Para se desenvolver, as culturas precisam de água, luz, carbono, oxigênio e elementos minerais. O ar fornece oxigênio e gás carbônico, fonte do carbono que a planta retém graças à fotossíntese. O solo serve de reserva em água e em elementos minerais para alimentar a planta, ele é um verdadeiro birreator que abriga um ecossistema complexo. O solo recicla as matérias orgânicas em elementos minerais podendo ser utilizados outra vez pelas plantas e fornece um bom rendimento à agricultura.
Um exemplo: uma parcela de 1 m² de cereais precisa para seu desenvolvimento de:
- 660 g de oxigênio, 630 g de carbono, 90 g de hidrogênio +
- 20 g de nitrogênio (N), 8 g de fósforo (P2O5), 25 g de potássio (K2O) +
- 8 g de cálcio (CaO), 6 g de enxofre (SO3), 4 g de magnésio (MgO) +
- oligoelementos: 0,15 g de ferro, 0,05 g de manganésio, 0,05 g de zinco +
- 0,01 g de cobre, 0,006 g de boro, 0,001 g de molibdênio +
- alguns milhões de bactérias e fungos, minhocas, crustáceos…
As necessidades da planta evoluem ao longo de sua vida. Em cada fase de seu desenvolvimento, ela deve encontrar os elementos que lhes são necessários, sob uma forma assimilável na solução do solo (água + elementos minerais). Se os fertilizantes fornecem ao solo elementos nutritivos, quais são as necessidades dos cultivos?
1 - O solo
O solo é composto de:
- matérias orgânicas,
- húmus,
- elementos finos e muito reativos (argilas),
- elementos grosseiros siliciosos ou calcários,
- a base de ferro, de alumínio, de cálcio
- água e ar para 50% de seu volume.
Na agricultura, o solo desempenha um papel essencial na nutrição das culturas, pois ele:
- retém a solução do solo;
- fixa certos elementos nutritivos; e
- abriga os microrganismos que contribuem para a transformação dos elementos não assimiláveis em elementos diretamente assimiláveis pelas plantas.
Cada solo é um biótopo único e tem suas próprias características físicas, biológicas e químicas. A disponibilidade dos elementos nutritivos depende disso.
2 - O papel do nitrogênio (N)
O nitrogênio é um elemento essencial da fotossíntese que permite a transformação da matéria mineral em tecido vegetal. O nitrogênio está presente no ar, mas as plantas, com exceção das leguminosas (alfafa, trevo, ervilha…), não podem absorvê-lo em sua forma gasosa. No solo, o nitrogênio encontra-se sob a forma orgânica ou mineral (amônio NH4+, nitrato NO3-). O nitrogênio orgânico (resíduos das recoltas precedentes, fertilizantes orgânicos…) deve ser transformado pelos microrganismos presentes no solo em nitratos para ser utilizável pelas plantas: é a mineralização. São essencialmente os nitratos que garantem a nutrição a base de nitrogênio das plantas. O ciclo do nitrogênio depende das condições climáticas e da microbiologia do solo. Os nitratos são pouco retidos pelo solo, eles devem, então, ser fornecidos ou favorecer a mineralização quando a planta estiver pronta para absorvê-lo a fim de evitar a lixiviação dos lençóis freáticos. O nitrogênio é um fator de crescimento e de qualidade que influi no índice de proteínas dos vegetais.
3 - O papel do fósforo (P)
O fósforo é necessário para o crescimento das plantas. Ele está presente no solo sob a forma de fosfatos: dissolvido na água, fixado nas partículas do solo, nos minerais ou ainda sob sua forma orgânica. Conforme as raízes retiram o fosfato dissolvido na água, as moléculas fixadas são progressivamente liberadas. O fósforo em sua forma orgânica é lentamente mineralizado. Mas essas trocas são muito lentas. O ciclo do fósforo é muito dependente das características físicas e químicas do solo. São as culturas de batatas, legumes e beterrabas que apresentam as maiores necessidades em fósforo. Frequentemente, é a biodisponibilidade no curto prazo que limita um solo, o fósforo envelhece muito rapidamente no solo. Os solos ácidos ricos em ferro e alumínio livre retêm o fósforo solúvel muito rapidamente, como os solos ricos em cálcio e/ou magnésio.
4 - O papel do potássio (K)
O potássio desempenha um papel primordial na formação e estocagem dos açúcares. Ele ajuda também a planta a resistir ao frio, à seca e às doenças. O potássio da solução do solo é retido pelo húmus ou pela argila; o potássio contido nos minerais será liberado muito lentamente. Como para o fósforo, o ciclo do potássio é dependente das características físicas e químicas do solo, porém ele mantém-se sempre biodisponível. Nem todas as culturas possuem as mesmas necessidades em potássio: as batatas, os legumes em geral e as beterrabas são mais exigentes que os cereais, por exemplo. Geralmente, o fornecimento em potássio é feito antes da plantação.
5 - As funções dos outros elementos: cálcio, magnésio, enxofre, oligoelementos
O cálcio e o magnésio são utilizados essencialmente para melhorar a estrutura do solo, e são fornecidos sob forma de esterco. O enxofre é necessário para a síntese das proteínas, ele é fornecido por certos fertilizantes sob a forma de sulfatos. São os gramíneos (couve, colza…) e o alho, a cebola e o alho-poró, que mais precisam de enxofre. Os oligoelementos (cobre, magnésio, zinco, boro, molibdênio, ferro…) contribuem para a nutrição das plantas a baixas doses. Contudo, uma carência em um desses elementos pode provocar um distúrbio na vegetação. Essas carências podem ser provocadas por um teor insuficiente ou indisponibilidade do elemento.
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