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Sólidos do solo: São compostos por minerais e matéria orgânica do solo (MOS). A
composição química da matéria orgânica é expressa em porcentagens de carbono
(C), hidrogênio (H), oxigênio (O), nitrogênio (N), enxofre (S) e fósforo (P).
• Carbono (C) é predominante com 58%.
• Hidrogênio (H) tem 6%.
• Oxigênio (O) compõe 33%.
• Nitrogênio (N), enxofre (S) e fósforo (P) juntos somam 3%.
Carbono orgânico (CO) vs. Carbono inorgânico (CI):
• O carbono orgânico (CO) refere-se ao carbono presente na matéria
orgânica do solo.
• O carbono inorgânico (CI) inclui formas de carbono como dióxido de
carbono (CO₂), ânions de bicarbonato (HCO₃⁻), etc.
Diferença entre MO e CO / MOS e COS:
• MO (Matéria Orgânica) refere-se ao conteúdo total de matéria orgânica
no solo.
• CO (Carbono Orgânico) é a fração de carbono presente dentro da
matéria orgânica (em média, 58% da MO).
• A relação entre MOS (Matéria Orgânica do Solo) e COS (Carbono
Orgânico do Solo) é importante para calcular a quantidade total de MO com base no
carbono medido.
Fator de conversão de MO para CO:
• Como a matéria orgânica do solo é composta, em média, por 58% de
carbono, podemos usar essa relação para calcular a quantidade total de MO. O fator
de conversão de CO para MO é dado por:
Fator = 100/58 = 1,724
• Isso significa que, para converter a quantidade de carbono orgânico
(CO) em matéria orgânica (MO), multiplica-se o CO por 1,724.
Exemplo de cálculo:
• Se o solo possui 2% de carbono orgânico (CO), a matéria orgânica do
solo será:
MO = 2% x 1,724 = 3,448
Unidades:
• A conversão entre MO e CO pode ser expressa em diferentes
unidades, como g/kg (gramas de MO por quilograma de solo) ou g/dm³ (gramas de
MO por decímetro cúbico de solo).
No laboratório:
• No laboratório de solos, mede-se o carbono orgânico e, em seguida,
converte-se esse valor para matéria orgânica usando o fator de conversão (1,724).
Solo bom:
Um solo considerado “bom” ou de qualidade tem aproximadamente 5% de matéria
orgânica em solos argilosos, o que corresponde a 50 g/dm³ ou 50 g/kg. Essas
unidades indicam a quantidade de matéria orgânica em relação à massa de solo.
Função da matéria orgânica do solo (MOS):
A MOS é um grande reservatório de carbono dentro do sistema
solo-planta-atmosfera. Isso significa que qualquer pequena degradação da matéria
orgânica pode liberar carbono para a atmosfera na forma de CO₂, impactando o
clima.
Microrganismos e decomposição/mineralização:
Os microrganismos têm um papel central na decomposição (quebra da matéria
orgânica em componentes menores) e mineralização (transformação da matéria
orgânica em minerais ou formas inorgânicas). Durante a decomposição:
• Aproximadamente 80% do carbono orgânico da matéria orgânica é
convertido em CO₂.
• Aproximadamente 20% é transformado em húmus, a fração mais
estável e humificada da matéria orgânica, que se acumula no solo.
Ciclo do carbono:
• O ciclo mencionado refere-se à dinâmica do carbono no solo, com as
interações entre o carbono orgânico e o carbono inorgânico.
• O carbono orgânico entra no solo como matéria orgânica e é
processado pelos microrganismos. Durante esse processo, parte dele sai do solo
como CO₂, liberado na decomposição.
• A fração estável que se torna húmus ajuda a manter a matéria
orgânica no solo por mais tempo.
Degradação e estabilização da matéria orgânica:
• Quando há ação antrópica (atividades humanas como o uso intensivo
do solo), a degradação da matéria orgânica é acelerada, o que reduz a sua
estabilidade e a capacidade de armazenar carbono.
• Exemplo: Se inicialmente o solo tem 5% de MOS, em um cenário de
manejo inadequado (ação antrópica), essa quantidade pode cair para 4,7% em 3
anos e continuar reduzindo para 4,2%, levando à necessidade de práticas de
manejo conservativo para estabilizar a perda de matéria orgânica.
Resíduos orgânicos no solo:
• Resíduos de origem vegetal e animal no solo são fontes iniciais de
carbono orgânico.
• Durante a decomposição desses resíduos, ocorre o processo de
mineralização, onde:
• 80% do carbono orgânico presente nos resíduos é convertido em CO₂
pela atividade dos microrganismos.
• 20% é transformado em húmus (substâncias húmicas), que é uma
forma mais estável de matéria orgânica.
• Parte dos nutrientes liberados durante esse processo é disponibilizada
para as plantas.
Resumo do esquema:
• Resíduos orgânicos (vegetal/animal) → Microorganismos realizam
a decomposição → 80% carbono vira CO₂ e 20% vira húmus (substâncias
húmicas).
• Húmus ajuda na liberação de nutrientes para o solo, sendo uma
fonte estável de matéria orgânica e contribuindo para a fertilidade do solo.
Resíduos orgânicos (animal ou vegetal) na superfície do solo:
• A questão é se esses resíduos fazem parte da matéria orgânica do
solo (MOS). A resposta é “sim”, eles fazem parte, mas isso pode depender da
definição adotada.
Definições de MOS (ampla e restrita):
• Definição mais ampla: Inclui todo o material orgânico, seja natural ou
alterado termicamente (ex.: biochar), de origem biológica. Isso abrange tanto
material vivo quanto morto, em diferentes estágios de decomposição. Inclui também
resíduos que estão na superfície do solo, mas exclui a parte aérea das plantas vivas
(exclui folhas, ramos, etc., ainda ligados à planta).
• Definição mais restrita: Considera apenas o material orgânico dentro
do solo, excluindo resíduos superficiais, a menos que sejam de tamanho menor que
2 mm. Resíduos maiores que 2 mm, ainda que estejam em processo de
decomposição, não seriam considerados como parte da MOS nessa definição.
Funções importantes da MOS:
• Material orgânico e nutriente: A MOS fornece nutrientes essenciais
para as plantas.
• Aumenta a infiltração e reduz a evaporação: O solo com maior teor de
MOS tende a infiltrar mais água, evitando enxurradas, e retém a umidade,
diminuindo a perda de água por evaporação.
• Isolante térmico: A MOS atua como isolante térmico, ajudando a
regular a temperatura do solo.
• Conservação do solo: A presença de MOS melhora a resistência do
solo à erosão e mantém a sua estrutura.
Conceito amplo de MOS:
• A soma de todo material orgânico, seja de origem natural ou alterado
termicamente, encontrado no solo ou na sua superfície. Isso inclui tanto materiais
vivos quanto mortos, em qualquer estágio de decomposição, mas exclui as partes
aéreas vivas das plantas (ou seja, as partes ainda conectadas à planta).
Conceito restrito de MOS:
• Inclui apenas o material orgânico que já está dentro do solo, excluindo
resíduos maiores que 2 mm presentes na superfície.
Teor de carbono orgânico total (COT) ou MOS:
• É considerado um indicador-chave da qualidade do solo, porque a
quantidade de matéria orgânica no solo tem grande influência sobre suas
propriedades e funções.
Influências da MOS no solo:
• Estabilidade dos agregados e estrutura do solo: A MOS contribui para
a formação e manutenção de agregados estáveis, o que melhora a estrutura do
solo.
• Infiltração e retenção de água: Solos ricos em MOS são mais
eficientes em absorver e reter água, reduzindo a compactação e aumentando a
capacidade de infiltração.
• Resistência à erosão: A MOS ajuda a proteger o solo contra a erosão,
porque aumenta a coesão entre as partículas do solo.
• Atividade biológica: A presença de MOS suporta uma maior atividade
biológica no solo, como a atividade de microrganismos e fauna do solo.
Capacidade de retenção de água:
• A MOS tem a capacidade de reter 20% do seu peso em água, o que é
muito importante para a conservação da umidade no solo, especialmente em
períodos de seca.
Essa parte das suas anotações aborda principalmente a capacidade de troca de
cátions (CTC), a matéria orgânica do solo (MOS), os compartimentos da MOS e os
processos de decomposição e mineralização. Vamos organizar e esclarecer os
pontos principais:
Capacidade de troca de cátions (CTC):
• A CTC está relacionada à disponibilidade de nutrientes para as
plantas. Quanto maior a CTC, maior a capacidade do solo de reter cátions
(nutrientes positivos) e disponibilizá-lospara as plantas, ajudando a evitar a
lixiviação de nutrientes (perda de nutrientes por escoamento da água).
• Aumentar a MOS no solo reduz a liberação de gases como o CO2
para a atmosfera.
Compartimentos da MOS (conceito amplo):
• A MOS é composta por diferentes compartimentos, e é mencionada
uma divisão entre MOS viva e MOS morta:
• MOS viva: Cerca de 4% do carbono orgânico (CO) do solo, que inclui
organismos vivos.
• MOS morta: Cerca de 96% do carbono orgânico (CO) do solo.
• Dentro desses compartimentos, você menciona diferentes frações da
fauna do solo:
• Micro-organismos (60-80% do CO): Incluem fungos e bactérias, que
são fundamentais na decomposição e mineralização de resíduos.
• Macro-organismos (15-30% do CO): Incluem organismos como
minhocas e térmitas, que trituram e organizam resíduos para a decomposição.
• Raízes das plantas (5-10% do CO): As raízes também liberam
substâncias para o solo (ex.: exsudatos radiculares) que alimentam os organismos
do solo.
Funções da MOS:
• Decomposição: Processo no qual moléculas orgânicas grandes são
fracionadas em partículas menores.
• Mineralização: Transformação de nutrientes da forma orgânica para a
forma inorgânica (mineral). Por exemplo, o carbono orgânico pode ser transformado
em CO2, que é uma forma mineral.
• Existem 20 nutrientes conhecidos, dos quais 17 são mineralizados. O
potássio (K) não é mineralizado porque na planta ele já se encontra na forma
inorgânica/mineral.
Fotoassimilados e exsudatos radiculares:
• De 30 a 50% dos fotoassimilados (produtos da fotossíntese) são
liberados pelas raízes das plantas, alimentando os microrganismos do solo.
MOS morta (cerca de 96% do solo):
• A MOS morta inclui matéria orgânica leve, matéria orgânica
particulada e resíduos orgânicos em diferentes fases de decomposição.
• Matéria macro-orgânica: Pode ser desprotegida (integrada entre os
agregados do solo) ou protegida (intra-agregados, dentro dos agregados do solo). A
matéria macro-orgânica protegida é mais estável no solo e menos acessível aos
micro-organismos, o que aumenta sua permanência no solo.
Função dos agregados no solo:
• Os agregados do solo atuam como protetores da MOS, porque
dificultam o acesso dos micro-organismos à matéria orgânica, retardando sua
decomposição.
Decomposição da matéria macro-orgânica:
• Durante a decomposição, são liberados nutrientes que podem ser
usados pelas plantas, e o processo forma o húmus (forma estável de matéria
orgânica).
• O húmus do solo representa de 70 a 90% do carbono orgânico da
MOS morta.
Substâncias não úmicas:
• Representam cerca de 30% do carbono orgânico da MOS. Essas
substâncias são moléculas orgânicas simples e de baixo peso molecular (ex.:
lipídios, ácidos orgânicos).
• Elas são facilmente decompostas pelos micro-organismos e podem
ser liberadas tanto pela decomposição da matéria orgânica quanto pelos exsudatos
radiculares ou organismos do solo.
Função das substâncias húmicas (principalmente dos fungos):
• As substâncias húmicas atuam como alimento para os organismos do
solo.
• Elas funcionam como agentes cimentantes na agregação do solo, ou
seja, ajudam a manter a estrutura do solo unida, promovendo a formação de
agregados.
Substâncias húmicas e sua permanência no solo:
• As substâncias húmicas representam cerca de 70% do carbono
orgânico (CO) do solo e têm uma maior dificuldade de serem decompostas pelos
microrganismos, o que lhes confere maior permanência no solo.
• Essas substâncias incluem os ácidos húmicos (formados pelo
processo de humificação) e ácidos fúlvicos, além das huminas.
• As substâncias húmicas são macromoléculas amorfas, de alta
complexidade química e com forte interação com os coloides minerais do solo. Essa
interação aumenta a estabilidade e reatividade da matéria orgânica no solo.
Coloides:
• Os coloides são partículas extremamente pequenas do solo, orgânicas
ou minerais, que têm diâmetro inferior a 0,01 milímetros.
• A argila também é uma partícula fina, com diâmetro inferior a 0,02
milímetros.
• Os coloides e a argila interagem fortemente com as substâncias
húmicas, promovendo estabilidade e agregação no solo.
Solubilidade das substâncias húmicas:
• As substâncias húmicas apresentam diferentes comportamentos em
relação à solubilidade em meios ácidos e básicos:
• Ácidos fúlvicos: São solúveis tanto em meio ácido quanto básico.
• Ácidos húmicos: São solúveis em meio básico, mas insolúveis em
meio ácido.
• Huminas: São insolúveis tanto em meio ácido quanto básico.
Processo de humificação:
• A humificação é o processo de formação das substâncias húmicas no
solo.
• Trata-se de uma reação química que envolve os produtos da
decomposição dos resíduos orgânicos, com a ação dos microrganismos, resultando
na formação de substâncias húmicas.
• Essas substâncias, devido à sua complexidade e estabilidade, têm um
papel importante na estrutura do solo e na retenção de nutrientes.
Desenho de macro e microagregados:
• Você menciona um desenho que mostra a interação entre os
macroagregados, coloides minerais, argila, coloides orgânicos, substâncias húmicas
e microagregados.
• Isso sugere a importância da agregação do solo, na qual as
substâncias húmicas e coloides desempenham um papel vital, ajudando a manter a
estrutura física do solo.
Formação das Substâncias Húmicas
Rotas que os resíduos vegetais podem seguir até formarem as substâncias
húmicas:
• Resíduo vegetal e lignina modificada:
• Os resíduos vegetais, especialmente a lignina (um polímero presente
nas paredes celulares das plantas), podem ser diretamente convertidos em
substâncias húmicas após modificações químicas.
• Resíduo vegetal e açúcares:
• Parte dos resíduos vegetais, ao serem decompostos, geram açúcares,
que também acabam contribuindo para a formação de substâncias húmicas.
• Resíduo vegetal e micro-organismos:
• A decomposição do resíduo vegetal envolve a ação de
microorganismos que transformam os compostos vegetais em substâncias como
polifenóis e quinonas.
• Esses compostos intermediários acabam sendo convertidos em
substâncias húmicas posteriormente.
Processo de humificação e Formação de Ácidos Húmicos
• O esquema de humificação que você mencionou envolve a
transformação progressiva das substâncias húmicas:
• Ácido fúlvico → Ácido húmico → Humina (aumentando o grau de
humificação).
• Conforme o grau de humificação aumenta, observam-se:
• Aumento da polimerização da molécula (moléculas maiores e mais
complexas).
• Diminuição da relação C/N (carbono/nitrogênio), o que indica uma
maior decomposição da matéria orgânica.
• Aumento da estabilidade no solo (essas substâncias tornam-se mais
resistentes à decomposição).
• Diminuição da solubilidade e mobilidade no solo (quanto mais
humificadas, menos solúveis as moléculas ficam).
• Diminuição da reatividade, pois moléculas mais grandes e estáveis
reagem menos no ambiente.
A humificação transforma compostos simples em macromoléculas complexas,
estabilizando a matéria orgânica no solo.
Nutrientes Essenciais para as Plantas
Nutrientes essenciais que as plantas precisam para completar seu ciclo de vida e
evitar deficiência. Esses nutrientes são divididos em macronutrientes e
micronutrientes:
• Macronutrientes:
• Necessários em grandes quantidades, incluem:
• Nitrogênio (N)
• Fósforo (P)
• Potássio (K)
• Cálcio (Ca)
• Magnésio (Mg)
• Enxofre (S)
• Micronutrientes:
• Requeridos em quantidades menores, mas igualmente essenciais:
• Boro (B)
• Molibdênio (Mo)
• Cloro (Cl)
• Ferro (Fe)
• Manganês (Mn)
• Zinco (Zn)
• Cobre (Cu)
Formas Iônicas dos Nutrientes Absorvidos pelas Plantas
As plantas absorvem os nutrientes em suas formas iônicas:
• Nitrogênio (N):
• Absorvido como nitrato (NO3⁻) ou amônia (NH4⁺).
• Fósforo (P):
• Absorvido como H₂PO₄⁻ (fosfato primário) ou HPO₄²⁻ (fosfato
secundário), predominante em pH ao redor de 7,3.
• Enxofre (S):
• Absorvido na forma de sulfato (SO₄²⁻).
• Potássio (K):
• Absorvido como K⁺ (íon de potássio).
• Cálcio (Ca):
• Absorvido como Ca²⁺ (íon de cálcio).
• Magnésio (Mg):
• Absorvidocomo Mg²⁺ (íon de magnésio).
Essas formas iônicas são cruciais para o metabolismo da planta, permitindo a
assimilação dos nutrientes essenciais diretamente pelas raízes.
Observação Importante:
• A adubação é usada para corrigir deficiências de nutrientes no solo,
garantindo que a planta receba a quantidade necessária de cada elemento, tanto
macronutrientes quanto micronutrientes.
Formas Iônicas dos Micronutrientes
• Ferro (Fe): Fe²⁺
• Molibdênio (Mo): MoO₄²⁻, HMoO₄⁻
• O molibdato (MoO₄²⁻) é predominante em solos com pH acima de 5,0,
sendo um ânion.
• Cloro (Cl): Cl⁻ (cloreto)
• Boro (B): BO₃³⁻, H₃BO₃ (ácido bórico)
• Ácido bórico é predominante e absorvido na forma neutra.
Reações e Funções da Matéria Orgânica no Solo
• Poder tampão:
• A capacidade do solo de resistir a variações de pH quando ácidos ou
bases são adicionados.
• Quanto maior o teor de matéria orgânica (MOS), maior o poder
tampão.
• Solos argilosos também têm um poder tampão maior devido à sua
estrutura.
• Capacidade de Troca de Cátions (CTC):
• Representa a capacidade do solo de reter e trocar cátions (íons
positivos).
• A MOS é responsável por cerca de 80% da CTC em solos do Paraná,
devido às suas cargas negativas.
• A CTC aumenta com o aumento do pH, pois as cargas negativas no
solo aumentam, melhorando a troca de cátions.
• Solos com maior CTC têm maior capacidade de reter nutrientes.
Disponibilidade de Nutrientes em Função do pH
• Cátions (Nutrientes catiônicos): A disponibilidade tende a ser maior em
pH baixo, mas diminui conforme o pH sobe.
• Ânions (Nutrientes aniônicos): Tendem a ter disponibilidade baixa em
pH baixo, mas aumenta conforme o pH sobe.
Complexação de Metais no Solo
• Existem dois tipos de complexos formados pelos cátions no solo:
• Complexo de esfera externa:
• O cátion mantém seu raio de hidratação.
• A ligação com o solo é fraca, mas faz parte da CTC, estando
disponível para as plantas.
• Complexo de esfera interna:
• O cátion perde o raio de hidratação.
• A ligação é forte e não retorna facilmente para a fase líquida, não faz
parte da CTC.
• Cátions que formam complexos de esfera interna:
• Al³⁺, Cu²⁺, e metais pesados.
• Cátions que formam complexos de esfera externa:
• Macronutrientes como Ca²⁺, Mg²⁺, e K⁺.
Interação com Moléculas Orgânicas e Efeito no Solo
• Moléculas orgânicas antrópicas (geradas pela atividade humana)
podem ser degradadas por micro-organismos, e a matéria orgânica (MO) pode
diminuir seu efeito.
• As substâncias húmicas estabilizam essas moléculas no solo.
• Agregação do solo: Colóides orgânicos e minerais interagem,
reduzindo a fixação de fósforo inorgânico (P).
Quelatos e Agentes Quelantes
• Quelatos são compostos formados pela ligação de um cátion com uma
molécula orgânica de baixo peso molecular.
• Agentes quelantes naturais no solo:
• Ácido oxálico, ácido cítrico, ácido acético.
• Agentes quelantes sintéticos:
• DTPA, EDTA, EDDHA.
Esses agentes ajudam a manter os nutrientes catiônicos disponíveis para as
plantas, evitando que se tornem indisponíveis no solo.
pH e disponibilidade de nutrientes catiônicos e aniônicos mostra que:
• A disponibilidade de cátions diminui conforme o pH aumenta.
• A disponibilidade de ânions aumenta conforme o pH aumenta.
Influência do pH na CTC e Cátions
• Quando o pH do solo diminui, ocorre uma:
• Diminuição da densidade de cargas negativas no solo.
• Redução da CTC (Capacidade de Troca de Cátions), diminuindo a
quantidade de cátions trocáveis no solo.
Complexos Metálicos e Interações com a Matéria Orgânica
• Complexo de esfera externa:
• Mantém o raio de hidratação do cátion.
• A ligação é fraca e faz parte da CTC, ficando disponível para as
plantas.
• Complexo de esfera interna:
• O cátion perde o raio de hidratação.
• A ligação é forte, o cátion não retorna para a fase líquida, e não faz
parte da CTC, ficando indisponível para as plantas.
• Complexos de metais com a matéria orgânica (MO):
• Cátions como Al³⁺, Co²⁺, e outros metais pesados tendem a formar
complexos de esfera interna.
• Para macronutrientes catiônicos como Ca²⁺, Mg²⁺, e K⁺, tendem a
formar complexos de esfera externa.
Efeito da Matéria Orgânica (MOS) no Solo
• Moléculas orgânicas antrópicas (geradas por atividades humanas)
podem ter sua degradação acelerada por micro-organismos.
• A MOS estabiliza essas moléculas ao interagir com as substâncias
húmicas, resultando em uma ligação estável no solo.
• Agregação do solo:
• A MOS desempenha um papel importante na formação de agregados
estáveis no solo.
• Contribui para a formação de uma estrutura granular no horizonte A do
solo.
• Todos os componentes da MOS contribuem para a agregação do solo.
Retenção de Água no Solo
• A MOS tem uma grande capacidade de reter água, sendo capaz de
reter até 20 vezes o seu peso em água.
• Macroporos e microporos também influenciam a retenção de água, e a
diferenciação entre esses dois tipos de poros é importante para o manejo da água
no solo.
Efeitos da Matéria Orgânica no Crescimento das Plantas
• A MOS tem um efeito direto no crescimento das plantas:
• As substâncias húmicas (como os ácidos húmicos e fúlvicos) são
especialmente benéficas.
• Estímulo no crescimento de raízes nas plantas em estágio inicial de
desenvolvimento.
• Produção de hormônios vegetais, que também ajudam no crescimento
das plantas.
Disponibilidade de Nutrientes e Pedogênese
• A MOS é uma fonte de nutrientes para as plantas.
• Aumenta a disponibilidade de micronutrientes catiônicos através da
formação de complexos quelatos.
• Microrganismos presentes no solo também contribuem diretamente
para a disponibilidade de nutrientes.
Colóides no Solo
• Colóides orgânicos interagem com os colóides minerais do solo,
reduzindo a fixação de fósforo (H₂PO₄⁻ e HPO₄²⁻).
Quelatos e Agentes Quelantes
• Quelatos são compostos resultantes da ligação de um cátion com uma
molécula orgânica de baixo peso molecular.
• Agentes quelantes naturais no solo incluem:
• Ácido oxálico, ácido cítrico, ácido acético.
• Agentes quelantes sintéticos:
• DTPA, EDTA, e EDDHA.
Esses quelantes ajudam a manter os nutrientes disponíveis para as plantas,
evitando que eles fiquem presos e indisponíveis no solo.
MOS, CTC, retenção de água, e disponibilidade de nutrientes são essenciais
para entender como o solo mantém a fertilidade e promove o crescimento das
plantas.