ESTUDOS SOBRE A CORREÇÃO DA ACIDEZ DO … acetato de cálcio (CATANI et al, 1955) e titulação...

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ESTUDOS SOBRE A CORREÇÃO DA ACIDEZ DO SOLO CAUSADA PELO Al +3 TROCÁVEL. I. EFEITOS SOBRE O pH, Al +3 Ε H + TROCÁVEIS EM SOLOS DAS SÉRIES SERTÃOZINHO Ε MONTE OLIMPO Ε DAS UNIDADES 2 Ε 18* RESUMO Ê descrito um ensaio de incubação com a finalidade de estu- dar os efeitos da adição de CaCO 3 sobre o pH e Al 3 + e H + trocáveis de 4 terras, servindo-se do método do Al 3 + trocàvel para a deter- minação das doses de CaCO 3 . De um modo geral, se encontrou uma forte elevação nos índices pH das terras e redução nos teores de Al 3 + e de H+ trocáveis das mesmas, à medida em que se aumentavam as quantidades de CaCO 3 empregadas. A dose 1 de CaCO 3 , que correspondia à quantidade de cálcio es¬ tequiometricamente igual à de Al 3 + trocável presente em cada terra, foi suficiente para elevar o pH de todas elas ao redor de 5,7. O teor de Al 3 + trocável, contudo, em uma delas permaneceu acima do nível considerado não tóxico às plantas. INTRODUÇÃO É reconhecido que a acidez do solo constitui um dos problemas mais importantes para a agricultura de vastas regiões tropicais e subtropicais. No Brasil, áreas enormes, e muitas delas de importância agrícola das mais elevadas, são ocupadas por terrenos ácidos. Os exemplos seguintes são esclarecedores e significativos: a). De acordo com RANZANI et al (1966, pág. 21), as áreas que neces- sitam de calagem em Piracicaba, Estado de São Paulo, se distribuem con- forme indicado abaixo: * Entregue para publicação em 12/1/73. ** Aluno do Curso Pós-Graduado de Solos e Nutrição de Plantas em 1970-1971. *** Departamento de Solos e Geologia. **** Departamento de Matemática e Estatística. GERALDO MORENO SERVIN ** FRANCISCO DE A . F . DE MELLO *** ROBERTO S. MORAES ****

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ESTUDOS SOBRE A CORREO DA ACIDEZ DO SOLO CAUSADA PELO A l + 3 TROCVEL. I. EFEITOS SOBRE O pH, A l + 3 H + TROCVEIS EM SOLOS DAS SRIES

SERTOZINHO MONTE OLIMPO DAS UNIDADES 2 18*

RESUMO

descrito um ensaio de incubao com a finalidade de estu-dar os efeitos da adio de CaCO3 sobre o pH e A l

3 + e H + trocveis de 4 terras, servindo-se do mtodo do Al3+ trocvel para a deter-minao das doses de CaCO 3.

De um modo geral, se encontrou uma forte elevao nos ndices pH das terras e reduo nos teores de Al3+ e de H+ trocveis das mesmas, medida em que se aumentavam as quantidades de CaCO3 empregadas.

A dose 1 de CaCO3, que correspondia quantidade de clcio es tequiometricamente igual de Al3+ trocvel presente em cada terra, foi suficiente para elevar o pH de todas elas ao redor de 5,7. O teor de Al3+ trocvel, contudo, em uma delas permaneceu acima do nvel considerado no txico s plantas.

INTRODUO

reconhecido que a acidez do solo constitui um dos problemas mais importantes para a agricultura de vastas regies tropicais e subtropicais.

No Brasil, reas enormes, e muitas delas de importncia agrcola das mais elevadas, so ocupadas por terrenos cidos. Os exemplos seguintes so esclarecedores e significativos:

a) . De acordo com RANZANI et al (1966, pg. 21), as reas que neces-sitam de calagem em Piracicaba, Estado de So Paulo, se distribuem con-forme indicado abaixo:

* Entregue para publicao em 12/1/73. ** Aluno do Curso Ps-Graduado de Solos e Nutrio de Plantas em 1970-1971.

*** Departamento de Solos e Geologia. **** Departamento de Matemtica e Estatstica.

GERALDO MORENO SERVIN **

FRANCISCO DE A . F . DE MELLO * * *

ROBERTO S. MORAES * * * *

b) . Segundo Setzer, citado por GUIMARES (1958), em 51% do terri-trio do Estado de So Paulo a calagem imprescindvel para a obteno de colheitas compensadoras; em 30% essencial; em 19% til.

c ) . Conforme dados fornecidos por COELHO e VERLENGIA (sem data, pg. 139), relativos a um levantamento de fertilidade dos solos do Estado de So Paulo efetuado por tcnicos do Instituto Agronmico (Campinas) pode-se calcular que 41,5% da rea cultivada desse estado apresentam teo-res nocivos de A1+ 3 trocvel, isto , acima de 0,5 e.mg/100g de terra.

d) . GARGANTINI et al (1970) concluram que aproximadamente 50% da rea cultivada do Estado de So Paulo apresentam problemas de acidez elevada, sendo aconselhvel o emprego de corretivos. Tal emprego, porm, atinge carter obrigatrio, para que se possam obter colheitas elevadas, em 20% da rea sob cultivo do mesmo Estado, devido aos teores inconvenientes de alumnio trocvel..

e ) . O trabalho da COMISSO DE SOLOS (1960), mostra como fre-qente a ocorrncia de solos, cidos, com teores muitas vezes elevados de A l 3 + trocvel, no Estado de So Paulo. O mesmo pode ser constatado na publicao recente de VIEIRA et al (1971), relativamente ao Estado do Par.

f ) . Somente os solos cidos de cerrado ocupam, no Brasil, uma rea de 1,6 milhes de km 2 (1/5 da superfcie total do pas), ou mais, segundo alguns autores.

A necessidade de calagem em reas agrcolas deste pas , pois, um fato reconhecido e que no necessita discusso. Mas, entre os problemas ainda pendentes de soluo, encontra-se o que diz respeito aos mtodos de determi-nao das quantidades de calcrio a serem aplicadas.

Recentemente, no s no Estado de So Paulo, mas tambm em vrios outros estados brasileiros e em diversos pases tem-se avolumado a tendn-cia de se recomendar a quantidade de corretivo a ser distribuda numa de-terminada gleba tomando-se por base o teor de A l 3 + trocvel do terreno, se-gundo o conceito de que o importante a neutralizao da acidez causada por esse elemento e o fornecimento de clcio e magnsio s plantas (KAM-PRATH, 1967; KAMPRATH, 1970; SOUZA, 1970).

No Brasil, contudo, no existe experimentao adequada a esse respeito e, no Rio Grande do Sul ,em vrias situaes, tem-se verificado que as quan-tidades de calcrio recomendadas de acordo com o mtodo referido so mui-to pequenas.

Por esse motivo decidiu-se executar um plano amplo de trabalho para estudar a eficincia do mtodo de recomendao de calagem fundamentado no teor de alumnio trocvel do solo, sendo este trabalho o primeiro passo.

REVISO DA LITERATURA

Conforme foi esclarecido em 1 no existe, no Brasil, um volume satis-fatrio de experimentos a respeito do mtodo de se estimar a quantidade de calcrio requerida por um solo cido com base no seu teor de A l 3 + trocvel. Poucos trabalhos foram publicados a esse respeito, incluindo os que so ci-tados a seguir.

MUZILLI et al (1969a), utilizando o mtodo de incubao de amostras de terra com quantidades crescentes do CaC0 3 concluram que, em relao aos 5 latossis roxos estudados, do oeste do Estado do Paran, as quantidades de carbonato de clcio, em toneladas, Q = 1,5 n. de e.mg do A l 3 + trocvel/ lOOg de terra eram suficientes para reduzir os teores deste ction na forma trocvel a valores menores que 0,5 e.mg/100 de terra mesmo quando o teor original era igual a 2,3. Considera-se que os teores de A l 3 + trocvel at 0,5 e.mg/100g de terra no so prejudiciais ao desenvolvimento das plantas.

O ensaio acima referido teve continuidade atravs de outro trabalho, este realizado em vasos e casa de vegetao, utilizando-se a cevada (Hor-deum vulgare L.) como planta teste (MUZILLI et al, 1969b) e as mesmas terras. Concluiu-se ser o A l 3 + trocvel um fator limitante da produo na-quelas terras e que a aplicao de calcrio em doses necessrias para reduzir o teor de alumnio permutvel a nveis inferiores a 0,5 e.mg/lOOg de terra suficiente para permitir o desenvolvimento satisfatrio das plantas.

O estudo conduzido nos mesmos solos, em condies de campo (MUZILLI et al, 1969c), revelou que, aos 60 dias aps a aplicao, a quantidade de cal-crio dolomtico empregada (com 29,23% de CaO e 21,36% de MgO), Q = 1,5 n. de e.mg A l 3 + trocvel/lOOg de terra, era suficiente para reduzir em todos os casos de A l 3 + trocvel a 0,5 ou menos e.mg/lOOg de terra cor-respondendo a valores pH 5,4. A reduo do teor de A l 3 + trocvel, bem como a elevao do pH se tornavam mais visveis medida que se aumenta-vam as doses de calcrio e o perodo de amostragem, que se prolongou at 120 dias aps a incorporao do corretivo.

CATANI & ALONSO (1969a) estudaram a exigncia em calcrio de 20 amostras de solos empregando a tcnica de incubao com quantidades cres-centes de CaC03. Os resultados obtidos serviram para testar os seguintes mtodos:

a) . Elevao do pH do solo a 6,5, mediante a extrao de hidrognio ou protons, dos diversos componentes de acidez, com soluo neutra e normal de acetato de clcio e posterior titulao com soluo 0,02 de NaOH; obteve-se um coeficiente de correlao r = 0,92***.

b ) . Elevar o pH do solo a 6,5, mediante a extrao de hidrognio ou protons dos diversos componentes da acidez, com soluo tampo SMP, com

pH original 7,5 e determinao posterior do pH da suspenso do solo; obte-ve-se um coeficiente de correlao r = 0,90***.

c ) . Elevao do pH do solo a 6,5, mediante a elevao da porcentagem de saturao em bases a 85%; obteve-se um coeficiente de correlao r = 0,96***.

d ) . Elevao do pH do solo a 5,7, por meio da extrao do A 1 + 3 troc-vel com soluo IN de KC1; o coeficiente de correlao obtido foi o mais baixo de todos, r = 0,72, embora significativo a 1 por mil.

Atualmente, alguns pesquisadores (KAMPRATH, 1967; SANTANA et al, 1970) tem dado mais nfase porcentagem de saturao do complexo coloi-dal do solo em A1+ 3 trocvel que ao prprio teor do mesmo, ou combinao teor A 1 + 3 trocvel e soma dos teores de Ca+ 2 e M g + 2 trocveis (SOUZA, 1970; FONSECA et al, sem data).

MATERIAIS MTODOS

Terras utilizadas

Foram utilizadas quatro terras, sendo duas do Municpio de Piracicaba (Sries Sertozinho e Monte Olimpo, segundo RANZANI et al, 1966) e duas do Municpio de Rio das Pedras (Unidade 2 e Unidade 18, de acordo com MEDEI-ROS, 1971 e ESCOBAR, 1969, respectivamente), que foram classificadas do seguinte modo pelos autores acima mencionados:

As principais caractersticas fsicas e qumicas dessas terras se encontram nos Quadros 1 e 2.

Descrio do ensaio

Pores de l.OOOg de T.F.S.A. foram intimamente misturadas com car-bonato de clcio p.a. em doses crescentes de acordo com o teor de A1+ 3

permutvel das mesmas. Os tratamentos foram os seguintes:

Aps a mistura, as terras foram passadas para vasos* e incubados du-rante 45 dias conservando-se a umidade a 40-50% da capacidade de campo, mediante o emprego de gua destilada e desmineralizada.

Foram feitas 5 repeties de cada tratamento, ficando os vasos sobre uma mesa de madeira distribudos em blocos ao acaso.

Aps o perodo de incubao o contedo de cada vaso foi distribudo sobre uma lmina de material plstico e deixado secar ao ar, procedendo-se, ento, s seguintes determinaes:

. pH relao solo-gua de 1 : 2,5 (CATANI et al, 1955).

. A l 3 + trocvel extrao com soluo de KC1 IN e titulao com solu-o 0,02N em NaOH, segundo BRAUNER et al (1966).

. H+ adsorvido ou trocvel extrao com soluo neutra e normal de acetato de clcio (CATANI et al, 1955) e titulao com soluo 0,02N em NaOH.

RESULTADOS DISCUSSO

Resultados relativos a variao do pH.

Os valores pH encontrados aps o perodo de incubao das terras, m-dias das 5 repeties, esto apresentados no Quadro 3.

* Latas de leo de motor de automveis, com fundos perfurados, pintadas externamente com com tinta Alumilalak 9800, da Cia. Ipiranga, e, internamente, com Neutrol 45.

Uma observao a de que o solo Sertozinho, o mais arenoso, foi o que apresentou a variao de pH menos intensa devido s adies de CaC03, o que, talvez se explique pelas quantidades mais baixas de carbonato a ele adicio-nados, apesar do poder tampo desse solo ser, possivelmente, o menor entre os dos quatro solos estudados.

Observa-se pelos dados do Quadro 3, que a adio das quantidades de CaC03 necessrias para neutralizar o A l

3 + trocvel das terras elevou o pH das mesmas a valores prximos do esperado, isto , cerca de 5,7.

A anlise de varincia dos efeitos das regresses polinomiais pH doses de CaC0 3 revelou os seguintes valores de F para as regresses linear, qua-drtica, cbica e de 4. grau (Quadro 4).

Como se observa, a regresso linear foi significativa em todos os casos, indicando uma ntima relao entre as doses aplicadas de CaC0 3 e os valo-res pH obtidos. As regresses de grau superior ao primeiro so tambm sig-nificativas, exceto em um caso (regresso cbica, solo sertozinho). Tais

significancias, entretanto, exprimem tendncias dos resultados numricos obtidos, j fora dos limites experimentais, pois dentro destes, a regresso linear, indicando que os pHs se elevaram medida em que foram aumentadas as quantidades de carbonato de clcio (ver Quadro 3). Por outro lado, no seria mesmo razovel esperar-se obter experimentalmente decrscimos do pH das terras em decorrncia da aplicao de CaC03.

Resultados relativos variao dos teores de alumnio trocvel.

As mdias dos teores de A l 3 + trocvel encontrados nos diversos trata-mentos, acham-se no Quadro 5.

Quadro 5 Teores de Al3 + trocvel das terras, mdias de 5 repeties, em e.mg/100g

Os nmeros do Quadro 5 informam que em nenhum dos tratamentos, em qualquer das terras includas no experimento, conseguiu-se eliminar o A l 3 + trocvel, mesmo adicionando-se quantidades de clcio estequiometricamente iguais a quatro vezes a daquele ion na forma permutvel e suficiente para elevar o pH a valores prximos ou superiores a 7,0 (ver Quadro 3). No caso da terra da Srie Monte Olimpo, a quantidade de CaC0 3 do tratamento 1 foi insuficiente para reduzir o teor de A l 3 + trocvel a um nvel considerado no txico s plantas.

No final de um experimento de incubao de terra com CaC0 3, este em-pregado em doses crescentes, em 36 das 100 parcelas (sacos de plstico com as terras), CATANI & ALONSO (1969a) constataram a presena de A l 3 + tro-cvel . A seguinte equao de regresso entre o teor do referido on trocvel (y) e o pH das terras correspondentes (x) foi deduzida:

y = -2,49 +14,11

com coeficiente de correlao r = 0,70***.

Fazendo na equao acima y .= 0, os autores mencionados calcularam que em valor pH aproximadamente igual a 5,7 no deveria ser detectado Al 34- trocvel. Observao semelhante pode ser feita utilizando-se os resul-

tados de MUZILLI et al (1969), tambm trabalhando com sacos de plstico como recepiente para as terras.

Embora se possa supor que a natureza dos receptores das amostras de terra empregadas nos 3 experimentos (sacos de plstico por: CATANI & ALONSO, 1969 e por MUZILLI et al, 1969; latas com fundos perfurados pelos autores deste trabalho) possa ter exercido alguma influncia desconhecida pelos autores sobre o teor de A l 3 + trocvel das terras aps a incubao, um argumento razovel para explicar a presena desse on nas terras que al-canaram pHs acima de 6,0 (doses 2, 3 e 4 de CaC0 3 nas terras Sertozinho, M. Olimpo e Unidade 2 e 1, 2, 3 e 4 na Unidade 18) o seguinte: a acidez encontrada nos extratos de KC1 IN, nesses casos, pode ser devida presena de protons de outras origens e no provenientes da presena de A l 3 + trocvel, uma vez que no se procedeu anlise especifica desse elemento e ele no constitui a nica fonte de acidez do solo (BRAUNER, 1966; BRAUNER & CA-TANI (1967) e CATANI & ALONSO, 1969b).

BRAUNER & CATANI (1967) reconheceram que o A1+ 3 trocvel pode ser completamente eliminado do solo devendo-se, porm, empregar, para que isso acontea, uma quantidade de CaC0 3, superior exigida levando-se em conta apenas a quantidade presente daquele metal. Com base nesse conceito, possivelmente no presente trabalho no tenham sido utilizados quantidades suficientes de carbonato de clcio, que devero ser, pois, elevadas.

Deve-se acrescentar, ainda, que de acordo com BRAUNER (1966) e BRAU-NER et al (1966) o teor de A l 3 + trocvel dos solos determinados pela titu-lao do extrato de KC1 IN geralmente superior ao determinado calorime-tricamente pelo mtodo do cAluminon. Entretanto, parece estranho a pre-sena de acidez titulvel nos valores pH mais elevados e os autores do pre-sente trabalho no possuem elementos convincentes para explicar o fen-meno observado.

Constata-se, tambm, pelos dados do Quadro 5, que as doses de carbonato de clcio exerceram pequena influncia sobre o teor de A l 3 + trocvel da terra Sertozinho sendo esse efeito relativamente pequeno na terra da Uni-dade 18. Contudo, o efeito foi marcante nas terras da srie M. Olimpo e Uni-dade 2, sobretudo na primeira.

Deve-se acrescentar, ainda, que no tratamento 4 todas as amostras apre-sentaram um teor mdio de A l 3 + trocvel, ou de protons de outra procedn-cia, aproximadamente igual a 0,25 e.mg/lOOg T.F.S.A.

Como se pode constatar pela discusso, o item Resultados relativos variao dos teores de alumnio trocvel, poderia ser denominado, talvez com mais propriedade, Resultados relativos variao da acidez titulvel extrada com soluo normal de KC1. Contudo, permanece o ttulo original por ser o A l 3 + trocvel determinado rotineiramente, para fins de recomendao de calagem, atravs da titulao do extrato de KC1 N.

A anlise estatstica dos teores de A l 3 + trocvel doses de CaCOa empregadas apresentou os valores de F contidos no Quadro 6 para as regresses linear, quadrtica, cbica e de 4. grau:

Nota-se que, no tocante ao solo da srie Sertozinho, as regresses linear e cbica n|o foram significativas, enquanto que a quadrtica e a de 4. grau o foram estando esta, contudo, alm dos limites do experimento. Os autores no possuem nenhum argumento para explicar a significncia da regresso quadrtica. Talvez a explicao mais plausvel seja admitir algum engano de natureza experimental .

Nas amostras da srie M. Olimpo, a significncia da regresso linear , de certo modo, lgica e fcil de ser compreendida. Entretanto, o mesmo no ocorre em relao regresso quadrtica, sendo, possivelmente, uma expli-cao razovel aquela dada para justificar a significncia da mesma regres-so na srie Sertozinho. A regresso cbica exprime apenas uma tendncia dos dados obtidos por se encontrar alm dos limites experimentais.

Na Unidade 2 todas as regresses foram significativos, porm, apenas a linear se encontra dentro dos limites do ensaio e explica realmente o fe-nmeno ocorrido. As demais sugerem tendncias do mesmo.

Na Unidade 18 todas as regresses foram significativas, exceto a de 4. grau. Os autores, entretanto, no dispe de elementos para elucidar o motivo da significncia das regresses quadrtica e cbica. Pode-se, contudo, cons-tatar que a tendncia mais acentuada para a linearidade (Quadro 6) e isso est de acordo com o esperado.

Resultados relativos variao dos teores de hidrognio trocvel.

Como era de se esperar, a adio de CaC0 3 resultou numa forte reduo dos teores de H+ trocvel das terras principalmente da srie M. Olimpo e das Unidades 2 e 18. Com relao srie Sertozinho, embora elevada, tal reduo no foi to acentuada como nas trs primeiras.

As mdias dos teores de H+ trocvel das 5 repeties esto apresentadas no Quadro 7.

Chama a ateno a igualdade das mdias dos tratamentos Testemunha 1 da srie Sertozinho. Os autores no possuem elementos que expliquem essa igualdade.

A anlise estatstica revelou os seguintes valores F para os coeficientes das regresses H+ trocvel doses de CaC0 3 (Quadro 8).

Constata-se, de imediato, uma forte tendncia para a linearidade das re-gresses. As regresses de grau superior ao primeiro, exceto a quadrtica da srie Sertozinho, esto fora dos limites experimentais. Neste caso, contudo, a regresso linear muito mais expressiva que a quadrtica.

Comparando-se os dados dos Quadros 5 a 7 conclui-se que grande parte da acidez das terras estudadas, mesmo aps a incubao com CaC03, se deve a outras fontes de protons que no o A l 3 + trocvel.

CONCLUSES

As principais concluses so as seguintes:

a) Os ndices pH elevaram-se medida em que as doses de CaC0 3 foram elevadas. No tratamento 1, os valores obtidos estavam ao redor de 5,7;

b) Os tratamentos afetaram de modo varivel, de acordo com a terra, o teor de A l 3 + trocvel. Na terra da srie M. Olimpo a quantidade de CaC0 3 empregada no tratamento 1 foi insuficiente para reduzir o teor de A l 3 + trocvel a nivel considerado no txico s plantas;

c) O CaC0 3 reduziu, fortemente os teores de H+ trocvel das terras. Tal reduo foi tanto maior quanto mais elevada foi a quantidade empre-gada desse sal.

SUMMARY

STUDIES ON NEUTRALIZATION OF SOIL ACIDITY CAUSED BY EX-CHANGEABLE A l 3 + : I. EFFECTS ON pH AND EXCHANGEABLE A l 3 + AND H+.

This paper deals with a work carried out in order to study the effect of the neutralization of the soil acidity caused by exchangeable A l 3 + .

Portions of 1.000g of soils were well mixed with increasing amounts of CaCO3, put in vases and incubated for 45 days. The moist soils were kept at 40-50% for their field capacities.

The following soils were tested: Sertozinho and Monte Olimpo series from the county of Piracicaba and 2 and 18 unities from Rio das Pedras county.

The treatments were as follows:

Treatment Amounts of Ca applied as CaCO 3.

Control CaCO3 omitted

1 Stoichiometrically amounts related to the exchangeable A l 3 + in 1.000g soil

2 Twice as applied in treatment 1 3 Three times the amount applied in the treatment 1. 4 Four times the amount applied in the treatment 1.

After the incubation period the soils were dried at the air and ground. Further, the pH and exchangeable Al 3 + and H+ were measured.

The following conclusions can be drawn:

a) The pH of the soils incresead when the amounts of CaC0 3 were in cresead.

b) In the soil of Monte Olimpo serie, the amount of CaCO3 applied in the treatment 1 was not sufficient to reduce the exchangeable A1+ 3

to a level non toxic to the plants.

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