Introducão ao estudo de solos

Prévia do material em texto

P á g i n a | 1 SOLOS I – Unidade 1 
 
Profa. Lya Januária Vasconcelos Beiruth – Eng. Agr. – Me. Produção Vegetal – CREA-AC 8496 D-AC 
Prof. José Ribamar Torres da Silva – Eng. Agr. – Dr. em Solos – CREA-AC 839-D 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ACRE 
CURSO: Eng. Agronômica e Eng. Florestal 
 
 
 Unidade I 
 
 
- Conceitos Básicos; 
- Rochas; 
- Minerais de Argila; e 
- Solo como Sistema Trifásico. 
 
 
Lya Januária Vasconcelos Beiruth1 
José de Ribamar Torres da Silva2 
 
 
 
Rio Branco-AC, 2015. 
 
 
1
 Professora do CCBN/UFAC. Engenheira Agrônoma, Mestre em Produção Vegetal. 
2
 Professor do CCBN/UFAC. Engenheiro Agrônomo, Doutor em Solos. 
 
P á g i n a | 2 SOLOS I – Unidade 1 
 
Profa. Lya Januária Vasconcelos Beiruth – Eng. Agr. – Me. Produção Vegetal – CREA-AC 8496 D-AC 
Prof. José Ribamar Torres da Silva – Eng. Agr. – Dr. em Solos – CREA-AC 839-D 
 
INTRODUÇÃO AO ESTUDO DE SOLOS 
 
1. CONCEITOS 
 
1.1 As Ciências do Solo 
 Na Ciência do Solo, como em qualquer área de conhecimento surgem ramificações ou 
especializações, uma vez que o estudo de solos como recurso natural pode incluir pesquisas 
relacionadas a vários aspectos, como sua formação, classificação e mapeamento, além de atributos 
físicos, químicos, biológicos e de fertilidade em relação ao uso e manejo dos solos. Por isso, como 
existem subdivisões, estas são, algumas vezes, termos usados como sinônimo de Ciência do Solo. O 
termo Edafologia (do grego edaphos = terra ou terreno) é usado para se referir a finalidades práticas 
ligadas principalmente a agronomia, ou seja, estudo do solo para fins de utilização agrícola. Já o 
vocábulo Pedologia tem sido usado como referência aos estudos de gênese, classificação e 
mapeamento dos solos, ou seja, leva em consideração aspectos relacionados com sua origem, 
características, descrição e classificação, não entrando no estudo das relações solo-planta. Um outro 
termo encontrado também é a Geologia que consiste no estudo do solo no âmbito da origem, dando 
ênfase ao fator genético das rochas, ou seja, estuda as camadas mais profundas. 
 A Pedologia destaca-se como refúgio do estudo do solo dentro do seu conceito total, básico e 
essencial. Um profissional da Ciência do Solo que se diz pedólogo deve interessar-se tanto pela camada 
superficial do solo como pelas demais, procurando entender como se formaram (pedogênese). Ele 
primeiro considera o solo com um objeto em si, não se preocupando de imediato com aplicações 
práticas. Para o pedólogo, solo é algo dinâmico, que teve sua formação iniciada a partir de uma rocha 
que se desagregou mecanicamente e se decompôs quimicamente, até formar um material solto que, 
com o passar do tempo, se espessou, modificando-se e individualizando-se. 
 
 
 
Gênese: Estuda/explica o desenvolvimento do solo a partir de um material de origem até o presente 
estágio, sendo capaz de predizer sua evolução. Estuda  Fatores e Processos de Formação do solo. 
 
Morfologia: Estuda as características morfológicas do solo (visíveis ou perceptíveis por manipulação) 
através de uma metodologia padronizada, descrevendo a aparência do solo no campo. 
Pedologia = Gênese + Morfologia 
 
P á g i n a | 3 SOLOS I – Unidade 1 
 
Profa. Lya Januária Vasconcelos Beiruth – Eng. Agr. – Me. Produção Vegetal – CREA-AC 8496 D-AC 
Prof. José Ribamar Torres da Silva – Eng. Agr. – Dr. em Solos – CREA-AC 839-D 
 
Caracterização Morfológica do Solo Abrange: 
. Características do ambiente em que o solo se desenvolveu: relevo, vegetação, material de origem, 
erosão... 
. Características Internas: cor, estrutura, transição... (Visíveis); textura, consistência...(Perceptíveis). 
 
1.2 Conceitos de Solo 
 Para alguns, solo vem a ser sinônimo de qualquer parte da superfície da Terra e mesmo de 
outros planetas. É o que se observa, por exemplo, quando se lê que “devem ser observados sinais de 
tráfego desenhados no solo” ou que os astronautas coletaram amostras do “solo lunar”. Geólogos 
podem entendê-lo como parte de uma seqüência de eventos geológicos no chamado “ciclo geológico”. 
Ecólogos observam o solo como uma porção do ambiente condicionado por organismos vivos. Para o 
Engenheiro de Minas, especializado em mecânica dos solos, ele é mais um material solto que cobre os 
minérios e necessita ser removido. Os estudos de solos para obras de engenharia constituem o que 
chamamos de “Mecânica dos Solos”. O Engenheiro de Obras normalmente o considera como parte da 
matéria-prima para construções aterros, estradas, barragens e açudes. Químicos, tal como Liebig, 
podem considerá-lo como uma porção de material sólido que pode ser analisada no laboratório. Físicos 
comumente o vêem como uma massa de material cujas características mudam em função de variações 
de temperatura e conteúdo de água. 
 Para os Homens da Lei, ele muitas vezes é sinônimo de “torrão natal”, como na expressão “solo 
pátrio”. Para o Historiador e o Arqueólogo, ele é como um “gravador do passado”. Os Artistas e 
Filósofos podem vê-lo como um objeto belo, muitas vezes místico, relacionado às forças da vida; em 
contraste com o Lavrador, que o vê como espaço de sua labuta diária, onde lida com suas lavouras e de 
onde tira sua subsistência. 
 
Logo o conceito de solo, depende da Área de Estudo: 
Geologia: É o produto de intemperização das rochas, ou seja, é o material não consolidado com elevado 
grau de intemperização. 
Engenharia Civil: É um manto de rochas intemperizadas (Regolito). 
Pedologia: É um corpo natural organizado, com características próprias adquiridas através da ação dos 
Fatores e Processos de Formação e que evoluem através dos estágios de gênese, maturação e 
degradação. 
 
P á g i n a | 4 SOLOS I – Unidade 1 
 
Profa. Lya Januária Vasconcelos Beiruth – Eng. Agr. – Me. Produção Vegetal – CREA-AC 8496 D-AC 
Prof. José Ribamar Torres da Silva – Eng. Agr. – Dr. em Solos – CREA-AC 839-D 
 
A Seguir, Figuras Ilustrativas Sobre o Tema: 
 
 
Figura 1. Ilustração sobre as ciências do solo. 
 
 
 
 
 
Figura 2. Ilustração do conceito pedológico de solo. 
 
 
O manto dos solos da Terra – ou pedosfera – é muitas vezes definido como aquilo que está acima 
das rochas. Contudo, na Pedologia, nem tudo “mais solto” e acima das rochas pode ser chamado de 
solo. O nome correto para esta parte “mais solta”, entre a superfície da Terra e as rochas, é regolito.
 
P á g i n a | 5 SOLOS I – Unidade 1 
 
Profa. Lya Januária Vasconcelos Beiruth – Eng. Agr. – Me. Produção Vegetal – CREA-AC 8496 D-AC 
Prof. José Ribamar Torres da Silva – Eng. Agr. – Dr. em Solos – CREA-AC 839-D 
 
 O solo inteiro – do latim solum = terra, chão – está localizado na parte superior do regolito. 
Apesar de não haver um limite muito distinto entre ele e o que está abaixo, existem várias maneiras de 
distingui-lo da parte inferior, chamada saprólito (horizonte C). 
 As distinções entre solo e saprólito são: o solo normalmente tem um teor mais alto de materiais 
orgânicos; no solo encontramos muitas raízes de plantas e organismos vivos; o solo é mais intensamente 
alterado – ou intemperizado – que o saprólito; o solo apresenta várias seções (ou zonas) superpostas, 
geralmente paralelas à superfície, que em Pedologia são chamadas de horizontes. 
 
2. ORIGEM 
 
Os solos são misturas complexas de materiais inorgânicos e resíduos orgânicos parcialmente 
decompostos. Para o homem em geral, a formação do solo é um dos mais importantes produtos do 
intemperismo. Os solos diferem grandemente de área para área, não só em quantidade (espessura de 
camada), mais também qualitativamente.E DE ONDE VEM O SOLO? 
 
A porção externa e superficial da crosta terrestre é formada por vários tipos de corpos rochosos 
que constituem o manto rochoso. Estas rochas estão sujeitas a condições que alteram a sua forma física 
e sua composição química. Estes fatores que produzem essas alterações são chamados de agentes de 
intemperismo. Pode-se então conceituar o INTEMPERISMO como o conjunto de processos físicos e 
químicos que modificam as rochas quando expostas ao tempo. 
O processo do intemperismo se dá em duas fases: 
- Intemperismo Físico – que é a desintegração da rocha; 
- Intemperismo Químico – que é a decomposição da rocha. 
 
A desintegração (intemperismo físico) é a ruptura das rochas inicialmente em fendas, 
progredindo para partículas de tamanhos menores, sem, no entanto, haver mudança na sua 
composição. Nesta desintegração, através de agentes como água, temperatura, pressão, vegetação e 
vento, formam-se os pedregulhos e as areias (solos de partículas grossas) e até mesmo os siltes 
(partícula intermediária entre areia e argila). 
Somente em condições especiais são formadas as argilas (partículas finas), resultantes da 
decomposição do feldspato das rochas ígneas. 
A decomposição (intemperismo químico) é o processo onde há modificação mineralógica das 
rochas de origem. O principal agente é a água, e os mais importantes mecanismos modificadores são a 
oxidação, hidratação, carbonatação e os efeitos químicos resultantes do apodrecimento de vegetais e 
animais. 
 
P á g i n a | 6 SOLOS I – Unidade 1 
 
Profa. Lya Januária Vasconcelos Beiruth – Eng. Agr. – Me. Produção Vegetal – CREA-AC 8496 D-AC 
Prof. José Ribamar Torres da Silva – Eng. Agr. – Dr. em Solos – CREA-AC 839-D 
Normalmente a desintegração e a decomposição atuam juntas, uma vez que a ruptura física da 
rocha permite a circulação da água e de agentes químicos. Os organismos vivos concorrem também na 
desagregação puramente física e na decomposição química das rochas. 
Cada rocha e cada maciço rochoso se decompõem de uma forma própria. Porções mais 
fraturadas se decompõem mais intensamente do que as partes maciças, e certos constituintes das 
rochas são mais solúveis que outros. 
As rochas que se dispõem em camadas, respondem ao intemperismo de forma diferente para 
cada camada, resultando numa alteração diferencial. O material decomposto pode ser transportado 
pela água, pelo vento, etc. 
Os agentes de intemperismo estão continuamente em atividade, alterando os solos e 
transformando as partículas em outras cada vez menores. O solo propriamente dito é a parte superior 
do manto de intemperismo, assim, as partículas diminuem de tamanho conforme se aproximam da 
superfície. 
 
 
3. ROCHAS 
 
CONCEITO: São agregados naturais formados por um ou mais minerais, de composição mais ou menos 
constante, individualizados e que fazem parte da crosta terrestre. 
DIVISÃO: De acordo com a origem e modo de formação, as rochas classificam-se em: 
. Rochas Magmáticas ou Ígneas 
. Rochas Sedimentares e 
. Rochas Metamórficas. 
 
3.1 Rochas Magmáticas 
São originadas da massa ígnea do interior da crosta terrestre, ou seja, são produtos da 
consolidação do magma pelo seu resfriamento. 
 
Figura 3. Rocha Magmática. 
 
P á g i n a | 7 SOLOS I – Unidade 1 
 
Profa. Lya Januária Vasconcelos Beiruth – Eng. Agr. – Me. Produção Vegetal – CREA-AC 8496 D-AC 
Prof. José Ribamar Torres da Silva – Eng. Agr. – Dr. em Solos – CREA-AC 839-D 
As rochas magmáticas ou ígneas são classificadas em: 
 
a. Rochas Vulcânicas, Extrusivas ou Efusivas  Formadas na superfície. 
 São aquelas cujo resfriamento do magma ocorre na superfície e de forma rápida. Como o 
resfriamento é rápido ocorre à formação de minerais menores (invisíveis a olho nu). A forma de 
ocorrência é a forma de Derrames. A forma e a dimensão dos Derrames são conseqüência da fluidez do 
magma. Ex. Basalto 
 
b. Rochas Plutônicas, Intrusivas ou Abissais  Formadas em profundidade. 
 São aquelas cujo resfriamento e consolidação do magma ocorre em profundidade e de forma 
lenta. Dessa forma, ocorre a formação de minerais maiores (visíveis a olho nu). 
 
As rochas magmáticas são classificadas com base na textura, composição mineralógica e 
química. 
 A textura diz respeito ao tamanho, à forma e arranjamento dos minerais dentro da rocha. A 
ocorrência de texturas diferentes nas rochas magmáticas é devido à localização onde o magma sofre 
resfriamento. Quando o resfriamento ocorre a alguns quilômetros abaixo da superfície terrestre, o 
magma solidifica vagarosamente porque a perda de calor é lenta. Esse resfriamento ocorre na presença 
de substâncias voláteis aprisionadas, o que leva a uma cristalização mais perfeita dos minerais. Surgem 
assim cristais maiores dando às rochas uma textura mais grosseira. Essas rochas são chamadas de 
FANERÍTICAS. Quando o magma se resfria na superfície da crosta através do extravasamento, a 
temperatura e a pressão caem rapidamente, não são aprisionados voláteis e não existem condições 
favoráveis à cristalização dos minerais. Estas rochas têm então textura fina e são chamadas AFANÍTICAS. 
 A composição mineralógica diz respeito à presença de minerais que aparecem na composição 
das rochas permitindo sua distinção e classificação. Aqueles que aparecem obrigatoriamente são 
chamados ESSENCIAIS e os que podem ocorrer ou não são denominados de ACESSÓRIOS. 
 Os minerais mais comuns nas rochas ígneas são de dois grupos: aqueles ricos em silício e 
alumínio chamados Siálicos (Feldspatos-K, Plagioclásios, Quartzo, Muscovita... etc.) e aqueles ricos em 
magnésio e ferro e que apresentam coloração escura são chamados de Minerais Máficos ou Ferro-
magnesianos (Olivinas, Piroxênios, Anfibólios, Biotita... etc.). 
 Por outro lado, os minerais de coloração clara como feldspatos, quartzo e micas claras 
(muscovita) são conhecidos como minerais félsicos. 
 
P á g i n a | 8 SOLOS I – Unidade 1 
 
Profa. Lya Januária Vasconcelos Beiruth – Eng. Agr. – Me. Produção Vegetal – CREA-AC 8496 D-AC 
Prof. José Ribamar Torres da Silva – Eng. Agr. – Dr. em Solos – CREA-AC 839-D 
 Quanto à composição química, as rochas podem ser classificadas com base no teor de sílica: 
. Rochas ácidas  Cores mais claras. > 65 % SiO2. 
. Rochas neutras  Cores tendendo para o cinza. 65-52 % SiO2. 
. Rochas básicas  Cores escuras. 52-45 % SiO2. 
. Rochas ultrabásicas  < 45% SiO2. 
 
As rochas mais escuras são as que contêm menos sílica (SiO2) e as mais claras são as que contêm 
mais sílica. Estas últimas por serem derivadas da junção de moléculas do “ácido silícico”[Si(OH)4], antes 
existentes no magma, são chamadas de ácidas. Exemplos de rochas magmáticas: 
. Granito  Rocha ácida 
. Basalto  Rocha básica 
. Sienito  Rocha neutra 
 
As rochas magmáticas quanto ao teor de minerais escuros, podem ser classificadas como: 
. Leucocráticas  < 30 % de minerais escuros. 
. Mesocráticas  30 – 60 % de minerais escuros. 
. Melanocráticas  > 60 % de minerais escuros. 
 
3.2 Rochas Sedimentares 
São rochas oriundas do acúmulo de materiais de outras rochas que lhes precederam. Formam-se 
devido à destruição natural (intemperismo) de todas as rochas (magmáticas, metamórficas e mesmo 
sedimentares) existentes na camada mais superficial da litosfera. O material assim originado pode ser 
transportado e depositado, seguindo-se sua transformação em rocha. 
 
Figura 4. Rocha Sedimentar. 
 
 
P á g i n a | 9 SOLOS I – Unidade 1 
 
Profa. Lya Januária Vasconcelos Beiruth – Eng. Agr. – Me. Produção Vegetal – CREA-AC 8496 D-AC 
Prof. José Ribamar Torres da Silva – Eng. Agr. – Dr. em Solos – CREA-AC 839-D 
Podem ser classificadas em: Clásticas, Químicase Orgânicas. 
 
a. Clásticas: 
 São constituídas por fragmentos desagregados de outras rochas (magmáticas, metamórficas e 
mesmo sedimentares), que transportados para outras regiões são depositados em estratos (camadas). 
Exemplos: Brechas, Conglomerados e Arenito(s). 
 
b. Químicas: 
 São formadas a partir da precipitação, evaporação, dissolução, ação coloidal ou ainda por uma 
reação química. 
 Precipitação  Os materiais são finamente cristalizados (Estalactites). 
 Evaporação  Os cristais são maiores, formados pela evaporação da água. 
 Dissolução  As rochas existentes são atacadas pela água pluvial. 
Exemplos: Sal-Gema, Gipsita, Calcários, Evaporitos etc. 
 
c. Orgânicas: 
 São derivadas de resíduos orgânicos de qualquer natureza. São formadas pela ação indireta dos 
seres vivos, vegetais ou animais. 
 
A consolidação dos sedimentos que vão dar origem às rochas sedimentares é denominada de 
DIAGÊNESE e pode ocorrer da seguinte forma: 
 
 Compactação  Ocorre redução volumétrica causada pelo peso das camadas superiores e a 
conseqüente expulsão de líquidos. Processo comum em rochas argilosas (argilitos e folhelhos). 
 Cimentação  Ocorre à deposição de minerais nos espaços vazios, causando uma colagem. Processo 
comum em rochas de granulometria mais grosseira (arenitos e conglomerados). 
 Recristalização  Os minerais recristalizam-se formando minerais maiores. Ex. formação da gipsita 
As condições para a formação de uma Rocha Sedimentar são as seguintes: 
. Presença de rocha mãe como fonte de material; 
. Presença de agentes que desagreguem e desintegrem a rocha; 
. Presença de agente transportador de sedimentos; 
. Deposição desse material transportado (bacia de sedimentação); 
. Consolidação dos sedimentos (por peso e/ou sedimentação). 
 
P á g i n a | 10 SOLOS I – Unidade 1 
 
Profa. Lya Januária Vasconcelos Beiruth – Eng. Agr. – Me. Produção Vegetal – CREA-AC 8496 D-AC 
Prof. José Ribamar Torres da Silva – Eng. Agr. – Dr. em Solos – CREA-AC 839-D 
 
Figura 5. Processo de formação das rochas sedimentares. 
 
 
 
3.3 Rochas Metamórficas 
 São rochas originadas do metamorfismo (transformação) de outras rochas, sejam elas 
magmáticas, sedimentares ou mesmo metamórficas. O metamorfismo é devido principalmente ao calor, 
pressão e fluidos, e ocorre no interior da crosta terrestre. 
 O metamorfismo resulta na transformação de rochas preexistentes, quando submetidas a 
pressões e temperatura elevadas, associadas ao fator tempo. Estes agentes de metamorfismo atuam 
sobre as rochas provocando alterações na sua composição mineralógica. Neste processo, formam-se 
novos cristais e a orientação dos cristais é modificada. 
 
P á g i n a | 11 SOLOS I – Unidade 1 
 
Profa. Lya Januária Vasconcelos Beiruth – Eng. Agr. – Me. Produção Vegetal – CREA-AC 8496 D-AC 
Prof. José Ribamar Torres da Silva – Eng. Agr. – Dr. em Solos – CREA-AC 839-D 
 
Figura 6. Rochas Metamórficas. 
 
Exemplos: 
 Gnaisse  Granito 
 Quartzito  Arenito 
 Ardósia  Folhelho 
 Mármore  Calcário 
 Itabirito  Sedimentos ferruginosos. Composta principalmente de Hematita e Quartzo. É 
encontrada no Quadrilátero Ferrífero - MG. 
 
 
3.4 Ciclo das Rochas 
Você viu que as rochas magmáticas são formadas tanto pela cristalização do magma no interior 
da terra como pela lava liberada dos vulcões. Mas as rochas magmáticas - e também as metamórficas - 
podem ser quebradas em pequenos pedaços ou fragmentos que se acumulam em camadas de 
sedimentos e acabam se transformando, por compressão, em rochas sedimentares. Finalmente, você 
viu também que as rochas sedimentares e também as magmáticas, sob a ação de altas temperaturas e 
pressão, podem se transformar em rochas metamórficas. Mas, se uma rocha metamórfica for derretida, 
ela pode novamente se tornar uma rocha magmática! Essas mudanças formam, portanto, um ciclo em 
que uma rocha, ao longo de muito tempo, pode se transformar em outra. É o ciclo das rochas. 
 
 
 
 
 
P á g i n a | 12 SOLOS I – Unidade 1 
 
Profa. Lya Januária Vasconcelos Beiruth – Eng. Agr. – Me. Produção Vegetal – CREA-AC 8496 D-AC 
Prof. José Ribamar Torres da Silva – Eng. Agr. – Dr. em Solos – CREA-AC 839-D 
 
CICLO DAS ROCHAS 
 
 
 
4. MINERAIS 
 
Do latim minera (mina), minerais são compostos químicos naturais, formados a partir de diversos 
processos físico-químicos que operam na crosta terrestre. A maioria desses compostos ocorre no estado 
sólido e compõem as rochas. Cada mineral é classificado e denominado não apenas com base na sua 
composição química, mas também na estrutura cristalina dos materiais que o constituem. Dessa forma, 
materiais com a mesma composição química podem formar minerais distintos, em razão das diferenças 
estruturais que regem o modo como os seus átomos ou moléculas se arranjam espacialmente (p.ex., a 
grafite e o diamante: ambos compostos unicamente de átomos de carbono). 
Os minerais variam, na sua composição, desde elementos químicos, em estado puro ou quase 
puro, e sais simples até silicatos complexos, com milhares de fórmulas químicas conhecidas. Quando 
dizemos “cristalinos ou cristais de minerais”, significa que as suas minúsculas partículas de matéria – os 
 
P á g i n a | 13 SOLOS I – Unidade 1 
 
Profa. Lya Januária Vasconcelos Beiruth – Eng. Agr. – Me. Produção Vegetal – CREA-AC 8496 D-AC 
Prof. José Ribamar Torres da Silva – Eng. Agr. – Dr. em Solos – CREA-AC 839-D 
íons – estão arrumados de forma ordenada, num arranjo que se repete de forma sistemática em todas 
as direções. 
Os minerais se mantêm imutáveis até que as condições ambientais atinjam os limites de sua 
estabilidade. A partir daí, são substituídos por outros mais estáveis sob a nova condição. Alguns 
minerais, porém, possuem limites de estabilidade muito amplos e são praticamente imutáveis, como o 
diamante, o coridon, o grafite, o quartzo, etc. 
 
Como os minerais se formam? 
 Os minerais se formam pelo processo de cristalização, o qual se dá por meio de um lento 
ajuntamento dos átomos em forma ordenada, o que faz com que surjam, na escala macroscópica, faces 
planas. Esses minerais podem se formar a partir de um líquido ou gás, quando seus íons se ligam em 
proporções e arranjos muitíssimo bem definidos. Imagine, por exemplo, a lava que escorre da cratera de 
um vulcão. Ela é um líquido viscoso, extremamente quente e que inclui bolhas de gás. À medida que 
essa lava vai se resfriando, seus íons vão se ajuntando e iniciando a cristalização de vários minerais. 
 SiO2, é a fórmula do quartzo, um dos minerais mais comuns na litosfera, compostos de íons de 
silício (Si4+) e de oxigênio (O2-), os quais se ordenam sempre na proporção de um Si4+ para dois O2- e na 
forma de tetraedros (Figura 7). O número de ordenação do silício é quatro, uma vez que, no quartzo, 
todos os seus cátions estão ordenados por quatro ânions de oxigênio. 
 Portanto, podemos imaginar os grãos de areia quartzosa das nossas praias como constituídos de 
uma série de pequenos tetraedros, geometricamente interligados, tocando-se em todas as arestas. 
Esses tetraedros são formados por quatro íons de oxigênios ligados a um íon de silício, como 
esquematizado na Figura 7. As ligações existentes são covalentes, e os íons estão ligados não somente 
por atração iônica, mas por compartilhamento de elétrons, originando uma ligação muito forte. 
 
Figura 7. Várias formas de representar o “tetraedro de silício” – um íon de silício (Si4+) rodeado por 
quatro de oxigênio (O2-). No caso do quartzo, os tetraedros ligam-se compartilhando todos os 
oxigênios, ou seja, cada cátion de silício é neutralizado por uma carga do ânion de oxigênio.Daí a fórmula química SiO2, e não SiO4. 
 
P á g i n a | 14 SOLOS I – Unidade 1 
 
Profa. Lya Januária Vasconcelos Beiruth – Eng. Agr. – Me. Produção Vegetal – CREA-AC 8496 D-AC 
Prof. José Ribamar Torres da Silva – Eng. Agr. – Dr. em Solos – CREA-AC 839-D 
 
CLASSIFICAÇÃO DOS MINERAIS: 
 Os minerais podem ser classificados quanto à presença de sílica em SILICATADOS e NÃO 
SILICATADOS e quanto à origem em MINERAIS PRIMÁRIOS e SECUNDÁRIOS. 
 
4.1 Minerais Silicatados 
 
Da classe dos filossilicatos os minerais mais importantes são: 
 Micas: 
. Biotita: (Mica Preta) - K2(Si6Al2)
IV(Mg, Fe)VI6O20(OH)4 
. Muscovita: (Mica geralmente incolor) - K2(Si6 Al2)
IV( Al4)
VI O20(OH)4 
 
Minerais de Argila (Argilominerais): 
. Caulinita: Al2Si2O5(OH)4 
. Montmorilonita: M+0,67 (Si8)
IV(Al3.33 Mg0,67)
VIO20(OH)4 
. Vermiculita: M+0,32(Al2,30Si5,70)
IV(Al0,50Mg4,80Fe
3+
0,70)
VIO20(OH)4.nH2O 
 
 Entre os tectossilicatos destacam-se os minerais: 
 
. Quartzo: SiO2 
. Feldspatos: 
 Potássico: Ortoclásio  KSi3AlO8 
 Sódico: Albita  NaSi3AlO8 
 Cálcico: Anortita  CaSi2Al2O8 
 
4.2 Minerais Não Silicatados 
 
Coridon  Al2O3 
Hematita  Fe2O3 
Magnetita  Fe3O4 
Goethita  FeOOH 
Gibbsita  Al(OH)3 
Calcita  CaCO3 
Pirita  FeS2 
Variscita3  AlPO4.2 H2O 
Estrengita3  FePO4.2 H2O 
 
3
 Presentes em solos bem intemperizados. 
 
 
 
 
P á g i n a | 15 SOLOS I – Unidade 1 
 
Profa. Lya Januária Vasconcelos Beiruth – Eng. Agr. – Me. Produção Vegetal – CREA-AC 8496 D-AC 
Prof. José Ribamar Torres da Silva – Eng. Agr. – Dr. em Solos – CREA-AC 839-D 
 
Apatitas: 
Fluorapatita  Ca5(PO4)3F 
Hidroxiapatita  Ca5(PO4)3OH 
 
4.3 Minerais Primários 
 
 Provém diretamente da rocha, se mantém inalterados em sua composição e constituem as 
frações areia e silte dos solos. 
Ex: Quartzo, Feldspatos, Micas, Plagioclásios, Piroxênios, Anfibólios, Olivinas,... 
 
Importância: 
. Grau de evolução pedogenética dos solos; 
. Reserva de nutrientes essenciais p/ as plantas; 
. Propriedades físicas e químicas dos solos; 
. Classificação de solos: cauliníticos, oxídicos... 
 
Principais Minerais Primários e Caracterização e Importância Agrícola: 
 Feldspatos 
Grupo de minerais da maior importância: 
. Abundância na crosta terrestre; 
. Papel na composição das rochas; 
. Valor sob o ponto de vista agrícola. 
 Ex: Ortoclásio ( K2O.Al2O3.6SiO2) 
 Albita ( Na2O.Al2O3.6SiO2) 
 Anortita (CaO.Al2O3.6 SiO2) 
Importância Agrícola: 
 . Facilidade de intemperização; 
 . Quantidade de elementos essenciais às plantas (K, Na e Ca). 
 
 Piroxênios e Anfibólios 
 São silicatos ferro-magnesianos de coloração escura. 
 
P á g i n a | 16 SOLOS I – Unidade 1 
 
Profa. Lya Januária Vasconcelos Beiruth – Eng. Agr. – Me. Produção Vegetal – CREA-AC 8496 D-AC 
Prof. José Ribamar Torres da Silva – Eng. Agr. – Dr. em Solos – CREA-AC 839-D 
 
Ex. Augita 
 Hornblenda 
 
 São os mais abundantes, depois dos Feldspatos, na litosfera. 
 
Importância Agrícola: 
. Fornecedores de Ca, Mg e Fe para as plantas. 
 
 Olivinas 
. Grupo de minerais que resultam da mistura de várias proporções de ortossilicatos (SiO4
4-) de Fe e Mg. 
. Principal representante: 
 Olivina  Mg(Fe)2SiO4 
. Encontrado  Rochas básicas e ultrabásicas como diabásio e gabro. 
 
Importância Agrícola: 
. Liberação via intemperismo de Fe, Mg, Ca e sílica no solo. 
 
 Micas 
. São silicatos hidratados de alumínio com K e Na ou Fe e Mg; 
. São constituintes das rochas ígneas, metamórficas, sedimentares ou mesmo dos solos; 
. Principais representantes pela importância agrícola: 
 
 Muscovita  mica potássica, geralmente incolor, muitas vezes avermelhada ou brunada; 
 Biotita  mica ferro-magnesiana (preta) tem K em quantidade apreciável. 
 
Facilidade de Intemperização: 
 . Biotita >> Muscovita  Presença do Fe na Biotita se oxida e desprende calor: 
 4 FeO + O2  2 Fe2O3 + 36,2 Calorias 
 
Importância Agrícola: 
 . Fontes de K, Fe e Mg (menor proporção) para as plantas. 
 
 
Constituintes das rochas ígneas. 
 
P á g i n a | 17 SOLOS I – Unidade 1 
 
Profa. Lya Januária Vasconcelos Beiruth – Eng. Agr. – Me. Produção Vegetal – CREA-AC 8496 D-AC 
Prof. José Ribamar Torres da Silva – Eng. Agr. – Dr. em Solos – CREA-AC 839-D 
 Apatitas 
. São os fosfatos de cálcio com flúor ou cloro. 
. Ocorrência: 
 Flúor-apartita >> Cloro-apatita 
 (Ca,F)Ca4(PO4)3 (Ca,Cl)Ca4(PO4)3 
. Freqüentes em rochas ígneas como inclusões microscópicas em diversos minerais como quartzo, 
feldspatos e hornblenda. 
 
Importância Agrícola: 
. Pela abundância e facilidade de intemperização, constitui-se nas principais fontes naturais de P para as 
plantas. 
 
 Quartzo 
. Mineral extremamente resistente ao intemperismo fragmenta-se, mas não se altera quimicamente. 
. Ocorre nas rochas ígneas, metamórficas, sedimentares e nos solos, mesmo bem intemperizados. 
 
Importância Agrícola: 
. Como fonte de nutrientes  Nenhuma. 
. Constituinte principal da fração areia do solo interferindo nas propriedades físicas (textura, densidade, 
estrutura) e químicas (CTC e adsorção aniônica). 
 
4.4 Minerais Secundários 
. Formados sob condições de baixa temperatura, pela alteração e desintegração dos minerais primários 
(intemperização). 
. Presentes na fração argila dos solos. 
 
Importância: 
. Cargas elétricas do solo; 
. Retenção de cátions e ânions; 
. Propriedades físicas do solo (textura, estrutura...); 
. Grau de evolução dos solos. 
 
 
P á g i n a | 18 SOLOS I – Unidade 1 
 
Profa. Lya Januária Vasconcelos Beiruth – Eng. Agr. – Me. Produção Vegetal – CREA-AC 8496 D-AC 
Prof. José Ribamar Torres da Silva – Eng. Agr. – Dr. em Solos – CREA-AC 839-D 
Principais Minerais da Fração Argila: 
Minerais Silicatados: 
 Filossilicatos 
(Silicatos em Camadas ou Lâminas). 
Unidades Básicas (Unidade Cristalográfica): 
 
 
 
 
Figura 8. Diagrama esquemática de uma folha tetraédrica (a) e de uma folha octaédrica. (Fonte: Teixeira 
Neto e Teixeira Neto, 2009) 
 
A- Esmectitas (2:1) 
Minerais 2:1 sem Substituição Isomórfica a ligação entre as unidades estruturais  Forças de 
Van der Waals. 
Minerais 2:1 com Substituição Isomórfica essas ligações são do tipo Forças de Atração 
Eletrostática, devido à presença de cátions na entrecamada (K+, Ca2+, Mg2+). 
 
Estrutura (Sem Substituição Isomórfica) 
 
 
 
 
P á g i n a | 19 SOLOS I – Unidade 1 
 
Profa. Lya Januária Vasconcelos Beiruth – Eng. Agr. – Me. Produção Vegetal – CREA-AC 8496 D-AC 
Prof. José Ribamar Torres da Silva – Eng. Agr. – Dr. em Solos – CREA-AC 839-D 
 Mineral típico de regiões temperadas  Remoção pequena de cátions alcalinos, alcalinos 
terrosos e de sílica. 
 
Figura 9. Diagrama esquemático geral de argilas do tipo esmectita. (Fonte: Díaz e Santos 2001) 
 
Condições Propícias à Formação de Esmectitas (2:1): 
. pH (6 - 7); 
. Baixa concentração de K+ no meio; 
. Baixa concentração de Al3+ no meio; 
. Altas concentrações de Si, Ca e/ou Mg e Fe no meio; 
. Drenagem limitada; 
. Relevo plano a suave ondulado. 
 
B- Montmorilonita (2:1)
 
 
 
P á g i n a | 20 SOLOS I – Unidade 1 
 
Profa. Lya Januária Vasconcelos Beiruth – Eng. Agr. – Me. Produção Vegetal – CREA-AC 8496 D-AC 
Prof. José Ribamar Torres da Silva – Eng. Agr. – Dr. em Solos – CREA-AC 839-D 
Características Gerais Mineral Montmorilonita: 
. Empilhamento: 2 lâminas tetraédricas e 1 octaédrica; 
. Ligações entre as unidades: Forças de Atração Eletrostática; (fraca); 
. Substituição isomórfica: Al por Mg (Octaedros); 
. Alta capacidade de expansão; 
. Atividade Alta; 
. d(0,01) = até 1,8 nm; 
. Superfície específica: 600-800 m2/g; 
. CTC 80 - 120 cmol.dm
-3; 
. Cargas praticamente independentes de pH e sim de substituição isomórfica; 
 
 
C- Vermiculita (2:1) 
 
 
Características Gerais da Vermiculita: 
. Fórmula Variável: K0,32(Al2,30Si5,70)
IV(Al0,50Mg4,80Fe
3+
0,70)
VIO20(OH)4.nH2O 
. Mineral 2:1; 
. Substituição Isomórfica: 
  Si por Al (tetraedros)  Déficit de cargas, compensada por cátions trocáveis, principalmente Ca2+ 
e/ou Mg2+, e até mesmo K+ e NH4
+ (nas entrecamadas); 
  Al3+por Mg2+ e/ou Fe (Octaedros). 
. Alta densidade de cargas; 
. Expansibilidade limitada  d(0,01) até 1,4 nm; 
 Com K+ ou NH4
+ praticamente não expansível devido à especificidade dos sítios nas entrecamadas 
por esses cátions. 
 
P á g i n a | 21 SOLOS I – Unidade 1 
 
Profa. Lya Januária Vasconcelos Beiruth – Eng. Agr. – Me. Produção Vegetal – CREA-AC 8496 D-AC 
Prof. José Ribamar Torres da Silva – Eng. Agr. – Dr. em Solos – CREA-AC 839-D 
. CTC 100-160 cmolc.dm
-3 (Substituição Isomórfica); 
. Alta atividade (Expansão/Contração). 
 
D- Caulinita (1:1) 
 
 
 
Figura 10. Estrutura cristalográfica da caulinita (branco: hidrogênio, vermelho: oxigênio; cinza: alumínio, 
amarelo: silício) (Rodrigues, 2009) 
 
 
 
 
Características Gerais da Caulinita: 
. Empilhamento: 1 lâmina tetraédrica e 1 octaédrica; 
. Ligações entre as unidades: Pontes de Hidrogênio; 
. Não expansíveis  Forte ligação entre unidades; 
. d(0,01) = 0,72 nm; 
. CTC 3 - 10 cmolc.dm
-3, dependentes de pH; 
. Superfície específica  10 - 20 m2.g-1; 
. Mineral dominante em solos bem intemperizados; 
 
P á g i n a | 22 SOLOS I – Unidade 1 
 
Profa. Lya Januária Vasconcelos Beiruth – Eng. Agr. – Me. Produção Vegetal – CREA-AC 8496 D-AC 
Prof. José Ribamar Torres da Silva – Eng. Agr. – Dr. em Solos – CREA-AC 839-D 
. Fórmula Ideal: Al2Si2O5 (OH)4; 
. Praticamente não apresentam substituição isomórfica. 
Gênese do Mineral Caulinita: 
. Precipitações elevadas; 
. Altas temperaturas; 
. Boa drenagem  Intensa lixiviação de cátions de metais alcalinos e alcalinos terrosos (desbasificação) 
e moderada dessilificação sob condições de acidez elevada (decorrente da: oxidação de sulfetos, 
reação CO2 + H2O e ácidos orgânicos resultantes da decomposição da matéria orgânica); 
. Transformação de inúmeros minerais: Mica, Feldspatos e Montmorilonita; 
. Herança: Ocorre em depósitos lacustres marinhos, fluviais como mineral herdado (jazidas). 
 
 
E- Óxidos 
. Termo geral para: óxidos, hidróxidos e oxi-hidróxidos de Fe e Al; 
. Minerais secundários importantes em solos tropicais; 
. Óxidos de Ferro  formação de agregados  estrutura dos solos; 
. Caráter anfótero  Cargas dependentes de pH: Adsorção de ânions; 
. Superfície específica  10 - 140 m2.g-1; 
. CTC baixa em geral < 5 cmolc.dm
-3; 
. Principais Óxidos de Ferro e Alumínio: 
 
Estrutura Fe3+ Al3+ 
Não Hidratado 
*Hematita ( Fe2O3) 
Maghemita ( Fe2O3) 
Corindon ( Al2O3) 
Monohidratado *Goethita (FeOOH) Diásporo [( AlOOH)] 
Trihidratado - *Gibbsita [ Al(OH)3] 
 * Mais importantes nos solos brasileiros. 
 
 
 Hematita: 
.  Fe2O3; 
. Responsável pela cor vermelha dos solos; 
. Ocorre em ambientes bem drenados. 
 
 
P á g i n a | 23 SOLOS I – Unidade 1 
 
Profa. Lya Januária Vasconcelos Beiruth – Eng. Agr. – Me. Produção Vegetal – CREA-AC 8496 D-AC 
Prof. José Ribamar Torres da Silva – Eng. Agr. – Dr. em Solos – CREA-AC 839-D 
 Goethita: 
.  FeOOH; 
. Forma de óxido mais freqüente em solos brasileiros; 
. Responsável pelas cores dos solos amareladas e bruno-amareladas; 
 Gibbsita: 
.  Al(OH)3  Mineral mais comum em solos bem intemperizados dos trópicos; 
. Componente principal da fração argila  solos extremamente intemperizados (Cerrado do Brasil). 
. A formação de gibbsita pode ocorrer se as condições favorecerem a lixiviação do silício (dessilificação). 
KAlSi3O8 + H
+ + 7H2O  K
+ + Al(OH)3 + 3 H4SiO4 
    
Feldspato-K Lixiviado Lixiviado 
 . Se a lixiviação não for tão intensa, o Si permanecerá ainda no meio e se forma Caulinita. 
Al(OH)3 + H4SiO4  1/2Al2Si2O5(OH)4 + 2 H2O. 
 
 
5. SOLO COMO SISTEMA TRIFÁSICO 
 
5.1 Componentes do Solo 
A. Fase Sólida: 
. 50 - 100 % do Peso total 
. Composição: . Fração Orgânica (5 % Peso; 12 % Volume): * Organismos Vivos. 
 * Restos semi-decompostos. 
 * Húmus. 
. Fração Mineral (95 % Peso; 38 % Volume): * Minerais Primários  Herdados da Rocha. 
 Ex. Quartzo, Feldspato, Micas, Plagioclásios. 
 * Minerais Secundários  Formados no 
solo, originados dos primários. 
 Ex. Caulinita, Montmorilonita, Vermiculita, 
Óxidos de Fe e Al. 
. Importância: . Fonte potencial de nutrientes pelos minerais. 
. Propriedades Físicas: Textura, densidade... 
. Propriedades Químicas (Argila e M. Orgânica): * Cargas elétricas da fase sólida. 
 * Retenção de água e nutrientes. 
 
P á g i n a | 24 SOLOS I – Unidade 1 
 
Profa. Lya Januária Vasconcelos Beiruth – Eng. Agr. – Me. Produção Vegetal – CREA-AC 8496 D-AC 
Prof. José Ribamar Torres da Silva – Eng. Agr. – Dr. em Solos – CREA-AC 839-D 
 
B. Fase Líquida (Solução do Solo): 
. 0 - 50 % Volume do Solo. 
. Composição Química: * Cátions: K+, Ca2+, Mg2+, Na+, Al3+, H+ e NH4
+ 
 * Ânions: Cl-, NO3
-, SO4
2-, H2PO4
- 
Importância: 
. Indica teor de nutrientes prontamente disponíveis para as plantas e microrganismos. 
. Local de onde as plantas preferencialmente absorvem os nutrientes. 
. Indica acidez ativa e toxidez de Al. 
 
C. Fase Gasosa (Ar do solo): 
. Mistura complexa de gases oriundos da atmosfera e das reações processadas no sistema solo-planta. 
. Composição  Variável (0-50 % Volume) dependente: solo, ambiente, atividade biológica. 
 
Importância: 
. Aeração do solo  Desenvolvimento radicular 
. Presença de O2  Microrganismos. 
. Processo de Respiração. 
. Difusão de O2  Condições de oxidação. 
 
Ar do Solo x Ar Atmosférico 
Elementos 
Composição (%) 
Ar do 
Solo 
Ar 
Atmosférico 
Nitrogênio (N2) 80  79 
Oxigênio (O2) 0 – 20*  21 
Gás Carbônico (CO2) 0,1 – 20 *  0,03 
*Atividade microbiológica (respiração microbiana). 
 
Condições que favorece a atividade biológica no solo: 
. pH > 5,0 
. Adição de Matéria Orgânica 
. Temperatura: 30 - 35 oC 
. Umidade: 80 - 85 % Capacidade de Campo 
 
P á g i n a | 25 SOLOS I – Unidade 1 
 
Profa. Lya Januária Vasconcelos Beiruth – Eng. Agr. – Me. Produção Vegetal – CREA-AC 8496 D-AC 
Prof. José Ribamar Torres da Silva – Eng. Agr. – Dr. em Solos – CREA-AC 839-D 
 
Consequênciada atividade biológica no solo: 
. Teores O2 podem atingir 0 % 
. Teores CO2 podem atingir 100 % 
 
Nota: Existe um equilíbrio dinâmico entre os elementos que se encontram retidos na fase sólida (formas 
trocáveis ou adsorvidos) e àqueles presentes na solução do solo  Estudos Posteriores no Curso. 
 
Figuras Ilustrativas sobre o Tema (Resumo):
 
 
Figura 11. Fases do solo/Composição volumétrica. 
 
 
 
Figura 12. Dinâmica dos nutrientes no sistema solo-planta. 
 
P á g i n a | 26 SOLOS I – Unidade 1 
 
Profa. Lya Januária Vasconcelos Beiruth – Eng. Agr. – Me. Produção Vegetal – CREA-AC 8496 D-AC 
Prof. José Ribamar Torres da Silva – Eng. Agr. – Dr. em Solos – CREA-AC 839-D 
 
EXERCÍCIO: 
 
01. Interprete o conceito pedológico de solo. 
02. Conceitue rocha e apresente sua classificação quanto à origem e modo de formação. 
03. Que são rochas intrusivas e extrusivas? 
04. Rocha ácida e solo ácido têm o mesmo significado? Justifique. 
05. O que determina a textura das rochas ígneas? Comente e dê exemplos desse tipo de rocha. 
06. Diferencie: 
 a) Intemperismo físico x Intemperismo químico. 
b) Rocha afanítica x Rocha fanerítica. 
c) Minerais essenciais x Minerais acessórios. 
d) Minerais siálicos x Minerais máficos x Minerais félsicos. 
07. Quais as condições necessárias para a formação de uma rocha sedimentar? 
08. Conceitue Diagênese. De que forma ela pode se processar na natureza? 
09. Diferencie: 
a) Minerais primários x Minerais secundários. Dê exemplos. 
b) Minerais 1:1 x Minerais 2:1. Dê exemplos. 
10. Nos solos tropicais extremamente intemperizados, que mineral você espera que ocorra como 
dominante? Por quê? 
11. Cite as condições que favorecem a gênese dos minerais caulinita e montmorilonita. 
12. Por que os solos com argilomineral dominante do tipo caulinita não apresentam capacidade de 
expansão-contração? 
13. Em que difere, basicamente, um solo cujo mineral dominante é vermiculita e outro que tem caulinita 
como principal argilomineral? 
14. Discuta a relação entre minerais primários x minerais secundários x intemperismo x liberação de 
nutrientes x acidez do solo. 
15. Quais os óxidos mais importantes integrantes da fração argila dos solos da Amazônia? 
16. À medida que um solo vai tornando-se extremamente intemperizado sua CTC (Capacidade de Troca 
de Cátions) tende a aumentar ou diminuir? Justifique. 
17. O solo é considerado quimicamente um sistema trifásico? Comente. 
18. Qual a importância da fase sólida do solo? 
19. O ar atmosférico e o ar do solo têm a mesma composição química? Comente.