O incremento na produtividade da soja está atrelado a vários fatores como qualidade do solo, fertilidade do solo, cultivar mais bem adaptada a região, qualidade da semente, manejo, condições climáticas, entre outros. Nesse texto vamos tratar especificamente sobre como a qualidade biológica do solo, a utilização de organominerais e a disponibilidade de fósforo interferem na produtividade da soja.

Um solo saudável é um solo biologicamente ativo, produtivo, capaz de armazenar água, sequestrar carbono e promover a degradação de pesticidas, entre outros importantes serviços ambientais (MENDES et al., 2020).

A atividade enzimática do solo é dependente da biosfera, pois todas as enzimas possuem origem biológica, seja de microrganismos, da fauna ou da flora (LISBOA et al., 2012). As enzimas são os agentes mediadores da decomposição da matéria orgânica do solo. Portanto ao avaliar a atividade de uma enzima, é possível determinar mudanças na demanda microbiana por nutrientes. Vale ressaltar que essas atividades enzimáticas estão diretamente relacionadas aos processos de aquisição, fixação e retenção de moléculas que possuem tais elementos em suas composições, o que contribui significativamente para a maior absorção de nutrientes pela planta (NGUYEN et al, 2017).

No solo, as enzimas, são produzidas por microrganismos, exsudadas por plantas ou resultantes de decomposição da biomassa vegetal, animal e microbiana (DAS e VARMA, 2010). As reações catalisadas por essas enzimas atuam na ciclagem de nutrientes essenciais para o desenvolvimento das plantas como, por exemplo, o carbono, o fosforo, o nitrogênio e o enxofre (UTOBO e TEWARI, 2015), saiba mais acessando o texto Bioanálises e a importância dos microrganismos na agricultura.

O uso de compostos orgânicos em mistura aos fertilizantes minerais industrializados (organominerais) é opção importante na fertilização do solo (CABRAL et al., 2020). Esses compostos apresentam propriedades como, retenção de umidade, fornecimento de nutrientes, ativação da biota do solo e possui potencial na melhoria nas propriedades físicas do solo (SOUZA e PREZOTTI, 1997).

O uso de organomineral promove uma solução tecnológica também sobre o ponto de vista ambiental pelo fato de substituir parcialmente a utilização de fertilizante de origem mineral (ORLANDO JÚNIOR et al., 2016). Além disso, é possível reaproveitar resíduos agroindustriais que não poderiam ser descartados de forma racional. Ainda, a utilização deste fertilizante contribui ao pilar econômico na medida que tem potencial de reduzir custo de produção e gerar economia (JÚNIOR et al., 2017).

O fertilizante organomineral, comparado ao fertilizante mineral, apresenta um potencial químico reativo relativamente inferior, porém, sua solubilização é gradativa no decorrer do período de desenvolvimento da cultura, quando a eficiência agronômica pode se tornar maior, comparado com os fertilizantes minerais solúveis (KIEHL, 2008).

Desta forma, foi conduzido um ensaio científico que objetivou comparar o fertilizante organomineral GRADUAL MIX, da ILSA, com fertilizantes minerais. Ambos foram aplicados em diferentes doses na cultura da soja, em um estudo realizado em Cruz Alta, Rio Grande do Sul, em parceria com a Physioatac consultoria e os tratamentos podem ser observados na Tabela 1.

Tabela 1- Tratamentos e doses avaliadas.

Fonte: próprio autor.

Foram observados incrementos em produtividade para todos os tratamentos avaliados em relação a testemunha (Figura 1). A produtividade média do ensaio foi de 76,0 sc/ha, uma produtividade considerada adequada para os patamares encontrados na área e coerente com as produtividades médias da região levando em consideração as condições climáticas no decorrer da safra.

Figura 1: Representação gráfica do efeito da aplicação de fertilizantes minerais e organominerais sobre a produtividade da soja

Em relação a tecnologia GRADUAL MIX, observou-se incremento médio na atividade enzimática de beta-glicosidase, Aril-sulfatase (Figuras 2 e 3), bem como teor foliar de fósforo e eficiência de uso de fósforo (Figuras 4 e5, respectivamente), demonstrando os efeitos da tecnologia sobre o crescimento radicular e atividade biológica do solo.

As enzimas podem ser bons indicadores de qualidade do solo, pois são extremamente sensíveis a alterações e apresentam uma resposta precoce às mudanças físicas, químicas e biológicas do solo e, em geral, estão associadas muitas vezes com os  índices de produtividade das culturas (DICK et al.,1997; WAHSHA et al., 2016). São encontradas em baixas concentrações no solo, razão pela qual sua avaliação é referente à sua atividade e não pela quantidade (Moreira e Siqueira, 2006).

A Beta-glicosidase é uma enzima presente na maioria dos solos (TABATABAI, 1994). É um composto orgânico encontrado em plantas, animais fungos e bactérias. O nome desta enzima é baseado na ligação que ela hidrolisa. Essa enzima catalisa a hidrólise de resíduos de celobiose, ou seja, participa do processo de decomposição da fase final da celulose. Essas reações geram moléculas livres de glicose como produto final, que é uma fonte energética essencial para o desenvolvimento de microrganismos do solo (ADETUNJI et al, 2017). Essa enzima está diretamente associada ao ciclo biogeoquímico do carbono, um elemento fundamental e exigido em altas quantidades por todos os seres vivos (FONSECA, 2021).

A atividade da Beta-glicosidase pode ser extremamente útil para o monitoramento da qualidade do solo, pois é fundamental na ciclagem de matéria orgânica do solo, que é definida como um parâmetro importante para avaliar a qualidade de um solo (SHERENE, 2017). Sua capacidade de se estabilizar e decompor a matéria orgânica pode ser facilmente aplicada a estudos relacionados ao impacto de manejo de solo (DAS e VARMA, 2010). A deficiência de Beta-glicosidase causa uma escassez de açúcares para os microrganismos, reduzindo as reações promovidas por estes compostos, consequentemente, diminuindo a qualidade do solo. Portanto, a Beta-glicosidase pode ser usada como parâmetro para indicar a presença de glicose disponível para microrganismos na camada superficial do solo (ADETUNJI et al., 2017).

Já a Aril-sulfatase é secretada por microrganismos no solo em resposta a níveis críticos de enxofre no ambiente e catalisam o processo de hidrólise de ésteres sulfatados (KERTESZ e MIRLEAU, 2004). Embora os ésteres sulfatados sejam considerados a forma mais lábil de enxofre orgânico no solo, estes necessitam ser hidrolisados e se transformarem em sulfato inorgânico (SO₄ ^2- ) para serem absorvidos pelas plantas. Nesse processo de hidrólise, ocorre o rompimento de ligações entre oxigênio (O) e enxofre (S), formando compostos de enxofre inorgânicos (TABATABAI, 1994).

A ocorrência dessa enzima em diferentes sistemas de produção geralmente está associada à biomassa microbiana e à taxa de imobilização de S. Outros fatores podem afetar a atividade dessa enzima, como a presença de ânions de enxofre, variações de umidade no solo por sazonalidade, pH da solução do solo e presença de metais pesados (SHERENE, 2017).

A atividade da Aril-sulfatase está relacionada à quantidade de carbono orgânico no solo e apresenta uma queda conforme a profundidade do solo aumenta, devido a menores teores de matéria orgânica em camadas mais profundas do solo (KLOSE et al., 2000). Lopes et al., (2013), observaram uma relação significativa entre os níveis de Aril-sulfatse no solo com o rendimento acumulado de grãos de soja e milho.

Nesse trabalho realizado, a enzima beta-glicosidase na fase fenológica de R1 obteve maior atividade com o tratamento 3 – GRADUAL MIX 06-15-10 (dose 100%), já a atividade enzimática da Aril-sulfatase foi maior nos tratamentos 4- GRADUAL MIX 06-15-10 (dose 75%) e 5- GRADUAL MIX 06-15-10 (dose 50%) (Figura 2). A utilização da atividade das duas enzimas Aril-sulfatase e Beta-glicosidase como indicadoras do funcionamento da maquinaria biológica do solo deve-se ao fato de que nem sempre as alterações nas propriedades químicas, em particular nos teores de matéria orgânica do solo (MOS), são capazes de expressar as modificações que ocorrem no solo decorrentes da adoção de sistemas de manejo conservacionistas, como o sistema de plantio direto, a integração lavoura-pecuária e a integração lavoura-pecuária-floresta  (MENDES et al., 2020). Essas duas enzimas apresentam uma estreita relação com a MOS – parâmetro base da qualidade de um solo – e com o rendimento de grãos – parâmetro que reflete o aspecto econômico das lavouras – que são fundamentais para a sustentabilidade do negócio agrícola (LOPES et al., 2013, 2018; MENDES et al., 2019). A Aril-sulfatase possui um espectro ideal de pH de 5,8 entre 8,2, justificando maior atividade dessa enzima em solos alcalinos em relação a solos ácidos (KLOSE et al., 2000). A calagem do solo pode aumentar, consequentemente, a atividade de Aril-sulfatase no solo. A exsudação de compostos orgânicos e inorgânicos pelas raízes promove uma redução do pH na rizosfera, resultando na queda de atividade dessa enzima, pois a fonte principal de Aril-sulfatase no solo é de origem microbiana, que é afetada pela redução do pH (SHERENE, 2017).

Figura 2- Representação gráfica das bioanálises de solo na fase fenológica de R1. Estação experimental Physioatac Consultoria. Cruz Alta – RS.

As enzimas estão presentes em todos os organismos vivos, mas as de maior importância nos estudos de qualidade do solo são as de origem microbiana (FONSECA, 2021). Por isso, a atividade enzimática de determinadas enzimas pode estar diretamente associada à biomassa microbiana, pois é o reflexo da atividade metabólica da microbiota do solo (LISBOA et al., 2012). Fatores que afetam os microrganismos, consequentemente, afetam a atividade enzimática, como, por exemplo, o pH, a temperatura, disponibilidade de água e outros atributos abióticos (MOREIRA e SIQUEIRA, 2006).

Fatores como a diversidade microbiana do solo e a complexidade da matéria orgânica influenciam a ocorrência das enzimas, por isso não é possível quantificar todas as diferentes enzimas presentes no solo (FONSECA, 2021). Existem pelo menos 500 enzimas envolvidas nos processos de ciclagem de nutrientes (GIANFREDA e RUGGIERO, 2006) e as mais importantes são as celulases e desidrogenases, fosfatases, Aril-sulfatases e as ureases, que participam da ciclagem de C, P, S, e N, respectivamente (ADETUNJI et al, 2017).

Em relação a atividade enzimática pós-colheita nesse ensaio, a enzima Beta-glicosidase obteve novamente maior atividade com o tratamento 3- GRADUAL MIX 06-15-10 (dose 100%), já a atividade enzimática da Aril-sulfatase foi maior no tratamento 5- GRADUAL MIX 06-15-10 (dose 50%) (Figura 3). Esses resultados mostram que a utilização da tecnologia GRADUAL MIX mantém a saúde do solo preservando a atividade biológica do solo que irá beneficiar os próximos cultivos. A compreensão das atividades enzimáticas é de extrema importância, pois estas atuam como indicadoras do estado de degradação do solo, uma vez que participam de diversos processos biogeoquímicos do solo e respondem rapidamente às mudanças resultantes de manejos (DAS e VARMA, 2010).

Figura 3- Representação gráfica das bioanálises de solo em pós-colheita. Estação experimental Physioatac Consultoria. Cruz Alta – RS.

O fósforo (P) é absorvido pelas plantas na sua forma inorgânica (H₂PO₄ ^–) que se origina da solubilização de minerais fosfatados e da mineralização da matéria orgânica (GATIBONI, 2003). Esse nutriente é de fundamental importância para a cultura da soja, haja vista o fato de que ele participa de vários processos metabólicos, como na transferência de energia (ATP), fotossíntese, respiração, síntese de ácidos nucléicos e glicose, síntese e estabilidade de membranas (fosfolipídios) e ativação e desativação de enzimas (VANCE et al., 2003; PAULA, 2016).

Novais et al. (2007) explicam o processo de adsorção e disponibilidade de P nos solos. Uma vez fornecido o fertilizante, ele é solubilizado e vai para a solução do solo. Em condições de pH baixo parte do P é precipitado em formas pouco solúveis. Na solução, ocorre um desequilíbrio em relação ao momento anterior à aplicação do fertilizante, podendo acarretar tanto a difusão quanto a adsorção, sendo essa última a mais facilmente ocorrida, principalmente em solos intemperizados. O P adsorvido se transforma em P-lábil, que atua como um reservatório, fornecendo P à solução quando ali ele se encontra escasso. Este fluxo de P da forma lábil-solução ou solução-lábil varia de acordo com a granulometria e intemperização do solo (PAULA, 2016).

Os resultados mostram que o teor foliar de fósforo foi maior em todos os tratamentos com GRADUAL MIX, sendo que o tratamento 4 – GRADUAL MIX na dose de 75% teve o maior teor foliar de fósforo (Figura 4). Cabral et al. (2020) observou que houve incremento do teor de fósforo foliar da soja com o aumento das doses de fertilizantes mineral e organomineral, pode ser explicado devido a disponibilização de fósforo orgânico desta fonte que é a mais aproveitada pelas plantas. A adição de fertilizantes (mineral, orgânico ou organomineral) ricos em fósforo (P) favorecem o aumento da concentração desse nutriente no solo, assim, as plantas tendem a obter maiores teores de fósforo nas folhas, proporcionando incrementos no crescimento e desenvolvimento da soja (DEON, 2007; SANTOS et al., 2021).

Figura 4- Representação gráfica do teor foliar de fósforo. Estação experimental Physioatac Consultoria. Cruz Alta – RS

Ao analisarmos a eficiência de uso do fósforo, que representa o volume produzido pela quantidade de fertilizante aplicado, notamos um incremento significativo no uso da tecnologia GRADUAL MIX, pois foi possível produzir mais soja com menos P aplicado ao solo (Figura 5). Uma questão importante é o fosforo lábel do solo, tratado em um recente texto disponível no blog da ILSA. A fração lábil é representada pelo conjunto de compostos fosfatados capazes de repor rapidamente a solução do solo, quando ele é absorvido por plantas ou por microrganismos. Por isso, as frações mais lábeis são dependentes do grau de intemperização do solo, da mineralogia, da textura, do teor de matéria orgânica, das características físico-químicas, da atividade biológica e da vegetação predominante (WALKER e SYERS, 1976; CROSS e SCHLESINGER, 1995).

Sengik e Kiehl (1995), alegam que os fertilizantes fosfatados como o MAP contém um poder acidificante sob o solo, o que é confirmado por Hennig e Coltro (2009), que verificaram que a adubação com fertilizante fosfatado MAP, que também contém nitrogênio, determinou incrementos significativos na acidez do solo. Novais et al. (2007) explicam o processo de adsorção e disponibilidade de P nos solos. Uma vez fornecido o fertilizante, ele é solubilizado e vai para a solução do solo. Em condições de pH baixo, parte do P é precipitado em formas pouco solúveis. Na solução, ocorre um desequilíbrio em relação ao momento anterior à aplicação do fertilizante, podendo acarretar tanto a difusão quanto a adsorção, sendo essa última a mais facilmente ocorrida, principalmente em solos intemperizados. O P adsorvido se transforma em P-lábil, que atua como um reservatório, fornecendo P à solução quando ali ele se encontra escasso. Este fluxo de P da forma lábil-solução ou solução-lábil varia de acordo com a granulometria e intemperização do solo (PAULA, 2016).

Em solos mais argilosos, o P encontra uma resistência maior para ir de um lugar para outro, isso é conhecido como “poder tampão do solo”. O sistema de reservatório (P-lábil) funciona como um regulador de excesso e escassez, sendo mais rigoroso ainda em solos bastante intemperizados, onde o P passa mais rapidamente da forma lábil para não-lábil (forma não prontamente disponível), fenômeno conhecido como fixação de P (NOVAIS et al., 2007, PAULA, 2016).

A eficiência ao P é um fenômeno bastante complexo e afetado por um grande número de mecanismos das plantas associados com a aquisição de P do solo e a utilização a nível celular (OZTURK et al.; 2005). A eficiência de absorção, sob baixa disponibilidade de P, pode ser influenciada por alterações morfológicas, fisiológicas e/ou bioquímicas no sistema radicular das plantas, tais como: desenvolvimento de raízes laterais (GERLOFF e GABELMAN, 1983) e de pelos radiculares; aumento na relação entre raízes e parte aérea; mudanças na arquitetura radicular; formação de raízes proteóides; aumento na associação com fungos micorrízicos; aumento na velocidade máxima de absorção (CAMACHO-CRISTÓBAL et al., 2008); mudanças no pH da rizosfera; exsudação de compostos orgânicos pelas raízes e níveis de fosfatases nas células das raízes (STARNES et al., 2008; PAULA, 2016).

Figura 5- Representação gráfica da eficiência de uso de fósforo. Estação experimental Physioatac Consultoria. Cruz Alta – RS.

Os resultados obtidos nesse experimento mostram que a utilização de adubos fertilizantes organominerais GRADUAL MIX, contribuem com a melhoria da saúde biológica do solo, aumentando atividade enzimática, logo, melhoria também na eficiência do uso de fósforo. Os compostos orgânicos altamente assimiláveis presentes nos fertilizantes da linha GRADUAL MIX se ligam a óxidos de Fe e Al, liberando o fósforo para a absorção.  Além disso, o GRADUAL MIX possui menor potencial de acidificação do solo, o que diminui o poder reativo do fósforo e aumenta a sua eficiência.

Os resultados do experimento indicam que os fertilizantes organominerais, como o GRADUAL MIX, desempenham um papel crucial na saúde biológica do solo. Aumentando a atividade enzimática, esses fertilizantes melhoram a eficiência do uso de fósforo, um nutriente essencial para o crescimento das plantas.

Essas características fazem do GRADUAL MIX uma opção promissora para práticas agrícolas que visam a preservação da saúde do solo e a maximização da eficiência nutricional das plantas.

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Autores:

Eng. Agr. Dra. Angélica Schmitz Heinzen

Eng. Agr. Msc. Thiago Stella de Freitas

Eng. Agr. Tuíra Barcellos