Enxofre disponível para a soja e atividade de arilsulfatase em solo tratado com gesso agrícola (página 2)

Os experimentos foram realizados com soja (Glycine max (L.) Merrill, cv IAC-8), nos anos agrícolas de 1992/93 e 1993/94, em um Latossolo Vermelho distrófico típico (Embrapa, 1999) (Typic Haplorthox), localizado no município de Jaboticabal (SP). A análise granulométrica de amostra coletada na profundidade de 0-20 cm revelou 630, 60 e 310 g kg^-1 de areia, silte e argila, respectivamente; a 20-40 cm, os teores foram de 600, 60 e 340 g kg^-1, na mesma ordem. O clima da região, conforme classificação de Köppen, é do tipo Cwa, mesotérmico ou subtropical úmido, de inverno seco.

Os tratamentos consistiram na aplicação de 0, 67, 133, 267, 533 e 1067 kg ha^-1 de gesso agrícola (15 a 18 % de S), visando ao fornecimento de 0, 10, 20, 40, 80 e 160 kg ha^-1 de enxofre, considerando-se um teor mínimo de 15 % de S no gesso agrícola. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com quatro repetições, num total de 24 parcelas de 6 x 10 m, espaçadas de 2 m entre si. O gesso agrícola foi aplicado em superfície, uniformemente distribuído na área total de cada parcela no dia da semeadura e incorporado por meio de gradagem leve. No segundo ano, o experimento foi repetido, usando-se as mesmas parcelas, que receberam os mesmos tratamentos do ano anterior. Entre um e outro ano agrícola, a área experimental permaneceu em pousio.

Em cada ano, antes da instalação do experimento, a análise química de amostras de terra (Raij & Quaggio, 1983), coletadas na profundidade de 0-20 cm da área, revelou os seguintes resultados: (92/93) matéria orgânica = 20 g kg^-1; P (resina) = 23 mg dm^-3; pH (CaCl₂) = 5,4; K⁺ = 1,5; Ca²⁺ = 30; Mg²⁺ = 11; H + Al = 20 mmol_c dm^-3; V = 68 %; (93/94) matéria orgânica = 22 g kg^-1; P (resina) = 30 mg dm^-3; pH (CaCl₂) = 5,8; K⁺ = 2,5; Ca²⁺ = 33; Mg²⁺ = 9; H + Al = 18 mmol_c dm^-3; V = 71 %. Em cada ano, calcário dolomítico foi incorporado, por meio de arado de discos, em dose calculada para elevar a saturação por bases a 80 % (Raij et al., 1985), dois meses antes da semeadura da soja.

A adubação foi de 90 kg ha^-1 de P₂O₅ (superfosfato triplo) e 40 kg ha^-1 de K₂O (cloreto de potássio), em 92/93, e de 40 kg ha^-1 de P₂O₅ e 40 kg ha^-1 de K₂O, em 93/94 (Raij et al., 1985). A soja foi semeada em espaçamento de 0,6 m entrelinhas e densidade de 400.000 plantas ha^-1. As sementes foram inoculadas com estirpes de Bradyrhizobium japonicum comercial antes das semeaduras, realizadas com semeadora-adubadora de tração mecânica em 7/12/1992 e 10/12/1993.

Amostras de terra foram obtidas em cada parcela nas profundidades de 0-20 e 20-40 cm por meio de amostrador tipo sonda a cada 21 dias, a partir da semeadura, antes da aplicação do gesso agrícola, sendo doze amostras simples obtidas aleatoriamente na área da parcela para formar uma amostra composta. A partir da segunda amostragem, as amostras simples foram retiradas cerca de 10 cm da linha de semeadura. Após secas ao ar e peneiradas (2 mm), foram analisadas quanto ao teor de S-sulfato por turbidimetria, após extração com solução de acetato de amônio 0,5 mol L^-1 em ácido acético 0,25 mol L^-1 (Vitti, 1989) e o S-total por digestão ácida de 2 g da amostra de terra, seguida por determinação turbidimétrica (Tabatabai, 1982). O teor de S-reserva foi obtido pela diferença entre o S-total e o S-sulfato. A atividade da arilsulfatase (Tabatabai & Bremner, 1970) foi avaliada pela hidrólise do p-nitrofenil sulfato de potássio, substrato da enzima, a p-nitrofenol (PNP), incubando-se a amostra de terra por 1 h a 37 ^oC.

Os resultados de S-sulfato, S-reserva e atividade da arilsulfatase de cada ano foram submetidos à análise de variância, com aplicação do teste F, como esquema fatorial 6 x 6 x 2, sendo seis doses de gesso agrícola, seis épocas de amostragem e duas profundidades. As interações significativas foram desdobradas com análises de regressão para os fatores doses e épocas de amostragem, enquanto, para o fator profundidade, foi aplicado o teste Tukey a 5 %. Também foram feitas correlações simples entre algumas variáveis.

Os dados de precipitação pluvial durante os experimentos foram obtidos na Estação Agroclimatológica do Departamento de Ciências Exatas da FCAV/Unesp, a qual se situa a cerca de 300 m da área experimental.

No primeiro ano (92/93), houve efeito isolado dos fatores sobre os teores de S-sulfato (P < 0,01) e interação dupla apenas entre os fatores época e profundidade (P < 0,01). No segundo ano (93/94), além do efeito isolado dos fatores (P < 0,01), todas as iterações duplas foram significativas (P < 0,01). Para facilitar a apresentação dos resultados e permitir a visualização do comportamento do íon sulfato em cada profundidade ao longo do tempo e de acordo com as doses de gesso, os resultados foram apresentados na forma de superfície de resposta, independentemente das interações entre os fatores (Figura 1).

No primeiro ano, antes da aplicação do gesso, o teor de S-sulfato a 0-20 cm foi de 17,9 mg kg^-1, significativamente menor que os 27,8 mg kg^-1 encontrados a 20-40 cm. No segundo ano, na primeira amostragem, não houve, nas duas profundidades, efeito significativo das doses de gesso aplicadas no ano anterior, o que mostra que não houve efeito residual. Houve novamente efeito significativo de profundidade, com teores de 12,9 e 18,9 mg kg^-1 para 0-20 e 20-40 cm, respectivamente (Figura 1). Esses valores estão acima dos limites considerados críticos por Fontes et al. (1982), que são de 6 a 10 mg kg^-1.

O predomínio da fração areia no solo do experimento, aliado à realização de calagem antes dos dois cultivos, possivelmente propiciou maior remoção do S-sulfato dos 0-20 cm superficiais. Camargo & Raij (1989) observaram que a calagem aumentou as cargas negativas do complexo de troca do solo, o que resultou em maior repulsão dos íons sulfato e seu deslocamento no perfil, fato também observado por Quaggio et al. (1993). Isso, possivelmente, ocorreu mais intensamente a 0-20 cm, embora não se tenha avaliado a CTC após a calagem. Além disso, o maior teor de matéria orgânica a 0-20 cm, rica em cargas negativas pH dependentes, contribui para a repulsão do íon sulfato. De modo contrário, os menores teores de matéria orgânica a 20-40 cm, aliados aos teores de óxidos de ferro encontrados nos Latossolos (Embrapa, 1999), podem resultar em predomínio de cargas positivas e favorecerem a retenção do ânion sulfato a 20-40 cm, conforme os teores encontrados antes da aplicação do gesso.

Os teores máximos de S-sulfato a 0-20 cm nas parcelas que receberam gesso agrícola foram constatados aos 21 dias nos dois anos de cultivo (Figura 1). Esses valores foram mais expressivos nas maiores doses e diminuíram com o tempo, sendo, aos 63 dias, já próximos àqueles encontrados antes da aplicação do gesso e aos do tratamento-controle (dose 0), principalmente no primeiro ano. As variações climáticas do primeiro para o segundo ano agrícola, especialmente o regime pluvial (Figura 2), foram, provavelmente, os principais responsáveis pelas variações nos teores de S-sulfato, considerando-se a mesma dose de gesso agrícola. Em condições controladas, Dias et al. (1994) observaram que o gesso aplicado ao solo foi rapidamente solubilizado e sua remoção foi proporcional à lâmina de água aplicada.

No primeiro ano agrícola, não houve alterações significativas nos teores de S-sulfato, na profundidade de 20-40 cm, aos 21 dias da aplicação do gesso agrícola. No segundo, os aumentos foram observados logo aos 21 dias, principalmente nas maiores doses. A maior rapidez com que o S-sulfato atingiu a profundidade de 20-40 cm no segundo ano pode ser atribuída à maior incidência de chuvas no período que antecedeu à amostragem de 21 dias (152 mm no segundo ano, contra 83 mm no primeiro) (Figura 2), o que possibilitou rápido deslocamento do S-sulfato para 20-40 cm.

Após esse período, houve inversão do regime pluvial. No primeiro ano, foram 550 mm até os 63 dias, contra 385 mm no segundo ano. Até à última amostragem do primeiro ano agrícola, houve acúmulo de 826 mm de chuva, contra 569 mm no segundo ano (Figura 2). Os 257 mm a mais no primeiro ano foram suficientes para remover o S- sulfato para além dos 20-40 cm, mesmo nas maiores doses de gesso, logo aos 63 dias. No segundo ano, ao contrário, observou-se aumento dos teores de S- sulfato a 20-40 cm, nas maiores doses, resultante da aplicação do gesso, até à última amostragem (Figura 1).

Quaggio et al. (1993) observaram que praticamente todo o S-sulfato foi lixiviado para profundidades maiores que 40-60 cm aos 18 meses da aplicação de gesso agrícola. Melo & Ferreira (1983) citaram que a elevação dos teores de S-sulfato resultante da aplicação de superfosfato simples em Latossolo Roxo perdurou até 106 dias, diminuindo em seguida. Essas observações, corroboradas pelos resultados aqui apresentados, mais uma vez reforçam a rapidez com que o íon sulfato é removido do perfil, e que mais atenção deve ser dada ao enxofre, para que esse não venha a ser limitante às culturas, especialmente em solos com baixos teores de matéria orgânica, sua principal reserva.

Os maiores teores de S-reserva foram observados a 0-20 cm, em todas as épocas de amostragem e doses de gesso agrícola. Esse comportamento era esperado graças ao maior teor de matéria orgânica na camada superficial, a qual contém a maior parte do S-reserva (David et al., 1982). No primeiro ano agrícola, observou-se menor teor de S-reserva a 0-20 cm (142 mg kg^-1) em relação ao segundo (187 mg kg^-1), na média das doses e épocas de amostragem. Essa variação foi menos expressiva a 20-40 cm, ou seja, 105 mg kg^-1 no primeiro ano e 112 mg kg^-1 no segundo. É provável que as formas de S orgânico a 20-40 cm sofram menores alterações por estarem menos sujeitas às variações impostas pelo clima, ocupação e manejo do solo.

No primeiro ano agrícola (92/93), houve interação significativa entre épocas de amostragem e doses de gesso agrícola (P < 0,05) e entre profundidades de amostragem e doses (P < 0,01). Os ajustes de regressão do fator época de amostragem, em cada nível do fator doses de gesso agrícola, apresentaram modelos significativos apenas para os tratamentos 0, 67 e 133 kg ha^-1 (Figura 3), seguindo um modelo quadrático nas doses 0 e 133 mg kg^-1. Nas maiores doses, não houve efeito significativo de épocas.

No segundo ano agrícola (93/4), houve novamente interações duplas entre os fatores épocas de amostragem e doses de gesso agrícola (P < 0,01) e entre profundidades de amostragem e doses de gesso agrícola (P < 0,05). O efeito do fator época em cada nível do fator dose também resultou em ajustes de regressão significativos (Figura 3). Nos tratamentos de 0 e 533 kg ha^-1, houve diminuição do S-reserva de acordo com o tempo de amostragem. Nos tratamentos de 67 e 267 kg ha^-1, os ajustes foram quadráticos, passando por um ponto de máximo, com posterior diminuição dessa variável até a última amostragem. A diminuição do S-reserva nas últimas avaliações da maioria dos tratamentos pode estar relacionada com o desenvolvimento da cultura da soja. A mineralização do S-orgânico no solo é maior na presença de plantas, as quais estimulam a atividade microbiana pela produção de exsudatos radiculares (Kamprath & Till, 1983).

Chowdhury et al. (2000) também observaram mineralização do S orgânico no período de maior desenvolvimento das plantas. A demanda microbiana por C é a força motriz da mineralização do S (Ghani et al., 1992). Assim, a exsudação pelas raízes de C de fácil degradação estimula a mineralização do S orgânico, o que pode ter resultado na diminuição do S-reserva em alguns tratamentos desse experimento, nas avaliações finais.

Na interação dupla entre doses de gesso e profundidade de amostragem (P < 0,01) no primeiro ano, houve efeito das doses de gesso sobre o S-reserva a 0-20 cm, com diminuição até a dose de 533 kg ha^-1 e posterior aumento na maior dose, segundo a equação de regressão _{(92/93: 0-20 cm)} = 168 - 0,167x + 0,000013x² (R² = 0,66**). Não houve efeito significativo das doses de gesso a 20-40 cm.

No segundo ano, essa variável foi significativamente influenciada apenas na profundidade de 20-40 cm _{(93/94: 20-40 cm)} = 117 - 0,016x; R² = 0,75**). Essa diferença de comportamento pode estar associada à variação dos teores de S-sulfato em cada uma das profundidades de um ano para o outro. No primeiro ano, o S-sulfato permaneceu por mais tempo a 0- 20 cm, enquanto, no segundo, foi removido da profundidade de 0-20 cm e acumulou a 20-40 cm (Figura 1), em razão de alternâncias entre os índices pluviométricos no decorrer dos experimentos (Figura 2).

Stanko-Golden & Fitzgerald (1991) observaram relações positivas entre S-sulfato e S-orgânico. Entretanto, essas relações podem variar com a natureza da comunidade microbiana, fontes de C orgânico no solo e com o clima, cuja combinação definirá se o S-orgânico será formado ou mineralizado. Houve comportamento variado entre os dois anos agrícolas, o que indica a dificuldade de se estudar essa variável em condições de campo, em virtude da maior exposição a fatores não-controláveis.

A atividade da arilsulfatase não foi influenciada pelas doses de gesso agrícola no primeiro ano, sendo observados apenas efeitos isolados de profundidade e épocas de amostragem (P < 0,01). No segundo ano, além dos efeitos de profundidade (P < 0,01) e época de amostragem (P < 0,01), houve efeito das doses de gesso (P < 0,05), sem interação entre os fatores. Os ajustes de regressão de grau até dois para doses e épocas não foram significativos, o que indica alta complexidade entre os fatores que governam a atividade dessa enzima no solo.

Análises de correlação simples entre S-sulfato e atividade enzimática, para cada profundidade de amostragem e ano agrícola, indicaram relação negativa entre as variáveis, porém, embora significativas (P < 0,05) para a profundidade 0- 20 cm, apresentaram baixos coeficientes de correlação (r = -0,18, para o primeiro, e r = -0,35, para o segundo ano), o que não permitiu evidenciar claro efeito inibidor do S-sulfato sobre a atividade enzimática. Relatos na literatura sobre o efeito do íon sulfato na atividade da arilsulfatase são contraditórios, variando desde inibição até ligeiro aumento da atividade (Gupta et al., 1993).

A atividade da arilsulfatase apresentou correlação positiva e significativa (P < 0,01) com o S-reserva (r = 0,54; n = 576), o que indica que sua atividade aumenta com o aumento do substrato sobre o qual atua (Gupta et al., 1993). Como a maior parte do S do solo se encontra na forma orgânica (Tabatabai & Bremner, 1972; Gupta et al., 1993), o teor de matéria orgânica entre as duas profundidades avaliadas foi, possivelmente, o fator que mais influenciou a atividade da arilsulfatase. Há que se salientar que não é todo o S orgânico que está sujeito à hidrólise pela atividade da arilsulfatase, mas apenas aquele na forma de ésteres de sulfato (Ganeshamurthy & Nielsen, 1990). Assim, apenas alterações nessa forma de S orgânico afetariam a atividade da arilsulfatase.

Os teores foliares de macronutrientes na época do florescimento não foram influenciados pela adição do gesso no primeiro ano, mesmo considerando o S e o Ca. As médias obtidas para os teores foram (g kg^-1): N = 34,6; P = 10,1; K = 24,5; Ca = 9,5; Mg = 3,9; S = 1,8. No segundo ano, houve efeito apenas para o S, porém sem ajuste de modelos de regressão de grau até três. As médias obtidas foram (g kg^-1): N = 39,4; P = 9,02; K = 12,1; Ca = 16,3; Mg = 6,3; S = 2,0. Os teores foliares de S situaram-se abaixo da faixa de 2,1 a 4,0 g kg^-1, citada por Ambrosano et al. (1996) como adequada para a soja, mesmo nas maiores doses de gesso agrícola. Resultados semelhantes foram obtidos por Anghinoni et al. (1976) e Quaggio et al. (1993), estes últimos, utilizando doses de 2 a 6 t ha-1 de gesso agrícola.

A estimativa da produtividade de grãos não foi influenciada pelas doses de gesso agrícola nos dois anos, tendo sido de 2.215 kg ha^-1, no primeiro ano, e de 2.340 kg ha^-1, no segundo. Essas produtividades são semelhantes às encontradas por Vitti & Trevisan (2000). A falta de resposta de produtividade às doses de gesso evidencia que os teores de S nesse solo não eram limitantes, tendo sido a quantidade proveniente da mineralização da matéria orgânica suficiente para suprir as necessidades da cultura. Entretanto, devido ao seu rápido deslocamento no perfil do solo, atenção precisa ser dada a esse nutriente, para que sua disponibilidade não venha a ser limitante às culturas.

1. A aplicação de gesso agrícola causou aumento temporário nos teores de S-sulfato nas amostras de terra, sem efeito residual de um ano para outro, confirmando a alta mobilidade desse íon no perfil do solo.

2. A atividade da arilsulfatase foi pouco influenciada pela adição de gesso agrícola, mas apresentou correlação positiva com o teor de S-reserva.

3. As doses de gesso agrícola não influenciaram a produtividade da soja e, à exceção do S no segundo ano, não alteraram o teor foliar de macronutrientes.

Aos técnicos Roberto A. Chelli e Sueli A.S. Leite, do Laboratório de Biogeoquímica do Departamento de Tecnologia da FCAV/UNESP, Campus de Jaboticabal, pelos auxílios prestados durante a instalação e realização dos experimentos.

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1. Trabalho apresentado pelo primeiro autor à Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias da Universidade Estadual Paulista – FCAV/UNESP/Jaboticabal, para graduação em Agronomia. Apresentado na XXI Reunião Brasileira de Fertilidade do Solo e Nutrição de Plantas, Petrolina (PE), 1994.