Fertilidade do Solo nos Últimos Tempos

A agricultura brasileira experimentou grande desenvolvimento durante os últimos 100 anos, obtendo aumentos significativos na produtividade de grande número de culturas, notadamente nas últimas três décadas. Isto deveu-se a inovações tecnológicas resultantes de inúmeras pesquisas e da difusão do uso dessas técnicas.

Um dos componentes mais importantes para esse desenvolvimento da agricultura, principalmente no que diz respeito ao aumento da produtividade agrícola, sem esquecer os outros fatores de produção, foi a pesquisa em fertilidade do solo e as inovações científicas e tecnológicas que permitiram o uso eficiente de corretivos e de fertilizantes na agricultura brasileira. Segundo dados da FAO, cada tonelada de fertilizante mineral aplicado em um hectare, de acordo com princípios que permitam sua máxima eficiência, equivale à produção de quatro novos hectares sem adubação. É, portanto, indissociável a estreita inter-relação entre fertilidade do solo e produtividade agrícola

Embora a disciplina Fertilidade do Solo, como parte das ciências agrárias e afins, seja relativamente recente nas escolas e universidades, é cada vez mais acentuada a importância que essa tem para a segurança alimentar no Brasil e no Mundo. Entretanto, estudantes dessa disciplina geralmente desconhecem relatos pertinentes às observações práticas, aos trabalhos de pesquisa e a outros fatos importantes que, pela sua evolução através dos tempos, permitiram que se alcançasse o patamar de conhecimento em que nos situamos hoje, no Mundo e no Brasil. Esses aspectos são abordados nos primeiros tópicos deste capítulo.

Discute-se, a seguir, o manejo da fertilidade do solo no contexto atual e futuro da agricultura brasileira, com enfoque para as causas da baixa fertilidade dos solos, a produtividade agrícola brasileira e o uso eficiente de corretivos e de fertilizantes e as perspectivas quanto a fatores que nos permitem antever um papel de destaque para o Brasil, diante da crescente demanda por alimentos e energia no mundo.

Finalmente, como considerações finais, são mostrados três exemplos de como o crescimento sustentável da produtividade agrícola brasileira transcende os seus efeitos apenas no campo, tendo, também, profundas implicações na preservação ambiental e no desenvolvimento econômico e social.

O período do desenvolvimento da espécie humana, durante o qual o homem iniciou o cultivo das plantas, marca o nascimento da agricultura. A época exata em que isso aconteceu não é conhecida, mas certamente foi há milhares de anos antes de Cristo. Até então, o ser humano tinha hábitos nômades e vivia quase que exclusivamente da caça e colheita para a obtenção de seus alimentos.

Com o passar do tempo, o homem foi se tornando menos nômade e mais e mais dependente da terra em que vivia. Famílias, clãs e vilas se desenvolveram e, com isto, o desenvolvimento da habilidade de produzir, ou seja, surgiu a agricultura.

O que deve ser destacado é que desde a pré-história, então, quando o homem deixou as atividades nômades – quando se alimentava de produtos de colheita e da caça – e passou a se estabelecer em áreas mais definidas, a fertilidade do solo e a produtividade das culturas passaram a interagir mais ou menos profundamente.

Um dos capítulos mais concisos e objetivos sobre o passado e o presente da fertilidade do solo no Mundo é o escrito por Tisdale et al. (1990), no livro Soil Fertility and Fertilizers(1). Os primeiros cinco tópicos, a seguir, constituem uma tradução dessa literatura, acrescidos de outros pontos históricos relevantes descritos por outros autores. Na seqüência, são apresentados alguns fatos marcantes da história da fertilidade do solo no Brasil.

Uma das regiões do mundo onde existem evidências de civilizações muito primitivas é a Mesopotâmia, situada entre os rios Tigre e Eufrates, onde se localiza atualmente o Iraque. Documentos escritos em 2500 aC mencionam, pela primeira vez, a fertilidade da terra e sua relação com a produtividade de cevada em algumas áreas, em que uma unidade de semente plantada levou a uma colheita de 86 a 300 unidades.

Cerca de 2000 anos mais tarde, o historiador grego Heródoto relata suas viagens pela Mesopotâmia e menciona produtividades excepcionais obtidas pelos habitantes da região. As altas produtividades eram, provavelmente, resultado de avançados sistemas de irrigação e solos com alta fertilidade, fertilidade esta atribuída, em parte, às enchentes anuais dos rios. Teofrasto foi outro que deixou relatos cerca de 300 aC sobre a riqueza dos aluviões do rio Tigre, mencionando que a água era deixada o maior tempo possível de modo a permitir que uma grande quantidade de silte fosse depositada.

Com o passar do tempo, o homem observou que certos solos não iriam produzir satisfatoriamente quando cultivados continuamente. A prática de adicionar estercos de animais ou restos de vegetais ao solo, para restaurar sua fertilidade, provavelmente foi decorrente dessas observações, mas não se sabe como e quando a adubação realmente começou. A mitologia grega, entretanto, oferece uma explicação pitoresca: Augeas, um lendário rei de Elis, era famoso por seu estábulo, que tinha 3.000 cabeças de bovinos. Este estábulo não havia sido limpo por 30 anos e o rei contratou Hércules para limpá-lo, concordando em dar-lhe 10 % do seu rebanho em pagamento. Diz-se que Hércules fez o seu trabalho, fazendo passar pelo estábulo o Rio Alpheus, removendo os detritos e presumivelmente fazendo com que estes ficassem depositados nas terras adjacentes. O rei Augeas se recusou a pagar o prometido seguindo-se uma guerra em que Hércules matou o rei.

Mesmo no épico poema grego a Odisséia, atribuído ao poeta grego cego Homero, que se acredita ter vivido entre 900 e 700 aC, é mencionada a aplicação de estercos em videiras, pelo pai de Odisseu. Também é mencionado um monte de esterco, fato que sugere uma sistemática coleta e armazenamento deste material. Argos, o fiel cão de caça de Odisseu, é descrito como estando em cima de tal monte de esterco quando o seu dono voltou depois de uma ausência de 20 anos. Esses escritos sugerem que o uso de estercos era uma prática agrícola na Grécia, nove séculos antes de Cristo.

Xenofonte, que viveu entre 434 e 355 aC, observou que

“o estado tinha ido às ruínas” por que “alguém não sabia que era importante aplicar esterco à terra”. E outra vez escreveu, “... não existe nada tão bom como o esterco”.

Teofrasto (372–287 aC) recomendava o uso abundante de estercos nos solos rasos, mas sugeria que solos ricos fossem menos adubados. Ele também endossava a prática hoje considerada boa – o uso de camas (palhas) dos estábulos. Ele mencionava que isso iria conservar a urina e as fezes e que o valor do húmus do esterco seria aumentado. É interessante notar que Teofrasto sugeriu que plantas com maior exigência de nutrientes também teriam alto requerimento de água.

As áreas de plantio de verduras e de oliveiras ao redor de Atenas eram enriquecidas com esgoto da cidade. Um sistema de canais foi usado e existem evidências de utilização de um sistema para regulagem do fluxo. Acredita-se que o esgoto era vendido aos agricultores. Os antigos também adubavam suas videiras e arvoredos com água que continha esterco dissolvido.

Estercos foram classificados de acordo com sua riqueza e concentração. Teofrasto, por exemplo, listou-os na seguinte ordem decrescente de valor: humano, suínos, cabritos, ovelhas, bovinos e equinos. Mais tarde, Varro, num dos primeiros escritos sobre a agricultura romana, desenvolveu uma lista semelhante, mas classificou estercos de pássaros e de outras aves como superiores aos excrementos humanos. Columelo recomendava que se alimentasse o gado com alfafa (lucerne) porque ele acreditava que isso iria enriquecer o esterco.

Os antigos não apenas reconheciam os méritos do esterco, mas também observavam o efeito que os corpos mortos tinham sobre o aumento do crescimento das culturas. Arquiloco fez essa observação ao redor de 700 aC, e as citações do Velho Testamento são até anteriores a isso. No Deuteronômio, é mencionado que o sangue de animais deveria ser espalhado no solo. O aumento da fertilidade da terra que recebeu corpos mortos tem sido reconhecido através dos anos, mas provavelmente de uma forma mais poética por Omar Khayyam, o poeta-astrônomo da Pérsia, que, ao redor do fim do século onze, escreveu:

Eu às vezes penso que nunca floresce tão vermelha
A rosa como onde algum César enterrado sangrou;
Que cada jacinto que brota no jardim
Caído em seu regaço de alguma vez cabeça encantadora.
E esta deliciosa planta cujo verde tenro
Empluma a orla do rio na qual nós repousamos
Ah! Repousemos sobre ela suavemente! Pois quem sabe
Da beleza de quem está enterrado sob essas plantas.

O valor dos adubos verdes, particularmente das leguminosas, foi logo reconhecido. Teofrasto observou que um tipo de feijão (Vicia fava) era incorporado pela aração por agricultores da Tessália e Macedônia. Verificou que, mesmo quando densamente semeada e quando grandes quantidades de sementes eram produzidas, a cultura enriquecia o solo.

Segundo Catão (234–149 aC), áreas pobres com videiras deveriam ser plantadas com cultura intercalar de Acinum. Não se sabe que cultura é essa, mas sabe-se que ela não era deixada até produzir sementes, inferindo-se que ela seria incorporada ao solo. Ele afirmava ainda que as melhores leguminosas para enriquecer o solo eram: feijão, trevo lupino e ervilhaca.

O trevo lupino era muito popular entre os povos antigos. Columelo listou numerosas leguminosas, incluindo tremoço (Lupinus sp.), ervilhaca, lentilha, ervilha, trevo e alfafa, que eram adequados para a melhoria do solo. Muitos dos escribas da época concordavam, entretanto, que o trevo lupino era o melhor como adubo verde porque crescia bem sob grande variedade de condições do solo, fornecia alimento para o homem e para os animais, era fácil de semear e crescia com rapidez.

Virgílio (70–19 aC) recomendava o uso de leguminosas, como é indicado na passagem seguinte:

“ou, mudando a estação, você semeará o trigo amarelo, onde antes você tinha colhido grãos de leguminosas com ferrugem nas vagens, ervilhaca e lupino amargo de talos frágeis ou arvoredos praguejados”.

O uso do que é agora chamado de corretivos e fertilizantes minerais não era totalmente desconhecido das antigas civilizações. Teofrasto sugeria a mistura de diferentes solos com a finalidade de “corrigir defeitos e adicionar força ao solo”. Esta prática pode ter sido benéfica sob vários aspectos. A adição de solo fértil sobre um solo infértil poderia levar ao aumento da fertilidade do solo e a prática de misturar um solo com o outro poderia, também, promover melhor inoculação das sementes de leguminosas em alguns campos. A mistura de um solo mais arenoso com um mais argiloso, ou vice-versa, poderia melhorar as relações de umidade e arejamento nos solos dos campos que recebiam esse tratamento.

O valor das margas (misturas de argila e calcários) também era conhecido. Os primitivos habitantes de Aegina escavavam as margas e as aplicavam nas suas terras. Os romanos, que aprenderam esta prática dos gregos e gauleses, chegaram a classificar os vários materiais calcários e recomendavam que um tipo fosse aplicado às lavouras produtoras de grãos e outro às pastagens. Plínio (62–113 dC) afirmava que o calcário deveria ser espalhado para formar uma fina camada sob o terreno e que um tratamento era “suficiente por vários anos, mas não por 50”. Columelo também recomendava a distribuição das margas em um solo pedregoso e a mistura de cascalho com solos ricos em carbonato de Ca e densos.

A Bíblia menciona o valor das cinzas de madeira em referência à queima de roseiras selvagens e arbustos pelos judeus, e Xenofonte e Virgílio reportam a queima de restolhos para limpar os campos e destruir as ervas daninhas. Catão aconselhava um proprietário de videiras a queimar os restos da poda no local e enterrar as cinzas para enriquecer o solo. Plínio afirmava que o uso de calcário queimado nos fornos era excelente para as oliveiras, e alguns agricultores queimavam o esterco e aplicavam as cinzas em seus campos. Columelo também sugeriu a distribuição de cinzas ou calcário em solos de baixada para “destruir” a acidez.

Salitre ou nitrato de K foi mencionado por Teofrasto e Plínio como conveniente para adubar as plantas e isso é mencionado na Bíblia, no livro de Lucas. Salmoura foi mencionada por Teofrasto. Aparentemente, reconhecendo que palmáceas necessitam de grandes quantidades de sal, os primeiros agricultores aplicavam salmouras nas raízes de suas árvores.

Virgílio escreveu sobre a característica hoje conhecida como densidade do solo. Seu conselho em como determinar essa propriedade era:

... primeiro, você deve marcar um lugar e fazer um buraco profundo no terreno sólido, e, a seguir, retornar toda a terra para o seu lugar, nivelando com seu pé a parte de cima. Se for possível nivelar ou ainda houver espaço no buraco, o solo é solto e mais adequado para o gado e videiras generosas; mas se não houver a possibilidade de voltar todo o material para seu lugar, e sobrar terra após o buraco ter sido preenchido, trata-se de um solo denso; espere torrões de terra resistentes e entre sulcos rijos, e dê a primeira aradura à terra com touros robustos castrados.

Virgílio descreve outro método que poderia ser considerado hoje o protótipo de uma análise de solo:

... mas, o solo salgado, e com acentuado sabor amargo (onde o milho não se desenvolve), irá dar prova de sua característica. Pegue do teto enfumaçado esteiras de vime e peneiras das prensas de vinho. Encha-as com a terra de má qualidade, adicione água doce que brota da fonte e esteja certo de que toda a água irá drenar e grossas gotas passarão pelo vime. O seu gosto será o indício de sua qualidade e o amargor ao ser percebido será mostrado por um gesto de desagrado nos rostos dos provadores.

Columelo também sugeriu um teste de sabor para medir o grau de acidez e salinidade dos solos, e Plínio afirmou que o sabor amargo dos solos poderia ser detectado pela presença de ervas negras e subterrâneas.

Plínio escreveu que “entre as provas que o solo é bom está a espessura comparativa do colmo do milho” e Columelo afirmou simplesmente que o melhor teste para a adequabilidade da terra para uma cultura específica seria se ela poderia nele crescer.

Muitos dos escribas no passado (e, sobre este assunto, muitos ainda hoje) acreditavam que a cor do solo era um critério para avaliar sua fertilidade. A ideia geral é que solos pretos eram férteis e que solos claros ou cinzas eram inférteis. Columelo não concordava com este ponto de vista, ressaltando a infertilidade dos solos negros de pântanos e a alta fertilidade dos solos claros da Líbia. Ele acreditava que fatores, como estrutura, textura e acidez, eram melhores guias para se estimar a fertilidade do solo.

A era dos Gregos de cerca de 800 a 200 aC foi, sem dúvida, uma época áurea. Muitos dos feitos de homens deste período refletem um trabalho de gênio inigualável. Seus escritos, sua cultura, sua agricultura foram copiados pelos Romanos, e a filosofia de muitos dos Gregos deste período dominou o pensamento do homem por mais de 2000 anos.

Na região de Granada e Sevilha, Espanha, o agrônomo árabe-andaluz Ibn Al Awan (? – 1145), agregando à literatura o conhecimento local, testou as diferentes técnicas conhecidas gerando verdadeiros “jardins de ensaios” ou “estações experimentais”. O conhecimento adquirido e testado transformou-se na obra “O Livro da Agricultura”, com cerca de 1.500 páginas, 35 capítulos e três volumes. Nessa obra, verifica-se que os agrônomos andaluzes atingiram grande domínio na escolha do material vegetal e no controle dos fatores de produção, especialmente dos solos e da água (Miranda, 1982). Nos capítulos que tratam dos solos, eles são identificados em cerca de 12 classes, com sua origem explicada pela desagregação das rochas pela ação da água e do calor. São descritas em detalhe as características que permitem identificar a terra de boa qualidade e as técnicas necessárias para a recuperação das terras consideradas impróprias à agricultura.

Os capítulos sobre adubos e corretivos apresentam classificação dos diversos tipos de compostos e das técnicas possíveis de compostagem, indicam as formas de utilização de margas e calcários, das épocas mais adequadas de sua aplicação, das plantas e árvores que se beneficiam ou não com os diferentes tipos de fertilização. Os capítulos sobre irrigação tratam dos diferentes tipos de água, quais os convenientes a cada tipo de planta; bem como da construção de poços, do nivelamento dos terrenos e das várias técnicas de irrigação, em quadros, por submersão, em potes, etc. (Miranda, 1982). A monumental obra de Ibn Al Awan, pelo adiantado da agronomia andaluza, influenciou a agricultura européia, especialmente a do mediterrâneo, até o século XIX, pois a expansão colonial francesa no norte da África fundamentou-se no uso da tradução, para o francês, como manual de técnicas agrícolas a serem utilizadas pelos colonos.

Após o declínio de Roma, apareceram poucas contribuições para o desenvolvimento da agricultura, até à publicação de Opus Ruralium Comodorum, uma coleção de práticas agrícolas locais, por Pietro de Crescenzi (1230–1307). De Crescenzi é considerado por alguns como o fundador da agronomia moderna, mas o seu manuscrito parece estar restrito ao trabalho de escritores do tempo de Homero. Sua contribuição foi principalmente fazer um resumo do material disponível. Ele, entretanto, sugeriu um aumento das doses de esterco acima das recomendadas naquela época.

Após o trabalho de De Crescenzi, pouco foi adicionado ao conhecimento agrícola por muitos anos, apesar de ter sido atribuído a Palissy, em 1563, a observação de que o teor de cinzas das plantas representava o material que elas tinham retirado do solo.

Ao redor do início do século dezessete, Francis Bacon (1561–1624) sugeriu que o principal alimento das plantas era a água. Ele acreditava que a principal função do solo era manter as plantas eretas e protegê-las do calor e do frio e que cada planta tirava do solo uma única substância para sua alimentação em particular. Bacon afirmava também que a produção contínua de um mesmo tipo de planta em um solo iria empobrecê-lo para aquela espécie em particular.

Durante esse mesmo período, Jean Baptiste van Helmont (1577–1644), um físicoquímico flamengo, relatou os resultados de um experimento em que ele acreditava provar que a água era o único nutriente das plantas. Ele colocou 200 libras de solo (90,7 kg) em um vaso, umedeceu o solo e plantou um pé de salgueiro pesando cinco libras (2,3 kg). Ele cuidadosamente protegeu o solo no vaso da poeira e adicionava somente água da chuva ou água destilada. Após um período de cinco anos, van Helmont terminou o experimento. A árvore pesava 169 libras e três onças (76,7 kg). Ele só não pôde explicar a variação de peso de duas onças (56,6 g) das 200 libras (90,7 kg) de solo originalmente usadas. Por ter adicionado apenas água, sua conclusão foi que a água era o único nutriente da planta. Ele atribuiu a perda de duas onças de solo (56,6 g) ao erro experimental.

O trabalho de van Helmont e suas conclusões errôneas foram, na verdade, contribuições valiosas para o nosso conhecimento, pois, apesar de serem erradas, estimularam investigações posteriores cujos resultados levaram ao melhor entendimento da nutrição de plantas.

O trabalho de van Helmont foi repetido vários anos mais tarde por Robert Boyle (1627–1691), na Inglaterra. Boyle é provavelmente mais conhecido por expressar a relação do volume de um gás a determinada pressão. Ele tinha também interesse por biologia e era um grande defensor de métodos experimentais na solução de problemas relacionados com a ciência. Ele acreditava que a observação era o único caminho para a verdade. Boyle confirmou os resultados de van Helmont, mas foi mais além. Como resultado das análises químicas que ele fez em amostras de plantas, concluiu que as plantas continham sais, terra e óleo, todos eles formados da água.

Mais ou menos na mesma época, J. R. Glauber (1604–1668), um químico alemão, sugeriu que salitre (KNO3) e não a água era o “princípio da vegetação”. Ele coletou o sal de currais de gado e ponderou que o sal vinha das fezes dos animais. Ele afirmou que, como os animais comem forragem, o salitre deve ter sido originado das plantas. Quando ele aplicou esse sal às plantas, ele observou substancial aumento no crescimento das plantas, concluindo, ainda, que a fertilidade do solo e o valor do esterco eram totalmente devidos ao salitre.

John Mayow (1643–1679), um químico inglês, deu suporte às afirmações de Glauber. Mayow estimou as quantidades de salitre no solo em várias épocas durante o ano e encontrou a maior concentração na primavera. Não encontrando nada durante o verão, ele concluiu que o salitre tinha sido absorvido ou succionado pela planta, durante seu período de crescimento rápido, à medida que era aplicado ao solo.

Por volta do ano de 1700, entretanto, foi feito um estudo que pode ser considerado excepcional e que representou um avanço considerável para o progresso das ciências agrárias. Um inglês de nome John Woodward, que estava familiarizado com o trabalho de Boyle e van Helmont, fez crescer plantas de hortelã em amostras de água que ele tinha obtido de várias procedências: água de chuva, água de rio, água de esgoto e água de esgoto mais mofo de jardim. Cuidadosamente, ele mediu a quantidade de água transpirada pelas plantas e anotou o peso das plantas no início e no fim do experimento. Ele observou que o crescimento das plantas foi proporcional à quantidade de impurezas na água e concluiu que o material da terra ou solo, ao invés de água, era o princípio da vegetação. Apesar de não ser totalmente correta, a conclusão representou um avanço no conhecimento e sua técnica experimental foi consideravelmente melhor do que qualquer outra anterior.

Havia muita ignorância em relação à nutrição de plantas naquela época. Muitas idéias estranhas surgiram, tiveram evidência efêmera e foram esquecidas. Parte dessas idéias foi introduzida por outro inglês, Jethro Tull (1674–1741). Tull foi educado em Oxford, o que era considerado um pouco fora do comum para uma pessoa com propensão à agricultura. Ele parece ter tido interesse pela política, mas problemas de saúde o forçaram a uma aposentadoria no campo. Ele levou a cabo vários experimentos, a maioria envolvendo práticas agrícolas. Ele acreditava que o solo deveria ser finamente pulverizado para dar o “sustento adequado” para a planta em crescimento. De acordo com Tull, as partículas do solo seriam, na verdade, ingeridas através de aberturas nas raízes das plantas. Ele acreditava que a pressão causada pela expansão das raízes em crescimento forçava as partículas finas do solo para dentro das “bocas dos vasos das raízes”, após o que, entraria no “sistema circulatório” das plantas.

As idéias de Tull sobre nutrição de plantas eram, no mínimo, bizarras. Seus experimentos, entretanto, levaram ao desenvolvimento de dois valiosos equipamentos de cultivo: a plantadeira em linha e o cultivador puxado por cavalos. Seu livro Horse Hoeing Husbandry foi, por muito tempo, considerado um texto importante no meio agrícola inglês.

Ao redor de 1762, John Wynn Baker, um partidário de Tull, estabeleceu uma fazenda experimental na Inglaterra, cuja finalidade era a exibição pública dos resultados dos experimentos agrícolas. O trabalho de Baker foi elogiado mais tarde por Arthur Young que, entretanto, alertava os leitores para terem cuidado ao dar crédito excessivo aos cálculos, tomando por base os resultados de somente alguns anos de trabalho, um cuidado que é tão importante hoje como quando foi feito originalmente.

Um dos mais famosos agricultores ingleses do século dezoito foi Arthur Young (1741–1820). Young realizou trabalhos em vasos para encontrar aquelas substâncias que poderiam melhorar a produtividade das culturas. Ele fez crescer cevada em areia, à qual adicionava materiais como carvão, óleo de máquinas, esterco de galinha, vinho, salitre, pólvora, piche, ostras e numerosos outros materiais. Alguns dos materiais promoveram o crescimento das plantas e outros não. Young, um escritor prolífico, publicou o trabalho intitulado Annals of Agriculture, em quarenta e seis volumes, que foi muito considerado e teve um grande impacto na agricultura Inglesa.