A lixiviação de nutrientes é o processo em que os nutrientes do solo são carregados para camadas mais profundas pela movimentação descendente da água, o que reduz a eficiência dos fertilizantes, aumenta os custos de produção e provoca prejuízos imediatos às culturas e ao agricultor. Além disso, também pode causar graves impactos ambientais, como a contaminação de águas subterrâneas.

Em solos propensos, como os arenosos, ou sob manejo inadequado, as perdas podem ser significativas, comprometendo a produtividade e a sustentabilidade das lavouras. No entanto, com práticas agrícolas bem planejadas, é possível minimizar essas perdas e garantir maior rentabilidade e conservação ambiental.

Nesse artigo você entenderá o que é lixiviação de nutrientes, os fatores que a influenciam, os nutrientes mais afetados e estratégias eficazes para reduzir o problema. Continue a leitura e descubra como proteger seus recursos e melhorar os resultados da sua produção!

O que é lixiviação de nutrientes?

A lixiviação de nutrientes é um processo natural que ocorre quando a água, proveniente de chuvas ou irrigação excessiva, infiltra-se no solo e carrega consigo nutrientes dissolvidos (presentes na solução do solo) para camadas mais profundas e fora do alcance das raízes das plantas.

Assim, na agricultura, o movimento descendente de nutrientes vegetais solúveis em água abaixo da zona radicular da cultura com água percolada é chamado de lixiviação (Figura 1).

A lixiviação de nutrientes é o resultado da liberação de íons na forma solúvel e do movimento da água no perfil do solo na remoção desses íons.

A magnitude da perda é proporcional à/ao:

• concentração do elemento na solução do solo,
• quantidade de água drenada e
• tipo de solo. 

Esse fenômeno é especialmente prevalente em solos com baixa capacidade de retenção de água e nutrientes, como os arenosos.

Nutrientes altamente solúveis, como o nitrato (NO₃⁻) e sulfato (SO₄^2-), são particularmente vulneráveis, sendo facilmente transportados pela água no perfil do solo.

Por outro lado, nutrientes catiônicos, como potássio (K⁺) e magnésio (Mg²⁺), estão mais suscetíveis em solos com baixa Capacidade de Troca Catiônica (CTC).

As perdas de nitrogênio pela lixiviação de nitrato (NO₃^–) e escoamento superficial são consideradas a principal via de perda do nitrogênio (N), com fluxos variando de 6,7% a 19,0% do N aplicado em anos agrícolas individuais sob práticas agrícolas normais em terras cultivadas (Wang et al. 2019).

As perdas de potássio (K⁺) variam de, desde valores muito baixos, como 0,2 kg K ha⁻¹ ano⁻¹ em algumas regiões, até valores muito altos, como 185 kg K ha⁻¹ ano⁻¹ em áreas com alta concentração de urina de gado em solos argilosos na Nova Zelândia (Goulding et al., 2021).

Embora a lixiviação seja um processo natural, as práticas agrícolas podem intensificá-la, como o uso excessivo de fertilizantes, a ausência de cobertura vegetal e sistemas de irrigação mal planejados.

Compreender os mecanismos da lixiviação é essencial para implementar estratégias que minimizem as perdas de nutrientes, preservando a fertilidade do solo e evitando impactos ambientais negativos.

Como ocorre a lixiviação de nutrientes?

Para que a lixiviação de nutriente ocorra exige que o teor de água exceda a capacidade de campo com balanço hídrico positivo, o que significa que a entrada de água através da chuva ou irrigação deve exceder a evapotranspiração.

Portanto, as perdas por lixiviação em geral são maiores em condições úmidas.

A lixiviação natural ocorre em condições úmidas, mas as atividades agrícolas contribuem significativamente para aumentar a lixiviação, independentemente das condições climáticas.

A maioria dos nutrientes é propensa à lixiviação, dependendo da aplicação, mobilidade e concentração no solo.

Principais fatores que contribuem para a lixiviação

A lixiviação de nutrientes do solo é governada por vários fatores que afetam a movimentação de água de nutrientes no solo. Abaixo estão os principais fatores que contribuem para a lixiviação:

1. Tipo de solo: Solos com diferentes texturas e Capacidade de Troca de Cátions (CTC) têm capacidades variadas de retenção de água e nutrientes.

• Solos arenosos têm baixa capacidade de retenção de água e nutrientes (baixa CTC), sendo mais suscetíveis à lixiviação, pois nesse tipo de solo a água percola rapidamente para camadas mais profundas.
• Solos argilosos têm maior capacidade de retenção de água e nutrientes (alta CTC), mas podem ocorrer perdas por lixiviação quando o solo está saturado ou mal manejado.

2. Teor de Matéria Orgânica: A matéria orgânica no solo ajuda a reter água e nutrientes, atuando como um “reservatório”.

• Solos com pouca matéria orgânica retêm menos água e nutrientes, sendo mais propensos à lixiviação.

3. Natureza iônica do nutriente: A natureza iônica dos nutrientes influencia diretamente sua mobilidade no solo.

• Nutrientes Catiônicos (ex.: K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺): Tendem a ser retidos nas partículas de solo, especialmente em solos de alta CTC (solos argilosos) e são menos propensos à lixiviação.
• Nutrientes Aniônicos (ex.: NO₃⁻, SO₄²⁻): São mais vulneráveis à lixiviação, pois são repelidos por cargas negativas nas partículas do solo. Isso torna os nutrientes aniônicos mais vulneráveis à lixiviação, especialmente em solos com baixa CTC.

4. Quantidade e intensidade de precipitação: em áreas com chuvas intensas ou irrigação em excesso há intensificação no movimento da água no solo, aumentando a lixiviação. Os solos saturados permitem maior escoamento vertical da água.

5. Manejo agrícola: práticas agrícolas inadequadas podem intensificar a lixiviação, como o uso excessivo de fertilizantes ou a ausência de práticas de conservação do solo.

• Uso excessivo de fertilizantes: A aplicação de grandes quantidades de nutrientes de uma só vez aumenta a concentração de nutrientes solúveis no solo, ampliando as perdas por lixiviação.
• Ausência de cobertura vegetal: Solos expostos à chuva apresentam maior movimentação de água em profundidade, facilitando a lixiviação.

Principais nutrientes afetados pela lixiviação

A lixiviação afeta diferentes nutrientes de maneiras variadas, dependendo de sua solubilidade, carga iônica e a dinâmica do solo. Abaixo estão os principais nutrientes que são mais suscetíveis à lixiviação:

1. Nitrogênio na forma de nitrato (NO₃^–)

O ânion nitrato (NO₃⁻) é um dos nutrientes mais vulneráveis à lixiviação, devido à sua alta solubilidade. Isso ocorre pois ele é repelido pelas partículas negativas do solo, o que facilita seu deslocamento para camadas mais profundas.

Em solos arenosos e em condições de alta precipitação ou irrigação, o nitrato pode ser rapidamente lixiviado para os horizontes mais profundos e, atingir, inclusive, os aquíferos (águas subterrâneas rasas e profundas).

Outra forma de perda do nitrato é por escoamento superficial através do fluxo de água para os recursos hídricos.

Os dois processos degradam a qualidade da água, aumentando o risco de contaminação da água com nitratos resultando em eutrofização e abastecimento de água não potável.

A dinâmica do ciclo do nitrogênio no solo, incluindo a nitrificação (conversão de amônio em nitrato) e a desnitrificação (conversão de nitrato em nitrogênio gasoso), também desempenha um papel importante nas perdas de N no sistema-planta.

Embora a lixiviação de N possa ocorrer em qualquer tipo de solo, os solos arenosos são os mais propensos à lixiviação de N, em razão do baixo teor de matéria orgânica e baixa CTC.

2. Potássio (K⁺)

As perdas de potássio por lixiviação são influenciadas pela quantidade de K aplicada como fertilizante, pela cultura, pelo tipo de solo e pela quantidade de drenagem.

As perdas por lixiviação podem ser esperadas na presença de drenagem quando as entradas de K excedem a soma da capacidade de retenção de K e da absorção da planta.

Em áreas de alta pluviosidade, solos arenosos e orgânicos, podem ocorrer perdas significativas de potássio.

O gráfico da figura 2 ilustra a fase inicial de lixiviação rápida decorrente do fluxo de macroporos e a presença de K na solução (Fase A) e a subsequente fase de lixiviação lenta (Fase B) causada pelo fluxo da matriz (Alfaro et al., 2004).

3. Enxofre (SO₄^2-)

Como um ânion (SO₄²⁻), o enxofre é facilmente transportado pela água e pode ser perdido rapidamente no processo de lixiviação, especialmente em solos com pH elevado, que tendem a favorecer a solubilidade do sulfato.

A taxa de lixiviação para o nutriente varia de acordo com a fonte de fertilizante sulfatado, sendo que o sulfato de amônio representa a maior parte das perdas – 72% (Sharma et al., 2024).

4. Magnésio (Mg²⁺)

A lixiviação de Mg deve ser menos severa em solos sob uma cultura do que em pousio, mas pode aumentar quando fertilizantes são adicionados.

A aplicação de fertilizantes solúveis de Mg pode levar a perdas de pôr lixiviação quando aplicada a solos arenosos com alta condutividade hidráulica.

5. Micronutrientes (ex.: Boro, Zinco)

Alguns micronutrientes, como o boro (B) e o zinco (Zn), são mais solúveis em solos ácidos, mas sua lixiviação tende a ser menos pronunciada do que a de macronutrientes. No entanto, em solos arenosos ou em áreas com irrigação excessiva, a lixiviação desses micronutrientes pode se tornar uma preocupação.

Solos propensos a lixiviação de nutrientes

Solos propensos à lixiviação de nutrientes possuem características que favorecem o movimento descendente de água e solutos.

Abaixo listamos os principais para você.

• Solos arenosos: Apresentam baixo teor de matéria orgânica, altas taxas de infiltração e baixa capacidade de retenção de água e nutrientes causados pela baixa CTC.
• Latossolos do Cerrado: São propensos à lixiviação de nutrientes devido à baixa retenção de nutrientes e alta condutividade da água. 
• Vertissolos: há aumento da lixiviação através de macroporos quando os fertilizantes são aplicados, pois há pouco contato com a matriz do solo.
• Solos mal estruturados ou compactados: áreas compactadas podem apresentar menor infiltração de água superficialmente, mas drenagem rápida em profundidade.
• Solos de áreas irrigadas excessivamente: Irrigação em excesso simula chuvas intensas, aumentando o percolamento de água.
• Solos com baixa atividade coloidal: Presença de minerais primários ou baixa quantidade de argila ativa.; Solos jovens ou arenosos com baixa interação entre partículas.

Consequências da lixiviação de nutrientes

A lixiviação é desvantajosa, tanto por razões econômicas quanto ambientais, pois pode diminuir a produtividade do ecossistema e contribuir para a contaminação das águas superficiais e subterrâneas.

1. Perda de eficiência dos fertilizantes

Nutrientes lixiviados, como nitrogênio (na forma de nitrato), potássio e enxofre, deixam de estar disponíveis para as plantas. Assim, fertilizantes aplicados não são utilizados plenamente, resultando em desperdício de insumos.

A lixiviação de nitrato é estimada em aproximadamente 19% da entrada de fertilizantes nitrogenados (Bouwman et al., 2002). 

2. Aumento dos custos de produção

O aumento da necessidade de fertilizantes para compensar as perdas pode gerar custos adicionais com a compra de insumos.

Além disso, a utilização de técnicas de controle, como o uso de fertilizantes de liberação controlada ou a correção do solo com calcário, também representa investimentos elevados.

O custo adicional com essas práticas pode reduzir a margem de lucro do agricultor e tornar a produção menos competitiva.

3. Diminuição da produtividade

A lixiviação de nutrientes prejudica o crescimento das plantas, resultando em menor produtividade.

A perda de nutrientes essenciais, como nitrogênio, potássio e magnésio, pode causar deficiências nutricionais nas plantas, o que leva à redução da biomassa, da qualidade das colheitas e do rendimento final das culturas.

Em culturas sensíveis, como milho, soja e cana-de-açúcar, as perdas por lixiviação podem resultar em uma diminuição significativa da produtividade.

4. Impactos ambientais

A lixiviação de nutrientes não afeta apenas a produtividade das culturas, mas também o meio ambiente, podendo ter impactos prejudiciais a longo prazo, como:

• Contaminação de águas subterrâneas;
• Eutrofização de ecossistemas aquáticos;
• Degradação do solo;
• Salinização de águas e solos;
• Desequilíbrios nos ecossistemas.

Estratégias para reduzir a lixiviação

A lixiviação de nutrientes é um desafio significativo para a agricultura, mas diversas práticas de manejo podem ser adotadas para minimizar suas perdas e melhorar a eficiência do uso de fertilizantes. Abaixo estão algumas estratégias eficazes para reduzir a lixiviação de nutrientes no solo:

1. Manejo do solo

Algumas técnicas de manejo como aumento da matéria orgânica, cultivo de plantas de cobertura e preparo do solo podem ajudar na redução de perdas por lixiviação.

A matéria orgânica forma complexos com nutrientes, reduzindo sua lixiviação.Adicionar compostos orgânicos ou restos culturais ao solo ajudam a melhorar a capacidade do solo de reter nutrientes e água.

O cultivo de plantas de cobertura, como leguminosas (mucuna, crotalária) ou gramíneas (ex: aveia-preta) evita que o solo fique exposto, e além de ajudar na redução da lixiviação, também fornece nutrientes residuais ao solo.

No preparo solo é importante evitar o revolvimento excessivo do solo que pode acelerar a infiltração da água e a perda de nutrientes. O ideal é adotar sistemas de plantio direto ou cultivo mínimo.

Os nutrientes lixiviados são temporariamente perdidos do sistema, no entanto, eles podem ser reciclados através do cultivo de culturas com raízes profundas.

A introdução de braquiária devido seu crescimento radicular vigoroso diminui o NO₃^– na solução do solo, e parece ser uma boa opção para mitigar os efeitos da lixiviação de N.

2. Parcelamento da adubação

Aplicar fertilizantes de forma parcelada, ao longo do ciclo da cultura, reduz os riscos de lixiviação.

Como funciona: O parcelamento das aplicações permite que os nutrientes estejam disponíveis para as plantas em momentos mais críticos, evitando picos de concentração no solo que podem ser lixiviados. Além disso, a absorção gradual pelas raízes melhora a eficiência do uso dos nutrientes.

Exemplo; no milho, o parcelamento das aplicações de nitrogênio pode ser feito em três estágios:

• 1ª aplicação: No plantio (fundação).
• 2ª aplicação: Cobertura no estágio de 4-6 folhas (V4-V6);
• 3ª aplicação (se necessária): Pré-florescimento (VT-R1).

Isso reduz picos de concentração de nutrientes no solo, minimizando perdas por lixiviação.

Outra forma de parcelar a adubação é por meio da fertirrigação, que permite que doses pequenas e frequentes, adaptadas às necessidades da planta, sejam aplicadas. É ideal para sistemas irrigados, como pivô central.

Para reduzir as perdas por lixiviação de K, aplicações de esterco ou fertilizantes minerais devem ser evitadas antes de chuvas fortes.

Taxas menores em várias aplicações são recomendadas para evitar a saturação de K do solo e para combinar as aplicações de fertilizantes com as necessidades das plantas durante o crescimento.

3. Uso de fertilizantes de liberação controlada

O uso de fertilizantes de liberação controlada ou revestidos pode reduzir as perdas de nutrientes, especialmente para nutrientes como nitrogênio e potássio.

Como Funciona: Esses fertilizantes liberam nutrientes de maneira gradual ao longo do tempo, atendendo às necessidades da planta sem causar picos de concentração no solo. Isso ajuda a evitar a lixiviação rápida de nutrientes.

Exemplos desses fertilizantes incluem:

• ureia revestida com enxofre ou polímeros,
• Fertilizantes estabilizados que contêm inibidores de nitrificação (ex.: DCD) ou urease (ex.: NBPT), retardando a conversão de formas mais estáveis em formas lixiviáveis.
• Fertilizantes de Mg de libertação lenta (por exemplo, dolomita, magnesita e magnesita calcinada) podem atenuar os riscos de lixiviação, mas não fornecem Mg suficiente disponível para as plantas às culturas.

4. Monitoramento da lixiviação

O monitoramento da lixiviação é uma prática importante na gestão sustentável dos solos, especialmente em áreas agrícolas.

Como Funciona: O uso de lisímetros de drenagem, sensores de umidade e amostras de água subterrânea pode ajudar a avaliar o impacto da lixiviação e ajustar as práticas de manejo. A análise regular de solo e água permite tomar decisões mais informadas e reduzir as perdas.

Instalar sensores de umidade e condutividade elétrica no solo pode ajudar a prever a lixiviação e ajustar as aplicações de fertilizantes e irrigação de forma mais eficiente.

Estudos de caso e dados sobre lixiviação de nutrientes

Em um estudo avaliando fontes de nitrogênio, incluindo Ureia (U), aminoácido (A), nitrato de potássio (K) e esterco (M), Wang et al. (2021) identificaram diferenças significativas nas perdas de nitrogênio em função do tipo de fertilizante aplicado (Figura 3).

A lixiviação total de nitrogênio variou de 58,85 kg N ha⁻¹ ano⁻¹ no controle (sem fertilizante) a 905,34 kg N ha⁻¹ ano⁻¹ com a aplicação de nitrato de potássio (K).

O fertilizante com maior perda total de N foi o nitrato de potássio (K), devido à alta mobilidade do nitrato (NO₃⁻) no perfil do solo.

A menor perda de nitrogênio ocorreu no tratamento com fertilizante à base de aminoácidos, que apresentou maior eficiência no uso do N.

O nitrogênio orgânico dissolvido (DON) contribuiu com uma faixa de 1,12% a 50,88% da perda total de nitrogênio por lixiviação.

As formas de N mais lixiviadas foram:

• Nitrato (NO₃⁻-N): Dominante em todas as condições, representando entre 46,96% a 98,68% do N lixiviado, dependendo do fertilizante aplicado.
• DON: Contribuiu significativamente, especialmente nos tratamentos com ureia e esterco, representando até 25,04% do N total lixiviado.
• Amônio: Perdas foram muito baixas em todos os tratamentos (<7%).

Milho

Um estudo realizado por Hussain et al. (2019) investigou a lixiviação de nitrato (NO₃⁻) em sistemas de cultivo no Centro-Oeste dos EUA, comparando milho contínuo (Zea mays L.) e sistemas perenes (gramíneas e choupo).

Os autores constataram que o milho apresentou as maiores taxas de lixiviação de NO₃⁻ (34,1 kg ha⁻¹ ano⁻¹), enquanto sistemas perenes mostraram valores menores (ex.: Miscanthus: 7,7 kg ha⁻¹ ano⁻¹; campo nativo restaurado: 2,4 kg ha⁻¹ ano⁻¹).

Aproximadamente 20% do nitrogênio aplicado na cultura do milho foi perdido na forma de nitrato (NO₃⁻). 

As concentrações médias de NO₃⁻ na água do solo foram maiores no milho (9,2 mg N L⁻¹), comparado às gramíneas perenes e ao choupo (≤ 3,2 mg N L⁻¹).

Nos primeiros anos de estabelecimento, os sistemas perenes exibiram lixiviação de NO₃⁻ similar ao milho, mas reduziram drasticamente após o terceiro ano, indicando maior eficiência no uso do nitrogênio.

Soja

Avaliando a lixiviação de nitrato em soja no sistema de rotação com plantas de cobertura (braquiária, sorgo granífero, milheto, sorgo forrageiro, crotalária, triticale e girassol) em plantio direto e escarificado, Rosolem et al. (2018) concluíram que a introdução de gramíneas diminui a lixiviação de nitrato.

Ainda segundo os autores a lixiviação de N deve ser considerada em sistemas de cultivo de soja sem fornecimento de nitrogenado, uma vez que as perdas de N natural podem chegar a 33,6 kg ha⁻¹.

Cana-de-açúcar

Em um estudo realizado por Ghiberto et al. (2009), foram aplicados 120 kg ha⁻¹ de ureia enriquecida com ¹⁵N, 120 kg ha⁻¹ de K₂O e P₂O₅, além de 2 t ha⁻¹ de calcário dolomítico, com o objetivo de avaliar as perdas de nitrogênio e enxofre por lixiviação.

As perdas de nitrogênio por lixiviação total foram de 18 kg ha^-1, o que corresponde a 15% do N aplicado. Deste total, apenas 1,34% (25 g ha^-1) era proveniente do fertilizante, com predominância do nitrogênio nativo do solo.

Isso indica que enquanto a lixiviação de N fertilizante é limitada, o nitrogênio nativo pode contribuir de maneira mais expressiva para as perdas por lixiviação.

A lixiviação de enxofre foi de 10 kg ha^-1. No caso de cálcio, magnésio, potássio e fósforo, as quantidades lixiviadas não excedem as doses fornecidas à cultura, seja pela aplicação de calcário ou adubos.

As perdas de potássio nesse estudo atingiram 27% do total fornecido, ou seja, 32,4 kg ha^-1.

Conclusão

Nesse artigo você viu que a lixiviação de nutrientes é um desafio que pode gerar perdas financeiras e impactos ambientais significativos na sua produção.

Nutrientes essenciais, como o nitrogênio e o potássio, podem ser levados pela água, reduzindo a eficiência dos fertilizantes e aumentando os custos de reposição. Além disso, essa perda pode contaminar águas subterrâneas e causar danos ao meio ambiente.

Para evitar esses problemas, você pode adotar algumas práticas simples e eficazes, como parcelar as aplicações de fertilizantes, usar plantas de cobertura para proteger o solo e investir em fertilizantes de liberação controlada.

Essas ações ajudam a manter os nutrientes disponíveis para as plantas por mais tempo e reduzem desperdícios.

Com um manejo bem planejado, é possível aumentar a produtividade, economizar nos insumos e cuidar do meio ambiente.

O equilíbrio entre boa prática agrícola e responsabilidade ambiental é a chave para uma produção mais sustentável e rentável.

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Sobre o autor:

Como citar este artigo:

SEBIM, J.P.M. Lixiviação de Nutrientes no Solo: causas, impactos e como evitar. Blog Agroadvance. 2024. Disponível em:https://agroadvance.com.br/blog-lixiviacao-de-nutrientes-no-solo/. Acesso: xx Xxx 20XX.