UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ”

Projetando Agricultura Compromissada em Sustentabilidade PACES

Cálcio no Solo e

Mercado

Breno Bícego Vieitez de Almeida

Evandro Marques Ferronato

Lucas Ryuichi Muraoka

Piracicaba-SP

Agosto 2011

Solo

Introdução

O cálcio é um macronutriente secundário, na maioria das vezes pouco presente em solos intemperizados,

como ocorre em muitas regiões do Brasil, país de clima predominantemente tropical. Desse modo, é feita a

calagem (também e principalmente usada para controle de pH) ou a gessagem, entre outras formas de

adubação para a correção dos níveis de Cálcio no solo.

É de vital importância para as plantas, uma vez que é constituinte da parede celular, garante a rigidez da

membrana celular, possibilita melhor crescimento das raízes, diminui a toxidez de outros íons, ativa ação

de enzimas entre outras funções.

O manejo do Cálcio no Solo está associado muitas vezes ao controle do pH, que deve ser feito de maneira

adequada, uma vez que a acidez do solo tem muitas vezes influencia direta na disponibilidade de nutrientes

para a planta.

Características gerais

O Ca é um cátion de carga 2+, participa da soma de bases do solo juntamente com o Mg e o K, onde a

saturação ideal entre estas bases é de 65%, 10% e 5% respectivamente. Em ternos de planta participa da

formação de membrana, e de processos enzimáticos. Pode ser encontrado em várias fontes, como o

calcário, a cal e gesso.

Distribuição no Perfil

A distribuição de cálcio no perfil do solo está na grande maioria das vezes associado à rocha-mãe do qual se

originou o solo. Foi selecionado um gráfico de MALAVOLTA (2006) para melhor entendimento:

Figura 1: Distribuição do Ca trocável em solos paulistas

Fonte: MALAVOLTA, 2006

Conforme mostrado no gráfico, nos solos da formação Corumbataí os teores de cálcio se mantém altos em

diferentes profundidades, pois os solos dessa região são formados a partir de rochas calcárias e em menor

escala arenitos, fato que explica a grande quantidade de cálcio. Já nos solos de terra-roxa, solos originados

de rochas basálticos, o teor de cálcio se mantém razoavelmente constante e em valores consideráveis em

diferentes profundidades, o que se explica pelo fato do basalto ter em sua composição piroxênio e

plagioclássio cálcicos, minerais com que contém cálcio.

Por fim, podemos observar baixos níveis de Ca nos solos do cerrado brasileiro, devido ao baixo pH

(variando de 4,3 a 6,3), altos teores de Alumínio, que como será explicado na parte de interações no solo,

apresenta teores inversamente proporcionais ao do Ca, além de ser um solo lixiviado.

Portanto, além da rocha-mãe devemos observar também características como o clima da região analisada,

que nos permite inferir informações como, por exemplo, a intemperização do solo, acidez, teores de

cátions ácidos e soma de bases (PRADO, 2008).

Mobilidade e Absorção

A origem do cálcio é nas rochas, porém em solos ácidos esses minerais são intemperizados, e o cálcio em

parte é perdido. O Ca que fica no solo encontra-se adsorvido nos colóides do solo ou como componente da

matéria orgânica. Em condições de pH elevado, o Ca pode precipitar como carbonatos, fosfatos ou sulfatos,

com pouca solubilidade. O Ca disponível para as plantas é aquele adsorvido aos colóides (trocável) e

presente na solução do solo.

A absorção do Ca2+ se dá pelo contato íons raiz através de fluxo de massas que é quando o contato do

elemento se dá numa fase aquosa móvel, indo de uma região mais úmida para outra menos úmida, de um

local distante a raiz até sua superfície. A quantidade do elemento a ser absorvido está diretamente

relacionada à quantidade de água e a concentração dele no solo. Isso implica em maior necessidade de

água para sua absorção e ocasionalmente a falta desse nutriente em épocas secas e quentes. A maior parte

da absorção é passiva, ou seja, não envolve gasto de energia. O Ca2+ segue a entrada da água. Mas

também pode haver gasto energético, absorção ativa, caso haja maior concentração desse elemento no

interior da planta.

Formas de ocorrência e teores

O cálcio pode ser encontrado na forma de cátion livre em solução (Ca2+), adsorvido aos colóides do solo, em

complexos de troca e na matéria orgânica (presente principalmente nas estruturas de parede celular).

Desse modo, temos que o Ca em solução é trocável, o Ca adsorvido e/ou complexado pode ser mais ou

menos facilmente trocável, dependendo da natureza do colóide e do complexo e o Ca presente na

estrutura da matéria orgânica depende na maioria das vezes da decomposição por microrganismos para

sua mineralização e posterior absorção pela planta. Entretanto, a planta é capaz de absorver somente os

íons em solução ou adsorvidos aos colóides do solo (PRADO 2008).

É o cátion predominante no complexo de troca, com exceção de solos extremamente ácidos, onde cede

lugar ao alumínio. A saturação ideal por bases gira em torno de 65% de Ca, 10% de Mg e 5% de K

(CAMBERATO e PAN, 1999 apud MALAVOLTA, 2006) entretanto, a planta aceita variações razoáveis nos

valores da relação de concentração entre cátions.

Ainda segundo VITTI, 2011, a relação entre os teores das bases trocáveis (Ca, Mg e K) deve ser de 9:3:1 ou

25:5:1, respectivamente, otimizando assim a absorção desses nutrientes pela planta.

Ciclo

As rochas calcárias são a principal fonte de cálcio na natureza, que ao sofrerem intemperismo (físico,

químico e biológico), liberam sais de cálcio para o solo, de onde são carregados pela água da chuva para

rios e mares. Desse modo, o cálcio tende a se acumular no fundo do mar.

O ciclo se “inicia” com a dissolução do CO2 na água, resultando em H2CO3, o ácido carbônico. Essa solução

ácida em águas superficiais ou subterrâneas facilita a erosão de rochas silicatadas, provocando a liberação

de Ca2+ e HCO3–, entre outros produtos, que podem ser lixiviados para o oceano. Dessa forma, esses

compostos são absorvidos pelos animais que os utilizam para a confecção de conchas carbonatadas,

principal constituinte de seus exoesqueletos. Assim que esses seres morrem seus esqueletos se depositam

no fundo do mar, associam-se a outros resíduos, formando após um longo período de tempo, uma rocha

sedimentar.

Esses sedimentos ricos em carbonato, que se acumulam no fundo dos mares podem migrar para uma zona

de pressão e temperatura mais elevadas, fundindo parcialmente os carbonatos. As mudanças lentas e

graduais da crosta terrestre, envolvendo relevo, níveis dos mares, entre outros, pode fazer com que essas

rochas sedimentares alcancem a superfície, completando o ciclo. Para melhor entendimento foi

selecionada a imagem a seguir sobre o ciclo do cálcio.

Figura 2: Ciclo do Cálcio

Fonte: http://www.profpc.com.br

Principais interações no solo

Segundo PRADO (2008) os teores na de Ca2+ na solução dos solos ácidos é baixa, constituindo talvez a

principal interação no solo entre o Ca2+ e o pH do mesmo. Segundo experimentos realizados, o pH ótimos

para a absorção de Ca é 6,5. Em caso de solos intemperizados, o grau de saturação de Ca necessário para

fornecer esse nutriente em quantidade suficiente a planta é baixa, girando em torno de 25 a 30%.

Entretanto, pode haver a limitação pelo excesso de Al. Os teores de Al e Ca no solo são, via de regra,

inversamente proporcionais, uma vez que há uma tendência, com o intemperismo, de lixiviação dos cátions

básicos solúveis (Ca, Mg e K) por cátions ácidos (H e Al). Na prática teremos que solos com altos teores de

Ca apresentarão baixos teores de alumínio e vice-versa (ZIGLIO et al., 1998)]

Calagem

A acidez do solo é um dos fatores que limita a produtividade das culturas em várias partes do mundo. Na

região tropical da América do Sul, os solos ácidos ocupam 85% da área total e, aproximadamente, 850

milhões de hectares são subutilizados para a produção agrícola(MORAES, apud Cochrane, 1991). A acidez é

comum em todas as regiões em que que precipitação é suficiente para lixiviar quantidades apreciáveis de

bases permutáveis do solo ( VITTI & LUZ, 2004). Esta acidez, indicada pelos baixos valores de pH, é

representada principalmente pelos altos teores de hidrogênio e alumínio, aliada a carência de bases

trocáveis. Embora a acidez possa ser neutralizada por vários corretivos, tais como a cal virgem, a cal

hidratada, na prática o mais usado é o calcário ( MALAVOLTA, 2006).

O calcário tradicional é obtido pela moagem da rocha calcária, tendo como compostos principais o

carbonato de cálcio eo carbonato de magnésio. Os calcários podem ser classificados de acordo com sua

concentração de MgO segundo a tabela:

Calcário Teor de MgO

Cacítico < 5%

Magnesiano 5 a 12 %

Dolomítico >12%

Fonte: Adaptado de VITTI at al.,2008

A reação de neutralização pode ser simplificada pelas seguintes equações obtidas de Vitti & Luz, 2004:

Ao analisar as reações podemos concluir que é o ânion(e não o cátion) responsável pela neutralização de

acidez no solo, neutralizando o H+ e Al3+.

Estudos comprovam que existe relação entre o pH e a saturação por bases e a saturação por alumínio.

Valores de pH e saturação por alumínio(Al%) em função da saturação por bases(V%)

pH V% Al%

4,4 4 90

5,0 28 32

5,4 44 7

5,6 52 0

6,4 84 0

6,6 92 0

Fonte: Adaptado de Raij et al., 1985

Portanto, elevar o grau de saturação por bases corresponde a elevar o pH e diminuir a saturação por

alumínio.

A necessidade de aplicação de calcário deve levar em consideração a saturação por bases(V%), que para a

maioria das culturas é recomendado trabalhar em torno de 60 a 80%, e o pH que deve ser em torno de 5,5

a 6,0, dependendo da cultura(LOPES at al., 1991).

A quantidade de calcário pode ser determinada pela fórmula:

NC = Y x Al3+ + [2- ( Ca2+ + Mg2+)]

NC = necessidade de calcário(com poder de neutralização 100%) em toneladas

Y = variam de acordam com a quantidade de argila:

0-1 = 0 a 15% de argila

1-2 = 15 a 35% de argila

2-3 = 35 a 60% de argila

3-4 = > 60% de argila

QC = NC x P/20 x 100/PN

QC = quantidade efetiva de calcário

P = profundidade de incorporação

Gessagem

O gesso agrícola, também conhecido como sulfato de cálcio, é obtido como subprotudo durante a

produção de ácido fosfórico e super fosfato simples. O uso do gesso possibilita o aumento do teor de cálcio,

enxofre e a diminuição da saturação de alumínio. Possibilita uma correção não apenas em camadas mais

superficiais, mas também em profundidade, onde o calcário não é eficiente. Melhora o ambiente radicular

pois aumento o cálcio em profundidade e reduz a saturação por alumínio.

Garantias

Composição química Garantias(%)

CaSO4.2H2O 96,5

Cao 26

Ca 18

S 15

P2O5 0,75

Fonte: Malavolta, 2006

Após a aplicação do gesso no solo, ocorre uma série de reações químicas, porém sem alteração no pH do

solo. A dissociação apresenta a seguinte configuração:

CaSO4.2H2O Ca2+ + SO42- + CaSO4

0

Os íons participam de trocas catiônica e aniônica, enquanto o CaSO40, móvel no perfil do solo, contribui

para a movimentação em direção ao subsolo. O íon SO4+ participa da neutralização do Al3+ formando

AlSO4+, que não apresenta toxidade as plantas (VITTI et al., 2008)

A quantidade de gesso a ser aplicada pode ser calculada pela fórmula:

NG = (V2 – V1)T/500

NG = necessidade de gesso

V2 = saturação de bases esperada

V1 = saturação de base atual

T = Capacidade de troca catiônica

Malavolta(2006) sugeriu aplicar gesso sempre que na camada de 20-40 cm tenha Ca% na CTC menor que

40% ou saturação de alumínio maior que 20%. Para elevar o teor de cálcio na camada de 20- 40 cm em 1,0

cmol dm-3, ou diminuir o teor de alumínio em 1,0 cmol dm-3 é necessário usar 2,5 t/ha de gesso.

Mercado

Formas de obtenção de Cálcio

As principais fontes de cálcio para o solo são os minerais das rochas sedimentares, eruptivas e

metamórficas. Dentro das rochas sedimentares temos o calcário e a dolomita, as duas fontes para

obtenção de fertilizante, em um processo que será explicado posteriormente. Além disso, ainda nas rochas

sedimentares existem as fosforitas, mas que não são exploradas economicamente. Quanto às rochas

eruptivas, há presença de cálcio nos minerais anortita (2SiO2Al2O3CaO), hornblenda [(Si6Al2O22) Ca2(FeMg)4

Al(OH)2 Na] e às vezes no piroxênio (Si2O6)Ca Mg. Por fim, quanto às rochas metamórficas, trata-se dos

sedimentos que se depositam no fundo de oceanos e se movem para lugares de altas temperaturas e

pressão, passando por um metamorfismo, gerando mármore com dierentes graus de pureza

O processamento do calcário depende do uso e especificações do produto final. No caso do calcário

agrícola, cuja utilização final não requer rígidos controles de especificações, são realizados geralmente a

lavra seletiva, a catação manual, a britagem em estado unitário e o peneiramento. Mas de forma geral e

simplificada, o processo consiste na extração da rocha, moagem e beneficiamento se necessário.

O resultado é um pó, geralmente cinza, mas que pode ter variações na tonalidade devido às diferenças de

concentração entre MgO e CaO de diferentes rochas.

O gesso agrícola (CaSO4) se acumula naturalmente em solos de regiões áridas e semi-áridas, geralmente em

camadas abaixo daquelas em que estão os calcários e dolomitas, menos solúveis. Mas esta forma de gesso

não é explorada economicamente, primeiramente por não ser de freqüente ocorrência na natureza e

depois pelo fato de existirem alternativas mais econômicas.

Não existe um processo específico para a obtenção de gesso agrícola, este composto é um subproduto da

produção de fertilizantes fosfatados, sendo produzido após a reação do ácido sulfúrico com o mineral

apatita, conforme a seguinte reação simplificada:

Ca10(PO4)6F2 + 7 H2SO4 → 3 Ca(H2PO4)2 + 7 CaSO4 + 2 HF

Isso explica porque o preço do gesso é tão baixo (cerca de 30 reais a tonelada) se comparado aos outros

fertilizantes. Para a produção de uma tonelada de P2O5 são produzidas de 4 a 5 toneladas de Gesso

(BORKERT et al., 1987).

Tipos de fertilizantes existentes e composição

Gesso Agrícola

De acordo com VITTI, 2011, a principal fonte de cálcio na agricultura é o gesso agrícola, ou sulfato de cálcio

dihidratado (CaSO4.2H2O). É utilizado como fertilizante desde a antigüidade pelos gregos e os romanos

como fonte de cálcio e enxofre para as plantas cultivadas.

O gesso agrícola tem em sua composição 12-15% de S e 26% de CaO, sendo usado como condicionador de

solo, principalmente naqueles onde a relação Ca:Mg é menor que 2:1, e também como corretor de solos

sódicos, conforme citado na parte de adubação deste mesmo trabalho.

Calcário

É muito utilizado na agricultura pelo fato de ser fonte de Ca e Mg para a planta, além de um corretor de pH.

O calcário é um pó resultado da moagem das rochas calcário (formado pela calcita, também conhecida

como carbonato de cálcio, cuja fórmula é CaCO3) e dolomita (composta pelo carbonato duplo de cálcio e

magnésio, CaCO3 MgCO3), sendo classificado de acordo com os teores de Mg presentes (MgO) ou conforme

colocado por MALAVOLTA (2006) de acordo com os teores de dolomita (uma vez que é rara a presença de

calcário ou dolomita puros na natureza) da seguinte maneira: Calcários calcíticos (0 a 5% de Dolomita),

Calcários magnesianos (5 a 10% de Dolomita), Calcários dolomíticos (10 a 15% de Dolomita), Dolomitas

calcíferas (50 a 90% de dolomita) e dolomita (90 a 100% de Dolomita).

Vale ressaltar que para um fertilizante ser considerado calcário a soma das porcentagens de CaO e MgO

deve ser superior a 38%.

Superfosfatos

São considerados fontes secundárias de cálcio, uma vez que o apresentam em quantidades relativamente

baixas (Superfosfato Simples: 20% de CaO, Superfosfato triplo: 10% de CaO, Termofosfato: 30% de CaO)

(VITTI, 2011). Entretando, por apresentar quantidades significativas de Ca, uma fosfatagem ou uma

adubação fosfatada pode ser usada em segundo plano para auxiliar condicionamento dos níveis de Ca do

solo.

Reservas e Produção: Brasil e Mundo.

As maiores reservas lavráveis se encontram em Minas Gerais, Mato Grosso do Sul e Paraná.Juntos, esses estados detêm aproximadamente metade das reservas brasileiras. As reservas lavráveis de calcário no Brasil chegam a 43,7 bilhões de toneladas (incluindo as reservas de calcita, calcita ótica e conchas calcárias), relativamente amplamente distribuídas pelos estados brasileiros, sendo que onze estados têm mais de um milhão de toneladas dessas reservas(ABRACAL, 2006)

Fonte: CETEM, 2003.

A produção mundial de calcário é estimada em 5 bilhões de toneladas anuais, que usadas para vários fins. A produção mundial de cal é da ordem de 200 milhões de toneladas, ou seja, 2% da produção mundial de calcário. Depósitos de expressão podem ser encontrados na China, Rússia, Alemanha, Japão, México e nos Estados Unidos.

Fonte: Ministério das minas e energia, 2009. Quanto a exportação, o Brasil apresenta valores pequenos, correspondendo a uma fatia muito pequena da quantidade total de calcário comercializada (aproximadamente 1,3% do total, ou 1,4 milhões de toneladas). Do mesmo modo as importações foram ainda menores, representa do calcário comercializada (menos de 0,4% do total, ou 379 mil toneladas), mas de preço ainda mais elevado (US$115/ton) do que o das exportações brasileiras de calcário (CETEM, 2009).

Consumo O consumo aparente de calcário pelo Brasil pode ser representado pelo gráfico a seguir:

0

5

10

15

20

25

MG MS PR MT SP GO BA CE RJ RN PB

Maiores Reservas (em %)

Fonte: ABRACAL

A tabela a seguir apresenta os valores produzidos, consumidos, bem como os exportados e/ou importados de estado para estado dentro do país.

Em 10

3 toneladas

Fonte: ABRACAL

Cotações

As cotações dos preços dos fertilizantes e corretivos que contem cálcio, exemplificado por um

gráfico abaixo, foram feitas a partir de dados obtidos no site do IEA (Instituto de Economia Agrícola).

Observa-se que o preço do calcário dolomítico é bem baixo levando em conta sua extrema importância em

uma agricultura intensiva. Os fertilizantes cotados não são utilizados primordialmente como fonte de

cálcio, por isso seu preço elevado, como no caso do nitrocálcio (utilizado em fertirrigação e em adubação

foliar) e o Superfosfato Simples que tem como principal objetivo aumentar os teores de P.

Fonte: Elaboração própria

Também foram feitas cotações mais recentemente (dia 01/08/2011) na COOPERCANA: cooperativa

dos plantadores de cana do oeste do Estado de São Paulo e os seguintes preços foram obtidos: R$ 873/t de

Superfosfato Simples, R$47/t de Calcario Dolomitico com 65% de PRNT em Saltinho-SP, R$56/t de Calcario

Dolomitico com 90% de PRNT Santa Rosa-SP excluindo-se o frete que é R$25-40 por tonelada. O gesso,

vindo de Cubatão-SP, custa R$36/t com acréscimo de R$40/t devido ao frete.

Fontes Alternativas

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200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

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R$

Preço de Fertilizantes e Corretivos com Cálcio

Nitrocalcio

Calcario Dolomitico

Cal Virgem

SuperSimples

Escória de Thomas

É um subproduto da indústria do ferro. Para sua obtenção o minério de ferro é fundido junto a carvão

calcário e sílica. O fósforo do minério forma um silicofosfato de cálcio. A escória é um pó escuro, quase

preto, tendo em média 25% de CaO (Dechen, A. R. ET AL, 2010). É bastante utilizada na Europa por se

transformar relativamente rápido podendo ser aproveitado pelas plantas. Essa escoria também contem

uma boa quantidade de todos os micronutrientes com exceção do cloro (MALAVOLTA, 1989).

Farinha de ossos

São produzidas das graxarias de frigoríficos e podem ser produzidas de três maneiras: crua,

desengordurada ou desgelatinada (MALAVOLTA, 1989). São utilizadas as ossadas, chifres e cabeças dos bois

abatidos. Além de fonte de fósforo também contem boa quantidade de cálcio com, em media, 36% de CaO

(Dechen, A. R. ET AL, 2010).

Referências Bibliográficas:

MALAVOLTA E. Nutrição Mineral de plantas. São Paulo: Editora Agronômica Ceres, 2006

ZIGLIO et al. Formas Orgânicas e Inorgânicas de Mobilização do Cálcio no solo. Londrina,PR: Instituto

Agronômico do Paraná (IAPAR), 1998

BORKERT et al. CONSIDERAÇÕES SOBRE O USO DE GESSO NA AGRICULTURA. Piracicaba, SP: Informações

Agronômicas - Potafos no40, 1987.

MALAVOLTA, E. ABC da Adubação. São Paulo,SP: Editora agronômica Ceres, 1989

PRADO, R. M. Nutrição de Plantas. São Paulo, SP: Editora Unesp, 2008

VITTI, G. C. Fertilizantes potássicos, cálcicos e magnesianos. Piracicaba, SP: Departamento de Ciência do

Solo, ESALQ-USP, 2011

SILVA, J. O. Produto RT 38. Perfil do calcário. Secretaria de geologia, mineração e transformação mineral-

Projetos de assistência técnica ao setor de energia, 2009

VITTI et al. Uso do gesso em sistemas de produção agrícola. Piracica, SP: Departamento de Ciência do Solo

– Grupo de Apoio à Pesquisa e Extensão – ESALQ/USP, 2008

MORAES M. F. Mobilidade de íons em solo ácido. Campinas,SP: Instituto agronômico de Campinas, 2005

VITTI e LUZ, Utilização Agronômica de Corretivos Agrícolas. Piracicaba, SP: Fundação de Estudos Agrários

Luiz de Queiroz, 2004

LOPES et al. Boletim técnico Nº1. São Paulo, SP: Associação Nacional para Difusão de Adubos, 1991.

ABRACAL, Associação brasileira dos produtores de calcário. Disponível em: http://abracal.org.br/estatisticas Acessado em 01 de agosto de 2011. CETEM, Centro de tecnologia mineral.