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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS ESCOLA DE AGRONOMIA SETOR DE CIENCIA DO SOLO Manejo do solo – I bimestral 2020 2ºsem (remota) Prof. WILSON MOZENA LEANDRO Conteúdo: Gênese dos solo tropicais. GOIÂNIA - GOIÁS Agosto 2021 Apresentação A disciplina de manejo do solo objetiva inteirar os alunos do curso de agronomia da Universidade Federal de Goiás da fragilidade do Bioma Cerrado e as técnicas de manejo de solo sustentável. São abordadas questões sobre o Manejo químico, físico, físico-hídrico do solo sob alguns sistemas de cultivo. Aborda a agroecologia, manejo de bacias hidrográficas e planejamento do uso do solo. Os principais tópicos abordados serão - Química dos Solos tropicais e o manejo sustentável, - Sistema de Plantio direto no cerrado numa abordagem holística, - Práticas conservacionistas edáficas e vegetativas - Princípios de Agroecologia, - Manejo de solos em Microbacias hidrográficas, - Planejamento conservacionista com foco em solos de cerrado. - Saúde do solo Nesta primeira parte serão abordados aspectos relacionados a química de solos tropicais, Manejo da fertilidade do solo e sistema de plantio Direto. 1 INTRODUÇÃO Parte 1 – GÊNESE E QUÍMICA DO SOLO A terra originou-se a 4,5 bilhões de anos atrás, apresentado atualmente uma superfície de 500 milhões de Km2. Desta superfície apenas 1 bilhão de ha constituem terras agriculturáveis. A aproximadamente 250.000 anos atrás surgiu no Planeta Terra o homem. Quando surgiu a agricultura a 8.000 anos atrás, já existiam 5 milhões de habitantes. No ano de 1800 completava-se o primeiro bilhão de habitantes, 100 anos após já eram 2 bilhões. No ano 2017 estima-se que se atinja 7,1 bilhões e no ano de 2.035 12 bilhões. Este acelerado aumento populacional exerce uma certa pressão sobre os recursos naturais: solo, fauna e flora, a fim de se obterem alimentos e bens de consumo. Esta pressão nos recursos naturais provocam a destruição fauna, flora e solo. A intensidade desta destruição vai depender das formas de interferência do homem. Entretanto devido a ignorância e a luta por problemas de ordem econômica e social esta intensidade de destruição tem sido muito elevada. Um dos sintomas deste fato e a ocorrência de erosão. Tal como a agricultura, a erosão tem sua raiz no passado, e seus processos são regionalmente interdependentes. A erosão acentuada tem provocado mudanças históricas maiores que qualquer guerra ou revolução. Em civilizações antigas como a da Mesopotâmia, Síria, Arábia, Império Romano, Pérsia, Turquia, Ásia Central etc. há vários relatos históricos sobre o problema de erosão. No continente americano, os povos pré- colombianos também deixaram registros dos problemas causados pela erosão. A deterioração dos recursos naturais é visível no reconhecimento de seus efeitos, como a erosão hídrica e eólica, poluição dos mananciais hídricos, assoreamento de rios e represas etc. Isto adquire singular importância no Estado de Goiás, se considerarmos a fragilidade do bioma do Cerrado, caracterizado pela grande diversidade que ocorre devido a variação edáfica e climática encontrado neste local. 2 TECTÔNICA DE PLACAS O tempo geológico é dividido em Eras e Períodos (Tabela 1). Ao longo do tempo geológico as forças internas e externas moldam a Terra, tem gerado abundantes novas informações e excitantes questões. As rochas mais antigas do planalto central brasileiro datam do pré-cambriano. É complexo cristalino brasileiro e no estado de Goiás é denominado Complexo Cristalino Goiano (Anápolis Ituaçu). Nas três últimas décadas do século XX, geólogos desenvolveram uma nova teoria unificadora que relaciona os processos dinâmicos da Terra aos movimentos de grandes placas que constituem a capa externa do planeta, teoria esta chamada de Tectônica de Placas. Esta teoria oferece um modelo abrangente para explicar como a Terra funciona. Tabela 1 – Era, Período, tempo em milhões de anos atrás e principais eventos no tempo geológico. Com o estudo das propriedades magnéticas das rochas (paleomagnetismo) constatou-se que os basaltos do assoalho oceânico mostram um padrão de magnetização em bandas, revelador das já conhecidas inversões ocorridas com o campo magnético terrestre, padrão este que é simétrico em relação à cadeia mesooceânica. Além disso, com o aperfeiçoamento dos métodos radiométricos, ao final dos anos 60, pôde-se constatar que o fundo oceânico é tanto mais velho quanto mais afastado estiver da cadeia meso-oceânica, confirmando dessa forma a ideia da Expansão do Assoalho Oceânico. Estas observações e as teorias a elas associadas –da Deriva Continental e da Expansão do Assoalho Oceânico- forneceram o arcabouço para a elaboração da Teoria da Tectônica de Placas. Esta teoria considera a Litosfera como sendo composta por vários pedaços, que se encontram em movimento. Estes pedaços são denominados Placas Tectônicas. Atualmente consistem em 7 grandes placas e outras tantas menores (Figura 1). Elas se comportam como blocos rígidos que se movem por correntes de convecção existentes na astenosfera. As placas se movimentam de 3 a 11 cm por ano em diferentes direções e apresentam tipos de contatos distintos. Os contatos entre 3 placas tectônicas são áreas extremamente instáveis da litosfera, aí se concentrando episódios vulcânicos e terremotos. Figura 1. Principais placas tectônicas que formam a crosta terrestre (SBPC, 2000. Ciência. Acima - a 250 milhões de anos atrás e abaixo - na atualidade) PROCESSOS GEOLÓGICOS Denominam-se Processos Geológicos ou Dinâmica, o conjunto de ações que promovem modificações da crosta terrestre, seja em sua forma, estrutura ou composição. São processos que ocorrem utilizando a energia proveniente do interior da Terra, formando e modificando a composição e estrutura da crosta. São processos geológicos endógenos: vulcanismo, terremotos, plutonismo, orogênese (formação de montanhas), magmatismo, metamorfismo, etc. Os processos 4 geológicos não ocorrem isoladamente, eles estão interligados: Os sedimentos (areias, cascalhos etc.) quando depositados podem se consolidar formando as rochas sedimentares. Ocorrendo aumento de pressão e temperatura (metamorfismo) estas rochas se transformam em rochas metamórficas. Aumentando-se ainda mais a pressão e a temperatura estas rochas podem fundir-se originando um magma, iniciando o magmatismo. No seu movimento no interior da crosta, o magma pode atingir a superfície (vulcanismo) onde se resfria rapidamente formando as rochas vulcânicas, ou não, se resfriando em profundidade (plutonismo) com a consequente formação de rochas plutônicas (Figura 1 e Figura 2). Figura 1 - Diferentes rochas formadas conforme o teor de Si no Magma e velocidade de resfriamento (que influencia o tamanho dos grãos dos minerais) As rochas existentes podem sofrer perturbações, devido a esforços que ocorrem no interior da crosta, deformando-se ou quebrando-se, originando dobras (dobramentos) e falhas (falhamentos). Esforços do mesmo tipo, ao provocarem reacomodações de partes da crosta terrestre, produzem vibrações que se propagam em forma de ondas constituindo os terremotos. O processos exógenos são processos impulsionados pela energia proveniente do exterior da Terra, consistindo basicamente da energia solar que atua direta ou indiretamente sobre a superfície da Terra. São processos geológicos exógenos, o intemperismoe ação de águas superficiais e subterrâneas, do vento, do gelo e dos organismos. Os processos de desagregação e decomposição de rochas por ação da água, vento, gelo e organismos constituem o intemperismo. A água atua tanto na superfície como na subsuperfície, tendo ação intempérica -é o principal agente de intemperismo químico-, e transportadora. Ao percolar, a água transporta solutos (lixiviação) para o lençol freático; estes solutos ao atingir o mar ou outro ambiente de sedimentação, podem se precipitar e formar rochas sedimentares químicas. Ao escoar pela superfície, a água transporta 5 sedimentos (erosão), depositando-os com a diminuição de sua energia (sedimentação), formando depósitos que originarão solos ou rochas sedimentares clásticas. O vento e o gelo são agentes intempéricos e transportadores. O intemperismo se dá pela ação abrasiva de partículas por eles transportadas. Os organismos atuam amplamente sobre a crosta terrestre desde o microrganismo que se fixa na rocha até o homem que a fragmenta para comercializá-la. As duas fontes de energia principais envolvidas nos processos geológicos são independentes entre si, apresentando, entretanto, efeitos recíprocos. Por exemplo, a formação de montanhas em uma determinada área é independente dos processos exógenos que estejam porventura ocorrendo, no entanto, ela vai gerar uma nova condição de atuação da erosão sobre as montanhas surgidas, o que é um processo exógeno. As forças exógenas tendem a destruir a superfície dos continentes, transportando os materiais que vão se depositando. Por este processo, a tendência é o aplainamento total da superfície terrestre. No entanto, embora estes processos ocorram desde o início da existência da Terra, o aplainamento jamais se completou. Isto se deve às forças endógenas que agem, em parte, em sentido contrário ao da erosão. A matéria proveniente do interior da Terra é continuamente impulsionada rumo à superfície, formando novas rochas, acentuando as diferenças do relevo e evitando que seja atingido o aplainamento, o equilíbrio da superfície. A modelagem da crosta terrestre é objeto de estudo da Geomorfologia. O CICLO DAS ROCHAS Os processos geológicos envolvidos na formação e destruição de rochas fazem parte de um ciclo, o CICLO DAS ROCHAS. Este ciclo pode se iniciar por qualquer rocha, seja sedimentar, ígnea ou metamórfica. Cada uma destas rochas pode se transformar em qualquer outra dependendo exclusivamente do processo a que for submetida. 6 Figura 2. O Ciclo das Rochas: a figura mostra as interações materiais e energéticas e nos processos geológicos que formam e destroem as rochas da litosfera. O Ciclo das Rochas compreende os processos geológicos exógenos e endógenos que atuam continuamente sobre a crosta terrestre. A Figura 2 ilustra este ciclo. Iniciando-se o ciclo, por exemplo, com o intemperismo, temos a destruição das rochas expostas na superfície pela influência de agentes químicos e físicos. O material resultante é então transportado por diversos meios a um local de deposição (uma depressão marinha ou continental), onde se acumula. No empilhamento sucessivo destes materiais, ocorre que as porções mais profundas sofrem maior compactação, por ser maior o pacote de sedimentos sobrepostos, consolidando-se e formando as rochas sedimentares. As rochas sedimentares podem ser novamente expostas ao intemperismo por levantamentos parciais da crosta. Outro ciclo possível pode ser iniciado nos processos de transformação de uma rocha submetida a aumentos de temperatura e pressão no local (metamorfismo), levando a formação de rochas metamórficas. Este material pode sofrer ascensão e ser novamente exposto ao intemperismo, ou pode sofrer refusão (magmatismo) podendo ascender e se derramar como produto vulcânico (vulcanismo) ou permanecer no interior e se consolidar como um produto plutônico (plutonismo). Na Figura abaixo mostra que há relação entre a temperatura de cristalização dos minerais pelo resfriamento do Magma e o resistência dos minerais ao intemperismo denominado serie de Bowen. 7 É simples de se imaginar que as rochas sedimentares por serem oriundas de processos de alteração apresentem uma evolução pequena, excetuando-se os processos de dissolução. Entretanto, as rochas ígneas e metamórficas apresentam estados de equilíbrios originais de alta pressão e temperatura, consequentemente, são muito mais instáveis na superfície (Pomerol et al. 2013). Os minerais mais vulneráveis ao intemperismo apresentam uma sequência denominada série de Goldich. Para os minerais silicáticos de origem magmática esta série é semelhante à sequência inversa da série de cristalização de Bowen. Deste modo, os produtos dos processos de alteração geralmente serão mais enriquecidos em minerais mais resistentes como o quartzo, óxidos de ferro e alumínio e pobres em olivinas, piroxênios e anfibólios. De forma mais específica Hawkes & Webb (1962) detalham o intemperismo dos minerais mais comuns formadores de rochas e a formação de minerais neoformados como ilita, vermiculita e óxidos e hidróxidos de ferro (conforme esquema abaixo) (Santos 2014) 8 Os processos pedogenéticos que merecem destaque são segundo Santos (2014): • Transformação: é dominante o processo de hidrólise com saída da sílica estrutural e mudança da fase mineral. • Remoção: resultante da eliminação pelas águas de drenagem de elementos químicos imóveis. • Translocação: migração de minerais na fração argila, argilominerais e matéria orgânica dos horizontes mais superficiais para os horizontes subsuperficiais. • Adição: acúmulo de matéria orgânica, principalmente vegetal nos horizontes superficiais. • Gleização: ocorre em ambiente redutor, em condições ácidas, que resulta na redução de ferro, manganês e outros metais. GEOMORFOLOGIA O Estado de Goiás, semelhante ao planalto centro brasileiro, apresenta, em geral, modestas amplitudes altimétricas. Segundo Nascimento (1991) das proximidades da planície do Bananal ao grande dispersor de águas das bacias Platina e Amazônica, as altitudes variam genericamente de 200 a 1200m. Nesse quadro, abrange uma variedade muito grande de aspectos morfológicos. Essa variedade decorre de fatores que contribuíram, direta ou indiretamente, na elaboração do relevo, em tempos pretéritos e atuais, refletindo grande interação dos processos endo genéticos e exogenéticos. O relevo tabuliforme, segundo Casseti (2005), caracterizado por uma sequência de camadas sedimentares horizontais ou sub-horizontais, associadas ou não a derrames basálticos intercalados, 9 embora elaborado pelos mecanismos morfoclimáticos, reflete diretamente a participação da estrutura. Trata-se de formas estruturais, caracterizadas por sequências sedimentares horizontalizadas, cuja disposição tabular pode diferir daquelas resultantes de processo de pediplanação em estruturas não-horizontais. Ressalta-se que a pediplanação também se dá em estruturas horizontais, com estreita correspondência entre a superfície de erosão e o comportamento dos estratos. Os relevos tabulares tendem a ocorrer com maior frequência no interior das bacias sedimentares, dada a disposição horizontalizada dos estratos. As formas mais comuns nas estruturas concordantes se caracterizam por chapadões, chapadas e mesas, em ordem de grandeza. Tais formas são geralmente mantidas à superfície, por camadas basálticas ou por sedimentos litificados de maior resistência. Quando submetidas a processo de pediplanação, podem estar associadas a concreções ferruginosas, com vegetação xeromórfica, provavelmente ligada às condições ambientais áridas ou semiáridas que deram origem à superfície erosiva. O início da evolução dos relevos tabuliformes, sobretudo no caso brasileiro, encontra-se relacionado a uma fase climática úmida, responsável pela organização do sistema hidrográficosobre um pediplano em ascensão por esforços epirogenéticos. Assim, admite-se, esquematicamente, a seguinte evolução na elaboração do relevo tabuliforme: 1) Organização do sistema hidrográfico em fase climática úmida, associada a efeitos epirogenéticos. Considerando que as sequências lito estratigráficas superiores das bacias sedimentares brasileiras datam do Cretáceo, entende-se que a organização da drenagem e a evolução vertical do modelado, dadas pela incisão linear da drenagem, tenham acontecido a partir daquele período ( Figura 3). 10 Além disso, a orientação do sistema fluvial pode estar associada à imposição do mergulho das camadas ou à orientação topográfica ligada ao processo de pediplanação (inclinação em direção ao nível de base local ou regional). 2) Devido aos esforços epirogenéticos considerados, há uma tendência de aprofundamento dos talvegues e de elaboração de seus vales. Nessa circunstância, as alternâncias litológicas podem originar patamares estruturais ou formas específicas relacionadas à imposição estrutural ( Figura 4). Dada a disposição horizontal das camadas, os vales comumente apresentam formas simétricas. A manutenção da resistência litológica, entretanto, é relativa, transitória, ou seja, o recuo da camada resistente pode se dar pelo solapamento do material subjacente, mais tenro, provocando aluição da camada superior ( Figura 5 ). 11 A retirada do material friável pode também exumar uma superfície estrutural, individualizada pela resistência litológica. 3) A tendência de alternância climática, como a passagem do clima úmido para o seco, evidenciada na evolução morfológica pós-cretácea brasileira (provavelmente no Plio-Pleistoceno), teria sido responsável pela evolução horizontal do modelado, dada a aceleração do recuo paralelo das vertentes por desagregação mecânica. A abertura dos vales, tendo como nível de base os talvegues abandonados, teria proporcionado entulhamento do próprio nível de base, com tendência de elaboração de pediplano intermontano (Figura 6). Enquanto o clima úmido, por meio do entalhamento dos talvegues, teria respondido pela evolução vertical da morfologia, o clima seco tenderia a destruir as formas criadas pelo clima úmido, proporcionando a evolução horizontal da morfologia, caracterizando, deste modo, mais uma das relações antagônicas da natureza. Observa-se que enquanto no clima úmido as camadas resistentes ficam pronunciadas, no clima seco a desagregação mecânica tende a reduzir as diferenças lito estratigráficas. 4) Uma nova fase climática úmida ensejaria uma nova organização da drenagem, e consequentemente, um ré entalhamento dos talvegues, proporcionando o alçamento de antigos depósitos, como os pedimentos detríticos que inumaram áreas depressionárias. Tem-se assim o prosseguimento do trabalho evolutivo por erosão remontante e denudação dos topos Inter fluviais, com exumação parcial de camadas subjacentes, resistentes, originando as superfícies estruturais, ou simplesmente a esculturação dos sedimentos que compõem a camada sobrejacente, caracterizando as superfícies esculturais. O trabalho comandado pelo sistema hidrográfico enseja a evolução do relevo via erosão regressiva, promovendo ramificações de cursos de primeira ordem, podendo, então, aparecer formas residuais, como os morros-testemunhos, mantidos ou não por coroas litoestruturais como o somital , associado a materiais resistentes. As diferenças litológicas poderiam ainda proporcionar saliências morfológicas, parcialmente 12 mascaradas na fase anterior, de clima seco, denominadas cornijas. Com a abertura dos vales, haveria uma tendência a se formarem vales simétricos, denominados vales em “manjedouras''( Fig. 2.17 ). A presença de pedimentos detríticos em processo de retrabalhamento morfológico pela incisão da drenagem é testemunha do clima seco correspondente à fase anterior. Um exemplo de morfologia estrutural tabular ocorre principalmente no sudoeste do Estado de Goiás, na borda setentrional da Bacia Sedimentar do Paraná. No município de Paraúna, chapadas e estruturas ruiniformes em estratos horizontais ou sub-horizontais, embora posicionadas em situação periférica à bacia, não chegam a caracterizar relevos cuestiformes , a serem tratados adiante, e sim, um exemplo típico de relevo tabular. Nessa área, seqüências sedimentares carboníferas, da Formação Aquidauna, sotopõem estruturas cristalinas, pré-cambrianas (gnaisses do Complexo Goiano e micaxistos do Grupo Araxá), recobertas ou não por depósitos do jurássico-cretácico do Grupo São Bento ou cretácico do Grupo Bauru, sobretudo a oeste do município. Enquanto nas proximidades da sede do município a presença de mesas e formas residuais lembram modelados de cuestas , onde o sistema hidrográfico exumou a estrutura cristalina (área de contato estrutural) em direção oeste o domínio sedimentar responde pela gênese de extensas chapadas, com baixo grau de entalhamento dos talvegues ( Figura 8 ). 13 O topo da sequência sedimentar encontra-se seccionado por extenso pediplano, que coincide com o topo dos interflúvios da estrutura cristalina, em torno de 900 metros , com caimento suave em direção sudoeste. Com base nas evidências cronoestratigráficas (depósitos correlativos), admite- se que a organização da drenagem seja pós-cretácica (provavelmente miocênica), associada a efeito epirogenético positivo, que promoveu denudação regional. Na borda das chapadas registra-se a presença de estruturas ruiniformes favorecidas pela estrutura dos sedimentos carboníferos (Formação Aquidauana) A evolução paleogeográfica, segundo Nascimento (1991), apesar de complexa, pode ser esquematizada sinteticamente nas seguintes estapas: 1. Ocorrência de dobramentos e rejuvenescimento do maciço no ciclo Brasiliano, processando um complexo estrutural profundamente metamorfizado, dobrado, falhado e penetrado por intrusivas pré-cambrianas. No eopaleozóico, ocorreram deposições de fáceis marinhas na borda leste, correspondente à Bacia do Bambuí; 2. Evidências de tectônica epirogênica a partir do Paleozóico, responsável pelas deformações ou ondulações de grande raio de curvatura, além do preenchimento sinéclise do Paraná. 3. Ocorrência de extensos derrames basálticos e intrusivas no Jurássico-Cretáceo (reativação Wealdeniana) com posterior fenômeno de subsidência, fornecendo ampla cobertura cretácea, além de evidências epirogênicas positivas pós-cretáceas, responsáveis pelos processos de epigenia e desnudação das vertentes, associadas aos soerguimentos dos paleoplanos modelados no Terciário. 14 Como reflexo da orogenia andina, evidenciou-se o abatimento da Depressão do Araguaia e da Planície do Bananal, entulhada por sedimentos cenozóicos. Como resultante dessa evolução, são individualizados três grandes quadros morfoestruturais: - Maciços antigos, modelados por processos denudacionais pretéritos, aplainados e reafeiçoados no Cenozóico, e topograficamente configurados por planaltos, serras e depressões inter-montanas. - Bacia de sedimentação caracterizada por planaltos escarpados, mesas e chapadões. - Depressões pediplanadas (do Araguaia e do Tocantins), caracterizadas por grandes extensões de relevos planos e áreas de dessecção incipiente. Levando esse conhecimentos para a nossa capital Goiânia podemos observar que a sequencia geomorfológica é muito semelhante: 15 CONSIDERAÇÕES FINAIS Entender a Geologia de uma região como a do Cerrado, sua constituição litológica e estrutural da crosta é importante para entender o intemperismo e os solos formados, suas características e o manejo correto a ser dado a esse recurso que conta a história da formação da terra e sua evolução. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. PRESS, Frank; JORDAN, Thomas; SIEVER, Raymond; GROTZINGER, John.Para Entender a Terra. 4. ed. Porto Alegre: Bookman, 2008. 2. TEIXEIRA, Wilson; TOLEDO, M. Cristina Motta de; FAIRCHILD, Thomas Rich; TAIOLI, Fabio (Orgs.). Decifrando a Terra. São Paulo: Nacional, 2010. 3. POPP, José Henrique. Geologia Geral. 6. ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2010. 4. GUERRA, Antônio José Teixeira; GUERRA, Antônio Teixeira. Novo dicionário geológico- geomorfológico. Rio de Janeiro: Bertrand Brasil, 1997. 652p. 5. LEINZ, Viktor; AMARAL, Sérgio Estanislau. Geologia Geral. 10. ed. São Paulo: Nacional, 2003.
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