Aula_1-_Composicao_do_solo

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Composição do Solo:
 Solo
 Solo: “sistema aberto, coloidal e frágil”
Solo
Aquíferos subterrâneos
Atmosfera
Reservatórios
superficiais
de água
O termo aberto leva a compreensão da continuidade dos
fenômenos, da possibilidade de ganhos e perdas, tanto de
matéria como de energia, da necessidade de atuação com
cautela na adição de insumos e dos ciclos dos elementos
químicos como um contínuo atmosfera-solo-hidrosfera.
O termo coloidal induz o pensamento da reatividade físico-
química dos íons ou moléculas com os colóides orgânicos e
inorgânicos do solo. Gera as diferentes possibilidades de
formas dos nutrientes em se sorver no solo, sua capacidade
para lixiviação, relaciona-se com sua disponibilidade e
fitotoxicidade.
O termo frágil relaciona a vida do solo. Envolve a
biociclagem de nutrientes, a síntese de compostos orgânicos
com capacidade de solubilização-quelação de nutrientes, a
fixação biológica de nitrogênio, o armazenamento de
nutrientes na biomassa, entre outras.
 Composição do Solo
mineral
Fase sólida
orgânica
Fase gasosa
Fase líquida (solução do solo)
Água
30/35
Ar
15/20
Minerais
45
M.O. 5
 Atmosfera do solo
 Diferente da atmosfera em:
 Composição:
 Mais CO2
 Menos O2
 Umidade
 Mais vapor de água
 Temperatura
 Depende da profundidade
Fase gasosa
Fase líquida
 Solução do solo:
 Concentração de solutos;
 Reações químicas
 Água do solo:
 Energia de adsorção
 Disponibilidade de 
nutrientes para as plantas;
 Movimento de nutrientes no 
solo (Ex.: Lixiviação).
Média energia Baixa energia
PO4
3-
SO4
2-
MoO4
2-
PO4
3-
PO4
3-
PO4
3-
SO4
2-
SO4
2-
SO4
2-
SO4
2-
MoO4
2-
MoO4
2-
PO4
3-
PO4
3-
PO4
3-
SO4
2-
SO4
2-
MoO4
2-
NO3
-
NO3
-
NO3
-
NO3
-
Cl-
Cl-
Cl-
Alta energia
Solução
do
Solo
plantasatmosfera
Fase 
mineral
Fase 
orgânica
Lixiviação organismos
Fase líquida: íons e gases dissolvidos em equilíbrio com outras fases
Determina a dinâmica dos elementos no ambiente (mobilidade, disponibilidade,
alterações).
Equilíbrio dinâmico da solução do solo: 
fases sólidas, liquida e gasosa
-Meio para o desenvolvimento das plantas
-Predição da resposta das culturas
-Água “móvel” no ambiente solo
-Forma e quantidade que podem atingir recursos 
hídricos
-Equilíbrio com a fase sólida
-Predizer componentes controlando composição
-Controla a biodisponibilidade para microrganismos
-Informações sobre processos concorrentes
fase sólida solução do solo raízes de plantas
- Ca
-Mg
-K
- Mg
-K
-Ca
-Ca
- Mg
Ca2+
Mg2+
K+
DISPONIBILIDADE DE NUTRIENTES
K-
Ca-
K-
Mg-
Ca-
K-
Mg-
Ca-
planta retira nutrientes da solução para o seu
desenvolvimento (“conta corrente”) mas o teor na
solução não representa o quanto tem na fase sólida
(“poupança”); porém é esta fase que estabelece o
equilíbrio que determina a concentração na solução
Adsorção/Dessorção
Suprimento
Absorção
Translocação interna
Conceitos:
Fase sólida
 Partículas de natureza diferente:
 Mineral
 Orgânica
 Partículas de tamanho diferente:
 Areia
 Silte
 Argila
Solo
Areia Silte Argila
2 mm 0,05 mm 0,002 mm
Macro
Moléculas
Porque o tamanho da partícula 
é importante ?
Por causa da ASE (Área Superficial Específica)
 ASE depende da fração do solo
Classe de 
Tamanho
Composição
Mineralógica
Diâmetro
(mm)
A.S.E.
(m2g-1)
Areia Grossa Quartzo 2,0-0,2 0,01
Areia Fina Quartzo 0,2–0,05 0,1
Silte Minerais 1º 0,05-0,002 1
Argila Minerais 2º < 0,002 5-800*
Diminui tamanho da particula
A
S
E
 ASE da fração da argila
Tipo de argilomineral
A.S.E.
(m2g-1)
Caulinita (1:1) 5-20
Vermiculita (2:1) 300-500
Montmorilonita (2:1) 700-800
 A fração argila é a que possui a maior ASE e, por consequencia, 
maior CTC (Capacidade de Troca de Cátions);
 Esta fração controla o comportamento químico do solo:
 Adsorção de nutrientes
 Adsorção de poluentes
 Eficiência de biomoléculas (herbicidas, fungicidas,etc.)...
 Etc....
 Como a CTC está na fração argila: solos argilosos 
possuem maior CTC que arenosos
 Solos com mais matéria orgânica: possuem maior CTC
 Solos com minerais do tipo 2:1 possuem mais CTC que solos 
com minerais do tipo 1: 1
Então...
Solo em função do Material de Origem
solo =  (t, m.o., r, cl, o, …)
 Textura do Solo (Arenosa ou Argilosa)
 Capacidade de troca catiônica (Argilas de alta ou baixa
atividade)
 Capacidade de armazenamento de água.
 Minerais Primários
Formados em temperaturas elevadas e usualmente derivados de 
rochas ígneas ou metamórficas, mas podem ser herdados de 
rochas sedimentares
Ex.: Quartzos, micas, feldspatos
 Principais minerais do solo
 Minerais Secundários
Formados em reação de baixas temperaturas e são herdados de 
rochas sedimentares ou formados no solo por intemperismo
Ex.: Argilominerais e óxidos
 É onde estão os minerais primários mais estáveis;
 Fonte potencial de nutrientes para as plantas, porém sua 
liberação se dá de maneira muito lenta
 Minerais da fração areia e silte
 Existe uma grande variedade na composição da fração argila;
 Na grande maioria dos solos minerais, os filossilicatos de 
alumínio predominam;
 Nos solos tropicais e subtropicais, além dos filossilicatos de 
alumínio, também são importantes os óxidos (Fe e Al);
 A matéria orgânica, apesar de sua menor quantidade (em massa), 
possui uma reatividade muito maior que a dos colóides minerais, e 
por isto é bastante importante também.
 Principais argilominerais
 Filossilicatos de Alumínio
 Uma unidade básica dos silicatos é o tetraedro de silício;
 No caso dos Filossilicatos, o octaedro de alumínio também é outra 
unidade básica 
Tetraedro de silício
Octaedro de alumínio
Oxigênio
Hidróxido
Al
Polimerização das unidades básicas
 Os tetraedros de Si se polimerizam compartilhando oxigênios;
 Isto forma uma: 
LÂMINA TETRAEDRAL
Diagrama de um tetraedro de silício (a) e lâmina tetraédrica 
de estruturas de filossilicatos (b).
(a) (b)
 Os octaedros de alumínio também se polimerizam, formando as:
LÂMINAS OCTAEDRAIS
Polimerização das unidades básicas
Diagrama de um octaedro de alumínio (a) e lâmina octaédrica (b).
(a) (b)
Fase sólida mineral: AREIA 
SILTE
ARGILA
Silicatos de Alumínio Óxidos
As Unidades Básicas Tetraedros Si
Octaedros Al
Polimerização das 
Unidades Básicas: Lâminas
União das Lâminas: Camadas
Empilhamento de Camadas: MINERAIS
Então...
Minerais 1:1 e 2:1
Minerais 1:1 não podem se expandir
Nos minerais 1:1, um plano de átomos de H fica “no meio” de dois 
planos de átomos de O, criando uma ligação mais forte que não 
permite que as camadas se afastem.
Minerais 2:1 podem se expandir
• Nos minerais 2:1, dois planos de átomos de O ficam “em contato”, 
o que causa repulsão e o mineral PODE (nem sempre é o caso) se 
expandir.
• Quando o mineral se expande, criam-se 2 novas superfícies, o 
que aumenta muito a ASE dos minerais 2:1 expansíveis.
 Minerais 2:1
 Duas lâminas tetraedrais podem se ligar a uma lâmina octaedral;
 Esta ligação das lâminas também se dá por compartilhamento de 
oxigênios;
 Há vários grupos de minerais 2:1 importantes no solo:
 Micas;
 Ilitas;
 Vermiculitas
 Esmectitas (Montmorilonita, beidelita, nontronita)
Mica
Lâmina tetraedral
Lâmina octaedral
Lâmina tetraedral
 Minerais 2:1 não expansivos
Biotita
Muscovita
CTC: 20 a 40 cmol kg
 Minerais 2:1 expansivos
 Água e cátions hidratados (Ca+2, Mg+2, Na+) são encontrados
no espaço entre camadas;
 ALTA CAPACIDADE DE HIDRATAÇÃO;
 Alta capacidade de expansão e contração;
 Alta plasticidade e pegajosidade (solos úmidos) e
fendilhamentos e consistência dura (secos)
MANEJO MUITO DIFÍCIL
 Vermiculitas
 Substituição isomórfica Si por Al na lâmina tetraedral;
 Alta ASE;
 CTC (160 cmolc kg
-1)
 Principais representantes do grupo são a Montmorilonita, 
beidelitae nontronita:
 Montmorilonita
- Substituição isomórfica Al+3 por Mg+2 e Fe+2 na 
lâmina octaedral;
- Alta ASE (externa e interna);
- CTC (80-150 cmolc kg-1);
- Adsorção moléculas orgânicas polares 
(herbicidas, fungicidas...).
 Esmectitas
 Minerais 1:1
 As lâminas tetraedrais se ligam às lâminas octaedrais
para formar os filossilicatos;
 Esta ligação também se dá pelo compartilhamento de oxigênios;
 Quando uma lâmina tetraedral se liga à uma lâmina octaedral, 
temos um Mineral 1:1;
 Caulinita
 Presente em solos de regiões tropicais, juntamente com os 
óxidos Fe e Al;
 Não expansivo (superfície externa);
 Baixa ASE;
 Baixa CTC (3-15 cmolc kg
-1).
Caulinita
Lâmina tetraedral
Lâmina octaedral