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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIÊNCIAS RURAIS DEPARTAMENTO DE SOLOS FUNDAMENTOS DA CIÊNCIA DO SOLO AULAS PRÁTICAS Prof. Douglas Rodrigo Kaiser Março de 2010 2 PRÁTICA 1 – APRESENTAÇÃO E VISITA AO MUSEU DE SOLOS DO RS Objetivos Expor ao aluno o seu objeto de estudo nesta disciplina, o solo, contextualizando a ciência do solo e sua importância ambiental e para a produção agrícola. Conteúdos trabalhados - Visita ao Museu de Solos do Rio Grande do Sul. - O que é solo, como é formado, sua importância agrícola e ambiental ; - Fatores e processos de formação dos solos; - Funções ambientais dos solos; - Os solos e a produção agropecuária e florestal; - Importância do manejo dos solos em uma propriedade rural; 3 PRÁTICA 2 – ROCHAS E MINERAIS Objetivos Identificar e caracterizar os principais tipos de rochas e seus constituintes minerais, que ocorrem no Rio Grande do Sul. Mineral Mineral: é um sólido homogêneo, de ocorrência natural, geralmente inorgânico, com composição química definida e uma estrutura cristalina (arranjo ordenado de cátions e ânions). Ex.: Hematita (α-Fe203), Calcita (CaCO3), Diamante (C). Rochas Rocha: é um agregado natural, coerente, multigranular de uma ou mais espécies minerais. Podendo conter ainda, matéria orgânica e matéria vítrea. A agregação dos minerais na formação das rochas não se dá ao acaso, mas obedecem as leis físicas, químicas ou físico-químicas definidas. Ex.: Granito (constituído de quartzo, feldspatos e micas), Calcário (constituído de calcita e dolomita), Arenito (constituído de quartzo). As rochas são o material de origem dos solos, sendo um dos principais fatores de formação ligados a grande variabilidade e diversidade de solos que ocorrem na superfície terrestre. O critério usado para a divisão geral das rochas é a origem destas ou seu modo de formação. A formação das rochas se dá por resfriamento do magma, formando as rochas ígneas ou magmáticas; consolidação de depósitos sedimentares, originando as rochas sedimentares; e metamorfismo, formando as rochas metamórficas. 1- Rochas ígneas ou magmáticas: As rochas ígneas ou magmáticas são formadas a partir do resfriamento e solidificação de um magma. O magma é um material em estado de fusão que se encontra em diferentes profundidades na crosta e manto terrestre. Principais propriedades macroscópicas: a) Modo de jazimento: Referem-se às posições (locais) onde as rochas ígneas se consolidam na litosfera. manuc Realce manuc Realce manuc Realce manuc Realce 4 Rochas ígneas extrusivas ou vulcânicas: são rochas formadas pelo resfriamento do magma em superfície, caracterizando os derrames de lavas. Apresentam em geral textura afanítica, estruturas vítrea, maciça e vesicular. O magma resfria rapidamente quando atinge a superfície, não havendo tempo para o crescimento dos cristais. Rochas Intrusivas: são rochas originadas de magmas que resfriam e solidificam em diferentes profundidades no interior da crosta terrestre. b) Granulação ou textura: É a avaliação do tamanho dos minerais constituintes de uma rocha. Para efeito prático e de acordo com o tamanho dos constituintes, as rochas são denominadas: Afaníticas: rochas de granulação muito fina onde os constituintes minerais são dificilmente identificados e/ou distinguidos entre si a olho nu. Em geral apresentam cristais menores que 0,5 mm (Figura 1 a). Faneríticas : rochas cujos minerais constituintes são identificados e distinguidos a olho nu. Em geral apresentam cristais maiores que 0,5mm (Figura 1 b). a) b) Figura 1- Textura das rochas ígneas: a) afanítica e b) fanerítica. c) Coloração: As rochas ígneas podem apresentar minerais claros (félsicos) e/ou escuros (máficos) em quantidades variáveis. A avaliação da quantidade de minerais claros e escuros dará a classificação da rocha quanto ao Índice de Coloração: Rochas Leucocratas: rochas onde predominam minerais claros, tais como: quartzo, feldspatos, muscovita. A tonalidade da rocha é clara, mesmo que seus minerais configurem à rocha textura afanítica (Figura 2a). Rochas Melanocratas: rochas onde predominam minerais escuros, tais como: piroxênios, biotita, anfibólios. A tonalidade da rocha é escura. (Figura 2b). manuc Realce manuc Realce manuc Realce objetos de mineraçao Possui um resfriamento lento manuc Realce 5 Rochas Mesocratas: rochas onde os minerais claros e escuros aparecem em proporções similares (Figura 2c). a) b) c) Figura 2 – Classificação das rochas pela coloração: a) leucocrata, b) melanocratas e c) mesocratas. d) Composição mineralógica: Para identificar os minerais nas rochas separar-se os claros (félsicos) dos escuros (máficos) : Minerais Félsicos: os minerais félsicos mais comuns presentes nas rochas ígneas são o quartzo e os feldspato. Feldspato ortoclásio (KAlSi3O8): coloração rosada Feldspato Plagioclásio (CaAl2Si2O8 ou NaAlSi3O8): coloração branca, cinza ou esverdeada. Quartzo: brilho vítreo; cor incolor a fumê. Minerais Máficos: os mais comuns presentes nas rochas ígneas são biotita, piroxênios e anfibólios. Apresentam coloração escura. e) Teor de sílica (SiO2) ou acidez: quanto ao teor de sílica as rochas podem ser classificadas em: Ácidas: são rochas que apresentam teor de SiO2 maior que 65% do volume total de sua composição química. Macroscopicamente são rochas com conteúdo de quartzo de médio a alto (maior que 10%), sendo facilmente identificada devida sua abundância (Figura 3a). Básicas: são rochas onde o teor de SiO2 é menor que 52% do volume total de sua composição química. Macroscopicamente são rochas sem quartzo (Figura 3b). Intermediárias: são rochas onde o teor de SiO2 está entre 65 e 52% do volume total de sua composição química. Macroscopicamente são rochas com 6 pouco quartzo. O quartzo é identificado com alguma dificuldade devido ocorrer em quantidades inferiores a 5% (Figura 3c). a) b) c) Figura 3 – Classificação das rochas quanto ao teor de sílica ou acidez : a) ácida (granito), b) básica (basalto) e c) intermediária (sienito). f) Estrutura: É o arranjo ou a distribuição que os minerais apresentam em uma rocha. A estrutura depende também do tamanho dos cristais (granulação ou textura). Quanto a sua estrutura, as rochas ígneas podem ser classificadas em: Vítrea: a rocha apresenta superfície completamente lisa, geralmente de coloração homogênea e sem vestígios de material cristalizado. As superfícies de quebra da rocha são irregulares e com bordas cortantes. Maciça: quando os minerais são muito pequenos, não sendo possível identificá- los a olho nu. A rocha apresenta seus constituintes muito coerentes, sem interstícios. Granular: a estrutura granular pode ser fina ou fanerítica. Fina: rocha constituída por minerais de tamanhos reduzidos, dificilmente distinguíveis, exceto pela sensação de aspereza ao tato. Em geral são rochas de coloração escura. Fanerítica: rocha constituída por minerais bem evidentes, sem desenvolvimento preferencial e aproximadamente do mesmo tamanho. 7 Afanítica Fanerítica Porfirítica: caracterizada pela presença de cristais bem desenvolvidos que se destacam da matriz da rocha pelo tamanho e pela cor. A matriz pode ser caracterizada por uma massa vítrea ou granular fina. Pegmatítica: caracterizada pela presença de grandes cristais com dimensões de 1, 2, 5 cm ou mais, sem desenvolvimento preferencial. Os minerais nas rochas com essa estrutura são facilmente identificados. Vesicular: quando a rocha apresenta um grande número de pequenas cavidades (vacúolos ou vesículas)ou bolhas formadas durante o rápido resfriamento do magma. Amigdalóide: é a estrutura vesicular cujas vesículas estão parcial ou totalmente preenchidas por minerais. Este preenchimento pode ser por quartzo, calcita, dolomita, calcedônea. 8 2- Rochas sedimentares: são formadas a partir da consolidação de um material originado pela ação de um conjunto de processos que atuam na superfície da Terra (processos exógenos) e que levam à ―destruição‖/desagregação de qualquer tipo de rocha pré-existente (ígnea, sedimentar e metamórfica). Os principais agentes desses processos são a água, o vento e o gelo, que são responsáveis pela geração do Ciclo Sedimentar (Intemperismo, Erosão e Transporte, deposição e consolidação). Principais propriedades macroscópicas: a) Granulação ou textura: É a avaliação do tamanho dos minerais constituintes de uma rocha. No caso da rocha sedimentar, a textura está intimamente ligada aos constituintes das rochas preexistentes e materiais que lhe deram origem. De acordo com a escala granulométrica as rochas sedimentares podem ser: Rudáceas: onde predomina a fração areia com seixos ou cascalhos (Ex: conglomerados) Arenosas: onde predomina a fração areia sem seixos ou cascalhos. (Ex: arenitos). Siltosas: onde predomina a fração silte (Ex: siltitos). Argilosas: onde predomina a fração argila (Ex: argilitos). b) Composição mineralógica: Para avaliar a composição mineralógica de rochas sedimentares é necessário separar os fragmentos (grânulos), quando houver, do cimento. O principal constituinte dos grânulos é o quartzo. Os materiais cimentantes são em geral produtos que vieram em solução e precipitaram entre os grânulos, matéria orgânica ou ainda partículas minerais menores (fração silte e argila, principalmente) que preenchem os espaços entre os fragmentos. O cimento normalmente apresenta as seguintes cores: avermelhada a marrom: indicativa da presença de hematita (α-Fe2O3) amarelada: indicativa da presença de goethita (FeOOH) cinza escura a preta: indicativa da presença de matéria orgânica incolor, branca e várias tonalidades claras: indicativa da presença de calcita, dolomita, sílica, argila. manuc Realce manuc Realce 9 c) Estrutura:As principais estruturas das rochas sedimentares são: Maciça Terrosa Granular Estratificadas em camadas planas paralelas Estratificadas em ―folhas ou placas‖ Estratificadas em camadas cruzadas 10 3- Rochas metamórficas: As rochas magmáticas e sedimentares podem ser levadas por processos geológicos a condições diferentes daquelas nas quais se formaram. Estas novas condições podem determinar a instabilidade dos minerais preexistentes, estáveis nas antigas condições. As rochas sofrem então transformações sob a ação destas novas condições de temperatura, pressão, presença de agentes voláteis ou fortes atritos, adaptando-se a novas condições reinantes. As rochas originadas a partir destas transformações são denominadas rochas metamórficas. O conjunto de fenômenos que leva a estas transformações é conhecido como metamorfismo O metamorfismo atua sobre rochas preexistentes modificando suas texturas, estruturas e, não obrigatoriamente, a mineralogia. As modificações observadas em decorrência do metamorfismo são reajustes necessários para que os minerais alcancem a estabilidade nas novas condições do meio em que a rocha foi colocada. É importante observar que esse processo ocorre sem que haja fusão da rocha preexistente, ou seja as transformações ocorrem na fase sólida. Podem ocorrer tanto a recristalização dos minerais preexistentes como a formação de novos minerais, graças à mudança da estrutura cristalina sob novas condições de pressão e temperatura ou a combinação química entre dois ou mais minerais formando um novo mineral. Principais propriedades macroscópicas: a) Granulação ou textura: É a avaliação do tamanho dos minerais constituintes de uma rocha. Para efeito prático e de acordo com o tamanho dos constituintes, as rochas são denominadas: Afaníticas: rochas de granulação muito fina onde os constituintes minerais são dificilmente identificados e/ou distinguidos entre si a olho nu. Em geral cristais menores que 0,5 mm. Faneríticas: rochas cujos minerais constituintes são identificados e distinguidos à olho nu. Em geral apresentam cristais maiores que 0,5 mm. b) Composição mineralógica: As rochas metamórficas, em função do processo genético, possuem minerais que são comuns as rochas ígneas (por exemplo, quartzo, feldspato, biotita e muscovita), as rochas sedimentares (por exemplo, calcita, dolomita, manuc Realce manuc Realce 11 quartzo, muscovita) e minerais próprios, formados durante o metamorfismo (clorita, sericita, zirconita, granada). c) Estrutura: As principais estruturas das rochas metamórficas são: Maciça: característica de rochas que exibem aspecto maciço e ausência de elementos lineares ou planares nítidos, indicando amplo domínio da recristalização sobre a deformação. Ex: mármores, quartzitos e anfibolitos. Gnaissica: resulta da interação das estruturas granulares e xistosas, sendo característica dos gnáisses. Estas rochas são constituídas por camadas alternadas ricas em minerais equidimensionais (principalmente quartzo, feldspato) e planares ou lineares (principalmente biotita). Cataclástica: os minerais apresentam-se na forma de fragmentos angulosos de diversos tamanhos envoltos em uma massa fina Os fragmentos assemelham-se a material quebrado por golpes de martelo. Ex: cataclasitos. Granular: apresentam minerais bem evidentes aproximadamente de mesmo tamanho e ausência de elementos lineares nítidos ou qualquer orientação Ex: mármore, anfibolitos. 12 Xistosa: é uma estrutura característica das rochas que exibem acentuado aspecto planar e fissilidade ao longo de planos paralelos denominados de xistosidade. Ex: muscovita xistos, biotita xistos, talco xistos, clorita xistos, hornblenda xistos, estaurolita xistos. Foliação: é uma estrutura planar que caracteriza rochas na quais sua orientação é basicamente devida à ação tectônica. Difere da estrutura xistosa por apresentar minerais de tamanho reduzido (textura afanítica e subfanerítica). Ex: filitos, ardósias. Migmatítica: a rocha exibe gnaissificação muito deformada e com concentrações irregulares de material claro de composição granítica e material escuro constituído predominantemente de biotita, anfibólio. Ex: migmatitos. 5– Identificação de rochas Quadro auxiliar para identificar rochas sedimentares Textura Composição mineralógica Estrutura Outras características Rochas Rudácea Grânulos: quartzo Cimento: hematita + sílica, goethita + sílica, Calcita + sílica Granular Rochas com cimentação forte Conglomerados Arenosa Grânulos: quartzo Cimento: Calcita + argila +hematita, argila + hematita, argila + matéria orgânica + sílica, goethita + sílica Granular Rochas com cimentação fraca a forte Arenitos Siltosa Quartzo, argila, hematita e matéria orgânica Maciça Não é possível distinguir a olho nu os grânulos do cimento. Siltito Argilosa Argila, Hematita, Goethita Terrosa Distingue-se do siltito pela avidez pela água, cheiro úmido. Argilito Siltosa Quartzo e matéria orgânica Estratificada em folha Odor de óleo Folhelho Fina Calcita e/ou dolomita Estratificada em camadas Estratificação plana paralela típica Calcário 13 Quadro auxiliar para identificar rochas ígneas Coloração Textura Composição mineralógica Estrutura Teor de sílica Modo de jazimento Outras características Rochas Leucocrata Fanerítica Ortoclasio Quartzo Biotita Granular Ácida Intrusivo Apresenta pouca biotia Granito róseo Leucocrata a Mesocrata Fanerítica Ortoclasio Quartzo Biotita Granular ÁcidaIntrusivo Granito cinza Mesocrata a Leucocrata Fanerítica Ortoclasio Quartzo Piroxênio Granular Intermediária Intrusivo Sienito Melanocrata Afanítica Plagioclásio Piroxênio Maciça Básica Extrusivo Impossível ver os minerais a olho nu Basalto Melanocrata Afanítica Plagioclásio Piroxênio Vesicular Básica Extrusivo As vesículas podem estar preenchidas por quartzo, dolomita Basalto vesicular Melanocrata Afanítica Plagioclásio Piroxênio Amigdalóide Básica Extrusivo Vesículas preenchidas Basalto amigdalóide Melanocrata Subfanerítica Plagioclásio Piroxênio Granular Básica Intrusivo Diabásio Melanocrata Fanerítica Plagioclásio Piroxênio Granular Básica Intrusivo Gabro Quadro auxiliar para identificar rochas metamórficas Textura Composição mineralógica Estrutura Outras características Rochas Fanerítica Ortoclásio, quartzo, biotita Gnáissica O ortoclasio é rosa ou cinza Gnaisse Fanerítica Muscovita, quartzo Xistosa Rocha de cor branca amarelada por óxido de Fe Xisto Fanerítica Calcita Granular Rocha cristalina Mármore Afanítica a Subfanerítica Quartzo, Muscovita Maciça Rocha clara podendo conter cristais de muscovita Quartzito 14 6 – Atividade prática a) Identifique as rochas e preencha o quadro abaixo de acordo com as características macroscópicas apresentadas. Identificação Formação Jazimento Textura Estrutura Cor Nome da rocha b) Qual a importância de conhecermos o tipo de rocha que ocorre nas diferentes regiões? Cite um exemplo de uma rocha que ocorre em cada região do estado e quais as principais características que são usadas para diferenciar uma da outra. 15 c) Indique os tipos de rochas que predominam em cala região ou local indicado pelas letras nas figuras abaixo: ( ) Rochas ígneas intrusivas ( ) Rochas ígneas extrusivas ( ) Rochas metamórficas ( ) Rochas sedimentares de origem marinha ( ) Rochas sedimentares de origem erosiva. ( ) Região com elevada concentração de K em solos jovens ( ) Região com solos recém formados com alto de teor de Fe +++ , Ca ++ e Mg ++ ( ) Região com predomínio de solos pouco desenvolvidos ( ) Região onde são encontrados solos profundos ( ) Formação geológica mais antiga do estado ( ) Formação geológica mais jovem do estado ( ) Região coberta por grandes derrames vulcânicos. A B C D A B C D 16 7- Referências CLEMENTE, C.A. Curso de especialização em gerenciamento ambiental. Apontamentos de aula da disciplina Geologia. Piracicaba: Esalq, 2004. 33p. MACHADO, F.B.; MOREIRA, C.A.; ZANARDO, A; ANDRE, A.C.;GODOY, A.M.; FERREIRA, J. A.; GALEMBECK, T.; NARDY, A.J.R.; ARTUR, A.C.; OLIVEIRA, M.A.F.de. Enciclopédia Multimídia de Minerais. [on-line].ISBN: 85-89082-11-3 Disponível na Internet: http://www.rc.unesp.br/museudpm. http://www.geolab.unc.edu/Petunia/IgMetAtlas/mainmenu.html – Atlas de Mineralogia (inglês), descrições de minerais e rochas http://www.webmineral.com – Atlas de Mineralogia (inglês), com ótimas fotos e boas descrições de minerais. http://ansatte.uit.no/kku000/webgeology/webgeology_files/brazil/minerals_pt_bra.html http://www.museumin.ufrgs.br/porsite.htm http://www.rc.unesp.br/museudpm http://www.geolab.unc.edu/Petunia/IgMetAtlas/mainmenu.html http://www.webmineral.com/ http://ansatte.uit.no/kku000/webgeology/webgeology_files/brazil/minerals_pt_bra.html 17 PRÁTICA 3 – MORFOLOGIA DO SOLO As características morfológicas do solo são o reflexo dos fatores e processos de formação que aturam durante determinado período de tempo e o seu conhecimento e a identificação são fundamentais para a descrição e classificação dos solos. Objetivos: Iniciar o estudo da morfologia do solo, fornecendo subsídios para que os alunos aprendam a conhecer e interpretar as características morfológicas de diferentes solos. Estudar a morfologia do solo no campo, permitindo aos alunos entenderem e reconhecerem as características morfológicas em diferentes solos. Conteúdos trabalhados: 1- O que é perfil do solo e sua importância no estudo e compreensão dos diferentes solos; 2-relação solo – paisagem e variabilidade natural dos solos; 3-Mostras no perfil os procedimentos para descrição de um perfil de solo; 4-Horizontes e camadas, principais horizontes que compõem o solo; 5-Profundidade do solo: profundidade efetiva e sua relação com a gênese do solo e com o desenvolvimento de plantas; 6- Espessura do solo; 7- Textura e suas relações com propriedades químicas e físicas; 8- Procedimentos para determinação da textura do solo; 9- Painel de análise textural pelo método do tato; Elementos de trabalho prático: 1- Horizontes do solo Os horizontes do solo formados pela ação dos processos pedogenéticos são chamados de horizontes genéticos ou pedogenéticos. Correspondem ao julgamento qualitativo do avaliador que considera alterações resultantes da formação do solo. Os principais horizontes pedogenéticos são os seguintes: 18 Horizonte O ou H – constituído de material orgânico sobreposto a outros horizontes minerais ou a rocha. O horizonte O é formado geralmente em condições de baixa temperatura, enquanto o horizonte H é formado geralmente em condições de má drenagem. Horizonte A – constituído de material, encontrado na superfície ou em seqüência a horizontes O ou H. Difere-se dos horizontes subseqüentes pelo maior acúmulo de matéria orgânica e translocação de componentes minerais. Apresenta intensa atividade biológica e propriedades químicas, físicas e biológicas influenciadas pela matéria orgânica. Horizonte E – constituído de material mineral com predomínio de partículas grosseiras como areia e silte, devido a translocação de argila, ferro, alumínio ou matéria orgânica para horizontes subseqüentes. Conhecido como horizonte eluvial. Horizonte B – constituído de material mineral encontrado em subsuperfície, sob horizontes A, E ou O. É o horizonte que apresenta maior expressão dos processos pedogenéticos, notados pela cor, textura, mineralogia, estrutura e outros aspectos. Em alguns casos caracteriza-se como horizonte iluvial. Horizonte C – horizonte pouco afetado pelos processos pedogenéticos Horizonte R – constituído de material mineral consolidado, como a rocha. Não pode ser cortado com uma pá, mesmo quando úmido. 2- Horizontes de transição São horizontes que apresentam características de dois horizontes principais, situados na zona de transição de um para outro. Quanto à identificação, aquele horizonte que predominar sobre o outro aparece na frente, por exemplo: horizonte AB, apresenta características de A e B, entretanto, predomina aquelas de A, sendo considerado A para fins de classificação. Outros exemplos de horizontes transicionais são os seguintes: BA, AC, EB, BE, BC, CB, etc. 3- Horizontes intermediários São horizontes ―mesclados‖, podendo ou não ser transicionais, onde porções de um horizonte penetram na área de outro horizonte, sendo possível identificar as diferentes partes. Estes horizontes são identificados da seguinte maneira: A/B, A/C, B/C, B/C/R. Onde a primeira letra indica o horizonte que ocupa maior volume. 19 Simbologia e características específicas de horizontes e camadas subordinadas do solo (adaptado de Santos et al., 2005) Sufixos Característica Uso com horizonte pedogenético Indicativo de atributo ou horizonte diagnóstico b horizonte enterrado H, A, E, B, F recobrimento c concreções de Fe, Al e Mn A, E, B, C petroplintita f plintita B, C Hz. plíntico g glei A, E, B, C Hz. glei i incipiente desenvolvimento doHz. B B Hz. B incipiente j tiomorfismo H, A, B, C Material sulfídrico k* acumulação de CaCO3 A, B, C - m extremamente cimentado em +90% B, C duripan n saturação com Na + trocável > 15% H, A, B, C caráter sódico p revolvido pela aração agrícola H, A uso antrópico r rocha branda ou saprolito C contato lítico fragmentário t acumulação de argila iluvial B Hz. B textural u modificações ou acumulações antropogênicas H, A - v características vérticas B, C Hz. vértico w intemperismo intenso B Hz. B latossólico x cimentação aparente, reversível B, C, E Fragipã A transição entre horizontes é descrita quanto ao grau (nitidez) e à topografia (forma) com que os horizontes se diferenciam no perfil. Transição entre horizontes - Grau ou nitidez (extraído de Santos et al., 2005) Grau ou nitidez Faixa de separação (cm) Abrupta < 2,5 Clara 2,5 a 7,5 Gradual 7,5 a 12,5 Difusa >12,5 Descrição da forma de transição entre horizontes (extraído de Santos et al., 2005) Forma ou Características 20 topografia Plana Paralela a superfície, pouco ou nenhuma irregularidade. Ondulada Sinuosa, com desníveis em relação a um plano horizontal mais largos que profundos. Irregular Irregular, com desníveis em relação ao plano horizontal mais profundos que largos. Descontínua Descontínua, em que partes de um horizonte estão parcial ou completamente desconectadas de outras do mesmo horizonte. 4-Estrutura: Os tipos de estrutura normalmente encontrados no solo são classificados de acordo com a forma e ao tamanho das unidades estruturais como mostra a tabela a seguir. Forma Tipos (forma e arranjamento dos agregados) Laminar Prismática: é um tipo que predomina a linha vertical Blocos: com 3 dimensões da mesma ordem de magnitude, distribuídas em torno de um ponto. Prismática Colunar Blocos angulares Blocos subangulares Forma e aspecto arredondado granular grumosa Muito pequena < 1 mm < 10mm < 10mm < 5 mm < 5 mm < 1 mm < 1 mm Pequena 1 a 2 mm 10 a 20 mm 10 a 20 mm 5 a 10 mm 5 a 10 mm 1 a 2 mm 1 a 2 mm Média 2 a 5 mm 20 a 50 mm 20 a 50 mm 10 a 20 mm 10 a 20 mm 2 a 5 mm 2 a 5 mm Grande 5 a 10 mm 50 a 100 mm 50 a 100 mm 20 a 50 mm 20 a 50 mm 5 a 10 mm - Muito grande > 10 mm > 100 mm > 100 mm > 50 mm > 50 mm > 10 mm - Outra característica avaliada é o grau de desenvolvimento da estrutura: Fraca: unidades estruturais pouco freqüentes em relação ao solo solto. Moderada: unidades estruturais bem definidas e pouco material solto. Forte: unidades estruturais são separadas com facilidade e quase não se observa material solto. 21 Tipos de estruturas 5- Cerosidade É o aspecto brilhante e ceroso resultante de filmes de argila que recobrem a superfície das unidades estruturais. Quanto ao grau de desenvolvimento: pode ser fraca, moderada e forte de acordo com maior ou menor nitidez e contraste mais ou menos evidente com as partes sem cerosidade. Quanto à quantidade: pouco, comum e abundante, em função do revestimento da superfície dos agregados. Além da cerosidade, deve-se descrever: Superfícies foscas ou “coatings”: superfícies ou revestimentos muito tênues e pouco nítidos, que não podem ser caracterizados como cerosidade. Estes revestimentos são constituídos por filmes de matéria orgânica e manganês (pretos ou quase pretos). Superfícies de fricção ou “slickensides”: superfícies alisadas e lustrosas, apresentando estriamento causado pela movimentação e atrito da massa de solo. 22 Ocorrem devido aos movimentos de expansão e contração da massa de solo resultante do umedecimento e secagem do solo. Superfícies de compressão ou “pressure surface”: superfícies alisadas sem estriamento causadas por compressão na massa de solo em decorrência da expansão do material. Podem apresentar brilho quando úmidas ou molhadas. 6- Nódulos e concreções A descrição deve incluir informações sobre quantidade, tamanho, dureza, cor e natureza dos nódulos e concreções. Quantidade: Muito pouco: < 5% do volume; Pouco: 5 a 10%; Freqüente: 15 a 40%; Muito freqüentes: 40 a 80%; Dominante: > 80% do volume. Tamanho: Pequeno: > 1 cm de diâmetro (maior dimensão), Grande: < 1 cm de diâmetro (maior dimensão). O tamanho médio pode ser indicado entre parênteses – isso é desejável se os nódulos são excepcionalmente pequenos (< 0,5 cm) ou grandes (> 2 cm). Dureza: Macio: pode ser quebrado entre o polegar e o indicador; Duro: não pode ser quebrado entre os dedos. Forma: esférica, irregular e angular. Cor: utilizar termos simples: preto, branco, vermelho, etc. Natureza: a presumível natureza do material do qual o nódulo ou concreção é principalmente formado deve ser dada, por exemplo,― concreções ferruginosas‖ 23 (compostos de ferro predominante): ferro-magnesianas, gibbsita; carbonato de cálcio, etc. 7- Presença de raízes Pretendendo se distinguir as quantidades relativas de raízes nos diferentes horizontes, anota-se a quantidade de raízes (muitas; comuns; poucas; e raras), o diâmetro de raízes (muito finas < 1mm; finas = 1 a 2mm; médias = 2 a 5mm; grossas = 5 a 10mm; e muito grossas > 10mm), e o tipo de raízes, como fasciculada ou pivotante. 8- Descrição geral (caracterização ambiental) É a caracterização de aspectos referentes ao ambiente onde o perfil de solo se encontra, os quais são anotados na seguinte seqüência: Perfil: especificar o número ou outra identificação de campo; Data: anotar dia, mês e ano; Classificação: efetuada segundo o SiBCS (Embrapa, 2006) após análise dos dados coletados; Localização: endereço do perfil, informar estrada, município e coordenadas geográficas; Situação e declive: informar a declividade e cobertura vegetal sobre o perfil; Altitude: determinada em relação ao nível do mar; Litologia: discriminação das rochas que constituem o substrato no local do perfil de solo; Formação geológica: especificação da unidade litogenética a que se referem as rochas do substrato; Período: identificação do período geológico referente à litologia; Material originário: natureza do material primitivo do qual o solo se formou; Pedregosidade: refere-se à proporção relativa de calhaus e matacões sobre a superfície e, ou, na massa do solo; Rochosidade: refere-se à proporção relativa de exposição de rochas do embasamento, na superfície do terreno; Relevo local: refere-se à declividade do local onde se encontra o perfil de solo; Relevo regional: diz respeito ao tipo de relevo predominante na região do perfil em questão; Erosão: refere-se ao grau de remoção das partes superficiais e subsuperficiais do solo; Drenagem: diz respeito à drenagem interna do perfil, expressa pela coloração dos horizontes; 24 Vegetação primária: refere-se à vegetação primária ou original do local do perfil; Uso atual: refere-se ao uso atual do solo no local do perfil e nas suas imediações; Clima: tipo de clima conforme a classificação de Köppen; Descrito e coletado por: Nome dos indivíduos que efetuaram a descrição e coleta. 25 CAMPUS DA UFSM – LOCALIZAÇÃO DOS PERFIS DAS AULAS PRÁTICAS CCR PERFIL 1 PERFIL 2 Biblioteca Galpão do Depto. de solos 26 PRÁTICA 4 – MORFOLOGIA DO SOLO Objetivos: Continuar o estudo da morfologia do solo, fornecendo subsídios para que os alunos aprendam a conhecer e interpretar as características morfológicas (cor, textura, estrutura e consistência) de diferentes solos. Conteúdos trabalhados: a) Cor do solo e sua importância agrícola e ambiental; b) Determinação da cor do solo coma caderneta de Munsell; c) Textura do solo e sua importância agrícola e ambiental; d) Determinação da textura do solo através do tato; e) Consistência do solo e sua determinação pelo tato; f) Estrutura do solo: formação e caracterização. Elementos de trabalho prático:Cor do solo: para a caracterização da cor do solo a campo é conveniente quebrar os agregados ou torrões para determinar se a cor é a mesma por fora e por dentro dos elementos da estrutura. Depois a caracterização é feita (pela comparação com os padrões de cores constantes na caderneta de Munsell) em amostras secas, seca triturada, úmida, e úmida amassada. Nessa aula os alunos irão determinar a cor (Matiz, valor e croma) de diferentes amostras de solos com a caderneta e Munsell. Matiz: cor do espectro da luz. Está relacionado com o comprimento de onda de luz. Valor: refere-se à luminosidade relativa da cor. Croma: é a pureza da cor em relação ao cinza. 27 Textura do solo: A textura do solo refere-se ao conteúdo percentual das frações areia (partículas com tamanho entre 2 e 0,05 mm), silte (entre 0,05 e 0,002 mm) e argila (menor que 0,002 mm) presentes no solo. A textura do solo nos informa sobre facilidade de mecanização do solo, suscetibilidade à erosão, porosidade, armazenamento de água, entre outros. Sua determinação no campo se baseia na sensibilidade ao tato: Areia: sensação aspereza, não plástico, não pegajoso. Silte: sensação sedosidade, plástico, não pegajoso. Argila: Sensação sedosidade, plástica, pegajosa. Este procedimento requer habilidade e prática. Sempre que possível, pegue um punhado de solo e umedeça-o; após, esfregue uma porção do solo umedecido para perceber as distintas sensações que as partículas nos dão. Como o solo é normalmente composto pelas três frações granulométricas (areia, silte e argila) e raramente por apenas uma dela, teremos uma ou duas sensações predominantes. Para classificar o solo em uma classe textural, utiliza-se o triângulo textural, entrando com os percentuais de areia, silte e argila e assim achando o nome da classe do solo. Triângulo textural: com as 13 classes texturais consideradas pelo Sistema Brasileiro de classificação de solos. 28 Consistência do solo: refere-se à característica de resistência e moldabilidade que o solo oferece quando esta seco, úmido e molhado. A consistência do solo nos informa sobre as condições e a facilidade de mecanização do solo. Sua determinação no campo se baseia na sensibilidade ao tato: a) Solo seco: caracterizada pela dureza ou tenacidade. Para avaliá-la, deve-se selecionar um torrão seco e comprimi-lo entre o polegar e o indicador. Solta: não coerente entre o polegar e o indicador. Macia: massa do solo fracamente coerente e frágil quebra-se em material pulverizado ou grãos sob pressão muito leve. Ligeiramente dura: fracamente resistente à pressão, facilmente quebrável entre o polegar e o indicador. Dura: moderadamente resistente à pressão, pode ser quebrado nas mãos sem dificuldade, mas é dificilmente quebrável entre o polegar e o indicador. Muito Dura: muito resistente à pressão. Somente com dificuldade pode ser quebrado nas mãos. Não é quebrável entre o polegar e o indicador. Extremamente Dura: extremamente resistente à pressão. Não pode ser quebrado com as mãos. b) Solo úmido: caracterizada pela friabilidade e determinada num estado de umidade intermediário entre o seco e a capacidade de campo. Deve-se umedecer o torrão de solo ligeiramente e deixar que o excesso de água seja removido da amostra antes de testar a consistência. Depois tentar esboroar na mão uma amostra ligeiramente úmida. Solta: não coerente. Muito friável: o torrão esboroa-se com pressão muito leve, mas agrega-se por compressão posterior. Friável: o torrão esboroa-se facilmente sob pressão fraca e moderada entre o polegar e o indicador e agrega-se por compressão posterior. Firme: o material de solo esboroa-se sob pressão moderada entre o polegar e o indicador, mas apresenta resistência distintamente perceptível. Muito firme: o material de solo esboroa-se sob forte pressão; dificilmente esmagável entre o polegar e o indicador. 29 Extremamente firme: o material do solo somente se esboroa sob pressão muito forte, não pode ser esmagado entre o polegar e o indicador e deve ser fragmentado pedaço por pedaço. c) Solo quando molhado: caracterizada pela plasticidade e pela pegajosidade e determinada em amostras pulverizadas e homogeneidade, com conteúdo de água ligeiramente acima ou na capacidade de campo. A quantidade de água é ajustada adicionando solo ou água à medida que se manipula a amostra. Plasticidade: para determinação a campo, rola-se, depois de amassado, o material de solo entre o polegar e o indicador e observa-se se pode ser feito ou modelado um fio ou cilindro fino. Não plástica: quando muito, forma um fio, que é facilmente deformado; Ligeiramente plástica: forma-se um fio, que é facilmente deformado; Plástica: forma-se um fio, sendo necessária pressão moderada para sua deformação; Muito plástica: forma-se um fio, sendo necessária muita pressão para deformá-lo. Pegajosidade: para avaliação a campo a massa de solo, pulverizada e homogeneizada, é molhada e então comprimida entre o indicador"e o polegar. Não pegajosa: após cessar a pressão, não se verifica, praticamente, nenhuma aderência da massa ao polegar e indicador. Ligeiramente pegajosa: após cessar a pressão, o material adere a ambos os dedos, mas desprende-se de um deles perfeitamente. Não há apreciável esticamento ou alongamento quando os dedos estão afastados. Pegajosa: após cessar a compressão, o material adere a ambos os dedos e, quando estes estão afastados, tende a alongar-se um pouco e romper- se, em vez de desprender-se de qualquer um dos dedos. Muito pegajosa: após a compressão, o material adere fortemente a ambos os dedos e alonga-se perceptivelmente quando eles estão afastados. Estrutura do solo: refere-se ao arranjamento das frações minerais e orgânicas do solo em agregados. O formato, o tamanho e a resistência dos agregados variam em 30 função do tipo de solo. As praticas de manejo também podem alterar essas características da estrutura do solo, principalmente na camada superficial. Os tipos de estrutura normalmente encontrados no solo são classificados de acordo com a forma e ao tamanho das unidades estruturais como mostra a tabela a seguir: Tamanho Tipos: forma e arranjamento dos agregados Laminar Prismática Colunar Blocos angulares Blocos subangulares Granular Tamanho (mm) Muito pequena < 1 < 10 < 10 < 5 < 5 < 1 Pequena 1 a 2 10 a 20 10 a 20 5 a 10 5 a 10 1 a 2 Média 2 a 5 20 a 50 20 a 50 10 a 20 10 a 20 2 a 5 Grande 5 a 10 50 a 100 50 a 100 20 a 50 20 a 50 5 a 10 Muito grande > 10 > 100 > 100 > 50 > 50 > 10 Quanto ao grau de desenvolvimento a estrutura pode ser classificada como: Fraca: unidades estruturais pouco freqüentes em relação ao solo solto. Moderada: unidades estruturais bem definidas e pouco material solto. Forte: unidades estruturais são separadas com facilidade e quase não se observa material solto. 31 d) Atividade prática: a) Identificar a cor (matiz, valor e croma) das amostras de solo com auxílio da caderneta de Munsell. Solo Matiz Valor Croma Cor Seco Úmido Seco Úmido Seco Úmido Seco Úmido b)Verificar a sensação que as frações areia, silte e argila de forma isolada proporcionam ao tato. c) Estimar pela sensação ao tato as frações areia, silte e argila das amostras de solo e definir uma classe textural para cada amostra, com auxílio do triângulo textural. Solo Areia (%) Silte (%) Argila (%) Classe textural 32 d) Definir a consistência do solo molhado para as amostras de solo. Solo Plasticidade Pegajosidadee) Separar as unidades estruturais das amostras de solo e classificá-las de acordo com o formato e o grau de desenvolvimento. Solo Forma Grau de desenvolvimento 33 PRÁTICA 5 – MORFOLOGIA DO SOLO: DESCRIÇÃO DE UM PERFIL Á CAMPO Objetivos: Aplicar os conhecimentos de morfologia do solo e fazer a descrição morfológica de um perfil de solo á campo. Conteúdos trabalhados: a) Identificação e separação dos horizontes do solo b) Determinação da cor do solo com a caderneta de Munsell; c) Determinação da textura do solo através do tato; d) Determinação da estrutura do solo; e) Consistência do solo e sua determinação pelo tato; f) Identificar outras características morfológicas: cerosidade, concreções etc. g) Coletar amostras de solo de cada horizonte para a determinação da textura em sala de aula. Metodologia: a) Seleção do local: deve ser representativo da área e sempre que possível, sob vegetação natural, permitindo a caracterização adequada da referida unidade. Para abrir a trincheira deve-se atingir a profundidade desde a superfície até o material de origem, com largura de cerca de 2 m e exposição do perfil ao Sol. Quando em corte de estrada, o perfil não deve ter influência de insolação ou chuva sobre os horizontes. Após, inicia-se o exame do perfil pela separação dos horizontes e, ou, camadas, que são diferenciadas basicamente pela variação perceptível das características morfológicas (cor, textura, estrutura, consistência, etc) avaliadas em conjunto. b) Características morfológicas internas do perfil do solo (anatômicas): são características visíveis a olho nu ou perceptível por manipulação. Nesta etapa descreve- se a aparência do solo, ou mais especificamente, do perfil do solo. As características morfológicas internas do perfil do solo são: espessura e transição entre horizontes, cor, textura, estrutura, porosidade, consistência, cerosidade, slickensides, nódulos e concreções minerais. Material necessário: pá, faca, trena, caderneta de Munsell, água, sacos plásticos, ficha de anotação e manual de descrição e coleta de solo á campo. 34 FICHA PARA DESCRIÇÃO MORFOLÓGICA DO SOLO Projeto: Perfil Nº: Classificação: Localização: Situação de declive: Altitude: Material de origem: Relevo: Erosão: Drenagem: Vegetação (primária e atual): Uso atual: Unidade de mapeamento: Clima: Pedregosidade: Rochosidade: Data: Descrito por: Horizontes Profundidade (cm) Transição entre horizontes Cor Textura Estrutura Grau Forma Seco Úmido Tipo Tamanho Grau de desenvolvimento 35 FICHA PARA DESCRIÇÃO MORFOLÓGICA DO SOLO Horizontes Consistência Cerosidade Raízes Porosidade Mosqueados Concreções Seco Úmido Molhado Plasticidade Pegajosidade Observações: 36 Exemplo: Descrição morfológica da Unidade de mapeamento São Pedro (Brasil, 1973) CLASSIFICAÇÃO ARGISSOLO VERMELHO AMARELO textura média relevo ondulado subs- trato arenito. PALEUDALF (44). DYSTRIC NITOSOLS (12). CARACTERÍSTICAS GERAIS Esta unidade de mapeamento caracteriza-se por apresentar solos profundos, avermelhados textura superficial arenosa, friáveis e bem drenados. São ácidos, com saturação de bases baixa a média e pobres em matéria orgânica e na maioria dos nutrientes. Apresentam seqüência de horizonte A, B e C, bem diferenciados com as se- guintes características morfológicas: — Horizonte A profundo, normalmente bruno avermelhado escuro ou bruno escuro; textura franco argilo arenosa e franco arenosa; estrutura fracamente desenvolvida em blocos subangulares; friáveis, não a ligeiramente plástico e não a ligeiramente pegajoso. A transição para o horizonte B é gradual e plana. — Horizonte B profundo com cores avermelhadas; textura argilo arenosa a franco argilo arenosa; estrutura fraca ou mais raramente moderada em blocos subangulares; friável, ligeiramente plástico e ligeiramente pegajoso. — Horizonte C formado pelo arenito já bastante decomposto apresentando textura argilo arenosa ou mais leve, de coloração variável. CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS — Capacidade de troca de cátions: O valor T é baixo (menor que 5,5cmolc kg -1 de solo) no A, aumentando com a profundidade (até 9,6cmolc kg -1 de solo). — Saturação de bases. O valor V é baixo (menos de 35%) no horizonte A e médio (ao redor de 45%) no horizonte B. — Bases trocáveis. O valor S é baixo aumentando com a profundidade (menos de 2cmolc kg -1 de solo no A e mais de 3,0cmolc kg -1 de solo no B). Os teores de cálcio são dominantes, sendo ligeiramente superiores ao do magnésio no A e o 37 dobro ou mais no horizonte B. O potássio normalmente é inferior a 0,08cmolc kg -1 de solo. — Matéria orgânica. São solos pobres em matéria orgânica cujos teores são sempre inferiores a 2% — Fósforo disponível. São muito pobres em fósforo disponível, apresentando teores menores que 3 ppm. — Alumínio trocável. O teor de alumínio trocável está ao redor de 1,0cmolc kg -1 de solo, embora em alguns perfis possam alcançar valore. de 4,0cmolc/kg de solo ou mais no horizonte B. — pH. São solos francamente ácidos, com pH água em torno de 5,0 apresentando pequenas variações para mais ou para menos, ao longo do perfil. — A relação SiO2/Al2O3 (Ki) é ligeiramente superior a 2,2. VARIAÇÕES E INCLUSÕES Como variações, tem-se perfis de solos com horizonte A mais leve (areia fraca) e perfis com transição abrupta para o horizonte B. Como inclusões, tem-se a ocorrência em cerca de 20% da área de solos hi- dromórficos indiscriminados principalmente do grande grupo Gley Pouco Húmico. Também pequena ocorrência de perfis de solos da unidade Santa Maria. DISTRIBUIÇÃO GEOGRÁFICA Esta unidade ocorre nos municípios de São Pedro, Santa Maria, Restinga Seca, Formigueiro, Jaguari, General Vargas, Cacequi, São Gabriel, São Francisco de Assis, Alegrete Uruguaiana, Quaraí, Santana do Livramento, Rosário do Sul. Totalizam uma área de 6.675 km 2 , o que representa cerca de 2,48% da área do RS. DESCRIÇÃO GERAL DA ÁREA DA UNIDADE Material de origem. Solos formados a partir de arenitos. Relevo e altitude. O relevo predominante é o ondulado formado por elevações arredondadas com declives em torno de 8 a 10% pendentes em centenas de metros. A altitude média em que são encontrados situa-se ao redor de 150 metros. Vegetação. A vegetação dominante é a de campo grosso apresentando pequena cobertura, sendo formados predominantemente por Paspalum notatum e outras gramíneas secundárias. São bastante infestados de barba-de-bode, (Aristida pallens) e outras espécies invasoras. 38 Clima. Nas áreas onde ocorre esta unidade de mapeamento o tipo fundamental é o Cfa 2 (33) de Koeppen. A temperatura média anual fica compreendida entre 19,2 a 17,9°C. A precipitação média anual pode variar de 1404 a 1769mm. As normais mensais são bem distribuídas (30). Nesta região são freqüentes períodos secos podendo ter 100mm de déficit de cinco vezes cada 10 anos e maior que 300mm l vez cada 10 anos. Períodos secos são freqüentes em novembro, dezembro e janeiro. GRAUS DE LIMITAÇÃO AO USO AGRÍCOLA Fertilidade natural: Forte. São solos arenosos pobres em matéria orgânica e em nutrientes disponíveis. Erosão: Moderada a forte. São solos bastante susceptíveis à erosão devido a textura e ao relevo em que ocorrem. Falta d'água: Moderada, possuem baixa capacidade de retenção de água. A irrigação mesmo em áreas de chuvas normais é julgada conveniente (3). Falta de ar Nula. São solos bem drenados, porosos e profundos. Uso de implementos: Ligeira a moderada. São poucos os impedimentos à mecanização sendo asprincipais limitações relacionadas com os solos hidromórficos associados ao relevo. USO ATUAL Na maior parte da área estão sendo utilizados com pastagens naturais. Dis- tribuídas na área da unidade são encontradas pequenas lavouras de milho, mandioca, trigo e melancia. O reflorestamento com eucalipto é também bastante encontrado. A maior parte da área encontra-se com a vegetação natural de pastagens. USO POTENCIAL As principais limitações destes solos dizem respeito a fertilidade natural que é baixa, susceptibilidade a erosão e baixa capacidade de retenção de umidade. Podem ser cultivadas satisfatoriamente com culturas anuais, podendo serem mecanizadas sem maiores problemas, mas necessitando adubação e correções maciças, bem como praticas de conservação do solo e da água. Quando possível deve ser feita a incorporação de matéria orgânica, a fim de melhorar suas propriedades físicas. Utilização destes solos com culturas perenes ou pastagens cultivadas é bastante recomendável. 39 O melhoramento dos campos através da limpeza, manejo adequado, adubação e correção é aconselhável. ASSOCIAÇÕES Os solos São Pedro também ocorrem associados a outros solos constituindo as seguintes unidades de mapeamento: — ASSOCIAÇÃO SÃO PEDRO —SANTA MARIA Esta associação ocorre nos municípios de São Gabriel e Rosário do Sul ocu- pando área de 255km 2 correspondendo a 0,09% da área do Estado. Nesta associação os solos São Pedro sempre ocupam o terço superior das coxilhas. — ASSOCIAÇÃO SÃO PEDRO - AFLORAMENTO DE ROCHAS Esta associação ocorre nos municípios de Candelária, Cachoeira do Sul e Jaguari ocupando área de 460km 2 , correspondendo a 0,17% da área do Estado. — ASSOCIAÇÃO SÃO PEDRO — PEDREGAL — ESCOBAR — AFLORAMENTO DE ROCHAS Esta associação ocorre nos municípios de Santana do Livramento, Rosário do Sul e Alegrete ocupando área de l.115km 2 correspondendo a 0,41% da área do Estado. — ASSOCIAÇÃO SÃO PEDRO - LIVRAMENTO Esta associação ocorre no município de Santana do Livramento ocupando área de 325km 2 correspondendo a 0,19% da área do Estado. Perfil RS — 135 Unidade de mapeamento: SÃO PEDRO Localização: A 42km da cidade de Rosário do Sul, na estrada Rosário do Sul- Livramento. Situação: Corte de estrada na meia encosta de uma elevação com 5% de declive . Altitude: 200 metros. Relevo: Ondulado com declives em dezenas de metros. Material de origem: Arenito. Cobertura vegetal: Campo natural com incidência de barba-de-bode. Drenagem: Bem drenado. 40 A1 0-25cm; bruno amarelado escuro (10YR 3/4, úmido); franco arenoso; fraca pequena média granular; muito poroso; solto, muito friável, não plástico e não pegajoso; transição difusa e plana; raízes abundantes. A2 25-65cm; bruno escuro (7,5YR 3/2, úmido); franco arenoso; fraca média blocos subangulares; muito poroso; solto, muito friável, não plástico e não pegajoso; transição difusa e plana; raízes abundantes. AB 65-l00cm; bruno avermelhado escuro (5YR 3/4, úmido); franco argilo arenoso; fraca média blocos subangulares; poroso; ligeiramente duro, friável, ligeiramente plástico e ligeiramente pegajoso; transição gradual e plana; raízes muitas. BA 100-130cm; bruno avermelhado escuro (2,5YR 3/4, úmido); franco argilo arenoso; moderada pequena e média blocos subangulares; poroso; ligeiramente duro, friável, ligeiramente plástico e ligeiramente pegajoso; transição gradual e plana; raízes poucas. BC 130-160cm; vermelho escuro (2,5YR 3/6, úmido); mosqueado pouco pequeno e proeminente bruno escuro (10YR 3/3, úmido); franco argilo arenoso; moderada pequena blocos subangulares; cerosidade fraca e pouca; poroso; duro, friável, ligeiramente plástico e ligeiramente pegajoso; transição gradual e plana; raízes raras. C 160-210 cm+; vermelho (2,5YR 4/6, úmido); mosqueado pouco pequeno e proeminente bruno escuro (10YR 3/3, úmido); franco argilo arenoso; fraca média blocos subangulares; cerosidade fraca e pouca; poroso; duro, friável, ligeiramente plástico e ligeiramente pegajoso; raízes raras. Obs.: — Nos horizontes B2 e B3 foi notada a presença de concreções tipo "chumbo de caça", provavelmente de ferro. ANALISE MINERALÓGICA RS — 135 São Pedro A1 Areias grossa e fina — 100% de quartzo vítreo incolor, alguns hialinos, desarestados (rolados); traços de: ilmenita, concreções ferruginosas, feldspato semi-intemperizado, biotita e detritos: fragmentos de raiz e sementes. A2 Areias grossa e fina — Idem à fração areia da amostra anterior. AB Areias grossa e fina — Idem à fração areia da amostra anterior. 41 BA Areias grossa e fina — Idem à fração areia da amostra anterior. Não se observa a ocorrência de detritos. BC Areias grossa e fina — Idem à fração areia da amostra anterior. C Cascalho — 100% de concreções ferruginosas e argilo-ferruginosas com inclusões de quartzo; l fragmento de carvão e l fragmento de quartzo. 42 Perfil: RS – 135 SÃO PEDRO Horizonte Amostra seca ao ar (%) pH Equivalente de umidade Símbolo Profundidade (cm) Calhaus > 20mm Cascalho 20-2mm Terra fina < 2mm Água KCl A1 0-25 0 0 100 5,0 4,1 10 A2 25-65 0 0 100 5,0 4,0 11 AB 65-100 0 0 100 5,1 4,1 16 BA 100-130 0 0 100 5,2 4,0 19 BC 130-160 0 0 100 5,2 4,0 18 C 160-210+ 0 X 100 5,0 4,0 20 Ataque por H2SO4 D=1,47 (%) Ki Kr Al2O3/ Fe2O3 P (mg.l -1 ) SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 P2O5 MnO 5,9 13,5 1,7 0,24 0,05 2,86 2,18 3,09 3 6,4 4,6 1,8 0,27 0,05 2,36 1,89 4,09 <1 11,7 9,0 3,2 0,39 0,04 2,22 1,81 4,40 <1 14,5 11,3 4,3 0,43 0,05 2,18 1,77 4,11 <1 13,5 10,3 4,0 0,42 0,04 2,23 1,79 4,04 <1 14,0 11,0 3,9 0,44 0,04 2,16 1,77 4,50 <1 43 Complexo sortivo (cmolc Kg -1 ) V (%) Al (%) Ca ++ Mg ++ K + Na + Valor S Al +++ H + CTC pH 7 0,9 0,8 0,08 0,03 1,8 1,1 2,5 5,4 33 38 1,2 0,5 0,05 0,03 1,8 1,0 2,9 5,7 32 36 3,1 0,9 0,05 0,04 4,1 1,0 4,1 9,2 45 20 3,2 1,2 0,10 014 4,6 1,3 3,7 9,6 48 22 2,0 1,2 0,06 0,03 3,3 1,7 3,2 8,2 40 34 2,1 0,7 0,06 0,03 2,9 1,9 2,5 7,3 40 40 C g Kg -1 N g Kg -1 C/N Composição Granulométrica g Kg -1 Argila Dispersa g Kg -1 Grau de Floculação % Silte/ Argila Areia grossa (2-0,20 mm) Areia fina (0,20-0,05mm) Silte (0,05-0,002mm) Argila (<0,002 mm) 6,9 0,7 10 430 300 120 150 80 47 0,80 6,9 0,7 10 460 320 100 120 100 17 0,83 6,0 0,6 10 340 260 110 290 180 38 0,38 6,8 0,7 10 300 240 110 350 270 23 0,31 5,2 0,5 10 290 270 120 320 270 16 0,38 4,0 0,4 10 260 270 120 350 10 97 0,34 44 PRÁTICA 5 – FATORES E PROCESSOS DE FORMAÇÃO DO SOLO Objetivo Relacionar os fatores e processos de formação do solo com algumas características morfológicas externas e internas dos solos característicos de uma topossequência (catena) localizada na Depressão Central. Material a ser utilizado Trado holandês, trena, caderneta de Munsell e frasco com água. Método Percorrer uma toposseqüência característica da região, fazendo no mínimo 4 tradagens (conforme figura abaixo) para verificar as características morfológicas (cor, textura, espessura) e associar essas características com os processos de formação de cada solo. Ponto 3 Ponto 2 Ponto 1 Topo da Coxilha Várzea Ponto 4 45 Exercícios 1) Preencha a tabela abaixo com as informações coletadas. Características do solo Ponto 1 Ponto 2 Ponto 3 Ponto 4 Cor Hz. 1 Cor Hz. 2 Cor Hz. 3 Cor Hz. 4 Cor Hz. 5 Textura Hz. 1 Textura Hz. 2 Textura Hz. 3 Textura Hz. 4 Textura Hz. 5 Espessura Hz. 1 Espessura Hz. 2 Espessura Hz. 3 Espessura Hz. 4 Espessura Hz. 5 Profundidade com presença de água Mosqueados (presença/ausência) Processo de Formação 2) Qual o significado das cores encontradas em cadahorizonte pedogênico? 3) O que caracteriza a presença do lençol freático nos diferentes pontos? 46 4) Quais características morfológicas ainda poderiam ser caracterizadas em nossa amostragem? 5) Leia a descrição de perfil a seguir e responda: a. Identifique as características morfológicas que estão descritas no horizonte A, relacionando os termos utilizados com sua respectiva característica morfológica. b. Este solo é pouco ou bem desenvolvido? É profundo ou raso? c. Qual uso você indicaria para este solo? Ex. de descrição geral Localização: estrada Porto Lucena – Santo Cristo, a 3 km de Porto Lucena, RS. Situação: corte de estrada na meia encosta de uma elevação com 25% de declive. Altitude: 220m Relevo: forte ondulado a montanhoso, vales em V. Material de origem: basalto. Drenagem: bem drenado. Descrição morfológica A 0-20 bruno-avermelhado escuro (5YR 3/2, úmido), franco siltoso, fraca, pequena, granular, muito poroso, macio, friável, ligeiramente plástico a plástico e não pegajoso, presença de pedras na parte inferior do horizonte, transição gradual e plana, raízes abundantes. Raízes compridas e penetram entre as pedras do hor. R. No horizonte A ocorrem pequenos fragmentos de rochas em decomposição. R 20 -110 cm rocha em decomposição constituída por pedras arestadas (basalto) e algumas arredondadas (basalto amigdalóide) que aumentam de tamanho à medida que o perfil se aprofunda. Obs. Na superfície do solo ocorrem inúmeras pedras arredondadas. 47 PRÁTICA 6 – PROPRIEDADES QUÍMICAS DO SOLO: UNIDADES DE MEDIDA 1- Unidades de medida usadas em química do solo O conhecimento das unidades de medida é fundamental para a determinação e interpretação das medidas química do solo. Na primeira parte dessa unidade serão apresentadas as principais unidades usadas em ciência do solo, assim como as suas transformações. Revisão: Massa: É a quantidade de matéria que existe num corpo. Volume: É a extensão de espaço por um corpo. Concentração: Significa quanto soluto está presente em um volume ou massa específica. Mol – Mol: é a quantidade de matéria que contém 6,02 x 10 23 entidades. Molaridade ou concentração molar (M): número de moles de uma substância contidos em 1 L de solução (NÃO em 1 L de solvente). Normalidade (N): nº de equivalentes de soluto contido em 1 L de solução (NÃO solvente). Eq ou molc: é o número de gramas de uma substância (molécula, íon ou par iônico) que fornece ou reage com o número de Avogadro (1 mol). Quadro 1- Sistema internacional de unidades (SI). Prefixo Símbolo Fator Prefixo Símbolo Fator Giga G 10 9 deci d 10 -1 Mega M 10 6 Centi c 10 -2 Quilo K 10 3 Mili m 10 -3 Hecto H 10 2 Micro 10 -6 Deca da 10 1 nano n 10 -9 48 Tabela 1- Sistema de unidades utilizado atualmente nas análises de solo e tecido vegetal. Elemento Unidade de medida Cálcio (Ca) cmolc /dm 3 Magnésio (Mg) cmolc /dm 3 Alumínio (Al) cmolc /dm 3 Enxofre (S) mg /dm 3 Fósforo (P) mg /dm 3 Potássio (K) mg /dm 3 Cobre (Cu) mg /dm 3 Zinco (Zn) mg /dm 3 Boro (B) mg /dm 3 Ferro (Fe) mg /dm 3 Manganês (Mn) mg /dm 3 Sódio (Na) mg /dm 3 Matéria orgânica (MO) % Tabela 2- Conversão de unidades antigas para as unidades do sistema internacional (SI). Unidade antiga Unidades do sistema internacional (SI) Fator de conversão Solos % g/kg; g/dm 3 ; g/l 10 ppm mg/kg; mg/dm 3 ; mg/l 1 meq/100 cm 3 ou meq/100 g ou meq/l cmolc/dm 3 ou cmolc/kg ou cmolc/l 1 meq/100 cm 3 ou meq/100 g ou meq/l cmolc/dm 3 ou cmolc/kg ou cmolc/l 10 Plantas % g/kg 10 ppm mg/kg 1 Onde: 1 ppm = 1 μg/ml = 1 mg/dm 3 1 cmolc/dm 3 = 1 cmolc/kg = 1 meq/100 ml = 1 meq/100 cm 3 = 10 mmolc/dm 3 = 10 mmolc/kg 49 Exercícios sobre transformação de unidades: 1) Estabelecer a relação entre as unidades de massa (a), volume (b), densidade (c) e concentração (d). a) g, mg, g, kg, Mg, tonelada g mg g kg Mg tonelada g mg g kg Mg tonelada b) L, cm 3 , mL, dm 3 , L, m 3 L cm 3 mL dm 3 L m 3 L cm 3 mL dm 3 L m 3 c) g/mL, g/cm 3 , kg/dm 3 , Mg/m 3 , kg/dm 3 g/mL g/cm 3 kg/dm 3 Mg/m 3 kg/dm 3 g/mL g/cm 3 kg/dm 3 Mg/m 3 kg/dm 3 d) %, g/kg, mg/kg, ppm, g/g, mg/dm 3 % g/kg mg/kg ppm g/g mg/dm 3 % g/kg mg/kg ppm 50 g/g mg/dm 3 2) Unidades de carga por volume ou massa. Elemento Químico Massa Molar Carga 1 molc 1 cmolc 1 mmolc Hidrogênio (H + ) Alumínio (Al +3 ) Cálcio (Ca +2 ) Magnésio (Mg +2 ) Potássio (K + ) Fostato (PO4 --- ) Sulfato (SO4 -- ) Cloreto (Cl -1 ) 3) Qual é o Cmolc de cálcio, potássio, alumínio e magnésio? 4) Uma análise de solo indicou a presença de 20 mg/dm 3 de K . 20 mg/dm 3 de K correspondem a quantos cmolc/dm 3 de K? 5) Uma análise de solo apresentou o resultado de 0,54 cmolc K/dm 3 . Este resultado equivale a quantos mg K/dm 3 de potássio? A quantos kg/ha de KCl (58% de K2O) este resultado equivale? 6) A aplicação de 4 toneladas de calcário/ha (CaO = 40%; MgO = 8%) corresponderia a quantos cmolc Ca/dm 3 e de Mg/dm 3 ? 7) A análise de um solo indicou a presença de 2 % de matéria orgânica nos primeiros 10 cm de profundidade. Quantos kg ha -1 de matéria orgânica esse solo apresenta? 8) Análise química feita em um solo, demonstrou que o mesmo possui cerca de 20 % de Fe2 O3 e 5 % de Al2O3. Quanto de Fe2 O3 e Al2O3 tem em 1 ha a 20cm de profundidade? Quanto de Fe e Al tem em 1 ha a 20 cm de profundidade? Densidade do solo = 1,25 g/cm -3 . 9) Quanto de Fe em mg/kg, mg/dm 3 , g/g, g/cm 3 e ppm, tem o solo do exercício 8? 51 10) Transforme 4 mmolc Al +3 /dm 3 em cmolc Al +3 /dm 3 . 11) 130 mg K. dm -3 = ..... meq K. 100 cm³ = ..... cmolc K. dm 3 = ..... mmolc K. dm -3 12) 0,50 meq de K/100 ml de solo corresponde a quantos PPM e kg/ha de K? 13) Converter 100 ppm de K em cmolc/dm 3 e 5,6 cmolc/dm 3 de Ca em ppm. 14) Alguns fertilizantes utilizados na agricultura são constituídos por três nutrientes principais: nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K), sendo representados por três números distintos, como por exemplo, 5 – 20 – 30. O primeiro número representa a porcentagem em massa do N, sendo 5% nesse exemplo. Esse número indica que em cada 100 g de fertilizante, 5 g são de N. O segundo e o terceiro números indicam que o fertilizante ainda possui, respectivamente, 20% de P2O5 e 30% de K2O. A massa restante, correspondente a 45% do produto, é constituída de material inerte. Dessa forma, um saco de 50 kg de fertilizante contém 2,5 kg de N. Qual a massa de P e K presente em 50 kg de fertilizante? 15) O laudo de análise química do solo de uma lavoura do planalto do RS indicou os teores de nutrientes apresentados na tabela abaixo. Calcule a quantidade de nutrientes que esse solo apresenta na camada de 10 cm em um ha. Sabendo-se que o Cloreto de Potássio apresenta 58 % de K2O, calcule quantos sacos de cloreto de potássio esse solo apresenta. Elemento Quantidade encontrada Quantidade em kg/ha Cálcio (Ca) 6,7 cmolc /dm 3 Magnésio (Mg) 1,4 cmolc /dm 3 Alumínio (Al) 5,2 cmolc /dm 3 Enxofre (S) 12,6 mg /dm 3 Fósforo (P) 10,9 mg /dm 3 Potássio (K) 380 mg /dm 3 Cobre (Cu) 6,9 mg /dm 3 Zinco (Zn) 4,4 mg /dm 3 Matéria orgânica (MO) 2,9 % 52 PRÁTICA 7 – PROPRIEDADES QUÍMICAS DO SOLO O solo é um sistema trifásico, formado por uma fração sólida (mineral e orgânica), uma fração líquida e uma gasosa. As reações químicas e físico-químicas ocorrem principalmente na fração coloidal dosolo, que é representada pela argila e matéria orgânica do solo. Os componentes minerais que fazem parte da fração argila são bastante variáveis, devido à gênese do solo. Os principais componentes minerais da fração argila são os óxidos de ferro e alumínio e os argilominerais (Caulinita, Montmorilonita, Vermiculita etc.). É na fração coloidal do solo que ocorre a formação de cargas elétricas que são responsáveis pela retenção e troca de nutrientes e outros elementos químicos. As cargas elétricas podem ser permanentes devido as substituições isomórficas ou variáveis, em função da alteração do pH do meio. A capacidade de o solo reter e disponibilizar nutrientes e elementos tóxicos esta diretamente ligado a natureza dos argilominerais e da matéria orgânica que compõe a fração coloidal e do pH do meio. A acidez do solo esta ligada a atividade dos íons hidrogênio na solução do solo e a concentração de alumínio. As principais propriedades químicas utilizadas para caracterizar o solo e diferenciar um solo de outro são a acidez ativa, acidez potencial, soma de bases, a saturação de bases, a capacidade de troca de cátions (CTC), a saturação de alumínio. 1- Acidez ativa: é devida aos íons H+ que estão dissociados na solução do solo. É expressa pelo pH: - log [H + ] = 1/log [H + ]. 2- Acidez potencial: é representado pela soma de H + Al adsorvido no solo. 3- Soma de bases (S): representa a soma de cálcio, magnésio, sódio e potássio, que são os principais cátions que estão no solo. O resultado é expresso em cmolc/kg. S= Ca + Mg + K + Na 4- CTC efetiva ou a pH do solo: é representada pela soma de bases mais o alumínio. O resultado é expresso em cmolc/kg. CTCefetiva= Ca + Mg + K + Na + Al ou 53 CTCefetiva= S + Al 5- CTC potencial ou a pH 7: é representada pela soma de bases mais o alumínio e hidrogênio. O resultado é expresso em cmolc/kg. CTCpotencial= Ca + Mg + K + Na + Al + H ou CTCpotencial= S+ H+ Al 6- Saturação de bases (V): representa quanto da CTC potencial é ocupada por bases. 100(%) 7 x CTC S V pH 7- Saturação de alumínio (m): representa quanto da CTC efetiva do solo é ocupada por alumínio. 100(%) x CTC Al m efetiva 8- Caráter do solo: esta relacionado com a saturação de bases e por alumínio: Eutrófico: V > 50% Distrófico: V< 50% Álico: m > 50 % 9- Interpretação dos valores de pH em água, soma de bases (S), CTC potencial, saturação de bases (V), saturação de alumínio (m) e para o teor de matéria orgânica do solo (MO). Interpretação pH água S (cmolc kg -1 ) CTC potencial (cmolc kg -1 ) V (%) m (%) MO (%) Muito baixo <= 5,0 <2 - < 45 < 1 <= 2,5 Baixo 5,1 – 5,4 2-4 <5,0 45 – 64 1 – 10 2,6 – 3,5 Médio 5,5 – 6,0 4-6 5,1 – 15,0 65 – 80 10,1 – 20 3,6 – 4,5 Alto > 6 >6 > 15,0 > 80 > 20 > 4,5 Fonte: ROLAS, 2007. 54 10- Com base nos resultados das análises realizadas em nossas amostras de solo previamente coletadas e também em resultados de análises realizadas durante o Levantamento de Reconhecimento dos Solos do Estado do Rio Grande do Sul, faça os cálculos, complete as tabelas e responda as questões. a) Solo A: Latossolo Hor. Prof. (cm) Composição granulométrica (g Kg -1 ) Areia grossa Areia fina silte argila A 0-40 70 60 250 620 B1 40-80 50 40 190 720 B2 80-120 50 40 170 740 B31 120-170 40 140 150 770 B32 170-210+ 40 50 160 750 Hor Complexo sortivo – Cmolc Kg -1 V (%) m (%) Ca +2 Mg +2 K + Na + S Al +3 H + CTCef CTC pH7,0 A 1,7 1 0,39 0,01 2,2 6,6 B1 1,2 0,4 0,04 0,01 2,4 6,1 B2 1,1 0,5 0,04 0,02 2,5 5,7 B31 0,8 0,3 0,04 0,02 3,0 4,7 B32 0,6 0,4 0,04 0,02 2,7 4,1 Hor pH água C (g Kg -1 ) M. O. (g Kg -1 ) P (mg L -1 ) Caráter A1 5,3 12,3 2 B1 5,4 5,3 1 B2 5,4 5,1 1 B31 5,4 3,1 1 B32 5,5 3,3 1 55 b) Solo B: Vertissolo Hor. Prof. (cm) Composição granulométrica (g Kg -1 ) Areia grossa Areia fina silte argila A 0-15 30 20 430 520 B 15-70 20 10 310 660 C 70-120+ 50 50 30 590 Hor. Complexo sortivo – Cmolc Kg -1 V (%) Al (%) Ca +2 Mg +2 K + Na + S H Al +3 CTCef CTC pH7,0 A 31,1 11,7 0,73 0,22 12,7 0 B 38,6 15,3 0,16 0,47 8 0 C 37,4 16,8 0,09 0,66 1,6 0 Hor. pH água C (g Kg -1 ) M. O. (g Kg -1 ) P (mg L -1 ) Caráter A 5,3 56,4 3 B 5,7 33,3 1 C 6,7 4,4 7 c) Solo C: Neossolo Hor. Prof. (cm) Composição granulométrica (g Kg -1 ) Areia grossa Areia fina silte argila A 0-20 140 140 620 110 R 20-110 250 190 410 150 Hor. Complexo sortivo – Cmolc Kg -1 V (%) Al (%) Ca +2 Mg +2 K + Na + S H Al +3 CTCef CTC pH7,0 A 33 5,4 0,56 0,04 6,6 0,2 R 32,9 6,7 0,45 0,07 5,6 0,2 Hor. pH água C (g Kg -1 ) M. O. (g Kg -1 ) P (mg L -1 ) Caráter A 5,8 22 31 R 6,0 9,3 34 56 d) Solo D: Argissolo Hor. Prof. (cm) Composição granulométrica (g Kg -1 ) Areia grossa Areia fina silte argila A11 0-25 430 300 120 150 A12 25-65 460 320 100 120 A3 65-100 340 260 110 290 B1 100-130 300 240 110 350 B2 130-160 290 270 120 320 B3 160-210+ 260 270 120 350 Hor. Complexo sortivo – Cmolc Kg -1 V (%) m (%) Ca +2 Mg +2 K + Na + S H + Al +3 CTCef CTC pH7,0 A11 0,9 0,8 0,08 0,03 2,5 1,1 A12 1,2 0,5 0,05 0,03 2,9 1,0 A3 3,1 0,9 0,05 0,04 4,1 1,0 B1 3,2 1,2 0,10 014 3,7 1,3 B2 2,0 1,2 0,06 0,03 3,2 1,7 B3 2,1 0,7 0,06 0,03 2,5 1,9 Hor. pH água C (g Kg -1 ) M. O. (g Kg -1 ) P (mg L -1 ) Caráter A11 5,0 6,9 6,9 3 A12 5,0 6,9 6,9 <1 A3 5,1 6,0 6,0 <1 B1 5,2 6,8 6,8 <1 B2 5,2 5,2 5,2 <1 B3 5,0 4,0 4,0 <1 57 e) Solo E: Neossolo Hor. Prof. (cm) Composição granulométrica g Kg -1 Areia silte argila A 0-30 884 30 86 C1 30-55 902 11 87 C2 55-90 898 16 86 C3 90-150+ 897 15 88 Hor. Complexo sortivo – Cmolc Kg -1 V% Al% Ca +2 Mg +2 K + Na + S H Al +3 CTCef CTC pH7,0 A 0,7 0,2 0,103 - 2,7 0,6 C1 0,4 0,1 0,021 - 1,6 0,7 C2 0,4 0,1 0,036 - 1,3 0,6 C3 0,4 0,1 0,015 - 1,2 0,7 Hor. pH C (g Kg -1 ) M. O. (g Kg -1 ) P (mg L -1 ) Caráter água A 4,7 0,3 10,5 C1 4,4 0,2 3,2 C2 4,6 0,2 6,3 C3 4,6 0,2 5,5 58 f) Solo F: Planossolo Hor. Prof. (cm) Composição granulométrica g Kg -1 Areia grossa Areia fina silte argila A1 0-30 210 430 260 90 A2 30-45 210 430 280 100 E 45-65 210 460 290 40 B 65-120 130 310 220 380 Hor Complexo sortivo – Cmolc Kg -1 V (%) m (%) Ca +2 Mg +2 K + Na + S H + Al +3 CTCef CTC pH7,0 A1 0,7 0,6 0,06 0,09 3,3 1,7 A2 0,3 0,2 0,03 0,09 1,7 1,4 E 0,2 0,1 0,02 0,05 1,2 0,6 B 7,5 2,6 0,13 0,52 2,9 1,3 Hor pH água C (g Kg -1 ) M. O. (g Kg -1 ) P (mg L -1 ) Caráter A1 5,0 7,4 1 A2 5,0 2,5 1 E 5,3 1,0 1 B 5,4 1,4 1 1- A partir dos dados gerados classifique os horizontes quanto à m, V, MO e CTC. 2 – Como são geradas e quais os tipos de cargas elétricas do solo? 3- Por que o solo fica ácido? Explique o que é acidez ativa e acidez potencial. 4- O que significa o ―poder tampão‖ do solo? 5 – Faça uma relação entre as características químicas e a textura do solo. 6 – Qual dos solos apresenta maior grau de intemperismo? Por quê? 7- Faça uma relação entre o grau de intemperismo e as características químicas dos solos. 8- Considerando apenas o horizonte A, qual dos solos apresenta melhor fertilidade? 9- Pelas características apresentadas, qual o tipo de argilomineral que você espera encontrar em cada solo? 10 – Qual desses solos apresenta melhor potencial e representa menorrisco de contaminação do lençol freático se receber a aplicação de dejetos líquido de suínos? Por quê? 11 – Qual desses solos apresenta maior potencial para uso agrícola e florestal? Por quê? 59 PRÁTICA 8 – PROPRIEDADES FÍSICAS DO SOLO: TEXTURA E ARGILA DISPERSA EM ÁGUA A textura do solo é determinada pelo tamanho das partículas que compõe a fração sólida mineral do solo. A fração sólida do solo é dividida em três frações granulométricas, de acordo com o seu tamanho: areia (2 a 0,05 mm), silte (0,05 a 0,002 mm) e argila (menor que 0,002 mm) (Figura 1a). É uma característica pedogenética que pode variar de um solo para o outro e também entre os horizontes do mesmo solo. Essa característica é afetada pelo material de origem e pelo grau de intemperismo que o solo apresenta. O quartzo é mineral dominante na fração areia e nas frações mais grosseiras de silte. Silicatos primários como o feldspato, hornblenda e mica estão presentes na areia e em menores quantidades na fração silte. Minerais secundários, como óxidos de ferro e alumínio, caulinita, vermiculita, montmorilonita são predominantes na fração silte de menor diâmetro e na fração argila (Figura 1b). Figura 1- Distribuição das partículas sólidas minerais do solo pelo tamanho (a) e composição mineralógica predominante em cada fração (b). A textura apresenta uma grande variabilidade espacial e pequena variação temporal. A escala de medida utilizada na grande maioria dos laboratórios de física do solo é apresentada na figura 2. A fração areia pode ser subdividida em cinco outras classes e as frações maiores que 2 mm são classificadas em cascalho ( 2 a 20 mm), calhaus (20 a 200 mm) e matacão (> 200 mm). a) b) 60 Figura 2- Escala de distribuição das partículas minerais do solo pelo tamanho (Departamento de agricultura dos EUA). A textura é uma característica utilizada na classificação dos solos e afeta outras propriedades e processos dinâmicos do solo e vem sendo utilizada pelo ministério da agricultura na definição do zoneamento agrícola de riscos climáticos. As principais propriedades e processos físicos afetados pela textura são: a densidade do solo, a porosidade, retenção de água, aeração, infiltração e retenção de água, consistência, suscetibilidade á compactação, suscetibilidade a erosão. Na tabela 1 é apresentada a influência da granulometria em algumas propriedades e no comportamento do solo. Tabela 1- Efeitos da granulometria nas propriedades e no comportamento do solo. Propriedade/ comportamento do solo Areia Silte Argila Capacidade de retenção de água Baixa Média a alta Alta Aeração Boa Média Pobre Taxa de drenagem Alta Lenta a média Muito lenta Teor de matéria orgânica do solo Baixo Médio a alto Médio a alto Decomposição da matéria orgânica Rápida Média Lenta Suscetibilidade a compactação Baixa Média Alta Suscetibilidade a erosão Moderada Alta Baixa Potencial de expansão e contração Muito baixo Baixo Moderado a alto Adequabilidade para a construção de represas e aterros Baixa Baixa Alta Capacidade de cultivo após chuva Boa Média Baixa Potencial de lixiviação de poluentes Alto Médio Baixo Capacidade de armazenamento de nutrientes Baixa Média a alta Alta Resistência a mudança de pH Baixa Média Alta *Exceções a estas generalizações ocorrem, devido à variação na composição mineralógica e grau de estruturação do solo. 61 1- Análise granulométrica pelo método de Vettori. Objetivo Determinar os teores de areia, silte e argila das amostras coletadas nos horizontes do perfil descrito em aula. Materiais Água destilada Pipeta de 10 ml 1 Peneira de 279 mesh 1 bisnaga com água 1 funil grande Latas 1 mangueira (sifão) 1 Balança de precisão 1 agitador elétrico 1 agitador manual 1 densímetro 1 termômetro Estufa a 105°C Proveta de 1L 2 Becker de 300 ml Proveta de 250 ml Procedimento a) Preparo das amostras de solo: As amostras de solo coletadas a campo devem ser inicialmente secar ao ar e posteriormente destorroadas e passadas por uma peneira com malha de 2 mm. O destorroamento deve ser feito com um rolo de madeira e sobre uma superfície de borracha, para evitar a quebra das partículas mais grosseiras, o que acarretaria em erros na avaliação. A fração de solo que passa pela peneira de 2 mm é chamada de ―terra fina seca ao ar‖ (TFSA). 62 b) Análise : 1-Pesar 50 g de TFSA e colocar no copo do agitador, adicionar 230 ml de água destilada e 10 ml de NaOH 6%. 2- Agitar por 15 minutos no agitador elétrico e transferir a suspensão para uma proveta de 1000 ml, passando por peneira 0,053 mm. 3- Lavar o material retido na peneira para dentro da proveta, utilizando frasco lavador contendo água destilada até completar o volume da proveta. 4- Com agitador manual homogeneizar o conteúdo da proveta por mais ou menos 1 minuto (tempo zero). 5- Após 90 minutos, sifonar para becker de 250 ml os 200 ml da parte superior da suspensão. Medir e registrar a temperatura (TSAT) e transferir para proveta de 250 ml. Inserir o hidrômetro e registrar a leitura da argila, procurando fazer com uma aproximação de ¼ de divisão (DSAT). 6- Preparar uma prova em branco, colocando 10 ml de NaOH 6% em uma proveta de 1000 ml e completar o volume com água destilada. Agitar manualmente por 1 minuto, após 90 minutos sifonar para becker de 250 ml os 200 ml superior de solução e medir a temperatura (TPBAT), transferir para proveta de 250 ml e fazer a leitura com hidrômetro (DPBAT). 7- Transferir as areias que ficaram retidas na peneira para lata previamente pesada, usando frasco lavador e colocar a lata na estufa. Após secar (24 hs), resfriar e pesar (PAT). c) Tempo de sedimentação das partículas: O tempo necessário para a sedimentação das partículas é definido pela Lei de Stokes. De acordo com a Lei de Stokes, a velocidade com que uma partícula esférica sedimenta sob influência da gravidade em um fluído de uma dada densidade e viscosidade é proporcional ao quadrado do raio da partícula. Uma partícula descendo em um vácuo não encontrará resistência, pois estará acelerada pela gravidade, e assim, sua velocidade aumentará com sua queda. Por outro lado, uma partícula caindo em um fluído, encontrará uma resistência proporcional ao produto de seu raio e velocidade, e viscosidade do fluído. Essa força de resistência foi demonstrada por George Stokes em 63 1851. A partir da Lei de Stokes, pode-se obter o tempo (t) necessário para uma partícula descer a uma determinada distância vertical (h): )( 18 2 fsgd h t Onde: t = tempo necessário para uma partícula descer a uma determinada distância ; h = distância vertical; = viscosidade do fluído; d = diâmetro da partícula; g = aceleração da gravidade; s = densidade da partícula; f = densidade do fluído. A partir dessa equação, obtém-se o tempo de sedimentação do silte em uma suspensão aquosa, para uma profundidade de 5 cm, a diversas temperaturas. d) Fator de correção da umidade (f): A amostra de solo utilizada para a analise granulométrica é seca ao ar, dessa forma, ainda fica um residual de umidade que deverá ser descontado para os cálculos. Para fazer essa correção é feito o seguinte procedimento: - pesar cerca de 20 g de TFSA. Registrar o peso exato. - Colocar a amostra em estufa (105°C) por 24-48 hs. - Resfriar a amostra em dessecador e pesar. - Calcular o ―f‖ pela fórmula: TFSE TFSA f e) Determinação dos teores de areia, silte e argila: % de areia = PAT x 2 x f % de silte = 100 – (% de areia - % de argila) 64 % de argila = duas condições 1) se TSAT = TPBAT então: % de argila = (DSAT – DPBAT) x 2 x f 2) se TSAT ≠ TPBAT então há necessidade de correção
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