Aula 4 Pedogênese Processos gerais de formação do solo e diferenciação dos horizontes do solo.

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1
Pedogênese 
Processos gerais de formação do solo e 
diferenciação dos horizontes do solo.
2
Intemperismo das rochas e 
formação do solo
“Definição de intemperismo”
• O conjunto de processos que leva a
degradação e decomposição das
rochas e denominado de
intemperismo.
• Estes processos estão relacionados
com dois fatores: a natureza da rocha
e a condição ambiente.
3
A maioria das rochas forma-se em
ambientes muito distintos das condições na
superfície do planeta.
Enquanto as rochas se formam em
ambientes com temperatura e pressão elevadas
e constantes, em ausência de luz, organismos e
vento, quando são expostas na superfície do
planeta, encontram condições bem diferentes:
temperaturas e pressões menores, porem com
grande variação ao longo do dia e noite e das
estações do ano, presença
4
Intemperismo físico
O intemperismo físico é composto pelos processos
que levam a fragmentação da rocha, sem
modificação significativa em sua estrutura química
ou mineralógica.
Estas quebras podem ocorrer por vários processos,
como a variação de temperatura, crescimento de
raízes, congelamento e precipitação de sais, onde os
dois primeiros processos são os mais importantes
para as condições climáticas do sul do Brasil.
5
A maior contribuição do intemperismo físico
é o aumento de área superficial especifica
para o avanço do intemperismo químico e a
pedogênese.
Área Superficial
6
Com a variação de temperatura, as
rochas, que são compostas por diversos
minerais, se dilatam e contraem de
maneira diferenciada (coeficientes de
dilatação e contração distintos), com
direção e com intensidade diferentes,
gerando tensões no corpo da rocha e
levando a fadiga e fratura do material.
7
O processo de fadiga leva ao processo de 
esfoliação, no qual a rocha solta camadas, 
similarmente a uma cebola.
Pode-se encontrar essas pedras em solos 
mais rasos, porem argilosos e vermelhos 
nas áreas mais declivosas do Rio Grande 
do Sul, onde o solo não e muito profundo.
8
Espécies pioneiras arbustivas e arbóreas
podem exercer grandes pressões sobre as
rochas, através do crescimento das raízes
entre as fendas.
Exemplos típicos desta forca são os danos
causados pelas raízes de algumas árvores
ao calcamento e as fundações das
construções.
9
Fonte: Adaptado de Polomski & Kuhn (1998).
Fatores genéticos, edáficos, competição.
10
Fonte: Adaptado de Gonçalves & Mello (2005). 
27
11
Fonte: Schumacher (2008). 
Raízes longas e ramificadas = adapatações
12
SÍTIO 
Fonte: Schumacher (2008). 
= AUTOECOLOGIA = PRODUÇÃO
13
Localização do município de Cambará do Sul, RS. 
Fonte: Modificado de FEE, 2008. Organizador: Viera, M. (2008). 
Cambará do Sul 
A temperatura 
média anual 15 °C 
(8,5 ºC / 22 ºC ) 
O Clima: 
Cfb (temperado úmido)
Precipitação média 
de 1700 a 1800 mm
O solo 
Cambissolo Húmico 
alumínico típico
Campos de Cima da Serra 
A altitude 
980 m 
23
14
Localização das áreas experimentais no povoamento de Pinus taeda L. e no campo adjacente.
Cambará do Sul, RS. Fonte: Google Earth (2008).
Fazenda Guabiroba – Cambará Celulose S/A 
Pinus taeda L.
Campo
22
15
Histórico da área do estudo 
Povoamento de Pinus taeda L.
Implantado no ano de 1993;
Espaçamento de 3 m x 2 m;
Mudas produzidas a partir de sementes;
Preparo de solo e plantio manual;
Roçada mecânica em 1994;
Desramas em 1997 e 1999;
Desbastes em 2003 e 2008.
Queimadas que objetivam a limpeza e
renovação da área;
Pastejo da vegetação rasteira, a lotação
é considerada baixa (0,3 cab. ha-1);
Vegetação característica, sem a inserção
de espécies forrageiras exóticas ou mesmo
práticas de correção da fertilidade natural.
Área de campo adjacente 
16
Escavação dos monolitos
17
18
MATERIAL E MÉTODOS
Umedecimento 
Pré-lavagem
Lavagem, separação 
das raízes e solo
18
19
Distribuição das raízes em folhas brancas (A4)
20
Obtenção de imagens digitais
21
Quantificação do comprimento de raízes finas
22
Secagem (70 ºC) Pesagem
23
Tabela 1 – Densidade do solo e análise textural de amostras de solo das camadas de 0 - 10, 10 -
20, 20 - 30 e 30 - 40 cm, obtidas no Pinus e na área de campo adjacente, no município de
Cambará do Sul, RS.
Areia 
Grossa Fina 
Silte Argila Profundidade 
cm 
----------------------------------(%)----------------------------------- 
Classe 
Textural 
Densidade 
do Solo 
0 - 10 7,7 2,0 36,3 54,3 0,97 
10 - 20 8,3 2,3 35,7 53,7 1,03 
20 - 30 11,7 2,7 34,7 51,7 1,23 Pi
nu
s 
30 - 40 22,3 6,0 28,0 44,3 
Argiloso 
1,39 
0 - 10 14,7 2,3 32,7 50,3 0,97 
10 - 20 14,7 2,7 31,3 51,7 1,06 
20 - 30 15,7 2,7 32,7 49,7 1,26 Ca
mp
o 
30 - 40 19,0 4,0 21,7 55,7 
Argiloso 
1,34 
 
Densidade e caracterização textural do solo.
0,97
1,03
1,23
1,39
0,97
1,06
1,26
1,34
54,3
53,7
51,7
44,3
Argiloso
50,3
51,7
49,7
55,7
Argiloso
24
Tabela 2 - Análise química de amostras de solo das camadas de 0 - 10, 10 - 20, 20 - 30 e 30 - 40 cm,
obtidas no Pinus e na área de campo adjacente, no município de Cambará do Sul.
MO Al H + Al 
CTC 
efet. 
CTC 
pH 7 
P K Ca Mg m V Profundidade 
cm 
(%) 
pH 
(H2O) 
cmolc dm
-3
 mg dm
-3
 cmolc dm
-3
 % 
0 - 10 4,8 4,5 6,6 33,2 7,0 33,6 3,74 44,33 0,14 0,19 94,03 1,30 
10 - 20 5,1 4,5 5,7 34,5 6,0 34,7 2,19 27,00 0,06 0,13 95,67 0,73 
20 - 30 5,1 4,6 5,3 32,0 5,5 32,2 2,14 22,67 0,04 0,11 96,27 0,63 P i
nu
s 
30 - 40 3,2 4,6 5,6 27,5 5,8 27,6 1,78 13,33 0,05 0,08 97,30 0,50 
0 - 10 7,7 4,6 6,5 38,8 8,4 40,7 3,50 122,67 0,83 0,73 77,60 4,63 
10 - 20 6,1 4,7 6,3 30,4 7,0 31,1 2,02 64,33 0,33 0,26 89,27 2,57 
20 - 30 4,5 4,8 5,6 31,2 6,1 28,3 1,54 33,33 0,20 0,15 92,87 1,63 C a
m p
o 
30 - 40 3,2 4,8 5,4 29,6 5,8 30,0 1,31 18,00 0,18 0,14 93,70 1,20 
 
Resultados da análise química do solo 
25
5836 b
9025 b
23910 a
16794 ab¹
12847 ab
20946 c
28413 bc
74313 a
49878 b
-40
-30
-20
-10
0
10
km ha
-1
Pr
of
un
di
da
de
 (c
m
)
Pinus Campo
(1) Médias de comprimento nas diferentes profundidades no pinus e no campo, 
seguidas por mesma letra não diferem pelo teste de Tukey a um nível de 5 % de erro.
Serapilheria
Comprimento (km ha-1) de raízes finas no perfil do solo para um povoamento de Pinus taeda L. 
e campo na região dos Campos de Cima da Serra, município de Cambará do Sul, RS. 
Comprimento de raízes finas (km ha-1)
26
Densidade de raízes finas (g cm-3)
27
Monolitos (kg ha
-1
) 
Profundidade (cm) 
A B C 
Média 
Desvio-
padrão 
CV (%) 
Serapilheira 505,74 763,97 1100,48 790,06 b¹ 298,23 37,75 
0 - 10 1518,80 1083,44 1634,46 1412,23 a 290,56 20,57 
10 - 20 809,52 532,13 524,11 621,92 b 162,52 26,13 
20 - 30 463,68 351,20 453,97 422,95 b 62,33 14,74 
30 - 40 150,82 282,46 372,98 268,75 b 111,71 41,57 
Pi
nu
s 
Total 3448,56 3013,20 4086,00 3515,92 539,56 15,35 
0 - 10 2345,87 3369,73 3535,98 3083,86 a 644,50 20,90 
10 - 20 1490,24 1168,16 1401,25 1353,22 b 166,33 12,29 
20 - 30 689,23 980,26 536,29 735,26 b 225,53 30,67 
30 - 40 416,34 582,48 370,75 456,52 b 111,44 24,41 Ca
mp
o 
Total 4941,68 6100,63 5844,27 5628,86 608,76 10,81 
 
Tabela 3 - Valores médios, desvio-padrão e coeficiente de variação da biomassa de raízes finas (kg
ha-1) nas diferentes profundidades do solo, em um povoamento de Pinus taeda L. e campo na
região dos Campos de Cima da Serra, município de Cambará do Sul, RS.
0 - 10 3083,86 a
1412,23 a0 - 10
Biomassa de raízes finas (kg ha-1)
28Número 
usado 
Variável 
correspondente 
Número 
usado 
Variável 
correspondente 
1 MO(%) 10 Mg (cmolc dm
-3) 
2 pH (H2O) 11 m (%) 
3 Al (cmolc dm
-3) 12 V (%) 
4 H + Al (cmolc dm
-3) 13 Areia (%) 
5 CTC efet. (cmolc dm
-
3) 
14 Silte (%) 
6 CTC pH 7 (cmolc dm
-
3) 
15 Argila (%) 
7 P (mg dm-3) 16 Comprimento 
8 K (mg dm-3) 17 Biomassa 
9 Ca (cmolc dm
-3) 18 Ds (g cm-3) 
 
Tabela 4 - Números utilizados na ACP em substituição ao nome original das
variáveis analisadas.
Análise Multivariada - Análise de Componentes Principais (ACP)
29
Análise de Componentes Principais (ACP) para o povoamento de Pinus.
Mg K
P
Ca V
Distribuição da nuvem de variáveis, no círculo de correlações e sua relação entre as componentes
principais 1 e 2 da análise de componentes principais (ACP), discriminando os atributos físico-químicos do
solo como variáveis explicativas e o comprimento e a biomassa de raízes como variável resposta (A); e as
profundidades do solo em que foram coletadas as amostras, no Pinus, no município Cambará do Sul, RS (B).
30
Análise de Componentes Principais (ACP) para o campo.
Distribuição da nuvem de variáveis, no círculo de correlações e sua relação entre as componentes
principais 1 e 2 da análise de componentes principais (ACP), discriminando os atributos físico-químicos do
solo como variáveis explicativas e o comprimento e a biomassa de raízes como variável resposta (A); e as
profundidades do solo em que foram coletadas as amostras, na área de campo, no município Cambará do
Sul, RS (B).
Mg K
P
Ca V
31
Intemperismo químico
Na natureza, e praticamente impossível
separar o intemperismo físico do
intemperismo químico, já que ocorrem
quase simultaneamente e devido a
diferença de ambiente na formação da
rocha em relação ao ambiente na
formação do solo.
As transformações e reações que
ocorrem são no sentido do equilíbrio com
o ambiente.
32
Intemperismo químico
O intemperismo químico e o conjunto de
reações que levam a modificação da
estrutura dos minerais que compõem a
rocha.
O intemperismo químico aumenta a
medida que o intemperismo físico avança,
devido ao aumento de área superficial
especifica dos minerais.
33
As principais reações químicas são a
hidratação, solução, complexação,
hidrólise e oxi-redução.
As primeiras duas reações são típicas em
solos mais jovens ou ambientes que
propiciam menor transformação, a terceira
ocorre na formação de horizonte Bhs
(identificado pela iluviação expressiva de
ferro e matéria orgânica) e as ultimas duas
reações são fundamentais em clima mais
chuvoso.
Essas últimas duas serão abordadas em
mais detalhe neste texto.
34
Hidrolise
Vislumbrar reações químicas e, muitas vezes,
difícil. Isso e particularmente verdadeiro
com reações envolvendo minerais do solo,
que tem estrutura bastante complexa.
A reação da hidrolise de um mineral
primário (isto é, formado na rocha),
KAlSi3O8, para a formação de um mineral
secundário (isto é, formado no solo):
35
O H+ e o OH- são resultantes da
dissociação da água (H2O).
Assim o H+ “ataca” (isto é, H+ substitui
o metal K, nesse exemplo) o mineral,
rompendo as ligações silício/metais da sua
estrutura, colapsando-a e desintegrando-
a.
36
Aprendemos nas aulas de química que a reação
tenda a direita quando aumentamos os reagentes
(lado esquerdo) ou diminuímos os produtos (lado
direito das setas).
No presente caso, quanto mais água passar pelo
solo, maior a quantidade de H+ disponível para o
ataque e mais água drenará pelo solo, levando os
cátions básicos (K+, neste exemplo) junto com o OH-.
Os destinos do K+ podem ser a lixiviação (ja
comentado), a participação na formação de novos
minerais (secundários) do solo ou ser absorvido
pelas plantas.
37
Baseado na intensidade desta reação no solo,
associado com a lixiviação, são propostos três
estágios de dessilicação, relacionados com o grau
de intemperismo:
(a) quando a dessilicação e fraca, o que e típico de
ambientes em que a precipitação e menor que a
evaporação (como em regiões semi-áridas), com
drenagem lenta a impedida ou quando ha aporte
de silício por fluxos laterais. Os argilominerais
predominantes são do tipo 2:1 expansivos e não
expansivos.
(b) No Rio Grande do Sul, ocorre na região da
campanha, originando solos com características
vérticas;
38
Horizonte vértico
Horizonte subsuperficial que, devido a
forte contração e expansão das argilas,
apresenta feições pedológicas típicas, que
são as superfícies de fricção
("slickenesides").
Apresentam também fendas em algum
período do ano com pelo menos 1 cm de
largura.
39
40
(b) quando a dessilicação é média, o que e
mais frequênte nos trópicos, formam-se
solos com argilas 1:1 (solos cauliníticos),
predominantes nos solos gaúchos usados
para agricultura;
41
(c) quando a dessilicação e forte, a
dessilicação e a lixiviação são intensas ou
atuaram durante um longo tempo sem
que houvesse um rejuvenescimento do
solo por aporte de material.
Os argilominerais predominantes são
os óxidos de ferro (hematita e goetita) e
de alumínio (gibsita).
No Rio Grande do Sul, solos do
Planalto contém uma proporção
significativa desses minerais.
42
43
Oxidação e redução (oxi-redução)
Quimicamente, refere-se ao processo
de transferência de elétrons, onde o íon
receptor de elétrons e reduzido (porque
tem seu numero de oxidação diminuído) e
o que doa o elétron e oxidado.
44
Em solos, a oxidação e a redução do
ferro e a do manganês tem maior
importância na gênese do solo, enquanto
a do nitrogênio, para a fertilidade do solo.
Assim, o Fe2+ (íon ferroso) e muitíssimo
mais solúvel que o Fe3+ (íon férrico) e
pode ser removido do ambiente por
solução.
Nos minerais primários, o ferro
encontra-se geralmente reduzido (Fe2+) e
sua oxidação pode causar a
desestruturação do mineral.
45
Fatores de formação do solo
Os fatores de formação de solos são
elementos que estabelecem as condições
ou estado do sistema ou, utilizando os
conceitos da Unidade A, caracterizam as
esferas (litosfera, atmosfera e biosfera)
existentes na gênese de determinado solo.
46
Os principais fatores de formação de
solos são o material de origem, o relevo, o
clima, os organismos e o tempo, os quais são
inter-relacionados entre si na natureza.
Por exemplo, o relevo afeta o clima,
seja alterando o padrão de chuvas ou afetando
a temperatura.
47
Quando um fator varia de maneira muito
mais acentuada que os outros (os quais
são, então, considerados constantes), de
modo que e possível avaliar seus efeitos.
Assim, temos climossequências
(variação climática), topossequências e
litossequências (variação no material de
origem) de solos.
48
Topossequência de tipos de solos na região da Depressão Central do Rio 
Grande do Sul. (Paisagem de Streck et al., 2002)
49
Material de origem
O material de origem e o material do
qual o solo se forma, podendo ser de
natureza mineral (solos de origem mineral)
ou orgânica (solos orgânicos).
50
Material de origem orgânica
Os solos orgânicos estão geralmente
associados a ambientes mal drenados ou
muito frios.
Formam-se pela adição pela superfície,
resultando em material menos
transformado próximo a superfície e mais
transformado em profundidade (contrário
da tendência dos solos minerais discutidos
em mais detalhe a seguir).
51
52
Os solos orgânicos tem pouca
expressão no Rio Grande do Sul, embora
desempenhem uma função ecológica
fundamental na regulação do ciclo
hidrológico e disponibilidade de água,
funcionando como uma esponja para o
sistema.
O uso predominante é como substrato
para olericulturae floricultura.
53
Material de origem mineral
A maioria dos solos com aptidão para
usos agropecuários e florestais são de
natureza mineral.
Os materiais de origem mineral podem
ser rochas, materiais retrabalhados ou
mesmo outro solo.
A rocha é fonte de minerais herdados no
solo e de solutos para fase líquida do solo e,
se a concentração for alta suficiente, para a
formação de minerais secundários.
54
A intensidade da decomposição das
rochas depende da condição da rocha e da
intensidade e tipo do intemperismo.
As características da rocha que
podem influenciar seu intemperismo são: sua
composição mineralógica, organização dos
minerais na massa da rocha, cimentação,
dureza, permeabilidade e a maneira como a
rocha se desagrega (intemperismo físico).
55
A alteração também depende da
intensidade do intemperismo, ou seja, do
clima.
Essencialmente, a temperatura e a
umidade são os mais importantes, mas em
certas regiões outros fatores como vento e
gelo podem também ser relevantes.
56
Mesmo minerais facilmente
intemperizáveis podem ser encontrados
praticamente inalterados em ambientes
desérticos, por exemplo.
A presença de fendas, poros e fraturas,
pela maior infiltração de água, e a cor
escura, pela maior absorção de calor maior
dilatação, podem acelerar o intemperismo.
57
O domínio das rochas magmáticas
extrusivas (Formação Serra Geral), com
predomínio do basalto, cobre praticamente
toda porção Norte do Rio Grande do Sul,
ocorrendo em algumas porções o diabásio e
arenitos (em Tupanciretã). Nessa região, as
diferenças entre os solos estão mais
associadas ao clima.
Assim, na parte sudoeste do Rio Grande
do Sul onde o clima e mais seco, temos solos
menos desenvolvidos, e na porção norte,
solos profundos, intemperizados e bastante
argilosos.
58
O domínio dos pacotes sedimentares (Bacia do
Paraná), conhecida como Depressão Central gaúcha,
margeia a formação anterior.
Essas formações possuem muita variação em suas
características de cor (presença ou ausência,
quantidade e tipo de óxidos e outros minerais
constituintes) e textura (argilitos, siltitos, arenitos finos,
arenitos grosseiros, etc.), originando vários tipos de
solos.
Como e uma região geologicamente mais antiga
que a anterior, seus vales foram suavizados ha muito
pela ação erosiva dos rios, que atualmente correm ao
longo de extensas planícies, entulhadas de sedimentos
recentes (quaternário), conhecidas regionalmente
como várzeas, e intensivamente cultivadas com arroz,
base econômica de muitos dos municípios da região.
59
O Escudo Sul Riograndense, a província
geológica mais antiga do estado, encontra-se mais
a Sudeste.
Devido a sua constituição predominante de
rochas intrusivas (ou plutônicas, como o granito) e
suas correspondentes metamórficas (como o
gnaisse), extremamente resistentes, essa região
ainda se mantém em um nível mais elevado na
paisagem, em relação a Depressão Central.
Os solos dessa região são geralmente pobres,
devido a natureza acida da maioria das rochas
existentes. Entretanto, devido a grande variedade e
complexidade geológica dessa região, existem
varias exceções a regra.
60
A Planície Costeira e o domínio dos
sedimentos marinhos depositados pelas
sucessivas transgressões e regressões
marinhas e de pouca importância agrícola.
61
Os quatro principais domínios dos tipos de 
rocha que ocorrem no Rio Grande do Sul ?
62
Relevo
• O relevo afeta a formação de solos por
redistribuir a energia, advinda da radiação
solar, e os materiais água (movimento na
superfície e na subsuperfície) e colúvio
(material -Solo ou fragmentos rochosos-
transportados por gravidade).
63
A influência do relevo ocorre em duas
escalas. Para grandes regiões, o relevo
pode afetar o clima, como foi
exemplificado para os Campos de Cima da
Serra no Rio Grande do Sul (efeito
orográfico).
Para áreas menores, a importância do
relevo ocorre através da redistribuição da
água no corpo do solo, a qual e
fundamental para a continuidade das
reações químicas que, por sua vez,
contribuem na evolução dos solos.
64
A divisão do relevo do Rio Grande do Sul
leva em conta a altitude e o material
geológico:
(a) Planalto e composto pelo extenso
planalto basáltico que ocupa a metade
norte do estado, domínio das rochas
extrusivas básicas,
65
66
(b) Depressão Central e a região situada
entre o Planalto e a Serra do Sudeste.
As altitudes variam de 200m a leste ate
40m ou menos a oeste.
O relevo se constitui de grandes
planícies aluviais e coxilhas suaves,
67
68
(c) Serra do Sudeste e a região com altitudes
variando de 100 a 400m onde se
encontram as rochas intrusivas (coincide
com o Escudo Sul Riograndense).
O Relevo é bastante movimentado, mas
em área onde apresenta coberturas
sedimentares é suavizado;
69
70
(d) Campanha e situada na porção Oeste do 
estado, e formada por relevos suaves e 
altitudes baixas (200 a 300m).
71
72
(e) Litoral é uma planície estreita que se
estende ao longo de quase toda faixa
litorânea do estado, com cotas inferiores a
40 m, com predomínio das dunas.
73
74