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AULA 16: CLASSIFICAÇÃO DE SOLOS Profa. Dra. Aline Carneiro Silverol Aula passada Solos Fatores de formação Fase sólida Fase líquida Fase gasosa Fase sólida Minerais primários Minerais secundários Matéria orgânica Aula passada Minerais secundários Argilominerais 1:1 2:1 Matéria orgânica Parte viva Parte morta Humificada: substâncias húmicas Revisando Argilominerais 1:1 2:1 Cargas dos argilominerais Substituição isomórfica Cargas dependentes do pH Matéria orgânica Como pensar a matéria orgânica do solo? Propriedades Importância Leituras recomendadas Cap. 6 Solos em Pedologia (Geologia de Engenharia) Pedologia: base para a distinção de ambientes (Resende et al.) Objetivos da aula Compreender o que são horizontes diagnósticos Formação dos horizontes diagnósticos Classificação dos principais tipos de solo Por que? Classificação de solos Classificação de solos O uso racional, economicamente viável e ambientalmente sustentável do solo exige um conhecimento prévio em relação as suas principais características, limitações e aptidão de uso. Para quê? Por que? Uso do solo Classificação Morfologia Gênese Gênese Intemperismo Fatores de formação do solo Material de origem Clima Relevo Organismos Tempo Processos pedogenéticos Solo Material de origem Fatores de formação do solo Processos pedogenéticos S = f (m, c, r, o, t, ...) Tempo Lembrando: Adição Adição Remoção Remoção Transformação Translocação Gênese – Fatores de formação Rocha Clima Relevo Organismos Tempo Tendências de evolução pedológica condicionadas pelo clima Evolução pedológica e clima 1. Podzolização 2. Laterização 3. Salinização 4. Gleização 1. Podzolização Lessivage: Transferência vertical de colóides e sua deposição em horizontes subsuperficiais. Pode produzir gradiente textural no perfil Horizonte de perda de material = ELUVIAL (A ou E) cores claras e textura mais arenosa Horizonte de ganho de material = ILUVIAL (Bt) mais argilosos e menos permeáveis 1. Podzolização Podzolização: é necessário material rico em quartzo. Com isso, há grande permeabilidade para a matéria orgânica descer na forma de organometal. Causas da “acumulação” nos horizontes inferiores pH mais elevado em profundidade pode favorecer a decomposição dos complexos; complexos metálicos podem flocular devido ao aumento da relação metal/ligante; complexos podem ser imobilizados por adsorção aos minerais. Lessivagem (Eluviação – Iluviação) A E Bt Podzolização A E Bhs 2. Laterização Consiste na remoção de sílica e das bases do perfil, após a transformação dos minerais constituintes. Praticamente não há translocação de material para o horizonte B, como acontece na podzolização. 3. Salinização Acúmulo de sais solúveis no perfil. O processo pode ser natural, ou artificial devido à irrigação mal conduzida. Salinização natural: em áreas litorâneas ou sob clima árido, onde a pluviosidade é menor que a evapotranspiração. Por solubilização de depósitos geológicos subsuperficiais pela água que penetra no perfil. No período seco a ascensão capilar da água transfere os sais à superfície onde precipitam na forma de crostas. 3. Salinização Com as chuvas os sais são solubilizados e lixiviados para o subsolo, onde aguardam nova oportunidade para ascender. Principais sais: cloretos, sulfatos e carbonatos de Na, Ca e Mg. Solos com elevados teores de sais: Solos SALINOS 2% da CTC saturada por sais condutividade elétrica CE 4 mS 4. Gleização Ocorre em ambiente de solo com prolongada ou permanente saturação com água. A ausência de oxigênio favorece a atividade de microrganismos anaeróbios, que utilizam metais como aceptores finais dos elétrons (reação de oxi-redução). Desta maneira, Fe3+, Mn3+ e Mn4+ são reduzidos e liberados dos respectivos óxidos. A migração dos íons Fe2+ e Mn2+ na solução deixa (forma) zonas empobrecidas em óxidos e, por isso, descoloridas (cinzentas = gleizadas). 4. Gleização Em locais com presença de oxigênio (poros, interior de agregados, raízes, zona de oscilação do lençol freático), há formação de concreções localizadas de óxidos. Solos: comuns em áreas de várzeas mal drenadas (drenagem lenta ou impedida). Horizonte com gleização intensa: glei (Bg ou Cg) Formação de horizontes associados à má drenagem Predomínio: Transformação (oxi-redução) Perdas Translocação (formação de concreções) Principais horizontes: Horizonte glei Horizonte plíntico Horizonte espódico? Clima tropical. Principais solos Plintossolos Gleissolos Planossolos (Espodossolos) (Organossolos) Constantemente saturado: glei Alternadamente saturado: mosqueados, plintitas Gleização Fe3+ + 1e- → Fe2+ A redução é normalmente seguida pela oxidação do Fe2+ → Fe3+ e precipitação dos óxidos de Fe (FeOOH) Baixo croma (cores acinzentadas) A cor do solo fornece pistas importantes a respeito dos constituintes, como também do estado de oxirredução dos solos. O arejamento deficiente condiciona uma decomposição lenta da matéria orgânica, provocando seu acúmulo e um ambiente de redução (baixo potencial de oxirredução), que transforma Fe e Mn em formas reduzidas (solúveis), facilitando sua migração ou a toxidez para as plantas. Gleização A E Btg 1. os solos hidromóficos estão nas depressões, isto é, nas partes mais baixas do terreno; 2. quando são drenados, natural ou artificialmente, podem apresentar deficiência de Fe e Mn, que são levados para fora do alcance das raízes. O Mn é reduzido mais rapidamente que o Fe, porém é reoxidado mais lentamente. O cobalto comporta-se de maneira semelhante ao Fe e Mn mas sua deficiência se reflete nos animais. EXEMPLO, FE + MN EM SOLO GLEI Depósito argiloso, Alora, Espanha. Fe Mn reduzido Horizontes diagnósticos de interesse geotécnico Horizontes superficiais Horizontes diagnósticos Horizonte A Horizonte A - São organo-minerais, e constituem o primeiro horizonte do solo, freqüentemente alterados pelo homem. São ricos em matéria orgânica em comparação aos horizontes subjacentes, a depender do clima, da cobertura vegetal, do tipo de rocha, da topografia, etc; Apresentam cores mais escuras do que aquelas dos horizontes inferiores devido à presença da matéria orgânica. Horizonte A Horizonte Hístico - É de constituição orgânica, escuro, espessura > 20cm quando sobre material mineral, compreende materiais depositados sob condições de excesso d'água por longos períodos ou todo o ano. Horizonte Chernozêmico - Horizonte mineral superficial apresentando-se espesso, de cor escura, alta saturação por bases, valor V% 65%, com predomínio de íon Cálcio e/ou Magnésio, Carbono orgânico 0,6% em todo o horizonte, além de outras; a) espessura < 10cm se o solo não tiver horizontes B e Cou b) espessura < 18cm para solos com espessura < 75cm ou c) espessura < 25cm para solos com espessura < 75cm. Horizonte Proeminente - Semelhante ao anterior, diferindo apenas no teor de saturação por bases, valor V% 65%. Horizonte A Horizonte Húmico -- Horizonte mineral superficial com teor de saturação por bases (65%), com teor de Carbono menor que o limite mínimo que caracteriza o horizonte hístico: cor escura com valor e croma 4,0, espessura de < 20cm, dependendo da espessura do solo. Horizonte Antrópico -- Formado ou modificado pela ação do uso contínuo do solo pelo homem Horizonte Fraco -- Horizonte mineral fracamente desenvolvido pelo reduzido teor de colóides minerais ou orgânicos ou por condições externas de clima e vegetação. Apresenta teor de Carbono orgânico 0,6% ou espessura menor que 5cm, cor do solo seco < 6 e < 4, úmido. Horizonte Moderado -- Não se enquadram em nenhuma das categorias acima descritas. Em geral o horizonte A moderado difere dos horizontes A chernozêmico, proeminente e húmico pela espessura e/ou cor e do A fraco pelo teor de carbono orgânico e estrutura, não apresentando ainda os requisitos para caracterizar o horizonte hístico ou o A antrópico. Horizontes subsuperficiais Horizontes diagnósticos HORIZONTE B LATOSSÓLICO É um horizonte mineral subsuperficial, cujos constituintes evidenciam avançado estágio de intemperização, explícita pela alteração quase completa dos minerais primários menos resistentes ao intemperismo e/ou de minerais de argila 2:1, seguida de intensa dessilicificação, lixiviação de bases e concentração residual de sesquióxidos, argila do tipo 1:1 e minerais primários resistentes ao intemperismo. HORIZONTE B LATOSSÓLICO Constituído por quantidades variáveis de óxidos de ferro e de alumínio, minerais de argila 1:1, quartzo e outros minerais mais resistentes ao intemperismo, podendo haver a predominância de quaisquer desses materiais. HORIZONTE B LATOSSÓLICO Em sua constituição não deve restar mais do que 4% de minerais primários alteráveis (menos resistentes ao intemperismo) ou 6% no caso de muscovita, determinados na fração areia e recalculados em relação à fração terra fina. HORIZONTE B LATOSSÓLICO A fração menor que 0,05 mm (silte + argila) poderá apresentar pequenas quantidades de argilominerais interestratificados ou ilitas, mas não deve conter mais do que traços de argilominerais do grupo das esmectitas. HORIZONTE B LATOSSÓLICO Não deve ter mais de 5% do volume da massa do horizonte B latossólico que mostra estrutura da rocha original, como estratificações finas, ou saprólito, ou fragmentos de rochas pouco resistentes ao intemperismo. HORIZONTE B LATOSSÓLICO O horizonte B latossólico deve apresentar espessura mínima de 50cm, textura franco arenosa ou mais fina e baixos teores de silte, de maneira que a relação silte/argila seja inferior a 0,7 nos solos de textura média e inferior a 0,6 nos solos de textura argilosa, na maioria dos suborizontes do B até a profundidade de 200cm (ou 300cm se o horizonte A exceder a 150cm de espessura). HORIZONTE B LATOSSÓLICO O horizonte B latossólico pode apresentar: • cerosidade pouca e fraca • pode conter mais argila do que o horizonte sobrejacente, entretanto, insuficiente para caracterizá-lo como um horizonte B textural. HORIZONTE B LATOSSÓLICO Alguns horizontes B latossólicos apresentam valores de pH determinados em solução de KCl 1mol.L-1 mais elevados que os determinados em H2O, evidenciando saldo de cargas positivas, características condizentes com estágio de intemperização muito avançado. HORIZONTE B LATOSSÓLICO A capacidade de troca de cátions no horizonte B latossólico deve ser menor do que 17 cmolc/kg de argila, sem correção para carbono. A relação molecular SiO2/Al2O3 (Ki) no horizonte B latossólico é menor do que 2,2, sendo normalmente inferior a 2,0. HORIZONTE B LATOSSÓLICO O horizonte B latossólico apresenta diferenciação pouco nítida entre os seus sub- horizontes, com transição, de maneira geral, difusa. HORIZONTE B LATOSSÓLICO O limite superior do horizonte B latossólico, em alguns casos, é difícil de ser identificado no campo, por apresentar muito pouco contraste de transição com o horizonte que o precede, verificando-se nitidez de contraste quase que somente de cor e de estrutura entre a parte inferior do horizonte A e o horizonte B latossólico. HORIZONTE B LATOSSÓLICO A estrutura neste horizonte pode ser fortemente desenvolvida, quando os elementos de estrutura forem granulares, de tamanho muito pequeno e pequeno, ou fraca e mais raramente de desenvolvimento moderado, quando se tratar de estrutura em blocos subangulares. HORIZONTE B LATOSSÓLICO Em síntese, o horizonte B latossólico é um horizonte subsuperficial que não apresenta características diagnósticas de horizonte glei, B textural, B nítico e plíntico, e encontra-se presente abaixo de qualquer horizonte diagnóstico superficial, exceto o hístico, e tem as seguintes características: HORIZONTE B LATOSSÓLICO • estrutura forte muito pequena a pequena granular (microestrutura), ou blocos subangulares fracos ou moderados; • espessura ≥ 50cm; • < de 5% do volume que mostre estrutura da rocha original, como estratificações finas, ou saprólito, ou fragmentos de rocha semi ou não intemperizada; HORIZONTE B LATOSSÓLICO Formação do B latossólico Predomínio: Perdas (bases) Transformação Principais horizontes: B latossólico Principais solos: Latossolos e suas variações Formação do B latossólico • Características: • Enriquecidos em Fe, Al e seus respectivos óxidos • Empobrecimento em sílica • Empobrecimento em bases Formação do B latossólico Processo 1: Formação in situ Intensa lixiviação (bases e sílica) Processo 2 (petroplintitas): Aporte lateral de ferro em adição ao acumulado pelo intemperismo. A AB BA B Latolização Formação do B latossólico Processo 3: Transporte e deposição de material pré-intemperizado, com subsequente pedogênese (poligenia). Linhas de pedra ??? Neossolos Solos com B incipiente Solos com B textural Solos com B latossólico Envelhecimento DIMINUIÇÃO EM Fertilidade Atividade da fração argila (CTC) Minerais primários intemperizáveis Teor em silte AUMENTO EM Intemperização Profundidade Porosidade Lixiviação cátions básicos Fixação de P HORIZONTE B TEXTURAL É um horizonte mineral subsuperficial com textura franco arenosa ou mais fina, onde houve incremento de argila (fração <0,002mm), orientada ou não, desde que não exclusivamente por descontinuidade de material originário. HORIZONTE B TEXTURAL É resultante: • de acumulação ou concentração absoluta ou relativa decorrente de processos de iluviação e/ou •formação in situ e/ou herdada do material de origem e/ou •infiltração de argila ou argila mais silte, com ou sem matéria orgânica e/ou •destruição de argila no horizonte A •e/ou perda de argila no horizonte A por erosão diferencial. HORIZONTE B TEXTURAL O conteúdo de argila do horizonte B textural é maior que o do horizonte A ou E e pode, ou não, ser maior que o do horizonte C. Este horizonte pode ser encontrado à superfície se o solo foi parcialmente truncado por erosão. HORIZONTE B TEXTURAL A cerosidade considerada na identificação do B textural éconstituída de materiais coloidais minerais que, se bem desenvolvidos, são facilmente perceptíveis pelo aspecto lustroso e brilho graxo, na forma de preenchimento de poros e revestimentos de unidades estruturais (agregados ou peds). Cerosidade Consiste numa fina película de argila depositada na superfície dos agregados conferindo-lhes aspecto lustroso e com brilho graxo. Resultante da migração de argila iluvial. Serve para identificar horizonte B textural e B nítico . B textural B nítico HORIZONTE B TEXTURAL Nos solos sem macroagregados, com grãos simples ou maciça, a argila iluvial apresenta-se sob a forma de revestimento nos grãos individuais de areia, orientada de acordo com a superfície dos mesmos ou formando pontes ligando os grãos. HORIZONTE B TEXTURAL Na identificação de campo da maioria dos horizontes B texturais, a cerosidade é importante. HORIZONTE B TEXTURAL No entanto, a simples ocorrência de cerosidade pode não ser adequada para caracterizar o horizonte B textural, sendo necessário conjugá-la com outros critérios auxiliares, pois, devido ao escoamento turbulento da água por fendas, o preenchimento dos poros pode se dar em um único evento de chuva ou inundação. HORIZONTE B TEXTURAL Por esta razão, a cerosidade num horizonte B textural deverá estar presente em diferentes faces das unidades estruturais e não, exclusivamente nas faces verticais. HORIZONTE B TEXTURAL Será considerada como B textural a ocorrência de lamelas, de textura franco-arenosa ou mais fina, que, em conjunto, perfaçam 15cm ou mais de espessura, admitindo-se que entre as mesmas possa ocorrer material de textura arenosa. HORIZONTE B TEXTURAL Nota – Os horizontes B textural e B nítico não são mutuamente exclusivos. A distinção entre Argissolos e Nitossolos é feita pelos teores de argila, pelo gradiente textural e pela diferenciação de cor no B (policromia), conforme critérios constantes na definição de Nitossolos. HORIZONTE B TEXTURAL Horizonte B textural Foto 22 – ARGISSOLO VERMELHO AMARELO Juruena– MT. Horizonte A moderado Formação do B textural Predomínio: Translocação (de colóides minerais: argila) Principais horizontes: B textural B plânico E álbico Principais classes de solos: Argissolos Luvissolos Planossolos Processo 1: [Lessivagem (Eluviação-Iluviação)] Translocação de argila do A e/ou E para o B Dispersão Transporte Deposição Indicadores: Filmes de argila Razão argila fina / argila total Composição do filme de argila Micromorfologia Formação do B textural • Processo 2: • Formação de argila a partir de elementos (Al, Si, Fe, etc.) vindos do intemperismo do A e/ou E. • Argilas se formam in situ, não foram transportadas Formação do B textural Processo 3: Mais argila se forma no horizonte B que nos outros horizonte acima. Não há contribuição de elementos vindos do A ou E Diferenças no material de origem ou na taxa de intemperismo Formação do B textural • Processo 4 (não pedogenético) • Deposição de material menos argiloso no topo, vindo a formar o A e/ou o E. Formação do B textural Processo 5: Ferrólise Produz Al3+ Quando o pH aumenta (no processo de redução) o Al se polimeriza. Al(OH)3 intercamadas em argilas expansivas causam a “cloritização” (comum no Pantanal); Diminui a CTC Diminui a capacidade de retenção de água. Formação do B textural Ferrólise: Fe3+ + H2O → FeOH ++ + H+ • A formação de H+ produz um decréscimo de pH na superfície das argilas. • Dentro de poucos dias, a ligação instável H-argila se converte para uma argila com Al3+ trocável. • O Al3+ é dissolvido das posições octaedrais dos minerais argilosos, destruindo parcialmente os minerias argilosos (liberação da Si). Formação do B textural Formação do B textural Na próxima inundação, o ciclo se repete: • Fe3+ +1 e- → Fe2+ • pH aumenta • Al3+ pode hidrolizar e precipitar como Al(OH)3 • O que “sobra” no horizonte superficial é o material quartzoso, que não se dissolve. • Produto = solo (planossolo) PRÉ-REQUISITOS PARA FERRÓLISE Pré-requisitos : • Remoção dos produtos da reação; • Bastante Fe e Matéria Orgânica para sustentar o processo; • Repetiçao indeterminada dos ciclos. Planossolo na França (Terraço na região de Dore) Fe Austrália, Planossolo Ferrólise : Identificação no Campo Pantanal- RPPN SESC, Planossolo Plintização A Btf EB Plintossolo Argilúvico Eutrófico abrúptico Petroplintita B incipiente Horizonte subsuperficial que apresenta pouca alteração física e química, porém suficiente para desenvolvimento de cor e estrutura. 4% ou mais de minerais alteráveis na fração areia 5% ou mais do volume do B tem estrutura da rocha original Ausência de horizonte B Solos rasos (Neossolos) Principais classes de solos Após os horizontes diagnósticos Argissolos Solos que apresentam horizonte B textural com argila de atividade baixa imediatamente abaixo do horizonte A ou E. Se apresentar horizonte plíntico, o mesmo não está acima e nem é coincidente com a parte superior do horizonte B textural. Mesma regra vale se o horizonte glei estiver presente. Cambissolos Latim: cambiare, trocar; conotativo de solos em formação (transformação) Horizonte B incipiente Solos constituídos por material mineral com horizonte B incipiente, imediatamente abaixo do horizonte A ou horizonte hístico com espessura inferior a 40 cm. Chernossolo Russo (chern, negro; conotativo de solos ricos em matéria orgânica, com coloração escura) A chernozêmico. Preto, rico em bases Solos constituídos por material mineral, que apresentam horizonte A chernozêmico seguido por: horizonte B incipiente, ou B textural, ou B nítico, todos com argila de atividade alta e saturação por bases alta; ou contato lítico desde que o horizonte A chernozêmico contenha 15% ou mais de carbonato de cálcio equivalente. Espodossolos Grego: spodos, cinza vegetal, solos com horizonte de acumulação de materiais orgânicos e outros. Solos constituídos por material mineral, apresentando horizonte B espódico, imediatamente abaixo de um horizonte E ou A, dentro de 200 cm da superfície do solo, ou de 400 cm de profundidade, se a soma do horizonte A+E ou do horizonte hístico+ E ultrapassa 200 cm de profundidade. Gleissolos Russo : gley, massa de solo pastosa; conotativo de excesso de água. Solos com horizonte glei imediatamente abaixo de um horizonte A, ou de horizonte hístico; não apresentam horizonte plíntico ou vértico acima do horizonte glei ou coincidente com este, nem horizonte B textural com mudança textural abrupta coincidente com horizonte glei, nem qualquer tipo de horizonte diagnóstico acima do horizonte glei Latossolos Latim: lat, material altamente alterado (tijolo); conotativo de elevado conteúdo de sesquióxidos. Solos que apresentam horizonte B latossólico, imediatamente abaixo de qualquer tipo de horizonte A, dentro de 200 cm da superfície do solo ou dentro de 300 cm, se o horizonte A apresenta mais que 150 cm de espessura. Luvissolos Latim : luere, lavar; conotativo de acumulação de argila. Solos com argila de atividade alta, alta saturação por bases ehorizonte B textural imediatamente abaixo de horizonte A ou horizonte E. Neossolos Grego: néos, novo, moderno; conotativo de solos jovens, em início de formação. Pequeno desenvolvimento Nitossolos Latim: nitidus, brilhante; conotativo de superfícies brilhantes em unidades estruturais. Solos que apresentam horizonte B nítico, com argila de atividade baixa imediatamente abaixo do horizonte A ou dentro dos primeiros 50 cm do horizonte B. Organossolos Grego organikós, pertinente ou próprio dos compostos de carbono. Conotativo de solos de constituição orgânica, ambientes de grande umidade. Horizonte H ou O hístico Planossolos Latim: planus, plano, horizontal; conotativo de solos desenvolvidos com encharcamento superficial estacional. Solos que apresentam B plânico logo abaixo de um horizonte A ou E. Plintossolos Grego: plinthos, ladrilho; conotativo de materiais argilosos, coloridos, que endurecem quando expostos. Solos com horizonte plíntico ou litoplíntico logo abaixo do horizonte A ou E. Vertissolos Latim vertere; conotativo de movimento na superfície do solo (expansão/contração). Solos com horizonte vértico entre 25 e 100 cm de profundidade. E como aplicar esse conhecimento? Classificação de maciços rochosos Classificação de solos Taludes Disposição de resíduos
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