Rochagem e suas interações no ambiente solo: contribuições para aplicação em agroecossistemas sob manejo agroecológico

Abstract

A busca por uma alternativa social, ambiental e economicamente mais vantajosa às fontes convencionais de nutrientes torna especialmente importante o estudo do potencial de rochas silicatadas para emprego na agricultura. Além disso, a revalorização recente do uso de rochas silicatadas está ligada também à necessidade de aproveitamento de grandes quantidades de rejeitos de pedreiras e mineradoras e à expansão das correntes de agricultura de bases agroecológicas. A principal limitação desta prática, no entanto é a lenta solubilização dos minerais presentes e, portanto, a lenta liberação dos nutrientes às plantas. Alguns trabalhos têm sido realizados em ambientes controlados simplificados, negligenciando a ação de organismos do solo, de fungos micorrízicos ou mesmo da planta sobre a magnitude da disponibilização de nutrientes pelas rochas. Neste sentido, os objetivos deste trabalho foram avaliar o potencial de uso de pós de rocha silicatadas em agroecossistemas sob a perspectiva da agroecologia e avaliar o papel de componentes biológicos dos agroecossistemas e de alguns processos biogeoquímicos envolvidos na disponibilização de nutrientes de pós de rocha. Para tal foram planejados três experimentos. O primeiro, com metodologias participativas e em campo, utilizando pó de gnaisse associado ou não a diferentes adubações orgânicas em cultivos sucessivos de feijão. No segundo, em casa de vegetação, o papel da planta, da microbiota do solo e dos fungos micorrízicos arbusculares na disponibilização de nutrientes dos pós de gnaisse, charnockito e esteatito foi avaliado em cultivos sucessivos com milho. O terceiro experimento investigou o papel de processos biogeoquímicos envolvidos no intemperismo, como o CO2, os ácidos orgânicos e a microbiota do solo, sobre a disponibilização de elementos dos pós de basalto, gnaisse, charnockito e esteatito em um Latossolo incubado em condições de laboratório. Em campo, apesar da lenta liberação dos nutrientes do gnaisse de um modo geral, a rochagem promoveu o crescimento de plantas, aumentou a absorção de nutrientes e promoveu alterações químicas desejáveis no solo. De um modo geral, no entanto, as disponibilizações de elementos pelo gnaisse foram pouco afetadas pelas adubações orgânicas. Em casa de vegetação, os resultados evidenciaram que as rochas não restringiram a atividade biológica do solo nem a atuação dos fungos micorrízicos arbusculares. Embora a atividade biológica seja importante para o intemperismo de minerais, neste estudo a planta mostrou‐se igualmente capaz de atuar sobre a disponibilização de elementos das rochas quando comparada com a presença conjunta da planta com a microbiota do solo ou em associação micorrízica. Além disso, os dados evidenciaram a necessidade de experimentos com planta e não apenas com solo, para uma melhor avaliação do potencial de disponibilização de elementos por pós de rocha silicatadas. Em condições de laboratório, mesmo com um curto período de incubação, os pós de gnaisse, charnokito, esteatito e basalto apresentaram potencial de utilização enquanto fontes de nutrientes e promotores de melhorias em características químicas do solo. As disponibilizações de nutrientes promovidas foram também afetadas pelos processos biogeoquímicos. Destacaram‐se as atuações do CO2 sobre a liberação de Ca e Mg do esteatito, do CO2 e dos ácidos orgânicos sobre a liberação de P do basalto, da microbiota sobre a liberação de Fe e Zn do gnaisse e do CO2 sobre a liberação de Mn e Ni. Estas alterações indicam a importância dos componentes biológicos do solo sobre a viabilidade da rochagem e podem contribuir na seleção de tecnologias para aumentar a velocidade de liberação de nutrientes de rochas silicatadas moídas.

The search for a social, environmental and economically advantageous alternative to conventional sources of nutrients makes the research with silicate rocks for use in agriculture especially important. Additionally, the new appreciation of the use of silicate rocks is also linked to the need for the use of large amounts of waste quarries and the expansion of agroecological farming currents. The main limitation of this practice, however, is the slow solubilization of minerals, and therefore, the slow release of nutrients to the plants. Some studies have been conducted in simplified controlled environments, overlooking the effect of soil organisms, mycorrhizal fungi or plant on the availability of nutrients from the rocks. In this sense, the present study was aimed at evaluating the potential use of silicate rock powders (stonemeal) in agroecosystems from the perspective of agroecology. This study was also aimed at assessing the role of biological components of agroecosystems and some biogeochemical processes involved in the release of nutrients from rock powders. To this end, three experiments were designed. The first, based on participatory methodologies in the field, using gneiss powder associated or not with different organic fertilizers on beans crop. The second experiment, carried out in a greenhouse, looked at the role of plant, soil microbiota and mycorrhizal fungi in nutrients availability from gneiss, steatite, and charnockite powders in successive crops with corn. The third and last experiment examined the role of biogeochemical processes involved in weathering, such as CO2, organic acids, and soil microbiota on the availability of elements of basalt, gneiss, steatite, and charnockite powders, which were evaluated in an Oxisol incubated under laboratory conditions. In the field, despite the slow release of nutrients from gneiss, the stonemeal promoted the growth of plants, increased absorption of nutrients, and promoted desirable chemical changes to the soil. In general terms, however, the release of elements from gneiss was little affected by the organic fertilizer. In the greenhouse, the results indicated that the rocks did not restrict soil biological activity or the activity of mycorrhizal fungi. Although the biological activity was important for the weathering of minerals, this study showed that the plant was also able to act upon the release of elements from the rocks when compared with the joint presence of the plant with soil microorganisms or in mycorrhizal association. Furthermore, the data demonstrated the need for experiments with plant and not just with soil in order to better evaluate the potential availability of elements in stonemeal. Under laboratory conditions, even with a short incubation period, the gneiss, charnockite, steatite, and basalt powders showed potential for use as sources of nutrients and promoters of improvements in soil chemical properties. The release of nutrients from the rocks was also affected by biogeochemical processes. The highlights were the performances of CO2 on the release of Ca and Mg from steatite, CO2 and organic acids on the release of P from basalt, soil microbiota on the release of Fe and Zn from gneiss and CO2 on the release of Mn and Ni. These changes strongly suggest the importance of the soil biological components on the viability of stonemeal and can help in the selection of technologies to increase the speed of release of nutrients from silicate rocks.