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.

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.

O pensamento clássico grego e romano chegou ao ocidente graças ao florescimento das cidades islâmicas, lugares de trabalho, centros de culto e focos de cultura e ciência, como Cairo, Fez, Marrakesh e Alexandria, na África; Bagdá, Bassora, Damasco, Isfaham, Bukhara, Samarkanda e Lahore, na Ásia; Istambul e Córdoba, na Europa (Chatty, 1981). Nas Medinas, acima de todo o saber humano, as ciências do mundo inteiro – da China ou da Índia, da Grécia ou de Roma, do Egito ou de Caldéia – teóricas ou práticas, experimentais ou fundamentais, foram minuciosamente recolhidas e cuidadosamente conservadas. As obras foram traduzidas para o árabe e comentadas com sabedoria. Os conhecimentos foram aprofundados, recriados e repensados de forma genial (Chatty, 1981). Toda essa atividade intelectual gerou um desenvolvimento sem precedentes, sem o qual a modernidade atual teria sido impossível.

A contribuição da civilização árabe-islâmica foi muito marcante no desenvolvimento de uma agricultura próspera em regiões áridas e semi-áridas. Esta civilização criou as bases das ciências agrárias, ultrapassando o simples acúmulo de conhecimentos empíricos, superando-os e liberando-os dos sentidos místicos e sobrenaturais que os cercavam. O ambiente de tolerância e admiração pela diversidade cultural permitiu a combinação da grande experiência asiática com a riqueza do conhecimento dos povos do mediterrâneo. Durante a longa presença árabe na Europa, a agricultura mediterrânica conheceu aperfeiçoamento e complexidade sem precedentes (Miranda, 1982).

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.

Muitas das publicações envolvendo agricultura nos séculos dezessete e dezoito refletiam a idéia de que as plantas eram compostas de uma substância, e a maioria dos autores, durante esse período, estava buscando este principio da vegetação. Por volta de 1775, entretanto, Francis Home afirmou que não havia apenas um princípio, mas provavelmente vários, entre os quais se incluíam ar, água, terra, sais, óleo e fogo em um estado fixo. Home acreditava que os problemas da agricultura eram essencialmente aqueles de nutrição das plantas. Ele realizou experimentos em vasos para avaliar os efeitos de diferentes substâncias no crescimento das plantas e fez análises químicas de materiais das plantas. Seu trabalho foi considerado valioso pilar no progresso da agricultura científica.

O descobrimento do O2 por Priestley foi a chave para outras descobertas que avançaram muito na explicação dos mistérios da vida das plantas. Jan Ingenhousz (1730–1799) mostrou que a purificação do ar ocorre na presença de luz, mas, no escuro, o ar não é purificado. Juntamente com essa descoberta, ocorreu a afirmação de Jean Senebier (1742–1809), um filósofo e historiador suíço, de que o aumento no peso do salgueiro no experimento de van Helmont foi resultado do ar!

O Pastor protestante Meyer, do principado de Hohenlohe, realizou uma série de observações sobre o uso do gesso, que levaram à sua recomendação em escritos na metade do século 18. Desde então, houve vivo entusiasmo pelo gesso que foi considerado panacéia universal até perceberem-se as restrições e limitações a seu uso (Garola, 1926). Posteriormente, em 1802, a Sociedade Central de Agricultura Francesa (atualmente Academia Nacional) realizou um debate sobre a eficácia do uso de gesso nas leguminosas. Como resultado, foram apresentadas 40 opiniões favoráveis e somente três contra, ficando confirmado que o gesso não apresentava efeito em solos muito úmidos (seis votos de seis votantes), que não pode substituir a adubação orgânica nem a manta vegetal (sete votos de sete) e que não influi, favoravelmente, na produção de cereais (32 votos de 32) (Garola, 1926).

Entretanto, Smith, na Inglaterra, realizou experimentos aplicando gesso e cultivando as leguminosas trevo branco e Onobrychis sativa que tiveram aumento de produtividade, freqüentemente, em 33 % e, algumas vezes, duplicando-a. Em alguns solos, não se obteve resposta à adição de gesso como nos da Escola de Agricultura de Grignon. Posteriormente, com base em trabalhos sobre uso do gesso, especialmente os de Boussingault, Garola (1926) afirmou: Concebe-se, que, quando se cultivam cereais de raízes superficiais, importa pouco que a potassa e o amônio fiquem retidos nas camadas superficiais pelas propriedades adsorventes dos solos. Mas, também, compreende-se que não acontece o mesmo com as leguminosas, cujas raízes penetram profundamente no solo, visto que o gesso atua no solo de forma determinada. Seu efeito é tranportar as bases a camadas profundas, das que as plantas extraem seus alimentos (Garola, 1926).

Essas descobertas estimularam a mente de Theodore de Saussure, cujo pai estava familiarizado com o trabalho de Senebier. Ele atacou dois dos problemas nos quais Senebier tinha trabalhado – o efeito do ar e a origem dos sais nas plantas. Como resultado, de Saussure, foi capaz de demonstrar que as plantas absorvem O2 e liberam CO2, o principio da respiração. Além disso, observou que as plantas poderiam absorver CO2 e liberar O2 na presença da luz. Se, entretanto, as plantas fossem mantidas em um ambiente livre de CO2, elas morreriam. De Saussure concluiu que o solo fornece somente pequena fração dos nutrientes necessários às plantas, mas ele demonstrou que o solo fornece cinzas e N. Ele efetivamente afastou a idéia de que as plantas geravam espontaneamente o K e afirmou ainda que as raízes das plantas não se comportam como um mero filtro. Além disso, as membranas são seletivamente permeáveis, permitindo entrada mais rápida da água do que dos sais. Ele também mostrou a absorção diferencial dos sais e a inconstância da composição das plantas, que varia com a natureza do solo e com a idade da planta. A conclusão de de Saussure de que o C contido nas plantas vinha do ar não foi imediatamente aceita por seus colegas. Sir Humphrey Davy, que havia publicado seu livro The Elements of Agricultural Chemistry, em 1813, afirmou que, embora algumas plantas pudessem absorver seu C do ar atmosférico, a maior parte era absorvida pelas raízes. Davy estava tão entusiasmado com sua crença que ele recomendava o uso de óleo como fertilizante em função do seu teor de C e H.

A metade do século dezenove até o início do século vinte foi o período em que ocorreu grande progresso na compreensão da nutrição de plantas e da adubação das culturas. Dentre os homens desse período com grandes contribuições está Jean Baptiste Boussingault (1802–1882), um químico francês muito viajado, que estabeleceu uma propriedade na Alsácia, onde levou a cabo experimentos de campo. Boussingault utilizava as técnicas cuidadosas de de Saussure, pesando e analisando os estercos que ele aplicava nos seus experimentos e também as culturas que ele colhia. Ele manteve um balanço que mostrava quanto dos vários nutrientes de plantas vinham da chuva, do solo e do ar, analisava a composição das culturas durante vários estádios de crescimento, e determinou que a melhor rotação de culturas foi aquela que produziu a maior quantidade de matéria orgânica, além daquela adicionada por meio do esterco. Boussingault é considerado por alguns como o pai da experimentação de campo.

Justus von Liebig (1803–1873), um químico alemão, muito efetivamente “fez desabar” o mito do húmus. A apresentação de seu trabalho em respeitado congresso científico mexeu com os conservadores de tal forma que somente alguns cientistas desde aquela época ousaram sugerir que o conteúdo de C nas plantas vem de outra fonte que não o CO2. Liebig fez as seguintes afirmações:

1. A maior parte do C nas plantas vem do dióxido de C da atmosfera.
2. H e O vêm da água.
3. Os metais alcalinos são necessários para a neutralização dos ácidos formados pelas plantas como resultado de suas atividades metabólicas.
4. Os fosfatos são necessários para a formação das sementes.
5. As plantas absorvem tudo indiscriminadamente do solo, mas excretam de suas raízes aqueles materiais que não são essenciais.

Nem todas as ideias de Liebig, entretanto, eram corretas. Ele pensava que o ácido acético era excretado pelas raízes. Ele também acreditava que o NH4 + era a única forma de N absorvida e que as plantas poderiam obter esse composto do solo, esterco ou do ar. Liebig acreditava firmemente que, analisando a planta e estudando os elementos que ela continha, poder-se-ia formular um conjunto de recomendações de fertilizantes com base nessas análises. Era sua opinião, também, que o crescimento das plantas era proporcional à quantidade de substâncias minerais disponíveis nos fertilizantes.

A lei do mínimo, estabelecida por Liebig, em 1862, é um guia simples, mas lógico, para se fazer a previsão das respostas das plantas à adubação. Essa lei diz o seguinte:

“cada campo pode conter a disponibilidade mínima de um mínimo de um ou mais nutrientes. Com esse mínimo, seja calcário, K, N, ácido fosfórico, magnésia ou qualquer outro nutriente, as produtividades apresentam uma relação direta com o suprimento deste nutriente em menor disponibilidade. Este é o fator que governa e controla ... produtividades. Se o mínimo for calcário ... a produtividade ... será a mesma e não maior mesmo se as quantidades de K, sílica, ácido fosfórico, etc ... sejam aumentados em cem vezes”.

A lei do Liebig, ou lei do mínimo, dominou o pensamento dos pesquisadores na agricultura por muito tempo e ainda tem importância universal no manejo da fertilidade do solo.

Liebig produziu um fertilizante com base nas suas idéias de nutrição de plantas. A formulação de uma mistura fazia sentido, mas ele cometeu um erro fundindo sais de K e P com calcário. Como resultado, o fertilizante foi um completo fracasso. Não obstante, as contribuições de Liebig para o desenvolvimento da agricultura foram monumentais, sendo ele, muito merecidamente, reconhecido como o pai da química agrícola. Outro fato marcante após o famoso trabalho de Liebig foi o estabelecimento, em 1843, de uma estação experimental agrícola em Rothamsted, na Inglaterra. Os fundadores dessa instituição foram J.B. Lawes e J.H. Gilbert. Os trabalhos realizados nessa estação experimental seguiam a mesma linha daqueles efetuados por Boussingault, na França.

Lawes e Gilbert não acreditavam que todas as afirmações de Liebig eram corretas. Doze anos após a fundação da estação de Rothamsted, eles apresentaram os seguintes pontos:

1. As culturas necessitam de ambos, P e K, mas a composição da cinza das plantas não constitui uma medida das quantidades desses elementos necessárias à planta.

2. Culturas não-leguminosas necessitam do fornecimento de N. Sem este elemento, não se obterá crescimento, independentemente das quantidades de P e K presentes. A contribuição da quantidade de N da forma de amônia, pela atmosfera, é insuficiente para as necessidades das culturas.

3. A fertilidade do solo poderia ser mantida por alguns anos por meio de fertilizantes químicos.

4. O efeito benéfico do pousio está no aumento da disponibilidade de compostos de N no solo.

É obvio que uma aplicação anual de 35 t ha-1 de esterco de curral (o que envolveu grande volume de material e trabalho intenso para aplicação ao solo), durante 150 anos, pode substituir a adubação com fertilizantes minerais. É também óbvio que a adubação mineral balanceada, que produziu a média de 5,7 t ha-1, pode substituir a adubação orgânica e que o simples enriquecimento da adubação orgânica com 96 kg ha-1 de N de fonte mineral por ano levou às maiores produções.

O problema do N do solo e das plantas permanecia sem solução. Vários estudiosos tinham observado o comportamento não convencional das leguminosas. Em alguns casos, elas cresciam bem sem a aplicação de N, enquanto, em outras situações, não havia crescimento das plantas. Plantas não-leguminosas, por outro lado, sempre deixavam de crescer quando havia insuficiente N no solo.

Em 1878, alguma luz surgiu nessa confusão, pelo trabalho de dois bacteriologistas franceses, Theodore Schloessing e Alfred Müntz. Esses cientistas purificaram água de esgoto, fazendo-a passar por um filtro feito de areia e calcário. Eles analisaram o filtrado periodicamente, e, por vinte e oito dias, somente detectaram amônia. No fim desse período, começou a aparecer nitrato no filtrado. Schloessing e Müntz encontraram que a produção de nitratos poderia ser paralisada pela adição de clorofórmio e que poderia ser reiniciada pela adição de um pouco de água de esgoto. Eles concluíram que a nitrificação era resultado da ação bacteriana.

Os resultados destes experimentos foram aplicados a solos por Robert Warrington, na Inglaterra. Ele mostrou que a nitrificação poderia ser paralisada pelo bi-sulfeto de C e clorofórmio e que o processo poderia ser reiniciado pela adição de solo não esterilizado.

Ele também demonstrou que a reação era um fenômeno que ocorria em duas fases, primeiro a amônia sendo convertida em nitrito e, subsequentemente, em nitrato.

Warrington, entretanto, não foi capaz de isolar os organismos responsáveis pela nitrificação. Esta tarefa foi resolvida por S. Winogradsky, que fez o isolamento usando uma placa com sílica-gel, em vez do meio de cultura de ágar, porque esses organismos são autotróficos e obtêm seu C do CO2 da atmosfera.

Com referência ao comportamento errático das plantas leguminosas em relação ao N, dois alemães, Hellriegel e Wilfarth, em 1886, concluíram que uma bactéria deveria estar presente nos nódulos das raízes das leguminosas. Mais tarde, estes organismos foram associados à sua capacidade de assimilar N2 gasoso da atmosfera para convertê-lo em uma forma que poderia ser utilizada por plantas superiores. Esta foi a primeira informação específica em relação à fixação de N2 pelas leguminosas. Hellriegel e Wilfarth utilizaram, como base para os seus argumentos, as observações feitas em alguns dos seus experimentos. Eles, entretanto, não isolaram os organismos responsáveis por esse processo. Isto foi feito mais tarde por M.W. Beijerinck, que chamou o organismo de Bacillus radicícola.

Apesar de os avanços na agricultura do século dezoito terem sido alcançados, em sua maioria, no continente europeu, poucas contribuições de americanos foram suficientemente importantes para serem mencionadas. Em 1733, James E. Oglethorpe estabeleceu uma área experimental nas encostas íngremes do Rio Savana, onde hoje se localiza a cidade de Savana, na Georgia. A área era dedicada à produção de culturas alimentícias exóticas e era citada como um lugar de “belezas”, enquanto foi mantida. Houve perda de interesse por ela que logo deixou de existir. Como essa área foi na maior parte resultado do interesse de britânicos, provavelmente ela não pode ser considerada, em sua essência, como um empreendimento americano.

Benjamin Franklin demonstrou, na metade do século 18, o valor do gesso agrícola. Em uma colina em sua propriedade, ele aplicou gesso num padrão de distribuição com a seguinte frase: “Esta terra foi gessada”. O aumento de crescimento da pastagem na área onde o gesso havia sido aplicado serviu como uma demonstração efetiva do seu valor como fertilizante.

Em 1785, uma sociedade foi formada na Carolina do Sul e tinha, entre seus objetivos, o estabelecimento de uma fazenda experimental. Onze anos após, o Presidente Washington, em sua mensagem anual ao congresso, defendeu o estabelecimento do comitê nacional de agricultura. Algumas das contribuições mais importantes para a agricultura americana no passado foram feitas por Edmond Ruffin, da Virgínia, entre 1825 e 1845. Acredita-se que ele tenha sido um dos primeiros a utilizar calcário em solos da região úmida para repor nutrientes perdidos pela remoção das culturas e lixiviação. Ruffin era um observador cuidadoso, um estudioso e possuía uma mente aguçada e inquisitiva. Apesar de ser o uso do calcário para aumentar a produção das culturas conhecido em outros continentes, essa foi aparentemente uma nova experiência na América.

Foi somente em 1862 que o Ministério da Agricultura foi estabelecido, e, no mesmo ano, a Lei Morril levou ao estabelecimento das escolas estaduais de agricultura. A primeira estação experimental agrícola estabelecida em 1875, em Middletown, Connecticut, teve suporte de fundos estaduais. Em 1877, a Carolina do Norte estabeleceu uma unidade semelhante, seguindo-se New Jersey, New York, Ohio e Massachusetts. Em 1888, a lei Hatch levou à implantação de estações experimentais estaduais que seriam operacionalizadas, em conjunto, com os land-grant colleges, e uma dotação anual de US$15.000,00 foi disponibilizada para cada estado como suporte. Apesar de os primeiros trabalhos experimentais terem sido muito mais demonstrações de resultados, uma metodologia científica nos estudos dos problemas da agricultura foi gradualmente desenvolvida no país.

A ideia de proceder à extração de nutrientes de solos com ácidos para determinar sua fertilidade persistia, e E. W. Hilgard (1833–1916) estabeleceu que a solubilidade máxima dos minerais do solo em HCl foi obtida quando o ácido tinha peso específico de 1,115 kg L-1 (≈ 7,9 mol L-1), o que corresponde à concentração do ácido obtida após fervura prolongada. Hilgard deu significância particular para esse fato. A digestão em ácido forte tornou-se muito popular e análises de solos foram feitas por esse método. Mais tarde, foi mostrado que havia pouca fundamentação para assumir que esta técnica poderia obter dados de maior valor e o seu uso foi descontinuado.

Dois cientistas que muito contribuíram para o desenvolvimento do interesse por fertilidade do solo nos Estados Unidos foram Milton Whitney e C.G. Hopkins. No início do século 20, eles engajaram-se em uma controvérsia que atraiu atenção nacional e que, de fato, tornou-se muito amarga. Whitney defendia que o suprimento total de nutrientes nos solos era inexaurível e que o fator importante sob o ponto de vista de nutrição de plantas era a taxa pela qual estes nutrientes iam para a solução do solo. Hopkins, por outro lado, acreditava que essa filosofia iria levar à exaustão do solo e a sério declínio na produção das culturas. Ele fez um levantamento dos solos de Illinois e considerou a fertilidade do solo comparável a um sistema semelhante à “contabilidade”. Como resultado desses estudos exaustivos, ele concluiu que os solos de Illinois necessitavam apenas de calcário e P. Ele pregou essa doutrina de forma tão eficaz que o uso de calcário e fosfato de rocha nas culturas do milho, aveia e rotações com trevo foi uma prática contínua nesse Estado por muitos anos.

A controvérsia entre Whitney e Hopkins finalmente diminuiu. As idéias de Whitney foram mostradas, pelo menos parcialmente, incorretas, mas os argumentos conflitantes muito fizeram para estimular o pensamento dos cientistas agrícolas desse período.

Logo na virada do século 20, a maior parte das estações experimentais tinha parcelas experimentais no campo que mostravam os benefícios extraordinários da adubação. Como resultado desses experimentos, os principais problemas de fertilidade do solo podiam ser geralmente delimitados. Foi mostrado, por exemplo, que havia generalizada necessidade de fertilizantes fosfatados, que K era geralmente deficiente nos solos da região da planície costeira, e que N era particularmente deficiente nos solos do sul do país. Os solos a leste do rio Mississipi eram geralmente ácidos e precisavam de calcário, enquanto aqueles a oeste desse rio eram, regra geral, bem supridos de Ca. Embora um quadro geral do estado de fertilidade dos solos dos Estados Unidos tenha sido razoavelmente bem definido, logo se tornou aparente que recomendações generalizadas de fertilizantes, com base nesse conhecimento, não deveriam ser feitas. Cada propriedade requeria atenção individual, assim como cada talhão da propriedade. O interesse por análises para avaliação da fertilidade do solo “explodiu” mais uma vez.

Durante os últimos 30 anos, muito progresso foi alcançado no sentido de compreender os problemas de fertilidade do solo. Enumerar os estudos cujas contribuições levaram ao progresso no conhecimento iria requerer muito mais espaço do que o disponível neste capítulo. Esses avanços não foram de trabalhos de cientistas de um único país. Os ingleses, que começaram seus trabalhos ao redor de 1600, continuaram a dar grandes passos nesse sentido. Os pesquisadores da França, Alemanha, Escandinávia, Rússia, Canadá, Austrália, Nova Zelândia, assim como dos Estados Unidos e outros países, solucionaram muitos problemas que dificultavam o progresso da ciência. Os frutos desses estudos são aparentes em todos os lugares, fazendo com que a produção agrícola nos países desenvolvidos seja mais alta hoje do que nunca antes, e o mundo livre, de maneira geral, é hoje mais bem alimentado, com melhores vestuários e moradias do que em qualquer época no passado. Isto não poderia ser possível se a produção das culturas hoje estivesse no patamar da Europa durante o “escurantismo” da Idade Média, quando a produtividade média de grãos era de 6 a 10 bushels acre-1 (450 a 750 kg ha-1).

À medida que as civilizações entram no século 21 e a população do mundo continua a aumentar, é obvia a importância de um contínuo aumento na produção de alimentos. Continuidade das pesquisas em todas as fases da produção agrícola é necessária se a população crescente tem de ser alimentada e vestida. Avanços nas pesquisas foram alcançados, nos centros de pesquisas agrícolas e outros, que podem contribuir para o aumento da produção agrícola no futuro.

Alguns dos avanços aparecendo no horizonte, ou, de fato, já colocados em prática, mostram grandes perspectivas para aumentar a produtividade das culturas e aumentar a eficiência da produção agrícola. Estes avanços vão colocar pressão adicional na terra e farão aumentar ainda mais a importância que a fertilidade do solo exerce na produção das culturas.

Sensoriamento remoto, constituído de fotografias infravermelhas tomadas de grandes altitudes, é usado para determinar as condições das culturas. Problemas relativos a solos, irrigação ou controle de pragas e doenças podem, freqüentemente, ser detectados e corrigidos a tempo de prevenir sérias diminuições na produtividade

Pesquisas têm demonstrado que o plantio direto pode aumentar a eficiência de uso da água e diminuir a erosão do solo com aumento na produtividade das culturas (veja capítulo XV). Este tipo de manejo pode ter efeito considerável nas exigências das culturas em relação a certos nutrientes, especialmente N, P, K e S; no entanto, mais pesquisas são necessárias para desenvolver práticas adequadas de fertilidade do solo para utilização no plantio direto.

Em muitas áreas nos mais diversos países, grandes extensões de terra que eram consideradas marginais para a produção das culturas por causa da falta de água estão hoje com altas produtividades em decorrência do desenvolvimento de sistemas de irrigação com pivot-centrais. Poços são perfurados no centro desses campos, a água é transferida para as lavouras por aspersores ligados a tubos condutores alto-propelidos que se movem em círculos sobre a área. Centenas de hectares podem ser irrigados com os maiores sistemas. Fertilizantes fluidos e pesticidas podem também ser distribuídos por esses sistemas. Em decorrência da eliminação de umidade do solo como fator limitante ao crescimento de plantas, pode-se obter maior eficiência no uso de fertilizantes e os custos de produção podem diminuir. Para que essas fontes de água de alto custo sejam utilizadas do modo mais eficiente pelas culturas, o suprimento de nutrientes deve ser otimizado.

Em muitas regiões semi-áridas do mundo, existem desenvolvimentos promissores na captação de água e uso mais eficiente da umidade para a produção das culturas. Sistemas de produção das culturas envolvendo esses métodos de manejo da umidade do solo, em conjunto com outros fatores para a obtenção de altas produtividades, tais como: adubação, variedades e híbridos e época de plantio, precisam ser continuamente estudados

A eficiência da irrigação é um tema importante em várias áreas do mundo que apresentam limitado suprimento de água para uso agrícola. Irrigação por gotejamento pode reduzir em 50 % a água atualmente em uso nos sistemas convencionais de irrigação. Necessidade de fertilizantes e sistemas para sua aplicação sob irrigação por gotejamento precisam de mais estudos.

Análise de solos e de plantas como instrumentos para determinar as necessidades de calcário e de fertilizantes para as culturas tem sido utilizada por muitos anos. A utilização dessas técnicas continua e está aumentando. Entretanto, número considerável de informações adicionais é necessário antes dessas análises se tornarem mais do que guias refinados de calagem e adubação das culturas. Adubação foliar com outros nutrientes, além dos micronutrientes, promete tornar-se uma prática agrícola em algumas áreas. Entretanto, em decorrência de resultados inconsistentes, mais pesquisas são necessárias para determinar quais as condições são determinantes para obtenção de respostas desse método de adubação.

Melhorias tem sido obtidas e deverão continuar a ser alcançadas no desenvolvimento de materiais fertilizantes mais eficientes. Alguns dos materiais que têm sido ou estão sendo desenvolvidos incluem os fertilizantes nitrogenados de liberação lenta, polifosfatos de alta concentração, compostos magnesianos adequados para uso em fertilizantes fluidos completos, micronutrientes na forma de quelatos e fertilizantes com altos teores de S para uso em fertilizantes sólidos e líquidos.

Concomitantemente ao desenvolvimento dessas novas tecnologias e produtos, deve-se efetuar uma avaliação contínua de sua eficiência por meio de experimentos de curto e longo prazo. Esse tipo de experimentação no campo é uma exigência necessária ao contínuo aumento da eficiência de produção das culturas. Altas produtividades das culturas impõem diferentes exigências de nutrientes. Doses de fertilizantes que dão respostas satisfatórias com produtividades do milho de 8 t ha-1 não serão adequadas aos tetos de produtividades de 12 t ha-1 ou mais. Além disso, com a calibração das análises de solos geralmente obtidas anos atrás, doses dos nutrientes necessárias para teores diferentes de análises de solo podem ser muito baixas para as altas produtividades das culturas hoje obtidas e maiores ainda no futuro.

Um novo desenvolvimento aparece com destaque no horizonte, o qual pode ter um impacto profundo na produção agrícola e no desenvolvimento recente da ciência: a genética molecular. Por meio desta técnica de transplante de genes, qualidades desejáveis de um gênero ou espécie podem ser transferidas para outra. Se e quando esta ciência tornar-se perfeita, é concebível que maior eficiência fotossintética, mais altos teores de proteínas e vitaminas, melhor resistência a doenças e pragas, e outros fatores podem ser introduzidos em outras espécies desejáveis de culturas. Estas alterações genéticas poderão causar grande impacto nas exigências nutricionais e, conseqüentemente, nas práticas de adubação.

Progressos na agricultura dependem de pesquisas de alta qualidade. Para cada problema resolvido por um cientista, hoje, muitos outros aparecem. Pesquisadores agrícolas devem investigar questões de natureza fundamental, aquelas que tratam mais do por que das coisas do que do o que.

Não é objetivo deste capítulo cobrir todos os eventos significativos do desenvolvimento da ciência da Fertilidade do Solo. Muitos dados foram omitidos e muito mais poderia ser escrito. Certamente, os avanços obtidos no fim do século 19 e no século 20 foram grandemente responsáveis pelo estádio atual de nosso conhecimento. Esses avanços foram apenas superficialmente cobertos neste capítulo, mas, nos capítulos seguintes deste livro, confirma-se a importância desses eventos para o progresso da fertilidade do solo. Em resumo, espera-se que este capítulo dê ao seu leitor algumas idéias em relação ao tempo, esforço e pensamentos que foram dedicados nos últimos 4.500 anos para acumular aquilo que ainda é conhecimento insuficiente.

A história do desenvolvimento da agricultura no Brasil, desde o seu descobrimento, está diretamente, mas de forma empírica no passado, ligada à fertilidade do solo. Os grandes ciclos da cana-de-açúcar e do café alicerçaram-se, no início, na fertilidade natural dos solos das matas e na migração para novas áreas, quando essa fertilidade natural se exauria.

Passaram-se muitas décadas até que, por meio de observações práticas do início, surgiram trabalhos envolvendo a fertilidade do solo e o uso de fertilizantes orgânicos e minerais, com vistas em estabelecer as bases para a prática da adubação que permitisse a exploração contínua das propriedades rurais.

É muito difícil destacar os fatos mais marcantes da evolução da fertilidade do solo no Brasil, uma vez que, no País, esse segmento do conhecimento é bastante recente como ciência, estando muito mais atrelado a programas envolvendo essa área do conhecimento do que a pesquisadores individualmente. Entretanto, mesmo com a possibilidade de pecar por omissão, serão relatados, a seguir, alguns pontos importantes da evolução dessa área do conhecimento da Ciência do Solo no Brasil, bem como sua implicação na produtividade das culturas até os dias atuais.

Segundo Heitor Cantarella, Pesquisador do Instituto Agronômico de Campinas (IAC), o primeiro diretor do IAC, 119 anos atrás, o austríaco Dr. Franz W. Dafert, profundo conhecedor da química agrícola de sua época, trouxe para o Brasil a experiência européia sobre análise de solo e, no primeiro relatório da então Estação Agronômica de Campinas, em 1889, estão os registros das análises de solos pioneiras no Brasil. Em 1892, o IAC já realizava análises de solo para cafeicultores paulistas, fornecendo pareceres sobre adubação. Nessa época, já havia uma publicação do IAC sobre métodos para a determinação de N em solos. Os demais métodos empregados em análise de solo foram publicados em 1895 pelo Dr. Bolliger, outro químico importante que trabalhava no IAC na época.

Em 1895, foi publicado um dos primeiros trabalhos sobre fertilidade do solo no Brasil, de autoria do Dr. Franz W. Dafert, que fornece detalhes sobre a análise química de fertilizantes orgânicos, na época chamados de “estrumes nacionaes” (Dafert, 1895). Até àquela época, os fertilizantes utilizados nas lavouras eram basicamente produtos orgânicos, dos quais se tinha pouca informação sobre características químicas, composição e modos de aplicação.

As análises químicas, realizadas no então Instituto Agronômico do Estado de São Paulo, hoje IAC, envolviam a determinação em partes por mil de “água, substancias orgânicas, azoto, acido phosphorico, potassa, soda, cal, magnésia, acido sulfúrico, chloro e flúor, acido silícico e areia, oxido de Fe e alumina” nos mais diferentes tipos de estercos animais produzidos nas fazendas: compostos, excrementos humanos, casca de café, palhas de milho e feijão, turfa, bagaço de cana, restos de criação (ossos, chifres, cabelos, sangue, etc.), além de outros estrumes como resíduos da fabricação do gás de iluminação, apatita, cinzas de bagaço de cana, resíduos de destilação da cana, bagaço de sementes de oleaginosas, restos de curtume e serragem (Figura 2).

Em relação ao composto, assim dizia o autor:

“O estrume denominado composto é uma mistura de todos os resíduos, restos e mais substancias sem valor immediato, existentes ou produzidas na fazenda, reunidas e preparadas para fins de estrumação. Todas as cinzas da cozinha das caldeiras, ás vezes também das roças, reboco, folhas colhidas, matto capinado, lama de tanques, lixo, resíduos de cozinha (feijão, café), palha de milho, sangue, cabellos, ossos, etc., bem misturados e depositados em covas ou túmulos até á decomposição completa, dão um estrume de primeira ordem, cuja composição naturalmente dependerá dos componentes empregados”.

Quanto ao uso de estercos, principalmente o de bovinos, o autor já mencionava estratégias que permitiriam a sua concentração em determinados lugares, para facilitar a coleta e distribuição:

“Muitas vezes se ouve dizer que o esterco pôde ser muito bom para as plantas, mas que não se pôde obtê-lo porque os nossos animais estão no pasto”. Tal objecção tem certo fundamento. É verdade que será muito mais fácil trabalhar com esterco, quando todos os animais estiverem em estábulos. Enquanto não cultivamos forragens boas tão extensamente que possamos dispensar todos os pastos – e isto não se dará talvez mais neste seculo – precisamos nos acomodar ao facto de que a maior parte dos nossos animais passeiem pelos gramados. Mas não há meio de obter apesar disto uma parte considerável do seu esterco? Respondemos sem excitação – sim –. Construamos por exemplo em nossos pastos ranchos abertos, baratos e acostumemos os nossos animais a comerem ali o seu milho e sal, a entrarem de noite, durante a chuva, etc. O resultado será que nos depositarão nestes ranchos grande parte do esterco que sem eles estaria perdido. Teremos assim ganho mais uma cousa: a preservação dos animais, pois, achamos que não haverá pessoa alguma que afirme que é bom para uma vaca de leite, para um boi de trabalho, para uma besta de montaria, permanecer num calor de 60 o C durante horas e horas para receber depois uma chuva de pedra nas costas ou a geada de noite. Civilizemos um pouco nosso gado; tiremos-lhe um pouco da liberdade e tornemos-o um pouco mais produtivo”.

Snr. Presidente. – No curso dos estudos que estão sendo feitos pela Comissão á meu cargo para uma Memoria geológica sobre as jazidas de Fe de Ipanema, acaba-se de verificar um facto que julgo de meu dever trazer ao conhecimento do Governo sem esperar a publicação da dita Memoria. Em muitas amostras de minere-o de Fe e em outras rochas do lugar nota-se a presença do mineral Apatite, ou phosphato de cal, facto este que faz lembrar a associação análoga em muitas das famosas minas de Fe de Suécia e Noruega. Este mineral, cuja mistura com os minere-os de Fe é extremamente prejudicial, por introduzir phosphoro no produto do forno, é, de seu lado, de considerável importância industrial para o fabrico de estrumes fertilizados. Pesquisas feitas com o intuito de determinar (tanto quanto for necessário para poder formar o juízo seguro sobre a possibilidade de seu aproveitamento industrial) a quantidade e a qualidade das jazidas de Apatite, deram o mais satisfatório resultado. A rocha contendo Apatite, que está á mostra em dois pontos diversos, indica uma possança relativamente enorme, talvez não inferior a do próprio minere-o de Fe. Três amostras tiradas em diversos pontos e submetidas á analise deram, de acido phophorico: 16,36 a 30,38 %. Sendo este theor em acido phosphorico superior ao de muitos Phosphatos que são aproveitados na industria, ha bem fundados motivos para acreditar que as jazidas de Ipanema possam servir de base de uma industria que seria lucrativa para os empreendedores e de vantagem incalculável para a Lavoura brasileira. Além do theor relativamente alto do elemento fertilizante, ha em Ipanema uma outra circunstancia extremamente favorável que não me consta existir em nenhuma das jazidas de Apatite, até hoje exploradas. É que, em virtude da decomposição profunda da rocha, que tem respeitado a Apatite enquanto transformou em barro as impurezas com que ella se acha misturada, é muito fácil, por meio de uma lavagem muito rápida e econômica, obter o mineral em estado de pureza quase absoluta. – Saude e fraternidade. – Ao Muito Digno Presidente do Estado de S. Paulo. – S. Paulo, em 30 de Novembro de 1891. – Assignado: Dr. Orville A. Derby, Chefe da Commisão Geographica e Geológica do Estado de S. Paulo.

Outro trabalho bastante amplo e que merece destaque foi o do Professor Dr. Paul Wagner sob o título: “A aplicação de adubos articiciaes na cultura das arvores fructidoras, legumes, flores e nos jardins”, traduzido do alemão , com autorização do autor pelo diretor, em 1893 (Wagner, 1985). Foi, talvez, um dos mais completos guias de recomendação de adubação em português, publicados até então, embora essas recomendações não tenham sido baseadas em uso de técnicas da diagnose da fertilidade do solo, como as análises de solos e a foliar, comuns nos dias atuais. Inicia com uma discussão sucinta sobre de que substâncias vive a planta e quais as substâncias mais importantes para a adubação das plantas, nos capítulo I e II. No capítulo III, é feita uma descrição detalhada dos adubos mais importantes para árvores frutíferas e legumes, para as flores e jardins existentes no mercado (escoria de Thomas e superphosphato, salitre chileno e sulfato de ammoniaco, chlorureto de K e sulfato de potassa, farinha de chifre, resíduos de sementes oleaginosas, os chamados saes alimentícios puros – phosphato de K, phosphato de ammoniaco e azotato de potássio – , e mistura de saes alimentícios para plantas de jardim em vasos).

Um aspecto interessante dos chamados saes alimentícios mencionados anteriormente é que estes talvez se constituam numa das primeiras menções de fertilizantes foliares ou de irrigação no Brasil, nas palavras textuais do autor:

“Chamarei sal alimentício uma mistura de saes de estrumação concentrados, que recommendo para a estrumação de jardins e de plantas em vasos. O sal alimentício compôe-se de: 30 partes de phosphato de ammoniaco; 25 de azotato de sódio (salitre do Chile); 25 de azotato de K e 20 de sulfato de ammoniaco e em 100 partes contêm 13 partes de acido phosphorico, 13 de azoto e 11 de potassa. Esta mistura de saes que se póde mesmo preparar ou comprar em qualquer negocio de estrumes, é applicavel a todas as culturas. Escolheu-se, segundo a proporção das substancias alimentícias, de modo que corresponda mais ou menos á necessidade media de estrumação das varias plantas de cultura, e, na escolha dos saes alimentícios, foi considerado que entre os ácidos e as bases (também das substancias accessorias que existem em quantidades mínimas) procure-se obter a relação equilibrada. É muitíssimo recommendavel o emprego do sal alimentício em fórma de solução, contendo 1 g de sal em 1 litro de água”.

Nos capítulos IV e V, procurou-se responder a duas perguntas: Quaes as condições do solo e da cultura mais favoráveis ao bom efeito dos adubos? e Os adubos do comercio podem também exercer má influencia sobre as plantas?

No capítulo VI, são apresentadas regras especias para uma boa aplicação dos adubos do comercio na cultura das plantas fructidoras, legumes e flores, e nos jardins. Este tópico envolve não apenas recomendações de adubação para um total de dezessete culturas, em quilos por hectare e gramas por metro quadrado, mas também mostra 21 fotos de dezenas de experimentos conduzidos em vasos onde foram observadas respostas amplamente positivas pelo uso dos mais diferentes tipos e doses desses adubos do comercio. A figura 3 é um exemplo desses resultados obtidos com a cultura da cevada pelo uso de ¼ g de acido

phosphorico em forma de superphosphato e ½ g de acido phosphorico em forma de farinha fina de escoria de Thomas, comparado com o tratamento testemunha, sem acido phosphorico, em vasos que foram estrumados com azoto e potassa. Fica-se a imaginar o sucesso que uma publicação como essa deve ter tido naquela época!

Um dos primeiros trabalhos, com características de experimento de campo, envolvendo a adubação em solos da região dos Cerrados, foi desenvolvido no início de 1900 (Embrapa, 2000). Em 1907, a Diretoria de Agricultura, Comércio e Colonização noticiou que fora estabelecido, no dia 14 de agosto, “um pequeno campo de experiência, com área de um alqueire (4,84 ha) nas proximidades de Sete Lagoas, em terreno de Cerrado, onde se poderia verificar a utilização e o comportamento das culturas”. A área citada localiza-se no Distrito de Wenceslau Braz, município de Sete Lagoas (onde hoje se situa o 4º Grupo de Artilharia Antiaérea - 4º GAAE).

Era uma experiência absolutamente nova. Cerca de 20 % da área central de Minas Gerais, em sua maior parte concentrada em direção ao noroeste, era território de Cerrado, até então considerada uma região de terras pobres e pouco produtivas. Os trabalhos aí encetados foram bem descritos. Cabia ao encarregado dos serviços, o mestre de cultura Américo de Souza Barbosa, roçar, destocar, arar, gradear o terreno, cercá-lo de arame e dividi-lo em quatro partes iguais, sendo três partes adubadas e uma testemunha sem adubação. Esse procedimento prático constituiu-se nos preparativos para a instalação da primeira experiência agrícola sobre manejo dos solos de Cerrado no Brasil Central.

A experiência de Sete Lagoas avaliou a produtividade de milho e feijão sob quatro condições: 1ª) adubação com esterco de curral; 2ª) adubação com escória de Thomas; 3ª) adubação com salitre do Chile; 4ª) testemunha, sem adubação alguma. Como resultado, foi descrito que:

“as plantas das três partes adubadas desenvolveram-se satisfatoriamente, proporcionando grãos nas duas culturas, ao contrário da testemunha, que nada produziu, ou seja, a terra de Cerrado, adubada de modo adequado, era produtiva”.

Um dos programas mais importantes envolvendo os aspectos de fertilidade do solo e produtividade das culturas no Brasil foi o iniciado em 1950 pelo Instituto de Pesquisas IBEC, que, em 1963, passaria a denominar-se Instituto de Pesquisas IRI (Harrington & Sorenson, 2004). Fundado pelos irmãos David e Nelson Rockefeller e associados, os fundos para a fase inicial vieram pessoalmente dos irmãos Rockefeller e do “Fundo Irmãos Rockefeller”, que por 14 anos ininterruptos sustentaram os trabalhos num período crítico por envolver as fases de descoberta, confirmação e desenvolvimento inicial do uso das áreas de Cerrados. As fases seguintes de adoção e implementação receberam aportes substanciais da USAID e da Fundação Ford, contando, ainda, com a participação de vários grupos privados dos setores de corretivos, fertilizantes, defensivos e da indústria algodoeira. Várias organizações do governo brasileiro, bem como inúmeras pessoas individualmente, também colaboraram por meio de análises laboratoriais e outros tipos de assistência. Em São Paulo, O Instituto Agronômico de Campinas (IAC) e a Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” (ESALQ) foram grandes colaboradores.

Um fato interessante é que uma das missões originais do IRI no Brasil era identificar as razões do declínio da produção de café nas terras exauridas de São Paulo e corrigi-las economicamente. O envolvimento do IRI com os problemas de fertilidade dos solos de Cerrado era originalmente projeto de nível secundário.

Em 1950, quando o IRI iniciou seu trabalho, o sistema tradicional de produção de café no Brasil incluía a derrubada da mata, a queima da madeira e o plantio da lavoura nas áreas desmatadas. A fertilidade natural do solo era explorada por 20 ou 30 anos. Após esse período, a produtividade geralmente declinava abaixo do ponto de interesse, quando então as áreas eram abandonadas e destinadas a pastagens e exploração da pecuária. Esse sistema apresentava inúmeras repercussões negativas. Na medida em que as lavouras de café eram abandonadas e as áreas eram destinadas a atividades com menor demanda de mão-de-obra, como a pecuária e outras culturas menos lucrativas, ocorria uma desagregação nas comunidades locais e suas economias. Já nessa época, a prática de “derrubar e queimar” já havia consumido a maior parte da mata virgem do Estado de São Paulo. Simultaneamente, as plantações de café foram sendo empurradas rapidamente para as regiões de clima marginal do Paraná, onde as geadas constituíam uma ameaça constante.

O Programa de Lavouras de Café, sob o comando de James C. Medcalf, constituía-se num programa prático e focado no campo, tendo como base a Fazenda Cambuhy (também chamada de Fazendas Paulistas), em Matão, Estado de São Paulo, e com a coordenação do Instituto Agronômico de Campinas, instituição líder na pesquisa do café no Brasil. A maioria dos plantios dessa fazenda deu-se na época do “boom” do café durante a década de 1920, e grande parte da lavoura estava decadente em termos de produtividade, situação típica das antigas fazendas de café do Estado. Um aspecto amplamente favorável à pesquisa é que havia na fazenda talhões de várias idades e em diferentes tipos de solos, além de excelentes informações a respeito das produtividades dos vários talhões, fertilizantes utilizados, danos de geadas, custos de produção, preços de vendas e outras variáveis.

Um aspecto interessante foi a forma técnica de encarar o problema de degradação da cafeicultura que incluía a revisão de toda a literatura publicada no Brasil e em outros países da América Latina, assim como trabalhos anteriores executados pelos ingleses, na África Oriental, e pelos holandeses, na Indonésia. As informações meteorológicas locais foram exaustivamente estudadas e para conhecer melhor os problemas nutricionais, o Dr. Wreal L. Lott, do IRI, auxiliou o Instituto Agronômico de Campinas a montar o primeiro laboratório de análises foliares da América Latina. Esse laboratório analisava, nas folhas do café, 13 elementos minerais essenciais para crescimento das plantas. Problemas nutricionais ou carências que poderiam limitar a produção do cafeeiro eram examinados da mesma forma com que as análises de sangue são usadas para diagnósticos médicos.

O Programa de Lavouras de Café estudou o uso de técnicas, tais como: calagem, adubações com NPK, irrigação, utilização de micronutrientes quelatizados, cobertura morta, plantio intercalar de leguminosas, problemas de nematóides nas raízes, uso do esterco de curral e outros tratamentos visando ao aumento da produtividade.

Em 1956, o IRI iniciou um Programa Intensivo de Fertilidade de Solos sob a supervisão do Dr. Colin McClung que, além de ter como meta principal a recuperação de solos de antigas matas para a produção de café, visava também identificar os fatores importantes na fertilidade do solo para o desenvolvimento de outras culturas da época, notadamente nos solos dos Cerrados, cujas características tinham alguma similaridade àqueles extremamente degradados oriundos das florestas. Era opinião do Dr. McClung de que a experimentação com o uso de culturas de ciclo curto traria progressos mais rápidos no objetivo final de obter informações economicamente viáveis para a cultura do café, pois esta demandaria cerca de cinco anos para atingir a maturidade e algumas décadas para completar um ciclo de vida. Além disso, o café caracterizava-se pelo ciclo bienal de produção, trazendo complicações adicionais nas interpretações estatísticas confiáveis.

Convencionou-se então que o programa deveria ser iniciado com experimentos em vasos na casa de vegetação, que serviriam como guia para os trabalhos que seriam posteriormente levados para o campo. A visão técnica era de que um largo espectro de possíveis tratamentos poderia ser avaliado nas casas de vegetação, onde o ciclo se completaria em três meses ou menos. O milheto “Pérola” (Pennisetum americanum), uma gramínea de crescimento rápido, foi a principal planta-teste. Com base nos resultados da casa de vegetação, os experimentos de campo foram então instalados com milho, soja e algodão, com duração aproximada de até seis meses. Após o acúmulo de um sólido conhecimento a partir desses experimentos, partiu-se para o plantio de café para testar os efeitos dos tratamentos mais promissores.

Em meados de 1958, já existia uma quantidade suficiente de resultados em vasos que justificasse o início de um grupo expressivo de experimentos de campo. Duas localidades de Cerrados foram escolhidas, uma em São Joaquim da Barra (SP), onde o algodão e a soja foram as plantas-teste, e outra em Anápolis (GO), atendendo ao pedido de Bernardo Sayão, uma figura legendária encarregada de cuidar do planejamento geral do desenvolvimento e construção do novo Distrito Federal (Brasília), preocupado com a capacidade dos solos reconhecidamente pobres dos Cerrados de produzir alimentos para suprir Brasília.

Os resultados obtidos nas produções desses campos demonstrativos indicaram que os solos dos Cerrados eram deficientes em diversos nutrientes para as plantas e que estas respondiam prontamente ao uso de calcário e de fertilizantes. Respostas em termos de crescimento e produtividade foram obtidas com a adição de calcário dolomítico, N, P, K, Zn, S e Mo. As duas localidades apresentaram resultados diferentes, assim como diferentes foram também entre culturas no mesmo local, ficando evidente que havia necessidade de muito mais trabalho de campo para se chegar a uma “sintonia fina” das necessidades de nutrientes e de outros insumos para atingir produtividades mais rentáveis.

Os resultados dessas pesquisas envolvendo a área de fertilidade do solo, ao longo dos anos, foram publicados em 23 boletins técnicos, notas técnicas, dentre outros, das 58 publicações do IRI durante sua história.

Em 1969, a ANDA (Associação Nacional para Difusão de Adubos) deu início a um ambicioso projeto, visando instalar 500 campos de demonstração de resultados de adubos em lavouras de arroz, milho, feijão e algodão no sul de Goiás, no Triângulo Mineiro e no sul de Minas Gerais. Posteriormente, estes se estenderam para o Mato Grosso e, em 1975, já compreendiam 3.000 campos experimentais.

A inspiradora e parceira do projeto foi a Organização das Nações Unidas para a Alimentação e Agricultura (FAO), que há seis anos comandava o mesmo tipo de ação em 17 países. Isso resultou em 45 mil demonstrações de resultados instalados em propriedades rurais para cerca de 1 milhão de agricultores, como um projeto da Campanha Mundial Contra a Fome. Outra importante parceira do programa foi a Associação Brasileira de Crédito e Assistência Rural (ABCAR), entidade à época responsável pela extensão rural em todo o País. Tal foi o êxito do projeto, conhecido como Projeto FAO/ ANDA/ABCAR, que ele foi estendido para outras regiões do País em 1972 e chegou aos Estados do Nordeste, da Bahia ao Maranhão, que apresentavam um consumo incipiente de fertilizantes, os quais eram utilizados na cultura da cana-de-açúcar, em Pernambuco, e na do fumo, em Alagoas. Na época, foram instalados 300 ensaios de adubação e 1.500 campos de demonstração envolvendo as culturas do algodão, milho, mandioca, abacaxi, arroz e feijão.

Em 1977, por solicitação do agente financeiro da região, o Banco do Nordeste, o projeto foi prorrogado por três anos e abrangeu mais seis produtos: cana-de-açúcar, soja, citros, mamona, cebola e sorgo. Coordenado pelo escritório regional da ANDA no Nordeste, em Recife, comandado primeiro por Marcos Rocha e depois pelo saudoso Hermano Gargantini, que foi chefe da seção de Fertilidade do Solo do Instituto Agronômico de Campinas, o trabalho mobilizou o Ministério da Agricultura, Secretarias Estaduais, Universidades e Órgãos de Pesquisa e Extensão. Em 1977, os ensaios de adubação já eram 750, os campos demonstrativos 3.500 e os Estados alcançados pelo projeto, nove. Nos seis anos que atuou no Nordeste, o projeto FAO/ANDA/ABCAR atingiu 347 municípios. A ANDA atuou com projeto semelhante no Paraná, onde o alvo foram as culturas do milho e do algodão, no Rio Grande do Sul (milho, soja, trigo, arroz), no Espírito Santo (batatinha) e nos Cerrados, com o apoio do IBEC Research Institute (IRI), e nas pastagens da Companhia de Melhoramentos do Norte do Paraná, 1976. Sem dúvida, foi esse o motivo que levou a FAO a adiantar na reunião de Roma, em 1972 que, “dentre os países onde o Programa de Fertilizantes apresenta resultados técnicos positivos e onde existe bom aproveitamento desses resultados, figuram o Brasil, Quênia, Argélia e Indonésia”.

Outro programa que influenciou a fertilidade do solo, especificamente em nível regional, no Rio Grande do Sul, foi a famosa Operação Tatu. O relato que segue, adaptado de Freire et al. (2006) e SBCS–CQFS (2004), mostra que, nas décadas de 1950 e 1960, quem de Porto Alegre subisse ao Planalto Riograndense a partir de Soledade encontraria uma só paisagem até o rio Uruguai, para oeste, na fronteira com a Argentina: campos com capim barba-de-bode (Aristida pallens), indicador de solo pobre, e uma ou outra pequena lavoura de trigo ou de mandioca. A estrada era pavimentada até São Leopoldo, sendo o centro de cimento, e as laterais, de pedra. Até a fronteira era terra batida, de Santa Maria para o norte, à fronteira de Santa Catarina, a paisagem era a mesma.

Nas cidades, poucas indústrias de máquinas agrícolas rudimentares, “atafonas” para a produção de farinha de mandioca. Aquela paisagem mudava apenas na região de Santa Rosa, com as pequenas lavouras coloniais de milho, mandioca e, principalmente, soja. Esta era comum ser plantada intercalada com outra planta, como milho ou mandioca

A situação geral da pesquisa agronômica, especialmente em fertilidade do solo, tinha bases errôneas, isto é, a baixa produtividade. Não se considerava a real necessidade das plantas para o crescimento e produtividade adequados. Adubos e corretivos eram simplesmente taxados de “antieconômicos”. As recomendações técnicas eram para reduzir o uso de insumos: 500 a 1.000 kg ha-1 de calcário; e 50 kg ha-1 de P2O5, isto é, doses “homeopáticas”. As respostas eram baixas ou nulas.

Os campos experimentais eram comumente conduzidos com a fertilidade “natural” sem amarração ao tipo e análise de solo. Havia preocupação em muitos centros, para a obtenção de cultivares “rústicos” ou tolerantes, isto é , resistentes à inanição.

O Projeto de Melhoramento da Fertilidade do Solo, denominado “Operação Tatu”, surgiu com a implantação do Curso de Pós-Graduação em Agronomia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) em 1965. A denominação “Operação Tatu” foi devida à base na coleta de amostras do solo (cavando buracos) para análise química. Nessa época, foram iniciados os trabalhos de pesquisa, visando à identificação dos fatores responsáveis pela baixa produtividade dos solos do Estado do Rio Grande do Sul com destaque para a baixa disponibilidade de nutrientes, especialmente, o P, acidez e teores tóxicos de Al e Mn.

O primeiro município onde foi instalado o projeto foi Ibirubá, sendo executado pelo Departamento de Solos da Faculdade de Agronomia da UFRGS (que à época mantinha um convênio de cooperação técnica com a Universidade de Wisconsin, EUA, pela Secretaria da Agricultura, pelo Ministério da Agricultura por meio do IPEAS e pelo Instituto Rio Grandense do Arroz (IRGA).

Esse trabalho foi repetido em Santa Rosa, expandindo-se, a partir de 1967, para Três de Maio, Tuparendi e Horizontina, sob a coordenação da Associação Rural de Santa Rosa e da Associação Sulina de Crédito e Assistência Rural (ASCAR). Em 1968, já havia solicitação de 80 municípios para participar do projeto, que objetivava corrigir a acidez e a fertilidade do solo, além de controlar a erosão e estimular o emprego de melhores cultivares e a adoção de novas práticas de cultivo.

A comunidade local é que fazia o projeto considerando a necessidade de calcário, fertilizante, crédito, etc., envolvendo o agrônomo, o técnico rural, o agente do banco, o prefeito, as entidades de classe, enfim, os líderes da comunidade. Os estudantes de pósgraduação colhiam as amostras do solo e procediam às análises químicas para determinar a necessidade de calcário, P, K, teor de matéria orgânica e a adubação nitrogenada para as culturas não-leguminosas.

O Banco do Brasil passou a considerar a primeira aplicação de calcário e fertilizantes como investimento (pagamento de três a cinco anos) e as posteriores eram consideradas custeio. Lavouras demonstrativas eram estabelecidas. Caravanas de ônibus de outras regiões iam ver os resultados em Santa Rosa. Para a obtenção de crédito do Banco, era necessário comprovar a análise do solo e a compra de inoculante de rizóbio para a soja. Surgiram então outros laboratórios de análise do solo, além da Secretaria de Agricultura, UFSM, UFRGS, UFPEL, e foi criada a rede Riograndense e Catarinense de Laboratórios de Análise de Solo (ROLAS). Nessa época, a produtividade de soja no Estado era de 1.200 kg ha-1.

Foi então estabelecida e difundida a filosofia para a obtenção de alta fertilidade e alta produtividade. Solos em que a recomendação era de 500 ou, no máximo, 1.000 kg ha-1 de calcário passaram a ter a recomendação de 4.000 a 5.000 kg ha-1 ou mais, para atingir valor de pH 6,0–6,5, além da aplicação de outros fertilizantes, especialmente o P. Nos experimentos e nas lavouras, a produtividade da soja passou de 2.000 para 3.000 kg ha-1 e o rendimento médio no Rio Grande do Sul atingiu 2.200 kg ha-1. O consumo de calcário e de fertilizantes teve alto incremento, além de outras medidas de melhoria de manejo, conservação do solo e variedades mais produtivas.

A Operação Tatu manteve ações intensas até 1974, estendendo-se, pelo menos, até 1976. Uma avaliação dos efeitos desse projeto foi feita por Mielniczuk & Anghinoni (1976), em 20 lavouras, nos municípios de Santa Rosa, Tapera e Espumoso. Após um período de cinco a sete anos da primeira aplicação de calcário, o pH médio passou de 4,8 para 5,6 e a necessidade de calcário de 6,9 para 2,2 t ha-1, o que correspondia a um efeito residual de 50 % em relação à primeira calagem. Os teores de P e K estavam adequados, e os produtores haviam corrigido o solo no restante da propriedade, obtendo altos rendimentos dos cultivos; demonstravam também entusiasmo pela utilização de práticas de melhoria da fertilidade e conservação do solo.

No Estado de Santa Catarina, a partir dos resultados obtidos pela “Operação Tatu” no Estado do Rio Grande do Sul, foi elaborado o Plano de Recuperação da Fertilidade do Solo, em meados de 1968, denominado “Operação Fertilidade”, para ser executado a partir de 1969, com duração prevista até 1975. Os trabalhos de campo foram executados no município de Nova Veneza, região sul do Estado, em 1969, com a instalação de 16 lavouras demonstrativas com a cultura do milho, seguindo as normas técnicas preconizadas pelo “Plano”, dentre elas, adubação corretiva e de manutenção e calagem pelo índice SMP para atingir pH 6,0. Nessas lavouras, foram aplicadas, em média, 8,1 t ha-1 de calcário. O rendimento médio dessas lavouras foi de 5.040 kg ha-1. Nos anos seguintes, o “Plano” se expandiu para todo o Estado, e o consumo de calcário atingiu aproximadamente 50.000 t, em 1970, e 300.000 t, em 1980. Os trabalhos de campo, a partir da safra de 1970/71, foram executados pela Secretaria da Agricultura daquele estado e pela Associação de Crédito e Assistência Rural do Estado de Santa Catarina (ACARESC).

Destacam-se na elaboração e execução do projeto da Operação Tatu da Universidade de Wisconsin, EUA - John Murdock e Marvin Beaty J. R. e pela Faculdade de Agronomia da UFRGS - José G. Stammel, João Mielniczuk, Sérgio Wolkweiss e Egon Klamt, João Rui Jardim Freire; pela ASCAR (Emater) Paulo Kappel, e, como líder local, Pedro Carpenedo, entre outros.

Talvez as maiores contribuições resultantes da Operação Tatu tenham sido a introdução do princípio da calagem total, ou seja, a aplicação, em uma só vez, da quantidade de calcário necessária para corrigir a acidez do solo ao nível desejado e o desenvolvimento do conceito das adubações corretivas (principalmente de P e K), utilizadas na recuperação da fertilidade do solo, hoje difundidas em todo o País.