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Espacios. Vol. 37 (Nº 30) Año 2016. Pág. 18

Interpretação das características químicas dos solos, submetidos à incubação com biocarvão e pó de rocha MB-4

Interpretation of the chemical characteristics of soils submitted to incubation with biochar and MB-4 rock powder

Lucia Helena Garófalo CHAVES 1; Jacqueline da Silva MENDES 2

Recibido: 30/0516 • Aprobado: 12/06/2016

Conteúdo

1. Introdução

2. Material e Métodos

3. Resultados e Discussão

4. Conclusão

Referências

1. Introdução

Os conceitos de solo variam de acordo com sua respectiva utilização, assim, para o engenheiro agrônomo, florestal ou ainda para o agricultor, o solo é o meio necessário para o desenvolvimento de plantas (TEIXEIRA et al., 2009). Para esse desenvolvimento os solos precisam ser capazes de ceder elementos essenciais às plantas, em quantidades e formas adequadas.

O aumento da população e a necessidade de se produzirem cada vez mais alimentos, vêm gerando a necessidade de maior produtividade nas áreas agricultáveis. Entretanto, se a atividade agrícola for feita de forma inadequada, por desconhecimento ou por falta de recursos e equipamentos, após alguns anos de produção, os nutrientes do solo se esgotam e as plantas não crescem mais. Nesta situação ou mesmo quando se deseja melhorar as condições dos solos, alguns cuidados devem ser tomados, como, por exemplo, a adubação. 

Adubar significa enriquecer o solo com elementos nutrientes, quando ele está deficiente de minerais. Para isso, são utilizados adubos, substâncias capazes de fertilizar o solo. Os adubos podem ser orgânicos ou minerais, que são inorgânicos.

A adubação mineral pode ser definida pelo fornecimento de nutrientes às plantas através de compostos minerais oriundos por natureza inorgânica. Esta adubação é rapidamente disponibilizada para a planta para assimilação por isso a aplicação de adubos minerais favorece o desenvolvimento vegetativo das plantas (FILGUEIRA, 1987).  Adubação orgânica é o fornecimento de nutrientes essenciais para o desenvolvimento de determinada cultura, após terem sofrido o processo de mineralização de qualquer material orgânico depositado ao solo. Por isso a liberação desses nutrientes é mais lenta.

Com o objetivo de reduzir os impactos na balança comercial brasileira pela importação de adubos minerais, e conferir maior sustentabilidade ambiental e agronômico à produção agropecuária, varias pesquisas tem sido feitas avaliando fontes alternativas de fertilizantes agrícolas, tanto minerais como orgânicas.

Uma dessas fontes é o MB-4, um pó de rocha, desenvolvido pela MINERAÇÃO Barreto S.A. – MIBASA (2007), sediada em Arapiraca, Alagoas. Os minerais que compõem este produto são os feldespatos, a antigorita, o talco, a clorita e o quartzo, desta forma contem, principalmente, silicatos, além de óxidos de ferro, de manganês, de titânio e sulfetos de zinco e cobre.  Conforme o catálogo da empresa, este produto aumenta o pH dos solos, aumenta a disponibilidade de nutrientes, melhora a nutrição das plantas entre outros benefícios. De acordo com Miyasaka et al.(2004), o MB-4 foi testado em vários solos mostrando-se um eficiente recuperador, melhorador e rejuvenescedor por possuir uma grande variedade de elementos químicos, fornecendo nutrientes essenciais às plantas. Segundo Bezerra et al. (2010) avaliando a área foliar, o estado nutricional e a densidade populacional de variedades  de cana de açúcar adubadas com MB-4, verificaram eficiência agronômica deste material repercutindo em maior índice de área foliar e densidade populacional elevando também os teores foliares de nitrogênio e fósforo.  No entanto, Pontes et al. (2005) avaliando a resposta  do coentro (Coriandrum sativum) submetido a diferentes doses de MB-4, sobre a altura da planta e a produção de matéria fresca, concluíram que estas doses, não influenciaram significativamente nestes parâmetros, mas diminuíram consideravelmente a CE da solução do solo e elevaram o pH do solo.  Malta (2012) também não observou efeito de fertilizante do MB-4 no plantio de goiaba. Da mesma forma, Dutra et al. (2013) avaliando o MB-4 como fonte de Ca e Mg em compostagem, observaram que a adição deste material não aumentou as concentrações destes elementos nos compostos.

Uma das fontes alternativas de fertilizantes agrícolas, com origem orgânica, é o biocarvão, o qual é recomendado na literatura como condicionador de solo, mas, alguns autores citam esse material como fertilizante.

Biocarvão, produto rico em carbono, produzido pela lenta pirólise termo-química de biomassa tem sido aplicado no solo como um condicionador, melhorando as suas propriedades físicas e químicas (LEHMANN et al., 2006), reduzindo a lixiviação de N, neutralizando a acidez do solo, reduzindo a quantidade de alumínio extraível, e outros benefícios (ASAI et al., 2009). A produção de biocarvão a partir de resíduos animais tem maior valor nutricional em relação ao biocarvão produzido a partir de resíduos vegetais. A cama de frango é de especial interesse para a produção de biocarvão no Brasil devido à alta produção gerada por ano, que supostamente é de cerca de 6,8 milhões de m3 (CORRÊA e MIELE, 2011). Segundo Sanvong e Suppadit (2013), o biocarvão proveniente da cama de frango pode ser efetivamente usado como fertilizante e condicionador do solo.

Resultados promissores do uso de biocarvão foram obtidos, entre eles: melhoria na fertilidade do solo, nos aspectos físicos como também acréscimos na produtividade (GLASER et al., 2002; MEDEIROS JR., 2007; HOSSAIN et al.,2010). De acordo com Glaser et al. (2002), o aumento na quantidade de cátions trocáveis é proporcional à quantidade de biocarvão adicionado nos solos devido ao aumento dos cátions na solução do solo provenientes das cinzas do biocarvão. Trabalhos como de Oguntude et al. (2004) observaram o aumento no nível de pH e nos teores dos cátions trocáveis e no de fósforo disponível com a aplicação de biocarvão. Entretanto, Topoliantz et al. (2005) notaram diminuição no nível de pH. Gundale e DeLuca (2006) observaram em seus experimentos que usando biocarvão houve consideráveis mudanças benéficas na química do solo além de físicas e biológicas. Da mesma forma Andrade et al. (2015) observaram que doses crescentes de biocarvão, proveniente de cama de galinha, incrementaram a capacidade de troca catiônica do solo.

Conforme a literatura, os resultados da incorporação de MB-4 como do biocarvão em solos, ainda são incipientes e algumas vezes contraditórios, por isso é necessário despertar mais pesquisas a este respeito.

Cientes das possíveis modificações nos níveis de nutrientes que um solo sob uso de MB-4 e biocarvão pode apresentar, este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito destes produtos nas características químicas de solos.

2. Material e Métodos

O experimento, que consistiu na incubação de solos com condicionadores de solos, foi conduzido no Laboratório de Irrigação e Salinidade do Departamento de Engenharia Agrícola, da Universidade Federal de Campina Grande, no período 2 de fevereiro a 13 de abril de 2015.

Para avaliar o comportamento de diferentes materiais sobre a fertilidade dos solos, amostras de Argissolo, Latossolo e Neossolo, coletadas nos municípios Campina Grande, Areia e Lagoa Seca, respectivamente, do Estado da Paraíba, foram analisadas conforme a metodologia da Embrapa (1997) (Tabela 1).

Tabela 1. Caracterização química das amostras de solos usadas
neste experimento e classificação textural das mesmas

Os níveis adotados na interpretação dos resultados de determinados parâmetros químicos com suas respectivas unidade, adaptadas pelo Sistema Internacional de Unidades são apresentadas na Tabela 2.

Tabela 2. Limites de interpretação do nível de fertilidade adotados pelos laboratórios
de análise de solo, no Estado do Espírito Santo. Fonte: Dadalto e Fullin (2001).

Os tratamentos para o Argissolo e Neossolo consistiram em cinco doses e para o Latossolo seis doses crescentes destes materiais correspondentes ao dobro das quantidades necessárias para elevar a saturação por bases dos solos em torno de 40; 50; 60; 70 e 80% e de 20; 40; 50; 60; 70 e 80%, respectivamente, calculados com base no carbonato de cálcio (PRNT 100%). Isto foi feito porque não é conhecido o PRNT do biocarvão e do MB-4 (Tabela 3).

Tabela 3. Quantidades de biocarvão e de MB-4 aplicados aos
solos para atingir diferentes porcentagens de saturação por bases

Os experimentos de incubação foram realizados para avaliar os efeitos do biocarvão e do MB-4 sobre as propriedades químicas dos solos. Para isto foram colocados em vasos plásticos (unidades experimentais) trezentos gramas de cada amostra de solo misturados com esses materiais, de acordo com os tratamentos. Em seguida estas misturas foram umedecidas com água deionizada em torno de 60% da capacidade de campo do solo, mantidas a uma temperatura de 28° C, e pesados a cada cinco dias para manter a umidade constante. Após 100 dias de incubação, as amostras de solo foram secas ao ar e submetidas às analises químicas do acordo com Embrapa (1997). Os resultados foram analisados estatisticamente através da análise de variância (ANOVA) sendo as médias pelo teste de Tukey descritos por software ASSISTAT (SILVA e AZEVEDO, 2009).   

3. Resultados e Discussão

A aplicação de biocarvão em Latossolo, Neossolo e Argissolo influenciou significativamente a 1% de probabilidade no teor de fósforo e na quantidade da matéria orgânica desses solos. Já a aplicação de MB-4 nos solos, influenciou de forma significativa a 5% de probabilidade no teor de fósforo em Latossolo e Neossolo e a 1% de probabilidade na quantidade de matéria orgânica em todos os três solos (Tabela 4).

Tabela 4. Resumo da análise de variância de fósforo e matéria orgânica em Latossolo, Neossolo
e Argissolo em decorrência de diferentes doses de biocarvão e MB-4

O fósforo, macronutriente pela grande quantidade exigida pelas plantas, é o nutriente mais limitante da produtividade de biomassa na maioria dos solos tropicais (NOVAIS e SMYTH, 1999), devido à carência existente em conseqüência do material de origem e da forte interação do P com o solo (RAIJ, 1991), fenômeno este conhecido como adsorção.

Conforme a interpretação dos valores de fósforo nas amostras de solos, em relação ao nível de fertilidade (Tabela 2), observou-se que todos os três solos, antes de ser incubadas com condicionadores, apresentam-se com baixo nível de fertilidade.  Entretanto, com a aplicação de biocarvão nestes solos, o nível da fertilidade melhorou. Por exemplo, a incubação das amostras de Latossolo com a primeira dose de biocarvão (2,233 g kg-1) já foi suficiente para aumentar o teor de fósforo atingindo o nível médio (11-20 mg kg-1); com as demais doses de biocarvão os teores de fósforo no solos aumentaram atingindo o nível alto deste elemento. No caso do Argissolo, as quantidades de 1,56 e 2,24 g kg-1 atingiram níveis médio e alto, respectivamente, de fósforo no solo. No Neossolo as quantidades de biocarvão para atingir os níveis médio e alto do fósforo no solo são bem menores do que as utilizadas nos outros dois solos, ou seja, foram necessários 0,58 e 0,92 g kg-1 de biocarvão para tal (Tabela 5). Isto variou por que os solos apresentam diferentes características físico-quimicas. Apesar disso, em todos eles, o nível de fertilidade aumentou decorrente da grande concentração de fósforo disponível no biocarvão o que faz diminuir a necessidade de adição de fertilizantes fosfatados ao solo quando aplicados juntamente com o biocarvão. À medida que se adiciona fosfato aos solos, estes vão reduzindo sua capacidade em fixar P (BORROW, 1974; MOREIRA et al., 2006), por ocupar os sítios de adsorção de P no solo.

Ao contrário do biocarvão, o teor de fósforo no MB-4 é muito baixo e por isso não variou o nível de fertilidade dos solos com base no teor de fósforo, em função das doses crescentes de MB-4 aplicado ao solo.

Tabela 5. Teor de fósforo disponível (mg kg-1) em Latossolo, Argissolo e Neossolo
em função das doses de biocarvão e MB-4 e classificação dos dados.

*B, M, A = Baixo, Médio, Alta; níveis correspondentes a biocarvão/MB-4

O teor de matéria orgânica no Latossolo já era considerado alto antes da incubação com os condicionadores testados, mesmo assim os teores da mistura aumentaram. No caso do Argissolo, inicialmente o teor de matéria orgânica era baixo, e após a incubação com biocarvão, independentemente das doses, o teor aumentou sendo classificado com o nível médio.  Da mesma forma ocorreu no solo com a aplicação de MB-4. O teor de matéria orgânica do Neossolo, inicialmente era baixo e continuou sendo classificado como baixo em função de todas as doses dos condicionadores, com exceção da maior dose de biocarvão, que aumentou para o nível médio (Tabela 6).  Talvez se tivesse aplicado quantidades maiores de biocarvão neste solo, o teor de matéria orgânica teria aumentado.  Mesmo tendo havido diferença significativa nos teores de matéria orgânica dos solos em função das doses de biocarvão e de MB-4, pode-se observar que a variação dos teores em função destas doses foi pequena. Talvez, o tempo de incubação deste experimento não foi suficiente para mineralizar estes materiais. Segundo Lehmann et al. (2006),  a pirólise da cama de galinha tende a incrementar a estabilidade de carbono no biocarvão, e em conseqüência disto, decréscimos da matéria orgânica original do solo podem ser esperados (WARDLE et al., 2008).

Tabela 6. Teor de matéria orgânica (g kg-1) em Latossolo, Argissolo e Neossolo em
função das doses de biocarvão e MB-4 e classificação dos dados.

*B, M, A = Baixo, Médio, Alta; níveis correspondentes a biocarvão/MB-4

As aplicações de biocarvão e MB-4 no Latossolo, Neossolo e Argissolo tiveram efeito significativo ao nível de 1% de probabilidade em todos os cátions trocáveis, na acidez potencial e na capacidade de troca catiônica, com exceção do efeito MB-4 nos teores de potássio em Neossolo (Tabela 7).

Tabela 7. Resumo da análise de variância de cálcio, magnésio, sódio, potássio, acidez potencial
e capacidade de troca catiônica em Latossolo, Neossolo e Argissolo em função de diferentes doses de biocarvão e MB-4

Os elementos cálcio e magnésio foram os que predominaram nos solos com pequena variação nos níveis de sódio e de potássio, corroborando Lopes et al. (2014).  Apesar dos teores de cálcio nos solos terem aumentado em função das doses crescentes de biocarvão e, principalmente, de MB-4, estes teores no Latossolo (Tabela 8) e no Argissolo (Tabela 10) foram classificados como médios e no Neossolo como baixos (Tablea 9) e, continuaram no mesmo nível após a incubação dos solos com as doses crescentes de biocarvão e MB-4. Este comportamento foi semelhante nos dados de magnésio.

Os solos, antes e depois da incubação, se caracterizaram como não sódico. Mesmo assim, pode-se observar que a porcentagem de sódio trocável, devido o teor de sódio no solo, aumentou em função, principalmente, do biocarvão que, apresentando na sua composição 14,37 g kg-1 de sódio, é considerado um material alcalino.

Tabela 8. Teores em cmolc kg-1 dos cátions trocáveis,
acidez potencias e capacidade de troca catiônica
e porcentagem de saturação por bases (%) do Latossolo em função
das doses de biocarvão e MB-4 e classificação dos dados.

*MB, B, M, A, NS = Muito Baixo,Baixo, Médio, Alto;
não sódico; níveis correspondentes a biocarvão/MB-4

Os valores da capacidade de troca catiônica potencial (CTC) do Latossolo, Neossolo e Argissolo praticamente diminuíram em função das doses do biocarvão e do MB-4, mesmo assim, conforme mostra a Tabela 2, o nível alto do CTC do Latossolo não variou em função destas doses (Tabela 8). No Neossolo, do nível médio diminuiu para nível baixo (Tabela 9), e no Argissolo do nível alto diminuiu para nível médio (Tabela 10). A CTC potencial se refere à soma dos cátions trocáveis com a acidez potencial a pH 7,0. Os teores destes cátions (cálcio, magnésio, potássio, sódio) aumentaram em função da aplicação de doses crescentes de biocarvão, corroborando Glaser et al. (2002), e MB-4 nos solos, no entanto, como estes condicionadores diminuíram a acidez potencial dos solos em proporção maior do que o aumento dos teores dos cátions, os valores da CTC diminuíram (Tabelas 8, 9 e 10) ao contrário do que foi observado por Jien e Wang (2013) e Andrade et al. (2015). A alcalinidade destes materiais incrementou o pH dos solos (Mendes et al., 2015) e por isto, foi responsável, pelo menos em parte, pelo diminuição da CTC potencial, principalmente pelo MB-4 que possui mais íons responsáveis pela neutralização da acidez do solo do que o biocarvão. Segundo Cheng et al. (2006) a formação de grupos carboxílicos decorrente do envelhecimento do biocarvão no solo e a ocorrência de reações de oxidação abiótica em sua superfície, tendem a incrementar a CTC com o tempo.

Tabela 9. Teores em cmolc kg-1 dos cátions trocáveis,
acidez potencias e capacidade de troca catiônica
e porcentagem de saturação por bases (%) do Neossolo em função
das doses de biocarvão e MB-4 e classificação dos dados.

*MB, B, M, A, NS = Muito Baixo,Baixo, Médio, Alto;
não sódico; níveis correspondentes a biocarvão/MB-4

Conforme os resultados apresentados na Tabela 8, o V% do Latossolo, conforme a interpretação na Tabela 2 variou do nível muito baixo aos níveis baixo e médio com a mistura de biocarvão e MB-4, respectivamente. O V% do Neossolo misturado com o biocarvão, variou de baixo a médio, somente com a maior dose (1,257 g kg-1) deste condicionador. No caso com MB-4 o V% foi elevado ao nível médio com a terceira dose (0,583 g kg-1) (Tabela 9). Da mesma forma que ocorreu no Neossolo, no Argissolo, o V%, que era baixo, aumentou somente com a maior dose de biocarvão, atingindo o nível médio; e, com o MB-4, o V% do solo atingiu o nível médio com a dose de 2,240 g kg-1(Tabela 10).

 Tabela 10. Teores em cmolc kg-1 dos cátions trocáveis,
acidez potencias e capacidade de troca catiônica e
porcentagem de saturação por bases (%) do Argissolo em função
das doses de biocarvão e MB-4 e classificação dos dados.

*MB, B, M, A, NS = Muito Baixo,Baixo, Médio, Alto;
não sódico; níveis correspondentes a biocarvão/MB-4

A porcentagem de saturação por bases (V%) é um excelente indicativo das condições gerais de fertilidade do solo. Costuma-se dizer que o solo que apresentar V% maior que 50% é considerado um solo fértil, chamado de “eutrófico”; solos com V% menor que 50% são considerados solos não férteis ou de baixa fertilidade, chamados de “distróficos”. Desta forma, os solos misturados com o biocarvão e/ou MB-4, se tornaram eutróficos somente com as doses maiores destes materiais. Assim, os tratamentos que foram definidos neste trabalho (Tabela 3), ou seja, quantidades de biocarvão e/ou MB-4 correspondentes ao dobro das quantidades de carbonato de cálcio para elevar o V% a 40; 50; 60; 70 e 80% no Argissolo e Regossolo e a 20; 40; 50; 60; 70 e 80% no Latossolo, tanto com o biocarvão como com o MB-4, não se apresentaram com eficácia, ou seja, as incubações dos solos com estes tratamentos, não alcançaram os resultados planejados. Provavelmente, porque estes materiais possuem pouco ou quase nada de íons responsáveis pela neutralização da acidez do solo. As maiores doses nos três solos, planejadas para atingir o V% em 80%, atingiram, em torno de 50 a 60%, sendo que a resposta do MB-4 foi melhor do que do biocarvão.  

4. Conclusão

A melhoria nas características químicas dos solos variou conforme as quantidades de biocarvão e MB-4 adicionadas aos solos.

As características químicas aumentaram conforme os tratamentos, porém, variou pouco ou quase nada o nível da fertilidade dos solos.

As porcentagens de saturação por bases planejadas com a incubação de biocarvão e/ou MB-4, não foram atingidas.

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1. Professora Titular da Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, PB, 83 21011186, E-mail: lhgarofalo@hotmail.com
2. Doutoranda no Programa de Pós Graduação em Engenharia Agrícola da Universidade Estadual da Paraíba, E-mail: jacqueline.mendes@gmail.com