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Profa. Dra. Adélia Pozza Universidade Federal de Lavras Departamento de ciência do solo CONHECENDO OS SOLOS Importancia del suelo Producción de biomasa – el suelo proporciona > 95% de la producción mundial de alimentos. Soporte de las actividades humanas y fuente de materias primas – $ próximos a las ciudades Secuestro y almacenamento de carbono – CO2 Almacén del patrimonio geológico y arqueológico Reserva de agua, filtro y transformación de nutrientes Reserva de biodiversidad – es mayor que la que existe sobre el – poco estudiados Atlas Suelos Latinoamerica y Caribe PERFIL DO SOLO tricheira barranco PERFIL DO SOLO O - Predominância de restos orgânicos A - Mineral escurecido pela incorporação da materia organica E - Cores claras de onde as argilas, material orgánico e outros foram removidos - lavado B - Cores vermelhas ou amarelas, de acumulação de materiais, onde os processo pedogeneticos são mais intensos. C – Constituído de material não consolidado – cor rósea – material parental R – Roca madre Líquido Ar Sólido inorgânico Componentes do Solo A B C Sólido orgânico AGUA DEL SUELO - Fonte imediata de nutrientes ao cafeeiro - precipitação, dissolução, adsorção desorção troca iônica Atlas Suelos Latinoamerica y Caribe SOLUÇÃO DO SOLO Nutrientes em formas catiônicas e aniônicas NO3 - NH4 + H2PO4 - HPO4 2- K+ SO4 2- Ca2+ Mg2+ Fe2+ Mn2+ Zn2+ Cu2+ Cl- MoO4 2- HMoO4 - H3BO3 0 CaSO4 0 Considerar a presença de íons H+ e OH- Definem o pH da solução! Considerar a presença do Al Al3+, Al(OH)2+, Al(OH)2 +, Al(OH)3 solo solução COMPONENTES SÓLIDOS DO SOLO Frações texturais do solo: - areia 0,20 – 2 mm - silte 0,05 – 0,002 mm - argila < 0,002 mm -Minerais primários (associados às frações areia e silte) suprimento de nutrientes às plantas através da intemperização Liberação muito lenta Depende do mineral primário predominante: quartzo, feldspatos e micas (biotita, muscovita). - O ressuprimento da solução a curto prazo é feito pelos minerais secundários da fração argila (minerais de argila e óxidos de Fe e de Al). -Minerais secundários e frações húmicas apresentam-se, normalmente, como coloides e, como tal, são os principais responsáveis pela atividade química dos solos. COMPONENTES SÓLIDOS DO SOLO Sobrinho, 2012 Si Al Com a existência de cargas elétricas na superfície dos coloides, a fase sólida torna-se capaz de reter os cátions e ânions da solução. 12 FORMAÇÃO DE CARGAS 13 FORMAÇÃO DE CARGAS DEPENDENTE DO pH SUBSTITUIÇÃO ISOMÓRFICA Superfície do Mineral • Sítios ativos com carga permanente (SI); • Sítios ativos com carga variável (pH). DESENVOLVIMENTO DE CARGAS ELÉTRICAS NO SOLO Substituição isomórfica durante a formação dos minerais. CARGA PERMANENTE Cátions de menor valência substituem cátions de maior valência na estrutura do mineral, resultando no desbalanço de cargas com predomínio de cargas negativas na estrutura do mineral. Cargas permanentes são negativas. Depende da natureza das argilas • Ilita (30 a 50 cmolc dm -3) Montmorilonita (80 a 120 cmolc dm -3) Vermiculita (100 a 150 cmolc dm -3) Si Al Si Si Al Si K Al Si Al Si (1:1) (2:1) Minerais sem SI • Mineral 2:1 sem substituição isomórfica: Si4+ O1- Si = 1* (+4) = +4 O = 4* (-1) = -4 0 O1- O1- O1- Configuração Eletronicamente Estável Superfície neutra Adsorção • Mineral 2:1 com SI na lâmina tetraedral: Al3+ O1- Al = 1*(+3) = +3 O = 4* (-1) = -4_ -1 O1- O1- O1- Deficiência de carga Superfície com carga negativa Adsorção Carga permanente SI na estrutura do mineral • Mineral 2:1 com SI na lâmina octaedral: Mg2+ O1/2- Mg = 1*(+2) = +2 O = 6*(-1/2) = -3 -1 O1/2- O1/2- O1/2- Deficiência de Cargas Propagação para os átomos vizinhos até a superfície Superfície com carga negativa O1/2- Al3+ O1/2- O1/2- O1/2- O1/2- O1/2- O1/2- O1/2- Al = 1*(+3)= +3 O = 6*(-1/2)= -3 0 Carga permanente SI na estrutura do mineral • Mineral 2:1 com SI na lâmina octaedral: Déficit de cargas transmitido para a superfície do mineral Superfície do mineral com com carga permanente Carga permanente SI na estrutura do mineral 21 ESMECTITA Filossilicato 2:1 muito expansivo: Fração argila de solos jovens CTC estrutural = 100 cmolc/kg Alta superfície específica = 800 m2/g Não há fixação de K+ Solos com elevada plasticidade, pegajosidade, fendilhamento e dureza 22 VERMICULITA Filossilicato 2:1 pouco expansivo: Fração argila de solos jovens CTC estrutural = 150 cmolc/kg Alta superfície específica = 800 m2/g Fixação de K+ 23 Solo com predomínio de esmectita 24 Solo com predomínio de esmectita (encosta basáltica em Santa Maria – RS) Padrão de luz e sombra • Originada nos O periféricos nas bordas do mineral; • Importante para caulinita e óxidos. Carga variável dependente do pH Grupo silanol Lamina octaédrica Lamina tetraédrica Grupo aluminol Grupo ferrol CARGA VARIÁVEL ou DEPENDENTE DE pH Os principais responsáveis pelas cargas elétricas dos solos altamente intemperizados: Caulinita: mineral silicatado em quantidade expressiva; Óxidos de Fe e Al; Matéria orgânica. Em geral, os solos apresentam baixíssimas quantidades de carga permanente à medida que avança o processo de meteorización. 27 CAULINITA (1:1) Caulinita: Mineral 1:1 não expansivo Baixa CTC, forma laminar SUPERFÍCIE LATERAL DA CAULINITA Caulinita: pH 4,0 - - - - - + - + - - - + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Caulinita: pH 6,0 (após calagem) - - - - - + - + - - - + + - - - - - + + + pH = 4,5 Grupamento aluminol Al – OH Grupamento silanol Si - OH OH- Al – O- Si – O- pH = 5,5 H+ Al – OH2 + Si – OH2 + pH = 3,5 protonação deprotonação CARGA VARIÁVEL 30 ÓXIDOS DE Fe, Al e MO – Cargas dependentes de pH Fe O H H H O - 0,5 [H] [OH] Fe O O H - 0,5 - 1,5 Fe, Al ou MO + 0,5 (0:1) (Si:Al) Óxido de Alumínio Al O H H H O - 0,5 [H] [OH] Al O O H - 0,5 - 1,5 + 0,5 Si Si Vermiculita-esmectita (secundário 2:1) caulinita (secundário 1:1) gibbsita (secundário 0:1) Mica (primário 2:1) Mica: CE = 250 cmolc/kg; CTC = próximo de zero Vermiculita: CE = 150 cmolc/kg; CTC 150 cmolc/kg Esmectita: CE = 100 cmolc/kg; CTC = 100 cmolc/kg Caulinita: CE = 0 cmolc/kg; CTC = 5 a 15 cmolc/kgÓxidos de Fe e Al: CE = 0 cmolc/kg; CTC = 5 a 15 cmolc/kg 33 CARGAS DO SOLO pH 2 3 3,5 4 5 6 7 Ct +++ ++ = - -- --- ---- Hm/Gt ++++++ +++++ +++++ ++++ +++ ++ + Gb ++++++ +++++ ++++ +++ ++ + = Esm/Verm ----------- ----------- --------- --------- ----------- ----------- ----------- ----------- ---------- ---------- ------- ------- --------- --------- Húmus = - -- --- ---- ----- ------ Idade do solo x Equilíbrio de cargas 34 Matéria Orgânica Argila e quartzo Goethita (óxido de Fe) Hematita (óxido de Fe) Cor do Solo COR Vermelho: presença de óxihidróxidos de ferro Hematita Fe2O3 A cor fornece indicações referentes à composição do solo COR Amarelo: presença de óxihidróxidos de ferro Goethita FeOOH COR Preto: presença de matéria orgânica MO associada à cor amarela – Retém Fe COR Cinza: má drenagem (excesso de água) Presença de Fe II ou ausencia de Fe COR Claro: presença de quartzo COR A cor é determinada através da Carta de Munsell COR Na Carta de Munsell são identificados o matiz, o valor, o croma, e o nome da cor. COR Matiz Matiz é o espectro dominante da cor: R-vermelho Y-amarelo G-verde B-azul P-púrpura COR Os matizes mais usuais nos solos são: 5R 7,5R 10R 2,5YR 5YR 7,5YR 10YR 2,5Y 5Y COR Valor COR Valor m a is e s c u ro Valor (0 a 10): tonalidade da cor Quanto menor o valor, mais escuro é o solo COR Croma COR Croma Croma (0 a 10): pureza relativa ou saturação da cor Quanto mais alto o croma, mais viva é a cor 1. COR Exemplo 1. COR Exemplo: 2,5 YR matiz 1. COR Exemplo: 2,5 YR 4/ Valor 1. COR Exemplo: 2,5 YR 4/2 Croma 1. COR Exemplo: 2,5 YR 4/2 COR Exemplo: 2,5 YR 4 / 2 croma valor matiz COR Nome da cor em inglês COR Alguns solos podem se apresentar mesclados, com mais de uma cor, que é denominado de MOSQUEADO Umidade do solo 59 O OH O P O Fe ÓXIDOS DE Fe e Al - Fixação de P FORMAÇÃO DE COMPLEXO BIDENTADO A COR INFLUENCIA TEOR E FORMA DOS ÓXIDOS Fe DRENAGEM TEOR DE MATERIA ORGANICA FERTILIDADE EM GERAL FIXAÇÃO DE FÓSFORO RESUMINDO TEXTURA DO SOLO TEXTURA A textura é a proporção relativa entre as frações granulométricas da terra fina (areia, silte e argila) Determinada a campo pela sensação ao tato (esfregar entre o polegar e indicador uma amostra de solo úmido) Silte 0,053–0,002 mm Argila <0,002 mm Textura do Solo Distribuição das partículas primárias do solo por tamanho Areia 2–0,053 mm Triângulo textural 13 classes texturais TEXTURA Como usar o triângulo textural TEXTURA Exemplo: 200 g/kg de argila 200 g/kg de areia 600 g/kg de silte Textura: Franco siltoso Lembre: 10 g/kg=1% TEXTURA Areia 11% Silte 35% Argila 54% TEXTURA Exemplo 2: 540 g/kg de argila 110 g/kg de areia 350 g/kg de silte Textura: Argilosa TEXTURA Grupamentos de Textura arenoso: sensação áspera ao tato, e faz mais barulho ao ser esfregado entre os dedos. No mínimo 70 dag/kg (ou %) de areia. siltoso: sensação ao tato de talco (sedosa). Argila < 35 % e areia < 15 %. argiloso: sensação ao tato fina (sente muito pouca areia) e pegajosa. Argila de 35 a 60 % muito argiloso: sensação ao tato muito fina (sem sentir areia) e pegajosa. Argila > 60 % média: sensação intermediária entre a argilosa e a arenosa (é pegajosa e áspera). Argila < 35 % e areia > 15% • Indica grau de intemperismo do solo: Geralmente quanto mais argila mais intemperizado •Influencia no comportamento químico dos solos CTC, retenção de P e poluentes •Influencia no comportamento físico dos solos Drenagem, encrostamento TEXTURA ESTÁ RELACIONADA COM: Primários Secundários • Grau de intemperismo do solo: TEXTURA Intemperismo Relação silte/argila: 0,15: muito intemperizado 0,7 (textura média) 0,6 (textura argilosa) Separam Cambissolos de Latossolos • Encrostamento Solos com alto teor de silte Dificulta emergência de plantas Dificulta penetração e água TEXTURA silte argila areia ESTRUTURA DO SOLO ESTRUTURA A estrutura é a agregação das partículas primárias (areia, silte, argila) em unidades estruturais chamadas agregados, que são separadas entre si pelas superfícies de fraqueza ESTRUTURA Prismática Laminar Blocos Granular Tipos de estrutura (forma) TIPOS DE ESTRUTURA Estrutura granular Distribuição das partículas secundárias do solo por tamanho, forma e resistência ESTRUTURA Estrutura em blocos ESTRUTURA Estrutura prismática ESTRUTURA Estrutura prismática ESTRUTURA Estrutura laminar ESTRUTURA Estrutura laminar Fósforo Calagem Organismos, óxidos e mat. org. Mineralogia Manejo Clima Fatores que Afetam a Estrutura do Solo Micromorfologia da Estrutura Granular Micromorfologia da Estrutura em Blocos - Coesa POROSIDADE DO SOLO Poros visíveis POROSIDADE A porosidade é o volume ocupado pela solução do solo e pelo ar do solo Identificar o tamanho e a quantidade dos poros visíveis Dividido em Macro e Microporos - CEROSIDADE DO SOLO Cerosidade Cerosidade Micromorfologia do solo mostrando a deposição da argila (cerosidade) nos poros CONSISTÊNCIA DO SOLO CONSISTÊNCIA A consistência diz respeito à dureza (solo seco), friabilidade (solo úmido), e plasticidade e pegajosidade (solo molhado). CONSISTÊNCIA DUREZA (tentar quebrar um torrão seco): solto macio ligeiramente duro duro muito duro extremamente duro CONSISTÊNCIA FRIABILIDADE: (tentar quebrar um torrão úmido): solto muito friável friável firme muito firme extremamente firme PLASTICIDADE (tentar fazer e dobrar uma “minhoquinha” com solo molhado): não plástico ligeiramente plástico plástico muito plástico CONSISTÊNCIA CONSISTÊNCIA Não plástico Ligeiramente plástico Plástico CONSISTÊNCIA PEGAJOSIDADE (apertar e soltar o solo molhado e amassado entre o polegar e o indicador): não pegajoso ligeiramente pegajoso pegajoso muito pegajoso CONSISTÊNCIA 6. CONSISTÊNCIA Não pegajoso 6. CONSISTÊNCIA Ligeiramente pegajoso CIMENTAÇÃO DO SOLO Cimentação CIMENTAÇÃO A cimentação refere-se à consistência quebradiça e dura do material do solo, determinada por um agente cimentante (exceto argilominerais), tais como: carbonato de cálcio, sílica, óxidos de ferro ou alumínio. CIMENTAÇÃO A cimentação refere-se à consistência quebradiça e dura do material do solo, determinada por um agente cimentante (exceto argilominerais), tais como: carbonato de cálcio, sílica, óxidos de ferro ou alumínio. O solo cimentado permanece duro mesmo quando molhado. A maior parte dos solos não tem cimentação NÓDULOS E CONCREÇÕES Concreções NÓDULOS E CONCREÇÕES Os nódulos e concreções são corpos cimentados (normalmente arredondados) que podem ser removidos intactos do solo. NÓDULOS E CONCREÇÕES Os nódulos e concreções são corpos cimentados (normalmente arredondados) que podem ser removidos intactos do solo. Nódulos e concreções tem origem pedogenética (do próprio solo) e não devem ser confundidos com resíduos da decomposição da rocha. A maior parte dos solos não tem nódulos e concreções. PRESENÇA DE CARBONATOS Carbonatos PRESENÇA DE CARBONATOS HCl PRESENÇA CARBONATOS A campo, a presença de carbonatos no solo é identificada pela efervescência ao pingar ácido clorídrico a 10%. PRESENÇA DE CARBONATOS São mais comuns em solos alcalinos, ou seja, com pH > 7,0, não ocorrendo em solos ácidos (a maior parte dos solos brasileiros). A campo, a presença de carbonatos no solo é identificada pela efervescência ao pingar ácido clorídrico a 10%. PRESENÇA DE MANGANÊS PRESENÇA DE MANGANÊS A campo, a presença de manganês no solo é identificada pela efervescência ao pingar peróxido de hidrogênio (20 volumes). É mais comum em solos originados de rochas com muito manganês em sua composição. PRESENÇA DE SULFETOS Manchas amarelas indicando presença de sulfetos PRESENÇA DE SULFETOS A campo, a presença de sulfetos no solo é indicada por manchas amarelas no exterior dos torrões e canais de raízes. PRESENÇA DE SULFETOS A campo, a presença de sulfetos no solo é indicada por manchas amarelas no exterior dos torrões e canais de raízes. No laboratório, as amostras de solo incubadas apresentam pH 3,5 Ocorre em manguezais, pântanos, e solos originados de rochas sedimentares com sulfetos EFLORESCÊNCIAS DE SAIS EFLORESCÊNCIAS Eflorescências de sais EFLORESCÊNCIAS As eflorescências são ocorrências de cristalização de sais, observáveis após período seco, normalmente constituídas de cloreto de sódio ou sulfatos de cálcio, magnésio e sódio. EFLORESCÊNCIAS As eflorescências são mais comuns em ambientes áridos e semiáridos. As eflorescências são ocorrências de cristalização de sais, observáveis após período seco, normalmente constituídas de cloreto de sódio ou sulfatos de cálcio, magnésio e sódio. SOLO COMO SÍTIO ARQUEOLÓGICO TERRA PRETA DE ÍNDIO A terra-preta de índio é um solo encontrado na região amazônica, que tem sua origem relacionada a povos ancestrais pré- colombianos, no período entre 8 e 12 D.C. Pesquisadores e instituições mantêm pesquisas para entender a formação desse solo desde a década de 90, por ser considerado um dos mais férteis do mundo. É caracterizado pelo grande acúmulo de matéria orgânica e apresentam nutrientes como cálcio, magnésio, zinco, manganês, fósforo e carbono. TERRA PRETA DE ÍNDIO TERRA PRETA DE ÍNDIO SOLO COMUM EXÉRCITO CHINES DE TERRACOTA EXÉRCITO CHINES DE TERRACOTA O exército foi encontrado em 1974, por um grupo de camponeses que escavava um poço. Após muito trabalho de escavação, 7 mil estátuas de guerreiros e animais foram desenterradas! Feito de terracota (mistura de argila cozida e terra), ele faz parte dos objetos sagrados do túmulo do primeiro imperador chinês, Qin Shi Huang, que viveu há mais de 2 mil anos. REDAÇÃO DA MORFOLOGIA DO SOLO 14. REDAÇÃO DA MORFOLOGIA Exemplo: A1 HORIZONTE 14. REDAÇÃO DA MORFOLOGIA Exemplo: A1 0-10 cm; PROFUNDIDADE 14. REDAÇÃO DA MORFOLOGIA Exemplo: A1 0-10 cm; preto (10YR 2/2, úmida) COR ÚMIDA 14. REDAÇÃO DA MORFOLOGIA Exemplo: A1 0-10 cm; preto (10YR 2/2, úmida) e bruno-acinzentado-escuro (10YR 4/2, seca); COR SECA 14. REDAÇÃO DA MORFOLOGIA Exemplo: A1 0-10 cm; preto (10YR 2/2, úmida) e bruno-acinzentado-escuro (10YR 4/2, seca); franco argilosa; TEXTURA 14. REDAÇÃO DA MORFOLOGIA Exemplo: A1 0-10 cm; preto (10YR 2/2, úmida) e bruno-acinzentado-escuro (10YR 4/2, seca); franco argilosa; moderada e forte pequena e média blocos angulares e subangulares; ESTRUTURA 14. REDAÇÃO DA MORFOLOGIA Exemplo: A1 0-10 cm; preto (10YR 2/2, úmida) e bruno-acinzentado-escuro (10YR 4/2, seca); franco argilosa; moderada e forte pequena e média blocos angulares e subangulares; dura, friável, plástica e ligeiramente pegajosa. CONSISTÊNCIA 14. REDAÇÃO DA MORFOLOGIA Exemplo: A1 0-10 cm; preto (10YR 2/2, úmida) e bruno-acinzentado-escuro (10YR 4/2, seca); franco argilosa; moderada e forte pequena e média blocos angulares e subangulares; dura, friável, plástica e ligeiramente pegajosa. Clima Material de origem Organismos Relevo Tempo Fatores de Formação de Solos 5 cm Fatores de formação Materiais de origem INFLUÊNCIA DO MATERIAL DE ORIGEM NAS CARACTERÍSTICAS DO SOLO ARENITO BASALTO SOLOS ARENOSOS BAIXA FERTILIDADE BAIXA RETENÇÃO DE ÁGUA BAIXA RETENÇÃO DE NUTRIENTES SOLOS ARGILOSOS ALTA FERTILIDADE ALTA RETENÇÃO DE ÁGUA ALTA RETENÇÃO DE NUTRIENTES A ROCHA É UM DOS PRINCIPAIS RESPONSÁVEIS PELA FERTILIDADE DO SOLO MATÉRIA ORGÂNICA - ORGANISMOS M.O – HÚMUS M.PRIMÁRIOS EM M.SECUNDÁRIOS TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS FÍSICAS BIOLÓGICAS A C FATORES DE FORMAÇÃO - ORGANISMOS Participan como fuente de materia orgánica pero también como agentes directos de procesos edafogenéticos, ya que transforman física, química y biológicamente el suelo, además de transportar, mezclar sus materiales y descomponer la materia orgánica. FATORES DE FORMAÇÃO - ORGANISMOS Los túneles formados por las lombrices de tierra crean en el suelo macroporos y canales que permiten la infiltración del agua y la circulación del aire. Las termitas son insectos que forman colonias y cuya estructura social es muy sofisticada. Dichos insectos dividen el trabajo en grupos específicos, se alimentan principalmente de materia vegetal muerta, por lo general en forma de madera, hojarasca o excrementos de animales Atlas Suelos Latinoamerica y Caribe RELEVO FORTE AUSÊNCIA DE SOLO ROCHA EXPOSTA SOLO RASO Fatores de formação RELEVO A R SOLO RASO (JOVEM) • POUCA ENTRADA DE ÁGUA NO SOLO • EROSÃO RETIRA SOLO RELEVO declivoso A B C CAMBISSOLO • SOLOS UM POUCO MAIS PROFUNDOS 150 cm Relevo ondulado LATOSSOLO • SOLOS PROFUNDOS • SOLOS ARGILOSOS Relevo plano 400 cm INFLUÊNCIA DO REGIME HÍDRICO NA FORMAÇÃO DO SOLO INFILTRAÇÃO DE ÁGUA ACÚMULO DE ÁGUA POUCA INFILTRAÇÃO SOLOS RASOS SOLOS HIDROMÓRFICOS PLANO DEPRIMIDO FORTE A B SOLOS PROFUNDOS intemperismo ou idade do solo H+ K+ Formação de solos – Tempo ROCHA NEOSSOLO NEOSSOLO CAMBISSOLO ARGISSOLO SEQÜÊNCIA HIPOTÉTICA DE EVOLUÇÃO DO SOLO Influência do tempo na evolução dos solos T E M P O
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