UNIDADE V

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UNIDADE V 
COLÓIDES DO SOLO 
1. Introdução 
 Colóide  sistema de duas fases, 
em que materiais finamente 
divididos, acham-se dispersos em 
outra substância. 
Diâmetro menor que 0,001mm 
Fumaça Neblina Solução do Solo + Micelas Coloidais 
Natureza Orgânica 
+ 
Natureza Mineral 
Propriedades Gerais de Coloides 
 Tamanho < 1,0 µm 
 Superficie ativa  alta (interna e 
externa) 
 Carga residual  negativa 
 Capacidade de Troca Catiônica (CTC) 
 Tipos: Argilas 
 Matéria Orgânica 
 Biomassa 
 
 Características 
Físicas 
 Textura e Estrutura 
 Compactação 
(densidade) 
 Umidade (capacidade 
de retenção de água) 
 Caracteristicas 
Química 
 (Nutrientes) 
 pH 
 Capacidade de troca 
catiónica (CTC) 
 Disponibilidade de 
Nutrientes (NPKS Ca Mg) 
Solo: Propriedades Físicas e Química 
2. Colóides de Natureza Mineral 
Minerais de Argila 
o Óxidos de Ferro e de Alumínio 
o Alofanas 
... finamente divididos, dispersos na solução do solo... 
3. Micelas Coloidais de Natureza 
Orgânica 
 Matéria Orgânica Humificada!!! 
3.1 Fontes de Matéria Orgânica para o Solo 
• Tecidos de origem animal e vegetal 
• “Prazo de validade”  mineralização x condições climáticas 
É necessária a contínua entrada de M.O. em agroecossistemas... 
Baixa relação C/N... 
3. 2 Composição dos Resíduos Vegetais 
 RESÍDUO VEGETAL 
 ** ÁGUA ............................... 60 - 90% ............. M = 75 % 
 ** MATÉRIA SECA ............................................. M = 25 % 
 
 MATÉRIA SECA - NÍVEL ELEMENTAR 
 ** C, H, O .......................................................... 90 % 
 ** N, S, P, K, Ca, Mg, B ................................. 10 % 
Na decomposição aeróbica, o que “sobra”..? 
 MATÉRIA SECA é constituída basicamente por: 
 ** CARBOIDRATOS + GORDURAS E ÓLEOS + PROTEÍNAS 
Ao se decompor..? 
3.3 Decomposição dos Compostos Orgânicos 
  * AÇÚCARES, AMIDOS E PROTEÍNAS SIMPLES 
  * HEMICELULOSES 
  * CELULOSE 
  * LIGNINAS, GORDURAS, CERAS ... 
  
 
   AUMENTO DA “DIFICULDADE” DE 
DECOMPOSIÇÃO 
a) Grau de decomposição: 
complexidade da molécula 
+ 
solubilidade em água 
+ 
solubilidade em outros solventes 
b) O processo oxidativo: 
- COMPOSTOS DE (C + H) + O2    CO2 + H20 + ENERGIA 
- PROTEÍNAS + O2   AMINO-   COMPOST. + CO2 + H20 + ENERGIA 
 ÁCIDOS DE AMÔNIA 
 A DEPENDER: - da natureza das substâncias orgânicas adicionadas ao solo; 
 - das condições ambientais ; 
 - da população microbiana... 
PRODUTOS DIFERENTES SERÃO ORIUNDOS DA DECOMPOSIÇÃO !!!! 
Precisa de 
oxigênio!!! 
c) Os produtos da decomposição : 
Energia + Produtos Simples + Húmus 
ENERGIA CONSUMIDA PELOS MICRORGANISMO 
+ 
ENERGIA LIBERADA COMO CALOR 
ENERGIA 
Síntese de 
tecidos + 
Processos 
Vitais 
5 kcal / g 
Energia + Produtos Simples + Húmus 
PRODUTOS SIMPLES 
Produtos com C 
CO2  ..................... MÉDIA : 25 - 30 kg CO2 / ha 
  .................... DESTINO: - ATMOSFERA 
 - H2CO3 - CO3
2- - HCO3
-  Formados no solo 
Anaerobiose... 
CS2 ......... BISSULFETO DE CARBONO ....  
CH4 ........ METANO .....................................  
Produtos com N 
MATÉRIA ==========> COMPOSTOS ============> NITRATOS 
 ORGÂNICA  DE AMÔNIO  
   
Mineralização Nitrificação 
OXIDAÇÃO EM 2 ETAPAS 
1ª) ENZIMAS 
 2NH4
+ + 3O2 ========> 2NO2
- + 2H20 + 4H
+ + ENERGIA 
  
 Nitrosomonas / Nitrosolabus / Nitrosospira 
 2ª) ENZIMAS 
2NO2
- + O2 ===========> 2NO3
- + ENERGIA 
   
 Nitrobacter   LIXIVIAÇÃO OU 
 ABSORÇÃO 
 ADSORÇÃO 
 DESNITRIFICAÇÃO 
2NO3
- ====> 2NO2
- ====> 2NO ====> N2O
=====> N2
 
NITRATO NITRITO ÓXIDO ÓXIDO 
 NÍTRICO NITROSO 
Produtos com S 
Produtos com P 
COMPOSTOS ORGÂNICOS =========> S , H2S , SO4
2- , CS2 
H2S + 2O2 =============> H2SO4 ==========> 2H
+ + SO4
2- OU 
2S + 3O2 + 2H2O ======> H2SO4 ======== > 4H
+ + 2SO4
2- 
Enzimas + Thiobacillus 
COMBINAÇÕES =======> H2PO4
- ............. BAIXO pH 
ORGÂNICAS HPO4
2- ............. pH NEUTRO 
Produtos Variados 
H2O , O2, H2 , H
+, OH-, K+ , Ca2+ , Mg2+ etc. ... 
Ambas formas são assimiláveis... 
3.4 Natureza e Características do Húmus 
“HÚMUS É UMA MISTURA COMPLEXA E MUITO 
RESISTENTEDE SUBSTÂNCIAS AMORFAS E COLORIDAS , 
DE COR CASTANHA OU CASTANHA ESCURA, 
QUE FORAM MODIFICADAS A PARTIR DOS 
TECIDOS ORIGINAIS OU SINTETIZADOS PELOS 
 DIVERSOS ORGANISMOS DO SOLO”. 
Energia + Produtos Simples + Húmus 
a) Formação do húmus 
TECIDO ORGÂNICO É INCORPORADO AO SOLO 
 
 
COMPOSTOS COMPOSTOS SIMPLES 
RESISTENTES SINTETIZADOS POR COMPOSTOS 
ALTERADOS MICRORGANISMOS SOLÚVEIS 
Ex.: Compostos Ex.: Polissacarídeos Ex.: CO2 
de Lignina 
   
 ESTRUTURA BÁSICA 
 DO HÚMUS 
 
BRADY ( 1989) 
b) Agrupamento por solubilidade 
Substâncias húmicas  03 grupamentos químicos RESISTÊNCIA À 
DEGRADAÇÃO + SOLUBILIDADE EM ÁCIDOS E ÁLCALIS 
Ácido Fúlvico 
Ácido Húmico 
Humatos / Huminas 
=> BAIXO PESO MOLECULAR 
=> COR MAIS CLARA 
=> SOLÚVEL EM ÁCIDOS E ÁLCALIS 
=> ALTA SUSCEPTIBILIDADE AO ATAQUE MICROBIANO 
[ REGIÃO TEMPERADA  15 - 25 ANOS NO SOLO, P/ DESTRUIÇÃO DE COMPOSTOS 
RICOS EM ÁCIDO FÚLVICO ] 
=>PESO MOLECULAR INTERMEDIÁRIO 
=> COR INTERMEDIÁRIA 
=> SOLÚVEL EM ÁLCALIS 
=> INSOLÚVEL EM ÁCIDOS 
=> RESISTÊNCIA INTERM. AO ATAQUE MICROBIANO 
=> ELEVADO PESO MOLECULAR 
=> COR ESCURA 
=> INSOLÚVEL EM ÁCIDOS E EM ÁLCALIS 
=> MTO RESISTENTE AO ATAQUE MICROBIANO 
c) Principais características do húmus 
• Grande superfície específica  > argila 2:1 
• Natureza coloidal 
• Presença de cargas elétricas dependentes de pH 
 nos grupos carboxílicos e fenólicos 
Elevada CTC, 
em pH elevado 
• Elevada capacidade de retenção de água 
• Influência positiva na consistência 
• Influência positiva na estrutura 
Plasticidade 
e Coesão 
Formação e estabilidade de agregados 
• Cor escura  facilidade para distinguir 
3.5 Influência da matéria orgânica do 
solo sobre seus atributos 
Cor 
Estrutura 
Consistência 
T do SoloDensidade 
Aparente 
CTC 
Nutrientes 
3.6 Relação CARBONO/ NITROGÊNIO 
MATERIAL 
 
RELAÇAÕ C/N 
 
TECIDO MICROBIANO 
 
4:1 A 9:1 
 
LEGUMINOSAS 
 
20:1 
 
ESTRUME 
 
30:1 
 
RESÍDUOS C/ MTA PALHA 
 
100:1 
 
PÓ-DE-SERRA 
 
400:1 
 
• Uma grande proporção de M.O. é CARBONO... 
• Existe uma ligação íntima entre C e N... 
Relação 
C / N 
Ritmo da decomposição + Disponibilização de N 
E no solo..? 
• O que acontece no solo quando se adiciona 
resíduos orgânicos com alta Relação C/N ..? 
1) MICRORGANISMOS FICAM MTO ATIVOS  AUMENTA CO2 E 
REDUZ-SE O TEOR DE NO3, NO SOLO, DEVIDO SUA 
IMOBILIZAÇÃO  “ DEPRESSÃO DO NITRATO” 
2) AVANÇA A DECOMPOSIÇÃO  C/N VAI SE REDUZINDO ... 
3) ATIVIDADE MICROBIANA VAI SE REDUZINDO... 
MINERALIZAÇÃO E NITRIFICAÇÃO 
4) C/N ~12/1  HUMIFICAÇÃO COMPLETADA 
CO2 ... 
“Comida” começa a 
diminuir... 
Ao adicionar ao solo resíduo orgânico com elevada C/N ... 
Fases da decomposição da matéria orgânica e dias necessários para 
sua estabilização, em função da relação C/N - Fonte: KIEHL, 1980. 
 
Cargas elétricas no solo 
 
Afinal, de onde vem as cargas elétricas? 
 
 
As cargas elétricas nos minerais da fração argila do solo vem de ligações 
químicas insatisfeitas ou parcialmente insatisfeitas; 
 
 
Não são cargas eletrostáticas móveis (não podem criar corrente elétrica 
ou dar “choques”); 
 
ESTAS CARGAS ELÉTRICAS SÃO 
A ORIGEM DA CTC, POR ISTO É 
MUITO MUITO MUITO 
IMPORTANTE ENTENDÊ-LAS 
CTC = CAPACIDADE DE ROCA CATIÔNICA 
Interações de moléculas de água com superfície de argilas, cátions e 
anions no solo. 
Super-
ficie da 
Argila 
Solução do solo 
água 
Argilas 
Silicatadas e 
sua interação 
com ions da 
soluçao do 
solo 
Ilustraçao da determinaçao da Capacidade de 
Troca Cationica (CTC) de um solo 
Alguns valores representativos da 
capacidade de troca cationica nos 
diversos tipos de solos (pH = 7,0) 
Material do 
solo 
Capacidade de Troca 
Cationica (CEC) 
Material do Solo Capacidade Troca 
 CATIÔNICA (CTC) 
 Cmols Kg-1 
 
Mat. Orgânica (Húmus) 100-300 
Vermiculita ( Argila) 100-150 
Smectita (Argila) 100-150 
Caolinita (Argila) 2-16 
Óxidos Hidratados 2-8 
 
 
 
Cargas elétricas no solo 
 
 
•As cargas elétricas no solo podem ter duas 
origens; 
 
•Dependendo da origem, as cargas (e a CTC) 
vai se comportar de um jeito ou de outro; 
 
•Precisamos saber disto para poder prever 
como o solo vai se comportar em função das 
nossas ações (adubação mineral, adubação 
orgânica, calagem, salinização,...) 
 
Cargas elétricas permanentes 
 
 
Estas cargas se originam por um processo chamado de 
substituição isomórfica. 
COMPONENTES DO SOLO : Minerais argilosos 
 Grupo Filossilicatos: Aluminossilicatos hidratados 
 
ESTRUTURA: 
• Unidade tetraédica Unidade octaédrica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Unidades estruturais: 
 
• T-O = 1:1 T-O-T = 2:1 
(grupo da caulinite) (grupo da ilite, montmorilonite e vermiculite) 
 Orquídia Neves/2006 
COMPONENTES DO SOLO : Minerais argilosos 
 Unidades estruturais: T-O = 1:1 grupo da Caulinite - Al4 Si4 O10 (OH)8 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Espaçamento basal = distância entre as bases de unidades estruturais adjacentes (7Å = 70 nm) 
 
• Substituições isomórficas = T: Si 4+ por Al 3+ O: Al 3+ por Fe 2+, Mg 2+, Li + 
 
Estrutura electrostaticamente desequilibrada (excesso cargas negativas) = Minerais electronegativos 
 Carga intrínseca ou permanente 
 
• possui fraca carga eléctrica e poder de retenção para a água em comparação com minerais dos outros grupos; praticamente 
não apresenta expansibilidade; torna-se plástica para teores de humidade relativamente baixos. 
 Orquídia Neves/2006 
COMPONENTES DO SOLO : Minerais argilosos 
• Unidades estruturais: T-O-T = 2:1 
 
grupo da Ilite – K(Al, Fe ,Mg)4 (Si, Al)8 O20 (OH)4 
 
Montmorilonite – (Na, Ca)(Al, Mg)4 Si8 O20 (OH)4 .n H2O 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 espaçamento basal (variável com o catião intercamada) 
= 12,5 Å ( Na) -15,5 Å (Ca) 
 
- carga eléctrica elevada; 
- poder de retenção para a água elevado; 
- expansibilidade elevada; 
- torna-se plástica para um teor de humidade superior 
ao correspondente ao da caulinite. 
espaçamento basal = 10 Å 
 
Devido às suas características estruturais, as 
propriedades manifestam-se nas ilites com menos 
intensidade do que na montmorilonite, mas bastante 
mais do que na caulinite. 
10 Å 
15,5 Å 
 Orquídia Neves/2006 
COMPONENTES DO SOLO : Minerais argilosos 
• Unidades estruturais: T-O-T = 2:1 
 
Vermiculite – Mg (Mg, Fe, Al)6 (Si, Al)8 O20 (OH)4 .n H2O 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
14,4 Å 
Importância dos minerais 
argilosos no solo 
 
- adsorção e troca de catiões; 
- susceptíveis de dispersão e floculação; 
 
- poder tamponizante; 
- forte poder de retenção para a água; 
variação de volume consoante o teor em água; 
 
- plasticidade e adesividade relativamente 
acentuada; 
 
- tenacidade no estado seco; 
 
- papel fundamental na agregação dos solos 
minerais (complexos argilo-húmicos) 
Espaçamento basal (variável consoante grau hidratação do 
catião intercamada) 15 Å 
 Orquídia Neves/2006 
 
A Substituição isomórfica 
Si 
O 
 
Mas, se ao invés do Si, um Al ocupar o 
lugar no centro do tetraedro 
 
Será que qualquer íon pode entrar 
no lugar do silício? 
 
Será que o mesmo pode acontecer 
no octaedro de alumínio? 
pH (alto) OH- 
Matéria orgânica 
pH (baixo) H+ 
 H+ 
 H+ 
 H+ 
 H+ 
Minerais de argila: óxidos de Al, óxidos Fe 
OH- 
OH- 
-HO 
Protonação e desprotonação das 
superfícies dos óxidos 
OH- 
-HO 
-HO