Correção Orgânica em Agricultura Biológica

O estudo realizado em Marco de Canaveses, Portugal, focou-se no impacto da incorporação de composto e calcário na produção de alface e acelga em sistema de agricultura biológica. Observou-se um aumento significativo na produção de alface (Lactuca sativa L.), passando de 25,6 t ha⁻¹ para 35,8 t ha⁻¹ (um incremento de 40%) com a aplicação de 40 t ha⁻¹ de composto e 8 t ha⁻¹ de calcário. A produção da cultura de cobertura (centeio e ervilhaca), utilizada como adubo verde na cultura da acelga, também apresentou aumento significativo (37%), passando de 25,2 t ha⁻¹ para 34,6 t ha⁻¹. A acelga (Beta vulgaris) demonstrou uma resposta ainda mais expressiva ao tratamento, com um aumento de 117% na produção, de 11,7 t ha⁻¹ para 25,4 t ha⁻¹. Esse acréscimo na produção de acelga foi atribuído ao efeito acumulado do composto, à disponibilidade do calcário (aplicado 8 meses antes) e à maior incorporação de biomassa do adubo verde (16 dias antes do plantio). Curiosamente, o efeito do calcário na produção e acumulação de nutrientes na alface não foi tão evidente, sugerindo uma interação complexa entre os fatores analisados. A maior taxa de mineralização de nitrogênio orgânico do composto (20,5%) ocorreu na cultura da alface com a aplicação de 20 t ha⁻¹ de composto e 8 t ha⁻¹ de calcário.

A pesquisa destaca a forte influência da acumulação de nutrientes na produção, particularmente evidente na cultura da acelga. A relação positiva entre a acumulação de nutrientes e a produção foi atribuída a uma combinação de fatores: o efeito acumulado do composto aplicado, a disponibilidade de calcário no solo (aplicado 8 meses antes), e a maior incorporação de biomassa do adubo verde 16 dias antes do plantio da acelga. Estes fatores contribuíram para uma maior disponibilidade de nutrientes no período de maior necessidade da acelga. Em contraste, o efeito do calcário na produção de alface e na acumulação de nutrientes em suas folhas foi menos claro. A taxa de mineralização de nitrogênio do composto variou com a dose aplicada e a cultura. Uma taxa mais elevada de mineralização de N (20,5%) foi observada na cultura de alface com aplicação de 20 t ha⁻¹ de composto e 8 t ha⁻¹ de calcário. O estudo ressalta a complexidade da interação entre os fatores de adubação e a resposta das culturas.

A taxa de mineralização do azoto (N) orgânico do composto desempenhou um papel crucial na disponibilidade de nutrientes para as plantas. O estudo demonstra que a taxa de mineralização não foi uniforme em todos os tratamentos, variando de acordo com a dose de composto e o tipo de cultura. A maior taxa de mineralização de N (20,5%) foi observada no tratamento com 20 t ha⁻¹ de composto e 8 t ha⁻¹ de calcário na cultura de alface. Esta variação na taxa de mineralização ressalta a heterogeneidade dos compostos e a complexidade da liberação de nutrientes no solo. A heterogeneidade do solo em sistemas de produção biológica (MPB) foi considerada como um fator potencialmente contribuinte para o erro padrão relativamente elevado observado em algumas comparações entre os tratamentos. Assim, sugere-se o aumento do número de repetições em experimentos futuros para minimizar o erro e aumentar a precisão na análise dos resultados. A sincronização entre a libertação de nutrientes e a demanda das culturas é um fator crucial para a eficiência da adubação orgânica.

Embora a produção de alface tenha demonstrado um aumento numérico com doses crescentes de composto, poucas diferenças foram estatisticamente significativas devido ao elevado erro padrão. Esta observação pode ser explicada pela heterogeneidade inerente aos solos em sistemas de produção biológica (MPB), em contraste com a maior homogeneidade alcançada em sistemas convencionais com a aplicação de adubos minerais. A aplicação uniforme de adubos minerais facilita a homogeneização dos nutrientes no solo, enquanto compostos e estercos apresentam maior heterogeneidade e menor uniformidade de distribuição. Para minimizar esse erro padrão e aumentar a precisão na detecção de diferenças significativas entre tratamentos, os autores sugerem o aumento do número de repetições em experimentos futuros em agricultura biológica. Esta recomendação busca aprimorar a análise e a interpretação dos resultados, garantindo maior confiabilidade nas conclusões.

A quantidade de matéria orgânica (MO) no solo é crucial para a sua saúde e produtividade, impactando diretamente a agricultura sustentável. A incorporação de MO, aliada a uma taxa adequada de mineralização, é fundamental para suprir as necessidades de nitrogênio (N) das culturas. A mineralização da MO, por sua vez, depende das características da MO incorporada, dos fatores edafoclimáticos (clima e solo) e da intensidade de mobilização do solo. Solos argilosos com culturas permanentes tendem a reter mais MO do que solos arenosos com culturas anuais. A incorporação sistemática de MO aumenta os teores de carbono (C) e N no solo, melhorando suas propriedades físicas, químicas e biológicas. Em termos físicos, a adição de MO diminui a densidade aparente do solo, melhora o desenvolvimento radicular, aumenta a capacidade de infiltração de água e a estabilidade dos agregados de partículas, reduzindo a mineralização. Em relação às propriedades químicas, a MO aumenta os teores de N total, fósforo (P) e potássio (K) disponíveis, elevando o pH e a capacidade de troca catiônica, além do efeito tampão do solo. A mobilização do solo influencia a atividade microbiana aeróbica, que afeta a mineralização do carbono, e a eficiência na transformação do C do solo em C da biomassa, com maior desenvolvimento de fungos em relação às bactérias em sistemas de não mobilização.

A compostagem é um processo fundamental para a produção e utilização de fertilizantes orgânicos. O processo envolve duas etapas: uma fase de intensa atividade metabólica com aumento de temperatura (mesófila e termófila) e uma fase de taxas metabólicas reduzidas (arrefecimento e maturação). A duração dessas fases varia de acordo com diversos fatores, incluindo os materiais utilizados, tamanho das partículas, humidade e arejamento. O material compostado no fim da fase termófila é inadequado para aplicação no solo devido ao alto teor de NH₄⁺ (fitotóxico) e baixo grau de estabilização da MO. Compostos maturados, ricos em matéria orgânica estabilizada (moléculas húmicas), mineralizam mais lentamente, necessitando de quantidades elevadas para atingir produtividades competitivas. A heterogeneidade dos compostos dificulta a previsão das taxas de mineralização, tornando difícil a sincronização da liberação de nutrientes com as necessidades das plantas. Estudos mostraram variações significativas no N mineral disponível após a incubação de diferentes compostos de estrume animal, com o N mineral antes da incubação variando entre 2 e 12% do N total, e após 32 semanas de incubação variando entre 11 a 29% do N total. A composição dos compostos varia dependendo do tipo de cama utilizada e do grau de maturação, influenciando diretamente o teor de matéria orgânica, N orgânico, e a relação C/N.

O nitrogênio (N) é frequentemente o nutriente limitante do crescimento vegetal, existindo em grande parte na forma orgânica no solo e tornando-se disponível para as plantas após a mineralização. A mineralização do N é um processo complexo dependente da atividade microbiana. Microrganismos utilizam energia da oxidação da MO do solo, mas necessitam de N e, ocasionalmente, fósforo, para seu crescimento. Se o N é limitante, ocorre competição entre plantas e microrganismos, imobilizando o N mineral em formas orgânicas. A razão C/N da MO influencia a disponibilidade de N. Materiais com razão C/N inferior a 20 decompõem-se rapidamente, liberando mais nutrientes. Razões C/N mais elevadas resultam em maior retenção de N pelos microrganismos. Leguminosas apresentam razão C/N menor que gramíneas por fixar azoto atmosférico. A liberação de N no solo está ligada à atividade enzimática (amilases e enzimas hidrolíticas), influenciada pelo estado de maturação do composto, temperatura e disponibilidade de substrato. A sincronização da incorporação do composto é crucial para minimizar a competição por N entre plantas e microrganismos, maximizando a disponibilidade de N mineral no período de maior necessidade das plantas. A disponibilidade de N oscila entre 15 a 20% do N total no primeiro ano de aplicação de composto, diminuindo nos anos seguintes.

Em agricultura biológica, a utilização de culturas de cobertura para sideração é uma prática comum, funcionando como adubo verde para a cultura seguinte. Estas culturas oferecem alternativas aos adubos convencionais, reduzindo perdas de nitrogênio (N) por lixiviação. Além disso, aumentam a biodiversidade, competem com plantas daninhas e melhoram a estrutura e os teores de matéria orgânica (MO) do solo. Embora a sideração contribua pouco para o teor de húmus a curto prazo devido à rápida mineralização das plantas jovens, disponibiliza N e outros nutrientes para a cultura seguinte. Gramíneas e leguminosas de raízes profundas, como a luzerna e o tremoceiro, contribuem para a melhoria da estrutura do solo. A fertilização da cultura subsequente depende do controle da mineralização e da quantidade de biomassa disponível. Estudos mostram que quando a biomassa de adubo verde à base de leguminosas contém mais de 110 kg N ha⁻¹, a produção em agricultura biológica se equipara à produção convencional. A mineralização depende da razão C/N, do estado de maturação, do método de incorporação, do tipo de solo e das condições climáticas.

A razão C/N do composto ou adubo verde indica o equilíbrio entre mineralização e imobilização de N após a incorporação no solo. Material verde e jovem com razão C/N inferior a 20 decompõe-se rapidamente, liberando mais nutrientes. Materiais com razões C/N mais altas retêm mais N pelos microrganismos, diminuindo a disponibilidade para a próxima cultura. Leguminosas têm razão C/N mais baixa que gramíneas devido à fixação de azoto atmosférico, aumentando a quantidade de N incorporado no solo. Culturas como o centeio conseguem absorver nitrato (NO₃⁻) mesmo em baixas temperaturas devido à continuação da mineralização no solo durante o inverno. Embora a vegetação natural possa ser mais eficiente na retenção de N, apresenta menor capacidade de competição com ervas daninhas. Após a incorporação de adubo verde com baixa razão C/N, a cultura seguinte deve ser instalada imediatamente; com alta razão C/N, a instalação deve ocorrer um mês depois. A incorporação de Trifolium pratensis (C/N = 9) estimulou a atividade enzimática e aumentou a biomassa microbiana, possivelmente devido à maior mineralização da MO no solo.

O melhoramento genético de adubos verdes visa sincronizar a liberação de N com as necessidades das culturas seguintes. Projetos na Eslováquia e Sérvia buscam utilizar ervilhacas autóctones para o desenvolvimento de variedades mais adaptadas. Na Lituânia, o melhoramento de tremoço (Lupinus angustifolius L.) visa a incorporação entre julho e agosto para fertilizar cereais de inverno. O controle de infestantes é importante na escolha da cultura de cobertura. Além da competição por recursos, a alelopatia, a liberação de aleloquímicos, pode controlar infestantes. Centeio, trigo e sorgo inibem o crescimento de infestantes. Resíduos de centeio e ervilhaca reduzem a emergência de infestantes, mas a ervilhaca se decompõe mais rápido. A Vicia villosa triturada em faixas pode impedir o crescimento de infestantes no tomate. Cereais de inverno em rotação com hortaliças restringem a propagação de doenças no solo. Uma associação de ervilhaca, tremoço e centeio inibe a sarna da batateira. Entretanto, a incorporação de ervilhaca antes do algodão aumentou populações de Rhizoctonia solani e Pythium spp. A mineralização é difícil de controlar, sendo adubos verdes menos adequados para culturas que precisam de muito N em pouco tempo.

O nitrogênio (N) é o nutriente que mais frequentemente limita o crescimento vegetal. A maior parte do N no solo está na forma orgânica, sendo disponibilizado para as plantas após a mineralização, um processo complexo relacionado à atividade microbiana. A mineralização envolve a oxidação da matéria orgânica (MO) com liberação de energia utilizada pelos microrganismos, além de uma sequência de reações enzimáticas. Os elementos presentes nos resíduos orgânicos geralmente são suficientes para as necessidades nutricionais dos microrganismos, exceto pelo N e, ocasionalmente, pelo fósforo. Se o N é o elemento limitante, há competição entre plantas e microrganismos, resultando na imobilização do N mineral do solo pelos microrganismos, que o convertem em formas orgânicas. A disponibilidade de N para as culturas oscila entre 15 a 20% do N total no primeiro ano de aplicação de composto, diminuindo nos anos seguintes (3 a 8% anualmente em climas temperados, podendo ser superior em climas mais quentes). A disponibilidade de N também depende da cultura, aumentando em culturas muito exigentes em nutrientes. Apesar do aumento da eficiência do N em culturas exigentes, culturas como o milho, com pico de demanda muito elevado, necessitam de grandes quantidades de estrume, sujeitas à lixiviação. O conhecimento da dinâmica do N no solo é essencial para sincronizar a liberação de N com as necessidades das culturas.

Após o nitrogênio, o fósforo (P) é o elemento mais frequentemente deficiente nos solos. Embora as formas minerais de P predominem, o P orgânico total pode representar 50% do P total em solos ricos em matéria orgânica (MO). Em solos ricos em MO, cerca da metade do P absorvido pelas plantas provém da mineralização da MO. A fertilização orgânica aumenta o teor de P mais facilmente disponível e o P da biomassa microbiana. A proporção de P em solução no solo é baixa, e solos minerais ricos em MO apresentam baixa capacidade de retenção de P, sendo mínima entre pH 6 e 7. A disponibilidade de P em estrume de vaca e porco é elevada. A incorporação de composto de galinha mal maturado aumenta a extração de P do solo. O potássio (K) é geralmente o nutriente mais abundante no solo, sendo um elemento muito dinâmico. A disponibilidade de K não depende da mineralização da MO, estando disponível após a morte e ruptura das células dos organismos. A disponibilidade de K é cerca de 90% no primeiro ano de aplicação de composto de estrume animal, em comparação com fertilizantes químicos. A disponibilidade de K aumenta em pH neutro, devido à competição entre íons hidrogênio, alumínio e potássio nos locais de absorção das raízes.

Micronutrientes são elementos essenciais em quantidades relativamente baixas. A MO atua como reserva, liberando-os durante a mineralização. A adição de MO pobre em micronutrientes pode reduzir temporariamente seus níveis em solução devido à imobilização por microrganismos. A aplicação de composto aumentou as concentrações de zinco (Zn), ferro (Fe) e manganês (Mn) em uma rotação de milho e trigo. Alta disponibilidade de fósforo diminui a concentração de micronutrientes nas plantas. Em solos muito ácidos, o molibdênio está pouco disponível, enquanto micronutrientes catiônicos (ferro, manganês, cobre, zinco e níquel) e boro são fortemente adsorvidos ou formam compostos insolúveis em pH alcalino. Catiões adsorvidos no complexo de troca permutam facilmente com íons alumínio em solução. A calagem aumenta o pH, precipitando manganês e alumínio, e fornecendo cálcio (Ca) e magnésio (Mg). A incorporação de composto de estrume animal aumentou a concentração de Ca e Mg disponível no solo, mas doses crescentes de composto diminuíram Ca disponível, possivelmente devido à substituição por K⁺ no complexo de troca. A acumulação de Ca e Mg na alface diminuiu com a aplicação de composto, possivelmente devido ao efeito antagônico do íon K⁺.

O estudo foi realizado em Marco de Canaveses, Portugal, utilizando um delineamento experimental em blocos casualizados com três repetições. A pesquisa avaliou o impacto de dois fatores na produção de alface e acelga em um sistema de rotação de culturas em modo de produção biológico: (i) composto de equinos aplicado às culturas da alface e da acelga em três doses (0, 20 e 40 t ha⁻¹); e (ii) calcário aplicado à cultura da alface em duas doses (0 e 8 t ha⁻¹ de CaCO₃ equivalente). As culturas consideradas foram alface (Lactuca sativa L.), variedade Maravilla de verano; uma cultura de cobertura (adubo verde) constituída por centeio (Secale cereale) e ervilhaca vilosa (Vicia vilosa), variedade Caia; e acelga (Beta vulgaris), variedade Bietola da Coste. A metodologia incluiu a produção de composto de estrume equino, sua aplicação nas culturas e a avaliação da produção das culturas. Duas pilhas de compostagem foram construídas: uma com duração de 9 meses para incorporação no solo antes do plantio da alface e outra com duração de 7 meses (setembro a abril) para a acelga, ambas com revolvimentos periódicos para garantir homogeneidade.

Métodos laboratoriais foram empregues para análise das características das plantas e do solo. O peso fresco e a matéria seca das plantas (alface, acelga e cultura de cobertura) foram determinados. A matéria seca foi moída para análise de nutrientes (N, P, K, Ca, Mg e Fe) através de digestão sulfúrica e digestão nitro-perclórica. A acumulação de nutrientes nas folhas foi calculada multiplicando o teor de nutrientes (g kg⁻¹) pela matéria seca (t ha⁻¹). A análise estatística dos dados, utilizando o nível de significância de p<0,05, permitiu comparar as médias de produção e acumulação de nutrientes entre os diferentes tratamentos. A análise dos resultados focou-se na relação entre a aplicação de composto e calcário, a acumulação de nutrientes nas culturas (alface e acelga) e a cultura de cobertura e a produção final. O elevado erro padrão observado em algumas análises de produção, especialmente da alface, é discutido, sugerindo que a heterogeneidade dos solos em sistemas de produção biológica (MPB) requer um maior número de repetições em pesquisas futuras.

Os resultados demonstraram um aumento significativo na produção de alface e acelga com a aplicação de composto e calcário, comparados com o tratamento testemunha (sem fertilizantes). Na alface, o aumento na produção foi de 40%, enquanto na acelga foi de 117%, evidenciando a relação positiva entre a acumulação de nutrientes e a produção, especialmente na acelga. O efeito do calcário na produção de alface e na acumulação de nutrientes em suas folhas foi menos evidente. A acumulação de potássio (K) nas folhas de alface foi significativamente superior no tratamento com 20 t ha⁻¹ de composto sem calcário. A acumulação de nitrogênio (N) aumentou significativamente com 40 t ha⁻¹ de composto na alface. Na cultura de cobertura, a acumulação de N, P e K foi significativamente superior no tratamento com 40 t ha⁻¹ de composto e 8 t ha⁻¹ de calcário. O estudo comparou os resultados obtidos com dados da literatura, observando-se similaridades em alguns casos, mas diferenças significativas foram atribuídas à heterogeneidade dos solos em sistemas de produção biológica (MPB) que afetam o erro padrão, sugerindo a necessidade de um maior número de repetições em pesquisas futuras.