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- O Solo - Generalidades Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG UNIDADE 1: O Solo: generalidades. 1.1 Introdução 1.2 Conceitos de solos: O que é solo? 1.3 Avaliação da moderna conceituação de solo 1.4Introdução – Edafologia comparada à Pedologia 1.5 O solo e sua inserção no meio ambiente - Solo e paisagem. 1.6 Composição do solo: · Componentes minerais · Componentes orgânicos: a vida do solo e a matéria orgânica 1.7· Ar e Água 1.8 Solo – um extraordinário laboratório biológico Formação do solo O QUE É SOLO? Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG S O L O MEIO NO QUAL AS CULTURAS DESENVOLVEM-SE PARA ALIMENTAR E ABRIGAR O MUNDO. É O AMBIENTE DE VÁRIOS ECOSSISTEMAS, ONDE SÃO ENCONTRADOS OS MAIS VARIADOS SERES VIVOS. 1. DEFINIÇÕES DE SOLO Geólogo: Camada de materiais incosolidados a ser removida, para que se atinja a jazida Engenheiro de Minas: material solto sobre o minério que precisa ser removido Engenheiro Civil: matéria-prima para aterros, estradas, barragens, etc. Químico: material sólido que pode ser analisado quanto à sua constituição química Pedólogo: corpo natural diferente de seu material de origem Agrônomo: moradia temporária ou definitiva das plantas, interecessando-se por suas características físicas, químicas e biológicas Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG S O L O 2. CONCEITO DE SOLO SOLO: Solo é a coletividade de indivíduos naturais, na superfície da terra, eventualmente modificado ou mesmo construído pelo homem, contendo matéria orgânica viva e servindo ou sendo capaz de servir à sustentação de plantas ao ar livre. Em sua parte superior, limita-se com o ar atmosférico ou águas rasas. Lateralmente, limita-se gradualmente com rocha consolidada ou parcialmente desintegrada, água profunda ou gelo. O limite inferior é talvez o mais difícil de definir. Mas, o que é reconhecido como solo deve excluir o material que mostre pouco efeito das interações de clima, organismos, material originário e relevo, através do tempo (Manual Técnico de Pedologia, 2007). Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG A natureza necessita 300 anos para formar 1 cm de solo agrícola, a erosão provocada por uma chuva forte pode carregar este solo ou até mais da camada superficial. O homem pode atuar sobre os demais fatores de formação como o clima (irrigação), material de origem (correções e fertilizações), relevo (práticas mecânicas de conservação do solo), organismos (introdução ou seleção de espécies). O homem tanto pode interferir na pedogênese favorecendo a formação do solo, como contribuindo para a destruição do solo. Solo - Conceitos Solo - Conceitos Solo é um corpo tridimensional formado por processos físicos, químicos e/ou biológicos, cujos agentes de formação são basicamente o clima, os fatores topográficos e a comunidade biótica e cujo material de origem é a rocha matriz subjacente, embora possa ser constituído por partículas provenientes de outras regiões, transportadas pela água, vento e/ou pelo gelo. Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG Solo - Conceitos Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG De acordo com a pedologia (pedon = solo + logia = estudo), ... solo é a coleção de corpos naturais dinâmicos, que contém matéria viva e é resultante da ação do clima e da biosfera sobre a rocha, cuja transformação em solo se realiza durante certo tempo e é influenciada pelo tipo de relevo (LEPSCH, 2002). Solo - Conceitos Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG Solo é a parte superior da crosta terrestre ou mais precisamente, é a parte superior do regolito, sendo o regolito, o material não consolidado que ocorre sobre as rochas consolidadas. O solo, que tem sua espessura variada, representa somente uma fração da crosta terrestre, no entanto, é sobre esta frágil camada da Terra, constituída de material mineral e orgânico, juntamente com os organismos, que as civilizações se desenvolveram ao longo dos anos (CHAVES & GUERRA 2006). Solo A importância do estudo dos solos, se deve ao fato que a partir deste que o homem retira como produtos agropastoris a maior parte dos seus alimentos. Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG Solo - Histórico e evolução da ciência do solo. •O cultivo de plantas começou quando o homem foi se transformando de nômade em sedentário tendo isso ocorrido nos primórdios da humanidade. Foram descobertos escritos de 2500 A.C. onde se menciona a fertilidade da terra. Heródoto 2000 A.C. e Teofrasto 3000 A.C. deixaram registros sobre fertilidade do solo. •A 1ª classificação de solos (terras) tem quase 3000 anos e surgiu na China. Era avaliada de acordo com o potencial da terra para se cobrar impostos. Vários romanos deixaram escritos sobre o tema sendo condensado por Petrus Crescentuis, em 1240, em um livro intitulado "De Agriculture Vulgare". Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG Experiências do Agricultor Solo - Histórico e evolução da ciência do solo. Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG •As pesquisas iniciais de solo datam do século XVII. O cientista van Helmont, naquela época, fez um experimento cultivando plantas em vaso e observou, após cinco anos, que as mesmas pesavam 74,5 kg. Como a redução do peso do solo foi insignificante, ele concluiu, erroneamente, que as plantas tinham obtido todos seus nutrientes da água e da atmosfera. Posteriormente, Jonh Wooderward alterou este conceito, pois verificou que em igual experimento realizado por van Helmont, porém, irrigado com água lamacenta, a produção de matéria seca foi maior. Boussingault, em 1834, apresentou provas de que o ar e as chuvas eram as fontes básicas de carbono, hidrogênio e oxigênio nos tecidos vegetais. Pesquisa Científica Inicial e Produtividade dos Solos Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG Solo - Histórico e evolução da ciência do solo. •No século XVIII apareceu a teoria fisiológica de Mitscherlich dizendo que o solo era um mero reservatório passivo de nutriente as plantas, considerando o solo como um objeto estático, só como sustentáculo das raízes. •Século XIX: Aparecimento da teoria Húmica de A. Von Thaer Apenas as substâncias orgânicas são responsáveis pela fertilidade do solo . Em 1840, teoria mineral de Justus Von Liebig, As substâncias minerais do solo, eram os alimentos das plantas que entravam no metabolismo vegetal . Logo depois Humphreey Davy apoiou a teoria de Liebig reconhecendo a importância da rocha matriz para a fertilidade do solo. Só não soube explicar porque a mesma rocha determinava mais de um tipo de solo. Carl Sprengel de 1830-1840 apareceram os conceitos de que o solo é função da influência do clima e dos seres vivos. Solo - Histórico e evolução da ciência do solo. Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG •Em 1886, com a ciação do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos, as pesquisas sobre os solos, tanto em laboratório como no campo, tiveram um grande impulso. A primeira considerava o solo como um corpo natural, um produto sintetizado pela natureza e submetido ao intemperismo, enquanto a segunda considerava o solo como um viveiro natural para o desenvolvimento dos vegetais. Estes dois conceitos indicaram dois caminhos a seguir no estudo dos solos: o do pedologista e o do edafologista. •Em 1887, Dokuchaiev ao reconhecer que o solo não era um simples amontoado de materiais não consolidados, em diferentes estádios de alteração, mas resultava de uma complexa interação de inúmeros fatores genéticos: clima, organismos e topografia, os quais, agindo durante certo período de tempo sobre o material de origem, produziam o solo. Criou a primeira classificação de solo, denominada de classificação climática. Foi considerado fundador da Pedologia enquanto ciência que considera e estuda o solo como um corpo natural independente. Solo - Histórico e evolução da ciência do solo. Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG •Logo depois Nikolai M. Sibirtizev, discípulo de Dokuchaev, modificou a classificação climática propondo a classificaçãodos solos em três zonas climáticas: solos zonais, intrazonais e azonais. Século XX: Glinka, em 1927, estabeleceu o estudo do solo a partir do conhecimento do perfil. •G. Milne, em 1935, efetuando pesquisas nas colônias inglesas mostrou existir agentes erosivos que atacaram a rocha produzindo depósitos de materiais estabelecendo também a importância do relevo na formação do solo. •Kelloggs em 1939 criou o primeiro sistema de classificação de solos moderno com base na gênese e em propriedades dos solos, esse sistema se tornou extremamente influente tendo sido utilizado anos depois no Brasil. Pesquisas Práticas de Solo Solo - Histórico e evolução da ciência do solo. Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG •Em 1945, Jenny sintetizou em um livro todos os conhecimentos que se tinha do solo até aquela data e criou a equação f= Clorpt. F = Formação do Solo, (cl = clima, o = organismos, r = relevo, p = material de origem, t = tempo). •Simonson em 1959 publicou um artigo no qual fez um esboço de uma teoria universal de Gênese do Solo, sistematizou os aspectos, os fenômenos e as teorias básicas que ocorrem em qualquer solo do mundo. •No Brasil, em meados da década de 50, Dom Luís de Bramão, veio propor um Sistema de Classificação de Solos e uma Metodologia de Levantamento dos Solos Brasileiros. Principal pesquisador do Brasil Marcelo Nunes Camargo ele era funcionário do Ministério da Agricultura. A gênese e a classificação dos solos andavam juntas. Estudo Detalhado de Solos • Identificação da Vocação da área • Zoneamento das culturas • Planejamento da Irrigação e Drenagem • Correção e Adubação dos Solos • Planejamento e localizações das construções Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG PEDOLOGIA: Ciência que trata da origem, evolução, morfologia, distribuição, mapeamento e classificação dos solos. PEDOLOGIA = Ciência Básica do Solo EDAFOLOGIA = Estuda as relações do solo com as plantas. Estuda o solo como um meio natural onde o homem cultiva as plantas. Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG Existem, basicamente, dois métodos de se investigar o solo. PEDON = Solo, terra EDAPHOS = Terreno, chão EDAFOLOGIA = Ciência Aplicada do Solo - Produção/Área 3 ESPECIALIDADES DA CIÊNCIA DO SOLO => Gênese, Morfologia e Classificação de Solos => Química do Solo => Física do Solo => Fertilidade do Solo e Adubação => Conservação do Solo => Microbiologia do Solo Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG Solo Agonizante SOLO EM AGONIA: Ausência de cobertura vegetal, superfície exposta ao Sol erosão provocada pelo impacto direto das gotas de chuva, torrões de faces retas, sem poros, impermeáveis à água e o ar, quase sem vida. Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG Solo Sadio SOLO SADIO: Cobertura vegetal rica, terra fofa, porosa, permeável à água e ao ar, umidade permanente, grande diversidade de raízes (policultura), muita matéria orgânica, intensa atividade biológica. Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG solo desequilibrado Solo em equilíbrio Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG Formação do solo Reações físicas Reações químicas Reações biológicas Determinar os diferentes horizontes com suas características Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG • Intemperismo físico – rocha matriz exposta à ação biológica e climáticos • Intemperismo químico - Oxidação, redução, carbonatação e hidrólise • Intemperismo Biológico – Incorporação de matéria orgânica • Ação da meso e macrofauna do • solo (minhocas, cupins, roedores, etc • Ação de microrganismos • Ação de plantas superiores Formação do solo Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG Formação do solo Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG Matéria orgânica Sais minerais Rocha matriz Agricultura Mineração Erosão desertificação adubação Plantio de mata ciliar Ação antrópica Utilização inadequada do solo Formas de recuperação Formação do solo Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG FATORES DE FORMAÇÃO DO SOLO CLIMA MATERIAL DE ORIGEM ORGANISMOS RELEVO TEMPO Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG CLIMA ORGANISMOS ROCHA TEMPO RELEVO SOLOPROCESSOS Solo = f(clima, organismos, relevo, material de origem e tempo (cl,o,r,p,t) Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG Formação dos Solos A ação dos fatores de formação dos solos permitem o aparecimento gradual de uma seqüência de camadas - HORIZONTES ➢Conj. de Horizontes → Perfil do Solo Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG A IMPORTÂNCIA DE ESTUDAR O SOLO O solo é um componente fundamental do ecossistema terrestre pois, além de ser o principal substrato utilizado pelas plantas para o seu crescimento e disseminação, fornecendo água, ar e nutrientes, exerce, também, multiplicidade de funções tais como: a) regulação da distribuição, armazenamento, escoamento e infiltração da água da chuva e de irrigação; b) armazenamento e ciclagem de nutrientes para as plantas e outros elementos; c) ação filtrante e protetora da qualidade da água e do ar. Além disto o ser humano também utiliza o solo enquanto matéria prima ou substrato para obras civis (casas, indústrias, estradas, etc.). Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG A IMPORTÂNCIA DE ESTUDAR O SOLO Foto: Perfil de um solo agrícola Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG A IMPORTÂNCIA DE ESTUDAR O SOLO Como recurso natural dinâmico, o solo é passível de ser degradado em função do uso inadequado pelo homem, condição em que o desempenho de suas funções básicas fica severamente prejudicado, o que acarreta interferências negativas no equilíbrio ambiental, diminuindo drasticamente a qualidade de vida nos ecossistemas, principalmente naqueles que sofrem mais diretamente a interferência humana como os sistemas agrícolas e urbanos. Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG Atualmente pode-se observar a degradação do solo em diversos processos tais como: redução de sua fertilidade natural; diminuição da matéria orgânica do solo; perda de solo e água por erosão hídrica (causada pelas chuvas) e eólica (causada pelo vento); contaminação do solo por resíduos urbanos e industriais; retirada do solo para obras civis (cortes e aterros); a desertificação dos solos. A IMPORTÂNCIA DE ESTUDAR O SOLO Fotos: processo de degradação do solo (erosão hídrica) Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG A IMPORTÂNCIA DE ESTUDAR O SOLO O estudo científico do solo, a aquisição e disseminação de informações do papel que o mesmo exerce e sua importância na vida do homem, são condições primordiais para sua proteção e conservação, e uma garantia da manutenção de meio ambiente sadio e auto-sustentável. O conhecimento de solos é utilizado por diversos profissionais tais como: produtor agrícola, produtor florestal, pecuarista, técnico agropecuário, técnico florestal, engenheiro civil, engenheiro ambiental, engenheiro agrônomo, zootecnista, geólogo, engenheiro agrícola, geógrafo, biólogo, engenheiro florestal, engenheiro de biossistemas, dentre outros. Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG A IMPORTÂNCIA DE ESTUDAR O SOLO O estudo do solo envolve várias subáreas como: gênese (formação) do solo; química do solo; física do solo; fertilidade do solo; ensino de solos; uso, manejo e conservação do solo; biologia do solo; classificação do solo; levantamento de solos; mineralogia do solo; morfologia do solo; e outras. Em muitas universidades, devido a sua importância, o tema "solo" tem departamentos que se ocupam de seu estudo. Foto: Estudo morfológico (cor, textura, etc.) do solo Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG Muito Arido Problemas químicos Terras rasas Umidade excessiva Sempre congeladas Nenhuma litimatção Áreas mundiais de solo apropriado para a agricultura 11% 28% 23% 6% 10% 22% O Ciclo da Natureza Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG O Ciclo da Natureza Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG O Ciclo Natureza Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG HÚMUS SOLO PARTE AÉREA DA PLANTA DISSOLVIDOS EM ÁGUA DO SOLO MINERAIS DECOMPOSTOS SOLUÇÃO DO SOLO FRAÇÃO ORGÂNICAFRAÇÃOINORGÂNICA RAÍZES ABSORÇÃO DE ÁGUA E NUTRIENTES Composição do Solo Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG 25 % Água 25 % Ar 45 % Matéria Mineral COMPOSIÇÃO DA CAMADA ARÁVEL DO SOLO: Composição do solo Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG 1. Constituintes do solo ➢ Matéria mineral, matéria orgânica, água (solução do solo) e ar (atmosfera do solo) ➢ Tridimensionais e dinâmicos Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG Sólido orgânico Líquido Gás Sólido inorgânico Componentes do Solo A B C Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG Figura Composição geral do solo Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG a) Matéria mineral – fragmentos de rocha, minerais primários, minerais de origem secundária ✓ Minerais de argila; óxidos e hidróxidos de alumínio e ferro; carbonatos de cálcio, magnésio e etc. b) Matéria orgânica – restos de plantas e outros organismos c) Água e ar – espaços intersticiais existentes entre as partículas Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG A MATÉRIA ORGÂNICA O teor de MO no solo é muito sensível em relação às práticas de manejo Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG A MATÉRIA ORGÂNICA MATÉRIA ORGÂNICA DO SOLO E PROPRIEDADES DO SOLO Fase sólida do solo Componentes orgânicos Componentes minerais O teor de MO no solo é muito sensível em relação às práticas de manejo. Em regiões tropicais e subtropicais, sob exploração agrícola convencional, nos primeiros anos de cultivo do solo, mais de 50% da MO pode ser perdida por diversos processos, como a decomposição microbiana e a erosão. Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG A MATÉRIA ORGÂNICA Composição dos materiais representativos de material verde, adicionado ao solo. Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG Incorporação de Matéria Verde Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG a) Constituição ✓ Minerais e poros (ocupados por água e ar), além de matéria orgânica e organismos ✓ Solos hidromórficos – poros ocupados por água ✓Areias Quartzozas (Neossosolos Quartzarênicos) – pouca argila e predomínio de partículas do tamanho de areia ✓0,05 a 2 mm de diâmetro ✓quartzo Propriedades do solo Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG Neossosolos Quartzarênicos Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG b) Cor- característica facilmente distinguível ✓Solos tropicais – tonalidades vermelhas e amarelas ✓Solos hidromórficos – acinzentados ▪ Próximos a superfície – coloração escura (matéria orgânica) • Manganês – cores negras • Matéria orgânica – tonalidade preta ou marrom • Cálcio e magnésio – cores esbranquiçadas • Compostos de ferro – cores de vermelho ao marrom • Óxidos – cores amareladas e cinza-amareladas Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG Propriedades do solo Matéria Orgânica Argila e quartzo Goethita (óxido de Fe) Hematita (óxido de Fe) Cor do Solo Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG Umidade do solo Fe2O3 HEMATITA FeOOH GOETHITA Fe (II) Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG Altas temperaturas (>250oC), por ex. (queimadas): por DESIDROXILAÇÃO Goethita → Hematita Hematita - Solos bem drenados -Baixo teor de matéria orgânica - pH baixo - Liberação rápida de ferro de material de origem - Temperatura elevada Goethita - Solos mal drenados -Alto teor de matéria orgânica - pH alto - Liberação lenta ou baixo teor de ferro – - Temperatura baixa Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG Óxido de ferro Matéria orgânica Drenagem e aeração Lixiviação Material de origem Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG c) Textura – partículas que constituem o solo ✓Areia, silte e argila ✓Cascalhos (≥ 8%) são considerados como elementos qualitativo da textura ✓Matacões e calhaus – pedregosidade d) Estrutura – agregação de partículas em unidades maiores ✓ granular, laminar, blocos, prismáticas e colunar e) Cerosidade – Filmes ou películas de argilas depositadas no horizonte B ou segregação ou rearranjamento de material coloidal inorgânico nas faces das unidades estruturais f) Porosidade – espaço no solo ocupado por água e ar. Divide-se em macroporos e microporos Propriedades do solo Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG Classificação do Solo CLASSIFICAÇÃO DO SOLO, QUANTO AO TAMANHO DOS COMPONENTES DA FASE SÓLIDA DO SOLO: FRAÇÕES DO SOLO DIMENSÕES (mm) CALHAUS 20,0 a 2,0 AREIA GROSSA 2,0 a 0,2 AREIA FINA 0,2 a 0,02 LIMO 0,02 a 0,002 ARGILA < 0,002 OS COLÓIDES ARGILOSOS SÃO FRAÇÕES MENORES QUE 0,001 mm OU 1 MICRA. OS COLÓIDES ORGÂNICOS CONSTITUEM-SE NO HÚMUS, DECOMPOSIÇÃO DA MATÉRIA ORGÂNICA, TRANSFORMADOS BIOLOGICAMENTE. Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG Circulação da água no solo A água é indispensável para a vida das plantas, pois é ela que dissolve os sais minerais e outros nutrientes do solo. Esses nutrientes dissolvidos são absorvidos pelas raízes das plantas e transportados para todo o corpo vegetal. Quando chove a água infiltra-se no solo, vai penetrando até encontrar uma camada impermeável, que pode ser uma rocha. A água se acumula formando um lençol de água ou lençol freático. Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG A Água no Solo Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG A Água no Solo Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG Renato Isidro CDSA/UATEC/UFCG Questões do Solo 1.O que é solo? 2.O que é gênese do solo? 3.Quais as principais propriedades do solo? 4.Qual a importância da gênese na formação do engenheiro de Biossistemas? 5.Como é formado o solo? 6.Quais as frações texturais do solo? 7.Você acha importante conhecer o teor de argila do solo? Por que? 8.O que é matéria orgânica do solo? - F I M - - F I M - Slide 1: - O Solo - Generalidades Slide 2 Slide 3 Slide 4 Slide 5 Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11 Slide 12 Slide 13 Slide 14 Slide 15 Slide 16 Slide 17 Slide 18: Estudo Detalhado de Solos Slide 19 Slide 20 Slide 21 Slide 22 Slide 23 Slide 24 Slide 25: Formação do solo Slide 26: Formação do solo Slide 27: Formação do solo Slide 28 Slide 29 Slide 30 Slide 31: Formação dos Solos Slide 32 Slide 33 Slide 34 Slide 35 Slide 36 Slide 37 Slide 38 Slide 39 Slide 40 Slide 41 Slide 42 Slide 43 Slide 44 Slide 45 Slide 46 Slide 47 Slide 48 Slide 49 Slide 50 Slide 51 Slide 52 Slide 53 Slide 54: Propriedades do solo Slide 55 Slide 56: Propriedades do solo Slide 57 Slide 58 Slide 59 Slide 60 Slide 61 Slide 62: Propriedades do solo Slide 63 Slide 64 Slide 65 Slide 66 Slide 67 Slide 68: - F I M - Slide 69: - F I M -
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