EFEITO DA CALAGEM NA MINERALIZAÇÃO DO NITROGÊNIO EM SOLOS DE MINAS GERAIS (1)

C. A. SILVA (2;5);

F.R. VALE ( 3;5) &

L. R. G. GUILHERME (4;5)

RESUMO

O presente estudo, desenvolvido em condições de laboratório, em fevereiro-maio de 1989, objetivou avaliar a influência da acidez da sola sabre a mineralização do nitrogênio em sete solas do Sul de Minas Gerais, e seu eleita na processa da nitrificação. Amostras coletadas na profundidade de 5-10cm e pré-incubadas ou não com CaCO₃:MgCO₃, foram incubadas em funis de plástico, em condições aeróbias de laboratório, durante cem dias, período na qual foram efetuadas seis percolações com CaCl₂ 0,01 mol/L para determinação de N-NH₄ e N-NO₃. A mineralização da nitrogênio mostrou-se bastante afetada pelas condições de acidez do solo, pais as maiores taxas de mineralização, à exceção da latassalo roxo, vegetação de mata, foram obtidas quando se aplicou a corretivo. Os teores de matéria orgânica e N total apresentaram correlação significativa com o N mineralizada acumulada nas solos, independentemente da calagem. A maior intensidade da processo de nitrificação foi verificada sob acidez corrigida, refletida, de modo geral, pela maior relação nitrato/amônio obtida com a elevação do pH do sala, exceto para a solo sob eucalipto (Eucalyptus sp).

Termos de indexação: nitrogênio, mineralização, calagem, nitrificação

SUMMARY: EFFECT OF LIMING ON NITROGEN MINERALIZATION OF SOILS FROM MINAS GERAIS STATE

This study was carried out under laboratory conditions, during February-May 1989 to evaluate the effect of soil acidity on nitrogen mineralization as well as the effect on nitrification, in seven surface soils (5-10 cm) of tire southern part of Minas Gerais State, Brazil. Fifty grams of soil sample with acidity corrected or not were mixed with 50g of medium sand and incubated under aerobic conditions for 100 days. The nitrogen mineralization and nitrification were assessed by ammonium and nitrate production under natural and optimum soil pH. Nitrogen mineralization and nitrification were affected not only by soil acidity but also by the type of vegetation that covered the soil site. Liming the soils to a pH around 6.0 resulted in increased net nitrogen mineralization rate, except for the soil under natural forest vegetation. Liming the soils also increased nitrification rate; except for the soil under eucalyptus (Eucalyptus sp.) vegetation. Organic matter and total nitrogen content were highly correlated with tire net nitrogen mineralized, independently of soil acidity.

Index terms: nitrogen, mineralization, liming, nitrification.

INTRODUÇÃO

O completo entendimento das transformações do nitrogênio no solo constitui fator importante para a maximização do seu uso pelas plantas e, por conseguinte, maior eficiência da adubação nitrogenada.

Entre as transformações do N, há um destaque para a mineralização, processo que consiste na conversão do N orgânico para a forma inorgânica (N-NH₄⁺). Essa transformação é mediada, principalmente, pelos microrganismos heterotróficos, que utilizam substâncias orgânicas como fonte de energia (Jansson & Persson, 1982).

Em oposição à mineralização, e concomitantemente a este processo, ocorre a imobilização, que consiste na remoção do nitrogênio inorgânico do solo pelos microrganismos decompositores da matéria orgânica, durante a multiplicação, crescimento e manutenção da biomassa do solo.

A intensidade da mineralização depende de diversos fatores, como: tipo de solo, conteúdo de matéria orgânica e N total, relação C/N, pH, temperatura, umidade, secamento, congelamento, suprimento de nutrientes inorgânicos e interações solo-planta (Black, 1968).

Entre eles, o pH do solo constitui o mais importante fator a condicionar o processo de mineralização da matéria orgânica (Haynes, 1986). De modo geral, com a correção da acidez do solo, tem-se verificado aumento nas taxas de mineralização do nitrogênio (Nyborg & Hoyt, 1978; Nyborg et al, 1988; Cabaneiro et al., 1990), embora esse efeito possa ser apenas temporário (Nyborg & Hoyt, 1978). Mesmo em ecossistemas florestais, a aplicação de calcário tem acelerado a decomposição da matéria orgânica e a mineralização do nitrogênio (Adams et al., 1978).

Segundo Pottker & Tedesco (1979), estudos de mineralização da matéria orgânica tornam-se importantes no que tange à obtenção de índices de disponibilidade de nitrogênio para as plantas.

O presente estudo objetivou avaliar o efeito da calagem sobre a capacidade de mineralização e nitrificação de sete solos do Sul de Minas Gerais.

MATERIAL E MÉTODOS

Foram utilizados sete solos da região Sul de Minas Gerais, coletados na profundidade de 5-10cm e cujas amostras foram secas ao ar e, posteriormente, tamisadas em peneira com malha de 2 mm. A classificação dos solos, a vegetação, os símbolos e a caracterização física e química encontram-se no quadro 1.

As análises químicas foram efetuadas segundo os métodos descritos por EMBRAPA (1979), para pH em água, H + A1³⁺ , Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺ e P. O carbono orgânico foi determinado segundo método proposto por Raij & Quaggio (1983), calculando-se, de forma indireta, o teor de matéria orgânica. O nitrogênio total foi analisado conforme o método descrito por Bremner & Mulvaney (1982), e a análise granulométrica, feita de acordo com Camargo et al. (1986).

Quadra 1. Classificação, símbolos, argila, silte, areia e principais propriedades químicas da camada de 5-10cm dos solos estudadas.

Solos	Simb	Vegetação	Arg	Silt	Ar	Al	Ca	Mg	H+Al	K	P	MO	Nt
			%			cmol(+)/dm^3				mg/kg		g/kg
Latossolo roxo	LR1	Mata	62	3	35	1,4	0,4	0,1	11,9	58	2	44	2,8
Latossolo roxo	LR2	Milho	63	5	32	0,2	2,5	0,4	5,3	27	5	35	2,2
Latossolo roxo	LR3	Eucalipto	59	9	32	1,4	0,1	0,1	9,2	12	2	33	2,0
Latossolo vermelho-escuro	LE	Past. Natural	30	45	25	0,8	0,4	0,1	5,9	27	1	29	1,9
Latossolo vermelho-amarelo	LV	Past. Natural	22	35	35	0,6	0,2	0,1	2,9	23	1	9	0,7
Cambissolo	C	Past. Natural	34	26	40	2,5	0,7	0,1	8,2	59	2	33	1,2
Glei pouco húmico	HGP	Milho	30	45	25	2,1	0,4	0,1	7,3	22	3	26	1,2

A necessidade de calagem foi determinada segundo Raij (1991), para uma saturação por bases de 60%. Os solos, após a calagem (CaCO₃:MgCO₃ p.a., na proporção de 4 + 1) foram pré-incubados por quarenta dias. Durante esse período, avaliou-se o N mineralizado.

Após a reação do calcário, transferiram-se para funis de plástico 50 g de cada solo (com e sem calagem) e 50 g de areia média. Todos os funis foram cobertos com papel de alumínio, com a finalidade de evitar perdas excessivas de água por evaporação. Foi feito um furo central em cada proteção de alumínio com o intuito de facilitar trocas gasosas entre os solos e o meio externo. A incubação, que teve início em fevereiro de 1989 e término na primeira quinzena de maio do mesmo ano, foi realizada em laboratório à temperatura ambiente, variando a diária entre 22 e 31⁰C, com valor médio de 26⁰C.

Efetuou-se a extração do nitrogênio mineralizado (N-NH₄⁺ e N-NO₃^-) percolando-se o solo com 100ml de CaCl₂ 0,01 mol/L, em incrementos de 25 ml, nos seguintes tempos de incubação: 0, 40, 55, 70, 85 e 100 dias. A extração no tempo zero teve por objetivo quantificar o nitrogênio mineral inicial presente nos solos. Em duas das lavagens iniciais (40 e 55 dias de incubação), adicionaram-se aos solos 40ml de solução nutritiva com a seguinte composição: MgSO₄.7H₂O 0,002M, Fe EDTA 5 mg/L, K₂SO₄ 0,0025M e Ca(H₂PO₄) ₂.H₂O 0,004M. Nas lavagens posteriores, em vez da solução nutritiva, adicionaram-se 20 ml de água destilada, O nitrogênio mineralizado (N-NH₄⁺ + N-NO₃^- ) foi quantificado segundo Keeney & Nelson (1982).

O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado com três repetições.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

No quadro 2 são apresentados os teores de nitrogênio mineralizado, na ausência e na presença da calagem, durante os cem dias de incubação. A mineralização do nitrogênio decresceu com o tempo, concordando com os resultados obtidos por Stanfomd & Smith (1972).

As maiores taxas de mineralização foram observadas nos primeiros 55 dias de incubação. A calagem promoveu um incremento na mineralização do N, sendo as maiores taxas obtidas durante os 40 dias iniciais de incubação. Na ausência da calagem, a maior intensidade de mineralização do N se deu no período de 4 1-55 dias de incubação (Quadro 2).

Quadro 2. Mineralização líquida do nitrogênio em sete solos do Sul de Minas Gerais, sem e com a aplicação de calcário

Solos (1)	Período de Incubação (dias)
	0-40		41-55		56-70		71-85		86-100
	S(2)	C(2)	S(2)	C(2)	S(2)	C(2)	S(2)	C(2)	S(2)	C(2)
LR1	50	86	60	31	19	13	13	12	10	10
LR2	18	80	36	17	12	12	10	12	8	10
LR3	24	87	34	27	12	12	12	12	8	10
LE	22	69	55	24	16	11	8	10	7	9
LV	10	23	18	14	7	8	7	6	6	7
C	14	44	38	21	13	11	8	10	9	10
HGP	27	43	19	23	11	12	10	13	10	10
(1)- LRI: latossolo roxo; LR2: latossolo roxo; LR3: latossolo roxo; LE: latosaolo vermelho-escuro; LV: latossolo vermelho-amarelo; C: Cambissolo; HPG: glei pouco húmico. (2) S= Sem calagem; C= Com calagem.

Com o avanço do período de incubação, observou-se uma diminuição e estabilização nos teores de N mineral produzido, com a adição ou não de calcário. Segundo Cornfield (1952), as maiores taxas de mineralização nas semanas iniciais de incubação podem ser atribuídas à mineralização da parte da matéria orgânica de fácil decomposição, restando, após a degradação desses compostos orgânicos, resíduos orgânicos de alta estabilidade e, por conseguinte, de decomposição mais lenta. Brandão (1990) também observou que a calagem promove rapidamente a mineralização do nitrogênio facilmente mineralizável, na medida em que o N extraído por extratores químicos, utilizados na avaliação deste nitrogênio, se equivaleu ao N mineral formado nos solos que receberam calcário.

Os maiores teores de N mineralizado, acumulados após os cem dias de incubação (Quadro 3), foram obtidos com a correção da acidez do solo, à exceção do solo LR1, que apresentava os maiores teores de matéria orgânica e N total. Os resultados estão de acordo com os apresentados por Dancer et al. (1973), Nyborg & Hoyt (1978) e Nyborg et al. (1988), os quais observaram uma aceleração no processo de mineralização e um aumento nos teores de N mineral com a aplicação de calcário. O efeito da calagem sobre a mineralização não esteve relacionado somente aos aumentos nos valores de pH e atividade microbiana, mas também podem estar ligados à degradação de compostos com propriedades inibitórias à decomposição da matéria orgânica, conforme sugerido por Marschner & Wilczynski (1991).

Os maiores incrementos do N mineralizado (Quadro 3), obtidos pela diferença do N mineral produzido nos tratamentos com e sem a aplicação de calcário, foram observados nos solos LR3, LR2 e HGP, solos esses sob cultivo e com valores de pH, após a aplicação de calcário, iguais ou superiores a 6,0, Em estudo que se buscou avaliar a influência da calagem dobre o N mineralizado, em solos tratados com uréia, Yadvinder-Singh & Beauchamp (1986) obtiveram resultados similares, pois esses autores só observaram um significativo aumento do N mineralizado, em solos com pH maior que 6,0. Contudo, os incrementos na mineralização de N, provocados pela aplicação de calcário no presente estudo, foram inferiores aos obtidos por Nyborg & Hoyt (1978), os quais observaram, em solos virgens e cultivados, uma duplicação nos teores de N mineralizado com a calagem.

Quadro 3. Nitrogênio mineral acumulado após 100 dias de Incubação, sem e com a aplicação de calcário.

Solos (1)	pH do solo		N mineral acumulado		Incremento de N mineral com a calagem
	Sem calagem	Com Calagem	Sem calagem	Com calagem
LR1	4,3	5,7	152a (1)	152 a	0
LR2	5,8	6,0	84 b	131 a	47
LR3	4,2	6,2	90 b	148 a	58
LE	4,7	5,8	108 b	123 a	15
LV	6,1	7,0	48 b	58 a	10
C	5,0	5,9	82 b	96 a	14
HGP	4,2	6,0	77 b	101 a	24
(1) LR1: latossolo roxo; LR2: latossolo roxo; LR3: latossolo roxo; LE: latossolo vermelho-escuro; LV: latossolo vermelho-amarelo; C: cambissolo; HPG: glei pouco húmico. (2) Médias seguidas da mesma letra na coluna não diferem entre si pelo teste de Tutkey ao nível de 5%.

Independentemente das condições de acidez, os solos LR sob vegetação de mata (LR1) e LV sob pastagem apresentaram, respectivamente, a maior e a menor mineralização de nitrogênio (Quadro 3).

A mineralização observada nesses dois solos, bem como nos demais, mostrou-se bastante influenciada pelos teores de matéria orgânica e N total, como se pode observar nos altos coeficientes de correlação obtidos entre esses dois parâmetros e o nitrogênio mineralizado acumulado, com e sem calagem (Quadro 4). Esses resultados atestam a importância dos teores de matéria orgânica e N total na predição do N potencialmente disponível. Observou-se também uma significativa relação entre os teores de argila e o de N mineralizado, na ausência e na presença da calagem. Segundo Jenny, citado por Haynes (1986), os teores de matéria orgânica e N total tendem a aumentar com o aumento nos teores de argila, o que ficou evidenciado no presente estudo, tendo em vista os coeficientes de correlação obtidos entre argila e matéria orgânica (0,92) e argila e N total (0,87).

Quadro 4. Coeficientes de correlação entre os teores de matéria orgânica (M.O.), N ( total (N_t) e argila (Arg) com o nitrogênio mineralizado acumulado (N min. ac.), na ausência e na presença de calagem.

Correlação	Calagem	Coeficiente de correlação
M.O. x N min. acumulado	Com	0,912**
M.O. x N min. acumulado	Sem	0,928*
Nt x N min. Acumulado	Com	0,966**
Nt x N min. Acumulado	Sem	0,854*
Arg x N min. Acumulado	Com	0,922*
Arg x N min. acumulado	Sem	0,771*
* e ** Significativos pelo teste de t aos níveis de 5 e 1% respectivamente.

No quadro 5 encontram-se os teores de nitrogênio mineralizado, presentes nas formas de amônio e nitrato. Na ausência de calagem, observam-se baixos valores para a relação nitrato/amônio, com exceção do solo LR2, que já apresentava pH natural elevado, e do HGP. A calagem aumentou a relação nitrato/amônio, à exceção do LR3, sugerindo que a maior taxa de mineralização, obtida com a correção da acidez neste solo, não foi acompanhada de maior intensidade no processo da nitrificação. Possivelmente tal restrição esteja relacionada aos exsudatos da raiz do eucalipto, ou aos produtos oriundos da decomposição de restos vegetais desta espécie, os quais poderiam estar exercendo um efeito inibitório sobre a atividade dos microrganismos nitrificadores.

Quadro 5. Teores de amônio e nitrato presentes após cem dias de incubação em sete solos do Sul de Minas Gerais, na ausência e na presença de calagem

Solos (1)	Total acumulado				Relação N-NO3^-/ N-NH4^+
	Sem calagem		Com calagem
	N-NH4^+	N-NO3^-	N-NH4^+	N-NO3^-	Sem calagem	Com calagem
	mg/kg
LR1	63	89	26	126	1,4	4,8
LR2	26	57	36	94	2,2	2,6
LR3	40	53	66	81	1,2	1,2
LE	57	51	26	98	0,9	3,8
LV	30	18	28	30	0,6	1,1
C	60	22	27	69	0,4	2,6
HGP	20	57	23	78	2,8	3,4
(1) LR1: latossolo roxo; LR2: latossolo roxo; LE3: latossolo roxo; LE: latossolo vermelho-escuro; LV: latoasolo vermelho-amarelo; C: cambiasolo; HPG: glei pouco húmico.

Segundo Barros & Novais (1990) e Rice & Pancholy (1972), o decréscimo na nitrificação em ecossistemas florestais é também explicado como forma de conservação de energia com o equilíbrio ecológico, que favorece a utilização de nitrogênio na forma amoniacal. O predomínio de maiores teores de nitrogênio na forma de amônio, para o solo sob vegetação de eucalipto, está de acordo com resultados obtidos por Vale (1982) e Locatelli (1984), os quais observaram que essa espécie possui maior eficiência em absorver o N na forma amoniacal.

Nos solos LE, LV e C, a relação nitrato/amônio é menor do que 1, na ausência da calagem, indicando predominância de amônio. Isso pode afetar a absorção de N, principalmente se for levado em conta que a maioria das espécies cultivadas se mostram sensíveis ao suprimento predominante de amônio, dado ser esta espécie iônica mais tóxica às plantas do que o nitrato (Guazelli, 1988). De modo geral, as plantas preferem um suprimento balanceado de amônio e nitrato. Por outro lado, a predominância do nitrogênio, na forma nítrica, refletida pela alta relação nitrato/amônio observada em alguns solos, após a calagem, poderia ser indesejável, visto que o nitrato é mais suscetível a perdas por denitrificação e lixiviação, se comparado com o amônio.

O solo LV, mesmo com a elevação do pH, apresentou baixa capacidade de nitrificação do amônio proveniente da mineralização. Assim, de modo geral, os teores de nitrato formado se mostraram bastante dependentes das condições de acidez do solo, conforme verificado por Sahrawat (1982) e Dancer et al, (1978).

Outro fato a considerar é que as sucessivas lavagens nos solos estudados podem ter acarretado uma redução no tempo em que o amônio do solo esteve sujeito à ação dos microrganismos nitrificadores, o que pode ter condicionado níveis subestimados de nitrato formado.

Com base neste estudo, torna-se importante ressaltar que o aumento nos rendimentos da maioria das culturas com a prática da calagem pode não se dever exclusivamente aos menores teores de alumínio e/ou maiores teores de cálcio, além de outros efeitos benéficos normalmente citados, mas também aos maiores teores de N mineral disponível para as plantas, oriundo do processo da mineralização, e suprido de forma mais balanceada nas formas de amônio e nitrato.

CONCLUSÕES

1. A mineralização do nitrogênio foi influenciada pela calagem, que promoveu maior disponibilidade de N mineral no solo.

2. A maior intensidade do processo de nitrificação se deu com a correção da acidez do solo, refletida pela maior relação nitrato/amônio obtida.

(1)- Trabalho financiado pelo CNPq. Recebido para publicação em novembro de 1993 e aprovado em julho de 1994.

(2)- Aluno do CPGSNP-ESAL, Caixa Postal 37, CEP 37200-000 lavras (MG).

(3)- Professor titular do Departamento de Ciência do Solo da ESAL, Caixa Postal 37, CEP 37200-000 Lavras (MG).

(4)- Professor Assistente do Departamento de Ciência do Solo da ESAL, Caixa Postal 37, CEP 37200-000 Lavras (MG).

(5)- Bolsista do CNPq.

Publicado originalmente Revista Brasileira de Ciência do Solo, Campinas, 18:471-476, 1994

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