Análise De Potássio No Solo: Muito Além De Mehlich E Resina

Análise de potássio no solo: muito além de Mehlich e Resina

Um dos maiores desafios de análise de solo para potássio é determinar com precisão o estado de fertilidade das amostras do solo, principalmente nas regiões exploradas pelas raízes das plantas. Isso acontece porque o potássio do solo é dividido em diferentes “reservatórios” e cada método de análise possui particularidades que precisam ser conhecidas pelos agricultores que almejam saber o estado real do conteúdo de potássio do seu solo.

Métodos de avaliação da disponibilidade de potássio para as plantas

Os métodos de avaliação da disponibilidade de potássio para as plantas foram desenvolvidos e aprimorados no decorrer dos anos por diferentes pesquisadores, como explora o livro Improving Potassium Recommendations for Agricultural Crops.

As metodologias de análise sempre buscaram alcançar um equilíbrio entre a eficiência econômica-operacional das análises nos laboratórios e a eficiência de análise de potássio nos diferentes “reservatórios” do solo.

A avaliação do potássio nos diferentes “reservatórios” do solo é feita através da utilização de extratores. Eles são soluções químicas que possuem a capacidade de solubilizar os nutrientes presentes nas amostras, de forma a simular o que as culturas seriam capazes de extrair do solo durante seu desenvolvimento.

Apesar de existirem diferentes formas de análise, os métodos mais utilizados nos laboratórios, como Mehlich e Resina, quantificam apenas o potássio que está nos reservatórios de disponibilidade mais rápida (em solução e trocável).

Muitas vezes, quando o agricultor utiliza somente os resultados provenientes dessas análises, elas podem levar a condução ineficiente do manejo da fertilidade do solo, como apontam os Michael J. Bell e outros pesquisadores no capítulo Using Soil Tests to Evaluate Plant Availability of Potassium in Soils do mesmo livro:

“Os testes de K-trocável do solo nem sempre estão altamente correlacionados com a resposta da planta. Em alguns solos, os valores de potássio da análise do solo podem sugerir a necessidade de fertilizantes potássicos, mas quando não é aplicado, a cultura ainda é capaz de remover potássio suficiente do solo para produzir um rendimento respeitável (mas possivelmente abaixo do ideal).”

Ou seja, a agricultura de alta performance só é conquistada quando o manejo da fertilidade do solo vai além de métodos de análise como Mehlich e Resina. E, dessa forma, diversos outros tipos de extratores foram desenvolvidos e aprimorados para conhecer o estado real do conteúdo de potássio solo, a partir da análise dos seus diferentes “reservatórios”.

Para, então, entender a dinâmica de potássio no solo e garantir o manejo eficiente da fertilidade do solo, é preciso conhecer os diferentes extratores utilizados nos métodos de análise de solo, para escolher aquele que mais se adeque a situação da lavoura.

1. Extrator Cloreto de cálcio (CaCl2)

O extrator cloreto de cálcio (CaCl2) é capaz de refletir as concentrações de potássio semelhantes àquelas que as raízes podem encontrar na solução do solo. Entretanto, o extrator não simula as condições normais de concentração de potássio no solo, já que a análise é realizada com agitação do solo e consegue remover apenas de 30-80% de potássio nas extrações mais agressivas.

Comprovou-se que a extração utilizando CaCl2 solubiliza menos K quando comparado com acetato de amônio, Mehlich 3 ou lactato de amônio. Parte desse resultado é atribuído à baixa concentração de íons de cálcio no extrator (Ca2+), que são responsáveis por deslocar parcialmente os íons catiônicos, como o potássio (K+).

Além disso, o extrator pode ter sua eficiência limitada pela presença de argila, que está mais presente em solos de textura média e argilosa. De forma geral, quanto mais argila está presente no solo menor é a quantidade de potássio solubilizado.

2. Extrator H3A multinutriente

O extrator H3A-1 é um extrator multinutriente composto por citrato de lítio, ou seja, o único cátion presente neste extrator é Li+ , e está presente em uma baixa concentração.

Essa extração busca simular a solução da rizosfera das plantas, entretanto ainda não é tão utilizada e seus estudos de calibração para comparação com outros métodos ainda não foi realizado.

No artigo Modifications to the New Soil Extractant H3A-1: A Multinutrient Extractant, Richard L. Haney e outros pesquisadores, que propuseram a criação desse extrator, fizeram uma comparação entre o potássio extraído pelo extrator H3A e extrator acetato de amônio.

Os pesquisadores observaram que H3A solubilizou apenas cerca de um terço do K extraível com amônio das 60 amostras de solo dos Estados Unidos avaliadas.

3. Extrator Mehlich-1 (M-1)

O extrator Mehlich 1 (M-1) é composto por uma mistura de ácido clorídrico e ácido sulfúrico. Esses ácidos criam um ambiente de baixo pH para dissolver parcialmente os nutrientes e deslocar cátions adsorvidos nas camadas intermediárias e superficiais dos minerais do solo e para competir com metais e micronutrientes complexados.

No artigo Métodos de extração de fósforo e potássio no solo sob sistema plantio direto, Leandro Bortolon e outros pesquisadores observaram a solução de Mehlich-1 extraiu maiores quantidades médias e medianas de potássio em relação ao método da resina e Mehlich 3.

Além disso, essa tendência se manteve nas duas profundidades de amostragem, sendo maior em 29,1% para o potássio extraído pela solução de Mehlich-1 na camada de 0-10cm, em relação à camada de 0-20cm.

Entretanto, quando comparado com outros extratores, como a resina, o extrator Mehlich-1 pode apresentar uma menor sensibilidade as variações, pH e efeito das correções de solo das amostras, dependendo do elemento avaliado.

Alguns pesquisadores apontam, por exemplo, que o extrator Mehlich-1 pode superestimar os teores de fósforo de solos com fosfatos naturais ou subestimar esses valores em solos argilosos.

4. Extrator Mehlich-3 (M-3)

O extrator Mehlich-3 (M-3) foi proposto por Mehlich em 1984, depois de modificações na solução extratora Mehlich-2 (M-2). Essa mudança foi proposta para incluir a extração de cobre e eliminar as propriedades corrosivas do extrator M-2. Entretanto, extrator M-3 é mais sensível que o M-1 às variações de tipos de solo.

O extrator M-3 está incluso dentro do grupo de extratores que apresentam múltiplos reagentes que promovem  mecanismos diferentes da troca catiônica para solubilização de potássio, sendo composto por:

  • CH3COOH;
  • NH4NO3;
  • HNO3;
  • EDTA;
  • NH4

A presença de íons de fluoreto na composição do extrator M-3, por exemplo, permite a complexação dos íons de alumínio presentes nas amostras de solo. Isso contribui para a dissolução do alumínio de minerais secundários, como a vermiculita, e facilita a extração de potássio da amostra.

No estudo Mehlich 3 soil test extractant: a modification of Mehlich 2 extractant, Adolf Mehlich relatou que, em mais de 100 amostras de solos do sul e leste do Estados Unidos, foi observado que o extrator Mehlich-3 foi capaz de extrair entre 6 a 8% a mais potássio do que por 1M Acetato de amônio.

5. Extrator resina de troca iônica

As resinas de troca iônica são polímeros sintéticos que liberam diferentes íons, ao entrar em contato com a água presente nas amostras de solo. Assim elas conseguem captar os cátions e ânions presentes nas amostras, que vão representar o teor de nutrientes dissolvidos na solução do solo.

Elas são representadas por dois grupos: as resinas de troca aniônica e as resinas de troca catiônica. As resinas de troca aniônicas são produzidas a partir de substâncias com pH alcalino, como as aminas terciárias, enquanto as resinas de troca catiônica de substâncias com pH ácido, como o ácido sulfônico.

Para avaliar o teor de potássio no solo e de outros nutrientes catiônicos, são usadas as resinas catiônicas como a poliestireno sulfonado (PSSNa) saturado com sódio.

Essas resinas simulam a absorção de nutrientes da solução do solo pela planta, ou seja, são capazes de aferir a taxa de liberação de potássio na solução do solo de vários reservatórios, conhecidos como “reservatórios de potássio”.

No artigo Extração de fósforo, potássio, cálcio e magnésio de solos por um procedimento de resina de troca iônica, Bernardo van Raij e outros pesquisadores observaram que o potássio extraído por resinas de troca catiônica em Latossolos, Argissolos, e Alfissolos brasileiros com baixa capacidade de troca catiônica (CTC) é muito semelhante ao K extraído por 1M acetato de amônio 1 M e 0,025 M de ácido sulfúrico.

6. Extrator Tetrafenilborato de sódio (NaB (C6H5)4)

O extrator tetrafenilborato de sódio (NaB(C6H5)4), também conhecido como TPB, foi desenvolvido por Cox et al. (1996,1999) com base no trabalho de outros pesquisadores e explora o forte poder de complexação do tetrafenilborato de sódio para metais alcalinos, como o potássio.

Tempos curtos de reação desse extrator com as amostras de solo, refletem os teores de potássio liberados dos minerais secundários, como a vermiculita. Já tempos mais prolongados, são correlacionados com a extração do potássio de minerais primários.

Ou seja, assim como as resinas, o extrator Tetrafenilborato de sódio também reflete a taxa de liberação de potássio na solução do solo dos reservatórios de K do solo e vem se mostrando o melhor indicador para o potássio removido da biomassa do solo, como a matéria orgânica.

7. Extrator Ácido nítrico (HNO3)

A utilização do extrator ácido nítrico (HNO3), também conhecido como potássio não permutável, foi descrita por McLean e Watson em 1985 e é um dos principais extratores utilizados no Brasil hoje pra análise de potássio não-trocável.

O procedimento é realizado com a fervura de solo em ácido nítrico, visando aumentar a intensidade da reação de hidrólise para dissolver silicatos contendo potássio. Parte do potássio dissolvido é derivado de micas primárias e feldspatos, ou seja, esse potássio não fica disponível logo no primeiro ano de cultivo.

As pesquisas apontam que quando o status do potássio das camadas do subsolo (até 90 cm) foi considerado, o uso de extratores como o ácido nítrico conseguem contabilizar apenas um pouco mais de 50% da depleção de K do solo resultante de safras de longo prazo.

8. Extrator Acetato de amônio (CH3COONH4)

O extrator acetato de amônio (CH3COONH4) está entre os quatro principais extratores que utilizam o íon amônio (NH4+) para extrair o potássio adsorvido na superfície e prontamente acessível entre as camadas dos minerais do solo.

O íon amônio é utilizado por possuir um tamanho, carga e energia de hidratação semelhantes ao íon de potássio (K+). Consequentemente, ele tem sido preferido como o cátion com maior probabilidade de substituir e extrair o potássio adsorvido da solução.

A extração de acetato de amônio geralmente é realizada em pH 7, para representar melhor os íons de potássio biodisponíveis em condições que o solo já estaria corrigido com calcário.

Esse extrator também pode estimar o potássio “não trocável” do solo, que é aquele potássio que está integrado na rede cristalina dos minerais do solo. Para isso, é contabilizada a diferença entre o potássio solúvel em ácido e o substituível pelo amônio.

9. Extrator Cloreto de amônio (NH4Cl)

O extrator cloreto de amônio (NH4Cl), surgiu como uma das alternativas para simplificar e agilizar as análises de extração conjunta do potássio, alumínio e outros cátions que compõe a CTC do solo.

No estudo Extração simultânea de alumínio, cálcio, magnésio, potássio e sódio do solo com solução de cloreto de amônio, Rita Carla Boeira e outros pesquisadores observaram que o extrator Cloreto de amônio aumentou a agilidade da análise, já que não foram necessárias desmontagens frequentes do equipamento de análise para limpeza, quando comparado com sistemas de extração que utilizavam o extrator KCl.

Além disso, os pesquisadores observaram que a solução de NH4Cl, na concentração de 1 mol.L-1, apresentou capacidade de extração de potássio superior à do extrator Mehlich-1.

10. Extrator Bicarbonato de amônio (AB-DTPA)

O bicarbonato de amônio (AB-DTPA), assim como o cloreto de amônio, é um extrator multinutriente capaz de otimizar o tempo e o custo das análises laboratoriais. Pesquisadores estimaram que o uso do AB-DTPA pode reduzir em até 6 horas o tempo de análise de 50 amostras de solo em um laboratório.

Nesse extrator, cada íon da sua composição tem uma finalidade específica:

  • Amônio: extrator de cátions adsorvidos em minerais, como o potássio (K+);
  • Bicarbonato: extrator de íons de fosfato (PO43-);
  • DTPA: extrator de micronutrientes.

No artigo Evaluation of AB-DTPA Extractant for the Estimation of Plant Available Macro and Micro Nutrients in Acidic and Neutral Soils, Madurapperuma e Kumaragamage observaram que o extrator AB-DTPA e acetato de amônio demostraram uma eficácia semelhante para extrair o potássio e o sódio das amostras de solo avaliadas.

11. Extrator Lactato de amônio (C3H9O3N)

O extrator lactato de amônio (C3H9O3N) é um sal orgânico geralmente utilizado diluído em ácidos fracos, como o ácido acético. Os íons de carga negativa presentes na solução desse extrator formam complexos com cátions da superfície das partículas do solo, como o potássio (K+), e ainda podem substituir o fósforo e bloquear os seus sítios de adsorção.

De todas as extrações que empregam amônio citadas anteriormente, o lactato de amônio é aquele que apresenta a menor concentração de amônio, de apenas 0,1M.

12. Extrator de Cowell

Existem outros cátions, além do amônio, que podem ser usados para deslocar o potássio trocável das partículas do solo, como os íons de sódio (Na+) presentes nos extratores de Cowell e Morgan.

O extrator de Cowell  (NaHCO3), também conhecido como carbonato ácido de sódio, foi proposto em 1963 para estimar os teores de um fertilizante fosfatado, no artigo The estimation of the phosphorus fertilizer requirements of wheat in southern New South Wales by soil analysis.

Estudos mais recentes apontaram que a solução de NaHCO3 tende a superestimar o fósforo disponível em solos fortemente ácidos (5,5 a 6,0) e em solos calcários (7,5 a 8,0). Entretanto poucas pesquisas foram conduzidas para extração de potássio.

13. Extrator de Morgan modificado

Assim como o extrator de Cowell, o extrator de Morgan modificado (NaC2H2O2+ CH3COOH) usa o mesmo princípio de extração de potássio, e outros nutrientes, com íons de sódio (Na+) em um meio com pH estável.

Além da composição química, a principal diferença entre esses dois extratores está no pH. Enquanto a análise usando o extrator de Cowell mantêm o pH alcalino (8,5), quando o extrator de Morgan modificado é usado o pH é mantido ácido (4,8).

A principal limitação que envolve tanto o extrator de Morgan modificado quanto o extrator de Cowell é que os íons de sódio têm dificuldade para entrar nas intercamadas dos minerais, principalmente em solos que contêm argilas silicatadas 2:1.

Isso acontece porque os íons de sódio têm um maior raio hidratado. Com isso, os extratores com amônio, como o acetato, cloreto, bicarbonato e lactato de amônio, são preferíveis para analisar solos que apresentam argilas silicatadas 2:1, como o grupo das esmectitas.

14. Extrator de CALS

O termo CALS é uma sigla usada para agrupar as extrações de potássio realizada com íons de cálcio (Ca2+), com o uso de lactato de cálcio (CH3CH(OH)COO]2Ca) ou acetato de cálcio (C4H6CaO4).

O acetato de cálcio também vem sendo utilizado para estimar a acidez potencial do solo, como explorado no artigo Correlação dos extratores SMP e acetato de cálcio na determinação da acidez potencial (H+Al), em solo com diferentes doses de calcário.

Nesse estudo, Beliza Q. V. Machado e outros pesquisadores observaram  que houve uma relação inversa entre os extratores e os conteúdos nutricionais foliares. ou seja, à medida que aumentaram os teores de H+Al no solo extraídos pelos métodos acetato de cálcio e SMP, diminuíram os conteúdos de macronutrientes nas folhas, estando incluso o potássio.

15. Extrator Cloreto de bário (BaCl2)

Como o próprio nome sugere, o extrator Cloreto de bário (BaCl2) usa os íons de bário (Ba2+) para deslocar e extrair os íons de potássio (K+) adsorvidos na superfície e prontamente acessíveis entre as camadas dos minerais do solo.

Ele também é usado para avaliar outros nutrientes, como o boro, e dependendo das condições de análise, o extrator Cloreto de bário pode apresentar uma maior ou menor eficiência.

No artigo Boro disponível e resposta da soja em latossolo vermelho-amarelo do Mato Grosso, Ciro Antonio Rosolem e outros pesquisadores, citaram a utilização de carvão ativado nas extrações com soluções salinas, reduzem a interferência das argilas e melhora a ação floculante dos íons em solução.

16. Extrator Kelowna

O extrator de Kelowna (HOAc + NH4F) também é um extrator que apresenta múltiplos reagentes e algumas variações contendo EDTA ou DTPA. Também existe uma terceira versão, que conta com uma modificação do cátion do extrator e o aumento da concentração dos íons amônio, que dá origem ao denominado Kelowna modificado (HOAc + NH4OAc).

Em sua versão modificada, as alterações proporcionaram o aumento do potássio extraído, além de permitirem uma melhor relação entre o potássio extraível e absorvido pelo extrator Kelowna modificado.

No artigo Comparison of several extractants for available phosphorus and potassium, o pesquisador Peiyuan Qian observou que enquanto o extrator de Kelowna extraiu quantidades similares de potássio ao extrator de Cowell, a sua versão modificada permitiu uma extração de potássio 1,5 vezes maior que o extrator Olsen.

17. Extrator Lancaster

O extrator Lancaster foi desenvolvido com o propósito de determinar o fósforo disponível para as plantas, mas também se mostrou efetivo para avaliar os teores de potássio e outros nutrientes. Ele é usado em suas duas principais composições:

  • Lancaster: NH4F + ácido lático + HOAc + (NH4)2SO4 + NaOH
  • Lancaster modificado: HCl + HOAc + Ácido malônico + ácido málico + NH4F + AlCl3ㆍ6H2O

No artigo The Lancaster soil test method as an alternative to the Mehlich-3 soil test method, Michael S. Cox observou uma correlação significativa entre os teores de potássio, cálcio e magnésio extraídos pelo método Lancaster e o extrator Mehlich-3. Contudo, os teores de cálcio (Ca) do solo podem reduzir ou aumentar a eficiência desses extratores.

Em solos com baixas concentrações de Ca, o pesquisador observou que o método Lancaster extraiu concentrações maiores de nutrientes do que o M-3, enquanto em condições de maiores concentrações de Ca a situação inversa ocorreu. E esse fato foi atribuído a neutralização da acidez que aconteceu no primeiro estágio do método Lancaster.

Com tantos métodos disponíveis, como ter uma escolha assertiva para a condição da lavoura a campo?

Quando usar cada método de análise de solo para potássio

Uma das formas de conduzir a escolha da análise de solo para potássio, sugeridas pelo livro Improving Potassium Recommendations for Agricultural Crops, é através da duração do ciclo da cultura.

Para culturas de curta duração, como vegetais e grãos, o objetivo deve ser caracterizar adequadamente o potássio prontamente disponível nas camadas do solo com uma alta densidade de raízes. Já que o sistema radicular dessas plantas não terá tempo suficiente para degradar os minerais e liberar o potássio “preso” em outros reservatórios do solo.

Já as culturas de safra mais longa, como a cana-de-açúcar, têm mais tempo para acessar o potássio retido na superfície e nas intermacadas dos minerais do solo.

Nessas condições, é importante avaliar a capacidade do solo em fornecer potássio à médio prazo, ou seja, avaliar os reservatórios de potássio de liberação lenta.

Assim, ao considerar o ciclo da cultura para a escolha do método de análise de solo, o agricultor é capaz de equilibrar a aplicação de fertilizantes de liberação imediata e gradual de potássio na sua lavoura e garantir um manejo eficiente da fertilidade do seu solo.

 

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