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Do ponto de vista Físico-químico, deve-se considerar a capacidade de trocas de cátions (CTC), as somas de base (SB) e saturação por bases (V%). Capacidade de trocas de cátions Os colóides apresentam cargas elétricas negativas e, ou positivas, sendo que as diferenças entre essas cargas induzem a adsorção de cátions ou ânions. Este fenômeno chama-se adsorção iônica, que pode ser dividida em catiônica (Al 3 +, Ca 2 + , Mg 2 + , K +, Na +, NH 4
, etc.) ou aniônica (NO 3
PO
4
, SO 4 2 - , etc.
A saturação por bases é um excelente indicativo das condições gerais de fertilidade do solo, sendo utilizada até como complemento na nomenclatura dos solos. Os solos podem ser divididos de acordo com a saturação por bases : solos eutróficos (férteis) = V%≥ 50 %; solos distróficos (pouco férteis) = V%< 50 %. É a soma das bases trocáveis expressa em porcentagem de capacidade de troca de cátions. V% = (SB x 100 ) / T - Ex: V% = (5,14 cmolc/ dm 3 x 100 ) / 9,19 cmolc/ dm^3 = 55,9 % A soma de bases trocáveis (SB) de um solo, argila ou húmus representa a soma dos teores de cátions permutáveis, exceto H+ e Al³+ (SB = Ca²+ + Mg²+ + K+). A saturação por bases é um excelente indicativo das condições gerais de fertilidade do solo, sendo utilizada até como complemento na nomenclatura dos solos. - Ex: SB = 3 , 21 cmolc/ dm^3 + 1 , 61 cmolc/ dm^3 + ( 126 , 6 mg/dm^3 / 391 ) = 5 , 14 cmolc/ dm^3 Amostra pH K P Ca Mg Al H+Al M.O. mg/dm 3 mg/dm 3 cmolc/dm 3 cmolc/dm 3 cmolc/dm 3 cmolc/dm 3 % Talhão 1 5,24 126,6 34,38 3,21 1,61 0,25 4,05 1,
Em termos práticos, dizer que os cátions adsorvidos nos colóides do solo são trocáveis, significa que eles podem ser substituídos por outros cátions, ou seja, o cálcio pode ser trocado por hidrogênio e, ou potássio, ou vice-versa. O número total de cátions trocáveis que o solo pode reter é chamado de sua capacidade de trocas de cátions (CTC) Quanto maior a CTC do solo, maior o número de cátions o solo pode reter. A CTC é uma característica físico-química fundamental ao manejo adequado da fertilidade do solo.
A capacidade de troca catiônica (CTC) pode ser obtida por soma de bases, conforme a fórmula: CTC = Ca 2 +
- Mg 2 +
- K
- Na
- H+Al; Valores maiores do que 15 cmolc / dm
- 3 indicam presença de argila 2 : 1 na fração argila; Valores menores que 5 cmol c / dm
- 3 indicam baixo teor de argila ou predominância de argila 1 : 1 como a caulinita; Em solos intemperizados como os dos Tabuleiros Costeiros, boa parte da CTC vem da matéria orgânica; A CTC é um dado a ser considerado no manejo da adubação. Em solos de baixa CTC o parcelamento do nitrogênio e do potássio é necessário para evitar perdas por lixiviação.
Características do fenômeno de troca O fenômeno de troca é reversível: Isto significa que, embora haja um ponto de equilíbrio na reação, um cátion desloca outro sucessivamente. O fenômeno de troca é estequiométrico: Os cátions se substituem em quantidades ( 20 mg de Ca 2 + x 1 mg de H
). Uma solução com 10 meq de Ca 2 + e que interage com um solo, provocando uma troca, poderá conter, ao final, apenas 8 meq de Ca 2 + , mas terá que ter mais 2 meq de outros elementos que estavam absorvidos ao mesmo. O fenômeno de troca é instantâneo: A troca de um novo cátion adicionado ao solo, com cátions já adsorvidos ao solo, verifica-se com alta rapidez e até de maneira instantânea.
Superfície específica Relação entre a área superficial de um cubo de massa conhecida e o tamanho de suas partículas. _No cubo maior (a) cada lado possui 64 cm 2 de área superficial. O cubo tem seis lados, com área superficial total de 384 cm 2 ( 6 lados x 64 cm 2 ). Se o mesmo cubo fosse dividido em cubos menores (b) de modo que cada um tenha 2 cm de lado, o mesmo material será agora representado por 64 cubos pequenos ( 4 x 4 x 4 ). Cada lado do cubo pequeno terá 4 cm 2 ( 2 x 2 ) de área superficial, resultando em 24 cm 2 de área superficial ( 6 lados x 4 cm 2 ). A área superficial total será de 1536 cm 2 ( 24 cm 2 x 64 cubos). Deste modo, a área superficial deste cubo será quatro vezes maior do que a área superficial do cubo maior.
A importância desses fatores na CTC justifica um detalhamento maior dos mesmos com o objetivo de ampliar a capacidade de melhor entender de fertilidade dos solos e propor soluções mais adequadas aos problemas nutricionais das plantas. Ao conhecer a CTC de alguns componentes do solo, podemos fazer algumas inferências valiosas sobre o assunto. Potencial Hidrogeniônico – pH: Será maior a influência do pH do meio, quanto maior forem as presenças de espécies de minerais de argila com dominância de cargas dependentes de pH e, ou matéria orgânica. Os solos podem apresentar cargas negativas cuja expressão na CTC é constante, independente do pH, mas há cargas negativas que se manifestam quando o pH se eleva; neste caso, diz-se que a CTC é dependente de pH.
Esses dados mostram a importância de um manejo adequado na matéria orgânica, quando se tem por meta um balanço eficiente da cátions no solo e para melhor definição da época de aplicação e doses de fertilizantes em um programa de adubação.
Série Preferencial de troca: Os cátions que estão adsorvidos aos colóides são passíveis de serem trocados, seguindo uma série preferencial. Em um sentido bem amplo, a energia de ligação do cátion ao colóide aumenta com a valência e com o grau de hidratação do cátion. Série Preferencial: H
Al 3 + Ca 2 + Mg 2 + K
Na
A CTC do solo pode estar ocupado com cátions essenciais ao desenvolvimento faz plantas, tais como Ca 2 + , Mg 2 + e K
, neste caso, solo eutrófico, ou ocupado com cátions potencialmente tóxicos como H
e Al 3 + , solo distrófico.
Soma de Bases: É o resultado da soma dos teores de Ca, Mg e K (eventualmente Na, se esse elemento for determinado): SB = Ca + Mg + K + (Na). Esse cálculo só pode ser feito se todos os nutrientes estiverem na mesma unidade, que pode ser meq/ 100 ml, cmol c / dm
- 3 ou mmol c / dm - 3 . Não pode ser feita essa soma se o K (eventualmente o Na) Estiverem expressos em ppm ou mg / dm
- 3 . Soma de Bases
Saturação por Bases: V% Calcular a saturação por base fornece uma ideia do estado de ocupação das cargas da CTC total, ou melhor, do total de cargas negativas existentes no solo, qual a proporção ocupada pelos cátions úteis (Ca, Mg e K). Veja: V% = Ca + Mg + K ---------------------------- X 100 ou V% = SB Ca + Mg + K (H + Al) -------- X 100 T
