Comportamento da carga iônica líquida variável de um latossolo vermelho distroférrico típico sob diferentes manejos

Abstract

Resumo: Os solos são considerados armazenadores de íons e afetam o desenvolvimento vegetal, pois possuem capacidade de reter nutrientes e liberá-los durante o ciclo das culturas. Esta propriedade é explicada atualmente pela Teoria de Complexação de Superfície, que define os componentes de carga como compartimentos interativos e balanceados pela relação s0 + sH + sEI + sEE + sD = 0. O excesso de carga superficial iónica relativa específica líquida (Dq) resulta da interação entre complexos de esfera interna (sEI), complexos de esfera externa (sEE) e íons difusos (sD), e depende das condições da solução (força iônica, pH, natureza do eletrólito). Deste modo a variação do Dq reflete a dinâmica da carga iônica do solo e pode ser usada na avaliação do manejo agrícola. O objetivo do trabalho foi avaliar o comportamento do Dq em função do -log[H+] (4 a 7) e da força iónica (I = 0,01 ou 0,001 mol kg^-1), e sua interação com a variação na quantidade e fonte de matéria orgânica (MOS). As amostras de solo foram coletadas num experimento do Instituto Agronómico do Paraná (IAPAR) em Londrina - PR, conduzido a partir de 1976 num Latossolo Vermelho Distroférrico típico, muito argiloso e caulinítico (LVdf), em três profundidades (0-5; 10-20 e 240-260 cm) e três sistemas: dois sistemas agrícolas, ambos com duas sucessões de culturas, trigo/soja (TS) e trigo/milho (TM), sendo um com preparo do solo convencional (PC) e outro com plantio direto (PD); e o terceiro sendo um sistema de floresta nativa (F), próximo ao experimento. O Dq foi determinado em experimentos de adsorção iônica não específica usando LiCl como eletrólito índice, induzindo ao sistema complexos de esfera externa e íons difusos (Dq = qLi+ - qCl- = CTC - CTA). Os procedimentos de laboratório foram realizados no laboratório de solos do IAPAR em Ponta Grossa - PR utilizando um aparelho extrator mecânico, automatizado com fluxo fixo de 25 g h^-1 e relação solo/solução 1:25. Os dados do comportamento do Dq, expresso pelos gráficos de Dq vs. pH com regressão quadrática, mostraram que com o aumento e fonte de MOS, do pH e da I, ocorreu um aumento da CTC e da capacidade de armazenamento de íons. Houve diferença entre sistemas, onde a CTC foi aumentada com TS>TM<=F, PD>PC>=F, na superfície do solo e com sinergismo com o teor de P no solo, em consequência da geração de maior número de sítios com carga negativa. O efeito qualitativo da MOS também pôde ser evidenciado com a simulação dos dados com regressão linear múltipla (Dq vs. pH e Ct). O PCLZ aumentou com a redução da MOS indicando possibilidade de ocorrer CTA no solo, e o PESIZ (dDq/dl=0) não variou com os tratamentos.

Abstract: The soils are considered as ions storekeepers and affect plant development since they are capable of keep nutrients and to release them during plant cycle. That property is actually explained by the Surface Complexation Theory, that define the surface charge components as interactive pools and balanced by the relation s0 + sH + sIE + sOE + sD = 0. The excess of net specific relative ionic surface charge (Dq) is the result of the interaction among inner sphere complexes (sIE), outer sphere complexes (sOE ) and diffuse ions (sD), and depends on the solution conditions (ionic strength, pH and electrolyte nature). Therefore the Dq variation reflects the soil ionic charge dynamic and may be used to evaluate the agriculture management. The objective of this work was to evaluate the Dq behavior as a function of -log[H+] (4 to 7) and ionic strength (0,01 and 0,001 mol kg^-1), and its interaction with the variation of organic matter (SOM) quantity and source. The soil samples were collected in an IAPAR field experiment in Londrina - PR, which started in 1976, in a typical Distroferrico Red Latosol (LVdt), very clayed and kaolinitic, in three soil depths (0-5, 10-20 and 240-260 cm) and three systems: two agriculture systems, both with crop successions Wheat - Soybean (TS) and Wheat - Corn (TM), being one with conventional soil preparation (PC) and another with no tillage (PD); and the third being a native forest system (F), in an area near of the experiment. The procedures comprised of non-specific ion adsorption experiment with LiCl as the index electrolyte, inducing to the system the formation of outer sphere complexes and ion diffuse swarm (Dq = qLi+ - qCl- = CEC - AEC). The laboratory procedures were developed in the IAPAR soil laboratory in Ponta Grossa - PR using automatized mechanical extractor equipment, with a fixed flux of 25 g h^-1 and 1:25 soil/solution ratio. The data of Dq behavior, expressed by the Dq vs. -log[H+] quadratic regression graphics, showed that with the increase and source of SOM, of pH and of I, there was an increase of CEC and of ion storage capacity. There was difference among systems, where the CEC was increased with TS>TM<=F, PD>PC>=F, on soil surface and with synergism with soil P content, as a consequence of the generation of higher number of negative charge sites. The SOM qualitative effect could also be evidenced with data multiple linear regression simulation (Dq vs. pH e TC). The PZNC value increased with the decrease of the SOM which indicates that positive charge may be present in the soil, and the PZISE (dDq/dI=0) did not change with the treatments.