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USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho 1 NATUREZA E TIPOS DE SOLOS ACH1085 Componentes dos horizontes dos solos USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho Conteúdo 1. Principais componentes do solo 2. Constituintes minerais 3. Matéria orgânica 4. Água no solo 5. Ar do solo 6. Biologia do solo 2 © Copyright USP/EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof.Dr. Homero Fonseca Filho 3 1.Principais componentes do solo • Composição volumétrica de solos (representação arbitrária) – Água – Ar – Substâncias Minerais – Matéria Orgânica • Proporção boa para as plantas LEPSCH (2010); BRADY (1979) USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho 2. Constituintes minerais fase sólida • Partículas minerais podem ser classificadas: – Quanto ao seu tamanho • Argila • Silte • Areia Obs: proporções determinadas por análise granulométrica – Quanto a sua origem • Minerais primários ou minerais originais – Rocha que deu origem ao solo (rocha mãe) • Minerais secundários ou pedogênicos – Produtos decompostos ou recompostos depois da intemperização da rocha mãe 4 LEPSCH (2010) LEPSCH (2010), pg47 USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho 2. Constituintes minerais da fase sólida Minerais primários • Minerais primários (existentes na maior parte dos solos) são os componentes da rocha-mãe por isso, mais resistentes ao intemperismo químico. • Permanecem mais tempo no solo • Mantém sua composição original • Pode fragmentar-se por intemperismo físico 5 LEPSCH (2010), pg47 USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho 2. Constituintes minerais Minerais secundários • Minerais secundários provém da decomposição dos minerais da rocha-mãe que são mais facilmente alteráveis. • Produtos decompostos ou recompostos depois da intemperização da rocha mãe – Resultam da reprecipitação ou síntese • São (em sua grande maioria) as argilas, coloides que dão ao solo propriedades físico-químicas muito importantes 6 LEPSCH (2010), pg47 USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho 2. Constituintes minerais fase sólida 2.1. Análise granulométrica • A determinação da proporção de areia, silte e argila é realizada com precisão em laboratório através de análise granulométrica 7 LEPSCH (2010), pg48 USP/EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof.Dr. Homero Fonseca Filho 8 Quatro classes de tamanho principais de partículas inorgânicas e suas propriedades gerais Tamanho da fração Nome Comum Meios de observação Composição dominante Muito grosso Pedra e cascalho Olho nu Fragmentos de rocha Grosso Areias Olho nu Minerais primários Fino Silte Microscópio Minerais primários e secundários Muito fino Argila Microscópio eletrônico Minerais secundários, na maioria USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho Grãos de areia muito fina em lâmina de microscópio. 9LEPSCH (2010), pg47 USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho Argila em microscópio eletrônico 10 LEPSCH (2010) LEPSCH (2010), pg49 USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho 2. Constituintes minerais fase sólida 2.1. Análise granulométrica O tamanho das partículas tem influência direta nas propriedades físicas e químicas do solo • Argila e silte (menores) são mais ativas • Areia e cascalho (maiores) são inertes A PROPORÇÃO + ARRANJO DE PARTICULAS determinam características como: • Tamanho e quantidade de poros, permeabilidade à água, plasticidade pegajosidade • Facilidade de trabalhar com máquinas • Resistência à erosão 11LEPSCH (2010), pg48 USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho 2. Constituintes minerais fase sólida 2.2. Minerais primários e secundários Cascalho e areia • Os minerais da fração cascalho e areia são quimicamente inertes • Constituem o “esqueleto mineral do solo” • O mais encontrado é o quartzo • Outros minerais da fração areia: – Mica (malacacheta), Zircão, Turmalina, Magnetita, Ilmenita, Feldspato, Hornblenda. 12LEPSCH (2010), pg48 USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho 2. Constituintes minerais fase sólida 2.2. Minerais primários e secundários Argila • Os minerais da fração argila são quimicamente bastante ativos • São de pequeno tamanho (1nm a 1µm) o que lhe confere propriedades coloidais. • Principais propriedades coloidais – Afinidade pela água e por elementos químicos da solução do solo. Esta afinidade se deve a: • vasta superfície específica – Devido ao alto grau de subdivisão • Existência de cargas nesta superfície 13 Proporção de superfície (área exposta) por unidade de volume LEPSCH (2010), pg49 http://pt.wikipedia.org/wiki/Nan%C3%B3metro http://pt.wikipedia.org/wiki/Micr%C3%B3metro_(unidade_de_medida) USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho Superfície específica 14 USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho 2.2. Minerais primários e secundários Partícula de argila • Partículas de argila têm forma de placa com suas cargas negativas e os cátions adsorvidos • Os colóides do solo podem desenvolver tanto cargas negativas quanto positivas. • Entretanto há o predomínio de cargas negativas Partícula de argila Carga negativa Carga positiva 15 Al+++ NH4 + K+ Na+ Mg++ Ca++ K+ K+ Cl- SO4 LEPSCH (2010), pg50 USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho 2.2. Minerais primários e secundários Partícula de argila: representação esquemática • Cada partícula é constituída de uma série de lâminas empilhadas 16LEPSCH (2010), pg50 USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho 2.2. Minerais primários e secundários Partícula de argila: representação esquemática • Cada partícula é constituída de uma série de lâminas empilhadas – Quando fracamente ligadas podem apresentar superfícies internas ativas. • Exemplo: montmorilonita e vermiculita – Quando fortemente ligadas possuem apenas superfície externa ativa • Exemplo: caulinita 17 Superfície interna entre lâminas Lâminas que formam a partícula de argila Superfícies externas LEPSCH (2010), pg50 USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho 2.2. Minerais primários e secundários Argilas expansíveis ou de alta atividade O que são argilas expansíveis ou de alta atividade? • Argilas com grande superfície ativa interna • Possuem a propriedade de se expandir quando umedecidas • Tem grande capacidade de adsorver água e cátions trocáveis entre suas finas lâminas expandindo-se (afastando uma lâmina da outra) 18LEPSCH (2010), pg49 USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho 2.3. Adsorção e troca de nutrientes Desenvolvimento de cargas elétricas em solos • Os colóides do solo podem adsorver diferentes tipos de produtos e elementos – Partícula de argila 19 Pesiticida Metais H2ONutrientes H2O H2O LEPSCH (2010), pg50 USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho 2.3. Adsorção e troca de nutrientesCapacidade de Troca de cátions 20LEPSCH (2010), pg51 USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho 21 3. Matéria orgânica do solo • É um acervo de resíduos animais e vegetais parcialmente decompostos e parcialmente sintetizados, em contínua decomposição resultante do trabalho de microrganismos do solo. – É um componente transitório – Dever ser renovada com a adição de vegetais • É fonte de energia para microrganismos do solo o que permite a atividade bioquímica no solo • É fonte de Fósforo, enxofre e nitrogênio USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho 3. Matéria orgânica do solo • Consiste em 2 grupos – Tecido original (e seus equivalentes parcialmente decompostos) • Inclui raízes não decompostas • Copas dos vegetais superiores – Humus (Humo) • É um material gelatinoso • de cor preta ou marrom • Resistente • oriundo da decomposição – Natural: fungos e bactérias – Artificial: Homem. (por meio de compostagem) 22 http://www.infoescola.com/ecologia/humus/ LEPSCH (2010), pg51 e 52 USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho 23 3. Matéria orgânica do solo • Tem forte influência nas condições físicas do solo – Funciona como um “granulador” das partículas minerais conferindo, ao solo, um aspecto frouxo e de fácil manuseio. – M.O. aumenta o volume de água retido no solo e disponível para as plantas – Pequenas quantidades de M.O. (humus) aumentam muito a capacidade do solo para produção vegetal. USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho 3. Matéria orgânica do solo: o ciclo do carbono 24LEPSCH (2010), pg53 USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho 25 4. Água no solo Ciclo da água LEPSCH (2010), pg54 USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho 4. Água no solo 26LEPSCH (2010), pg56 USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho 27 4. Água no solo Principais conceitos envolvidos • A água é retida nos poros do solo em graus variáveis de persistência, dependendo da quantidade de líquido disponível. • Os sais em solução mais a água do solo formam a solução do solo, que é importante veículo no fornecimento de nutrientes para os vegetais USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho 28 4. Água no solo • A persistência com que a água é retida pelos sólidos do solo determina a sua movimentação no solo e sua disponibilização e utilização pelos vegetais. • É grande a avidez dos sólidos do solo pela água e pode competir com as plantas – Nem toda água presente no solo está disponível para as plantas USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho 4. Água no solo Disponibilidade de água no solo • Infiltração da água – mais rápida nos poros grandes • Retenção da água – Maior nos poros pequenos 29 USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho 30 4. Água no solo Qual a água disponível? • Retida no solo (que NÃO drena facilmente do solo) • Absorvida pelas plantas (que a planta consegue absorver), que NÃO está fortemente retida no solo USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho 4. Água no solo Disponibilidade de água no solo • Ponto de murcha permanente (PMP) é o teor de umidade no qual a planta não consegue mais retirar água do solo • Capacidade de campo (CC) é a capacidade máxima do solo em reter água, acima da qual ocorrem perdas por percolação de água no perfil ou por escorrimento superficial. • Estes dois fatores são variáveis de acordo com a classe do solo. 31 USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho 4. Água no solo Disponibilidade de água no solo 32LEPSCH (2010), pg55 USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho 4. Água no solo Disponibilidade de água no solo • Depende do balanço entre: – Infiltração da água no solo • O que NÃO infiltra, escoa – Retenção da água pelo solo • O que não é retido drena. – Evapotranspiração • A evapotranspiração é função da quantidade de água no solo e das condições atmosféricas – temperatura, umidade relativa, vento 33 Curva de retenção de água no solo www. pedologiafacil.com.br USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho 34 5. Ar no solo Diferenças com o ar atmosférico • Não é contínuo e localiza-se no labirinto de poros do solo • Em bolsões de ar as reações que envolvem os gases podem modificar profundamente a composição do ar do solo. • O ar do solo possui teor de umidade mais elevado do que o atmosférico e a umidade relativa se aproxima de 100%. USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho 35 5. Ar no solo • O teor e a composição do ar do solo são determinados, em grande parte, pelas relações solo-água • O ar se movimento pelos poros não ocupados pela água. USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho 6. Biologia do solo: funções benéficas • Decomposição de resíduos • Formação de húmus • Produção de hormônios de crescimento • Disponibilizar nutrientes insolúveis ou pouco móveis • Simbiose e incorporação de nutrientes • Agregação, aeração e permeabilidade do solo • Antagonismo com patógenos e plantas daninhas • Degradação de pesticidas 36 USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho Bactérias - junto com os fungos, é o mais importante grupo na decomposição da matéria orgânica do solo. - compostos extracelulares auxiliam na agregação do solo - grupos especializados promovem a ciclagem do nitrogênio Fungos - grupo mais importante na decomposição de compostos resistentes, como a lignina - o crescimento das hifas ajuda a agregação das partículas do solo - associações simbióticas com raízes de plantas auxiliam a absorção de água e nutrientes, diminuindo a incidência de doenças Actinomicetos - função similar ao das bactérias e fungos - produção de compostos com aroma característico Nematóides - mais numerosos animais no solo - ajudam acelerar a decomposição ao consumir bactérias, fungos e resíduos vegetais Protozoários - ajudam acelerar a decomposição ao consumir bactérias, fungos e resíduos vegetais Artrópodos - cupins, colembolas, etc. ajudam acelerar a decomposição ao consumir bactérias, fungos e resíduos vegetais Minhocas - a atividade de escavar revolve o solo e cria macroporos que aumentam a infiltração de água e na aeração - a passagem do solo pelo trato intestinal aumenta a agregação e a ciclagem de nutrientes Apresentação das principais classes Contribuição da macrofauna e microrganismos do solo USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho Plantas superiores CO2 Energia solar tecidos vegetais Nematóides Ácaros Minhocas Resíduo orgânico Protozoários Bactérias e Actinomicetos CO2 Humus Nutrientes minerais Nutrientes minerais Fungos Produtores Perda de energia calórica Colêmbolas Consumidores Cadeia trófica Água Contribuição da macrofauna e microrganismos do solo USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho Bibliografia • LEPSCH, I. F. Formaçãoe Conservação dos Solos. 2ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2010. 216 p. ISBN 978-85- 7975-008-3 • Páginas 46 a 61 Cap. 3 39 USP / EACH - Curso de Gestão Ambiental - ACH1085 Natureza e Tipos de Solos - Prof. Dr. Homero Fonseca Filho FIM MUITO OBRIGADO Prof. Dr. Homero Fonseca Filho https://creativecommons.org/licenses/?lang=pt_BR Esta licença só permite que outros façam download do trabalho e o compartilhe desde que atribuam crédito ao autor, mas sem que possam alterá-los de nenhuma forma ou utilizá-los para fins comerciais. 40 https://creativecommons.org/licenses/?lang=pt_BR
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