01 - Origem e Formação dos Solos

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CTT 310 – CIÊNCIA DO SOLO:
1 – A Disciplina Ciência do Solo
2 - Origem Formação dos Solos
3 – Intemperismo
4 – Processos Gerais de Formação dos Solos
5 – Fatores de Formação dos Solos
Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri
Instituto de Ciência, Engenharia e Tecnologia
Bacharelado em Ciência e Tecnologia
Disciplina: Ciência do Solo
Professor: Caio Mário Leal Ferraz (caio.ferraz@ufvjm.edu.br)
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 EMENTA
1 – Intemperismo físico e químico. 
1 – Fatores e condições que governam a intensidade do intemperismo.
1 – Distribuição dos processos de alteração na superfície da Terra. Produtos do intemperismo (solos e depósitos lateríticos). 
1 – Origem e formação dos solos, a fatores, processos e classes de formação. 
2 – Propriedades físicas dos solos (cor, textura, relação de massa e volume dos constituintes dos solos, estrutura e agregação,
consistência). 
3 – Classificação dos Solos. 
* Atividades de campo e laboratório (?).
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 REFERÊNCIAS E BIBLIOGRAFIA
- Aguardando materiais... 
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 DINÂMICA DA DISCIPLINA (Informações Gerais) 
1 – Aulas expositivas em sala de aula
2 – Trabalho Práticos (campus e bairros da cidade)
3 – Horários
4 – Celular
5 – Frequência (e conteúdos de avaliações)
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 AVALIAÇÕES
1 – Avaliação Introdutória (20 pontos)
2 – Relatório 1 (20 pontos – primeira aula prática)
3 – Relatório 2 + Seminário (40 pontos – Segunda aula prática ou laboratório)
4 – Avaliação Final (20 pontos)
5 – Exame Final
 Obs.: Relatórios conforme normas ABNT.
 Trabalhos “semelhantes” aos anteriores1 desconsiderados!
 1 – Arquivo Pessoal
 
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 IMPORTANTE
1 – Perguntem!
2 – Leiam com antecedência!
3 – “Duvidem”, tragam visões complementares, contrastantes ou discordantes.
4 – Exijam!
5 – Alguma sugestão?
6 – COMBINADO?
 
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DEFINIÇÃO DE SOLO
“Solo [...] é uma coleção de corpos naturais, constituídos por partes sólidas, líquidas e gasosas, tridimensionais, dinâmicos, formados por materiais minerais e orgânicos [...], contém matéria viva e podem ser vegetados na natureza, [...] divide-se em seções aproximadamente paralelas – horizontes ou camadas – como resultado de adições, perdas, translocações e transformações de energia e matéria [...]” 
(EMBRAPA, 1999).
EM RESUMO: solo é a porção superficial da Crosta Terrestre, composta por minerais, matéria orgânica, água e ar, estruturado em horizontes ou camadas com capacidade de suportar vida.
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O solo é um meio trifásico
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Formação dos solos
Rochas (Material de Origem)
Exposição a atmosfera (calor, umidade, chuvas, vento...)
Modificação na composição física e química de minerais: Intemperismo ou Meteorização
Rocha alterada = Regolito ou manto de intemperização
Solo
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DEFINIÇÃO DE SOLO 
Mas, como se forma um solo?
De onde vem? Como evolui?
INTEMPERISMO
Conjunto de processos mecânicos, químicos e biológicos incidentes sobre o material de origem que, ao ocasionam a “desintegração”, “rearranjo” e “decomposição” das rochas, dão origem aos solos.
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INTEMPERISMO
Com finalidade meramente didática, define-se o intemperismo subdividindo-o em três grandes grupos.
Os critérios são os agentes e os resultados do intemperismo, a saber: 
Químico
Mecânico ou Físico
Biológico
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INTEMPERISMO FÍSICO OU MECÂNICO
Variação da temperatura - Os corpos sofrem variações no volume devido a temperatura. Os coeficientes de dilatação são diferentes devido à variedade de minerais que formam as rochas. Num mesmo mineral há geralmente mudanças no coeficiente.
A variação da temperatura produzida pela insolação durante o dia e resfriamento a noite pode ser bastante grande.
Na zona da Caatinga na Bahia observou-se: 
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 INTERPRETANDO O INTEMPERISMO MECÂNICO
 Num poliedro a desagregação mecânica ocorre de forma diferente. Ocorre um maior aquecimento nos vértices (V), seguido pelas arestas (A) e por fim no meio das faces (F). 
 Com isto tem-se um maior desgaste mecânico de vértices e aresta, levando a formação de sólidos arredondados denominados, menores. 
 Estes matacões passam por um processo de desgaste superficial e começam a se descamar em cascas concêntricas, semelhantes a uma cebola. Esta feição é denominada de Esfoliação Esferoidal.
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Congelamento - A água ao congelar expande-se em 9% do seu volume. Assim a água nas fendas e poros das rochas ao sofrer congelamento se expande e com o processo repetitivo de congelar/ descongelar promove a desagregação da rocha. 
Este tipo de intemperismo é de pouca importância no Brasil.
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INTEMPERISMO BIOLOGICO
Ação direta de organismos.
Retirada de nutrientes da rocha (acidificação do meio).
Adição de Matéria Orgânica.
Aceleração da ação do intemperismo e modificação composicional do sistema.
 
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INTEMPERISMO FÍSICO-BIOLOGICO
 A pressão do crescimento das raízes vegetais pode provocar a desagregação de uma rocha (fenômeno facilmente visível nas calcadas arborizadas de nossas ruas), desde que esta possua fendas por onde penetrem as raízes, e desde que a resistência oferecida pela rocha seja muito grande. 
 Também as atividades de vários animais, como minhocas, formigas, cupins e roedores que constroem buracos, fazem com que o solo seja afofado, mais facilmente removido, facilitando também a penetração de outros agentes na decomposição das rochas.
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INTEMPERISMO QUÍMICO 
 Dissolução dos minerais que compõem as rochas, a partir de processos de hidratação e hidrólise (quebra das estruturas cristalinas), oxidação (Fe, Mg, S – orgânicos e inorgânicos) ou redução ou carbonatação (ácido carbônico). 
 Ocorre completa mudança das propriedades físicas e químicas, aumentando o volume dos componentes minerais formados secundariamente, quando comparados com os minerais primários.
 A AÇÃO DA ÁGUA É UMA DAS PRINCIPAIS FORÇAS DE INTEMPERISMO!
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INTEMPERISMO
FÍSICO
INTEMPERISMO
QUÍMICO
INTEMPERISMO
BIOLÓGICO
O desenvolvimento do perfil do solo
Intemperismo e formação dos solos
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Intemperismo e formação dos solos:
Como um solo se desenvolve?
Como pode o Horizonte B se formar depois do C?
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Intemperismo e formação dos solos
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Solo jovem: 
Horizonte A sobre Rocha.
Solo ainda jovem: 
Horizonte A sobre C.
Solo incipiente: 
Horizonte A sobre B e C.
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Solo maduro, muito evoluído: Horizontes A, B e C. Horizonte B muito profundo!
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PROCESSOS GERAIS DE FORMAÇÃO DOS SOLOS
São úteis para entender as feições do solo, identificá-los e classificá-los.
	
	ADIÇÃO: aporte de material do exterior do perfil ou horizonte do solo. Ex: areia ou cinzas vulcânicas trazidas de outro local e depositados sobre o perfil.
	
	REMOÇÃO: o material é removido para fora do perfil. Ex: lixiviação.
	
	TRANSFORMAÇÃO: o material muda sua natureza química ou mineralógica. 	
 Ex: montmorilonita em caulinita
	
	TRANSLOCAÇÃO: ocorre quando o material passa de um horizonte para outro, sem abandonar o perfil. 
 x: eluviação/iluviação. 
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Processos Gerais de Formação dos Solos: detalhes
Adição:
Matéria orgânica
Água (Chuva)
Sedimentação
Antropogênicos
Adubos
Biocidas
Resíduos
Aterros
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Transformação:
Material orgânico em matéria orgânica
Minerais primários em secundários
Precipitação
Dissolução
Translocação:
Eluviação/iluviação:
Colóides orgânicos (?)
Colóides inorgânicos (?)
Íons em movimento vertical para baixo e para cima (crostas salinas: capilaridade + evaporação).
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Perdas
Lixiviação
Erosão
Antropogênicas:
Erosão acelerada
Colheita
Empréstimo de material para construção
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Fatores de Formação dos SolosPodemos entender os Processos específicos de Formação dos Solos como mecanismos que comandam a pedogênese.
Os Fatores de Formação dos Solos, por sua vez, podem ser pensados como elementos ou sistemas que interferem diretamente sobre os anteriores, acelerando, retardando ou atribuindo-lhes funcionamento específico.
São eles: Clima, Material de Origem, Organismos, Relevo e Tempo (cronológico). 
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CLIMA
O que é clima? 
(Tempo X Clima)
Quais são as características de um clima (pelo menos as mais importantes para a pedogênese)?
Temperatura (especialmente variação de temperatura) 
Precipitação pluvial 
Deficiência ou excesso hídrico.
Fator ativo da pedogênese:
- Isoladamente é o que mais influencia no intemperismo [regula a natureza (tipo) e a velocidade (intensidade) das reações químicas]. 
- Crescimento de organismos e distinção dos horizontes pedogenéticos.
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TEMPERATURA: condiciona a ação da água (acelera as reações químicas, aumenta a evaporação – diminui a lixiviação de produtos).
 - Temperatura versus velocidade das reações químicas: para cada 10 ºC de aumento da temperatura, aumenta-se em 2 a 3 vezes a velocidade das reações químicas.
PLUVIOSIDADE: ação d água para transformação dos minerais primários em secundários (rocha em solo):
 - Regiões mais úmidas solos mais desenvolvidos que regiões secas.
 - Percolação hidrata constituintes e favorece remoção de cátions.
ESCOAMENTO SUPERFICIAL X INFILTRAÇÃO 
X PERCOLAÇÃO X LIXIVIAÇÃO
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Climas quentes e úmidos e seus solos: 
Quanto mais quente e úmido o clima, mais rápida e intensa será a decomposição das rochas, que fornecerão materiais muito intemperizados: 
Deve se esperar solos espessos e com abundância de minerais secundários, pobres em cátions básicos (Ca, Mg e K), lixiviados por chuva intensa, pH baixo (H e Al em excesso). 
Climas áridos ou muito frios e seus solos:
Na redução de temperatura e ou umidade, mais lenta será a decomposição das rochas, que fornecerão materiais menos intemperizados:
Solos pouco espessos, com menos argila e mais minerais primários, que pouco ou nada foram afetados pelo intemperismo, pH neutro ou alcalino e maior quantidade de cátions básicos trocáveis. 
 Quanto mais frio maior o acúmulo de Matéria Orgânica.
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ORGANISMOS
Microflora, macroflora, microfauna e macrofauna.
Todos? Quais deles são fontes de Matéria Orgânica?
Cobertura vegetal:
 atenuante do fator clima (passiva) 
 efeito atenuador na temperatura
 fixação de materiais sólidos (dunas) 
 processos de troca catiônica (absorção pelas raízes, 
 decomposição e exportação)
 maior importância: adição de resíduos vegetais.
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Material de Origem
Mineral ou orgânico: material geológico do qual o solo se origina.
fator de resistência à formação do mesmo, ou material que originará a 
Matéria Orgânica dos solos.
Tem papel passivo à ação do clima e organismos. Agente Passivo! 
Influencia a maior ou menor velocidade com que o solo se forma. 
Determinam (ou influenciam) diversas características dos solos!
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Importância: textura, cor, composição química e mineralogia:
* Rochas arenoquartzosas: arenosos, porosos, baixa retenção de água e baixa fertilidade,
* Rochas máficas: profundos, argilosos e composição química e mineralógica variada.
1) Materiais derivados de rochas claras (ou ácidas, ígneas ou metamórficas): solos quimicamente pobres.
2) Materiais derivados de rochas ígneas escuras (ou básicas):
solos quimicamente ricos.
3) Solos derivados de sedimentos inconsolidados ou rochas sedimentares “moles” geralmente se formam muito mais rapidamente: facilidade para o intemperismo.
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Relevo
- Forma da superfície: dinâmica da água (infiltração e escoamento).
 Decréscimo de temperatura (altitude).
 Seres vivos (Vegetação).
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A: boa infiltração e boa drenagem: favorecem intemperismo químico.
B: boa infiltração e má drenagem – desfavorecem intemperismo químico 
C: má infiltração e má drenagem –desfavorecem intemperismo químico e favorecem a erosão.
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As reações químicas do intemperismo ocorrem mais intensamente nos compartimentos do relevo onde é possível boa infiltração da água, percolação por tempo suficiente para a consumação das reações e drenagem para lixiviação dos produtos solúveis.
Com a repetição desse processo, os componentes solúveis são eliminados e o perfil se aprofunda. 
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Tempo
 Mais passivo: não adiciona, não exporta e nem gera energia.
 Sistema solo dinâmico: evolui ao longo do tempo.
 Idade (cronologia) versus Evolução (maturidade):
 
 Idade: anos decorridos desde o início do intemperismo.
 Evolução: atributos e características dos solos.
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Tempo
 Em geral...
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