Qual a vantagem de mudar o ponto de carga zero (PCZ) dos colóides do solo?
Olá, pessoal!
Antes de responder à pergunta. Vamos entender o conceito de Ponto de Carga Zero (PCZ).
Conceito de Ponto de carga zero (PCZ)
O Ponto de Carga Zero (PCZ) é o valor de pH no qual a carga superficial de um sistema reversível de dupla camada é zero.
O Ponto de Carga Zero (PCZ) ou Ponto de Efeito Salino Nulo (PESN) é a medida do pH, em que a quantidade de carga positiva e negativa são iguais.
Na prática, o solo que terá uma maior quantidade de carga negativa ou positiva de acordo com o pH.
Lembrando que, um solo com maior quantidade de carga negativa irá reter nutrientes catiônicos como exemplo as bases: o cálcio (Ca2+), magnésio (Mg2+) e o potássio (K+) e sódio (Na+).
Por outro lado, um solo com maior quantidade de carga positiva irá reter nutrientes aniônicos como exemplo: o sulfato (SO42-), o fósforo (H2PO4-) e o nitrato (NO3-).
Observe a Figura abaixo.
Note a esquerda, temos um solo eletricamente positivo, ou seja, com baixa CTC ou até com CTA, em razão da acidez deste solo, uma característica de solos bastante intemperizados.
Ao aplicar o calcário nestes solos bastante em intemperizados, agora observe que temos um solo que está no meio, ou seja, com um ponto de carga zero em um primeiro momento e na sequência a calagem irá promover um solo com maior quantidade de carga negativa, isto é, com maior CTC.
Carga elétrica do solo independente de pH (países de clima frio)
Nos solos de clima temperado, presente na Europa e EUA, as cargas do solo são negativas, isto é, são constantes, independentes de influência do pH, devido à presença de argila 2:1 como a Montmorilonita, Vermiculita e Ilita por exemplo.
Isto ocorre, pelo fato de ter um déficit de carga, em razão da substituição isomórfica na estrutura cristalina, onde temos 2 moléculas de Silício ligada com uma molécula de alumínio.
A presença de argila 2: 1 na constituição mineralógica de solos dos países de clima frio é uma maior quantidade de carga negativa independente do pH do solo, com isso uma maior capacidade de troca catiônica, ou seja, um solo que retêm uma maior quantidade de bases, e um solo com maior capacidade de reter água durante um período maior.
Dessa forma, o pH do solo não influencia nas cargas negativas ou positivas uma vez que nestes solos as cargas sempre serão negativas em razão do tipo de mineral de argila, no caso argila 2:1.
Carga elétrica do solo dependente de pH (países de clima quente)
No Brasil, as cargas elétricas no solo são variáveis, porque na maior parte dos solos principalmente aqueles solos, mas intemperizados não ocorre a presença do mineral de argila 2: 1.
Nesses solos mais intemperizados que é a realidade de países de clima quente, ocorre a presença de minerais 1:1 (caulinita) e óxidos de ferro e alumínio.
Pelo fato da presença na maior parte em sua constituição dos solos de clima quente serem minerais 1: 1 e óxidos de ferro e alumínio, a carga elétrica destes solos podem variar entre positivo e negativo dependendo do pH atual do solo, por isso que chamamos de carga variável.
O PCZ modifica de acordo com a profundidade do solo.
Portanto, quando o pH do solo for superior ao PCZ, o solo estará carregado negativamente, resultando na capacidade de troca catiônica CTC.
Por outro lado, se o pH for menor que o PCZ, o solo terá maior quantidade de carga positiva e apresentará capacidade de troca aniônica CTA.
Tipos de óxidos e minerais e sua influência no Ponto de carga zero (PCZ)
Observe a Tabela 1, abaixo.
Tabela 1- Ponto de carga zero (PCZ) dos colóides do solo.
Observe o mineral de argila, no caso a caulinita na Tabela 1, é muito comum sua presença nos solos brasileiros, note que o PCZ é 3,5.
Isto significa, que quando o pH estiver abaixo de 3,5 a carga gerada pela Caulinita será positiva.
Porém, quando elevamos o pH do solo para acima de 3,5 esse solo irá ficar eletricamente mais negativo.
O resultado será uma maior quantidade de capacidade de troca catiônica (CTC) neste solo.
Agora, observe a PCZ da Goethita/ Hematita (óxidos de ferro) muito comum em solos mais intemperizados como exemplo o Latossolo.
Lembrando que a Goethita deixa o solo com uma coloração amarela e a Hematita com uma coloração vermelha.
Na prática, esse solo naturalmente tem um pH próximo entre 4 a 4,5, nesse caso está sendo gerado uma maior quantidade de carga positiva, este solo está muito ácido, ou seja ele não segura nada de cátions.
Se um produtor fizer uma adubação principalmente de potássio cálcio magnésio esses cátions serão perdidos em profundidade no solo.
Assim, se um produtor não fizer a calagem para mudar a situação desse solo, no caso na geração de carga positiva para negativa, toda adubação que for feita será perdida e com isso a planta não irá absorver esses nutrientes.
Importância da calagem na geração de carga negativa no solo
Para resolver essa questão de solos naturalmente positivos um dos recursos que nós temos é a aplicação de calcário para aumentar o pH do solo e com isso a geração de carga negativa.
Após a aplicação do calcário, o resultado será a formação de cargas elétricas negativas no solo, conhecida como CTC, demonstrada na análise de solo.
Uma das razões para fazer a calagem no Brasil, além de fornecer Ca, Mg e neutralizar o Al tóxico, é também, mudar a carga positiva para negativa.
Em razão, da elevação do pH da caulinita e dos óxidos de ferro alumínio muito comum em nossos solos.
Graças a tecnologia do calcário, foi possível transformar solos inférteis em solos férteis por isso o Brasil atualmente é o que conhecido como celeiro do mundo, produzindo comida para mais de um bilhão de pessoas.
Intemperismo e influência no ponto de carga zero do solo
O processo de intemperismo é a causa principal dos nossos solos serem dependentes do PH para gerar cargas negativas isto é ter uma maior CTC.
Lembrando que, pelo fato de estarmos tem um clima tropical o processo de intemperismo é mais atuante do que em países de clima temperado.
O resultado do processo de intemperismo em nossos solos foi o que chamamos de transformar as argilas 2: 1 para argila 1: 1 e óxidos de ferro e alumínio.
Como a maioria dos solos do Brasil foram “lavados” pelo processo de intemperismo, nesses solos muito intemperizados é fundamental para que sejam produtivos à utilização de calcário para elevar o pH e torná-los eletricamente negativos.
Para você entender melhor essa relação do que chamamos de solo lavado é o tipo de mineral de argila em países de clima quente ocorreu da seguinte forma.
Imagine, que no início do processo de formação do solo, isto é, quando tínhamos as rochas somente as rochas, os minerais de argila presentes em nossos solos eram do tipo 2: 1 o mesmo encontrado hoje nos países de clima frio (montmorinolita, ilita, vermiculita) produzem mais carga negativa no solo.
Porém, com o passar dos anos em países de clima quente com alta precipitação pluviométrica e alta temperatura essa argila 2: 1 que estava presente em nosso solo foi transformada em argila 1:1 como exemplo temos a caulinita.
Como o processo de intemperismo não parou, ou seja, ocorre atualmente a argila 1:1 do tipo caulinita foi transformada em os óxidos de ferro ou alumínio.
Lembrando que o óxido de ferro e alumínio produz menos carga negativa no solo.
Por isso, que nós temos uma alta dependência na aplicação de calcário para a produção de carga negativa no solo. Já que, a maioria dos nossos solos com destaque para os solos do cerrado são constituídos por óxidos de ferro e alumínio.
Além do calcário utilizado para a correção de acidez isto é do pH do solo e ao mesmo tempo para a produção de carga negativa.
Nós temos também como opção de correção de acidez e produção de carga negativa: a cal virgem e as escórias de siderurgia.
Um clássico da pedologia de solos bastante intemperizados e o Latossolo, praticamente o Latossolo ocorre em todo o Brasil e a quantidade de área ocupada pelo Latossolo é uma das maiores, quando comparadas com outras classes de solo. Provavelmente, você já deve ter pisado ou estar pisando em cima de um Latossolo.
Veja a figura abaixo.
Observe que com o passar dos anos, isto é, quanto mais um solo for classificado como velho, ou seja um solo mais intemperizados, maior será a quantidade de carga positiva gerada.
Esta é a nossa realidade atual, por isso agronomicamente é recomendado fazer a calagem assim que for implantada uma cultura agrícola.
Já em solos conhecido como jovens ou pouco intemperizados existe uma tendência destes solos serem naturalmente eletronegativos, uma vez que o processo de intemperismo ainda está no início.
Classes de solo e ponto de carga zero (PCZ)
No Brasil temos 13 tipos de classes de solo, lembrando que a recomendação para determinar qual o tipo de classe solo é utilizar como referência os parâmetros físicos e químicos presentes no horizonte B.
Quando este solo não tiver o Horizonte B é recomendado fazer a classificação do solo tendo como referência o Horizonte C.
Não é recomendado fazer a classificação do solo tendo como referência as amostras físicos, químicas e estrutural do horizonte A, pelo fato do Horizonte A ter sido bastante antropizado, por meio da adição de calcário e fertilizantes e assim mudando as características naturais do solo.
De acordo com o Sistema Brasileiro de Classificação do Solo (SIBCS), uma das variáveis utilizadas para c classificar o solo, é a atividade da argila por meio da medição da CTC total.
Sendo que solos classificados com alta atividade de argila (Ta) apresentam a CTC maior ou igual a 27 cmol/kg de argila e solos classificados com baixa atividade de argila (Tb) apresentam CTC menor que 27 cmol/kg de argila no horizonte B sem a interferência do húmus.
Geralmente os Latossolos são classificados com Tb. No campo no campo, ao fazer um levantamento dos tipos de solo encontrado, nós verificamos no Horizonte B, A consistência da estrutura do solo.
Ao analisar a estrutura do solo no campo na condição úmida e esta for classificada como friável, isso indica um solo com a presença de argila com baixa atividade (Tb).
Por outro lado, se a estrutura for classificada como dura, isso indica um solo com a presença de argila com alta atividade (Ta).
Além, dos solos com argila de alta atividade serem mais férteis (Ta), isto é, eletricamente negativos com o maior CTC total solos, também estes solos têm uma capacidade maior de reter água por mais tempo.
Esses 2 fatores: a alta fertilidade e a alta capacidade de retenção de água por mais tempo é o ideal para o sucesso na produção deu uma cultura agrícola.
É importante destacar que solos com argila de alta atividade (Ta) em seu horizonte B não é recomendado a subsolagem para a descompactação, pelo fato destes solos terem sua composição argilas 2: 1 que são argilas altamente expansivas.
Na prática, ao subsolar o solo com argila de alta atividade (Ta) é a mesma coisa que você passar uma faca em uma massinha, em um primeiro momento a faca corta massinha, porém depois a massinha volta ao estado normal que estava, ela molda de novo, assim acontece quando subsolar um solo com argilas de alta atividade (Ta).
Já, em solos com argila de baixa atividade (Tb) pode subsolar para descompactar este solo.
Qual a vantagem de mudar o ponto de carga zero (PCZ) dos colóides do solo?
Agora, que entendemos todo o conceito e processos, podemos observar a vantagem de mudar o ponto de carga zero PCZ dos colóides do solo para ter uma carga negativa neste solo.
Ou seja, iremos aumentar a CTC do solo. Mas, te pergunto qual CTC? A CTC total ou a CTC efetiva?
No caso, o aumento será na CTC efetiva do solo, pelo fato da calagem.
E o resultado após a aplicação do calcário será um solo mais fértil, fornecendo mais nutrientes às plantas, reduzindo custo de produção e aumento o lucro do produtor.
O grande Professor e Pesquisador Raij, mostrou neste artigo o PCZ de duas classes de solo: o primeiro é classificado como Terra Roxa estruturada, atualmente classificado como Nitossolo e o segundo classificado como Latossolo Vermelho Amarelo húmico.
Este outro estudo da Embrapa também vale a pena ler. Clique aqui.
Conclusão
Neste artigo, aprendemos a importância de manter um solo eletricamente negativo para ser classificado como fértil e consequentemente fornecer mais nutrientes às plantas.
Nós vimos 2 tipos de solos, um solo classificado com argila de baixa atividade (Tb) no horizonte B e que dessa forma sua carga é variável, isto é, depende do pH para ficar eletricamente negativo e com isso ter uma maior CTC.
Por outro lado, nós temos um solo com argila de alta atividade (Ta) no horizonte B em que não depende do PH para ficar eletricamente negativo.
Por meio da calagem, desde que estes solos são classificados com argila de baixa atividade (Tb) no horizonte B, conhecido como solos intemperizados, ocorre o aumento da CTC e consequentemente da fertilidade e da produtividade das culturas plantadas.
Já em solo classificado com argila de alta atividade (Ta) no horizonte B, conhecido como solo jovens, não será necessário fazer a calagem, uma vez que esses solos não dependem do PH para ficarem eletricamente negativos, a sua CTC é alta naturalmente.