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MARIO MIYAZAWA MARCOS A. PAVAN JÚLIO CESAR FRANCHINI IAPAR - 2001. NEUTRALIZAÇÃO DA ACIDEZ DO PERFIL DO SOLO POR MATERIAL VEGETAL. QUÍMICOS - nutrientes (N, P, K, Ca, S); CTC; solubilidade P; adsorção de cátions FÍSICOS - erosão, evaporação, umidade, permeabilidade, temperatura - PowerPoint PPT Presentation
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NEUTRALIZAÇÃO DA NEUTRALIZAÇÃO DA ACIDEZ DO PERFIL ACIDEZ DO PERFIL
DO SOLO PORDO SOLO POR MATERIAL VEGETALMATERIAL VEGETAL
MARIO MIYAZAWAMARIO MIYAZAWAMARCOS A. PAVANMARCOS A. PAVANJÚLIO CESAR FRANCHINI JÚLIO CESAR FRANCHINI
IAPAR - 2001IAPAR - 2001
COBERTURA do SOLOCOBERTURA do SOLO por MATERIAL ORGÂNICOMATERIAL ORGÂNICO
QUÍMICOSQUÍMICOS - nutrientes (N, P, nutrientes (N, P, K, Ca, S); CTC; solubilidade P; K, Ca, S); CTC; solubilidade P; adsorção de cátionsadsorção de cátions
FÍSICOSFÍSICOS - erosão, evaporação, erosão, evaporação, umidade, permeabilidade, umidade, permeabilidade, temperaturatemperatura
MICROBIOLÓGICOS - MICROBIOLÓGICOS - atividade, diversidadeatividade, diversidade
ALTERAÇÕES ALTERAÇÕES QUÍMICAS DO SOLO QUÍMICAS DO SOLO
• pH pH - - Neutralização da acidezNeutralização da acidez• Al Al - - Hidrólise, complexaçãoHidrólise, complexação• Transporte de cátions Transporte de cátions - - KK++, Ca, Ca2+2+, ,
MgMg2+2+, Al, Al3+3+
• Métodos de avaliações - Métodos de avaliações - resíduos resíduos
vegetaisvegetais
I) NEUTRALIZAÇÃO NEUTRALIZAÇÃO DA ACIDEZ DO DA ACIDEZ DO
SOLO POR SOLO POR RESÍDUOS VEGETAISRESÍDUOS VEGETAIS
Neutralização da acidez Neutralização da acidez por grupos funcionais por grupos funcionais
Solo ácido (aumento de pH)
R-COOM + H+ R-COOH + Mn+ (M = Ca, Mg, K)
Solo alcalino (diminuição de pH)-OH + OH- -O- + H2O
CAPACIDADE DE CAPACIDADE DE NEUTRALIZAÇÃO DE NEUTRALIZAÇÃO DE HH++ E E OHOH--
0
2
4
6
8
10
12
14
12 10 8 6 4 2 0 2 4 6 8 10 12
[HCl] x 10-2 N
pH
-Su
spen
são
Branco
Feijão CearáColza
Aveia preta
Trigo
[NaOH] x 10-2 N
Miyazawa et al. (1993)
Capacidade de Neutralização Capacidade de Neutralização de Hde H++ dos dos Resíduos Resíduos
VegetaisVegetais
0
2
4
6
8
10
Tri
go
Milh
o
Gu
and
u
Ave
ia P
reta
Gir
asso
l
Nab
o F
orra
geir
o
Mu
cun
a C
inza
Tre
meç
o B
ran
co
Fei
jão
de
Por
co
Cas
ca d
e C
afé
Erv
ilhac
a C
omu
m
Fei
jão
do
Cea
rá
(mm
olc k
g-1)
Miyazawa et al. (1993)
Material vegetal
NEUTRALIZAÇÃO DA ACIDEZ NEUTRALIZAÇÃO DA ACIDEZ POTENCIAL DO SOLO POTENCIAL DO SOLO
Na
bo
Tre
mo
ço b
.
Tre
mo
ço a
zul
Ave
ia
Cro
tala
ria
b.
Cro
tala
ria
s.
Mu
cun
a a
nã
Mu
cun
a c
.
Arr
oz
Gu
an
du
Tri
go
Mil
he
to
0
0,5
1
1,5
2
2,5
H +
Al
(cm
ol c
dm
-3)
Cassiolato et al., 1999
MATERIAL VEGETAL
Incubação do solo por Incubação do solo por material vegetal - material vegetal - pHpH
4,2
4,6
5,0
5,4
5,8
0 15 30 45 60 75 90 105
Controle
Lupinus luteus
Leucena
Colonião
Trigo
Tempo (dias)
pH
Miyazawa et al. (1993)
Densidade do cafeeiroDensidade do cafeeiroPavan et al.,
1994
pH
3
4
5
6
893 1786 7143
pH
C orgânico
10
12
14
16
893 1786 7143
C g
/kg
II) NEUTRALIZAÇÃO NEUTRALIZAÇÃO
DA TOXIDEZ DE DA TOXIDEZ DE AlAl3+ 3+ PORPOR
MATERIAL VEGETALMATERIAL VEGETAL
Neutralização da Neutralização da toxidez de Altoxidez de Al3+3+
por por resíduos orgânicosresíduos orgânicos
Hidrólise do Al
Al3+ + n(OH)- Al(OH)2+; Al(OH)2
+; Al(OH)3; Al(OH)4
Complexação orgânica do Al
Al3+ + L AlL0; AlL2n-
(L = ligante orgânico)
Estrutura molecular de Estrutura molecular de complexos Al-orgânicocomplexos Al-orgânico
M
CH2 COO-C O CO
C O CO
OO
CH2-OOC
COO-
CH2
CH2
COO-
M
OH
C O CHO
HC O CO
O
O
COO-
CH
HC
-OOC
OH
M
C O CO
HC OH CHHO
O
O
CH2OH
(HC OH)4
CH2OH
(HC OH)4
CITRATO
GLUCONATO
TARTARATO
ÁCIDOS ORGÂNICOS ÁCIDOS ORGÂNICOS DO DO MATERIAL MATERIAL
VEGETALVEGETAL ALIFÁTICOS:
cítrico, malônico, maleico, tartárico, oxálico, butílico, succínico, fumárico
AROMÁTICOS:salicílico, caféico, vanílico,
cumárico, protocatéico, gálico, hidroxibenzóico
Ácidos alifáticos: Ácidos alifáticos: parte parte aéreaaérea e raiz das e raiz das plantasplantas
50
0
50
100
150
200
BN2 MT1 MT2 MC MP MV CEA POR SOJ SOR
fumáricoaconíticomalônicomálicocítrico
Parte aérea
Raiz
mM
kg-1
0
20
40
60
80
100
120
60 75 90 120 60 75 90 120 60 75 90 120
Dias após plantio
Áci
dos
org
ânic
os (
mM
kg-1
)
fumárico
aconítico
málico
cítrico
Ácidos alifáticos: Ácidos alifáticos: estádios estádios da plantada planta
Aveia Preta Tremoço AzulNabo
0
1
2
3
4
5
6
7
8
60 75 90 120
Dias após plantioDias após plantio
Áci
dos
org
ânic
os (
mM
.kg-1
)
caféico
cumárico
ferúlico
Ácidos aromáticos: idade Ácidos aromáticos: idade do do nabo forrageironabo forrageiro
TOXIDEZ DE TOXIDEZ DE AlAl3+3+, µM, µM
0,0 2,0 5,0 10,0 15,0
0
15
5
10
Com
pri
men
to
(cm
)
Al (µM)Al (µM)
REDUÇÃO DE REDUÇÃO DE 20 µM Al20 µM Al3+3+ COM ÁCIDOS COM ÁCIDOS ORGÂNICOSORGÂNICOS
O
0
15
5
10
Com
pri
men
to
(cm
)
30 60 90
ÁC. CÍTRICO
O 30 60 90
ÁC. MALÔNICOL (µM)L (µM)
Densidade do cafeeiroDensidade do cafeeiroPavan et al.,
1994
C orgânico
10
12
14
16
893 1786 7143
C g
/kg
Alumínio
0
7
14
21
893 1786 7143
Al m
mol/k
g
III)III) TRANSPORTE TRANSPORTE
DE CÁTIONS NO DE CÁTIONS NO
SOLO POR SOLO POR
LIGANTES LIGANTES
ORGÂNICOSORGÂNICOS
Cálcio
Magnésio ControleCaCO3
CaCO3 + AveiaCaCO3 + Trigo
Potássio
0
1
2
3
4
0
1
2
3
4
0
1
2
3
0 1 2 3 4 5 6 7
Poros
mm
ol L
-1Lixiviação de Lixiviação de Ca, Mg e KCa, Mg e K após após
aplicação de aplicação de resíduos vegetaisresíduos vegetaisZiglio et al. (1999)
Alteração na [Ca] e [Mg] da solução pela percolação do
solo
Nabo
0
2
4
6
8
60 d 90 d 120 d
idade
Mg
mm
ol/L
Aveia
60 d 90 d 120 d
idade
Tremoço
60 d 90 d 120 d
idade
Nabo
0
5
10
15
20
25
60 d 90 d 120 d
idade
Ca
mm
ol/L
Tremoço
60 d 90 d 120 d
idade
Aveia Preta
60 d 90 d 120 d
Extrato Percolado
Alteração na [K] e [Al] da solução pela percolação no
soloNabo
0
10
20
30
40
60 d 90 d 120 d
idade
K m
mo
l/L
Aveia Preta
60 d 90 d 120 d
Extrato Percolado
Tremoço
60 d 90 d 120 d
idade
Aveia Preta
60 d 90 d 120 d
idade
Extrato Percolado
Nabo
0
2
4
6
60 d 90 d 120 d
idade
Al
mm
ol/
L
Tremoço
60 d 90 d 120 d
idade
Potássio
0
2,5
5
7,5
10
Nabo Aveia Tremoço Testem
K m
mo
l/k
g
60d 90d 120d
Cálcio
0
2,5
5
7,5
10
Nabo Aveia Tremoço Testem
Ca
mm
ol/
kg
60d 90d 120d
Alteração do Ca e K do solo pelapercolação da solução (0-5 cm)
pH
4
4,5
5
Nabo Aveia Tremoço Testem
pH
60d 90d 120d
Alumínio
0
2,5
5
7,5
10
Nabo Aveia Tremoço Testem
Al m
mo
l/k
g
60d 90d 120d
Alteração de pH e Al do solo pela
percolação da solução (0-5 cm)
25
15
5
5
15
25
35
con
trol
e
calc
ário
cord
ãofr
ade
agri
ãozi
nho
carr
apix
oca
rnei
ro
mam
ona
trap
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ba
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ruro
xo
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abr
anca
picã
obr
anco
mm
olc L
-1
CálcioMagnésio
PotássioAlúminio
Extrato
Percolado
Lixiviação de cátions em Lixiviação de cátions em extratos deextratos de plantas plantas daninhasdaninhas (Meda et al., 2001)
Plantas nativasPlantas nativas na na mobilidade de cátions do solomobilidade de cátions do solo (Meda
et al., 2001)pHpH
4
5
6
5-10 10-15 15-20 20-25
controle
calcário
cordão de frade
caruru roxo
picão brancopH
CaCa
0
5
10
15
20
25
5-10 10-15 15-20 20-25
caruru roxopicão brancomamona
mm
olc d
m-3
KK
0
2
4
6
8
10
12
5-10 10-15 15-20 20-25
mamonaagriãzinhocaruru roxo
mm
olc d
m-3
AlAl
0
2
4
6
8
10
12
5-10 10-15 15-20 20-25
cordão de fradecaruru roxotrapoeraba
Mm
olc (
dm
-3)
Camadas (cm) Camadas (cm)
Densidade de Densidade de cafeeirocafeeiro
Cálcio
0
20
40
60
893 1786 7143
Ca m
mol/k
g
Potássio
0,1
0,4
0,7
1
893 1786 7143
K m
mol/k
gPavan et al., 1994
Ordem da lixiviação de Ordem da lixiviação de cátions no solocátions no solo
Solos minerais: K+ > Mg2+ > Ca2+ > Al3+
Complexos orgânicos:AlL > CaL > MgL > K+
H2OH2O
H2O
CaL MgLHL KL
MgL CaL KL HL
CaCO3 + H2O Ca2+ + CO2 + 2OH-
OH- + H+ H2O3OH- + Al3+ Al(OH)3
2K+L- + Ca2+ Ca2+(L-)2 + 2K+
K+L- + H+ H+L + K+
3K+L- + Al3+ Al3+(L-)3 + K+
SUPERFÍCIE DO SOLO
pH K Ca Al
[Ca2+(L-)2]0 (H+L-)0 [Al3+(L-)3]0
SUBSUPERFÍCIE DO SOLOCa2+(L-)2 + 2H+ 2H+L- + Ca2+
3[Ca2+(L-)2] + 2Al3+ 2Al3+(L-)3 + 3Ca2+pH Ca Al
MOBILIDADE MOBILIDADE ORGÂNICAORGÂNICA DO CALCÁRIO DO CALCÁRIO
LIX
IVIA
ÇÃ
O
DETERMINAÇÃODETERMINAÇÃO
do PODER de do PODER de
NEUTRALIZAÇÃONEUTRALIZAÇÃO
I)I) de Ca, Mg, K de Ca, Mg, K
II)II) TITULAÇÃO POTENCIOM.TITULAÇÃO POTENCIOM.
pH 3,0 a 7,0pH 3,0 a 7,0
III) III) CONDUTIV. ELÉTRICACONDUTIV. ELÉTRICA
IV) IV) CROMATOGRAFIA CROMATOGRAFIA
V) V) INCUBAÇÃO DO SOLOINCUBAÇÃO DO SOLO
VI) VI) PLANTA INDICADORAPLANTA INDICADORA
CONCLUSÕESCONCLUSÕES
A acidez do subsolo pode ser neutralizada com material vegetal
Maiores teores de ácidos orgânicos estão presentes antes da maturação dos tecidos vegetais
O efeito dos ácidos orgânicos é imediato
O efeito sobre pH e Al é transiente
Propostas para Propostas para pesquisaspesquisas
•Cálculo da necessidade de Cálculo da necessidade de calagemcalagem
•Manejo de resíduos vegetaisManejo de resíduos vegetais•Fatores que alteram a movi-Fatores que alteram a movi-
mentação de cátions no solomentação de cátions no solo•Método de determinação de Método de determinação de
ácidos das plantas e dos ácidos das plantas e dos solossolos
Microrganismos do Microrganismos do solosolo
•Cinética da decomposição Cinética da decomposição dos ácidos orgânicosdos ácidos orgânicos
•Síntese de compostos Síntese de compostos orgânicosorgânicos
•Manejo de resíduos Manejo de resíduos vegetais- microrganismosvegetais- microrganismos
•Determinação de Determinação de compostos orgânicoscompostos orgânicos
EQUIPEMARCOS A. PAVANMARIO MIYAZAWAJÚLIO CESAR FRANCHINIEDSON L. DE OLIVEIRAJÚLIO CESAR D. CHAVESARNALDO COLOZZI FILHOADEMIR CAREGALIELIR DE OLIVEIRA