Fertilidade do solo - Soil fertility

A fertilidade do solo se refere à capacidade do solo de sustentar o crescimento das plantas agrícolas , ou seja, fornecer habitat para as plantas e resultar em rendimentos sustentados e consistentes de alta qualidade. Um solo fértil tem as seguintes propriedades:

  • A capacidade de fornecer nutrientes essenciais às plantas e água em quantidades e proporções adequadas para o crescimento e reprodução das plantas; e
  • Ausência de substâncias tóxicas que possam inibir o crescimento das plantas.

As seguintes propriedades contribuem para a fertilidade do solo na maioria das situações:

  • Profundidade de solo suficiente para crescimento de raízes e retenção de água adequados;
  • Boa drenagem interna , permitindo aeração suficiente para o crescimento ideal da raiz (embora algumas plantas, como o arroz, tolerem o alagamento);
  • Solo superficial ou horizonte O é com matéria orgânica de solo suficiente para uma estrutura de solo saudável e retenção de umidade do solo ;
  • PH do solo na faixa de 5,5 a 7,0 (adequado para a maioria das plantas, mas algumas preferem ou toleram condições mais ácidas ou alcalinas);
  • Concentrações adequadas de nutrientes essenciais para as plantas nas formas disponíveis para as plantas;
  • Presença de uma variedade de microorganismos que auxiliam no crescimento das plantas.

Em terras usadas para agricultura e outras atividades humanas, a manutenção da fertilidade do solo normalmente requer o uso de práticas de conservação do solo . Isso ocorre porque a erosão do solo e outras formas de degradação do solo geralmente resultam em um declínio na qualidade em relação a um ou mais dos aspectos indicados acima.

Os cientistas do solo usam as letras maiúsculas O, A, B, C e E para identificar os horizontes principais e as letras minúsculas para as distinções desses horizontes. A maioria dos solos tem três horizontes principais - o horizonte de superfície (A), o subsolo (B) e o substrato (C). Alguns solos possuem um horizonte orgânico (O) na superfície, mas este horizonte também pode ser soterrado. O horizonte mestre, E, é usado para horizontes de subsuperfície que apresentam uma perda significativa de minerais (eluviação). A base rochosa, que não é solo, usa a letra R.

Fertilização do solo

O fósforo biodisponível é o elemento que mais falta no solo. O nitrogênio e o potássio também são necessários em quantidades substanciais. Por esta razão, esses três elementos são sempre identificados em uma análise comercial de fertilizantes. Por exemplo, um fertilizante 10-10-15 tem 10% de nitrogênio, 10% (P 2 O 5 ) de fósforo disponível e 15% (K 2 O) de potássio solúvel em água. O enxofre é o quarto elemento que pode ser identificado em uma análise comercial - por exemplo, 21-0-0-24 que conteria 21% de nitrogênio e 24% de sulfato.

Os fertilizantes inorgânicos geralmente são mais baratos e têm maiores concentrações de nutrientes do que os fertilizantes orgânicos. Além disso, como o nitrogênio, o fósforo e o potássio geralmente devem estar nas formas inorgânicas para serem absorvidos pelas plantas, os fertilizantes inorgânicos geralmente são imediatamente biodisponíveis para as plantas, sem modificação. No entanto, alguns criticaram o uso de fertilizantes inorgânicos, alegando que o nitrogênio solúvel em água não atende às necessidades de longo prazo da planta e cria poluição da água. Os fertilizantes de liberação lenta podem reduzir a perda de nutrientes por lixiviação e tornar os nutrientes que eles fornecem disponíveis por um longo período de tempo.

A fertilidade do solo é um processo complexo que envolve o ciclo constante de nutrientes entre as formas orgânicas e inorgânicas. À medida que o material vegetal e os resíduos animais são decompostos por microrganismos, eles liberam nutrientes inorgânicos na solução do solo, um processo conhecido como mineralização . Esses nutrientes podem então sofrer transformações adicionais que podem ser auxiliadas ou ativadas por microrganismos do solo. Assim como as plantas, muitos microrganismos requerem ou usam preferencialmente formas inorgânicas de nitrogênio, fósforo ou potássio e competirão com as plantas por esses nutrientes, prendendo os nutrientes na biomassa microbiana , um processo geralmente chamado de imobilização . O equilíbrio entre os processos de imobilização e mineralização depende do equilíbrio e da disponibilidade dos principais nutrientes e carbono orgânico para os microrganismos do solo. Processos naturais, como quedas de raios, podem fixar o nitrogênio atmosférico convertendo-o em (NO 2 ). A desnitrificação pode ocorrer em condições anaeróbicas (inundação) na presença de bactérias desnitrificantes. Os cátions nutrientes, incluindo o potássio e muitos micronutrientes, são mantidos em ligações relativamente fortes com as porções carregadas negativamente do solo em um processo conhecido como troca catiônica .

Em 2008, o custo do fósforo como fertilizante mais que dobrou, enquanto o preço do fosfato de rocha como produto básico aumentou oito vezes. Recentemente, o termo pico de fósforo foi cunhado, devido à ocorrência limitada de fosfato de rocha no mundo.

Limitações de luz e CO 2

Fotossíntese é o processo pelo qual as plantas usam a energia da luz para conduzir reações químicas que convertem CO 2 em açúcares. Como tal, todas as plantas precisam de acesso à luz e ao dióxido de carbono para produzir energia, crescer e se reproduzir.

Embora normalmente limitado por nitrogênio, fósforo e potássio, baixos níveis de dióxido de carbono também podem atuar como um fator limitante no crescimento da planta. Estudos científicos publicados e revisados ​​por pares mostraram que o aumento do CO 2 é altamente eficaz na promoção do crescimento das plantas em níveis acima de 300 ppm. Outros aumentos de co 2 podem, em um grau muito pequeno, continuar a aumentar a produção fotossintética líquida.

Depleção do solo

O esgotamento do solo ocorre quando os componentes que contribuem para a fertilidade são removidos e não substituídos, e as condições que sustentam a fertilidade do solo não são mantidas. Isso leva a baixos rendimentos das colheitas. Na agricultura, o esgotamento pode ser devido ao cultivo excessivamente intenso e ao manejo inadequado do solo .

A fertilidade do solo pode ser severamente desafiada quando o uso da terra muda rapidamente. Por exemplo, na Nova Inglaterra colonial , os colonos tomaram uma série de decisões que esgotaram os solos, incluindo: permitir que os animais do rebanho vagassem livremente, não reabastecer os solos com esterco e uma sequência de eventos que levaram à erosão. William Cronon escreveu que "... o efeito a longo prazo era colocar esses solos em perigo. A remoção da floresta, o aumento das inundações destrutivas, a compactação do solo e o cultivo próximo causado por animais que pastam, arando - tudo serviu para aumentar a erosão. "

Uma das ocorrências mais comuns de esgotamento do solo a partir de 2008 é nas zonas tropicais, onde o conteúdo de nutrientes dos solos é baixo. Os efeitos combinados de crescentes densidades populacionais, extração industrial em grande escala, agricultura de corte e queima e pecuária, e outros fatores, em alguns lugares esgotaram os solos por meio da remoção rápida e quase total de nutrientes.

O esgotamento do solo afetou o estado da vida das plantas e das colheitas na agricultura em muitos países. No Oriente Médio, por exemplo, muitos países têm dificuldade para cultivar produtos devido às secas, falta de solo e falta de irrigação. O Oriente Médio tem três países que indicam queda na produção agrícola, as maiores taxas de queda de produtividade são encontradas em áreas montanhosas e de sequeiro. Muitos países da África também sofrem o esgotamento do solo fértil. Em regiões de clima seco como o Sudão e os países que compõem o Deserto do Saara , secas e degradação do solo são comuns. Culturas comerciais como chás, milho e feijão requerem uma variedade de nutrientes para crescerem saudáveis. A fertilidade do solo diminuiu nas regiões agrícolas da África e o uso de fertilizantes artificiais e naturais tem sido usado para recuperar os nutrientes do solo.

O esgotamento do solo superficial ocorre quando o solo orgânico rico em nutrientes , que leva de centenas a milhares de anos para se formar em condições naturais, sofre erosão ou se esgota seu material orgânico original. Historicamente, o colapso de muitas civilizações passadas pode ser atribuído ao esgotamento da camada superficial do solo. Desde o início da produção agrícola nas Grandes Planícies da América do Norte na década de 1880, cerca de metade de seu solo superficial desapareceu.

O esgotamento pode ocorrer por uma variedade de outros efeitos, incluindo plantio direto (que danifica a estrutura do solo), subutilização de entradas de nutrientes que leva à mineração do banco de nutrientes do solo e salinização do solo.

Efeitos de irrigação

A qualidade da água de irrigação é muito importante para manter a fertilidade e a lavoura do solo e para usar mais profundidade do solo pelas plantas. Quando o solo é irrigado com água altamente alcalina, sais de sódio indesejados se acumulam no solo, o que tornaria a capacidade de drenagem do solo muito pobre. Portanto, as raízes das plantas não podem penetrar profundamente no solo para um crescimento ideal em solos alcalinos . Quando o solo é irrigado com baixo pH / água ácida , os sais úteis (Ca, Mg, K, P, S, etc.) são removidos drenando a água do solo ácido e, além disso, os indesejáveis ​​sais de alumínio e manganês para as plantas são dissolvidos do solo impedindo o crescimento da planta. Quando o solo é irrigado com água de alta salinidade ou água suficiente não está drenando do solo irrigado, o solo se converteria em solo salino ou perderia sua fertilidade. A água salina aumenta a pressão de turgescência ou a necessidade de pressão osmótica , o que impede a retirada de água e nutrientes pelas raízes da planta.

A perda superficial de solo ocorre em solos alcalinos devido à erosão por fluxos superficiais de água da chuva ou drenagem à medida que formam coloides (lama fina) em contato com a água. As plantas absorvem sais inorgânicos solúveis em água apenas do solo para o seu crescimento. O solo como tal não perde fertilidade apenas pelo cultivo, mas perde sua fertilidade devido ao acúmulo de sais inorgânicos indesejados e esgotamento dos sais inorgânicos desejados do solo por irrigação inadequada e água da chuva ácida (quantidade e qualidade da água). A fertilidade de muitos solos que não são adequados para o crescimento das plantas pode ser aumentada muitas vezes gradualmente, fornecendo água de irrigação adequada de qualidade adequada e boa drenagem do solo.

Distribuição global

Distribuição global dos tipos de solo do sistema de taxonomia de solos do USDA . Molisolos , mostrados aqui em verde escuro, são um bom (embora não o único) indicador de alta fertilidade do solo. Eles coincidem em grande medida com as principais áreas produtoras de grãos do mundo, como os Estados das Pradarias da América do Norte , o Pampa e o Gran Chaco da América do Sul e o cinturão da Terra Negra da Ucrânia até a Ásia Central .

Veja também

Referências