GCS105 05 Histórico e fundamentos da Ciência do Solo Morfologia

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Histórico e fundamentos da 
Ciência do Solo 
Prof. Sérgio Henrique Godinho Silva 
UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS 
GCS105 – Geologia e Pedologia 
• Formação do universo e elementos 
 
• Processos Terra (vulcanismo, tectonismo, etc.) 
 
• Minerais vs. Rochas 
 
• Tipos de rochas 
 
• Intemperismo 
 
• Tipos de intemperismo 
 
• Gênese dos solos 
 
REVISÃO 
Foto: S.H.G. Silva 
Foto: S.H.G. Silva 
• Por que estudar o solo? 
 
• O solo é variável? 
 
• Um solo pode ser utilizado para qualquer finalidade? 
 
• Espécies vegetais e animais ocorrem sempre em 
qualquer solo? 
 
Fonte: sarural.net.br 
Solo 
Foto: S.H.G. Silva 
Foto: S.H.G. Silva 
Foto: S.H.G. Silva 
 Ocorrem como um continuum na paisagem 
 Unidade básica - pedon 
 
Pedon: “corpo tridimensional com dimensões laterais 
grandes o suficiente para permitir o estudo das formas e 
relações dos horizontes.” (Curi et al., 1993) 
Pedon 
Polipedon 
O 
A 
E 
B 
C 
R 
Horizontes e 
camadas 
• Como estudar o solo? Pela superfície? 
 
• Existe alguma relação da variabilidade do solo com a 
paisagem? 
 
• Desde quando se estuda o solo? 
 
• Os solos do Brasil são semelhantes em todas as 
regiões? 
 
• Como o solo é formado? 
 
• E destruído? 
 
Solo 
Foto: F.H. Bispo 
Solo – Exemplos Práticos 
Foto: S.H.G. Silva 
Foto: S.H.G. Silva 
Foto: W.J.R.Santos 
Foto: S.H.G. Silva 
Foto: S.H.G. Silva 
Foto: S.H.G. Silva 
Histórico e fundamentos da Ciência do Solo 
• Ciência relativamente nova – século XIX 
 
• Continua em evolução até hoje – novos conceitos, 
sistemas de classificação, utilidade, etc. 
 
• Primeiras civilizações nômades foram se 
estabelecendo em certos locais – solo para plantio 
 
Foto: S.H.G. Silva 
Histórico e fundamentos da Ciência do Solo 
• Vasily V. Dokuchaev 
 
• Reparou que diferentes regiões 
apresentavam solos contrastantes 
 
• Observou seções horizontais que 
em profundidade que se diferenciavam 
das adjacentes – horizontes 
 
Passou a considerar o solo como um corpo natural 
distinto de rochas e sedimentos 
 
Histórico e fundamentos da Ciência do Solo 
• Escreveu um livro em russo sobre 
essas ideias 
 
• Inicialmente pouco difundidas por 
problema de linguagem 
 
• Glinka traduziu essas ideias para o alemão 
 
• Marbut, americano, o traduziu para o inglês e começou 
a se basear nessas ideias em levantamentos de solos 
nos Estados Unidos – difundiu para o resto do mundo 
Histórico e fundamentos da Ciência do Solo 
• Ciência do solo apresenta alguns ramos: 
 
• Pedologia 
• Física do solo 
• Fertilidade do solo 
• Conservação do solo 
• Microbiologia do Solo 
• Química do solo 
Fonte: www4.esalq.usp.br 
Definição 
• Solo: 
“A coleção de corpos naturais que ocupam partes da 
superfície da Terra, os quais constituem um meio para 
o desenvolvimento das plantas e que possuem 
propriedades resultantes do efeito integrado do clima e 
dos organismos vivos, agindo sobre o material de 
origem e condicionado pelo relevo durante certo 
período de tempo” Soil Survey Manual (1993) 
• Pedosfera – conjunto de solos de toda a Terra 
Algumas funções dos solos 
• Meio para o crescimento das plantas – de onde 
absorvem água e nutrientes, também servindo como 
suporte (sustentação) 
 
• Influencia a qualidade da água 
 
• Recarga de aquíferos 
 
• Retenção de íons e moléculas 
 
• Atua como um filtro natural 
 
• Habitat de microrganismos decompositores – 
ciclagem de nutrientes 
 
• Produção agrícola 
 
Foto: S.H.G. Silva 
Algumas funções dos solos 
• Tintas 
 
 
• Vasos 
 
• Artesanato 
 
• Construções 
 
Fonte: projetocoloideunesp.blogspot.com 
Fonte: pt.wikipedia.org 
Fonte: www.revistadasdicas.com 
Foto: S.H.G. Silva 
 
• Como avaliar o solo e definir seus atributos diferenciais 
que influenciarão diversos aspectos (plantas, acúmulo de 
água, retenção de poluentes, etc.)? 
Foto: S.H.G. Silva 
Morfologia do solo 
Prof. Sérgio Henrique Godinho Silva 
UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS 
GCS105 – Geologia e Pedologia 
• Morfologia – base para a caracterização de corpos 
naturais 
 
• Características facilmente perceptíveis pela visão ou 
tato, macro e microscópicas 
Morfologia do solo 
• Reflete a constituição do solo, 
condições de formação, processos 
pedogenéticos que sofreu, 
comportamento das plantas e 
resposta às práticas de manejo 
Foto: S.H.G. Silva 
• É a base para avaliar o solo no campo, 
complementada por análises laboratoriais 
 
• Avaliação de perfis 
Morfologia do solo 
Foto: S.H.G. Silva Foto: S.H.G. Silva Foto: W.J.R.Santos 
• Perfis – seções verticais, transversais à superfície do 
terreno, desde a superfície até o material de origem 
 
• Expõem horizontes – seções paralelas à superfície 
que diferem das adjacentes por morfologia, física, 
química, biologia e mineralogia 
Morfologia do solo 
Foto: S.H.G. Silva 
• Perfis – seções verticais, transversais à superfície do 
terreno, desde a superfície até o material de origem 
 
• Expõem horizontes – seções paralelas à superfície 
que diferem das adjacentes por morfologia, física, 
química, biológica e mineralógica 
Morfologia do solo 
Horizonte vs. Camada 
 
- Horizonte – sofreu processos 
pedogenéticos e são 
interrelacionados 
 
- Camada – deposição de 
material, sem relação 
pedogenética 
Foto: S.H.G. Silva 
Horizontes e camadas: 
• Representados pelas letras O, H, A, B, C, E, F, R 
Morfologia do solo 
 Horizonte ou camada O – superficial, orgânico, 
resultante do acúmulo de detritos vegetais em diversos 
graus de decomposição, sob drenagem livre 
(serrapilheira) 
Foto: S.H.G. Silva 
Horizontes e camadas: 
• Representados pelas letras O, A, B, C, E, F, H, R 
Morfologia do solo 
 Horizonte ou camada H – superficial, orgânico, 
resultante do acúmulo de detritos vegetais em diversos 
graus de decomposição, sob drenagem restrita 
Foto: S.H.G. Silva 
Foto: S.H.G. Silva 
Foto: W.J.R.Santos 
Horizontes e camadas: 
• Representados pelas letras O, A, B, C, E, F, H, R 
Morfologia do solo 
 Horizonte A – superficial, mineral, com 
acúmulo de matéria orgânica humificada 
intimamente associada à fração mineral 
 
 Em geral, cor escura, estrutura granular, 
alta infiltração de água, muitos 
macroporos, menor densidade, alta 
retenção de água. Teor de matéria 
orgânica é influenciado pelo manejo. 
Foto: S.H.G. Silva 
Horizontes e camadas: 
• Representados pelas letras O, A, B, C, E, F, H, R 
Morfologia do solo 
 Horizonte E – mineral, eluvial, com perda 
de argila, matéria orgânica e compostos de 
Fe e Al, concentrando areia e silte residual 
 
 Subjacente ao A ou O e sobrejacente ao B 
 
 Cores mais claras que o A e o B 
adjacentes, podendo apresentar textura 
mais arenosa 
Foto: S.H. Shimizu 
Horizontes e camadas: 
• Representados pelas letras O, A, B, C, E, F, H, R 
Morfologia do solo 
 Horizonte B – mineral, iluvial, 
subsuperficial, subjacente a um A, E ou O, 
resultante de processos pedogenéticos 
capazes de alterar bastante a estrutura 
original da rocha 
 
 Cores mais vivas (vermelho, amarelo, 
vermelho-amarelo) e estrutura bem 
desenvolvida 
Foto: S.H.G. Silva 
Horizontes e camadas: 
• Representados pelas letras O, A, B, C, E, F, H, R 
Morfologia do solo 
 Horizonte ou camada C – mineral, não 
consolidado, subjacente ao A ou B, pouco 
alterado pro processos pedogenéticos, 
geralmente rico em minerais primários Cores mais claras (amarelo claro ou 
róseo), estrutura maciça ou grãos soltos 
Foto: S.H.G. Silva 
Horizontes e camadas: 
• Representados pelas letras O, A, B, C, E, F, H, R 
Morfologia do solo 
 Horizonte ou camada F – mineral, superficial ou 
subsuperficial, consolidada, rica em Fe e/ou Al, pobre em 
matéria orgânica 
 
 Proveniente do endurecimento irreversível da plintita ou ação 
cimentante de compostos de Fe ou Al 
Foto: F. H. A. Bispo 
Horizontes e camadas: 
• Representados pelas letras O, A, B, C, E, F, H, R 
Morfologia do solo 
 Camada R – mineral, de material consolidado, coeso o 
suficiente para, quando úmido, não ser cortado com pá reta, 
e formando substrato rochoso contínuo 
Foto: S. H. Shimizu 
Horizontes e camadas: 
• Transição entre horizontes/camadas 
Morfologia do solo 
 
 Horizonte transicional: 
características dos dois 
horizontes. Ex.: AB, BA, BC, 
etc. 
 
A 
AB 
BA 
B 
BC 
CB 
C 
Foto: S.H.G. Silva 
Horizontes e camadas: 
• Transição entre horizontes/camadas 
Morfologia do solo 
 
 Horizonte transicional: 
características dos dois 
horizontes. Ex.: AB, BA, BC, 
etc. 
 
 Descontinuidade de material 
de origem: mais de um 
material de origem no solo. 
Ex.: A, 2A, etc. 
A 
2A 
Foto: S.H.G. Silva 
Horizontes e camadas: 
• Transição entre horizontes/camadas 
Morfologia do solo 
 Plana 
 Ondulada 
 Irregular 
 Descontínua 
A 
2A 
 Abrupta (<2,5 cm) 
 Clara (2,5 a 7,5 cm) 
 Gradual (7,5 a 12,5 cm) 
 Difusa (> 12,5 cm) 
• Fácil observação e chama a atenção do observador 
 
• Interpretação da pedogênese e classificação 
 
• Medida indireta dos componentes do solo (matéria 
orgânica, mineralogia, etc.) 
 
1. Cor 
Foto: M.A.Toma 
• Principais agentes pigmentantes: 
 
- Matéria orgânica – cores escuras 
 
- Hematita – Fe2O3, Fe
3+, cores avermelhadas 
 
- Goethita – FeOOH, Fe3+, cores amarelaras 
 
- Cores acinzentadas – ausência de Fe3+ 
 
 
1. Cor 
Fotos: S.H.G. Silva Foto: S.H.G. Silva 
Foto: S.H.G. Silva 
Foto: W.J.R. Santos 
• Principais agentes pigmentantes: 
 
- Matéria orgânica – cores escuras 
 
- Hematita – Fe2O3, Fe
3+, cores avermelhadas 
 
- Goethita – FeOOH, Fe3+, cores amarelaras 
 
- Cores acinzentadas – ausência de Fe3+ 
 
- Relacionada à drenagem do solo 
 
1. Cor 
• Principais agentes pigmentantes: 
 
- Matéria orgânica – cores escuras 
 
- Hematita – Fe2O3, Fe
3+, cores avermelhadas 
 
- Goethita – FeOOH, Fe3+, cores amarelaras 
 
- Cores acinzentadas – ausência de Fe3+ 
 
- Relacionada à drenagem do solo 
 
1. Cor 
1-2% de hematita já dá coloração avermelhada ao solo 
• Avaliada no campo úmida – Por que? 
 
• Carta de Munsell para padronizar – evitar subjetividade 
 
1. Cor 
• Carta de Munsell para padronizar – evitar subjetividade 
 
1. Cor 
Matiz (hue) – comprimento de onda dominante 
refletido 
 
Para solos, os principais são: 
R (Red) – Vermelho 
YR (Yellow-red) – Vermelho-amarelo 
Y (Yellow) – Amarelo 
 
São acompanhados de números que variam de 0 a 
10, de 2,5 em 2,5. 
 
Ex.: 
10R, 2,5YR, 5YR, 7,5YR, 10 YR, 2,5Y 
 
Valor (vertical) - 
• Carta de Munsell para padronizar – evitar subjetividade 
 
1. Cor 
Valor (vertical) – tonalidade 
 
Varia de 1 a 10 
 
Ex. Valor 6 (6 partes de branco e 4 partes de 
preto) 
 
Em solos, de 2 a 8 
• Carta de Munsell para padronizar – evitar subjetividade 
 
1. Cor 
Croma (horizontal) – pureza ou saturação da 
cor 
 
Varia de 0 a 20. Nos solos, de 2 a 8 
 
0 – nenhuma parte do matiz 
20 – 20 partes do matiz 
 
Croma 0 – solos de ambiente hidromórfico 
Usar notação N (neutro). Ex N5/ 
• Carta de Munsell para padronizar – evitar subjetividade 
 
1. Cor 
Umedecer a amostra 
 
Comparar com a carta de Munsell 
 
Definir matiz, valor e croma 
Ex.: 5YR 5/6 – yellowish red – vermelho amarelado 
• Distribuição das partículas sólidas minerais em classes 
de tamanho (relativizado para 100%) 
 
2. Textura 
Teor de areia+silte+argila de uma amostra = 100% 
Classe Tamanho (mm) 
Areia grossa 2-0,2 
Areia fina 0,2-0,05 
Silte 0,05-0,002 
Argila <0,002 
No campo, pode ser feita uma estimativa pelo tato 
• Sensação ao tato: 
 
- Areia: aspereza 
- Silte: sedosidade (lembra talco) 
- Argila: pegajosidade 
 
2. Textura 
Quanto menor o tamanho, maior a reatividade 
Argilas – partículas mais reativas 
Análise laboratorial - método mais preciso para obter quantidade 
de cada fração no solo 
Dificuldades de estimar teores no campo: 
Presença de matéria orgânica – lembra silte 
Presença de cascalhos ou microagregados – lembram areia 
Foto: M.A.Toma 
• Tamanho relativo das partículas: 
2. Textura 
Triângulo textural 
 
13 classes texturais 
 
2. Textura 
Como usar 
o triângulo 
textural 
2. Textura 
Exemplo: 
20% de argila 
20% de areia 
60% de silte 
Textura: 
Franco siltoso 
2. Textura 
2. Textura 
Qual a classe textural? 
2. Textura 
Qual a classe textural? 
Triângulo textural simplificado 
• Indica grau de intemperismo do solo: 
Geralmente quanto mais argila mais intemperizado (se o 
material de origem for o mesmo!!) 
 
• Influencia no comportamento químico dos 
solos 
Mais argila, maior CTC, retenção de P e de poluentes 
 
• Influencia no comportamento físico dos solos 
Drenagem: 
Mais argiloso, pior a drenagem 
Mais arenoso, melhor a drenagem 
2. Textura 
• Encrostamento 
 
Solos com alto teor de silte 
 
Dificulta emergência de plantas 
 
Dificulta infiltração de água 
 
2. Textura 
silte 
argila 
areia 
Solução - escarificação 
2. Textura 
Tamanho das partículas no solo 
ATENÇÃO: cascalhos, calhaus e matacões NÃO fazem parte da textura 
Classe Tamanho (mm) 
Matacão >200 
Calhau 200-20 
Cascalho 20-2 
Areia grossa 2-0,2 
Areia fina 0,2-0,05 
Silte 0,05-0,002 
Argila <0,002 
3. Estrutura 
 A estrutura é a agregação das partículas 
primárias (areia, silte, argila) em unidades 
estruturais chamadas agregados, que são 
separadas entre si por superfícies de fraqueza 
 
ESTRUTURAS PRISMÁTICAS 
 
 
 
 
ESTRUTURAS LAMINARES 
 
 
ESTRUTURAS GRANULARES 
ESTRUTURAS EM BLOCOS 
 
 Tipos de estrutura (forma) 
3. Estrutura 
Angulares e 
subangulares 
Grumosa e granular 
 Tipos de estrutura (forma) 
3. Estrutura 
Prismática 
Laminar 
Blocos 
Granular 
 Tipos de estrutura (forma) 
3. Estrutura 
Colunar 
Estrutura granular 
3. Estrutura 
Estrutura em blocos 
3. Estrutura 
Estrutura prismática e colunar 
3. Estrutura 
Estrutura prismática 
3. Estrutura 
Estrutura laminar 
3. Estrutura 
Estrutura 
laminar 
3. Estrutura 
 Estrutura (grãos 
simples) 
3. Estrutura 
 Solo com 
estrutura maciça 
3. Estrutura 
• Infiltração 
 
Redução da infiltração de água 
3. Estrutura 
• Partículas de argila que translocam dos horizontes 
superficiais e se depositam na superfície das unidades 
estruturais dos horizontes subsuperficiais, formando 
películas (filmes) 
 
• Rearranjo de material coloidal na superfície das 
unidades estruturais, devido a ciclos de umedecimento 
e secagem 
 
4. Cerosidade 
• Aspecto de cera 
 
• Característico de horizonte Bt 
 
• Deve ser observada em solo seco 
 
4. Cerosidade 
Foto: M.A.Toma 
• Dificultao crescimento de raízes 
 
• Reduz a difusão de alguns nutrientes 
 
• Solos menos intemperizados 
 
• Leva milênios para se formar 
 
 
4. Cerosidade 
• Destruída por atividade biológica (permanece na parte 
inferior do perfil) 
 
 
4. Cerosidade 
• Grau de cerosidade – facilidade com que é observada 
 
• Fraca – pouco nítida, observada apenas com lupa de 
pelo menos 10x de aumento 
 
• Moderada – observada sem grande dificuldade, 
mesmo sem lupa 
 
• Forte – facilmente visualizada, com bastante 
contraste em relação à superfície que ela reveste 
 
 
4. Cerosidade 
• 45% - minerais 
 
• 5% - compostos orgânicos 
 
• 25% - água 
 
• 25% - ar 
5. Porosidade 
Poros do solo 
• Macroporos – poros MAIORES que 0,05 mm 
 
• Microporos – poros MENORES que 0,05 mm 
 
Macroporos vs. Microporos 
5. Porosidade 
Macroporos vs. Microporos 
Solo arenoso: mais ou menos macroporos? Por que? 
Exemplo infiltração 
5. Porosidade 
Fonte: Resende et al. (2014) 
• É possível alterar a quantidade de macro e 
microporos no solo? 
• Compactação 
• menor infiltração de água 
• dificulta o crescimento de raízes 
• maior erosão 
5. Porosidade 
• Continuidade dos poros 
5. Porosidade 
Foto: S.H.G. Silva 
Foto: S.H.G. Silva 
• Ar do solo 
 
• Mais CO2 e menos O2 em relação ao ar atmosférico 
 
• Respiração de microorganismos e raízes 
 
• Solos encharcados - anoxia 
5. Porosidade 
• Manifestação das forças de adesão e coesão no solo 
 
• Resistência do solo à aplicação de forças em 
diferentes estágios de umidade 
 
• Diversas implicações no manejo dos solos 
6. Consistência 
• Avaliação com solo seco, úmido e molhado 
6. Consistência 
Seco – avaliação do grau de dureza 
Solto 
Macio 
Ligeiramente duro 
Duro 
Muito duro 
Extremamente duro 
Foto: S.H.G. Silva 
• Avaliação com solo seco, úmido e molhado 
6. Consistência 
Úmido – avaliação do grau de friabilidade 
 
Solto 
Muito friável 
Friável 
Firme 
Muito firme 
Extremamente firme 
• Avaliação com solo seco, úmido e molhado 
6. Consistência 
Molhado – avaliação do grau de plasticidade e pegajosidade 
 
Não plástico 
Ligeiramente plástico 
Plástico 
Muito plástico 
 
Não pegajoso 
Ligeiramente pegajoso 
Pegajoso 
Muito pegajoso 
 
• Avaliação com solo seco, úmido e molhado 
6. Consistência 
Latossolos: macio (seco), muito friável (úmido), pouco plástico e pouco pegajoso 
(molhado) – mais óxidos de Fe e Al 
Aração e gradagem 
Fonte: Resende et al. (2014) 
• Alguns componentes do solo podem agir como 
agentes cimentantes: óxidos de Fe, sílica, carbonatos 
de Ca e Mg, óxidos de Mn e compostos aluminosos 
amorfos 
7. Cimentação 
Formam camada cujos torrões não se 
desfazem em água 
• Exemplos: 
 
- Concreções e nódulos – podem ser removidos 
intactos do material do solo, formados por 
concentração e precipitação de determinados 
compostos químicos 
7. Cimentação 
Foto: S.H.G. Silva 
Foto: S.H.G. Silva 
• Exemplos: 
 
- Plintita e petroplintita – compostos de ferro 
7. Cimentação 
Foto: S.H.G. Silva 
• Exemplos: 
 
- Fragipã e duripã – sílica como agente cimentante. 
Teste de campo para diferenciá-los. 
7. Cimentação 
Foto: S.H.G. Silva 
Foto: S.H.G. Silva 
Foto: S.H.G. Silva 
• Solo é tridimensional 
 
• Pedoforma é a forma externa do solo (topografia) 
 
• Fácil visualização (assim como a cor) 
8. Pedoforma 
Foto: M.A.Toma 
• Três formas básicas – analisada paralela e 
perpendicular ao declive (9 combinações). 
8. Pedoforma 
• Diversas relações com atributos do solo (relações 
solo-paisagem) 
 
- Grau de intemperismo 
- Profundidade 
- Fertilidade 
- CTC 
- Suscetibilidade à erosão 
- Acúmulo de água e sedimentos 
- Teor de matéria orgânica 
 
8. Pedoforma 
8. Pedoforma 
Fonte: Toma et al. (2015) 
Fonte: Resende et al. (2014) 
9. Micromorfologia do solo 
Foto: S.H.G. Silva Foto: S.H.G. Silva 
- Horizonte A de Cambissolos 
 
- Destaque para poros – Luz polarizada planar e cruzada 
9. Micromorfologia do solo 
Foto: S.H.G. Silva 
Foto: S.H.G. Silva 
9. Micromorfologia do solo 
Foto: S.H.G. Silva 
Foto: S.H.G. Silva 
9. Micromorfologia do solo 
Foto: S.H.G. Silva Foto: S.H.G. Silva 
- Diferentes horizontes – porosidade, infiltração de água, estrutura, etc. 
Horizonte A Horizonte B 
9. Micromorfologia do solo 
Foto: S.H.G. Silva Foto: S.H.G. Silva 
- Continuidade de poros vs. minerais 
9. Micromorfologia do solo 
Foto: S.H.G. Silva 
Foto: S.H.G. Silva 
- Material vegetal 
9. Micromorfologia do solo 
Foto: S.H.G. Silva Foto: S.H.G. Silva 
- Material vegetal 
9. Micromorfologia do solo 
Foto: S.H.G. Silva 
9. Micromorfologia do solo 
Foto: S.H.G. Silva 
- Minerais 
10. Feições morfológicas adicionais 
Foto: S.H.G. Silva 
- Fraturas (indicativo de material 2:1) – expansão e contração 
 
 
Foto: S.H.G. Silva 
10. Feições morfológicas adicionais 
Foto: S.H.G. Silva 
- Gilgai 
 
 
Foto: S.H.G. Silva 
10. Feições morfológicas adicionais 
Foto: W.J.R.Santos 
- Crotovinas 
 
 
10. Feições morfológicas adicionais 
Foto: NRCS 
- Presença de carbonatos 
 
10. Feições morfológicas adicionais 
Foto: M.A.Toma 
- Magnetismo 
 
Foto: S.H.G.Silva 
• Relacionado com as condições climáticas locais 
 
 
• No Brasil, comum usar a fase de vegetação original 
11. Pedoclima 
• Hidrófila 
• Higrófila de várzea 
• Perúmida 
• Perenifólia 
• Subperenifólia 
• Sub-caducifólia 
• Caducifólia 
11. Pedoclima