limitado do solo pode ser afetado por cada pelet e o ajuste de pH desejável da camada arada pode não ser atingido.

Uso de cal fluida e cal peletizada

Cal fluida e peletizada são fontes excelentes de cal a serem utilizadas em circunstâncias específicas como:

  • Correção de condição baixa de pH do solo após a safra ser plantada
  • Alteração rápida no pH do solo se a aplicação de cal for adiada para logo antes da plantação da safra
  • Para manutenção do pH na faixa ideal para crescimento e produtividade de plantas.

Entretanto, não se deve depender desses dois materiais de cal para manter o pH do solo durante toda a estação de crescimento da safra se aplicado a um quarto da taxa de cal recomendada.

A fineza da trituração é importante na seleção de materiais de cal

A qualidade da cal é medida por quão eficientemente ela neutraliza a acidez do solo. Isso é determinado amplamente por sua pureza química e tamanho das partículas.

A pureza da cal é expressa como equivalente de carbonato de cálcio (CCE). Esta é uma medida de quanto o material pode reagir com o solo para neutralizar a acidez em condições ideais em comparação com o carbonato de cálcio puro. O calcário deve ter um valor neutralizante de pelo menos 90 por cento. Mesmo se o CCE da cal for satisfatório, ela não vai neutralizar a acidez do solo a não ser que o calcário esteja moído finamente.

Em uma tentativa de chegar a uma taxa de cal mais precisa para medir a eficácia do material de cal, laboratórios de teste de alguns estados adotaram conteúdo de carbonato de cálcio efetivo para classificar materiais de cal. Uma classificação de eficiência é atingida ao multiplicar o equivalente de carbonato de cálcio vezes o conteúdo efetivo de carbonato de cálcio, que se baseia na fineza do material de cal.

Fatores de eficiência de materiais de cal

O exemplo a seguir do cálculo do "valor neutralizante efetivo" (ENV), utilizado pela Universidade de Illinois, serve para ilustrar a importância do tamanho da partícula da cal na neutralização potencial da acidez do solo.

ENV = Eficiência total de fineza x (% equivalente de carbonato de cálcio / 100)

Exemplo

Suponha que um material de cal tenha um equivalente de carbonato de cálcio de 96 por cento. Após a seleção, descobre-se que o material de cal tem a seguinte distribuição de tamanho de partículas:

+8 mesh = 4%
–8 to +30 = 25%
–30 to +60 mesh = 26%
–60 mesh = 45%

O fator total de eficiência de fineza pode ser calculado como se segue para o material do exemplo:

a eficiência de +8 mesh é 5%, portanto .04 x 5 = 0.20
a eficiência de –8 a 30 é 20%, portanto .25 x 20 = 5.00
a eficiência de –30 a +60 mesh é 50%, portanto .26 x 50 = 13.00
a eficiência de –60 mesh é 100%, portanto .45 x 100 = 45.00
Eficiência de fineza total para o 1º. ano = 63.20

Portanto, o conteúdo efetivo de carbonato de cálcio de ENV = 63,20 x (96/100) = 60,67 neste exemplo de material de cal para o primeiro ano.

Esses cálculos permitem que um fazendeiro determine o valor de curto e longo prazo do material de cal sendo considerado para compra.

TAMANHO DA PARTÍCULA EM 1 ANO DE APLICAÇÃO APÓS 4 ANOS DE APLICAÇÃO
Superior a 8 mesh 5 15
Entre 8 e 30 20 45
Entre 30 e 60 50 100
Menor que 60 mesh 100 100
A maioria dos estados do meio Atlântico e sudeste dos EUA utilizam solução Mehlich I (ácido duplo) para extrair P, K, Ca, Mg, Mn e Zn. A maioria dos estados do meio-oeste utilizam a solução Bray I para extração de P. Para K, Mg e Ca, o acetato de amônia é utilizado. Em regiões com solos calcários, como o cinturão do milho e as grandes planícies, o teste Olsen é utilizado para extrair P.

Fatores de eficiência: temporização, colocação e frequência de aplicação

Temporização

Para rotações de plantações que incluem leguminosas como alfafa ou trevo, o lime deve ser aplicado para permitir tempo suficiente de reação com o solo antes das leguminosas serem plantadas. Idealmente, a cal deve ser aplicada de três a seis meses antes do plantio da plantação alvo. As aplicações tardias, logo antes do plantio, com boa incorporação do solo, podem ainda ser benéficas em solos fortemente ácidos. Alguma redução na acidez do solo ainda vai acontecer, embora aumentos máximos de pH não sejam normalmente atingidos até aproximadamente um ano após a aplicação de calcário agrícola típico.

Colocação

A colocação é tão importante quanto a qualidade da cal. O contato máximo com o solo é essencial para a neutralização da acidez do solo. Os materiais de cal mais comuns são solúveis somente de modo disperso na água. Por exemplo, nitrato de amônia é por volta de 84.000 vezes mais solúvel que o carbonato de cálcio puro. Mesmo se a cal for misturada de forma adequada na camada arada, ainda vai haver pouca reação se o solo estiver seco. A umidade deve estar disponível para que a reação cal-solo aconteça. Talvez o melhor modo de incorporar a cal ou qualquer outro material com a camada arada seja utilizar duas passagens perpendiculares de um disco de combinação, seguido por um extirpador. A aragem profunda da cal não atinge a mistura desejável nas 6 a 8 polegadas superiores do solo.

Entretanto, como o arado ou um disco de ruptura pesado inverte a cal, ele pode auxiliar a distribuir a cal na parte superior do subsolo. A escolha do equipamento de cultivo vai depender da profundidade em que a neutralização da acidez do solo for mais necessária. Uma boa mistura horizontal e vertical da cal oferece os melhores resultados.

Em alguns sistemas de plantações, como gramados perenes ou produção de plantação estabelecida sem cultivo, a mistura de cal com camada arada não é possível. A cal deve ser incorporada para ajustar o pH na camada arada antes do estabelecimento desses sistemas de plantação. Quando o pH desejado for atingido, ele pode ser mantido por aplicações na superfície nesses sistemas não cultivados.

A cal aplicada na superfície reage mais lentamente que a cal que é misturada com o solo e geralmente afeta somente o pH nas 2 a 3 polegadas superiores do solo. Pesquisas da Universidade Estadual da Pensilvânia indicam que aplicações de superfície de calcário em produção de plantação sem cultivo pode começar a influenciar o pH do solo abaixo da profundidade de 2 polegadas após o quarto ano, se a cal for aplicada em cada terceiro ano. A aplicação de cal na superfície a cada terceiro ano com 6.000 libras de cal/A é tão benéfica quanto aplicações anuais de cal de 3.000 libras/A.

Frequência

Quanto mais intensa a produção da safra, mais ou uso de fertilizante de nitrogênio ou esterco e maior as produções da safra (e remoção de nutriente), maior e mais frequente vai ser a necessidade de cal. A amostragem do solo é o melhor modo de avaliar os níveis de pH do solo e a necessidade de cal.

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