Deficiência de potássio em lavouras de soja do Planalto do Rio Grande do Sul
Pedro Alexandre Varella EscosteguyProfessor da Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Universidade de Passo Fundo – UPF - Passo Fundo. escosteguy@upf.br
1 Introdução
A cultura da soja é a principal fonte de renda dos produtores de grãos, no Planalto do Rio Grande do Sul (RS). O nitrogênio (N) e o potássio (K) são os nutrientes mais absorvidos por esta cultura. Enquanto que entre 65 a 85 % do N absorvido pelas plantas de soja é suprido por bactérias simbióticas, que utilizam o N da atmosfera; o K é absorvido pela superfície das raízes que estão em contanto a solução do solo (água contendo sais dissolvidos). Em geral, os solos dessa região têm teores altos de K, devido ao tipo de material de origem (predomínio de basalto), do teor médio a alto de argila, da reposição desse nutriente pela adubação e pela ciclagem do K dos resíduos culturais, principalmente, das gramíneas de inverno, como a aveia ou o trigo; e/ou de culturas intercalares, como o nabo. Contudo, sintomas visuais de deficiência de K foram frequentes em lavouras de soja, no RS, incluindo a região do Planalto, na safra atual (ano agrícola 2011/12) (Figura 1).
Figura 1. Plantas de soja com sintoma de deficiência de potássio, em lavoura com sistema de plantio direto.
A deficiência de K em soja prejudica essa cultura de várias maneiras, atrasando o crescimento e o desenvolvimento das plantas, decrescendo a resistência ao estresse hídrico e a pragas e doenças e diminuindo a qualidade e o rendimento de grão (Malavolta, 2006). Esta deficiência nutricional ocorreu em outras safras com estiagem prolongada, decrescendo o rendimento de grão em 20 a 40 %, dependendo da extensão e da área de ocorrência.
O artigo comenta a importância de possíveis causas e aplicações práticas relacionadas com o sintoma de deficiência de K da cultura da soja, cultivada com o sistema de plantio direto (SPD). Dessa forma, objetiva-se contribuir para a melhoria da fertilidade do solo e, consequentemente, da nutrição e do rendimento de grão desta cultura.
2 Sintomas, diagnóstico e importância nutricional
O sintoma de deficiência de K, geralmente, é encontrado em partes específicas da lavoura (em ”manchas”). A manifestação deste sintoma indica moderada a extrema deficiência de K. Por outro lado, a ausência do sintoma em plantas que não estão localizadas nas ”manchas” não significa que estas tenham teores adequados de K, já que nesta cultura é comum o fenômeno da ”fome oculta de K”. Isso significa que a planta pode ter pequena deficiência, o que prejudica o seu metabolismo, mas o sintoma não é manifestado (Ernani et al., 2007). Dessa forma, plantas sem sintomas também podem ter limitação do rendimento de grão, em função da menor absorção do K do solo.
As características do sintoma de deficiência de K em plantas de soja já foram descritas na literatura sobre fertilidade do solo e nutrição de plantas (Malavolta, 2006; Reich, 2011). As plantas com sintomas apresentam folhas novas de menor diâmetro e coloração mais verde, em relação às plantas sem sintomas (Figura 2), e o crescimento da planta é reduzido devido a participação do K em processos de fotossíntese e de respiração (Malavolta, 2006). Inicialmente, o sintoma consiste no amarelecimento (clorose) das margens e das pontas dos folíolos das folhas mais velhas, cuja base pode ainda permanecer com cor verde (Figuras 3). A progressão deste pode resultar em ”manchas” com necrose do tecido, principalmente, das margens do folíolo (Figura 4), mas que podem atingir as nervuras. A clorose e a necrose resultam do acúmulo de putrescina nas células, decorrente do papel do K no ciclo da uréia e na eliminação de oxigênio (Malavolta, 2006). Na sequência, o sintoma pode evoluir para o ”secamento” das partes necróticas ou amareladas, indicando a morte do folíolo. Deve-se ter cautela em associar a presença de manchas necróticas em folhas velhas da cultura da soja com a deficiência de K, pois estas podem também ser causadas por outros fatores, como injúrias por salinidade ou ”fitos” resultantes de erros em pulverizações de vários defensivos agrícolas e fertilizantes foliares.
Figura 2. Plantas de soja com sintoma de deficiência de potássio. Folhas novas de menor diâmetro e com coloração mais verde. Folhas velhas com clorose.
Figura 3. Plantas de soja com sintoma inicial de deficiência de potássio. Folhas velhas com clorose em margens e pontas dos folíolos, enquanto que a base permanece com cor verde.
Figura 4. Plantas de soja com sintoma de deficiência de potássio. Folhas velhas com manchas com necrose do tecido, principalmente, em margens e pontas dos folíolos.
Menos freqüente, a deficiência de K em soja pode ser manifestada em folhas jovens, situadas no topo da planta. Isso pode ocorrer em solos deficientes em K, durante os estádios mais adiantados do desenvolvimento da cultura (sintoma tardio), já que 60 a 80 % da demanda de K da soja podem ser absorvida após o florescimento. Este tipo de sintoma tardio é mais freqüente em plantas com a formação de grãos mais precoce, como é o caso das cultivares que ocupam cerca de 70 % da área cultiva no RS e que são plantadas ”no cedo”, o que é facilitado pelo menor período de semeadura em solos com o SPD. A maioria das cultivares de soja utilizada no Planalto do RS é de hábito indeterminado de crescimento, com contínuo crescimento vegetativo, durante o período de desenvolvimento reprodutivo, o que pode afetar a redistribuição de K na planta, quando essa tem baixo teor deste nutriente. Como conseqüência, pode ocorrer sintoma de deficiência de K em folhas novas ou em folhas do topo da planta. Este sintoma pode ser intensificado quando há limitação do desenvolvimento dos grãos formados nos períodos iniciais do ciclo da cultura e a formação rápida e de muitos grãos nos períodos tardios.
Os níveis de K em plantas de soja com sintoma de deficiência desse nutriente variam com o estádio de desenvolvimento e o tipo de folha desta cultura e pode variar com a cultivar. No RS e em Santa Catarina, a diagnose foliar da cultura da soja é efetuada analisando os nutrientes da terceira folha madura da haste principal, e localizada no terço superior desta, no florescimento (estádio R2). O nível crítico de K desta folha corresponde a 1,7 % ou 17 g kg-1 (CQFS-RS/SC, 2004). Estes teores foliares, no entanto, não devem ser utilizados como referência, quando o diagnóstico é efetuado antes do estádio R2. Nesta situação, os teores foliares de K das amostras de folhas com sintoma devem ser comparados com os teores de folhas sem sintoma, utilizando o mesmo tipo de folha e, preferencialmente, a mesma cultivar e estádio de desenvolvimento. Além disso, a diagnose de K, ou de outros nutrientes do tecido foliar, pode ser efetuada com o uso do DRIS. Esse método de diagnose é baseado na comparação de índices, calculados a partir das relações entre os nutrientes analisados, tendo como vantagem avaliar o balanço de nutrientes.
Conforme Malavolta (2006), baixo teores de K nas plantas causam, entre outros danos, funcionamento inadequado de várias enzimas, a diminuição da taxa fotossintética, da translocação de açucares, da abertura e do fechamento dos estômatos e da regulação osmótica. De acordo com este autor, o decréscimo do transporte dos assimilados da fotossíntese, em soja com deficiência de K, reduz a fixação biológica de nitrogênio, pois faltará carboidrato para a produção respiratória de ATP e faltará esqueleto carbônico para receber o NH3 resultante da fixação simbiótica. Assim, a conseqüência negativa destes danos no metabolismo vegetal reduz o rendimento de grãos, além de causar problemas em órgãos reprodutivos, diminuindo a qualidade fisiológica e sanitária das sementes.
3 Possíveis causas e aplicações práticas
3.1 Teor de potássio do solo
3.1.1 Importância
Sintomas de deficiência de K na cultura da soja foram comuns também na safra do ano agrícola 1994/95, em lavouras com o SPD. Nestas, em substituição a cultura de trigo, eram comum, como atualmente, culturas de cobertura do solo, utilizadas no inverno, não adubadas com fertilizantes potássicos, como ocorria com o trigo (Pöttker e Escosteguy, 1996). Além disso, o pastoreio, principalmente, da aveia e do azevém, também contribuía para a remoção excessiva de K do solo. A parte aérea destas culturas produz muita biomassa, contendo, em média, 2,5 % deste nutriente, na composição da matéria seca. Assim, por exemplo, em 4 t ha-1 de MS de azevém contendo este teor de K, o pastoreio exporta 100 kg ha-1 deste nutriente, ou 120 kg K2O ha-1. Esse valor é expressivo, considerando que a ciclagem de K pelo esterco animal é menor que 50 % desta quantidade. Em solos argilosos, o manejo inadequado do pastoreio pode compactar o solo ou formar crostas superficiais, diminuindo a infiltração da água da chuva e aumentando a exportação de K da área, pela maior perda deste nutriente por escoamento superficial.
O baixo teor de K dos solos do Planalto, no início da década de 90, foi evidenciado em levantamento de dados de análise de solo. De um total de cerca de 1.000 amostras, tabuladas pelos Laboratórios de Análise de Solo da Universidade de Passo Fundo (UPF) e da Embrapa Trigo, ambos de Passo Fundo-RS; e da Fundacep, de Cruz Alta-RS, 65 % continham teores de K considerados médios (< 80 mg dm-3), baixos (41-60 mg dm-3) ou muito baixos (< 40 mg dm-3) (Pöttker e Escosteguy, 1996).
Em solos com teores baixos de K, há maior tendência de se observar sintomas de deficiência visual desse nutriente na cultura da soja. Essa situação pode ser prevenida com a análise de solo e a interpretação dos teores de K, de acordo com a tabela 1, e aplicando a quantidade deste nutriente conforme sugerido pela pesquisa (CQFS-RS/SC, 2004).
Tabela 1. Interpretação dos teores de potássio (K) extraível (Mehlich I) de solos do Rio Grande do Sul e de Santa Catarina. Fonte: Adaptado de CQFS-RS/SC (2004).
Atualmente, a maioria dos solos do Planalto do RS tem teores altos e muito altos de K, principalmente, na camada de 0 a 10 cm do solo. Assim, o baixo teor de K do solo, nesta camada, comum no início da década de 90, não deve ser assumido como a principal causa da deficiência de K, verificada na safra atual.
3.1.2 Aplicações práticas
3.1.2.1 Quantidade de potássio aplicado com a adubação
Quando a análise de solo indicar teores Muito baixos, Baixos ou Médios de K disponível (Tabela 1), estes teores devem ser corrigidos, elevando os níveis deste nutriente para a faixa considerada ”Alto” (CQFS-RS/SC, 2004). Em solos com teores de K ”Muito baixos” ou ”Baixos”, a correção é efetuada com a aplicação de 120 a 80 kg K2O ha-1, respectivamente. Estas quantidades podem ser parceladas em duas safras consecutivas (2/3 no primeiro e 1/3 no segundo cultivo após a análise de solo) (CQFS-RS/SC, 2004). Em solos com teores de K ”Médios”, a correção desse nutriente é efetuada com a aplicação de 30 kg K2O ha-1, em um só cultivo.
Como a correção de K é mais eficiente com a aplicação do fertilizante na linha de semeadura e em solos com CTC > 5 cmolc dm-3 não se recomenda a aplicação, nesta etapa do processo produtivo, de doses maiores que 80 kg K2O ha-1, devido ao risco de excesso de sais. Assim, a correção total de 120 kg K2O ha-1, em um só cultivo, pode ser subdividida, aplicando-se 80 kg K2O ha-1 em semeadura e o restante em cobertura (2-3 folhas expandidas).
Originalmente, os solos do Planalto do RS tinham teores altos de K, antes do advento do cultivo da soja. Embora a utilização destes solos no inverno não mudou muito, em relação ao relatado no início da década de 90, predominando os cultivos de aveia e de azevém durante o inverno, e o rendimento de grão tenha aumentado, atualmente, os teores de K do solo são maiores aos daquela década. Isso se deve as menores perdas de solo por erosão devido ao maior uso do SPD e ao acréscimo gradativo desse nutriente nas adubações das culturas, principalmente, as de verão, além da adubação potássica também ser efetuada em cultivos de inverno, com o retorno do plantio de trigo e a aplicação antecipada de nutrientes das culturas de verão. Dessa forma, nestes últimos anos, a maioria das amostras analisadas, nos Laboratórios de Solos da Região do Planalto, tem alto teor de K, sendo estes, comumente, duas a três vezes maiores que o considerado Muito Alto (Tabela 1). Contudo, os teores elevados de K dos solos dessa região, em muitos casos, estão restritos as camadas de 0 a 5 cm ou de 0 a 10 cm. Por outro lado, na camada de 10 a 20 cm os teores de K são, em geral, cerca de 50 % menores que o teor das camadas mais superficiais.
Além de o SPD concentrar K nos primeiros centímetros do solo, devido ao maior teor de matéria orgânica e a maior ciclagem desse nutriente pelos resíduos culturais, principalmente, da cultura de aveia, azevém, nabo e milho, o aumento do K nas camadas mais superficiais, em solos com teores médios a altos de argila e de CTC (típico do Planalto do RS), deve-se, principalmente, a aplicação em cobertura de adubos potássicos, prática que tem crescido, ao longo dos últimos anos. Assim, quando se desconhece a variação vertical de K (0-20 cm) de solos argilosos, manejados com o SPD, convém amostrar a camada abaixo de 10 cm, além da camada normalmente amostrada (0-10 cm). Em amostragem detalhada do solo e em áreas grandes, no entanto, a coleta de amostras nesta segunda camada pode ser efetuada em alguns dos pontos amostrados de 0-10 cm, para verificar a variação vertical de K, além de monitorar os outros atributos analisados.
Em solos com teores de K Altos ou Muito Altos (Tabela 1), não há necessidade da adubação de correção. No entanto, deve-se aplicar as quantidades recomendadas para a manutenção (Teor Alto) ou reposição (Teor Muito Alto) dos teores de K do solo. As perdas de K, tanto no solo como pela exportação da cultura, são repostas com a aplicação das quantidades recomendadas na adubação de manutenção, que correspondem a 25-30 kg K2O ha-1 por expectativa de tonelada de grão produzida e pode ser efetuada junto com as quantidades recomendadas para a correção do teor de K no solo (CQFS-RS/SC, 2004).
Já a adubação de reposição, prevê somente a aplicação da quantidade de K extraída pelos grãos da soja (CQFS-RS/SC, 2004). Como para produzir uma tonelada de grão essa cultura demanda cerca de 30 kg ha-1 de K e cerca de 60 a 70 % desta quantidade concentram no grão (18-21 kg ha-1), 25 kg de K2O ha-1 são recomendados para 1 tonelada de rendimento de grão. Para a produção de 3,0 toneladas de grãos de soja, por exemplo, se pode estimar a demanda de K como sendo de cerca de 100 kg K2O ha-1, enquanto que a quantidade exportada nos grãos corresponderia a cerca de 60-75 kg K2O ha-1. Assim, a aplicação de 100 kg ha-1 de cloreto de potássio, ou de 300 kg ha-1 de formulação NPK contendo 20 % de K2O, são necessários para repor as quantidades de K exportadas pelos grãos.
Em plantas de soja com deficiência desse nutriente, confirmada pela análise de tecido vegetal, outra estratégia que pode ser utilizada é a adubação foliar, desde que o desenvolvimento das plantas não esteja em estádios posteriores ao início da formação das vagens (estádio R3). Esta alternativa, ou, então, a aplicação no solo de fertilizante potássico em cobertura, pode, na melhor das hipóteses, amenizarem a deficiência de K, principalmente, quando manifestada em estádios tardios de desenvolvimento da cultura da soja e essa for cultivada em solos argilosos. A adubação foliar tem o inconveniente de não possibilitar a aplicação de quantidades elevadas de K. Por outro lado, proporciona a rápida absorção desse nutriente, que ocorre entre 1 a 4 dias após a aplicação (Wittwer et al., 1963). Já a absorção desse nutriente é mais demorada, quando aplicado no solo e em cobertura, principalmente, em solo argiloso e em épocas de chuva escassa. Por isso, essa prática deve ser efetuada logo nos estádios iniciais de desenvolvimento e antes da chuva. Condições estas que também favorecem a eficiência da adubação foliar.
3.1.2.2 Forma de aplicação de fertilizantes potássicos
A resposta a adubação de K em soja depende de muitos fatores, como o tipo de solo, a cultura adubada e a forma e dose de fertilizante aplicado. Em lavouras de soja, manejadas com o SPD do Planalto do RS, a principal forma de aplicação desse nutriente é na superfície do solo, a lanço. Em situações de déficit hídrico, como a da atual safra de soja, as raízes dessa cultura exploram mais as camadas profundas do solo, em busca de água, que em anos com boa precipitação pluvial. Em função disso, a resposta a adubação potássica nestas condições depende muito da mobilidade vertical do K no solo.
Comparativamente ao fósforo, O K tem boa mobilidade, mas em solos com alta retenção de cátions (elevados valores de CTC e de matéria orgânica) e em situações de déficit hídrico no solo, a mobilidade do K é baixa. Nessa situação, a baixa mobilidade do K no solo condiciona a quantidade de K que entra em contato com as raízes da soja, principalmente, quando essa cultura é cultivada em solo argiloso, manejado com o SPD e a forma de adubação potássica é em superfície. A forma de aplicação de K pode ser considerada um fator determinante na disponibilidade desse nutriente a cultura da soja, quando o conteúdo de água e de K do solo forem baixos e o sistema radicular da cultura adubada não é muito desenvolvido, como é o caso da soja, em relação ao do milho, por exemplo. Em outros tipos de culturas ou de situações de solos, como aqueles contendo menor teor de argila e poder de retenção de K ou com alta disponibilidade desse nutriente e de água, a forma de aplicação de fertilizante potássico tem menor importância.
Em situações de estiagem prolongada e em solos argilosos com restrições físicas e/ou químicas ao crescimento da raiz, comum no Planalto do RS, o suprimento de K é menor, decrescendo a resposta a adubação. A difusão é o mecanismo que supre cerca de 80-90 % da quantidade total de K absorvida pela raiz, sendo esse seguido do fluxo de massa (cerca de 10 %) (Vargas et al., 1983). Em solos com alto teor de Ca, estes percentuais são alterados e o fluxo de massa é favorecido, em detrimento da difusão de K (Rosolem, 2003). No entanto, o suprimento de K até a superfície da raiz por estes dois mecanismos decresce em períodos de déficit hídrico.
A difusão do K abrange pequenas distâncias. Além da retenção desse cátion na superfície das partículas de solos argilosos e/ou com CTC elevada, isso de deve ao baixo valor do coeficiente de difusão do K em água (1,98 x 10-5 cm2 s-1, a 25 oC, Parsons, 1959). Conforme Malvolta (2006), a mobilidade deste cátion varia de 10-11 a 10-12 m s-1, ou seja, cerca de 1 mm dia-1. Como, em geral, as culturas de grão exploram cerca de 1 a 2 % do volume de solo, elas não podem ter acesso a mais do que 1 a 2 % do teor de K disponível, sendo que esse percentual decresce com a menor difusão de K (Barber, 1982).
A aplicação de K a lanço deve ser substituída pela aplicação na linha, em solos manejados com o SPD contendo teores de K considerados Muito Baixo, Baixo ou Médio (Tabela 1). Por outro lado, em solos com teores corrigidos desse nutriente (Alto ou Muito Alto; Tabela 1) a eficiência destas duas formas de aplicação não difere (Ernani, 2007), mas isso se aplica a situações em geral. Nas situações já mencionadas, a aplicação na linha deve ser priorizada. Já, em solos arenosos, a aplicação a lanço e parcelada é mais indicado, pois reduz as perdas por lixiviação de K, quando doses elevadas são utilizadas (Ernani, 2007).
A resposta da soja a adubação potássica também é influenciada por outras restrições químicas e físicas que dificultam o crescimento da raiz, como a compactação e a acidez, comuns em solos manejados com o SPD, no Planalto do RS (Spera et al., 2011a; 2011b). Estas restrições concentram ainda mais os nutrientes e a densidade de raiz da camada superficial, em relação ao que normalmente ocorre quando o solo é manejado com o SPD, além de aumentar o diâmetro das raízes da soja, favorecendo o fluxo de massa, em detrimento da difusão (Rosolem et al., 2003). Nestas situações, a aplicação de K em linha pode amenizar as restrições ao crescimento da raiz proporcionadas pela compactação do solo. Embora essa forma de aplicação não possa prevenir ou eliminar a compactação, ela ajuda a manter o crescimento adequado das plantas, aumentando o peso de raiz e reduzindo o diâmetro destas. Isso aumenta a área de contato da raiz com a solução do solo e, consequentemente, a absorção de água e nutrientes, o que é importante em condições de baixa disponibilidade hídrica e cultura com a alta demanda de K, como a soja.
A aplicação de adubos potássicos na linha de semeadura também melhora a distribuição vertical de K no solo, principalmente, se efetuada em culturas com maior profundidade de semeadura, como, por exemplo, o milho. Essa forma de aplicação pode ser adotada alternada com a aplicação a lanço, sendo essa última efetuada em culturas de inverno, geralmente semeadas em menor profundidade que as de verão. Quando adotada durante muitos anos, essa estratégia aumenta a disponibilidade de K nas camadas de 5-7 cm, o que favorece a disponibilidade e a mobilidade deste nutriente a cultura da soja, em períodos com maior demanda de K e com déficit hídrico prolongado.
3.2 Interação potássio, cálcio e magnésio do solo
3.2.1 Importância
A disponibilidade do K às plantas depende da atividade deste na solução do solo, sendo maior quando maior for à atividade de K. Como comentado no item anterior, a disponibilidade deste nutriente também é maior quando maior for o suprimento (difusão) de K até a superfície das raízes. Estes dois fatores (atividade e difusão) são condicionados, entre outros, pelo teor de argila e de matéria orgânica, pelo teor de água, pela densidade e morfologia do sistema radícular e pela capacidade de troca de cátions e dos teores e respectivas proporções de K, Ca e de Mg trocáveis do solo (Meurer, 2006; Reich, 2011; Vitti, 2006).
A atividade de K difere da concentração, sendo essa última a forma expressa na análise de solo de rotina. No entanto, quando a solução do solo contém alta concentração de sais ou íons (por exemplo, solo com adubação de fertilizantes solúveis e com calagem) isso resulta em menor atividade de K. Como o Ca e o Mg são os íons que predominam na forma trocável e na solução do solo, a atividade do K é influenciada pelos teores destes dois cátions, além da concentração de solutos, condicionada pelo teor de água disponível no solo (Reich, 2011).
A relação de atividade (RA) do K, Ca e Mg na solução do solo é constante, sendo expressa por: RA = (K)/(Ca + Mg)1/2 (Reich, 2011). De acordo com esta expressão, a atividade do K na solução do solo varia com a raiz quadrada das atividades de Ca + Mg. Quando aumenta a concentração de íons em solução, para manter a RA constante, a atividade do K decresce mais que a de Ca+Mg, decrescendo, portanto, a disponibilidade de K às plantas. Em nível de campo, isso ocorre quando os teores de Ca e/ou Mg são desproporcionalmente maiores que os de K. Por exemplo, em solos com calagem e baixo ou médio teor deste nutriente e/ou em períodos de estiagem.
No Planalto do RS, é comum a aplicação de 2-3 t ha-1 de calcário, a cada 3 anos, sem considerar a análise de solo, em lavouras de grãos contendo alto teor de Ca (maior que 4,0 cmolc dm-3). Em média, isso pode aumentar cerca de 1-2 cmolc dm-3 de Ca, nos primeiros centímetros do solo, a cada 3 anos. Em 9 anos desta prática, o acréscimo, do teor de Ca corresponderia a cerca de 600 kg ha-1. Em solos com teor Alto de Ca, isto não é necessário e não se justifica pela reposição das perdas desse nutriente no solo ou pela quantidade exportada de Ca dos cultivos de grãos. Por outro lado, o aumento expressivo de Ca ou de Mg trocáveis do solo pode ter interação antagônica com a disponibilidade de K às plantas. Assim, a relação entre estes cátions deve ser verificada, quando um deles é adicionado em quantidades elevadas.
Além da RA de Ca, Mg e K da solução do solo, estes cátions competem por sítios de absorção de nutrientes na superfície da raiz, já que eles utilizam o mesmo transportador que insere estes nutrientes na célula (transporte pela membrana) (Marschner, 1995). O mecanismo de absorção celular de K é muito específico e seletivo. Do contrário, a planta não conseguiria absorver esse nutriente em soluções contendo maior concentração de outros cátions, como ocorre com o Ca e o Mg, em solos contendo alto teor destes (Malavolta, 2006). Enquanto as raízes absorvem seletivamente o K e em maior quantidade que o Ca e o Mg, por outro lado, elas exsudam estes últimos, que acumulam na superfície da raiz. Assim, nessa região (rizosfera), a RA é mais desfavorável ainda que a RA da solução do solo não rizosférico, pois há mais Ca disponível que K nas imediações da raiz. Esse último é suprido por difusão (processo lento e de curta distância) até a rizosfera e a quantidade absorvida pela planta é grande, enquanto que o Ca é suprido por fluxo de massa (processo menos lento e de maior distância) e absorvido em menor quantidade, logo a disponibilidade de K sempre é menor que a de Ca na rizosfera (Rosolem, 2005).
Culturas como a soja tem alta capacidade de reter cátions na superfície da raiz, sendo o valor de retenção cerca de duas vezes maior que a de gramíneas (Marschner, 1995). Como o K é um cátion monovalente e o Ca e o Mg são divalentes, ele é menos retido na rizosfera da soja, em relação a estes últimos. De certa forma, isso explica por que em lavouras de soja com sintomas de deficiência de K, a cultura de milho, embora sob estresse hídrico e cultivada no mesmo solo, não manifesta esse tipo de sintoma.
3.2.2 Aplicações práticas
Embora muitos considerem que ”a disponibilidade do K é, de certo modo, mais dependente de sua concentração em relação à do Ca e do Mg do que da quantidade absoluta do K do solo” (Havlin et al., 2005) e que alguns trabalhos indiquem que este aspecto contribui para a disponibilidade de K a cultura da soja (Mascarenhas et al., 2004), a interação entre estes cátions pode ser mais ou menos importante, dependendo das condições do solo cultivado. Por exemplo, em situações de estiagem ou e em solos com teores altos de K, mas concentrados nas camadas superficiais (0-5 ou 0-10 cm), a interação entre estes cátions coincidiu com o decréscimo da absorção de K em soja (Escosteguy, 1995). Isso também foi verificado em solos com calagem recente (Oliveira et al., 2001). Contudo, o antagonismo entre K, Ca e Mg não é tão importante quando o teor disponível de K do solo é elevado e, principalmente, em períodos de adequada disponibilidade hídrica ou cultivado com plantas menos exigentes neste nutriente (Oliveira et al., 2001; Rosolem et al., 1992). Assim, a RA ou outras formas de expressar e avaliar a interação entre K, Ca e Mg do solo, como a relação Ca/K, Mg/K, (Ca/Mg)/K (Rosolem, 2005), em geral, são considerados critérios secundários para a recomendação da adubação potássica, enquanto que o teor disponível deste nutriente no solo é considerado um critério primário.
Na década de 90, foram assumidos, preliminarmente, os seguintes valores, para avaliar as relações entre K, Ca ou Mg, em solos Paranaenses, cultivados com soja: Ca/K = 8-16; Mg/K = 3-6; (Ca/Mg)/K = 3-8, (Ca+Mg)/K = 17–35, ou 23-28, em solos de São Paulo (Mascaranhas et al., 2004). Já a RA é considerada adequada, quando o valor for maior que 0,20. Com valores de RA menores que esse, a resposta a adubação potássica é considerada baixa (RA entre 0,13 a 0,20) ou alta (RA < 0,13). Contudo, estes critérios de interpretação não são mais adotados nas recomendações da pesquisa oficial da cultura da soja, no Paraná, ou de outros estados.
O diagnóstico da fertilidade do solo utilizando as expressões mencionadas é limitado pela forma de K, Ca e de Mg determinada na análise de solo de rotina. Nesse tipo de análise, não é analisada a atividade, nem a concentração destes cátions em solução, mas a forma trocável (ou disponível ou extraível), com raras exceções de laboratórios que analisam a solução do solo. A forma trocável de K, Ca e Mg representa a concentração destes cátions que poderá ser suprido pelo solo para a solução, à medida que o teor destes decrescem, incluindo a concentração destes cátions que já estão nessa solução. Contudo, os teores das formas trocáveis de K, Ca e de Mg tem sido utilizados, como uma aproximação, para estimar as melhores relações destes cátions na solução do solo.
Uma das maneiras de avaliar a relação de K, Ca e de Mg, utilizando a forma destes cátions determinadas na análise de solo de rotina, consiste em utilizar a participação desses nutrientes na CTC potencial do solo. Para tanto, são assumidas faixas de participação ótima pré-estabelecidas de K na CTC. Isso se baseia nos teores de Ca e de Mg trocáveis, geralmente encontrados em solos sem problemas de acidez, que representam a maior parte da CTC. Dessa forma, em solos com valores deste atributo considerado médio (CTC entre 5 a 15 cmolc dm-3), considera-se adequada a seguinte participação destes cátions na CTC: K entre 3 e 5 %; Ca entre 40 a 50 % e Mg entre 10 e 15 % (Malavolta, 2006).
Para ilustrar o efeito das relações entre K, Ca e Mg na deficiência de K da cultura da soja, os resultados da análise de solo de rotina, obtidos em amostras coletadas na camada de 0-10 cm e em lavoura com cerca de 180 ha, foram utilizados para calcular estas relações. Em 170 ha dessa área, o teor de K é maior que 120 e menor que 180 mg dm-3 (Figura 5). O valor da CTC na maioria das amostras é maior que 15 cmolc dm-3, sendo interpretado como Alto (Tabela 1). No entanto, plantas de soja desta área manifestaram sintomas de deficiência de K, na safra atual. Isso ocorreu de forma generalizada na área, sendo mais evidente em algumas ”manchas”, como a indicada na Figura 6. Os valores da participação de K na CTC foram menores que 3%, em cerca de 40 ha e, em 6 dos 8 pontos amostrados nas ”manchas” com sintomas mais evidentes (Figura 6). Embora o alto teor de K predominante na área, a baixa participação desse cátion na CTC indica que os altos teores de Ca e de Mg do solo (soma destes cátions de, aproximadamente, 10 cmolc dm-3) podem ter sido antagônicos ao K, decrescendo a disponibilidade para a soja.
Figura 5. Teor de potássio extraível (mg dm-3) de amostras de solo coletadas na camada de 0-10 cm, em área com plantas de soja com sintoma de deficiência deste nutriente. Área Coxilha 1. Palmeira das Missões, Planalto do Rio Grande do Sul, 2011.
Figura 6. Participação percentual do potássio na capacidade de troca de cátions (CTC potencial) de amostras de solo coletadas de 0-10 cm, em área com plantas de soja com sintoma de deficiência deste nutriente. Área Coxilha 1. Palmeira das Missões, Planalto do Rio Grande do Sul, 2011.
Os teores altos de Ca e de Mg da área se deve a aplicação de corretivos contendo estes cátions. Em 2010, foram aplicados 1,4 a 1,6 t ha-1 de calcário e 0,5 t ha-1 de gesso, em taxas variáveis, de acordo com os mapas de fertilidade do solo. Já o teor de K, embora alto, tem sido adicionado em quantidades inferiores à recomendada para a reposição da quantidade extraída nos grãos das culturas de inverno e da soja. Além disso, não são suficientes para equilibrar este nutriente com os altos teores de Ca e de Mg do solo. Nas duas últimas semeaduras de trigo, foram aplicados entre 200 a 250 kg ha-1 da formulação NPK 16-16-16. Isso equivale a 32 kg ha-1 de K2O (menos do que o recomendado para a reposição de 3,0 t ha-1 de grãos desta cultura). Na safra de soja atual e na anterior, foi aplicado entre 50 a 90 kg ha-1 de cloreto de potássio, equivalendo entre 30 a 54 kg ha-1 de K2O, respectivamente (menos do que o recomendado para a reposição do extraído em 3,0 t ha-1 de grãos, conforme item 3.1.2.1), também em taxas variáveis, de acordo com os mapas de fertilidade do solo. A aplicação deste fertilizante foi a lanço, embora o teor de argila do solo seja maior que 60 % e a CTC predominante seja maior que 15 cmolc dm-3, o que propicia a concentração de K nas camadas superficiais do solo (item 3.1.2.2).
Tabela 2. Teor de potássio¹ (K) e relações desse cátion com os teores de cálcio² (Ca) e de magnésio² (Mg) trocáveis de amostras de solo coletadas de 0-10 cm, em área com plantas de soja com sintoma de deficiência deste nutriente. Área Coxilha 2. Palmeira das Missões, Planalto do Rio Grande do Sul, 2011. Área Coxilha 1. Palmeira das Missões, Planalto do Rio Grande do Sul, 2011.
O teor médio de K das 8 amostras da Tabela 2 (área Coxilha 1) foi 157 mg dm-3, enquanto que o das 14 amostras da Tabela 3 (área Coxilha 2) foi 161 mg dm-3. Como estes teores são Altos (Tabela 1), a deficiência desse nutriente nas plantas deve estar relacionada com outros fatores e não com o baixo teor de K. Estes outros fatores podem ter sido acentuados pela estiagem, pois, como comentado, essa decresce o suprimento de K a raiz e estimula o crescimento dessa parte da planta em camadas mais profundas do solo. Nessa camada, possivelmente, o teor deste nutriente é menor que a camada superficial devido à aplicação a lanço do fertilizante potássico e a alta capacidade de retenção de cátions (alta CTC e teor de argila) do solo e a menor mobilidade do K (menor lixiviação) em função da estiagem prolongada.
As relações entre os teores trocáveis de K, Ca e Mg calculados com os resultados das amostras de solo coletadas nas ”manchas” com sintoma mais evidente de deficiência de K constam nas Tabelas 2 e 3. Na área Coxilha 1, entre os critérios avaliados, a RA e a relação Mg/K foram os que mais coincidiram com os sintomas de deficiência de K das plantas de soja, pois os valores destas relações foram menores que os valores críticos (NC) mencionados na literatura (NC 0,20 e 6,0; RA e Mg/K, respectivamente), em todos os pontos amostrados. Já a participação do K na CTC foi menor que o NC (3 %), em 6 das 8 amostras avaliadas (Tabela 2). Na área Coxilha 2, a RA também foi menor que o NC, em todas as amostras coletadas sob as plantas com sintomas, sendo que isso ocorreu com a relação Mg/K na maioria destas amostras (Tabela 3).
Tabela 3. Teor de potássio¹ (K) e relações desse cátion com os teores de cálcio² (Ca) e de magnésio² (Mg) trocáveis de amostras de solo coletadas de 0-10 cm, em área com plantas de soja com sintoma de deficiência deste nutriente. Área Coxilha 2. Palmeira das Missões, Planalto do Rio Grande do Sul, 2011.
Como mencionado, estas relações foram calculadas com as concentrações de K, Ca e Mg trocáveis do solo, analisadas em laboratório de rotina. Embora, a RA foi originalmente estabelecida com base na atividade de cátions em solução, a estimativa desta expressão com base nos teores trocáveis coincidiu com o sintoma de deficiência de K manifestado pelas plantas de soja cultivadas nas ”manchas”, onde foram coletadas as amostras de solo cujos resultados constam nas Tabelas 2 e 3. Como a disponibilidade deste nutriente depende da interação com os teores de Ca e de Mg presentes na interface da superfície da raiz com a solução do solo (rizosfera), é possível que nesse compartimento do solo as demais relações calculadas com os teores trocáveis (Tabelas 2 e 3) também desfavoreçam a disponibilidade de K a soja. Isso pode ser esperado devido ao menor teor de K na rizosfera, resultante da difusão e da maior demanda desse nutriente pela soja; e aos maiores teores de Ca e de Mg neste compartimento do solo, resultantes do fluxo de massa e da menor demanda da soja por estes nutrientes.
3.3 Disponibilidade hídrica do solo
3.3.1 Importância
Períodos com déficit hídrico prolongado têm sido freqüentes no RS, nos últimos anos. Na região do Planalto deste estado, a estiagem tem ocorrido em uma entre 3-4 safras de soja. Isto tem prejudicado o desenvolvimento dessa cultura, com intensidade variável entre as regiões do estado.
A influência do teor de água do solo na disponibilidade de K deve-se ao efeito desta na difusão desse nutriente, isto é, no suprimento de K da solução do solo até a superfície da raiz, onde ocorre a absorção dos nutrientes (Meurer, 2006). Em solos recém adubados com fertilizantes potássicos solúveis em água, ou em plantas com raiz de maior diâmetro, o fluxo de massa também ser um mecanismo de suprimento importante de K (Rosolem et al., 2003). Estes mecanismos, no entanto, são menos operantes em solos com baixa disponibilidade de água e em plantas com menor volume de raiz, como ocorre em solos compactados. Nessa situação, portanto, decresce o suprimento e, consequentemente, a absorção de K (Reich, 2011).
Além de influenciar a difusão de K, o teor de água do solo condiciona a concentração dos íons em solução, influenciando a atividade desses e, consequentemente, a relação K, Ca e Mg (item 3.2.1). Em períodos com menor disponibilidade hídrica do solo, a interação antagônica entre estes cátions é acentuada, pois a solução do solo fica com maior concentração salina e isso reduz a atividade dos íons. Como a relação de atividade entre o K e o Ca e Mg é constante (item 3.2.1), isso resulta em maior atividade de Ca e Mg (por serem divalentes) em relação a de K (por ser monovalente) (Meurer, 2006; Reich, 2011). Isso desfavorece a absorção de K, favorecendo a de Ca e de Mg, podendo resultar em situação de deficiência extrema de K e manifestação visual desse sintoma em plantas de soja.
Em períodos de estiagem, há maior crescimento da raiz em camadas mais profundas do solo, já que a planta tem demanda da água armazenada nestas camadas. Além do gasto extra de energia, isso influencia também a disponibilidade de K, pois, em geral, o teor desse nutriente é menor à medida que aumenta a profundidade do solo, o que é acentuado pela aplicação de adubos potássicos em cobertura (item 3.2.1).
3.3.2 Aplicações práticas
A disponibilidade de água do solo, obviamente, pode ser mantida com a irrigação da cultura da soja. No entanto, com ou sem o uso desta, faz-se necessário manter os atributos físicos do solo em condições que possibilitem o armazenamento da água disponível do solo, para evitar estresse de crescimento das plantas. Além disso, estes atributos devem possibilitar o crescimento adequado das raízes e da atividade biológica, incluindo as condições de temperaturas adequadas do solo. Para tanto, é importante a manutenção dos resíduos culturais na superfície do solo, efetuar a rotação de culturas, incluindo espécies com sistema radicular contendo muitas raízes finas e fasciculadas e adequada cobertura do solo por período prolongado; além do controle do tráfego de máquinas, que, na medida do possível, deve ser localizado e minimizado. Em época de estiagem, os benefícios destas práticas são percebidos em nível de campo, principalmente, quando associados a teores adequados de K ao longo do perfil de solo explorado pelas raízes, como o propiciado pela aplicação de fertilizantes na linha de semeadura, ao longo de muitos anos (item 3.2.2).
4 Considerações finais
Teores baixos de K do solo causam deficiência desse nutriente em plantas de soja. Em períodos de estiagem prolongada, essa deficiência pode ocorrer em solos com alto teor de K na camada de 0 a 10 cm. Isso pode estar relacionado aos seguintes efeitos, isolados ou simultâneos:
- baixa disponibilidade hídrica do solo e menor suprimento deste nutriente a raiz;
- menor teor de K em camadas mais profundas que a 0-10 cm; e
- menor atividade desse cátion, em relação à atividade de Ca e de Mg do solo.
A deficiência de K em soja pode ser evitada com a análise do solo, a interpretação dos resultados e a aplicação das doses de K recomendadas para a adubação dessa cultura. Em épocas de estiagem e em solos argilosos manejados com o SPD, esse problema pode ser amenizado ou prevenido, considerando as expressões das relações entre os teores de K, Ca e Mg, na interpretação dos resultados da análise de solo; além da aplicação de fertilizantes potássicos na linha de semeadura, em quantidades que não causem danos do excesso de sais às plantas. Nestas situações, a análise química de amostras de solo coletadas na camada de 10 a 20 cm, além da amostragem usualmente efetuada na camada de 0 a 10 cm, pode contribuir para melhorar a recomendação da adubação potássica. Além disso, a irrigação, a cobertura do solo com resíduos culturais, a rotação de culturas utilizando espécies com sistema radicular denso e a adoção de práticas que melhorem o teor de água do solo, também ajudam a evitar a deficiência de K em soja.
Agradecimentos
Aos Engenheiros Agrônomos Dirceu Gassen e Bernardo Tissot, pelas fotos e sugestões. Aos acadêmicos de Agronomia Tânise Costa Beber e Mateus Maziero, também Técnico Agrícola, pelos resultados de análise de solo.
Literatura citada
BARBER, S.A. Mecanismos de absorção de potássio pelas plantas. In: YAMADA, T.; IGUE, K.; MUZILLI, O.; OSTERWOOD, N.R. (Ed). Potássio na agricultura brasileira. Piracicaba: Associação Brasileira para Pesquisa da Potassa e do Fosfato, 1982. P.213-226.
CQFS-RS/SC - Comissão de Química e Fertilidade do Solo do Rio Grande do Sul e de Santa Catarina. Sociedade Brasileira de Ciência do Solo Núcleo Regional Sul. Manual de adubação e de calagem para os estados do Rio Grande do Sul e de Santa Catarina. Porto Alegre: Comissão de Química e Fertilidade do Solo, 2004. 394 p.
ERNANI, P. R.; ALMEIDA, J.A.; SANTOS, F.C. Potássio. In: Novais et al., Fertilidade do solo - Viçosa, MG; Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, p.551-594. Capitulo IX. 2007.
ESCOSTEGUY, P.A.V. Deficiência de potássio em soja. Jornal do Plantio Direto, 26: p.14-15. 1995.
HAVLIN, J.L.; BEATON, J.D.; TISDALE, S.L.; NELSON, W.L. Soil fertility and fertilizers. Upper Saddle River: Prentice Hall, 2005. 515p.
MALAVOLTA, E. Manual de nutrição mineral de plantas. São Paulo: Editora Agronômica Ceres, 2006, 638 p.
MARSCHNER, H. Mineral nutrition of higher plants. San Diego: Academic Press Limited. 1995. 889p.
MASCARENHAS, H.A.A.; TANAKA, R.T.; WUTKE, E.B.; BRAGA, N.R.; MIRANDA, M.A.C. Potassium for soybeans. Better Crops, v.88, n.3: 26-27. 2004.
MEURER, E. J. Potássio. In: Fernandes, M. S. Nutrição mineral de plantas. Viçosa: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo. 2006.
OLIVEIRA, R.A.; CAMELLO, Q.A.C.; MASCARENHAS, H.A.A. Dispobilidade de potássio e suas relações com cálcio e magnésio em soja cultivada em casa de vegetação. Scientia Agrícola, Piracicaba, v. 58, 2, p.329-335, 2001.
PARSONS, R. 1959. Handbook of electrochemical constants. Academic Press, New York.
PÖTTKER, D.; ESCOSTEGUY, P.A.V. Potássio nos solos do Planalto Médio do Rio Grande do Sul. Revista do Plantio Direto, Passo Fundo, p. 28-29, 01 jul. 1996.
REICH, B. van. Fertilidade do solo e manejo de nutrientes. Piracicaba, International Plant Nutrition Institute. 2011.
ROSOLEM, C.A.; MACHADO, J.R.; MAIA, I.G.; NAKAGAWA, J. Resposta da soja ao magnésio do solo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Campinas, v. 16, p. 47-54, 1992.
ROSOLEM, C.A.; SILVA, R.H.; ESTEVES, J.A. Potassium supply to cotton roots as affected by K rates and liming. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 38, p. 635-641, 2003.
ROSOLEM, C.A. In: Yamada, T; Roberts, T.L. Potássio na agricultura brasileira. Piracicaba: Associação Brasileira para Pesquisa da Potassa e do Fosfato. p.239-260. 2005.
SPERA, S.T.; ESCOSTEGUY, P.A.V.; KLEIN, V.; DENARDIN, J.E.; SANTOS, H.P. dos. Atributos químicos restritivos de Latossolo Vermelho distrófico e tipos de manejo de solo e rotação de culturas. Revista Agrarian, Dourados, v.4, n.14, p.324-334. 2011a.
SPERA, S.T.; ESCOSTEGUY, P.A.V.; DENARDIN, J.E.; KLEIN, V.; SANTOS, H.P. dos. Atributos físicos de um Latossolo Vermelho distrófico sob tipos de manejo de solo e rotação de culturas. Revista Agrarian, Dourados, v.4, n.14, p.313-323. 2011b.
VITTI, G.C.; LIMA, E. & CICARONE, F. Cálcio, magnésio e enxofre. In: Fernandes, M.S. Nutrição mineral de plantas. Viçosa: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo. 2006. p. 299-326.
VARGAS, R.M.B.; MEURER, B.J.; ANGHINONI, I. Mecanismos de suprimento de fósforo, potássio, cálcio e magnésio às raízes de milho em solos do Rio Grande do Sul. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Campinas, v. 7, n.2, p. 143-148, 1983.
WITTWER, S.H.; BUKOVAC, M.J.; TUKEY, H.B. Advances in foliar feeding of plant nutrients. IN: McVICKAR, M.H.; BRIDGER, G.L.; NELSON, L.B. (Ed). Fertilizer technology and usage. Madison: Soil Science Society of America, 1963. p.429-455.
Publicado na Revista Plantio Direto, edição 127, janeiro/fevereiro de 2012.