Resumo Pedologia- Studyagroo

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Pedologia
@Studyagroo
↪ Introduçã� � ciênci� d� sol�:
- Há várias definições de solo, dependentes da
perspectiva de seu uso.
➜ Sol󰈡 é a mistura de substâncias minerais e
orgânicas, que recobre parte da crosta
terrestre, resultante da ação do intemperismo
sobre o material originário, capaz de fornecer
sustentação mecânica, água e nutrientes para
o crescimento vegetal.
➜ Sol󰈡 é a matéria natural que compõe a
parte superficial do planeta Terra, constituído
por horizontes (camadas) de compostos
minerais e/ou orgânicos e resultante da
alteração e evolução de um material original
(rocha ou mesmo outro solo), diferindo deste
por características físicas, químicas,
morfológicas, mineralógicas e biológicas.
➜ O solo constituiu a superfície inconsolidada
que recobre as rochas. É um corpo natural,
tridimensional, com origem a partir da
transformação de um material parental. É
constituído de camadas que diferem física,
química, mineralógica e biologicamente,
camadas essas que se desenvolvem com o
tempo, sob a influência do clima e da
atividade biológica.
➜ A matéria orgânica do solo é essencial ao
desenvolvimento de um solo, e somente com
a sua presença e acúmulo sobre a camada
superficial, é que pode ser caracterizado o
processo genético responsável pela sua
formação. A simples alteração física e química
das rochas não é suficiente para
transformá-las em solo: um monte de areia ou
de saibro não é um solo. A presença de
matéria orgânica em qualquer forma
pressupõe vida de plantas, animais,
microorganismos, e a própria gênese do solo
é, direta ou indiretamente, biológica por
natureza.
➜ O solo é considerado um Recurso Natural
Não Renovável. Apesar de ocorrer um
contínuo processo natural de intemperismo
das rochas e de formação dos solos, este
processo é muito lento, e a perda e
degradação do solo não é passível de
recuperação dentro de uma geração.
↪ Camp� d� estud�:
@Studyagroo
➜ O estudo do solo, como corpo natural
recebe o nome de Pedologia. Esta palavra, de
origem grega, significa conhecimento (logos)
do solo (pedon, no sentido de piso, chão). A
Pedologia pode ser definida como o estudo do
solo em si, sua formação e classificação,
independente de qualquer outra consideração
(para que serve, etc.).
➜ Os gregos distinguiam o solo comum
daquele usado para produzir os seus
alimentos. A este último chamavam edaphos.
A diferença entre pedon e edaphos, é
justamente que o último termo tem a
conotação de “solo que se cultiva”. O ramo da
Ciência do Solo que estuda a natureza e
propriedades dos solos na sua relação com a
produção vegetal, recebe o nome de
Edafologia.
➜ Portanto, edafologia é o estudo das
relações solo-planta.
➜ O estudo dos solos dá origem a uma muito
variada gama de áreas de interesse científico,
entre os quais o estudo das propriedades de
cada uma das suas fases constituintes (sólida,
líquida e gasosa), a estrutura cristalina dos
seus minerais, o estudo da biologia e ecologia
da fauna do solo,ou os critérios para a sua
classificação, na medida em que a diversidade
de solos é passível de ordenação segundo
critérios definidos pelos estudos pedológicos.
➜ As principais áreas de estudo da Ciência do
Solo são:
1. Gênese de Solos: estuda a origem dos solos
e sua evolução.
2. Levantamento e Classificação de Solos:
identifica distintas unidades de solo mediante
a observação de perfis a campo, culminando
com a confecção de um mapa de solos,
agrupando os solos em categorias
taxonômicas.
3. Física do Solo: trata dos aspectos físicos das
partículas primárias (tamanho, forma,
densidade), agrupamento em agregados, água
no solo, temperatura, porosidade, aeração,
consistência do solo, cor.
4. Fertilidade do Solo: trata do estudo da
disponibilidade de nutrientes essenciais à
nutrição das plantas, e as condições para a
absorção destes nutrientes no sistema
solo-planta.
5. Química do Solo: estuda os fenômenos na
superfície das partículas sólidas do solo,
associadas com a reação do solo (variações de
pH, p.ex.) e fenômenos de adsorção e troca
iônica.
6. Biologia do Solo: estuda os organismos do
solo, sua relação com as plantas e sua
influência nos ciclos de nutrientes.
7. Manejo e Conservação do Solo: trata do uso
adequado e sustentável do solo para produção
agropecuária, abrangendo desde a aptidão
dos solos, formas de preparo do solo, a eleição
das culturas, utilização de técnicas como
adubação e correção, de forma a evitar a
erosão e degradação do solo.
➜ Embora o enfoque de nosso curso estude a
Pedologia dentro do contexto das Ciências
Agrárias (agricultura, florestas, pastagens), a
Ciência do Solo faz uma contribuição
significativa aos estudos em Ecologia, Meio
Ambiente, Geografia, Engenharia Civil,
Arquitetura e Arqueologia.
↪ Fatore� d� formaçã� d� sol�:
➜ No final do século XIX, o geólogo russo
Dokutchaiev observou que os solos variavam
em função do clima e do tipo de rocha
parental, e que a vegetação também
influenciava nas características do solo.
➜ Em 1942 Jenny propôs que o solo é
conseqüência da ação conjunta de cinco
fatores:
Sol󰈡 = função (material originário, clima,
organismos, relevo, tempo)
➜ Dokutchaiev também observou que o solo
é constituído de diferentes camadas, ou
horizontes, que permitem distinguir e
classificar os vários tipos de solo. Estas
camadas são expostas quando da
escavação do solo, mostrando o perfil do solo.
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Perfi󰈗: É a exposição vertical da crosta
terrestre que, partindo da superfície
aprofunda-se até onde chega a ação do
intemperismo, incluindo todas as camadas
que foram alteradas pela gênese do
solo. O perfil apresenta o resultado da
influência dos vários fatores de formação do
solo, refletindo sua evolução.
Hor󰈎󰉛󰈢󰈞te: É uma seção de constituição
mineral ou orgânica, aproximadamente
paralela à superfície, exposta no perfil do solo,
dotada de propriedades geradas por
processos formadores do solo. Sua
diferenciação é efetuada com base em
propriedades morfológicas como cor, textura,
estrutura, consistência, atividade biológica,
etc., e em alguns casos propriedades químicas.
➜ Sucintamente, estes horizontes são:
➜ O Horizonte superficial de constituição
orgânica.
➜ A Horizonte mineral superficial, de
concentração de matéria orgânica e cor
escura devido à adição de plantas e
animais; em geral mais arenoso devido à
perda de argila.
➜ B Horizonte sob A, bastante alterado por
transformações pedogenéticas, em que
pouco resta da estrutura original da
rocha, podendo haver acumulação de
argila transportada dos horizontes acima.
➜ C Horizonte de material inconsolidado sob
A ou B, relativamente pouco alterado por
processos pedogenéticos.
➜ R Camada rochosa de material
consolidado.
↪ Planta�: Necessidade� �ndamentai�
d� vegetai� superiore�
➜ Até o início do século XIX, não se sabia
como as plantas se nutriam. Com o
desenvolvimento da química analítica e os
trabalhos de Liebig (1840), comprovou-se que
as plantas absorvem elementos químicos do
solo, e que a adição desses elementos
químicos ao solo estimula o crescimento
vegetal.
➜ O solo deve ser capaz de fornecer água,
suporte mecânico, oxigênio (aeração) às
raízes, e os nutrientes necessários ao
metabolismo vegetal. Os nutrientes fornecidos
pelo solo têm que estar na
forma iônica, dissolvidos na solução do solo.
É possível o cultivo sem solo (cultivos
hidropônicos).
➜ Fot󰈡󰈻󰈼ín󰉃󰇵󰈼e (󰈡c󰈢󰈸󰈹e n󰈡󰈻 󰇸l󰈢󰈸o󰈦l󰈀󰈻󰉄󰈢s)
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➜ Tra󰈝󰈼p󰈎󰈸󰇽ção:
• As plantas têm elevada transpiração, para
garantir a absorção de nutrientes e reduzir a
temperatura das folhas.
evapotranspiração: transpiração
da planta + evaporação do solo.
➜ Nut󰈸󰈎󰇵󰈞te󰈻 󰈩󰈼s󰇵󰈝󰇸i󰈀󰈏s:
• A análise da planta revela a presença de
vários elementos, porém nem todos são
necessários ao metabolismo vegetal.
• Os seguintes critérios são usados para
definir a essencialidade de um nutriente:
- na ausência do elemento a planta não
completa o seu ciclode vida;
- o elemento não pode ser substituído por
outro;
- o elemento tem que participar de algum
processo metabólico vital para o vegetal;
- o elemento tem que ser essencial para todas
as espécies vegetais superiores.
➜ Os 󰈝u󰉄r󰈎󰇵󰈝󰉄es 󰈩󰈻󰈼󰇵n󰇹i󰈀󰈏󰈼 são:
Macronutrientes: requeridos em maiores
quantidades (absorção de kg/ha,
concentração no tecido vegetal acima de 0,1
%)
• C, H e O: absorvidos do ar e água na forma
molecular (CO2 e H2O), pelo processo de
fotossíntese; são constituintes de todas as
moléculas orgânicas.
• Os demais nutrientes são absorvidos pela
raiz, dissolvidos na forma iônica e solúveis na
solução do solo. Esses nutrientes (exceto o N),
são oriundos do intemperismo das rochas.
Mic󰈸󰈡󰈞󰉊t󰈸i󰈩󰈞t󰇵󰈻: requeridos em menor
quantidade (absorção de g/ha, concentração
no tecido vegetal abaixo de 0,1 %)
• Os micronutrientes atuam em geral como
componentes de enzimas ou co-fatores de
reações enzimáticas.
Rep󰈡󰈻󰈏ção: Adubação ocasional, adubação
foliar.
Ele󰈚󰈩󰈞t󰈢󰈻 a󰇸󰈩s󰈻ó󰈹󰈏os: Podem estimular o
crescimento vegetal de algumas espécies, mas
não são essenciais: Na+ (halófitas), SiO4-4
(gramíneas).
↪ Via� d� a�orçã� d� nutriente�:
• Há duas vias para absorção de nutrientes
pelas raízes:
- Apoplasto: locomoção dos nutrientes pelos
espaços entre as células do córtex
- Simplasto: penetração dos nutrientes no
interior das células, atravessando a membrana
celular.
• Ao chegar à endoderme, o elemento tem
que atravessar pela via simplástica. Nesta
etapa, a planta seleciona os elementos que
irão penetrar no cilindro central, atingir os
vasos condutores e serem transportados para
a parte aérea.
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• A absorção de nutrientes pela planta é
seletiva:
[K+] do solo << [K+] da célula
[Na+] do solo >> [Na+] da célula
• A absorção de nutrientes é um processo
ativo, que consome energia (até 10% da
fotossíntese total), pois ocorre contra um
gradiente de concentração, de um meio
menos concentrado (solução do solo) para um
meio mais concentrado (célula vegetal).
↪ Mecanism� d� contat� ío�-ra�
Para que ocorra absorção, o nutriente tem que
entrar em contato com a raiz, o que pode
ocorrer através de três diferentes
mecanismos:
• In󰉃e󰈹c󰈩󰈥󰉄󰇽ção r󰈀󰇷󰈏󰇸ul󰈀󰈸: À medida que as
raízes crescem, entram em contato com os
íons. A solução do solo é a fase imóvel e a raiz
é a fase móvel. Contribui com cerca de 1% dos
nutrientes absorvidos, mas é importante para
o Ca e Mg.
• Flu󰉕󰈡 󰇶󰇵 ma󰈻󰈼󰈀: Com a absorção de água, a
solução do solo carrega os nutrientes até a
raiz. A raiz é a fase imóvel e a solução do solo
é a fase móvel. É o mecanismo mais
importante para quase todos os nutrientes.
• Dif󰉉󰈻ã󰈢: Com a absorção de nutrientes,
forma-se em torno da raiz uma zona de baixa
concentração (zona de depleção) do nutriente,
o íon caminha por difusão da solução do solo
até a zona de depleção.
A raiz e solução do solo são fases imóveis e o
íon é a fase móvel. Mecanismo mais
importante para o H2PO4-.
↪ Min󰈩󰈸󰇽i󰈼 p󰈸󰈎󰈛ár󰈏o󰈻:
➜ Solo: mistura de substâncias minerais e
orgânicas, que recobre parte da crosta
terrestre, resultante da ação do intemperismo
sobre o material originário, capaz de fornecer
sustentação mecânica, água e nutrientes para
o crescimento vegetal.
• Atualmente admite-se que o solo é formado
pela ação conjunta de cinco fatores:
➜ Solo = função (material originário, clima,
organismos, relevo, tempo)
• Admite-se que a Terra seja composta de:
- núcleo central: parte externa líquida e parte
interna sólida, composto de Fe com cerca de
10% de Ni dissolvido
- Man󰉃󰈡: composto principalmente de silicatos
de Fe e Mg e Fe elementar
- Cro󰈻󰉄󰈀: espessura de 10 a 60 km, composta
principalmente de silicatos de Fe, Mg e Al, e
sílica (SiO2)
- at󰈚󰈡󰈼f󰇵󰈸a: 78% N2, 21% O2, 0,03% CO2
• Mais de 80% da massa da crosta é composta
de óxidos de Si e Al, e mais de 98% da massa
da crosta é composta de apenas oito
elementos. Os minerais silicatados são os mais
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abundantes, e seu estudo permite caracterizar
a maioria das rochas da Terra.
↪ Min󰈩󰈸󰇽i󰈼 p󰈸󰈎󰈛ár󰈏o󰈻:
• Mineral é um sólido inorgânico que possui
composição química característica e uma
ordem atômica tridimensional sistemática.
- mi󰈝󰈩󰈹󰇽is 󰈥󰈹󰈎má󰈸󰈏o󰈼: formados a altas
temperaturas, quando da cristalização do
magma (mistura de silicatos, óxidos metálicos
e substâncias voláteis dissolvidas a 600 - 1200
oC). Não sofreram alteração após sua gênese.
Presentes em rochas ígneas e metamórficas.
Principalmente silicatos, óxidos e carbonatos.
- mi󰈝󰈩󰈹󰇽is 󰈻󰈩󰇸󰉊n󰇷á󰈹i󰈡s: resultam da
decomposição de minerais primários,
formados em condições ambientais usuais.
Presentes em solos, sedimentos e rochas
sedimentares. Principalmente argilas
silicatadas e óxidos de Fe, Al e Ti.
↪ Estrutur� cristalin� d� silicat�
• A unidade básica é o tetraedro de Si
(SiO4)-4.
• As cargas negativas dos ânions silicatos têm
que ser neutralizadas, para haver estabilidade
do mineral. Isto pode ocorrer através da
presença de cátions neutralizadores ou do
compartilhamento de O.
• A classificação dos minerais silicatados é
feita com base no tipo de compartilhamento
de O e no cátion neutralizador (nesossilicatos,
sorossilicatos, ciclossilicatos, inossilicatos,
tectossilicatos, filossilicatos).
• Pode ocorrer também a estrutura
octaédrica, onde no centro há Al+3, Fe+2 ou
Mg+2, associado a 6 oxigênios:
• Estas estruturas cristalinas têm grande
estabilidade. Sua forma é definida pelo
número de coordenação dos elementos
envolvidos. O número de coordenação define
o número de ânions (no caso dos silicatos,
átomos de oxigênio) capazes de se ligar ao
cátion central; o número de coordenação é
função da valência e do raio iônico do cátion
envolvido.
• A ligação Si-O é muito forte, e assume um
caráter meio-covalente e meio-iônico. Isto
confere alta estabilidade aos tetraedros de Si,
além de boa condutividade elétrica ao cristal
(materiais usados na indústria
eletro-eletrônica).
↪ Nes�silicat�
• Os tetraedros são isolados, sem
compartilhar O. As cargas negativas são
neutralizadas por Fe+2 ou Mg+2.
• São também chamados de olivinas, que
formam uma série isomorfa (mesma forma
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cristalina, mas de diferente composição
química):
• Têm cores escuras vítreas. São facilmente
intemperizáveis, e portanto raros nos solos e
sedimentos:
• oxidação Fe+2 → Fe+3 (o Fe+3 tem raio
iônico menor)
• hidrólise Mg+2 → Mg(OH)2
↪ In�silicat�
• Os tetraedros compartilham o O basal,
formando cadeias simples (piroxênios) ou
duplas (anfibólios). As cadeias são ligadas por
Fe+2 ou Mg+2, e nos interstícios da estrutura
acomoda-se Ca+2. Em algumas posições da
estrutura cristalina pode ocorrer Zn+2 e Cu+2.
Têm cores escuras
opacas.
-pi󰈸󰈡󰉖ên󰈏o󰈻: hiperstênio (Fe,Mg)2Si2O6;
augita (mais comum) (Ca,Mg,Fe)2Si2O6
- anfi󰇼ó󰈘󰈎󰈢s: tremolita
Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2; horblenda (mais
comum)
• Também são facilmente intemperizáveis
(menos que as olivinas, pois o Fe+2 ou Mg+2
estão mais protegidos na estrutura) e são
raros nos solos e sedimentos.
↪ Tect�silicat�
• São os mais comuns na crosta. Todos os
oxigênios dos tetraedros são compartilhados
com outros tetraedros vizinhos, formando
estruturas tridimensionais bastante estáveis.
↪ Quar��
• SiO2 não há substituição isomórfica
•Praticamente não sofre intemperismo
químico em condições ambientais, e sua
dureza dificulta o intemperismo físico. É o
mineral mais comum na crosta. Presente nos
solos e sedimentos como
areia. Tem cor transparente ou branco-opaca,
mas a presença de impurezas origina cores,
como no quartzo rosa, ametistas e ágatas.
• O vidro é um tectossilicato de caráter
amorfo, produzido pela fusão a 1.200 oC da
sílica (SiO2), carbonato de sódio (Na2CO3) e
carbonato de cálcio (CaCO3).
↪ Feldspat�
• Em parte dos tetraedros ocorre substituição
isomórfica: quando da cristalização do
mineral, Al+3 pode entrar no lugar do Si+4; a
estrutura não sealtera, mas são geradas
cargas negativas, que são neutralizadas por
cátions Ca+2 e Na+ (nos feldspatos
cálcio-sódicos) ou por K+ (nos feldspatos
potássicos). Os feldspatos são os minerais
mais comuns nas rochas ígneas, e podem ser
encontrados nos solos.
• Da anortita para a albita aumenta a % de Na,
decresce a % de Ca e aumenta a resistência ao
intemperismo. Em geral têm cores
esbranquiçadas.
↪ Feldspat� potássic�
• KAlSi3O8 ortoclásio (mais comum; principal
fonte de K+para os solos); em geral têm cores
translúcidas avermelhadas.
• Os feldspatos potássicos são um pouco mais
resistentes ao intemperismo que os cálcio-
sódicos, pois o K+ é menos hidrolisável.
↪ Feldspatóide�
• São semelhantes aos feldspatos, mas com
mais substituições isomórficas, tornando-se
mais pobres em Si e mais ricos em Al;
resistência ao intemperismo semelhante aos
plagiocásios.
KAlSi2O6 leucita
NaAlSiO4 nefelina
@Studyagroo
Sub󰈻󰉄󰈎t󰉊içã󰈡 󰈏so󰈚ó󰈹fic󰈀 󰇵 󰈸e󰈼󰈎s󰉃ê󰈞c󰈏a 󰈀󰈢
in󰉃󰈩󰈛p󰇵󰈸i󰈼m󰈡
• As substituições isomórficas e os cátions
inseridos na estrutura cristalina geram pontos
mais suscetíveis ao ataque dos agentes
intempéricos. Além disto, a ligação Al-O é mais
fraca que a ligação Si-O.
↪ �l�silicat�
• Têm a forma de folhas. São formados por
camadas, cada camada com três lâminas: duas
de tetraedro de Si (3/4 Si + 1/4 Al) e outra
intermediária, de octaedros de cátions (Al+3,
Fe+2, Mg+2). Na lâmina tetraédrica ocorre
substituição isomórfica (Al+3 no lugar de
Si+4). A ligação entre camadas é feita por K+
desidratado, que neutraliza as cargas
negativas.
• Estrutura de lâmina tetraédrica: (a) esquema
tridimensional; (b) vista superior.
• Estrutura de lâminas octaédricas de
Fe+2/Mg+2 e de Al+3
• Os filossilicatos também são chamados de
micas:
- Bi󰈡t󰈏󰉃a K(Mg,Fe)3AlSi3O10(OH)2 octaedros
de Mg e Fe; cor escura
- Mus󰇹󰈡󰉐󰈏ta KAl2AlSi3O10(OH)2 octaedros de
Al; cor clara, menos intemperizável (o Al+3 é
menos hidrolisável); usadas como isolantes
térmicos e elétricos.
↪ Séri� d� Bowe�
• É um diagrama que exprime a resistência ao
intemperismo dos vários minerais primários
silicatados, e está relacionada à ordem de
resfriamento e consolidação dos minerais no
magma.
@Studyagroo
* argilas são minerais secundários.
• Os minerais silicatados correspondem a
cerca de 92% do volume da crosta terrestre.
↪ Minerai� acessóri�
• São minerais não silicatados, encontrados
em pequenas quantidades nas rochas (menos
de 5% do volume de uma rocha), mas que
podem assumir grande importância agrícola e
econômica.
↪ Apatit�
• Fórmula básica (Ca, X)Ca4(PO4)3
• X pode ser F (flúor apatitas), Cl (cloro
apatitas) ou OH (hidroxi apatitas)
• É encontrada como inclusões microscópicas
em rochas ígneas, podendo ocorrer em rochas
sedimentares. É a principal fonte de P no solo.
As rochas de apatita (rochas com mais de 30%
do mineral apatita) são matéria prima para
fabricação de adubos fosfatados: as apatitas
moídas fornecem os fosfatos de rocha, que
após tratamento com ácido sulfúrico
produzem os superfosfatos (simples e triplo).
As fontes de apatita no mundo estão se
esgotando, com duração estimada de 150
anos para minas de céu aberto; há maiores
reservas em minas subterrâneas, com um
custo muito superior de exploração.
↪ Pirit�
• FeS2
• Ocorre em rochas ígneas, sedimentares e
metamórficas. Fonte de S nos solos.
• Com 󰈡 󰈏󰈝󰉄em󰈥󰈩󰈹󰈏s󰈚o:
FeS2 + H2O + 7/2 O2 → FeSO4 + H2SO4
• Solos alagados com alto teor de pirita (solos
tiomórficos, podem ocorrer em locais sob
influência marinha), após drenados, podem se
acidificar (pH < 3), tornando-se improdutivos.
Áreas de mineração de carvão também têm
altos teores de pirita, causando contaminação
ambiental.
↪ Calcit� � magnesit�
• Calcita CaCO3 magnesita MgCO3 dolomita
CaCO3.MgCO3
• Presentes principalmente em rochas
sedimentares e metamórficas. As conchas de
invertebrados consistem principalmente de
CaCO3 (calcita biogênica).
• As rochas calcárias constituem matéria
prima para fabricação do calcário, que é um
corretivo do solo, empregado para aumentar o
pH e neutralizar o Al+3, além de fornecer Ca e
Mg. Com o intemperismo:
CaCO3 + H2O → Ca+2 + HCO3- + OH-
• Esta é a reação de dissolução do calcário
quando aplicado ao solo.
↪ Rocha�
• Através do intemperismo, a rocha matriz irá
fornecer os materiais constituintes minerais
do solo, fornecer nutrientes essenciais aos
vegetais e influenciar nas propriedades
químicas e físicas (cor, textura) do solo. Em
geral, quanto mais jovem for o solo, maior a
influência exercida pelo material originário.
• As características das rochas que mais
influenciam a gênese do solo são sua
composição mineralógica, resistência
mecânica e textura (tamanho dos cristais). A
estrutura da rocha refere-se à
disposição dos cristais.
↪ Rocha� Ígnea� (o� magmática�)
• Constituem 80 % da crosta. Formadas pela
cristalização do magma (mistura de silicatos,
sílica, óxidos metálicos e substâncias voláteis
dissolvidas a 600 – 1200 oC).
• Cla󰈻󰈼󰈎fic󰇽ção 󰈫󰉉󰇽󰈞to 󰈀󰈢 am󰇼󰈎󰇵󰈞te 󰇷󰈩
c󰈸i󰈼t󰈀󰈗󰈏󰉜açã󰈡
➜ Ex󰉃󰈹us󰈎󰉏󰇽󰈼 o󰉉 v󰉊󰈗󰇸âni󰇹󰈀󰈼: cristalização do
magma na superfície da crosta, com
resfriamento rápido, em contato direto com a
atmosfera, formando-se cristais de menor
tamanho. Ex.: basalto, riolito.
@Studyagroo
➜ In󰉃󰈹us󰈎󰉏󰇽󰈼 o󰉉 p󰈗󰉊󰉄ôni󰇹󰈀󰈼: cristalização no
interior da crosta, com resfriamento lento e
menores perdas de calor e substâncias
voláteis, formando-se cristais de maior
tamanho. Ex.: gabro, granito.
• As rochas extrusivas, por apresentar cristais
de menor tamanho, são de mais fácil
intemperização que rochas intrusivas de
mesma composição mineralógica.
• As rochas ígneas em geral têm disposição
dos cristais aleatória.
• As rochas ígneas têm elevada resistência
mecânica (dureza).
• Cla󰈻󰈼󰈎fic󰇽ção 󰈫󰉉󰇽󰈞to 󰈀󰈢 󰉃e󰈡󰈹 d󰇵 󰈻í󰈘ic󰈀 (S󰈏O2)
• Rochas ácidas (> 65 %): cor clara, presença
expressiva de quartzo e ortoclásios. Originam
solos mais arenosos e em geral mais ácidos e
menos férteis. Ex.: granito (I), riolito (E).
• Rochas intermediárias (55 a 65 %): cor
intermediária, presença de plagiocásios e
silicatos ferromagnesianos, e pouco ou
nenhum quartzo. Ex.: diorito (I), andesito (E).
Rochas básicas (45 a 55 %) e ultra-básicas (<
45 %): cor escura, ricas em piroxênios,
anfibólios e plagiocásios, e às vezes olivinas,
sem presença de quartzo. Originam solos ricos
em argila e óxidos, de cores avermelhadas e
brunadas, em geral mais férteis e menos
ácidos. Ex.: gabro (I), basalto (E).
• Cla󰈻󰈼󰈎fic󰇽ção 󰈫󰉉󰇽󰈞to à 󰇹󰈡󰈹
• Ajuda a caracterizar a composição da rocha:
os minerais silicatados ferro-magnesianos
tornam a rocha mais escura; o quartzo e
feldspatos dão cor clara:
- le󰉉󰇹󰈢󰇸rá󰉃i󰇸󰈀s (󰈢u 󰇾é󰈘s󰈎󰇹󰇽󰈼): rochas de cores
claras. Ex. granito, riolito.
- me󰈻󰈡󰇸rá󰉃󰈏󰇸as: rochas de cores
intermediárias. Ex.: sienito, diorito.
- me󰈗󰈀󰈞󰈢c󰈸á󰉄ic󰈀󰈻 (󰈢u 󰈛áfic󰈀󰈻) : rochas de
cores escuras. Ex. basalto, gabro.
• Cla󰈻󰈼󰈎fic󰇽ção 󰈫󰉉󰇽󰈞to à 󰇹󰈡󰈛p󰈢󰈻içã󰈡
mi󰈝󰈩󰈹󰇽ló󰈇i󰇸󰈀
• É critério fundamental para a denominação
da rocha. Os minerais silicatados são os mais
importantes para a classificação, sendo
avaliadas suas proporções médias na rocha e
atribuída a sua denominação.
↪ Rocha� sedimentare�
• Constituem apenas 5 % da crosta, mas
recobrem cerca de 75% da área dos
continentes.
• Formadas pela acumulação de materiais
derivados de outras rochas preexistentes, em
quatro etapas: destruição (intemperismo),
transporte (água, vento, geleiras), deposição e
diagênese.
• Diagênese (ou litificação) é a transformação
dos sedimentos em rochas sedimentares, com
diminuição da porosidade e consolidação,
causadas pelo dessecamento, pressão das
camadas superiores e cimentação por
substâncias aglutinantes; ocorre em condições
de pressão e temperatura semelhantes às da
superfície terrestre. Nestas rochas é que
ocorrem os fósseis. Os processos de
formação de rochas sedimentaresdemoram
dezenas de milhões de anos.
• A classificação dos sedimentos pode ser feita
quanto ao ambiente de sedimentação
@Studyagroo
(continentais, marinhos, fluviais, glaciais,
eólicos, etc.) ou quanto ao modo de formação
(mecânicos ou clásticos, orgânicos e
químicos).
• Os sedimentos mecânicos (ou clásticos) são
formados por pedaços de outras rochas,
compostos por minerais primários resistentes
(principalmente quartzo), que suportam
transporte sem se decomporem, e minerais
secundários (argilas e óxidos). São
classificados pelo tamanho:
• Algumas rochas sedimentares apresentam
estratificação, um tipo de estrutura associado
à deposição de distintas camadas de
sedimentos. Em geral as rochas sedimentares
apresentam menor resistência mecânica que
os demais grupos de rochas, tornando-as mais
suscetíveis ao intemperismo físico.
• Os sedimentos orgânicos (resíduos animais e
vegetais) dão origem ao carvão mineral, turfa,
betumes e petróleo, guano (estercos de aves),
recifes de coral, âmbar (resinas de coníferas).
• Os sedimentos químicos são formados pela
precipitação de substâncias transportadas
pela água: calcário (composto de calcita
CaCO3 e dolomita CaCO3.MgCO3), halita ou
sal gema (NaCl), anidrita (CaSO4) e gesso
(CaSO4.2H2O), salitre (NaNO3 e KNO3).
• Os solos formados sobre rochas
sedimentares clásticas geralmente
apresentam baixa fertilidade. Os solos
formados de argilitos ao menos possuem
maior retenção de água e nutrientes,
com maior aptidão agrícola que solos
formados de arenitos. Calcários formam solos
com as impurezas deixadas pela dissolução do
intemperismo, em geral com pH mais alto. As
turfas originam solos orgânicos de elevada
fertilidade natural.
↪ Rocha� metamórfica�
• Constituem cerca de 15 % da crosta.
Produzidas por alteração das rochas
preexistentes, em regiões mais profundas da
crosta (3 a 20 km de profundidade), em
condições de elevadas pressões e temperatura
(100 a 600 °C) e ausência de ar atmosférico.
No metamorfismo ocorrem fenômenos de
recristalização, mudança de estrutura, coesão
e textura, e alterações dos componentes
minerais. Podem ser gerados novos minerais,
típicos do metamorfismo, como o talco, a
clorita, o grafite e a
granada.
• O metamorfismo ocorre em um intervalo
amplo de pressões e temperaturas, e as
rochas podem ter diferentes graus de
metamorfismo: incipiente, fraco, médio e
forte. Geralmente com o
aumento do grau metamórfico ocorrem
mudanças na mineralogia e um aumento no
tamanho dos cristais dos minerais.
• Exe󰈚󰈦l󰈡 󰇷󰇵 i󰈞t󰈩󰈝󰈼󰈏da󰇷󰈩 󰈦r󰈢󰈇󰈹es󰈻󰈎󰉐󰇽 de
t󰈸a󰈞s󰇾󰈡󰈹m󰇽ção:
↪ Metamorfism� regiona�
•Ocorre através de pressões de camadas
superiores. Devido à ocorrência de pressões
dirigidas, estas rochas mostram comumente
arranjo dos minerais em planos paralelos
sucessivos e quebram-se ao longo de
superfícies planas, numa estrutura chamada
de xistosidade.
• Exe󰈚󰈦l󰈡󰈻: quartzito (formado de quartzo e
arenitos quartzosos), ardósia (formado de
quartzo, clorita, pirita), gnaisse (formado de
quartzo, feldspato e mica, composição similar
à do granito), esteatito ou pedra sabão
(formado de quartzo, magnesita, talco).
@Studyagroo
• Rochas como os quartzitos e ardósia são
usadas como revestimentos e pisos em
construções.
↪ Metamorfism� d� contat�
• Ocorre devido a altas temperaturas,
próximas a intrusão de magma. O mármore é
uma rocha metamórfica produzida pela
alteração dos calcários, composta de calcita
CaCO3 e dolomita (Ca,Mg)CO3. O mármore
produzido apenas de carbonato tem cor
branca, mas impurezas originam
outras colorações.
• Há outros tipos de metamorfismo:
metamorfismo dinâmico (causado pela fricção
de placas tectônicas), metamorfismo de
impacto (causado pelo impacto de grandes
meteoritos), entre outros.
• Movimentos das placas tectônicas da Terra
(terremotos, formação de montanhas) podem
trazer à superfície rochas formadas em
camadas profundas da crosta terrestre, como
rochas ígneas plutônicas, sedimentares e
metamórficas, através do processo
denominado de soerguimento. Como
a Terra tem bilhões de anos, houve tempo
para que o material da crosta tenha sido
retrabalhado várias vezes.
• Estas rochas, em contato com a atmosfera,
sofrem intemperismo e podem originar solos.
Desta forma, os solos podem ser formados a
partir de rochas ígneas, rochas sedimentares,
rochas metamórficas e a partir de sedimentos
não consolidados.
• Apenas na Região Sul do Brasil encontram-se
afloramentos significativos de rochas ígneas
básicas (basalto). Nas Regiões Sudeste e
Nordeste predominam as rochas ígneas ácidas
(granitos) e metamórficas (gnaisses), e nas
Regiões Norte e Centro-Oeste as rochas
sedimentares clásticas (arenitos e argilitos).
No Pantanal e vales do Amazonas
predominam sedimentos não consolidados.
@Studyagroo
↪ Intemperism�
• Desintegração e decomposição química e
física das rochas e minerais. O intemperismo
ocorre quando da exposição das rochas aos
agentes intempéricos da atmosfera (radiação
solar, água, oxigênio, ventos, organismos,
etc.).
↪ Intemperism� físic�
• Processo exclusivamente mecânico
- açã󰈡 té󰈸󰈛󰈏ca 󰇷󰈀 󰈹󰇽di󰈀çã󰈢 so󰈗󰈀󰈹: variação de
temperatura causa a esfoliação das rochas
- açã󰈡 m󰇵󰇹â󰈞ic󰈀 󰇷󰇽 á󰈈u󰈀: chuvas, mares, rios,
gelo, erosão (arraste superficial de partículas),
lixiviação (remoção de substâncias solúveis
para camadas profundas do solo)
- açã󰈡 m󰇵󰇹â󰈞ic󰈀 󰇷󰈢󰈼 ve󰈝󰉄󰈡s: esculturas em
rochas (arenitos)
- açã󰈡 m󰇵󰇹â󰈞ic󰈀 󰇷󰈢󰈼 se󰈸󰈩󰈼 v󰈏󰉏o󰈼: penetração
de raízes em fendas de rochas, galerias
cavadas por insetos e anelídeos.
↪ Intemperism� químic�
• Alteração química das rochas e minerais
1. Oxi󰇷󰈀çã󰈢 e r󰈩󰇷󰉊ção
• Poder oxidante do O2 da atmosfera
2. Dis󰈻󰈡󰈘󰉊ção
• Poder dissolvente da água; ocorre
solubilização completa do mineral
• Os íons solúveis podem ser lixiviados.
3. Hid󰈸ó󰈘󰈎s󰇵
• Os silicatos sofrem hidrólise em contato com
a água, com formação de produtos
secundários:
• A lixiviação dos produtos solúveis acelera
estas reações.
4. Hid󰈸󰈀󰉄󰇽ção
• Incorporação de água à estrutura cristalina
5. Car󰇼󰈡󰈞󰇽taçã󰈡
• Ocorre formação de ácido carbônico pela
dissolução do CO2 na água
• Esta acidez acelera a decomposição dos
minerais. A atmosfera possui 0,03% de CO2, o
ar do solo possui 0,2 a 4% devido à respiração
de raízes e microrganismos.
@Studyagroo
6. Qu󰈩l󰇽ção
• Retenção de um íon metálico
(particularmente Fe+3 e Al+3) dentro da
estrutura de um composto orgânico, de
propriedades quelantes. Estes complexos
ficam parcialmente solúveis e
podem ser lixiviados ou acumular-se em
camadas subsuperficiais do solo. Este
processo pode formar os Espodossolos (solos
com alto teor de carbono no horizonte B).
• Os quelatos são utilizados na preparação de
soluções hidropônicas, para fornecimento de
Fe.
↪ Intemperism� biológic�
• Ação dos organismos.
• A porção viva do solo é representada
principalmente por microrganismos (algas,
fungos, bactérias, actinomicetos), macro e
mesofauna (roedores, insetos, aracnídeos,
moluscos, anelídeos, etc.) e macroflora (raízes
de plantas). As minhocas em geral
predominam na fase viva dos solos,
mas em solos de cerrado (Latossolos) os
térmitas (cupins) podem ser dominantes.
- ação mecânica das raízes
- a respiração de raízes e microrganismos
aumenta a [CO2] do ar do solo
- a vegetação cria microclimas com maior
umidade e reduz a erosão
- adição de matéria orgânica, que depende do
ecossistema (em ton/ha.ano): floresta tropical
5,0; floresta temperada 2,2; savana tropical
0,9; pradaria 1,4; solo cultivado 5,0
- os musgos e liquens (associação entre fungos
basidiomicetos e cianofíceas) são os pioneiros
na ocupação de rochas nuas, adicionando
matéria orgânica e preparando o ambiente
para o estabelecimento de plantas superiores:
a xerosere é a sucessão vegetal sobre rochas.
- minhocas, insetos e outros organismos
formam galerias e movimentam o material do
solo
- as raízes profundas absorvem nutrientes de
camadassubsuperficiais e os repõem na
superfície, através dos resíduos vegetais:
ciclagem de nutrientes, responsável pela
manutenção das florestas tropicais. Em
florestas tropicais, a maior parte dos
nutrientes está na biomassa, e a
decomposição da matéria orgânica é mais
rápida, ou seja, são ambientes mais frágeis
com maior dependência da ciclagem de
nutrientes.
@Studyagroo
↪ Produt� d� intemperism�
• A decomposição dos minerais primários
produz sílica coloidal e solutos (K+, Ca+2,
Mg+2, etc.) e origina os minerais secundários
(argilas silicatadas, oxi-hidróxidos de Fe e Al):
•O quartzo permanece como areia, e alguns
minerais primários mais resistentes (ortoclásio
e muscovita) podem permanecer nos solos.
• Os produtos solúveis dirigem-se ao mar.
Sob intemperismo menos intenso, a sílica
coloidal cristaliza-se com Al formando as
argilas silicatadas. Em condições de alta
precipitação, há remoção da sílica e solutos e
concentração de Fe e Al (pouco solúveis). O Fe
e Al posteriormente se polimerizam, dando
origem aos oxi-hidróxidos de Fe e Al.
• Variação na composição mineralógica (% em
volume) de um gnaisse antes e após sofrer
intemperismo.
Obs.: caulinita é um mineral secundário (argila
1:1).
↪ Efeit� clim�
• Quanto mais quente e úmido for o clima,
mais rápida a decomposição das rochas,
produzindo materiais muito intemperizados e
solos profundos. Em climas muito úmidos a
elevada precipitação aumenta o arraste de
íons solúveis para camadas mais profundas do
solo, tornando os solos em geral
mais ácidos e menos férteis. Mesmo solos
formados de basalto em regiões chuvosas
podem apresentar altos teores de Al e baixos
teores de nutrientes.
• Em climas áridos e/ou muito frios, os solos
são mais rasos (pode ocorrer pedregosidade)
e contêm minerais primários pouco afetados
pelo intemperismo. Em climas áridos podem
ocorrer solos com pH neutro ou alcalino,
podendo apresentar salinidade.
• Em climas frios ou secos, os processos de
dissolução e hidrólise são menos intensos,
com decomposição parcial dos minerais
silicatados, com formação de argilas 2:1 e
solos menos ácidos e mais férteis. Em climas
tropicais, de elevada temperatura e
precipitação, os intensos processos de
dissolução e hidrólise desdobram os minerais
silicatados em sílica e óxidos, com remoção da
sílica e solutos, formação de argilas 1:1 e
óxidos, originando solos mais ácidos e menos
férteis.
• Exe󰈚󰈦l󰈡 󰇷󰇵 açã󰈡 p󰈸󰈢󰈈re󰈻󰈼󰈎v󰇽 󰇷o
in󰉃󰈩󰈛p󰇵󰈸i󰈼m󰈡:
@Studyagroo
• Tipo de colóide mineral predominante de
acordo com o clima: 1: oxi-hidróxidos, 2:
argilas 1:1, 3: argilas 2:1, 4: áreas desérticas, 5:
áreas sob acidificação (pela vegetação); 6:
áreas sob gelo; 7: linhas de maior atividade
tectônica.
↪ Colóide�
• Os minerais secundários no solo estão na
forma de colóides. O estado coloidal
corresponde a um sistema de duas fases, no
qual materiais muito desagregados estão
dispersos em um segundo material. Possui
uma grande superfície específica (área
superficial / massa). No sistema solo, os
colóides correspondem a partículas inferiores
a 2 m (diâmetro máximo das argilas),
dispersas na solução do solo ou formando
agregados.
• Os colóides do solo são:
➔ Or󰈇â󰈞ic󰈡󰈻: húmus
➔ Min󰈩󰈸󰇽i󰈼: ➔ Amo󰈸󰇿󰈡s: alofanas (origem em
cinzas vulcânicas), sílica coloidal
➔ Cri󰈻󰉄󰈀l󰈏󰈝o󰈼: oxi-hidróxidos e
argilas silicatadas
↪ Argila� silicatada�
• São formadas por lâminas tetraédricas de Si
e lâminas octaédricas de Al (e em alguns casos
lâminas octaédricas de Mg).
• Estrutura de uma lâmina tetraédrica: (a)
esquema tridimensional; (b) vista superior.
• Estrutura de lâminas octaédricas de Mg e de
Al.
• As lâminas se empilham compartilhando O,
formando camadas:
- argilas 2:1: LT : LO : LT
- argilas 2:2: LT : LO : LT : LO
- argilas 1:1: LT : LO
@Studyagroo
• Substituição isomórfica: Na cristalização do
mineral, podem ocorrer trocas de elementos,
sem modificar a forma do cristal:
- lâmina tetraédrica: Al+3 no lugar de Si+4
- lâmina octaédrica: Mg+2 no lugar do Al+3
• As substituições isomórficas geram déficit de
carga, criando cargas negativas nas argilas,
que passam a adsorver cátions na superfície:
origina-se a CTC (capacidade de troca
catiônica).
↪ CTC
• É uma reação de adsorção: retenção de íons
ou moléculas na superfície de partículas
sólidas devido à atração eletrostática; é uma
reação reversível.
• Os íons em solução podem ser novamente
adsorvidos, absorvidos pelas plantas ou
perdidos por lixiviação. Os íons são adsorvidos
na forma hidratada (envoltos por moléculas de
água). A concentração dos cátions vai
diminuindo com o aumento da distância da
superfície do colóide, até atingir o equilíbrio
com a solução do solo; os ânions são
repelidos, e sua concentração diminui
próximo ao colóide.
↪ Característica� d� CTC
1. Es󰉃e󰈬󰉉󰈏om󰈩󰉃󰈹󰈏a: as trocas são feitas por
quantidades equivalentes de carga
• A CTC é expressa em cmolc/kg de argila, ou
seja, a quantidade de carga adsorvida por
unidade de massa (ex. 10 cmolc/kg).
2. Rev󰈩󰈸󰈼󰈏bi󰈗󰈎󰇶󰇽de:
3. Equ󰈎󰈗í󰇻r󰈏o: para cada cátion, há uma
correspondência entre a quantidade adsorvida
e em solução
• N ≠ n (a quantidade adsorvida é muito
superior à em solução)
4. Sel󰈩󰉃󰈏󰉐id󰈀󰇷󰇵: Alguns íons são adsorvidos
com maior força. A série liotrópica indica a
preferência na atração dos íons pelas argilas;
depende da maior valência do cátion e do
menor raio iônico hidratado em solução
• Observa-se que o Fe+3 e o Al+3 são
adsorvidos preferencialmente: com a
lixiviação, há uma tendência de progressivo
aumento de sua proporção nos sítios de
adsorção.
5. Con󰇹󰈩󰈞t󰈸󰇽ção 󰈡󰉊 açã󰈡 d󰇵 󰈚a󰈼s󰈀: o aumento
da concentração de um cátion em solução
poderá deslocar outro de maior preferência
↪ Importânci� d� CTC
- di󰈚󰈎󰈞󰉊i 󰈀s 󰈥󰇵󰈹da󰈻 󰇶󰈩 cá󰉃󰈏o󰈞s 󰈥󰈡󰈹 l󰈏󰉕i󰉐󰈎󰇽ção:
os cátions adsorvidos são menos lixiviados
que os cátions em solução
- ma󰈝󰉄ém 󰈩󰈫󰉊i󰈘íb󰈸󰈎󰈢 󰇸om 󰈀 󰈻󰈢󰈘uçã󰈡 d󰈢 󰈻o󰈘󰈡: a
quantidade de cátions adsorvidos é muito
@Studyagroo
superior ao da solução; quando há diminuição
da concentração de íons na solução as argilas
os repõem; parte dos íons tóxicos (como Al+3)
fica adsorvida
- re󰈻󰈩󰈹v󰇽 󰇷e 󰈞󰉉t󰈸󰈏e󰈞t󰈩󰈻 󰈦󰇽ra 󰈀󰈻 󰈦l󰇽󰈝󰉄as: um
íon absorvido pelas plantas é logo reposto
pelos colóides; solos com maior CTC em geral
são mais férteis (solos salinos são exceção,
pois podem ter alta CTC mas com crescimento
vegetal limitado pelo excesso de sais);
- ma󰈝󰈩󰈒󰈢 da 󰈀󰇷󰉊󰇻açã󰈡 󰇵 ca󰈗󰈀󰈈󰇵m: solos com
baixa CTC devem que ter adubação parcelada
para diminuir perdas por lixiviação, e a
calagem em geral é menor e mais frequente
- na análise de solo, é necessário
determinar-se os íons na solução do solo e os
íons adsorvidos nos colóides (cátions
trocáveis); para isto, amostras de solo são
misturadas com soluções extratoras.
↪ Argila� 2:1
• Montmorilonita Al3,5Mg0,5Si8O20(OH)4
• Ocorrem substituições isomórficas (Mg+2 no
lugar do Al+3 na lâmina octaédrica), que
geram déficit de carga. Estas cargas são
permanentes (estruturais), não dependem do
pH do meio. Atingem CTC de 80-100 cmolc/kg.
A ligação entre as camadas é feita por cátions
hidratados (K+, Na+, Ca+2) e por água. Estas
argilas se expandem quando hidratadas, e a
espessura das camadas varia de 10 a 20 Å.
Formam cristais pequenos. (1 Å = 10-10 m)
• Possuem elevada superfície específica
(700-800 m2/g), alta coesão e plasticidade;
são chamadas de argilas de alta atividade. Sua
formação ocorre com altas concentrações de
sílica e Mg, quando da decomposição de
minerais silicatados ferro-magnesianos, sob
condições de pequena
lixiviação ou água estagnada. Ocorrem em
solos de regiões de clima temperado.
Originam solos de maior fertilidade, mas de
difícil mecanização.
• Obs.: coesão refere-se à consistência do solo
seco e plasticidade à consistência do solo
úmido.
• Ilita K0,8(AlSi7)Al4O20(OH)4
• Ocorre substituição isomórfica na lâmina
tetraédrica (Al+3 no lugar do Si+4).
•Possuem K+desidratado entre as camadas,
que impede a expansão das argilas quando
hidratadas (argila não expansível), e neutraliza
parte das cargas. CTC de 15-40 cmolc/kg.
Superfície específica de 100-200 m2/g.
• Formada a partir das micas (muscovita), sob
moderadas a elevadas concentrações de sílica.
• Na Região Nordeste do Brasil, em locais com
menor precipitação, ocorrem solos com
grande presença de argilas 2:1, os Vertissolos,
com alta fertilidade natural mas geralmente
com problemas de drenagem e limitações
físicas.
↪ Vermiculit�
• São duas camadas de mica (biotita)
separadas por películas de água com duas
moléculas de espessura. Formada em
condições de moderada acidez, com remoção
completa do K+e Mg+2 das intercamadas. A
vermiculita expandida (aquecida em fornos) é
utilizada em substratos para produção de
mudas.
@Studyagroo
↪ Argila� 2:2
• Clorita (AlSi7)Mg6O20(OH)4.Mg6(OH)12
• Corresponde a uma argila 2:1 com lâmina
octaédrica de Mg e uma outra lâmina
octaédrica de Mg entre as camadas. A CTC é
permanente, mas menor que na
montmorilonita (20-50 cmolc/kg). É pouco
expansível, camada com espessura de 14 Å.
• Formada em moderada acidez e com alta
concentração de Mg e Si, a partir de rochas
com elevados teores de minerais
ferro-magnesianos. As cloritas também
podem ser geradas por processos
metamórficos.
↪ Argila� 1:1
• Caulinita Al4Si4O10(OH)8
• Não ocorre substituição isomórfica, e não há
déficit de carga estrutural. As camadas se
unem por pontes de H, com espessura de 7,2
Å. Não são expansíveis, e têm pouca superfície
específica (5-20 m2/g), tendendo a formar
cristais maiores. Têm menor coesão e
plasticidade. São argilas de baixa atividade.
• Apesar do mineral não ter carga estrutural,
forma-se polaridade positiva e negativa na
estrutura, e as camadas são unidas por pontes
de H, uma ligação relativamente forte e que
confere resistência ao mineral. Assim, essas
argilas podem se acumular nos solos mesmo
em ambientes tropicais muito intemperizados.
• São formadas cargas nas bordas dos cristais
pela quebra dos octaedros, nos oxigênios com
carga negativa insatisfeita:
• Estas cargas são dependentes do pH do solo
(CTC variável): quanto maior o pH do solo,
maior a CTC. A CTC é pequena (3-15
cmolc/kg). Esta argila é formada em condições
de elevada acidez e concentrações iguais de Si
e Al, na ausência de Mg; o intemperismo e a
remoção da sílica favorecem sua formação.
Presente nos solos tropicais e subtropicais,
origina solos de menor fertilidade.
• Haloisita Al4Si4O10(OH)8.4H2O
• Argila 1:1, mas a ligação entre as camadas é
feita por moléculas de água. A espessura da
camada é de 10 Å.
↪ Ox�-hidr�id�
• Não têm Si em sua composição, compostos
apenas de octaedros de Fe+3 e Al+3.
• Gibsita Al4(OH)12 ou Al(OH)3
• Outra fórmula é Al2O3.3H2O, mostrando o
caráter de óxido associado a moléculas de
água.
• Se no lugar do Al+3 houver o Fe+3, tem-se a
limonita Fe2O3.3H2O
• Goetita Fe4O4(OH)4 ou FeOOH
• Outra fórmula é Fe2O3.H2O
• Se no lugar do Fe+3 houver o Al+3, tem-se a
boemita Al2O3.H2O
@Studyagroo
• Outro oxi-hidróxido muito comum é a
hematita Fe2O3. A magnetita (pedra ímã) tem
fórmula Fe3O4.
• Estas diferenças de fórmulas são
consequência das diversas formas de
polimerização dos octaedros de Fe e Al.
• Nos solos são também comuns os óxidos de
Ti e de Mn.
• Os óxidos são formados sob condições de
intensa precipitação e lixiviação, com remoção
da sílica e solutos, sendo característicos de
solos tropicais altamente intemperizados
(solos óxicos, ou Latossolos). Podem correr
grandes depósitos sedimentares destes
materiais, utilizados na mineração
de bauxita (hidróxidos de Al), hematita (óxidos
de Fe) e cassiterita (óxidos de estanho).
Os óxidos têm estrutura cristalina,
formando-se cristais pequenos, com elevada
superfície específica (100-400 m2
/g); apresentam pouca coesão e plasticidade.
• Os óxidos de Fe têm cores fortes, que
facilitam sua identificação no solo: hematitas
são vermelhas, limonitas e goetitas são
amarelas, e as magnetitas cinza escuras. Os
óxidos de Al tendem a tornar os solos mais
claros.
• As cargas são formadas pelos oxigênios com
carga insatisfeita, nas bordas dos cristais
quebrados:
• As cargas são variáveis (dependentes do pH).
Os óxidos podem desenvolver carga positiva
ou negativa, produzindo CTA (capacidade de
troca aniônica) ou CTC. O PCZ (ponto de carga
zero) é o pH do solo onde as cargas negativas
e positivas se equivalem (PCZ da caulinita 4,0,
PCZ da gibsita 5,5). A CTC é pequena, varia de
0-4 cmolc/kg.
• Em pH baixo, há predomínio de cargas
positivas, e gera-se a CTA, responsável pela
fixação (adsorção irreversível) do fosfato:
•
• Alguns Latossolos podem adsorver até 2000
kg P/ha.20 cm, enquanto a adubação na
maioria dos cultivos é de cerca de 50 kg P/ha.
A adubação tem baixa eficiência: apenas 5 a
30 % do P aplicado em fertilizantes é
absorvido pelos cultivos.
• Os solos ricos em óxidos (Latossolos) têm
boa estrutura física, com agregados estáveis,
resistência à erosão e fácil mecanização; em
geral são profundos e permeáveis. Têm baixa
fertilidade, com baixa CTC e disponibilidade de
nutrientes, acidez e adsorção de P. Todavia,
com correção da acidez e adubação,
tornam-se solos altamente produtivos.
↪ Colóide� orgânic�
• Correspondem ao húmus, que é a matéria
orgânica estabilizada, resultante do processo
de decomposição microbiana. São colóides
não cristalinos, de composição variável, com
moléculas de grande tamanho e cor escura, de
difícil decomposição microbiana.
• As cargas são originadas principalmente da
dissociação de radicais carboxílicos e fenólicos.
@Studyagroo
• As cargas são dependentes do pH do solo,
com CTC de 200-300 cmolc/kg. Apresentam
elevado poder tampão numa ampla faixa de
pH. Sua baixa plasticidade e coesão melhoram
a consistência dos solos argilosos. Têm elevada
retenção de água (80 a 90% do volume). Em
solos arenosos os colóides orgânicos são
responsáveis pela maior parte da CTC, da
estrutura e retenção de
água.
• Sua dinâmica no solo é influenciada pelo
clima, adição de matéria orgânica e manejo do
solo. Os climas tropicais, com elevada
temperatura e precipitação, favorecem a
decomposição da matéria orgânica e
dificultam sua acumulação nos solos.
↪ Característica� d� colóide�
↪ Origen� d� CTC
• Exe󰈸󰇸íc󰈎󰈢: A análise de um solo identificou os
seguintes resultados: CTC de 8,0 cmolc/kg,
2,0% de matéria orgânica, 40% de argila. Qual
a CTC da fração argila? Qual deve ser o tipo de
colóide predominante na fração argila?
Considere a CTC da matéria orgânica igual a
200 cmolc/kg.
• Obs: Na análise física do solo, a fração argila
(partículas com diâmetro inferior a 2 µm)
inclui as argilas propriamente ditas e os
oxi-hidróxidos.
• Em 1 kg de solo tem-se 20 g de matéria
orgânica e 400 g de argila.
↪ Acid� d� sol� � calage�
Rel󰈩󰈚󰇻r󰇽󰈝󰇶o …
• �p� d� carg� n� sol�:
1. Cargas permanentes ou constantes
2. Cargas variáveis
1. Car󰈇󰈀󰈼 p󰇵󰈸󰈛an󰈩󰈝󰉄󰇵s o󰉉 󰇹󰈢󰈞s󰉃a󰈞t󰈩󰈻
• Principal processo: substituição isomórfica,
também chamada iônica, de íons de tamanhos
semelhantes, mas com cargas diferentes.
• Características:
1. Formam-se cargas permanentes
2. Grande quantidade de cargas (-)
permanentes é formada em argilas do tipo
2:1.
↪ Tetraedr� d� sílic� � octaedr� d�
alumin�
@Studyagroo
↪ Tetraedr� � octaedr�
↪ Principai� su�tituiçõe� iônica�: geram
cargas negativas na superfície do mineral.
➔Tet󰈸󰈀󰇵󰇶ro󰈻 󰇶󰈩 sí󰈗󰈏󰇸a:
Si4+ → Al3+ : gera uma carga negativa
➔Oc󰉃a󰈩󰇶r󰈢󰈻 󰇶e 󰈀l󰉊󰈚i󰈞󰈀:
Al3+ → Fe2+ : gera uma carga negativa
Al3+ → Mg2+ : gera uma carga negativa
2. Car󰈇󰈀󰈼 v󰇽󰈸iá󰉐󰈩󰈏s
• Ocorrem por dois mecanismos nos grupos
OH expostos na superfície dos colóides:
1) Dis󰈻󰈡󰇸󰈏açã󰈡
• Geração de cargas negativas – retenção de
cátions = Capacidade de troca de cátions (CTC)
2) Pro󰉃󰈡󰈞󰇽ção
• Geração de cargas positivas – retenção de
ânions = Capacidade de troca de ânions (CTA)
↪ Característica�da� carga� variávei�
• variam c/ pH
• Importantes para:
- minerais silicatados 1:1 (nas bordas);
- colóides orgânicos;
- hidróxidos de Fe e de Al.
↪ Geraçã� d� carga� negativa� n�
matéri� orgânic�
• Principais grupos: carboxílico e fenólico
- Carboxílico :
- Fenólico :
↪ Geraçã� d� carga� n� hidr�id� d� F�
� d� A�
• Importantes em solos tropicais altamente
intemperizados: altos teores de hidróxidos de
Fe e de Al
@Studyagroo
• Apresentam caráter anfótero (anfi = duplo):
podem ter balanço positivo ou negativo de
cargas, dependendo do pH.
↪ Característica� da� carga� elétrica� d�
sol�
↪ Pont� d� Carg� Zer� (PCZ)
• Definição: Valor de pH em que a superfície
de determinado colóide (orgânico ou
inorgânico) tem carga nula.
- Se o material estiver num meio em que o pH
do meio > PCZ do material: material apresenta
carga negativa.
- Se o material estiver num meio em que o pH
do meio < PCZ do material: material apresenta
carga positiva.
- Se o material estiver num meio em que o pH
do meio = PCZ do material: material terá carga
nula.
• Hidróxidos de Fe e de Al: apresentam caráter
anfótero – podem ter tanto carga negativa
como positiva, dependendo do pH do meio
em que estão.
• Observem a representação esquemática da
variação na carga na superfície de um
hidróxido de Fe em função do pH do meio.
➔ Sol󰈡: composto por vários constituintes,
cada um com seu PCZ.
@Studyagroo
• PCZ do solo: vai depender dos PCZs de seus
constituintes e das interações entre eles.
• Exemplo de interação: recobrimento da
matéria orgânica nas superfícies dos óxidos e
minerais silicatados.
↪ Valore� comun� d� PCZ d� sol�
• Camada superficial (0-20 cm): PCZ na faixa
de 3 a 4.
• Camada subsuperficial: geralmente os
valores de PCZ se mantém na faixa de 3 a 4,
mas podem ser mais altos dependendo,
principalmente, dos teores de hidróxidos de
Fe e de Al.
↪ Teore� d� matéri� orgânic� � d� �id�,
PCZ, pH � carg� líquid� d� u� sol�
tropica� altament� intemper�ad�
• > teor de matéria orgânica;
• < valor de PCZ;
• pH do solo > PCZ;
• carga líquida (-);
• pred. retenção de cátions == CTC > CTA.
• < teor de matéria orgânica;
• predominam os óxidos;
• > valor de PCZ;
• pH do solo pode ser < PCZ;
• carga líquida pode ser (+) == CTA > CTC.
Qu󰈩s󰉃õ󰇵󰈼: Origem das cargas elétricas do solo
e Ponto de Carga Zero
1. As cargas elétricas do solo são divididas em
duas classes principais. Quais são elas?
2. Qual o principal mecanismo de geração de
cargas permanentes ou constantes? Esse tipo
de carga é mais comum em solos tropicais
úmidos bem drenados ou em solos
temperados? Por quê?
3. Quais as principais substituições iônicas (ou
isomórficas) que ocorrem nos tetraedros de
sílica e nos octaedros de alumina?
4. Explique o mecanismo de geração de cargas
por dissociação do grupo OH e por
protonação. Como a variação do pH da
solução do solo afeta os mecanismos?
5. Quais os principais radicais orgânicos que
participam da geração de cargas elétricas? São
formadas predominantemente cargas
positivas ou negativas?
6. Qual o mecanismo de geração de cargas nos
seguintes colóides do solo:
•matéria orgânica
•minerais de argila
•óxidos e hidróxidos de Fe e de Al
7. Por que é mais comum que o solo tenha
carga líquida negativa do que positiva?
8. Defina Ponto de Carga Zero (PCZ).
9. Quais os valores médios de PCZ dos óxidos
de ferro e de alumínio, minerais de argila e
matéria orgânica?
10. Em valores comuns de pH do Solo (de 4 a
6,5) é mais comum que apareçam cargas
positivas na superfície dos colóides orgânicos
ou de óxidos de Fe e de Al? Relacione sua
resposta com o conceito de PCZ.
11. Considerando a diversidade dos
componentes da fase sólida, qual seria o valor
médio do PCZ da camada superficial da
maioria dos solos tropicais? Qual é faixa de
variação do pH da solução do solo? Com base
nessas informações, é mais comum se
encontrar carga líquida negativa ou positiva
nos solos?
12. Qual o principal colóide que atua na
redução do PCZ dos solos? Se o pH do solo for
maior do que o seu PCZ, há predomínio de
que tipo de carga (negativa ou positiva)? E se
o pH for menor que o PCZ, o que ocorre?
@Studyagroo
13. À medida que a profundidade do solo
aumenta, o PCZ de um solo tropical altamente
intemperizado aumenta ou diminui? Por quê?
Acid� d� sol� � calage�
↪ �p� d� argil�
• Capacidade de troca catiônica (CTC) e
superfície específica (SE) dos constituintes do
solo
• Além da quantidade, a constituição da
fração argila é determinante nos processos de
sorção.
• CTC e a CTA medem a capacidade de
retenção da fração argila.
↪ Acid� d� sol� � calage�
• O que é acidez?
↳ A acidez do solo ou pH do solo, é a
concentração de íons H⁺ presente na solução
do solo e um dos indicadores de sua
fertilidade.
• O que são ácidos?
↳ Ácido, no âmbito da química, pode se referir
a um composto capaz de transferir Íons numa
reação química, podendo assim diminuir o pH
de uma solução aquosa, ou a um composto
capaz de formar ligações covalentes com um
par de elétrons.
↪ Com� s� quantific� � acid�
• A acidez se quantifica através do valor de pH
pH = - log (H+) = log (1 / H+)
• A medida em que a quantidade de H+
aumenta, o valor de pH diminui
↪ Acid� n� sol�
↪ Sol� básic�
pOH = - log (OH-)
↪ Com� calcular � pH � pOH
pH = - log (H+) -------------- H+ = 10 - pH
pOH = - log (OH-) ---------- OH- = 10 - pOH
@Studyagroo
pH + pOH = 14
Para um valor de pOH = 9, qual será o valor de
pH?
↪ Qua� � � orige� d� acid� d� sol�
Há uma contínua geração de acidez nos solos
↳ Exi󰈻󰉄󰈩m 4 󰈢󰈸i󰈈󰈩n󰈻 󰇿󰉊n󰇷a󰈛󰈩n󰉃󰇽i󰈼:
1. Orige�: Remoção de bases
• Com a lixiviação e os cultivos, aumenta a
concentração de Al³+ e H+ nos sítios de troca
das argilas, além do intemperismo liberar Al³+
dos minerais. Em solos tropicais, a baixa CTC
dos colóides e a elevada precipitação
favorecem o processo de acidificação.
2. Respiraçã� d� ra�e� �
microrganism�:
• A atmosfera possui 0,03% de CO2, enquanto
o ar do solo possui 0,2 a 4% de CO2.
3. Mineral�açã� d� matéri�
orgânic� � nitrificaçã� d� amôni�
• A adição de matéria orgânica e de
fertilizantes amoniacais tende a acidificar o
solo.
4. Hidrólis� d� alumíni� (A�³+)
5. Materia� originári�
• Rochas básicas podem contrabalançar a
tendência de acidificação dos solos,
fornecendo OH-.
• Rochas ácidas (com alto teor de sílica)
formam solos mais ácidos.
↪ pH d� sol�
• pH = - log [H+]
• água pura: pH = - [10-7] = 7
↳ Solo ácido: 4,0 - 5,5
↳ Solo moderadamente ácido: 5,5 - 6,5
↳ Solo neutro: 6,5 - 7,5
↳ Solo alcalino: > 7,5
• A maioria dos solos tropicais são ácidos ou
moderadamente ácidos.
• Solos alcalinos em geral são salinos ou
sódicos:
Na2CO3 + 2H2O → 2 Na+ + 2OH- + H2CO3
• Solos alcalinos e salinos são prejudiciais ao
crescimento vegetal, pois o excesso de sais
dificulta a absorção de água pelas raízes, e o
Na é uma agente dispersante das partículas do
solo, impedindo a formação de agregados e
tornando o solo compactado.
@Studyagroo
• Em solos alagados em geral ocorre o
aumento do pH devido à redução de O2:
O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-
• O solo apresenta poder tampão, que é a
resistência a mudanças de pH, devido à
existência de dois compartimentos de acidez:
- Acidez ativa: íons H+ e Al3+ na solução do
solo.
- Acidez de reserva: íons H+ e Al3+ adsorvidos
nos colóides; é muito maior que a acidez ativa
↪ Compartiment� d� acid�.
Poder tampã�
• A reserva de H+ nos solos se encontram nos
mesmos compartimentos do solo?
↪ �p� d� acid�
↳ Aci󰇷󰈩󰉜 󰇽ti󰉏󰈀 (󰇽󰉄iv󰈎󰇷󰇽󰇶e d󰈡󰈻 í󰈢󰈞s H+)
• Quantidade de H+ presente na solução do
solo é tão pequena que é medida em valores
de pH. Por exemplo, pH 4,0 tem apenas
0,0001 mol H+. L-¹
↳ Aci󰇷󰈩󰉜 t󰈸󰈢󰇸áve󰈗 󰈡󰉊 A󰈘 t󰈸o󰇸áv󰈩󰈗
• Quantidade de Al³+ e H+ adsorvido pelas
cargas negativas do solo (CTC)
● O Al³+ bloqueia as cargas e se mantém
em equilíbrio com a solução do solo.
Pode ser tão alto como mais de 0,2
mol kg-².
● Há uma quantidade muito grande de
Alno solo, sendo que a grande
maioria faz parte da estrutura dos
colóides inorgânicos.
● O Al complexado pela MO do solo
pode perfazer mais de 100 vezes
àquele que se encontra no complexo
de troca. Esse Al só será liberado para
a solução se a MO for destruída pelo
ataque microbiano.
↳ Aci󰇷󰈩󰉜 nã󰈢 󰉃󰈹ocá󰉏󰈩󰈘
• Quantidade de hidrogênio ligado por
ligações de coordenação aos grupos
funcionais dos colóides orgânicos (MO) e
inorgânicos (argilas e óxidos). Esse hidrogênio
só se dissocia quando se adiciona OH- no solo.
↳ Aci󰇷󰈩󰉜 p󰈢󰉃e󰈞c󰈎󰇽󰈗
• Somatório de Al³+ + H + (trocável + não
trocável) é a acidez potencial do solo.
● Ela representa exatamente a
quantidade de calcário a ser
adicionada para elevar o pH do solo a
um valor específico, de acordo com o
que foi determinada.
@Studyagroo
↪ Significad� d� acid� d� sol�
↪ Efeit� indiret�
↪ Por qu� � important� � valor d� pH
par� � nutriçã� da� planta�
• Disponibilidade de nutrientes: A
disponibilidade de nutrientes é controlada
pelo pH do solo. Variações no pH causam
precipitação e adsorção de alguns elementos,
modificando sua disponibilidade.
• A faixa de pH entre 6 e 7 apresenta o maior
número de nutrientes com boa
disponibilidade. Em solos ácidos, os
@Studyagroo
macronutrientes têm sua disponibilidade
reduzida.
↪ O alumíni�
• A hidrólise do Al3+ é fonte de H+ na solução
do solo:
Al+³ + 3H2O → Al(OH03 + 3H+
• Em concentrações elevadas o Al+³ é toxico
para os vegetais, inibindo o crescimento do
meristema radicular e tornando as raízes
curtas e grossas, com menor absorção de água
e nutrientes.
• O Al+³ deve ser neutralizado através da
calagem ou gessagem. Uma alternativa é o
melhoramento vegetal para obtenção de
cultivares com maior tolerância ao Al+³ do
solo.
• Em solos com altos teores de matéria
orgânica, podem ocorrer elevadas
concentrações de Al+³, mas que pode estar
complexado com a matéria orgânica e não ser
tóxico aos vegetais:
R-COOH ----------- Al -------------- HOOOC-R
R-COOH ----------- ⤴
• Em solos com altos teores de matéria
orgânica, o maior problema do baixo pH é a
pequena disponibilidade de alguns nutrientes.
↪ Efeit� d� A�³+ na� planta�
↳ Diminuição do crescimento das plantas
↳ Encurtamento do sistema radicular
↳ Engrossamento das raízes
↪ Com� diminuir � t�id� d� A�³+ �
corrigir � pH d� sol�?
↳ - toxidez do Al³+ → adição de MO
↳ O Al³+ está formando composto complexos
estáveis pelo que diminui a sua
disponibilidade .
↪ Com� corrigir � pH d� sol�?
• Para aumentar o pH do solo, é necessário
neutralizar não apenas a acidez ativa, mas
também a acidez de reserva (H+ e Al+³). Os
solos argilosos ou com muita matéria orgânica
tem maior poder tampão.
● Cal󰈀󰈇󰇵󰈛 e g󰈩󰈻󰈼󰇽ge󰈚
↳ Cal󰈀󰈇󰇵󰈛: Incorporação de calcário no solo
chama-se calagem.
• Aplicação de calcário ao solo
CaCO3 + H2O ↔ Ca+² + HCO3 + OH-
HCO3- + H+ ↔ H2CO3 ↔ H2O + CO2 ↑
3OH + Al+³ ↔ Al(OH)3 ↑
• Hidrólise do calcário,
• Diminuição da [H+], aumentando o pH
• Neutralização do Al+³
↳ Observa-se que o aumento do pH e
neutralização do Al+³ são derivados ao
carbonato.
• Usa-se:
Calcita CaCO3 calcário calcítico
Dolomita MgCO3.CaCO3 calcário dolomítico
Óxido de Ca (cal)
CaO + H2O ↔ Ca(OH)2 + CO2 ↔ CaCO3 +H2O
• A calagem é calculada para neutralizar o Al+³
tóxico (acima de 0,3 cmolc/kg solo), fornecer
Ca e Mg (abaixo de 2,0 cmolc/kg) ou aumentar
a saturação de bases (elevar V% acima de
50%).
• Em solos orgânicos, a calagem é feita para
fornecer Ca e Mg, pois para elevar o pH as
doses são muito grandes.
@Studyagroo
↳ Van󰉃󰈀󰈈󰇵n󰈻 e 󰈩󰇿󰇵it󰈡󰈻:
• Aumenta o valor de pH do solo (aumenta a
disponibilidade de nutrientes).
• Elimina os efeitos tóxicos de Alumínio (Al),
neutralizar o Al³+.
• Fornece Cálcio (Ca) e Magnésio (Mg) como
nutrientes. (Melhora a estruturação do solo)
• Diminui a adsorção de nutrientes.
• Melhora as condições microbiológicas do
solo.
• Em solos óxicos, diminui a adsorção de P.
↳ A ca󰈗󰈀󰈈󰇵m e󰉕󰇸󰈩s󰈻󰈏󰉐a p󰈡󰇷󰇵:
• Causar deficiencia de alguns micronutrientes
• Aumentar a decomposição de matéria
orgânica
• Precipitar P como Ca(H2PO4)2
↳ A ca󰈗󰈀󰈈󰇵m deve ser efetuada de 30 a 90 dias
antes do plantio; pode ser realizada a cada 3 a
5 anos, dependendo da análise do solo. O
calcário deve ser espalhado sobre o solo e
incorporado com o arado e grade. Em
sistemas de plantio direto, onde não há
revolvimento do solo, o calcário é aplicado
sobre o solo, e espera-se sua movimentação
no perfil, o que pode ser um pouco demorado,
podendo ocorrer concentração de calcário na
superfície.
↪ Aplicaçã� d� calcári� a� sol�
↪ Aplicaçã� d� C�O � M�O
Cal virgem agrícola
↪ Aplicaçã� d� gess�
• Forma-se um par iônico do Al+³ com o SO4-²,
reduzindo a atividade do Al, mas mudando
muito pouco o pH. Por ser muito solúvel, o
gesso é indicado para neutralizar o Al e
fornecer Ca em profundidade.
Distribuição do sistema radicular de milho.
↪ O gess� � indicad� par� combater �
sodicidad�
• É necessário lavar o solo para remover o
Na+. Isso demanda muita água, o que pode
tornar o processo caro e antieconômico, só
@Studyagroo
justificável em regiões de predomínio de solos
sódicos ou em projetos de irrigação
salinizados.
• Em doses elevadas, o gesso pode diminuir a
disponibilidade de K+:
SO4-² + 2K+ ↔ K2SO4 ↓
● Qu󰈀l é a di󰇾󰈩󰈹󰇵nça co󰈚 o ef󰈩󰈏󰉃o da
ca󰈗󰈀󰈈󰇵m ?
↳ Influencia pouco o valor de pH do solo
↪ Importânci� d� aplicaçã� d� gess�
Combate a sodicidade (Na)
↳ Por ser muito solúvel, o gesso é indicado
para neutralizar o Al e fornecer Ca em
profundidade.
↪ Resumind� …
@Studyagroo
↪ Compl�� sortiv�
↳ O qu󰈩 é 󰇹󰈢󰈛p󰈗e󰉖󰈡 s󰈢󰈸󰉄iv󰈡 ?
Complexo sortivo do solo é o conjunto de
partículas trocadoras de íons no solo.
(Composto pelos colóides que fazem adsorção
e pelos íons adsorvidos).
↳ Qu󰈀󰈏s 󰈻ão 󰈩󰈼s󰇽󰈻 󰈦ar󰉃í󰇸󰉉l󰇽󰈻 ?
↪ Colóide� d� sol�:
● Orgânicos: Húmus.
● Minerais: Amorfos (alofana, sílica gel).
Cristalinos: oxi-hidróxidos e argilas
silicatadas.
↪ Minerai� amorf� (ALOFANOS)
• Alumínio silicatos hidratados com relação
molar Si/Al (0,5-1.0 nm)
• Esferas ocas minúsculas com exterior de
3,5-5,0 nm diâmetro
• As esferas consistem de uma camada
octaédrica curva de Al-O-OH e camadas
OH-tetraédricas são ligadas por pontes de O
na superfície interna.
Elevada carga superficial
Elevada carga variável (pH)
Elevada CTC e CTA
↪ Sílic� ge� …
↪ Óxid� � ��-hidr�id� (hematit�-F� �
gib�it�-A�)
Elevada carga superficial
Elevada carga variável (pH)
↪ Argilominerai� (1:1 � 2:1)
↪ Húmu�
Elevada carga variável
(pH)
↪ Compl�� sortiv�
@Studyagroo
↪ Quai� sã� � íon� adsorvid� ?
● Cáti󰈡󰈝󰈼: NH4+, K+, Ca+2, Mg+2, Fe+2, Fe+3,
Mn+3, Cu+2, Zn+2, H+, Al+3, Na+, Co+2,
→ Metais pesados (Cd+4, Cr+4, Pb+4, Hg)
● Âni󰈡󰈝󰈼: NO3-. NO2-, HPO4-², So4-², MoO4-²,
H2BO3-, Cl-, OH-, F-, HCO3-, SiO4-4.
● Moléculas orgânicas com carga (como os
agrotóxicos) também podem ser adsorvidas.
↪ Equilíbri� dinâmic� n� sol�
● A quantidade de um íon na solução do solo
depende de vários processos. A contribuição
de cada processo varia para cada nutriente.
● Os íons encontrados em maiores
concentrações no complexo sortivo do solo
são:
Esses valores são obtidos
pela análise do solo, e são
expressos em cmolc/kg do
solo. A análise do solo
fornece a quantidade de
íons trocáveis (em solução nos colóides).
↪ Com� s� comporta� quimicament�
este� íon� e� soluçã� ?
● Con󰇹󰈩󰈏󰉄o d󰈩 á󰇹󰈏󰇶os 󰈩 󰇼󰇽󰈼es:
↳ Base�
A hidrólise de um oxido de um metal
eletropositivo produz:
Na2O + H2O → 2 NaOH
O NaOH formado apresenta caráter iônico,
favorecendo a dissociação em Na+ e OH-, este
metal tem caráter de base
↳ Ácid�
Quando a hidrólise do metal produz um
hidróxido de caráter predominantemente
covalente, não ocorre dissociação, e este
metal tem caráter ácido:
Al3+ + 3 H2O → Al(OH)3 + 3 H+
A hidrólise de um não metal tem caráter
ácido:
SO3 + H2O → H2SO4 ↔ H+ + HSO-4
↪ Qua� � � utilidad� d� conhecer �
compl�� sortiv� d� sol� ?
Pod󰈩 󰈻󰇵󰈹qu󰈀󰈝󰉄󰈏fica󰇷󰈡 󰇵󰈛 se󰉉󰈻 󰇶󰈏fe󰈸󰈩󰈞t󰇵󰈻
va󰈗󰈡󰈹󰇵s
Valor “S”
Soma de bases trocáveis
(Ca2+ + Mg2+ + K+ + Na+),
Fornece uma estimativa da
disponibilidade de
nutrientes no solo.
Valor “H”
Acidez potencial
(H+ + Al+3),
responsável pela
acidez no solo.
Valor “T” = total de cátions adsorvidos, ou
aproximadamente à CTC do solo (Valor S +
Valor H)
@Studyagroo
↪ Valor V%: valor de saturação de bases,
indica o quanto da CTC está ocupada com
bases.
→ valor V% > 50%: solos eutróficos (mais
férteis e menos ácidos que os distróficos)
→ valor V% < 50%: solos distróficos
● In󰉃e󰈛p󰈩󰈸󰈏󰈼mo (lixiviação) diminui a
quantidade de bases (S), aumenta (T)
Diminui o valor de V
Como resolver ?
Calagem
Calagem aumenta Valor S (Ca e Mg), aumenta
o valor de V (%).
↪ Saturaçã� p� A�: indica a acidez nociva,
representada pelo Al3+ trocável:
→ Sa�. A� > 50%: solos álicos
→ Sa�. A� < 50%: solos normais
● Solos álicos tem toxidez por Al e alta
acidez, demandando elevadas
calagens.
● Solos com horizonte B álico devem
receber gessagem.
↪ Saturaçã� por N�: indica a presença de
caráter sódico no solo:
→ Sa�. N� > 50%: solos sódicos
→ Sa�. N� entr� 6 - 15%: solos solódicos
→ Sa�. N� < 6%: solos normais
● Solos sódicos tem problemas de
salinidade (dificultando absorção de
água pelas plantas) e má estrutura (Na
é dispersante)
Como resolver ?
Gessagem
+ 2N�2SO4
Lixiviação
↪ O� valore� d� compl�� sortiv� s�
util�a� par� � classificaçã� d� sol� ?
● Ar󰈇i󰈼s󰈡󰈗󰈢 e󰉉t󰈸ófi󰇸󰈢 - Val󰈡󰈸 󰈐% > 50%
Apresentam argila de atividade baixa e
saturação por bases altas (proporção na qual o
complexo de adsorção de um solo está
ocupado por cátions alcalinos e
alcalinoterrosos, expressa em porcentagem,
em relação a capacidade de troca de cátions.
● Lat󰈡󰈻󰈼󰈢lo áli󰇹󰈡 - Sat. A󰈗 > 50%
Formados pelo processo denominado
latolização que consiste basicamente na
remoção da sílica e das bases do perfil (Ca2+,
Mg2+, K+ etc).
● Pla󰈝󰈡󰈼s󰈢󰈗o so󰈗ó󰇶󰈎c󰈢 - Sat. 󰈰󰈀 󰇵n󰉃󰈹e 6 - 15%
Apresentam alta CTC, elevada saturação
por bases e sorção de Na.
↪ �empl� d� sol� d� Estad� d� Ri�
@Studyagroo
→ Sol� A:pouco fértil, ácido, necessita de
altas calagens (cerca de 3 ton/ha de calcário) e
adubações.
→ Sol� B:boa disponibilidade de nutrientes,
sem problemas de acidez e sodicidade, bom
potencial agrícola.
→ Sol� C:pouco fértil, ácido, necessita de
altas calagens e adubações; porém, possui
4,5% de C, e é provável que parte do Al esteja
complexado com a matéria orgânica, numa
forma não tóxica aos vegetais.
→ Sol� D:apesar de eutrófico, apresenta
sodicidade e tendência à alcalinidade,
precisando de gessagem.
↪ �empl�: O solos A apresentava 0,9% de
matéria orgânica e 30% de argila. Qual o tipo
de colóide predominante na fração argila?
Considere a CTC da matéria orgânica igual a
200cmolc/kg.
Em 1 kg de solo tem-se 9g de matéria orgânica
e 300g de argila.
CTCsolo = CTCmat.org + CTCarg
A CTC do solo corresponde ao valor T
CTCarg = 4,7 - 1,8 = 2,9 cmolc
↪ É p�síve� modificar � valore� d�
compl�� sortiv� d� sol� ?
● O aumento do teor de matéria orgânica
aumenta a CTC do solo, e em consequência
o valor T.
● Total de cátions adsorvidos, ou
aproximadamente à CTC do solo (Valor S +
Valor H).
A calagem aumenta os teores de Ca e Mg
Aum󰈩󰈝󰉄󰇽 o v󰈀󰈗󰈢󰈹 de S
Reduz os teores de Al e H
Reduzindo o valor H
aumenta-se o valor V% e reduz-se a saturação por Al
Solos com predomínio de oxi-hidróxidos
Calagem aumenta o pH e as cargas negativas
aumentando a CTC
Val󰈡󰈸 󰈜
Solos sódicos e solódicos
Aplicação de gesso reduz o teor de Na
Aumenta o teor de Ca
Red󰉉󰉛󰈏󰈞do 󰈀 󰈻󰇽󰉄ur󰈀çã󰈢 󰈥o󰈹 N󰈀
↪ Resumind� …
@Studyagroo
↪Qua� � � diferenç� entr� � componente�
inorgânic�…
Fração inorgânica
Formados por elementos
metálicos
Na, K, Si, Fe, Ca, Al
Fração orgânica
Formados por elementos
NÂO metálicos
C, H, O, N, P, S
↪ A matéri� orgânic� te� � maior
contribuiçã� par� � CTC e� sol�
tropicai� …
● Sol� argil��
➟ 30 - 40% CTC total
● Sol� aren��
➟ 30 - 40% CTC total
● A matéria orgânica tem a maior
contribuição para a CTC em solos
tropicais… QUANTIDADE!!
↪ Distribuiçã� d� C n� superfíci� terrestr�
Res󰈩󰈸󰉐󰇽tó󰈸i󰈡󰈼 m(C) (10¹² Kg)
Atmosfera
(como CO²)
≈ 8
Biomassa 4,8
Água doces 2,5
Matéria orgânica do
solo
30 - 50
↪ Quai� sã� � componente� d� MOS ?
↳ Ori󰈇󰈎󰈞󰇽da 󰇷󰈩 󰈦l󰇽󰈝󰉄as, 󰈀󰈝󰈏󰈛a󰈎s 󰇵
mi󰇹󰈹󰈡r󰈇󰇽󰈞is󰈚󰈡󰈼
→ Liteir�: Material na superfície do solo.
→ Fraçã� lev�: Resíduos vegetais e seus
produtos parcialmente decompostos dentro
do perfil do solo.
→ Faun�: Tecidos animais (principalmente
invertebrados como insetos, anelídeos e
moluscos).
→Biomass� microbian�: Microrganismos
vivos (principalmente fungos e bactérias);
pequena proporção da matéria orgânica total,
mas com maior atividade metabólica.
→ Materia� solúve�: dissolvido na solução
do solo.
→ Ra�e� � �sudat� radiculare�
→ Húmu�: matéria orgânica estabilizada por
transformações microbianas e químicas.
↪ Variaçã� d� teor d� C n� perfi� d� sol�
Os solos evoluídos
possuem várias
camadas
sobrepostas,
denominadas
HORIZONTES.
↪ Po�zol�açã�
@Studyagroo
● Alto teor de C no horizonte B, pela
translocação de quelatos dos horizontes A e E.
● Migração de Alumínio e matéria orgânica, com
o sem a presença de Ferro, para o horizonte B,
resultando em um acúmulo de Sílica no
horizonte onde houve o processo de
eluviação.
↪ Sol� Orgânic�: horizonte O com altos
teores de C e mais de 40 cm de profundidade.
↪ Decomp�içã� d� matéri� orgânic�
Floresta Floresta
Tropical Temperada
10,5 Mg 4 Mg há-¹
há-¹ ano-¹ ano-¹
Mat. Mat.
Sec󰈀 Sec󰈀
Depósito
~150 kg.ha-¹ (N); 4 kg.ha-¹ (P);
1 kg.ha-¹ (Ca); 27 kg.ha-¹ (Mg)
↪ Principai� materiai� qu� s� dep�ita�
n� sol� …
Celulose → 20 - 50% (mat. seca)
Hemicelulose → 10 - 30% (mat. seca)
Lignina → 5 - 30% (mat. seca)
Proteína → 2 - 15% (mat. seca)
Subs. solúveis → 10% (mat. seca)
Ceras, graxas, pigmentos → -4% (mat. seca)
↪ Classificaçã� d� su�trat�
↪ Decomp�içã�
@Studyagroo
↪ Categor�açã� �nciona�
• 2 g󰈸a󰈞d󰈩󰈻 󰈈r󰉊󰈥o󰈼:
- Transformadores: Microrganismos
- Regularodes: Macrorganismos
↪ Fase� d� decomp�içã�
↪ Progressã� d� decomp�içã�
↪Fatore� qu� influencia� � decomp�içã�
…
1. Baixo teor de lignina do material inicial ou
compostos fenólicos.
2. Tamanho da partícula do material inicial.
3. Relação C:N.
Maior C:N ➨ Menor decomposição
Menor C:N ➨ Maior decomposição
4. Condições químicas e físicas no solo.
5. Temperatura entre 30-35 ºC
6. Umidade próxima da capacidade de campo
e aeração adequada.
7. Fatores / substâncias tóxicas capazes de
inibir a atividade dos microrganismos
heterotróficos.
↪Relaçã� C:N.
Ma󰈎󰈢r 󰉑:󰈯 ➨ me󰈝󰈡󰈹 d󰇵󰇹o󰈛p󰈡󰈻󰈏ção,
Men󰈡󰈸 󰉑:󰈯 ➨ma󰈎󰈢󰈸 󰇶ec󰈡󰈚󰈦󰈢siçã󰈡.
Com a decomposição de um resíduo orgânico
no solo, ocorre aumento da atividade
microbiana e redução do teor de N disponível
no solo (imobilização). Após a decomposição
@Studyagroo
do resíduo, os tecidos microbianos também
vão sendo decompostos, liberando N para o
solo (mineralização).
↪Influênci� d� M.O na� propriedade� d�
sol�
- Nas 󰈥󰈹󰈡p󰈸󰈏e󰇶󰈀d󰇵󰈻 󰈬uím󰈎󰇹󰇽󰈼:
Disponibilidade de nutrientes
Capacidade de intercâmbio de cátions
Quelação de elementos tóxicos
e micronutrientes
- Nas 󰈥󰈹󰈡p󰈸󰈏e󰇶󰈀d󰇵󰈻 󰇿ísi󰇹󰈀󰈼:
Cor
Estado de agregação
Retenção e infiltração da água
Densidade, porosidade e aeração
- Nas 󰈥󰈹󰈡p󰈸󰈏e󰇶󰈀d󰇵󰈻 󰇻i󰈡ló󰈇󰈏󰇸as:
Biomassa microbiana
Atividade microbiana
↪Principai� fatore� qu� afeta� � níve� d�
C orgânic� d� sol�:
-Tempo de formação do solo; Clima;
Vegetação; Mineralogia; Topografia; Uso do
solo
↪ Nitrogêni�
↪Distribuiçã� � presenç� d� nitrogêni� n�
terr� …
O N é um macronutriente essencial,
participando da formação de aminoácidos. É
um fator limitante à produção agrícola em
muitos solos, pois as culturas exigem elevadas
quantidades do nutriente (50 a 200 kg N/ha).
↪ O nitrogêni� � important�par� a�
planta� …
Necessidade de N para as culturas
50 a 200 kg N/ha
Qual é o destino de Nitrogênio?
@Studyagroo
↪ Adiçã� d� N a� sol�
O N não é assimilado na sua forma elementar
(N2 )
3 ligações químicas
Elevada estabilidade
Não há N nos minerais primários das rochas. A
atmosfera tem 78% de N2, originado de
erupções vulcânicas.
↪ Orige� d� N n� sol�
1. Chu󰉏󰈀󰈼: sais de NH4+ e NO3 - em aerosol,
cerca de 5 kg N/ha.ano.
Fix󰈀çã󰈢 󰈝a 󰈀󰉄m󰈢󰈻󰇿er󰈀:
2. Resí󰇷󰉉󰈢󰈼 ve󰈇󰈩󰉄󰇽is e an󰈎󰈚󰇽i󰈼: quantidades
variáveis com o ecossistema.
3. Fix󰈀çã󰈢 󰇼i󰈡󰈘óg󰈏󰇹a 󰇶󰈡 N2
Realizada por bactérias
(Diazotróficas)
↪ Reaçã� qu� acontec� n� presenç� d�
e�im� Nitrogenas�
• Esta reação propicia a transformação do N
inerte da atmosfera em uma forma passível de
absorção pelas plantas.
@Studyagroo
• Consome muita energia, só ocorrendo
quando o microrganismo não tem N disponível
no meio.
↪ �xaçã� biológic� d� N
Fix󰈀çã󰈢 não si󰈚󰇻󰈎ót󰈏󰇹a: Bactérias de vida livre
no solo, podem atingir 20 kg N/ha.ano.
Fix󰈀çã󰈢 si󰈚󰇻󰈎ót󰈏󰇹a: Bactéria em associações
com plantas:
↳ Rhi󰉛󰈡󰇻󰈏um – le󰈇󰉉󰈛󰈏no󰈻󰈀󰈼
Formam-se nódulos nas raízes das plantas,
onde alojam-se as bactérias; a planta fornece
proteção e fotossintatos, e a bactéria exsuda o
NH4 + direto no xilema da planta; é o sistema
mais eficiente, podendo atingir até 200 kg
N/ha.ano. Há inoculante comercial para
aplicação nas sementes. Exemplos: soja (no
Brasil a cultura não utiliza adubo com N),
adubos verdes (incorporação de leguminosas
ao solo na floração), consórcio gramíneas
leguminosas em pastagens (aumenta o teor
proteico), sistemas agroflorestais (podas de
leguminosas arbóreas para fornecer N a
cultivos consorciados), uso de leguminosas
arbóreas na recuperação de áreas degradadas,
disseminação das leguminosas por todos os
ecossistemas.
↳ Azo󰈻󰈦󰈎r󰈏󰈗󰈘um – g󰈸a󰈛ín󰈩󰇽󰈻
A bactéria vive na rizosfera, e a planta só
absorve parte do N fixado; menos eficiente.
↳ Glu󰇹󰈀󰈞󰈢ba󰉃󰇸󰈩r - ca󰈝󰈀
A bactéria vive no interior da planta.
↳ Ana󰇼󰈀󰇵󰈞a - az󰈡󰈗󰈘󰇽
A bactéria vive na superfície da folha da azola,
uma planta aquática, usada na lavoura do
arroz irrigado.
↪ Orige� d� N n� sol�
4. Fer󰉃󰈎󰈘󰈏za󰈝󰉄󰈩s: adiçã� d� 80 � 100 k�
N/h� n� maiori� d� cultiv�
- Or󰈇â󰈞ic󰈡󰈻 (es󰉃󰈩󰈹c󰈢, co󰈚󰈦󰈡s󰉃󰈢, ad󰉉󰇼󰈢 ve󰈸󰇶󰈩):
a mineralização do N depende do clima e da
relação C:N do material
- Quím󰈎󰇹󰈢󰈼: sulfato de amônio, uréia. A uréia
sofre hidrólise no solo, sendo decomposta
pela enzima urease:
CO(NH2 )2 + 2 H2O (NH4 )2 CO3 2 NH4+ +
CO3 -2
● Os fertilizantes minerais são produzidos
industrialmente pela redução do N2
atmosférico a 700 oC e 100 atm, o que
consome muita energia. Do N aplicado por
fertilizantes, de 30 a 70% é recuperado pelos
cultivos, 10 a 40 % fica retido na matéria
orgânica, e 10 a 30 % é perdido do sistema.
↪ Forma� d� N n� sol� assimilávei� pela�
planta�
● Mais de 90% do N do solo está na forma orgânica,
protegida contra perdas por lixiviação. Uma parte é
mineralizada pela ação microbiana (1 a 3 % por
ano, dependendo do clima). Geralmente menos de
1% do N nos solos está em formas iônicas, como:
@Studyagroo
N󰉀4+: pode ser adsorvido nos coloides,
principalmente argilas 2:1, não sendo
lixiviado.
NO3 - : muito móvel altamente lixiviado
- As plantas têm preferência pela absorção do
NH4+, pois o NO3 - tem que ser reduzido por
enzimas para ser incorporado aos tecidos, o
que consome muita energia.
- Porém altos teores de NH4+ são tóxicos aos
vegetais, enquanto o NO3 - pode ser
acumulado no vacúolo celular.
- Para manter o equilíbrio de cargas no interior
das células, plantas absorvendo NH4+
exsudam H+ e acidificam a rizosfera, e plantas
absorvendo NO3 - exsudam OH- e alcalinizam
a rizosfera.
● Os teores de NH4 + e NO3 - podem variar
devido a: variações de temperatura e
precipitação; mineralização e imobilização;
absorção vegetal; lixiviação do NO3 - ;
adsorção do NH4 + ; denitrificação do NO3 - ;
aplicação de fertilizantes. Estas variações
dificultam o estabelecimento de rotinas de
laboratório para determinação dos teores de
N disponível nos solos. As plantas têm
preferência pela absorção do NH4 + , pois o
NO3 - tem que ser reduzido por enzimas para
ser incorporado aos tecidos, o que consome
muita energia. Porém altos teores de NH4 +
são tóxicos aos vegetais, enquanto o NO3 -
pode ser acumulado no vacúolo celular. Para
manter o equilíbrio de cargas no interior das
células, plantas absorvendo NH4 + exsudam H
+ e acidificam a rizosfera, e plantas
absorvendo NO3 - exsudam OHe alcalinizam a
rizosfera.
↪ Transformaçõe� d� N n� sol�
1. Min󰈩󰈸󰇽󰈘iz󰈀çã󰈢
Processo enzimático de transformação do N
orgânico em NH4+ efetuado por
microrganismos:
• Aumento da T --------------------→ aumenta a
mineralização
• O NH4+ e NO3 - do solo podem ser
utilizados por microrganismos, causando
imobilização do N.
• O balanço entre mineralização e
imobilização é dado pela razão C:N do resíduo
orgânico.
2. Nit󰈸󰈎fi󰇸󰇽ção
● Transformação do NH4+ em NO3 - operada
por bactérias quimiotróficas:
• O NO2 - é altamente tóxico, mas não se
acumula no solo pois estas reações são muito
rápidas.
• Esta reação acidifica o solo, e é responsável
pelo predomínio do NO3 - em relação ao
NH4+ nos solos.
• O NO3 - produzido é facilmente lixiviado, e
pode polui o lençol freático.
• O NO3 - é tóxico na alimentação humana,
sendo reduzido a NO2 - no trato digestivo, que
reage com a hemoglobina e causa deficiência
de O2 . O mesmo pode ocorrer em
ruminantes. O NO3 - é considerado agente
cancerígeno, por formar nitrosaminas.
3. Den󰈎󰉃󰈹󰈏ficaçã󰈡
● Perdas de N do solo em forma gasosa.
Algumas bactérias podem utilizar o NO3 -
como aceptor de elétrons na respiração
anaeróbica:
• Esta reação é responsável por perdas de até
30% do N aplicado como fertilizante na cultura
do arroz irrigado.
• No arroz irrigado deve se utilizar fertilizantes
com amônio, e o solo deve ser inundado logo
após a adição do fertilizante amoniacal, para
diminuir a nitrificação e posterior
denitrificação.
@Studyagroo
• O N2O produzido pode destruir o ozônio
(O3) na estratosfera, que reduz a radiação
ultravioleta que atinge a Terra:
• N2O + 2 O3 2 NO2 + 3/2 O2.
@Studyagroo