Fonte de nutrientes

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Contribuição dos minerais com a Fertilidade do solo
Willian Marques Duarte
Engenheiro Agrônomo - UNEMAT
M. Sc. Ciência do Solo - UDESC
GOVERNO DO ESTADO DE MATO GROSSO
SECRETARIA DE ESTADO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA
UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO
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O que é solo?
De onde vem o nutrientes?
Como ocorre a reposição?
RELEMBRANDO ALGUNS CONCEITOS...
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COMPOSIÇÃO DO SOLO
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Do que um solo é composto?
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Composição do solo
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SOLUÇÃO DO SOLO
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FASE MINERAL
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ROCHAS DA LITOSFERA
Quanto a origem:
- MAGMÁTICAS
- METAMÓRFICAS
- SEDIMENTARES
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Origem: consolidação (solidificação) do magma (~lava)
INTRUSIVAS - magma consolida no interior da crosta 
EXTRUSIVAS - magma consolida sôbre a superfície da crosta
HIPABISSAL - magma consolida próximo à superfície (fendas)
INTRUSIVAS
Magma no interior da crosta, confinado ---> resfriamento lento ---> formação de cristais grandes ---> textura fanerítica (macrocristais)
Exemplos: Granito (ácida), Gabro (básica), Sienito e Diorito (intermediária)
EXTRUSIVAS
Magma sobre a superfície ---> resfriamento rápido ---> formação de cristais pequenos ---> textura afanítica (microocristalina)
Exemplos: Basalto (básica), Riolito (ácida), riodacito (intermediária)
HIPABISSAIS
Magma consolida próximo à superfície: diques e sills  textura porfirítica
Exemplos: diabásio (básica), sienito pórfiro, diorito pórfiro
MAGMÁTICAS
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COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA DAS ROCHAS MAGMÁTICAS
. São chamados de Minerais essenciais aqueles que ocorrem em maior proporção nas rochas. Minerais acessórios aqueles que ocorrem em pequena quantidade. 
Os principais minerais essenciais das rochas são os feldspatos, quartzo, piroxênios, anfibólios, olivinas e as micas. 
A proporção em que ocorrem nas rochas, permite, auxiliado por um conjunto de outras características, classificá-las. 
Os termos leucocrático, melanocrático e mesocrático são utilizados para designar a proporção entre os diversos grupos de minerais presentes na rocha.
COMPOSIÇÃO QUÍMICA DAS ROCHAS MAGMÁTICAS
Diz-se que uma rocha é ÁCIDA quando os teores de SiO2 são superiores a 65%, INTERMEDIÁRIA quando entre 52 e 65%, BÁSICA quando entre 45 e 52% e ULTRABÁSICA quando os teores são inferiores a 45%. Estes termos nada tem a ver com a concentração de íons H. Porém são de uso clássico em Petrologia (ciência que estuda as rochas). 
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FASE MINERAL
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MINERALOGIA
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O QUE É???
Estudo dos minerais em todos os seus aspectos (Melo e Allenoni; 2009)
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Minerais
“se as rochas são as páginas de um livro da história geológica, os minerais são os caracteres com os quais o livro foi impresso e, somente com uma compreensão deles e de suas estruturas, o documento pode ser lido” (Dana e Hurlbut Jr., 1978)
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Minerais
São caracterizados pela maneira com que os íons (cátions e ânions) estão dispostos e pela sua constituição química.
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Minerais = AGLOMERADO DE VÁRIOS ÍONS
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MINERAIS
ROCHAS
ÍONS
Si
O
C
H
Al
Ca 
Fe
Mg
S
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Basaltos
Composição:
Plagioclásios – Ca e Na (anortita e labradorita) 
Piroxênios – Ca e Mg (augita, diopsídio, hiperstênio)
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Riolitos
Riolito é uma rocha magmática extrusiva ou vulcânica, correspondente extrusiva do granito
A sua composição mineral inclui geralmente quartzo, feldspatos alcalinos (K) e plagioclásios. os minerais acessórios mais comuns são a biotita e o piroxênio (ca e Mg). Sua cor é cinza, cinza avermelhada ou rosada. 
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Granitos
Rocha magmátiva intrusiva, composta de quartzo, feldspatos (K), micas e anfibólios
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Gabro
Rocha magmática intrusiva básica, composta de plagioclásios e piroxênios (ca e Mg)
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Sienitos
Rocha magmática intrusiva intermediária, similar ao granito, mas predominando os feldspatos alcalinos sobre o quartzo.
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Minerais no solo
Rochas
Fragmentos de rochas;
Fração areia, silte e argila.
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CLASSIFICAÇÃO
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CLASSIFICAÇÃO
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MINERAIS SILICATADOS
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Silicatados (95% da crosta continental)
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Qual a composição química dos silicatos??
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ORGANIZAÇÃO DOS MINERAIS NO SOLO
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TETRAEDRO DE SILÍCIO
OCTAÉDRO DE ALUMÍNIO
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MORFOLOGIA DE UM ARGILOMINERAL
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Silicatados (95% da crosta continental)
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Neso 
Soro
Ciclo
Ino simples
Ino duplo
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Filossilicatos
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Tectossilicatos
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FILOSSILICATO
Significa folhas;
Possuem hábito achatado ou escamas;
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QUÍMICA DO SILÍCIO (Si)
SOLOS MUITO DESENVOLVIDOS
SOLOS POUCO DESENVOLVIDOS
Si
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QUÍMICA DO SILÍCIO (Si)
MINERAIS SILICATADOS
SOLOS POUCO DESENVOLVIDOS
ÓXIDOS DE 
Fe e Al
SOLOS MUITO DESENVOLVIDOS
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ÓXIDOS DE FERRO
O ferro ocorre nas rochas na forma reduzida (Fe2+), presente em minerais primários como biotita, piroxênios, anfibólios e as olivinas. 
O intemperismo destes minerais libera o ferro inicialmente na forma de precipitados amorfos, com alto grau de hidratação (géis de ferro hidratados). Estes com o passar do tempo podem oxidar-se, perdendo paulatinamente água de hidratação, até adquirirem forma cristalina definida. 
	
 	 intemp. - H2O + O2
 Fe++ na rocha -------> Géis de Fe++ -------> Fe+++ cristalino
 		 hidratados (hematita, p. ex.)
Propriedades:
São ANFÓTEROS (Podem ter carga + ou – de superfície)
Na faixa normal de pH da maioria dos nossos solos (ácidos), os óxidos de ferro apresentam cargas POSITIVAS de superfície  sítios de adsorção de ÂNIONS (Fósforo)
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a) HEMATITA:  Fe2O3
	Representa a forma oxidada e desidratada do ferro
Os cristais de hematita, vistos ao microscópio eletrônico, apresentam forma hexagonal, porém são de dimensões muito menores do que os dos minerais de argila
Fatores favoráveis a formação da hematita 
em solos:
pH alto
Ambientes com boa drenagem
Pouca matéria orgânica 
(Favorecem rápida oxidação, desidratação e cristalização dos géis de ferro)
A hematita imprime coloração tipicamente avermelhada aos solos
 
 
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b) GOETITA:  FeOOH 
Representa a forma oxidada e hidratada do ferro
A goethita pura ocorre na forma de cristais aciculares (agulhas) ou sarrafos.
 
 As goethitas de solo tem formato aproximadamente 
 isodimensional.
 
É o óxido de ferro mais comum na maioria dos nossos solos.
Condições que favorecem formação:
- Material de origem com poucas bases e pH baixo 
Rochas com baixo teor de ferro
Drenagem lenta
Alto teor de Matéria Orgânica
A goethita imprime coloração brunada ou amarelada aos solos
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e) FERRIDRITA
Forma oxidada de ferro de baixa cristalinidade
 
Ocorre ao redor das raízes de plantas de banhados ou mesmo do arroz, quando irrigado por inundação, e também nas “manilhas” e nos canais de drenagem, formando uma “nata ferruginosa” 
Ocorre também nas drenagens ácidas de minas de carvão
TEM ALTA CAPACIDADE DE ADSORÇÃO DE METAIS
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d) MAGNETITA (Fe304) e MAGHEMITA ( Fe203)
São formas magnéticas dos óxidos de ferro. 
Magnetita é de origem litogênica (provém da rocha) e ocorre em cristais grandes na fração areia e silte
Maghemita é neogênica (mineral secundário), é microscópica e ocorremisturada na fração argila
Em solos com altos teores são atraídos por imã comum.
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ÓXIDOS DE ALUMÍNIO
	Originam-se da decomposição do aluminossilicatos.
O intemperismo dos aluminossilicatos libera o alumínio;
 Numa fase inicial, é encontrado na forma de géis amorfos, como polímeros, com muita água de hidratação, e com o passar do tempo podem adquirir forma cristalina definida (Gibbsita, p. ex.).
		 intemperismo -H2O 
	Aluminossilicato ------------> Géis de Al ------> Gibbsita
 	 	(Amorfos)	 (Óxido de Al cristalino)
	As diversas etapas que envolvem a formação de um óxido de alumínio cristalino, como a Gibbsita, são complexas, tendo em vista as diversas reações que podem ocorrer após a sua liberação dos minerais primários.
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TETRAEDRO DE SILÍCIO
Cada tetraedro possui um átomo de Si equidistante de 4 átomos de O;
O tetraedro não é equilibrado eletricamente;
O conjunto tem 4 cargas negativas que podem ser preenchidas com metais ou outro tetraedro 
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De todos os minerais do solo os SILICATOS formam o grupo mais importante, visto que constituem cerca de 80% das rochas ígneas e metamórficas.
	UNIDADE ESTRUTURAL BÁSICA
DOS 
SILICATOS
Representação espacial do TETRAEDRO DE SILÍCIO 
Minerais primários se distinguem pelo MODO DE ARRANJO DOS TETRAEDROS e
pela DISPOSIÇÃO INTERNA DOS ÍONS no espaço interno
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 OCTAEDRO DE ALUMÍNIO
Cada octaedro possui um átomo de Al equidistante de 6 átomos de oxigênio ou oxidrilas;
Também podem ocorrer octaedro de Mg.
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A - BILAMINARES OU MINERAIS DE ARGILA DO TIPO 1:1
	Compostos por uma lâmina de tetraedros de silício e uma de octaedros de alumínio
		Seqüência das lâminas nos argilominerais 1:1
		Exemplos: Caulinita, haloisita.
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B - TRILAMINARES OU MINERAIS DE ARGILA DO TIPO 2:1
	Compostos por duas lâminas de tetraedros de silício e uma de octaedros de alumínio 
		Seqüência das lâminas nos argilominerais 2:1
		Exemplos: Ilita, Vermiculita e Montmorilonita
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Al2Si2O5(OH)4 
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Água 
Cátions 
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SUBSTITUIÇÃO ISOMÓRFICAS 
(cargas elétricas permanentes)
Na cristalização do mineral pode ocorrer troca de elementos sem modificar a forma do cristal.
Lamina tetraédrica: Al+3 no lugar do Si+4
Lamina octaédrica: Fe+2 ou Mg+2 no lugar do Al+3
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Esquema de formação das cargas negativas permanentes nas lâminas tetraedrais do cristal de argilomineral, pela substituição do Si+4 pelo Al+3
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SUBSTITUIÇÃO ISOMÓRFICAS 
(cargas elétricas permanentes)
As substituições isomórficas geram déficit de carga criando cargas negativas nas argilas que passam a adsorver cátions na superfície originando a CTC (capacidade de troca catiônica)
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Camada de Stern
Camada difusa
Dupla camada 
Íons em equilíbrio com a solução
Distância do coloide 
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