1 Introducao a Fertilidade do Solo

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CAPITULO I 
INTRODUÇÃO A FERTILIDADE DO SOLO 
 
1. Elementos Essenciais 
 De maneira geral, qualquer elemento químico que se encontre na solução do 
solo pode ser absorvido1 pela planta. No entanto, a presença de um elemento químico 
no tecido vegetal não implica que ele seja fundamental para a nutrição da planta e, 
conseqüente, para o seu crescimento2 e desenvolvimento3. Aqueles que são 
essenciais para o crescimento e desenvolvimento das plantas são denominados de 
elelmentos essenciais ou nutrientes. 
Para caracterizar-se como nutriente o elemento deve atender critérios de 
essencialidade. Arnon & Stout (1939) postularam três critérios para caracterizar o 
elemento químico como nutriente essencial. São eles: 
a) a ausência do elemento impede que a planta complete seu ciclo; 
b) a deficiência do elemento é específica, podendo ser prevenida ou corrigida 
somente mediante o seu fornecimento; 
c) O elemento deve estar diretamente envolvido na nutrição da planta, sendo 
que sua ação não pode decorrer de correção eventual de condições químicas ou 
microbiológicas desfavoráveis do solo. 
 Epstein (1975), de maneira simples e direta, funde os dois últimos critérios em 
apenas um, afirmando que: para o elemento ser essencial deve fazer parte da molécula 
de um componente ou metabólito essencial. Mais rescentemente Epstein (1999) define 
que um dado elemento é essencial quando ele tem um claro papel fisiológico na planta. 
 Atualmente são reconhecimento com essenciais 17 elemntos (Quadro 1), no 
entanto, com a evolução das pesquisas em fisiologia e nutrição mineral de plantas, a 
essencialidade de outros elementos poderá ser comprovada. O silício e sódio, por 
exemplo, são indicados em alguns trabalhos e livros como nutriente essencial (Taiz & 
Zeiger, 2002). 
Outros elementos, quando em concentrações muito baixas, estimulam o 
crescimento de plantas, embora sua essencialidade ainda não tenha sido demonstrada 
ou, apenas demonstrada sob determinadas condições especiais. Esses têm sido 
denominados de elementos benéficos, sendo eles: Al, Co, Se e V. Apesar de serem 
 
1 Abroção é o processo pelo qual solutos do meio externo são transferidos através da 
membrana plasmática para o interior celular. 
2 Crescimento é o aumento progressivo de biomassa dos organismos. Pode ser 
expresso como aumento de massa, volume, altura ou comprimento. 
3 Desenvolvimento é a seqüência cronológica de eventos que compreendem o cilco de 
vida de um organismos. 
 2
considerados essenciais para determinadas espécies, Si e Na também figuram nesta 
categoria. 
 
2. Macro e Micronutrientes 
 As plantas contêm, em termos gerais, de 800 a 900 g/kg de H2O e, por 
conseguinte de 100 a 200 g/kg de matéria seca. Desta matéria seca, 96 a 192 g/kg 
correpondem as moléculas orgânicas compostas essencialmente por C, O, H. Assim, 
estes elementos têm, obviamente, sua essencialidade comprovada. Estes elementos 
são obtidos pelas plantas a partir da água absorvida pelas raízes e do CO2 absorvido 
via fotossíntese. 
A massa restante, 4 a 8 g/kg, é constituída pelos nutrientes minerais4. Entre eles, N, P, 
S, K, Ca e Mg são exigidos e absorvidos em maiores quantidades. Apresentam-se em 
maiores teores5 na planta, sendo, portanto, denominados de macronutrientes (Quadro 
1). Além destes, Fe, Mn, Zn, Cu, B, Mo e Cl e Ni são exigidos em menores 
quantidades, ocorrendo, portanto em menores teores, sendo por isto, denominados 
micronutrientes (Quadro 1). 
 Em alguns casos diferenças nos teores de macro e micronutreintes não são 
muito grandes. Plantas como, côco (Cocus nucifera L) ou cebola (Allium cepa L) 
podem, por exempl, apresentar teores de Cl equivalentes ou superiores ao de alguns 
macronutrientes como fósforo e magnésio. Isto também ocorre entre diferentes tecidos 
na planta. Por exemplo, células do mesófilo foliar têm teores de Fe e Mn maiores do 
que os de S e Mg. Por ser essencialmente quantitativa, sob o aspceto ficiológico a 
classificação em macro e micronutriente não teria sentido, mas ela é amplamente 
utilizada na fertilidde do solo, nutrição de plantas e mesmo na fisiologia. 
 De acordo com Taiz & Zeiger (2002) o Si é macronutriente com teores da ordem 
de 1 g/kg e o Na como micronutrientes com teores da ordem de 10 mg/kg. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 A denominação nutriente mineral deve-se ao fato da planta absorvê-los do solo. 
5 Teor é a proporção de um constituinte em relação ao todo. Teores de nutrientes na 
planta é expresso, em geral, em relação a matéria seca. Por exemplo: g/kg; mg/kg, 
dag/kg. 
 3
Quadro1. Faixa de teores dos nutrientes na matéria seca de um vegetal 
Nutriente Teor1 Nutriente 
Mineral 
Teor1 Nutriente 
Mineral 
Teor1 
 g/kg g/kg mg/kg 
Carbono 420 Nitrogênio 10 - 50 Ferro 50 – 700 
Oxigênio 440 Fósforo 1,2 - 2,2 Manganês 15 – 2000 
Hidrogênio 60 Potássio 15 - 30 Zinco 10 – 200 
 Cálcio 10 - 25 Cobre 5 – 30 
 Magnésio 2 - 4 Níquel 0,1 – 1,0 
 Enxofre 2 - 3 Boro 15 – 260 
 Molibdênio 0,1 – 2,0 
 Cloro 100- 2000 
1 Frequentemente os teores são expressos em dag/kg que equivale percentagem (%), que 
correspondem ao teor em g/kg dividido por 10. São expressos em relação ao material vegetal seco 
em estufa, na faixa de 65 a 70 °C, por 48 h ou até peso constante. 
 
 
 
3. Funções dos Nutrientes Minerais Essenciais 
 
Nitrogênio 
 As palntas absorvem N na forma amoniacal (NH4+) e nítrica (NO3
-), sendo esta a 
forma preferencialmente absorvida, exceto em solos sob condições adversas à 
nitrificação. Uma vez absorvido, para que ocorra a asimilação6 o NO3- deve ser 
reduzido a NH4+. 
Funcionalmente o N é constituínte de compostos orgânicos, tais como: 
aminoácidos, amidas, proteínas, ácidos nucléicos, nucleotídeos, coenzimas, 
hexoaminas, alcalóides, e outros. Uma das principais funções do N nas plantas é sua 
participação na molécula de clorofila. Seu papel na constiutição das proteínas torna-se 
evidente ao considerar que estas contêm, em média, 180 g/kg de N. 
Conseqüentemente, o nitrogênio é exigido em grandes quantidades pelos vegetais, 
encontrando-se teores que variam de 10 a 50 g/kg. 
 O N apresenta interações7 com P, S e K. A absorção de NO3- estimula a 
absorção de cátions, enquanto que a absorção de NH4
+ pode restringir a absorção de 
cátions como o Ca2+, por exemplo. 
 
 
6 Asimilação é a incorporação de nutriente mineral em compostos orgânicos, por 
exemplo: pigmentos, emzimas, lipídios, ácidos nucléicos e aminoácidos. 
7 Interação é a expressão da capacidade de um determinado fator interferir, positiva ou 
negativamente, na eficáica de um ou mais outros fatores. 
 4
Fósforo 
 O fósforo é absorvido pelas plantas nas formas aniônicas: H2PO4- e HPO4-2 e é 
assimilado nos compostos orgânicos como PO4-3 . De modo geral, é um nutriente 
importante para a produção de energia e a integridade estrutural dos tecidos. Ele é 
constituinte de ácidos nucléicos, nucelitídeos, coenzimas, fosfolipídios, fosfo-açucares, 
ácido fítico, etc. O fósforo tem papel fundamental em todas as reações que envolvem o 
ATP. Apesar de suas importantes funções, os teores de P nos tecidos vegetais são 
relativamente baixos, variando de 1,0 a 10 g/kg, sendo que a faixa de suficiência8 para 
a maioria das culturas varia de 1,2 a 3,0 g/kg. 
O P pode apresentar interações com N, S e micronutrientes como Cu, Fe, Mn e 
Zn. 
 
Enxofre 
 O enxofre também é absorvido pelas plantas sob a forma aniônica como sulfato 
(SO4-2), que, posteriormente é reduzido para ser assimilado. Pode ser encontrado em 
teores que variam de 1,0 a 4,0 g/kg, sendo freqüente apresentar-se
com teores 
superiores ao do P. 
 Assim como o N, a estrutura química S permite a formação de ligações 
covalentes estáveis. Assim, a maior proporção do S na planta está ligado aos 
aminoácidos cisteína (-C-SH), metíonina (-C-S-CH3) e cistina (-C-S-S-C) e proteínas. 
Participa ainda de coenzimas e vitaminas essenciais para o metabolismo. 
 O S pode apresentar interações notadamente com o N, P, B e Mo. 
 
Potássio 
 O potássio é absorvido na forma catiônica K+, que também é a forma em que se 
encontra nas células. Os teores de K nas plantas podem apresentar grande variação, 
de acordo com a espécie e o manejo cultural. Os teores mais comumente encontrados 
situam-se entre 10 e 35 g/kg. 
 Ao contrário do N, P e do S o K não forma ligações covalentes que confere 
estabilidade aos complexos, portanto não é um nutriente extrutural. O K desempenha 
importante papel na regulação do potencial osmótico das células. Sob este aspecto 
desempenha importante papel no fechamento e abertura dos estômatos. Além disso, 
atua como co-fator em mais de 40 enzimas, participando do metabolismo protéico e 
fotossíntético e, ainda, no transporte de assimilados. È de grande importância para o 
controle eletroquímico da célula. 
 
8 Faixa de suficiência corresponde aos teores limites em que o nutriente deve ocorer na 
planta para que esta não tenha seu crescimento comprometido pela deficiência. 
 5
Cálcio 
 O cálcio é absorvido na forma catiônica Ca2+ e mantém-se na forma iônica no 
tecido vegetal. Os teores de cálcio nos tecidos vegetais variam entre 5 a 30 g/kg. A 
maior parte do Ca nas plantas ocorre formando ligações intermoleculares na lamela 
média da parede celular e das membranas. Contribui, assim, para a estabilidade 
estrutural do tecido vegetal e o movimento intercelular de vários metabólitos. Atua, 
ainda, como catalisador de enzimas envolvidas na hidrólise do ATP ede fosfolipídios. 
 Teores adequados de Ca ajudam a planta a evita o estresse decorrente da 
presença de metais pesados e, ou, salinidade. A substituição do cálcio por metais 
pesados pode causar um desequilibrio estrutural alterando a rigidez da parede celular. 
Apresenta interações com Mg e K, sendo que o excesso de Ca promove deficiências 
desses. 
 
Magnésio 
 O magnésio é outro nutriente absorvido na forma catiônica Mg2+. O teor de Mg 
nos tecidos dos vegetais pode variar de 1,5 a 10 g/kg. Mais da metade do Mg contido 
nas folhas é encontrado na clorofila, já que a molécula desta possui um átomo central 
de Mg. Além disso, o Mg é ativador das enzimas envolvidas com a fosfato-transferase, 
relacionadas, portanto, com o metabolismo energético. Apresenta interações com Ca e 
K, sendo que o excesso de Mg promove deficiências destes. 
 
Ferro 
 O Fe pode ser absorvido na forma catiônica Fe3+, Fe2+ e Fe-quelato9. Se aceita 
que o Fe precisa ser reduzido para ser absorvido, assim a capacidade das raízes 
reduzirem Fe3+ a Fe2+ parece ser fundamental para a sua absorção pela planta. O teor 
foliar adequado nas plantas cultivadas varia de 50 a 1000 mg/kg. O Fe é constituinte de 
enzimas envolvidas com a transferência de elétrons (reações de oxi-redução), tais 
como citcromos. Esta função se deve a reversibilidade de seu estado do oxidação de 
Fe2+ para Fe3+. Ele também é essencial para a síntese do complexo proteína-clorofila 
nos cloroplastos. 
 
Zinco 
 O Zn2+ é a forma predominantemente absorvida, embora haja evidências de que 
quelatos de Zn possam ser absorvidos. O teor adequado nos tecidos foliares varia de 
 
9 Quelato é o complexo resultante da ligação de um íon metálico a moléculas de 
natureza orgânica polidentadas (pontos de ligação) por meio de duas, três, quarto ou 
seis coordenações. 
 6
10 a 200 mg/kg. O Zn é importante para a atividade de várias enzimas. Por exemplo, é 
constituinte de álcool desidrogenase, desidrogenase gluâmica e anidrase carbônica. È 
requerido para biosíntese de clorofila em algumas plantas. O Zn influencia a síntese da 
auxina ácido indolacético. 
 
Manganês 
 O Mn é absrovido pela planta na forma Mn2+, mas outras formas solúveis no solo 
também podem ser absorvidas. O teor foliar adequado varia entre 10 e 2000 mg/kg. 
Folha de bananeira, por exemplo, pode conter até 2000 mg/kg de Mn. O Mn atua como 
ativador de muitas enzimas, tais como: desidrogenase, descarboxilase, kinases, 
peroxidases e oxidases. Juntametne com outros cátions ativadores, atua na evolução 
de O2 no processo fotossintético. Devido sua reversibilidade entre formas reduzidas e 
oxidadas está envolvido em processos de oxi-redução no sistema de transporte de 
elétrons. 
 
Cobre 
 O Cu é absorvido na forma Cu2+ e Cu-quelatos. Os teores foliares adequados 
variam de 3 a 30 mg/kg. À semelhança do Fe, ele está associado com enzimas 
envolvidas em reações de oxi-redução, devido a sua reversibilidade entre as formas 
Cu2+ e Cu2+. Algumas destas enzimas são: oxidase do ácido ascórbico, tirozinase, 
monoamina oxidase, uricase, citocromo oxidase. Assim como o Zn, o cobre atua como 
constituinte e co-fator de enzimas, participa do metabolismo de proteínas e de 
carboidratos e na fixação simbiótica de N2. O cobre pode interferir no metabolismo do 
Fe, resultando no desenvolvimento de deficiências de Fe. 
 
Boro 
 
 O B pode ser abosrvido como ácido bórico não dissociado e como ânion BO33-. 
Os teores foliar adequados variam de 10 a 200 mg/kg. Forma complexos com manitol, 
ácido polimanuronico e outros constituintes da parede celular, estando envolvido no 
alongamento celular, no metabolismo do ácido nucléico e funções da membrana. Está 
associado com a formação do tubo polínico e a germinação do pólen. 
 
Molibdênio 
 O Mo é absorvido como molibdato (MoO42-). É um dos nutriente exigido em 
menor quantidade, sendo que os teors foliares adequados variam entre 0,1 e 2,0 
mg/kg. Os íons de Mo cujo estado de oxidação varia de Mo4+ até Mo6+ são 
 7
componentes de várias enzimas envolvidas em reações de oxiredução, entre elas a 
nitrato redutase e a nitrogenase. Assim, o Mo tem papel fundamental no metabolismo 
no N, por meio da redução do nitrato, que é fundamental para a assimilação do N, e por 
meio da fixação de N2 atmosférico, considerando que a nitrogenase é a única enzima 
com capacidade para romper a ligação tripla que une os átomos de N na sua forma 
biatômica (N2). 
 
Cloro 
 O Cl é absorvido pelas raízes e pelas folhas como âníon cloreto (Cl-). Os teores 
foliares variam de 1 a 100 mg/kg, mas podem chegar a 20 g/kg nas palmeiras como o 
côco e dendê além das liliáceas, como alho e cebola. O cloro não é encontrado em 
nenhum metabólito em plantas superiores, mas é requerido nas reações de quebra da 
molécula de água na fotossíntes para a produção de O2. Ele também é requerido na 
divisão celular, tanto em folhas como em raízes. Sua atuação também esta relacionada 
com a neutralização de cátions e o equilibrio osmótico de planta. 
 
Níquel 
O Ni é abosrvido na forma catiônica Ni2+. Os teores foliares variam entre 0,1 a 
1,0 mg/kg. A uréase é a única enzima nas plantas superiores que contém Ni. Assim 
plantas deficientes em Ni acumulam uréia nas folhas o que causa necrose nas bordas 
das folhas. O Ni é requerido por microrganismos que fixam N, por participar de enzima 
que atua na geração do gás hidrogênio durante a fixação do N. 
 
4. Funções dos Elementos Benéficos 
 
Silício 
 O Si é abundante na litosfera e, por isso, trabalhos que procuram determinar sua 
essencialidade, ou mesmo os efeitos benéficos ao crescimento, requerem precauções 
especiais quanto à contaminação. Atualmente, na literatura há indicação do Si como 
nutrientes essencial na categoria de macronutriente (Taiz & Zeiger, 2002),considerando
os elevados teores no tecido vegetal. Em gramíneas que crescem em ambientes 
alagados, como o arroz estes teores variam de 47 a 71 g/kg; em gramíneas que 
crescem em ambientes drenados, como cana-de-açucar, arroz, outros cereais e 
dicotiledôneas os teores variam entre 5 e 14 g/kg, enquanto que em leguminosas os 
teores são inferiores a 2,5 g/kg (Marschner, 1986). 
 8
 Os efeitos benéficos do Si têm sido descritos para diferentes espécies. Em geral 
ele se acumula como sílica amorfa na parede celular, contribuindo para propriedades 
mecânicas, tais como rigidez e eleaticidade. O Si forma complexos com polifenois, 
funcionando como uma alternativa para a lignina, no reforço da parede celular. Plantas 
com maiores teores de Si têm maior resistência ao tombamento, à infecção por fungos 
e ao ataques de insetos O Si contribui para amenizar a toxidez de alguns metais, como 
o Mn. 
 
Sódio 
 O Na é apontado como elemento essencial na categoria de micronutriente por 
Taiz & Zeiger (2002) para algumas espécies. Esta essencialidade é comprovada para 
especies halófitas como plantas do gênero Atriplex encontrados na Austrália e no Chile. 
Plantas com metabolismos de C4 e CAM (metabolismo ácido das crassuláceas10) 
requerem o Na para regeneração do fosfoenolpiruvato, que é o substrato da primeira 
carboxilação nestas rotas metabólicas. 
 O íon Na+ tem-se mostrado, também, capaz de substituir o K+ em algumas 
funções relacionadas com o equilíbrio iônico interno das plantas. 
 
Alumínio 
 O Al é reconhecidamente um elemento tóxico para inúmeras espécies 
cultivadas. No entanto, trabalhos empregando solução nutritiva demonstram que o Al 
em baixas concentrações estimula o crescimento. Para cana-de-açucar, milho, 
beterraba e algumas leguminosas forrageiras esta concentração varia entre 0,2 e 5 
mg/L. Tal efeito pode ser atribuído ao fato do Al prevenir a toxidez do Fe, Mn e P, 
quando em altas concentrações, o que pode ocorrer em soluções nutritivas. Tem se 
atribuído ao Al efeito fungicida prevenindo a infecção do sistema radicular. No entanto, 
estes efeito são exceções, visto que na maioria das situações o Al tem uma ação tóxica 
sobre as plantas. 
 
 
10 Metabolismo Ácido das Crassuláceas (Crassulacean Acid Metabolism) é uma via 
metabólica para a síntese de carbohidratos presentes em certas espécies de 
plantas, especialmente plantas suculentas (como as da família Crassulaceae, onde 
este metabolismo foi detectado pela primeira vez). Em sintese, as plantas CAM 
abrem os seus estomas durante a noite, absorvendo dióxido de carbono durante 
este período, e armazenando-o sob a forma de ácido málico. Durante o dia, com a 
incidência de luz solar, o ácido málico sofre reações e é transformado em moléculas 
de glicose. 
 
 9
Cobalto 
 O Co pode ser encontrado nas folhas dos vegetais em teores que variam de 
0,03 a 1,0 mg/kg. Condições especiais de solos ricos em Co podem propiciar, em 
algumas espécies, teores de 2 a 4 g/kg. 
 O Co é importante na síntese da da vitamenina B12 (coenzima cobalamin B2), 
que afeta a síntese da proteína leghemoglobina nos nódulos de leguminosas 
infectadas por bactérias do gênero Rhizobium, sendo esta importante para o processo 
de fixação biológica. 
 
Selênio 
 Os teores de Se nos tecidos vegetais em teores variam entre 0,01 e 1 mg/kg. 
Em solos com elevada disponibilidade do elemento, espécies forrageiras podem 
apresentar concentrações excessivamente elevadas, a ponto de serem constatados 
casos de toxicidade em animais. 
 
Vanádio 
 Os efeitos benéficos do V são citados em maior intensidade apenas para 
vegetais inferiores. Poucas referências citam efeitos benéficos em milho quando 
suprido por solução nutritiva contendo 0,25 mg/L (Singh, 1971; Tisdale & Nelson, 
1975). 
 
 
5. Conceito de Fertilidade do Solo 
 
 Têm-se feito numerosas tentativas para conceituar a fertilidade do solo, 
entretanto, existe a tendência de relacioná-la com produtividade11, o que não é 
verdadeiro. 
 Para esclarecer a diferença entre produtividade e fertilidade, suponha-se que um 
solo fértil gere alta produção de algodão em um ano com boas condições de chuva e 
temperatura. Em um ano atípico, com menor quantidade e má distribuição de chuvas, a 
produção de algodão, no mesmo solo, cairá substancialmente. O motivo dessa queda, 
não é a perda de fertilidade do solo, mas a restrição climática. Pode-se concluir que o 
uso de um solo fértil nem sempre implica em alta produtividade, pois esta é resultante 
da interação de vários fatores, inerentes á planta, ao clima, ao solo e às condições de 
manejo. Atualmente são indentificados 54 fatores que, em conjunto, determinam a 
produtividade. No âmbito do solo a fertilidade é um dos componentes, pois as 
 
11 Produtividade é a expressão da produção por unidade de produção. Por exemplo: 
kg/ha, t/ha, L/vaca, etc. 
 10
condições físicas e microbiológicas são determiantes da produção. Além disso estes 
fatores, sobretudo a fertilidade, são afetados pelas características mineralogicas e 
pelos procesos químicos predminantes no solo. A produção poderá ser limtada em 
solos férteis com impedimentos físicos, que provocam restrições ao transporte dos 
nutrientes e ao desenvolvimento do sistema radicular. No entanto, um solo produtivo 
deve apresentar fertilidade elevada, ou ter sido, previamente, corrigido. 
 Deste modo a fertilidade tem sido conceituada como "a capacidade do solo de 
ceder os nutrientes às plantas" (Raij, 1981; Braga, 1983). Alguns autores (Malavolta, 
1976; Raij, 1981) acrescentam que esta capacidade deve ser mantida durante todo o 
ciclo de vida da planta, mesmo que esta deixe de absorve-los ou utiliza-los em uma 
determinada fase. 
 Este conceito, no entanto, também é questionável, uma vez que a relação solo 
planta não e uma via de mão única, onde o solo cede e a planta recebe por meio das 
raízes. As plantas podem alterar características do solo na rizosfera12 de modo a 
favorecer a disponibilidade13 de um ou mais nutrientes. Um destes mecanismos é a 
acidificação da rizosfera. A formação de quelatos entre ácidos orgânicos excretados e 
metais potencialmente tóxicos é um mecanismo que as plantas utilizam para evitar a 
absorção destes metais. A interação com microrganismos, como por exemplo, com 
micorrizas e bactérias do gênero Rhizobium, é uma estratégia que favorece a aquisição 
de fósforo e nitrogênio, respectivamente. 
 O conceito de fertilidade do solo apresenta várias limitações importantes 
em sua interpretação. Assim, por exemplo, a resposta em produção de uma planta 
pode ser diferente quando se aplicam doses crescentes de um nutriente em solos 
diferentes. Conforme se observa na figura 1, o solo LE (Latossolo Vermelho Escuro) 
tem maior produtividade refletindo aparentemente, maior capacidade para ceder 
nutrientes essenciais. 
 Da mesma forma, um solo com determinada fertilidade pode apresentar 
diferente produção com diferentes espécies de plantas (Figura 2), posto que as plantas 
variam em sua capacidade de absorção e de utilização de um mesmo nutriente 
(Epstein, 1975; Malavolta, 1976; Sanchez, 1981; Mengel & Kirby, 1982). Nesse caso, a 
braquiária mostra maior capacidade de produção. 
 
 
12 O volume de solo que próximo às raízes, que sofre influencia direta destas, 
denominas-e rizosfera. 
13 Nutriente disponível é aquele que se encontra em uma forma química 
potencialmente absorvível pela planta. Este conceito é fundamental para a fertilidade 
do solo sendo que a sua consolidação avançará com os estudos na disciplina. 
 11
0 10 20 30 40 50
S (kg/ha)
0
2
4
6
8
10
12
14
16 Matéria seca (g) LE
AQ
 
 LE: $Y = 6,5386 +
0,4265X - 0,0053X2 R2 = 0,996 
 AQ: $Y = 5,4869 + 0,2341X - 0,0014X2 R2 = 0,975 
 
Figura 1. Produção da matéria seca de capim jaraguá (Hyparrhenia rufa) em 
resposta à aplicação de doses de enxofre em um Latossolo Vermelho-
Escuro (LE) e uma Areia Quartzosa (AQ). Fonte: Casagrande & Souza, 
1982. 
0 10 20 30 40 50
S (kg/ha)
0
5
10
15
20
25
30
35 Matéria seca (g) Braquiária
Jaraguá
 
 Braquiária: $Y = 6,3691 + 1,0225X - 0,0104X2 R2 = 0,999 
 Jaraguá: $Y = 3,2609 + 0,5510X - 0,0053X2 R2 = 0,998 
 
Figura 2. Produção de matéria seca das gramíneas forrageiras, braquiária 
(Brachiaria decumbens) e jaraguá (Hyparrhenia rufa), em resposta à 
aplicação de doses de enxofre em um Latossolo Vermelho-Escuro. 
Fonte: Casagrande & Souza, 1982. 
 
 12
 Dessa forma, conclui-se, que considerando determinado nutriente o solo pode 
ser fértil, porém, em relação à outro nutriente não. O mesmo se observa em relação à 
espécie cultivada, ou ainda em relação a diferentes variedades de uma mesma espécie 
(Russell & Russell, 1973; Epstein, 1975; Malavolta, 1980; Magnani, 1985). Percebe-se, 
assim, que o conceito de fertilidade deve considerar, também, a espécie a ser 
cultivada. 
 A fertilidade do solo pode ser vista sob os três aspectos: natural, potencial e 
atual (Buol et al., 1974; Lepsch, 1983). 
 
Fertilidade Natural 
 A fertilidade natural corresponde à fertilidade do solo que ainda não sofreu 
nenhum manejo, ou seja, não foi trabalhado e, portanto, não sofreu recente 
interferência antrópica. É muito usada na avaliação e classificação de solos onde não 
existe atividade agrária. Dá idéia da capacidade que apresenta um solo ou unidade de 
classificação para ceder os nutrientes (Lepsch, 1983). Por exemplo, um solo distrófico 
(V < 50%) aparentemente apresentaria menor capacidade de ceder os nutrientes, do 
que um eutrófico (V ≥ 50%). Na verdade, este índice pouco representa em termos da 
real capacidade de ceder nutrientes, já que um solo pode ser distrófico e ter uma CTC 
superior, com maiores teores de cátions trocáveis, do que um solo eutrófico e, portanto, 
ter condições de fornecer maior quantidade de nutrientes para as plantas (Quadro 2). 
 
Quadro 2. Características químicas de dois solos com diferentes graus de saturação 
de bases (V) 
 
Solo SB T V 
 ----------- cmolc/dm3 --------- % 
 
Eutrófico 2 3 66,7 
Distrófico 7 15 46,7 
 
 
Fertilidade Potencial 
 Sob o enfoque da fertilidade potencial, evidencia-se a existência de algum 
elemento ou característica que impede o solo de mostrar sua real capacidade de ceder 
os nutrientes. Assim, persistindo essas condições limitantes, a capacidade de ceder 
nutreintes estará obstruída, ainda que a fertilidade potencial seja alta. 
 Entre as características limitantes cita-se o caso de solos ácidos, onde o teor de 
Al3+ é elevado e a disponibilidade de Ca, Mg e P é baixa ou insuficiente, o que se 
poderia corrigir com adição de calcário, gesso e fosfato. 
 13
 Assim, também, os solos salino-sódicos apresentam conteúdos excessivos de 
Na+, o que eleva o pH e ocasiona diminuição da disponibilidade de micronutrientes, 
principalmente Fe, Mn, Zn e Cu. 
 
Fertilidade Atual 
 A fertilidade atual é a que apresenta o solo após receber práticas de manejo 
para satisfazer as necessidades das culturas. Corresponde a fertilidade de um solo já 
trabalhado. Deve ser interpretada considerando-se as correções realizadas, por 
exemplo, calagem, adubação fosfatada, etc. A fertilidade atual é caracterizada pela 
determinação das formas disponíveis dos nutrientes do solo. 
 
 
6. Adubação 
 Quando o solo apresenta restrições de fertilidade, em um ou mais nutrientes, 
utilizam-se adubos ou fertilizantes com o propósito de colocar a disposição da planta 
maiores quantidades dos nutrientes. Adubos ou fertilizantes são produtos de natureza 
orgânica ou mineral, sendo esta de origem natural ou sintética, que são capazes de 
veícular um ou mais nutrientes para as plantas. Conseqüentemente, adubação ou 
fertilização compreendem a prática de aplicar adubos ou fertilizantes. 
 A adubação pode ter como enfoque corrigir o solo em sua capacidade de ceder 
um ou mais nutrientes. Sob este enfoque a prática é denominada adubação de 
correção. Neste caso o adubo é aplicado em toda á superfície do solo e às vezes 
incorporado em uma determinada camada de solo. 
 A adubação pode, ainda, ter por enfoque atender a demanda da planta em solos 
com deterinadas restrições de ceder os nutrientes. Neste caso é denominada 
adubação de produção. Esta pode ser feita no ato do plantio, ou posteriormente, 
quando a planta passou pelos estádios iniciais de desenvolvimento, e neste caso é 
denominada adubação de cobertura. 
 
Resposta à adubação 
 Quando se aduba visa-se, de fato, aumentar ou manter a disponibilidade de um 
ou mais nutriente e aumentar o teor de matéria orgânica (Russell & Russell, 1973; 
Tisdale & Nelson, 1975; Sanchez, 1981; Thomas & Hargrove, 1984). As plantas 
respondem ao aumento da disponibilidade com melhor desenvolvimento, maior 
crescimento e produção. Em geral refere-se à esta reação como resposta à adubação, 
no entanto, a resposta é, de fato, ao aumento da disponibilidade dos nutrientes. A 
 14
expressão desta reação é feita por meio de funções matemáticas que relacionam o 
efeito (cresimento, produção), denominada de variável dependente (Y), com a causa 
(doses do nutriente), denomida variável independente (X): 
 
Y = ƒ (x). 
 
As expressões matemáticas destas funções (equações) são denominadas curvas de 
respostas à adubação. As Figuras 1 e 2, exemplificam na forma gráfica e matemática, 
curvas de resposta a adubação sulfatada. 
As curvas de respostas podem assumir diferentes formas. Uma delas é a linear, 
quando há proporcionalidade entre o incremento da produção (Y) e o incremento das 
doses (X) (Figura 3 A). Outra possíbilidade é a forma exponencial (Figura 3 B). Esta 
função compreende uma fase de crescimento proporcional da produção, seguido de 
uma fase com crescimento menos que proporcional e, por último, uma fase de 
estabilização. Isto lhe dá o caráter assintótico, ou seja, a tedência da curva ser paralela 
ao eixo horizontal (X). Em uma terceira possibilidade (Figura 3 C) a função mostra esta 
mesma tendência até atingir um máximo a partir do qual ela decresce. Assume desta 
forma, o caráter de uma parábola. 
 
Ŷ = α0 + α1 X 
(A)
0
300
600
900
0 50 100 150 200 250 300
Dose do nutriente (kg/ha)
P
ro
du
çã
o 
(k
g/
ha
)
 
)cX-10-(1 A Yˆ = 
(B)
0
150
300
450
600
0 50 100 150 200 250 300
Dose do nutriente (kg/ha)
P
ro
du
çã
o 
(k
g/
ha
)
 
Ŷ = α0 + α1 X - α2 X2 
(C)
0
200
400
600
800
0 50 100 150 200 250 300
Dose do nutriente (kg/ha)
P
ro
du
çã
o 
(k
g/
ha
)
 
 
Figura 3. Formas de curvas de resposta da produção (Y) (kg/ha) de acordo com 
doses de um nutriente (X) kg/ha. 
 15
Leis Gerais da Adubação 
A análise, interpretação e compreensão da resposta à adubação, baseiam-se 
em princípios que têm sido denominados de leis da adubação14. Há três leis 
fundamentais: da restituição, do mínimo e do máximo, que serão apresentadas nesta 
ordem, emobra não corresponda a sequência cronológica da elaboração de seus 
enunciados. 
 
1. Lei da Restituição 
 
 O esgotamento da fertilidade dos solos, devido a cultivos sucessivos, resulta na 
redução da produtividade. Segundo esta lei, para manter a fertilidade do solo é 
indispensável restituir aqueles nutrientes absorvidos pelas plantas e exportados com as 
colheitas mais aqueles perdidos do solo, ou seja, aqueles que não foram reciclados. 
Esta lei foi enunciada por Voisin (1973). 
 Esta
concepção seria aceita sem restrição desde que o solo tenha uma boa 
fertilidade. No entanto, deve-se ter em conta que, muitos solos são naturalmente 
pobres em um ou mais nutrientes, ou apresentam restrições devido a elevada acidez 
ou elevada salinidade, por exemplo. Portanto, neste caso, inicialmente as deficiências 
ou excessos existentes devem ser ser corrigidas. 
 
2. Lei do Mínimo 
 
 Conhecida como lei de Liebig, foi enunciada em 1843 por este pesquisador 
alemão. Segundo a proposição de Liebig, o crescimento de uma planta é limitado por 
aquele nutriente que se encontra em menor proporção no solo, em relação à 
necessidade da planta (Russell & Russell, 1973; Tisdale & Nelson, 1975; Raij, 1981). 
Este enunciado tem um caráter qualitativo. Sua aplicabilidade é complexa, porque em 
condições normais de campo, muitas vezes são vários os nutrientes ou fatores que 
limitam a produção, além da ação de suas interações. 
 Segundo a lei de Liebig, sob um enfoque quantitativo o crescimento é 
contínuamente linear até um ponto onde se alcança um "plateau" devido à insuficiência 
de outro nutriente que, então, se torna o limitador do crescimento. Se suprido, este 
novo nutriente provoca outro surto de crescimento, até que novo nutriente (ou fator) se 
torne limitante e, assim, sucessivamente (Figura 4). Em outras palavras, uma 
 
14 Embora o termo seja de uso consagrado, a idéia de lei, talvez não seja a mais 
própria para expressar o significado dos seus enunciados. São, de fato, a base 
científica que possibilita a compreenção da resposta à adubação. 
 16
adubação com N e K não traria aumento na colheita se o elemento mais limitante 
no solo fosse o P. Somente após a plicação do P é que haveria possibilidade de 
resposta linear a N ou a K. A aplicabilidade desta lei ser restringiria quando a 
resposta a adubação se expressa proporcional às doses aplicadas (Figura 2 A). 
 O aspecto quantitativo da lei do mínimo, também é limitado considerando 
que as resposta biológica se expressam por funções curvilineares. 
 
 
Limite genético, luz etc.
( fatores não controláveis)
"Plateau" de produção para B (limitação por C)
"Plateau" de produção A (limitação por B)
A AB ABC
Nutrientes aplicados
P
 para A
"Plateau" de produção para A (limitação por B)
Produção
ABC
 
 
Figura 4. Resposta linear à adição de nutrientes baseada na Lei do Mínimo. 
 
 Diante às restrições da Lei do Mínimo para explicar as respostas à adubação, 
quer sob o aspecto quantitativo ou qualitativo, duas outras leis foram enunciadas, como 
derivadas dela. 
 
 2.1. Lei de Mitscherlich ou dos Incrementos Decrescentes 
 
 Em 1909, o alemão E. A. Mitscherlich, tomando como base dados de uma série 
de ensaios, desenvolveu uma equação relacionando o crescimento de plantas ao 
suprimento de nutrientes (Tisdale & Nelson, 1975). 
 Mitscherlich, observou que o aumento linear da produção à aplicação de um 
nutriente, em quantidade insuficiente no solo, proposta por Liebig, éra complementado 
por uma resposta curvilinear em reação à doses adicionais daquele nutriente, até 
atingir uma produção máxima (Malavolta, 1976; Braga, 1983; Pimentel Gomes, 1985). 
Tal concepção ajusta-se às curvas de respostas de natureza exponencial (Figura 5). 
 Esta lei pode ser expressa como: “a adição de doses crescentes de um 
nutriente ao solo, promove incrementos de produção cada vez menores”. Assim, sua 
expressão matemática na forma derivada seria: 
 17
Y)c(A
dX
dY −= , 
em que: 
dY é o incremento da produção em relação ao incremento dX; 
A é a produção máxima atingível; 
c é uma constante de proporcionalidade, ou coeficiente de eficácia do fator X. 
 
 Esta expressão nos indica que os aumentos de produção (Y) porporcionado por 
cada unidde de nutriente aplicado (X) é porporcional a quantidade de produção ainda 
necessária para atingir a máxima produção. Em sua forma integrada esta função pode 
ser escrita como: 
 
)cX10(1A Yˆ −−= 
Dose de X 
Y
A
 
Figura 5. Representação gráfica da equação de Mitscherlich, ou dos incrementos 
decrescentes. 
 
 2.2. Lei da Interação 
 Uma concepção qualitativa atual para a lei do mínimo seria: um nutriente em 
quantidade insuficiente no solo reduz a eficiência, mas não elimina por completo os 
efeitos de outros nutrientes. Em outras palavras a insuficiência de um nutritiente no 
solo reduz a eficácia dos outros nutrientes e, por conseguinte, diminui o rendimento 
das colheitas (Voisin, 1973). 
 A lei da interação (Voisin, 1973) é uma conepção mais moderna para a lei do 
mínimo, sob o seu aspecto qualitativo, sendo que: cada nutriente é mais eficaz quando 
os outros estão mais perto dos seus ótimos (Figura 6). 
 Muitos experimentos têm mostrado que existem interações entre os nutrientes e 
entre os nutrientes e outros fatores de produção, isto é, um ou mais nutrientes exercem 
influência mútua ou recíproca. Essa influência pode ser positiva, sinérgica, como há 
 18
que há entre N e P; N e K; P e Ca; P e S; P e H2O do solo; N e Irrigação; N e Controle 
de más ervas. No entanto ela também pode ser negativa, antagônica, onde um fator ou 
elemento limita a ação de outro elemento, como ocorre entre Al e P; Al e Ca; P e Zn; P 
e Fe; P e Cu; Ca e Zn; S e Mo; Ca e B; Zn e Fe. A Figura 6 exemplifica graficamente a 
interação positiva entre N e P, mostrando maiores ganhos de produção devido às 
doses de N na presença de 100 kg/ha de P. 
 Essas interações ocorrem não somente na planta, mas, também no solo. A 
presença de enxofre em quantidades adequadas na planta, por exemplo, favorece a 
redução do nitrato (NO3-) para a síntese de aminoácidos. Se ocorrer elevação na 
concentração de S diminui a de NO3- e, ao contrário, ocorrerá acúmulo de NO3- na 
planta. 
 
 
Figura 6. Representação gráfica a relação entre doses de N e P e a produção, 
evidenciando os efeitos de cada um dos nutrientes e a ineração entre 
eles. 
 
3. Lei do Máximo 
 
 De acordo com esta lei o excesso de um nutriente no solo reduz a eficácia de 
outros e, por conseguinte, pode diminuir a produção, o que condiz com as curvas de 
respostas que assumem forma parabólica (Figura 2 C) (Voisin, 1973). Este fato não é 
previsto pela lei de Mitscherlich, na sua primeira aproximação. 
 A produção cersce com as doses de um nutriente até atingir um máximo e 
depois começa a diminuir. Nesse caso o excesso do nutriente limita ou deprime a 
produção, devido a desequilíbrios nutricionais ou a efeito de tóxicos. Matematicamente, 
a resposta da planta é representada pela equação de segundo grau: 
 
$Y b b X b X= + −0 1 2 2 , em que: 
0
200
400
600
800
1000
Dose N (kg/ha)
Pr
od
uç
ão
 (k
g/
ha
)
Sem P 
100 kg/ha de P 
Efeito interação 
NxP 
Efeito do P 
Efeito do N 
 19
Y é a produção obtida em resposta à quantidade do nutriente X aplicado ao solo. A 
partir desta equação pode-se estimar a dose em que a produção é máxima. 
 
 
3.1. Lei da Qualidade Biológica 
 Considerando os efeitos negativos na alimentação animal pela produção de 
pastagem com teores de nutrientes desequilibrados, pela adição exagerada de certos 
corretivos ou adubos, Voisin (1973) propôs a "lei da qualidade biológica", que seria 
uma derivação da lei do máximo. De acordo com este enfoque a aplicação de adubos 
deve ter como primeiro objetivo a melhoria da qualidade do produto, a qual tem 
prioridade sobre a produtividade. 
 
 
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