Apostila Fisica do Solo

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO 
INSTITUTO DE AGRONOMIA 
DEPARTAMENTO DE SOLOS 
 
 
 
CURSO DE PÓS GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DO SOLO 
 
 
FÍSICA DO SOLO 
 
 
 
 
 
 
MARCOS BACIS CEDDIA 
 2 
 
Capítulo 1 – ATRIBUTOS MORFOLÓGICOS DOS SOLOS ............. 1 
1.1 - Cor do solo ......................................................................................................... 6 
1.1.1-Generalidades.......................................................................................................................6 
1.1.2-Mas quais componentes do solo realmente conferem cor?..................................................6 
1.1.3 -Formas que as cores do solo podem se apresentar..............................................................6 
Apenas uma cor predominante...................................................................................................6 
Mosqueada .................................................................................................................................6 
Variegada ...................................................................................................................................7 
1.1.4 - correlações (pedologia, potencial agrícola e manejo dos solos) ........................................7 
Conteúdo de matéria orgânica....................................................................................................7 
Drenagem...................................................................................................................................7 
Idade do solo ..............................................................................................................................7 
Textura .......................................................................................................................................8 
Clima..........................................................................................................................................8 
Taxonomia .................................................................................................................................8 
Mineralogia ................................................................................................................................8 
1.1.5 - Caracterização da cor .........................................................................................................8 
1.1.6 - Leitura das cores ..............................................................................................................10 
1.1.7 - Críticas ao sistema munsell..............................................................................................11 
1.2 - Consistência do solo......................................................................................... 12 
1.2.1 - Generalidades...................................................................................................................12 
Tensão superficial.......................................................................................................................................... 12 
Pontes formadas por cátions .......................................................................................................................... 12 
Atração eletrostática entre as superfícies carregadas das argilas ................................................................... 12 
Forças de van der waals................................................................................................................................. 12 
Efeitos cimentantes da matéria orgânica, óxidos de ferro e alumínio............................................................ 12 
1.2.2 -Formas de consistência e métodos de determinação.........................................................13 
Solo seco (umidade em equilíbrio com o ar) ...........................................................................13 
Solo úmido (umidade equivalente) ..........................................................................................13 
Solo molhado ...........................................................................................................................14 
Limites de atterberg .................................................................................................................14 
O limite de liquidez (ll).................................................................................................................................. 15 
O limite de plasticidade (lp) .......................................................................................................................... 15 
O número de plasticidade ou índice de plasticidade (np) .............................................................................. 15 
1.2.3 - Fatores que afetam a consistência do solo .......................................................................16 
Textura .....................................................................................................................................17 
Matéria Orgânica......................................................................................................................18 
Natureza dos Minerais e Qualidade do Material Coloidal .......................................................18 
Natureza dos Cations Trocáveis e Estrutura do Solo...............................................................19 
Conteúdo de Umidade..............................................................................................................19 
1.2.4 -Importância e relação com o solo e as plantas ..................................................................20 
1.3 - Estrutura do solo............................................................................................... 21 
1.3.1 -Definição...........................................................................................................................21 
1.3.2 - Gênese da estrutura ..........................................................................................................22 
1.3.3 - Fatores que afetam a formação e estabilidade dos agregados..........................................24 
Textura .....................................................................................................................................24 
Clima........................................................................................................................................24 
Matéria orgânica ......................................................................................................................25 
 3 
Quantidade e tipo de argila ......................................................................................................25 
Cátions .....................................................................................................................................26 
Uso e manejo do solo ...............................................................................................................26 
Ciclos de umidecimento e secagem .........................................................................................27 
Ciclos de congelamento e descongelamento............................................................................27 
Atividade biológica do solo .....................................................................................................28 
1.3.4 - distribuição do tamanho dos agregados e forma de avaliação .........................................29 
1.3.5 - determinação da estrutura ................................................................................................29 
Tipo ..........................................................................................................................................30 
Grau..........................................................................................................................................31Tamanho...................................................................................................................................31 
Determinação em laboratório...................................................................................................32 
1.4 - Textura do solo................................................................................................. 32 
1.4.1 - fatores que influenciam a textura do solo ........................................................................33 
1.4.2 - composição granulométrica do solo.................................................................................34 
1.4.3 - métodos de avaliação da textura do solo..........................................................................35 
Método de Campo:...................................................................................................................35 
Métodos de Laboratório ...........................................................................................................35 
Pré tratamento - ............................................................................................................................................. 36 
Dispersão -..................................................................................................................................................... 36 
Fracionamento da amostra ............................................................................................................................. 37 
1.4.4 - Grau de floculação ...........................................................................................................37 
Considerações importantes ......................................................................................................38 
Forma de apresentação.............................................................................................................38 
1.4.5 - Superfície específica ........................................................................................................39 
Definição..................................................................................................................................39 
Fatores que influenciam a superfície específica dos solos.......................................................40 
1.4.6 - Cerosidade........................................................................................................................42 
Condições para a formação da cerosidade ...............................................................................42 
Importância no estudo do solo .................................................................................................42 
Determinação da cerosidade ....................................................................................................42 
1.4.7 -Cimentação........................................................................................................................43 
Definição..................................................................................................................................43 
Condições para a formação ......................................................................................................43 
Horizontes cimentados.............................................................................................................43 
Ortstein .......................................................................................................................................................... 44 
Fragipan......................................................................................................................................................... 44 
Duripan .......................................................................................................................................................... 44 
Petrocalcico ................................................................................................................................................... 44 
Importância agrícola ................................................................................................................44 
1.4.8 - Nódulos e concreções.......................................................................................................44 
1.4.9 - Conteúdos de carbonatos .................................................................................................45 
Capítulo 2 - CONSTITUIÇÃO FÍSICA DO SOLO ............................. 46 
2.1 - FASE SÓLIDA ................................................................................................ 46 
Frações ativas da fase sólida .......................................................................................................49 
Adsorção ..................................................................................................................................49 
Floculação-Dispersão...............................................................................................................49 
2.2 – Fase Líquida .................................................................................................... 50 
Relação da fase líquida com o espaço poroso do solo ................................................................50 
Considerações importantes ......................................................................................................51 
 4 
2.3 - FASE GASOSA ............................................................................................... 51 
Problemas de aeração no solo .....................................................................................................52 
Fatores que interferem na aeração do solo ..................................................................................53 
2.4 - RELAÇÕES VOLUMÉTRICAS E ÁGUA DO SOLO .................................. 53 
2.4.1 - DENSIDADE DAS PARTÍCULAS ................................................................................53 
Métodos de determinação ........................................................................................................54 
Método do Picnômetro com água .................................................................................................................. 54 
Método do Balão Volumétrico ...................................................................................................................... 54 
Fatores que interferem .............................................................................................................55 
Importância em relação às plantas ...........................................................................................56 
2.4.2 - DENSIDADE DO SOLO.................................................................................................56 
Métodos de determinação ........................................................................................................56 
Balão Volumétrico......................................................................................................................................... 57 
Anél Volumétrico .......................................................................................................................................... 57 
Torrão Impermeabilizado .............................................................................................................................. 57 
Fatores que interferem .............................................................................................................58 
ESTRUTURA DO SOLO: ............................................................................................................................ 58 
TEOR DE MATÉRIA ORGÂNICA: ............................................................................................................ 58 
TEXTURA: ...................................................................................................................................................58 
MANEJO DO SOLO:.................................................................................................................................... 59 
Importância em relação às plantas ...........................................................................................59 
2.4.3 - POROSIDADE DO SOLO ..............................................................................................60 
Métodos de determinação ........................................................................................................60 
Método do anel volumétrico .......................................................................................................................... 60 
Método experimental ..................................................................................................................................... 61 
Método indireto ............................................................................................................................................. 61 
Método da mesa de tensão ............................................................................................................................. 62 
Fatores que interferem .............................................................................................................63 
TEXTURA: ................................................................................................................................................... 64 
ESTRUTURA:............................................................................................................................................... 64 
MATÉRIA ORGÂNICA: .............................................................................................................................. 64 
Importância em relação as plantas ...........................................................................................64 
COMPACTAÇÃO E ADENSAMENTO...................................................................................................... 65 
2.4.4 - PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS DA ÁGUA......................................................65 
Estrutura molecular ..................................................................................................................65 
Formação da molécula .............................................................................................................66 
Mudança de estado...................................................................................................................67 
Densidade e compressibilidade................................................................................................67 
Pressão de Vapor......................................................................................................................68 
Tensão Superficial....................................................................................................................70 
Curvatura da superfície da água e Pressão Hidrostática ..........................................................71 
Angulo de Contato e Superfície Sólidas ..................................................................................73 
Capilaridade .............................................................................................................................73 
Adsorcão de água nas superfícies sólidas ................................................................................75 
Solubilidade dos Gases ............................................................................................................76 
Viscosidade.................................................................................................................................................... 76 
MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO DA UMIDADE DO SOLO ..........................................78 
Método Gravimétrico..................................................................................................................................... 78 
Bloco Poroso.................................................................................................................................................. 79 
Método de Nêutrons ...................................................................................................................................... 79 
Raios Gama ................................................................................................................................................... 79 
TDR ............................................................................................................................................................... 79 
ARMAZENAMENTO DE ÁGUA DO SOLO........................................................................80 
POTENCIAL DE ÁGUA NO SOLO ......................................................................................82 
 5 
Estado da água no solo .................................................................................................................................. 82 
Potencial total da água do solo.................................................................................................84 
Potencial Gravitacional.................................................................................................................................. 86 
POTENCIAL DE PRESSÃO ........................................................................................................................ 87 
Potencial Osmótico........................................................................................................................................ 92 
Componentes do Potencial Total da Água do Solo em Diferentes Sistemas ................................................. 94 
Gradiente Hidráulico................................................................................................................96 
CURVA CARACTERÍSTICA DO SOLO ..............................................................................96 
Importancia.................................................................................................................................................... 96 
Definição: ...................................................................................................................................................... 97 
TEXTURA →................................................................................................................................................ 98 
ESTRUTURA →........................................................................................................................................... 99 
HISTERESE → ............................................................................................................................................. 99 
FLUXO DE ÁGUA NO SOLO.................................................................................................101 
Introdução ..............................................................................................................................101 
Fluxo de Água em solos saturados.........................................................................................101 
Fluxo............................................................................................................................................................ 101 
Densidade de fluxo ...................................................................................................................................... 101 
Homogeneidade e Isotropia ......................................................................................................................... 104 
Determinação da condutividade hidráulica em solos saturados................................................................... 104 
Método indireto ...........................................................................................................................................104 
Densidade de fluxo e tortuosidade............................................................................................................... 110 
Drenabilidade............................................................................................................................................... 111 
Fluxo da Água em Solos Insaturados.....................................................................................111 
Relações entre condutividade, sucção e umidade ........................................................................................ 112 
Equação do fluxo Insaturado ....................................................................................................................... 114 
Determinação da condutividade hidráulica em solos insaturados................................................................ 115 
REGIME HÍDRICO DO SOLO ............................................................................................115 
Infiltração da Água no solo.......................................................................................................................... 115 
Processo de infiltração da água no solo ....................................................................................................... 116 
Regime de Infiltração.............................................................................................................117 
Perfil do conteúdo de água no solo .............................................................................................................. 119 
Fatores que interferem no regime de infiltração .......................................................................................... 120 
Escorrimento superficial .............................................................................................................................. 122 
Equação de infiltração da água no solo........................................................................................................ 122 
Infiltração Tridimensional ........................................................................................................................... 123 
Redistribuição de água no solo .................................................................................................................... 124 
Métodos de determinação da Infiltração do Solo......................................................................................... 126 
Manejo da água do solo ............................................................................................................................... 126 
Capacidade de Campo ................................................................................................................................. 126 
Ponto de Murcha Permanente ...................................................................................................................... 130 
Disponibilidade de Água para as Plantas..................................................................................................... 132 
SOLOS AFETADOS POR SAIS ........................................................................... 143 
Formação de solos salinos e sódicos .........................................................................................143 
Localização ............................................................................................................................143 
Formas de concentração de sais .............................................................................................143 
Forma natural .........................................................................................................................143 
Tipos de solos afetados por sais.............................................................................................145 
Métodos de identificação .......................................................................................................147 
- Parâmetros................................................................................................................................................. 147 
Causas da diminuição da produtividade ...................................................................................................... 149 
 6 
CAPÍTULO 1 – ATRIBUTOS MORFOLÓGICOS DOS SOLOS 
1.1 - Cor do solo 
1.1.1- GENERALIDADES 
Cor é a impressão que a luz refletida pelos corpos produz no órgão de visão. É a impressão 
particular que os raios luminosos, simples ou combinados, refletidos pelos corpos causam ao 
sentido da vista; portanto, a cor de um solo pode variar com o tipo de luz que o ilumina. 
A cor que um solo aparenta é o produto da mistura das cores de suas partículas; e é 
considerada como uma das propriedades morfológicas mais importantes, não só pelo fato de ser a 
característica que mais chama a atenção à primeira vista, como também por ser de fácil 
determinação, permitindo boa caracterização do solo. 
1.1.2- MAS QUAIS COMPONENTES DO SOLO REALMENTE CONFEREM COR? 
Dentre os componentes do solo a areia (rica em quartzo) confere cores claras aos solos 
arenosos, o calcário cores brancas, amarelados ou acinzentados; os óxidos de ferro colorações 
que vão do amarelo, vermelho, cinzento, esverdeado e azulado (dependendo do estado de 
hidratação); a matéria orgânica e óxidos de manganês (ambientes redutores) cores escuras e a 
caulinita cores brancas. 
1.1.3 - FORMAS QUE AS CORES DO SOLO PODEM SE APRESENTAR 
Apenas uma cor predominante 
Nestas situações, a luz que um corpo reflete apresenta-se de forma homogênea na matriz do 
solo e é representada por apenas uma matiz (ex: amarelo, vermelho ou alaranjado). Esta 
característica é comum em solos bastante intemperizados e com ambientes secos. 
Mosqueada 
O horizonte muitas vezes, esta marcado com manchas de outra (s) core (s) recebendo o 
nome de mosqueado ou variegado (especialmente no material de formação do solo em decorrência 
de drenagem imperfeita). No caso de cores mosqueadas, o solo apresenta duas ou mais cores 
diferentes, sendo que uma destas apresenta-se de forma predominante (cor de fundo). O mosqueado 
 7 
é apresentado da seguinte forma: (a) cor de fundo e cores das manchas existentes (b) arranjamento 
do mosqueado (quantidade, tamanho e contrastes da cores). 
Variegada 
Quando no horizonte houver mosqueado mas não ocorrer o predomínio de uma cor, 
constituindo o fundo, este será descrito como apresentando coloração variegada. 
1.1.4 - CORRELAÇÕES (PEDOLOGIA, POTENCIAL AGRÍCOLA E MANEJO 
DOS SOLOS) 
Como a cor é característica conseqüente do material primitivo do solo e das condições 
climáticas predominantes, através dela pode-se , por exemplo, estabelecer correlações com os 
seguintes parâmetros: 
Conteúdo de matéria orgânica 
Solos escuros geralmente são mais ricos em matéria orgânica que solos claros. A 
impossibilidade de os solos acumularem matéria orgânica indica más condições ecológicas para o 
desenvolvimento das plantas e microorganismos. Por outro lado em algumas situações extremas de 
acumulação (excesso de água e ou frio), onde se formam solos de constituição estritamente 
orgânica, o ambiente pode não ser ideal para o desenvolvimento de plantas. 
Drenagem 
Solos mal drenados são quase sempre manchados (mosqueados) em várias tonalidades de 
cinzento ou amarelo-claro, especialmente na parte do perfil onde há flutuação do lençol freático. 
Quando as cores vermelhas e amarelas são geograficamente associadas e os solos desenvolveram-se 
a partir de um mesmo material de origem, os solos amarelos ocupam os locais mais côncavos ou o 
fim das encostas, onde existe maior teor de umidade. 
Idade do solo 
Nos solos jovens, observa-se que a cor é grandemente influenciada pelo material de origem, 
que sofreu pequena intemperização e esta pouco alterado. Nos solos mais desenvolvidos, onde 
houveinfluência marcante do clima, a cor estará relacionada com as condições predominantes de 
temperatura e umidade. 
 8 
Textura 
Solos ricos de colóides minerais, de textura fina, com superfície específica elevada, são mais 
pigmentados que os de textura grosseira. Os solos arenosos (onde predomina o quartzo como 
mineral) são de cores claras e mais suscetíveis de escurecimento pela matéria orgânica do que os 
argilosos, isso, devido à menor superfície específica dos solos de textura grosseira. 
Clima 
Com relação ao clima, este influência o comportamento de dois componentes do solo que 
determinam a coloração dos solos, são eles: Matéria orgânica e sesquióxidos de ferro. O efeito 
sob a matéria orgânica se expressa nos diferentes graus de coloração negra do húmus. Solos 
encontrados em regiões semi-áridas o pigmento é bem escuro e abundante, colorindo fortemente o 
solo (Mollissois). Em zonas úmido-temperadas a pigmentação é menos intensa, enquanto nas 
tropicais e subtropicais os solos são os menos escuros. Portanto a cor do solo, não pode ser utilizada 
como medida de comparação dos conteúdos de matéria orgânica quando situados em diferentes 
climas. 
Taxonomia 
A cor do solo é utilizada como critério diferenciador de classe de solo no nível hierárquico 
mais elevado no sistema brasileiro de classificação, uma vez que para a nomenclatura de solos a cor 
fornece informações indiretas do clima, do material de origem, da dinâmica da água e da 
mineralogia do solo. Ex: Latossolo Roxo (climas mais secos, a partir de intemperização de rochas 
básicas e predomínio de sesquióxidos de ferro e alumínio na forma mais oxidada); Podzólico 
acinzentado (forma-se sob condições de drenagem imperfeita com zonas de flutuação do lençol 
freático, presença de sesquióxidos de ferro na forma reduzida). 
Mineralogia 
Os solos que expressam pigmentação que variam de cinzento a vermelho escuro, passando 
pelo amarelo e alaranjado, têm predomínio de sesquióxidos de ferro na fração argila, e as variações 
destes tons de cores estão atrelados ao estado de hidratação destes sesquióxidos. Assim o óxido 
ferroso (FeO) confere cor acinzentada, o óxido férrico (Fe2O3, hematita) cores vermelhas, óxido 
férrico hidratado (goethita FeOOH2 e limonita 2 Fe2O3 . 3H2O) côres alaranjadas. 
1.1.5 - CARACTERIZAÇÃO DA COR 
 9 
Para indicar a cor de forma correta, o físico Ostwald idealizou um grande dicionário o qual 
permite determinar a cor de flores, insetos, animais rochas e etc. No entanto, a cor do solo é 
convencionalmente representada pelo Sistema Munsell. Através de uma amostra de solo, 
dependendo das condições logísticas, a determinação da cor pode ser feita de forma expedita (carta 
de cores de Munsell) e de laboratórios (espectrofotômetros1 ou espectroradiômetros), sendo esses 
últimos mais precisos. 
O sistema Munsell de determinação de cores é cilindrico e divide a cor do solo em três 
coordenadas, são elas: Matiz, Valor e Croma. 
O MATIZ é o comprimento de onda da componente da luz que se apresenta em dominância. 
Na escala de munsell, esta se divide em 10 regiões ou familias de cores, representadas pelas letras e 
cores ou combinações de cores seguintes: N, neutro; R, vermelho; YR, vermelho-amarelo; Y, 
amarelo; GY, amarelo-verde; G, verde; BG, verde -azul; B, azul; PB, azul-purpura; P, purpura e 
RP, purpura-vermelho. Cada região de um matiz é dividido em 10 partes (0-10) tendo o valor 5 
como mediano. Destas dez divisões, somente os seguintes valores são apresentados: 2,5; 5,0; 7,5 e 
10,0. 
 
 
Figura-1 Matizes que compõe o espectro e que aparecem na carta de cores de Munsell. 
 
O VALOR representa o brilho ou tonalidade. As tonalidades são obtidas combinando-se o 
branco com o preto, em uma escala que vai de 0-10. Assim, o zero que é o preto, representa a 
ausência absoluta de brilho, seguindo-se como: 
 
1
 Instrumento com que se obtém o espectro de uma radiação e se pode medir a intensidade de cada componente 
monocromático que o constitui. 
 10 
1 → 9 partes de preto e 1 de branco 
2 → 8 partes de preto e 2 de branco 
3 → 7 partes de preto e 3 de branco 
4 → 6 partes de preto e 4 de branco 
5 → 5 partes de preto e 5 de branco 
6 → 4 partes de preto e 6 de branco 
7 → 3 partes de preto e 7 de branco 
8 → 2 partes de preto e 8 de branco 
9 → 1 partes de preto e 9 de branco 
10 → 0 partes de preto e 10 de branco; 
Na carta de cores aparecem apenas as combinações de 2 a 8, uma vez que em situção natural 
não existe uma combinação totalmente branca (valores 10 e 9), ou totalmente preta (valores 0 e 1). 
O croma, refere-se à intensidade ou pureza da cor ou croma. É obtida a partir da 
combinação de um matiz determinada com diferentes proporções de cada uma das tonalidades de 
cinza (valor de 2-8). A combinação de matiz e valor, o qual resulta no croma, forma um total de 20 
partes. Na carta de cores de solos, de forma semelhante ao valor, somente aparecem as combinações 
de 0-8. Assim, as seguintes relações são formadas: 
0 → 20 partes de um cinza (valor) determinado e nenhuma parte de matiz 
1 → 19 partes de um cinza (valor) determinado e 1 parte de matiz 
2 → 18 partes de um cinza (valor) determinado e 2 partes de matiz 
3 → 17 partes de um cinza (valor) determinado e 3 partes de matiz 
4 → 16 partes de um cinza (valor) determinado e 4 partes de matiz 
5 → 15 partes de um cinza (valor) determinado e 5 partes de matiz 
6 → 14 partes de um cinza (valor) determinado e 6 partes de matiz 
7 → 13 partes de um cinza (valor) determinado e 7 partes de matiz 
8 → 12 partes de um cinza (valor) determinado e 8 partes de matiz 
1.1.6 - LEITURA DAS CORES 
A leitura das cores do solo é feita no campo através da carta de cores de munsell. Para a 
leitura, uma amostra seca de solo é partida de forma a observar a parte interna (área com menos 
interferência de impurezas). A superfície é então comparada com os padrões do sistema munsell. 
 11 
Recomenda-se primeiro encontrar a matiz na qual a amostra se assemelha na carta de cores e, após 
determinada esta, associar o brilho (valor) e a intensidade (croma). 
A notação apresenta a seguinte seqüência: exemplo: 10YR 5/6 
Matiz → 10YR, Valor → 5 e Croma → 6 
Em descrições de horizontes superficiais, a notação de cores é feita com amostra umida e 
seca, uma vez que a maior presença de matéria orgânica, determina maiores alterações nos índices 
do valor e croma de acordo com o estado de umidade da amostra. 
Uma vez que a cor dos objetos varia com a natureza da luz que o ilumina, recomenda-se 
fazer a determinação evitando a luz artificial. Recomenda-se ainda que seja feita à sombra, evitando 
as primeiras e últimas duas horas do dia. 
Para amostras ricas em matéria orgânica, a coloração da parte mineral esta mascarada pela 
cor negra do húmus. Neste caso, pode-se tratar a amostra com água oxigenada para determinar a cor 
da fração inorgânica. 
Dificilmente uma amostra de solo será igual ao padrão da carta de cores, nos casos extremos 
de diferenças, pode-se fazer interpolações tanto entre matizes como para valores. Desta forma, no 
primeiro caso amostra pode apresentar a seguinte leitura: 8,5YR ou ainda 9YR, se a cor da amostra 
estiver entre os padrões de matizes 10YR e 7,5YR. No segundo caso, a notação pode ser 10YR 
5,5/4, se esta estiver entre os padrões 10YR 5/4 e 10YR 6/4. 
Quando a coloração da amostra for neutra (solos hidromórficos), o valor será 0 (variando 
apenas as tonalidades de cinza, entre 2-8). Neste caso, se a leitura for a de número 3/0, a 
representação será a seguinte: N 3, que significa neutro três, ou ainda que temos 20 partes de valor 3 
e nenhuma de matiz. 
Solos que estão sob efeitos da alteração do lençol freático apresentam cores com matizes 
esverdeadas ou azuladas. Neste caso é comuma presença de mais de uma cor na matriz do solo 
(mosqueados ou variegados). As amostras com estas características apresentam a seguinte notação: 
10YR 4/2 (cor predominante); 2,5YR 5/8 (mosqueado) 
1.1.7 - CRÍTICAS AO SISTEMA MUNSELL 
A principal crítica ao sistema munsell de determinação de cores esta relacionada ao grau de 
precisão deste. Os seguintes aspectos são responsáveis pelos erros de leitura de cores no campo: 
* Fatores físicos: dimensão da área das cores individuais, grau de esmagamento da amostra, 
qualidade da luz, conteúdo de umidade; 
* Fator psicológico: diferenças pessoais em relação aos padrões de cores. 
 12 
1.2 - consistência do solo 
1.2.1 - GENERALIDADES 
A consistência do solo é usualmente definida como um termo para designar a manifestação 
das forças físicas de coesão e adesão agindo dentro do solo em diferentes conteúdos de umidade. 
Quando a concentração do solo no sistema solo-água torna-se grande o suficiente para que a massa 
não mais flua livremente, as forças de coesão e adesão surgem. O solo é então dito como tendo 
certa consistência. Portanto quando se estuda a consistência do solo esta se estudando os fenômenos 
de superfície entre as partículas do solo. 
As forças de coesão se dão entre duas superfícies líquidas ou duas sólidas e esta será maior 
quanto maior for o número de superfícies de contato entre as partículas. 
 As seguintes ligações entre as superfícies são consideradas como causadoras das forças de 
coesão: 
TENSÃO SUPERFICIAL; 
PONTES FORMADAS POR CÁTIONS; 
ATRAÇÃO ELETROSTÁTICA ENTRE AS SUPERFÍCIES CARREGADAS DAS 
ARGILAS; 
FORÇAS DE VAN DER WAALS; 
EFEITOS CIMENTANTES DA MATÉRIA ORGÂNICA, ÓXIDOS DE FERRO E 
ALUMÍNIO. 
As partículas que apresentam um menisco formado pelos filmes de água que as envolvem 
são unidas devido à tensão superficial. Logo a coesão é diretamente proporcional à tensão 
superficial existente na película de água e inversamente proporcional ao diâmetro das partículas. 
Solos arenosos apresentam baixa coesão entre suas partículas, enquanto que solos argilosos tem alta 
coesão. 
As forças de adesão ocorrem entre superfícies de características diferentes (sólidas e 
líquidas), sendo que esta se expressa quando o conteúdo de água que envolve as partículas do solo 
não permite que estas se atraiam (coesão). Nesta situação, diz-se que a terra esta pegajosa. Quanto 
menor forem as partículas do solo, maior será a força de adesão. 
 
inserir figuras 11.2 e 11.3 (baver), relacionadas ao comportamento da coesão e adesão 
 13 
1.2.2 - FORMAS DE CONSISTÊNCIA E MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO 
A definição de consistência do solo inclui tais propriedades do solo como resistência a 
compressão e quebra, friabilidade, plasticidade e pegajosidade. 
Reconhece-se três estados de umidade e cinco formas de consistência do solo 
Solo seco (umidade em equilíbrio com o ar) 
Apresenta consistência Tenaz, sendo elevada a atração entre moléculas sólidos versus 
sólidos. A tenacidade do solo depende do número de pontos de contatos entre as partículas; logo 
quanto mais finas forem as partículas, maior será a tenacidade do solo. A tenacidade é avaliada 
através da resistência que um torrão seco oferece à força de ruptura exercida entre o polegar e o 
indicador. A resistência à força de ruptura é classificada em: 
SOLTO →→→→ Não coerente entre o indicador e o polegar 
MACIO →→→→ A massa do solo é fracamente coerente e frágil; quebra-se em material 
pulverizado ou grãos individuais sob pressão muito leve 
LIGEIRAMENTE DURO →→→→ Fracamente resistente à pressão; facilmente quebrável entre 
o polegar e o indicador 
DURO→→→→ Moderadamente resistente à pressão exercida pelas mãos, mas dificilmente 
quebrável entre o polegar e o indicador. 
MUITO DURO →→→→ Muito resistente à pressão das mãos, sendo quebrado com dificuldade. 
Não quebrável entre o polegar e o indicador. 
EXTREMAMENTE DURO →→→→ Não pode ser quebrado com as mãos. 
Solo úmido (umidade equivalente) 
Apresenta consistência friável, a qual é caracterizada pelo fato de uma amostra de terra 
úmida apresentar, ao ser comprimida, uma leve deformação e sinais de rachaduras, antes de se 
romper. Representa a melhor condição para trabalhar o solo, pois mesmo após ser trabalhada, a terra 
mantém sua integridade estrutural (também denominada na literatura de ponto de sazão). Os 
grânulos são macios e a forças de coesão e adesão são mínimas. A friabilidade do solo também é 
avaliada através da resistência à compressão, porém é feita com amostra úmida. As seguintes 
classes de friabilidade são apresentadas: 
SOLTA →→→→ Não coerente; 
 14 
MUITO FRIÁVEL →→→→ O material se esborroa com pressão muito leve, mas agrega-se por 
compressão posterior; 
FRIÁVEL →→→→ O material do solo esborroa-se sob pressão moderada entre o indicador e o 
polegar e agrega-se por compressão posterior 
FIRME →→→→ O material do solo esborroa-se sob pressão moderada entre o indicador e o 
polegar, mas apresenta resistência distintamente perceptível. 
MUITO FIRME →→→→ O material do solo somente esborroa-se sob forte pressão; dificilmente 
esmagável entre o indicador e o polegar. 
EXTREMAMENTE FIRME →→→→ O material do solo somente se esborroa sob pressão muito 
forte, não pode ser esmagado entre o indicador e o polegar e deve ser fragmentado pedaço por 
pedaço. 
Solo molhado 
Apresenta três formas de consistência: plástica, aderente ou pegajosa e a fluida. 
A plasticidade refere-se à propriedade na qual capacita uma amostra de solo a mudar sua 
forma sem quebra-la, quando esta é sujeita a uma força deformante. A extensão da deformação para 
um dado sistema é determinado pela distância que as partículas podem mover sem perder sua 
coesão. A plasticidade varia com o tamanho e a forma da partícula uma vez que esta é um 
fenomeno de superfície associado com filmes de água. Atterberg foi o primeiro a apontar que 
partículas na forma de laminas são as mais plasticas. Desta forma, pelo fato de o tamanho e a forma 
da partícula influenciar na plasticidade, pode-se dizer que esta é função da quantidade e do 
número de contatos por superfície disponível. Solos arenosos não são plásticos, pois, apesar de 
serem deformados, estes não se mantem com a última forma após a secagem das amostras. A 
plasticidade é avaliada através da resistência que pequenos cilindros da amostra molhada oferecem 
à manipulação com os dedos. A plasticidade é classificada, no campo, segundo as seguintes classes: 
NÃO PLÁSTICA →→→→ Forma-se um fio que é facilmente deformado 
LIGEIRAMENTE PLÁSTICA →→→→ Forma-se um fio, que é facilmente deformado 
PLÁSTICA →→→→ Forma-se um fio, sendo necessária muita pressão para deforma-lo 
MUITO PLÁSTICA →→→→ Forma-se um fio, sendo necessário muita pressão para deforma-lo. 
Limites de atterberg 
Atterberg estudou plasticidade do ponto de vista de variação de umidade sobre as quais esta 
se manifestava e sugeriu três valores que tem amplo uso pelos investigadores do solo, são eles: 
 15 
Limite superior de plasticidade (atualmente chamado de Limite de liquidez), Limite inferior de 
plasticidade ( também denominado Limite de plasticidade) e Número de plasticidade ou Índice 
de plasticidade. 
O LIMITE DE LIQUIDEZ (LL) refere-se ao conteúdo de umidade do solo no qual 
coincide com o mínimo de plasticidade e início da pegajosidade. Neste ponto, considerando-se as 
interações das forças de coesão e adesão na amostra, pode se dizer que o teor de água é superior ao 
da coesão máxima e atingiu-se a adesão máxima. Este aumento na espessura do filme das partículas 
decresce as forças de coesão e a massa do solo flui sob uma força aplicada. Neste estado de 
umidade, os filmes de água se associam e ocupam a maioria do espaço poroso do solo. O limite de 
liquidez depende do número de filmes que estão presentes na amostra. 
O LIMITE DE PLASTICIDADE(LP), teoricamente é o ponto onde ocorre também o 
mínimo de plasticidade, no entanto, este limite refere-se ao conteúdo de umidade no qual a 
consistência muda de friável para plástica. Neste ponto, dados experimentais demonstram que a 
força de coesão entre as partículas é máxima. O conteúdo de umidade para se atingir este limite 
depende do tipo da quantidade de argila. 
O NÚMERO DE PLASTICIDADE OU ÍNDICE DE PLASTICIDADE (NP) é uma 
faixa de tensão que representa uma medida indireta da tensão do filme, que é a força necessária para 
moldar o solo. Esta força necessária para moldar o solo, é inteiramente função do número de filmes 
e representa a quantidade de água que deve ser adicionada ao sistema solo para aumentar o valor de 
“d” (distância entre as partículas) na qual a espessura do filme permite o fluxo. O índice de 
plasticidade é util para a determinação da faixa de umidade na qual o solo pode ser trabalhado para 
o cultivo. O número de plasticidade é proporcional à relação: 
F1 -F2/F2 X F1, onde: 
F1 é a tensão no limite de liquidez e 
F2 é a tensão no limite de plasticidade. 
O índice de plasticidade também pode ser obtido, de forma mais simples, através da seguinte 
formula: (NP=LL-LP), onde LL e LP , são os valores da umidade da amostra ( neste caso é uma 
faixa de umidade) nos limites de liquidez e plasticidade, respectivamente. Neste método, o limite de 
liquidez é obtido através de uma amostra de solo de 30 gramas e molhada até a formação de uma 
pasta. A amostra é colocada no aparelho casa grande onde se adota os seguintes procedimentos: A 
amostra é distribuída até a formação de uma lâmina de 1 cm na concha do aparelho; cortar a 
amostra com bisel e provocar quedas da concha de uma altura de 1 cm em velocidade de 2 quedas 
por segundo. O número de quedas é anotado até que as bordas da amostra cortadas com o bisel se 
encontrem. Este procedimento é repetido no mínimo duas vezes. Os valores de umidade são 
 16 
plotados em um gráfico e estimado a umidade com um número equivalente de 25 quedas de concha. 
Este valor de umidade representa o Limite de liquidez. 
O limite de plasticidade é obtido através de amostras de 15 gramas e umidecida de forma a 
se montar um bastonete de 3 mm de diâmetro. Quando, ao manusear este bastonete, ocorrer 
rachaduras, determina-se o teor de umidade. O limite de plasticidade será o teor de umidade obtido. 
Este procedimento deve ser feito três vezes de forma a se ter um valor médio representativo. 
De posse do valor do índice de plasticidade faz-se a classificação da consistência do solo, 
comparando-se com a tabela. 
Índice de Plasticidade Consistência 
de 1-7 Fracamente plástico 
de 7-15 Medianamente plástico 
acima de 15 Altamente plástico 
 
A pegajosidade esta relacionada à atuação máxima das forças de adesão e conferem à 
amostra a capacidade de aderir a outros abjetos (madeiras, implementos e etc;). A pegajosidade será 
maior quanto maior for a quantidade de partículas finas do tamanho da fração argila. A avaliação é 
feita através da resistência que uma amostra molhada oferece à separação dos dedos após esta ter 
sido previamente trabalhada. São consideradas as seguintes classes de pegajosidade: 
NÃO PEGAJOSO → Após cessar a pressão, não se verifica, praticamente, nenhuma 
aderência da massa ao polegar e indicador 
LIGEIRAMENTE PEGAJOSO → Após cessar a pressão, o material adere a ambos os 
dedos, mas desprende-se de um deles perfeitamente. Não há apreciável esticamento ou alongamento 
quando os dedos são afastados 
PEGAJOSO → Após cessar a compressão, o material adere a ambos os dedos e, quando 
estes são afastados, tende a alongar-se um pouco e romper-se, ao invés de desprender-se de 
qualquer um dos dedos 
MUITO PEGAJOSO → Após a compressão, o material adere fortemente a ambos os dedos 
e alonga-se perceptivelmente quando eles são afastados 
A fluidez é alcançada quando a amostra é umidecida a ponto de a quantidade de líquido ser 
maior que a de solo. Nesta situação a amostra de solo caracteriza-se por tomar a forma do recipiente 
que a contém, podendo ser vertida como um líquido denso. 
1.2.3 - FATORES QUE AFETAM A CONSISTÊNCIA DO SOLO 
 17 
Observações de campo e investigações experimentais tem apontado que a consistência varia 
com: 
Textura 
Matéria Orgânica 
Natureza dos minerais e Qualidade do Material Coloidal 
Natureza dos cátions trocáveis 
Estrutura do Solo 
Conteúdo de Umidade 
Textura 
Como já mencionado anteriormente, o estudo da consistência do solo esta relacionado aos 
fenômenos de superfície das partículas. Os principais aspectos que conferem às partículas atividade 
são: tamanho e tipo. A textura do solo refere-se ao diâmetro das partículas, logo esta propriedade 
morfológica do solo tem efeito direto na consistência do solo. Quanto menor for a partícula do solo, 
maior será o número de contatos e de cargas na superfície, gerando maior interação entre as 
partículas e maior tensão superficial, proporcionando maior coesão. Solos arenosos, desta forma, 
apresentam baixa coesão e adesão enquanto que solos argilosos apresentam alta coesão e adesão. O 
significado deste comportamento em relação à consistência do solo pode ser observado através das 
formas de consistência que amostras de solo com diferentes texturas apresentam. Um solo com 
predomínio de partículas da fração areia (menos de 15% de argila) tenderá a apresentar os seguintes 
tipos de consistência segundo sua umidade: SOLTO OU MACIO (seco), SOLTO OU MUITO 
FRIÁVEL (úmido) e NÃO PLÁSTICO E NÃO PEGAJOSO (molhado). Por outro lado, solos 
com predomínio de partículas da fração argila apresentam os seguintes tipos de consistência: 
MUITO DURO/EXTREMAMENTE DURO (seco), FIRME/MUITO FIRME (úmido) e 
PLÁSTICO/MUITO PLÁSTICO e MUITO PEGAJOSO/PEGAJOSO (molhado). As 
diferentes combinações intermediárias de areia, silte e argila, associados à presença de matéria 
orgânica, irá resultar em diferentes classes intermediárias de consistência seco, úmido e molhado. 
Com relação aos limites de Atterberg, resultados experimentais demonstram que o aumento 
de argila, aumenta tanto os limites de plasticidade como de liquidez e consequentemente o índice de 
plasticidade. Este comportamento é explicado pelo fato de que com o aumento da fração argila, 
aumenta-se a superfície de contato que os filmes de água devem cobrir tanto para atingir o limite de 
plasticidade como de liquidez. 
inserir experiência no livro do baver 
 18 
Matéria Orgânica 
A matéria orgânica, da mesma forma que os minerais de argila, apresenta grande quantidade 
de superfícies e de cargas onde os fenômenos de superfície podem se expressar. No entanto, 
resultados experimentais demonstram que o comportamento da consistência do solo, com o 
aumento do teor de matéria orgânica, não é análogo ao do aumento do teor de argila. Apesar de em 
ambos os materiais (argila e matéria orgânica) ocorrerem forças de coesão e adesão, a forma do 
material coloidal também é muito importante, como já foi observado por Atterberg. Quando 
comparadas as superfícies de argilas (principalmente silicatadas) e de matéria orgânica, observa-se 
que as superfícies das argilas são mais orientadas de forma laninar e isto aumenta a interação entre 
as partículas. Este aumento de interação implica em maior coesão e adesão e consequentemente 
maior plasticidade e pegajosidade, respectivamente. Por outro lado, a matéria orgânica apresenta 
disposição das superfícies totalmente desorientada, diminuindo bastante a interação entre as 
partículas. Com isso as forças de coesão e adesão apresentam menor intensidade, o que implica 
também em menor plasticidade e pegajosidade relativa. 
Com relação aos limites de Atterberg, observa-se que o aumento do conteúdo de matéria 
orgânica implica em um aumento do teor de umidade necessário para que se alcance o limite de 
plasticidade e deliquidez. No entanto, o índice de plasticidade não é alterado no que se refere à sua 
dimensão. A explicação para este comportamento é baseado na teoria do filme de plasticidade. A 
matéria orgânica tem uma alta capacidade de absorver água. A hidrataçào da matéria orgânica deve 
ser totalmente completada antes que água suficiente esteja disponível para a formação de filmes em 
torno das partículas minerais. Consequentemente, o limite de plasticidade ocorre em conteúdo de 
umidade relativamente maior. Uma vez que os filmes estejam formados, no entanto, praticamente 
toda a umidade adicionada somente aumentará o filme até que o fluxo seja produzido. A presença 
da matéria orgânica tem pouco efeito sobre o teor de umidade na qual se inicia o fluxo, e desta 
forma, não influencia o número de plasticidade no que se refere à sua dimensão. 
Este comportamento da matéria orgânica torna possível o preparo do solo em condições de 
maior umidade, pois ao aumentar a faixa úmida do limite de plasticidade, aumenta-se também a 
faixa de friabilidade que se refere à melhor condição para se trabalhar o solo. 
Natureza dos Minerais e Qualidade do Material Coloidal 
Os resultados de pesquisa nesta área tem demonstrado que aqueles minerais que apresentam 
estrutura na forma de camadas exibem plasticidade quando molhados. Quartzo e feldspato, os quais 
os cristais são feitos de tetraedros ligados não são plásticos. Por outro lado, caulinita, talco, 
 19 
muscovita, biotita e outros que apresentam estrutura em forma de cristais construídos em forma de 
laminas, são plásticos. Estas diferenças são atribuídas à maior superfície e maior contato, no caso 
das partículas na forma de lâminas. Embora estes minerais (exceção caulinita) existam em pequenas 
quantidades no solo, de forma a determinarem de forma efetiva a consistência, estes ajudam a 
explicar a plasticidade das argilas. Em alguns casos a presença de mica e silte, pode aumentar a 
plasticidade de uma amostra de solo a valores acima do esperado para àquela quantidade de argila. 
Com relação às argilas sabe-se que o índice de plasticidade decresce na seguinte ordem: atapulgita, 
montmorilonita, haloisita, ilita e caulinita. Este comportamento é explicado pelas diferenças de 
superfície de contado entre as argilas. O aumento da superfície de contato, aumenta a quantidade de 
água necessária para se atingir os limites de plasticidade e de liquidez. 
Natureza dos Cations Trocáveis e Estrutura do Solo 
A presença de diferentes cátions adsorvidos nas partículas de argila influencia os limites de 
Atterberg. Estas alterações são devidas a diferenças na hidratação das argilas, quando apresentam 
esses íons adsorvidos, e às diferenças no grau de agregação do solo. Destas forma os íons K+ Na+ 
produzem efeitos similares. O íon K+ abaixa os limites de plasticidade e de liquidez, e por 
conseqüência, o número ou índice de plasticidade. O íon Na+ , diminui os índices de plasticidade e 
de liquidez, porém aumenta o índice de plasticidade. Ambos os íons são agentes desfloculantes do 
solo. Com a desfloculação ocorre a diminuição dos poros e a amostra se hidrata mais rapidamente, o 
que causa a diminuição dos limites de plasticidade e liquidez. No entanto, os íons Na+, por 
necessitarem maior quantidade de água para se hidratarem, fazem com que o índice de plasticidade 
aumente. 
 O íon H+ tende a aumentar a plasticidade daqueles solos os quais estão originalmente 
insaturados. O íon Mg++ e Ca++ aumentam o limite de plasticidade e diminuem o limite de liquidez e 
o índice de plasticidade. O caráter floculante dos ions Mg++ e Ca++ faz com que solos com 
concentração relativamente maior desses íons apresentem forte agregação, e com isso uma certa 
quantidade de água a mais é necessária para completar os poros dos agregados, antes que se alcance 
o limite de plasticidade. 
Conteúdo de Umidade 
Como já citado anteriormente, o conteúdo de umidade exerce tanta importância na 
consistência do solo que a própria definição do que vem a ser consistência esta amarrado ao estado 
de umidade. A dimensão do efeito da umidade sobre a consistência do solo é tão importante que a 
 20 
própria avaliação da consistência é dividida em três classes de umidade, são elas: Seca (umidade 
em equilíbrio com o ar), úmida ( umidade equivalente) e molhada (acima da umidade 
equivalente). Dentro destas três divisões apresentam-se cinco categorias de consistência em ordem 
crescente de umidade, são elas: tenaz, friável, plástica, pegajosa e fluida. 
A variação dos estados de umidade gera tantas alterações no comportamento da consistência 
do solo devido à grande alteração que esta causa nas forças de coesão e adesão. Desta forma, 
considerando-se uma seqüência de umedecimento, partindo-se do solo seco a 110 °C (consistência 
tenaz), a ligação entre as partículas se dá através das forças de coesão e sem a presença de filmes de 
água. Nesta situação a coesão se dá através da interação sólido vs sólidos, sendo considerada 
máxima. Com a adição de água as forças de coesão sólidos vs sólidos diminuem e a amostra se 
aproxima da consistência denominada friável. Neste tipo de consistência as forças de coesão são 
bastante diminuídas atingindo um mínimo, no máximo de friabilidade. Este comportamento surge 
uma vez que a quantidade de água adsorvida no solo não permite coesão máxima de sólidos vs 
sólidos nem de líquido vs líquido. O estado de umidade em que este comportamento se dá é a 
umidade equivalente. Ao se adicionar mais água a friabilidade diminui e começa a surgir 
características de plasticidade. Quando a plasticidade é máxima, atinge-se o máximo de coesão 
novamente, no entanto, a interação se dá através de líquidos que formam um filme ao redor das 
partículas. Este ponto máximo de coesão é atingido quando a umidade do solo se encontra na 
capacidade de campo. O seguinte aumento da umidade fará com que os filmes de argila se tornem 
mais espessos. O aumento da espessura dos filmes de argila implica que a água é atraída de forma 
menos rígida pelas partículas do solo e esse afrouxamento permite o aumento das forças de adesão. 
Ou seja, outras superfícies passam a atrair as moléculas de água de forma mais intensa do que as 
partículas de solo. Quando se atinge este ponto, diz-se que o solo esta pegajoso. A adesão, da 
mesma forma que a coesão, apresentará valores máximos e mínimos. Um novo aumento de 
umidade tornará a amostra fluida (adesão mínima) e essa tomará a forma do recipiente 
condicionante. 
Como pode ser observado a umidade altera as características das forças de coesão e adesão. 
Durante o processo de umidecimento atingiu-se dois pontos de coesão máxima (consistência tenaz e 
plástica) e um ponto de máxima adesão (consistência pegajosa). Pode-se ainda observar que as 
consistência tenaz e fluída apresentam um ponto de máximo e um ponto de mínimo enquanto que 
friabilidade plasticidade e pegajosidade apresentam dois pontos de mínimo e um ponto de máximo. 
1.2.4 - IMPORTÂNCIA E RELAÇÃO COM O SOLO E AS PLANTAS 
 21 
O fator mais importante do conhecimento da consistência do solo em termos agrícolas é a 
interpretação que se pode obter com relação à melhor época de mobilização do solo. Dos 
parâmetros apresentados, em termos práticos o limite de plasticidade é o mais importante, pois 
quanto maior for este limite, o solo se manterá friável por um tempo maior. A consitência friável 
representa a melhor condicão para se trabalhar o solo, pois a coesão entre as partículas é mínima e 
os agregados do solo conseguem manter com maior facilidade sua integridade quando revolvidos 
por implementos agrícolas. O principal problema agrícola associado ao preparo do solo fora do 
estado friável ou ponto de sazão é que, tanto no estado tenaz como plástico e pegajoso, a densidade 
do solo é afetada de forma negativa, ou seja, ocorre um processo de compactação do solo. 
1.3- Estrutura do solo 
O entendimento da estrutura do solo talvez seja o ponto mais importante da física do solo, 
uma vez que esta propriedade morfológica representa e determina uma série de características do 
solo tais como: densidade do solo, porosidade e distribuição de poros, trocas gasosas, fluxo de água 
e nutrientes e etc. Por estar relacionada a tantas outras propriedades, o estudo da estrutura do solo 
não é simples sendo que esta tem mais de uma definição na literatura. 
1.3.1 - DEFINIÇÃO: 
Baver- A estrutura do solo pode ser definida como o arranjamento de partículas do solo. 
Nikiforoff- É definida como sendo o arranjo das partículas primárias do solo em agregados, 
nos quais as forças que ligam tais partículas entre sí são mais intensas do que entre os agregados 
adjacentes. 
Soil Survey Manual- Refere-se à agregação das partículas primárias do solo em unidades 
compostas ou agrupamentos de partículas primárias, que são separadas de agregados adjacentes por 
superfícies de fraca resistência. 
Brewer e Sleeman- Refer-se à constituição física do material do solo, expresso pelo 
tamanho, forma e arranjamento das partículas e vazios associados. 
É importante, dentro do contexto desta definição caracterizar o que vem a ser partícula do 
solo. Partícula do solo não se refere unicamente às unidades simples como areia, silte e argila, mas 
também às partículas secundárias formadas a partir da agregação de partículas unitárias. A palavra 
partícula, desta forma, refere-se a qualquer unidade que é parte do solo, seja ela primária ou 
secundária. O termo AGREGADO ou PED refere-se à partícula secundária formada a partir da 
 22 
agregação de partículas primárias do solo e que não apresentam superfície de fraqueza quando 
submetidos a uma determinada pressão, isto é, o agregado se quebra sem uma determinada forma e 
tamanho, produzindo fragmentos de conformações não específicas. Desta forma, o agregado ou ped 
representa a unidade estrutural de solos que apresentam agregação. 
Deve se ressaltar que todo solo apresenta estrutura, uma vez que por definição a estrutura 
representa o arranjamento das partículas sejam elas primárias ou secundárias. Desta forma a 
afirmação que se pode fazer é que todo solo apresenta estrutura e estes se dividem entre os que 
possuem agregados (PÉDICA) e o que não possuem agregados (APÉDICA). 
Os solos muito arenosos como os Neossolos Quartzarênicos e os Espodossolos com 
camadas endurecidas (Ortstein) apresentam estruturas do tipo grão simples e maciça, 
respectivamente, não apresentando PEDs ou agregados. Os agregados são considerados estádios 
intermediários entre os extremos, das estruturas grãos simples e maciça. No tipo de estrutura grão 
simples a coesão entre as partículas é nula enquanto que na estrutura maciça a coesão é uniforme 
entre as partículas. 
1.3.2 - GÊNESE DA ESTRUTURA 
A gênese da estrutura refere-se ao estudo de como as partículas do solo se arranjaram. Como 
já discutido acima, a estrutura do solo se apresenta de três formas, são elas: Maciça, Grãos simples 
e em forma de Agregados ou PEDs. Supõe-se que a estrutura do solo se desenvolva de duas 
maneiras, o que lhe conferiria, portanto, duas formas de estruturas distintas: 
A partir do quebramento gradual do material maciço por processos de expansão e contração, 
devido à ciclos de umidecimento e secagem; 
A partir da aproximação e cimentação de partículas unitárias. 
Quando ocorre o quebramento gradual do material maciço devido a ciclos de umedecimento 
e secagem, originam-se partículas unitárias. Supondo-se que o produto do quebramento do bloco 
maciço seja a formação de partículas unitárias, e estas não se aproximem e nem sejam cimentadas, a 
unidade estrutural será o grão simples. 
Quando se considera as estruturas do tipo Grãos Simples e Maciça, o entendimento da 
gênese é relativamente mais simples. Na formação da estrutura Grãos Simples o arranjamento 
resume-se à simples deposição das partículas primárias. Na formação da estrutura Maciça a 
presença de colóides propicia a formação de uma camada endurecida sem superfícies de fraqueza 
definida. 
 23 
Quando o solo apresenta agregação a gênese refere-se ao estudo da formação do agregado. 
Para que haja formação de agregados, a partir de partículas unitárias, são necessária duas condições, 
são elas: 
Uma força mecânica que aproxime as partículas do solo. 
Um agente cimentante para consolidar a aproximação entre as partículas 
As forças mecânicas do solo responsáveis pela a proximação das partículas são: o 
crescimento radicular, a fauna do solo, a expansão e contração do solo provocados pelos ciclos de 
umedecimento e secagem e a floculação. 
Os agentes cimentantes do solo e que consolidam a aproximação das partículas são os 
colóides minerais e orgânicos. 
O processo de agregação mais apresentado na literatura é o que considera a floculação a 
principal força aproximadora de partículas, apesar de ocorrer formação de agregados estáveis em 
que a aproximação das partículas se da através de outras formas. A floculação é o processo de 
reação em que tomam parte as cargas elétricas das partículas. As partículas coloidais apresentam 
cargas em sua superfície, gerando o que se considera a dupla camada elétrica. A dupla camada 
elétrica recebe esta denominação devido à presença, na superfície dos colóides, de uma região com 
cargas positivas ou negativas e uma outra difusa, na solução do solo, com cargas contrárias às da 
superfície. A camada difusa se estende pela solução do solo e a concentração vai diminuindo até se 
igualar com a concentração da solução. A carga resultante da camada difusa é igual, em grandeza, 
porém de sinal contrário às cargas da partícula. Por serem de natureza oposta, há uma diferença de 
potencial entre a camada de cargas da superfície e a camada difusa ou camada móvel. Essa 
diferença de potencial é chamada potencial elétrocinético ou potencial zeta. A dimensão da 
diferença de potencial entre as cargas da superfície e as da camada difusa ou potencial zeta, irá 
definir o grau de repulsão entre as partículas do solo. Quanto maior for o potencial zeta, maior será 
a repulsão. Logo, para que haja floculação é necessário a diminuição do potencial zeta. Quando íons 
de carga contrária à da superfície dos colóides são adsorvidos, o potencial zeta diminui e as 
partículas se aproximam e permitem a formação do flóculo. 
Após a floculação, para que seja formado agregados estáveis é necessário que as partículas 
floculadas se mantenham ligadas firmemente (esta condição se aplica para qualquer forma de 
agregação de partículas). Para manter as partículas juntas sem que se dispersem novamente é 
necessária a presença de um agente cimentante. O material coloidal do solo é o responsável pela 
cimentação das partículas floculadas e reconhece-se três tipos de agentes cimentantes no solo, são 
eles: argilas silicatadas, óxidos de ferro e alumínio e a matéria orgânica. Solos que apresentam 
somente areia e/ou silte não formam agregados estáveis. 
 24 
Obs: Solos com alta atividade de argilas como os Vertissolos, devido a grandes movimentos 
da massa do solo, não permitem a formação de agregados. As forças de expansão e contração são 
maiores do que as forças cimentantes. 
A partir do exposto acima, algumas considerações importantes podem ser estabelecidas a 
respeito da formação de agregados no solo: 
para que haja a formação de agregados estáveis é necessário, no mínimo, a presença de 
agentes cimentantes; 
é possível a formação de agregados estáveis sem que haja necessariamente floculação, uma 
vez que, partículas primárias de areia e silte podem se aproximar através de outras formas 
mecânicas e formar uma partícula secundária. Para isso é necessário apenas que haja algum colóide 
que as mantenham unidas; 
a floculação pode levar a um processo de agregação masnão implica na formação de 
agregados estáveis, pois para isso é necessário que as partículas floculadas se mantenham através de 
um agente cimentante. O mesmo se aplica para outras forças mecânicas de aproximação de 
partículas. 
1.3.3 - FATORES QUE AFETAM A FORMAÇÃO E ESTABILIDADE DOS 
AGREGADOS 
Textura 
A percentagem de agregados em um dado peso de solo é afetado consideravelmente pela 
textura do mesmo. Solos de textura mais grosseira, por apresentarem menores quantidades de silte e 
argila não formam tantos agregados como os de textura fina. Um exemplo desta característica é a 
pouca formação de agregados em solos de deserto. 
A necessidade da presença de colóides minerais como argilas silicatadas e óxidos e 
hidróxidos de ferro e alumínio é explicada pois estes estão diretamente envolvidos nos processos de 
floculação e cimentação das partículas aproximadas. Esta condição se relaciona diretamente com 
um outro fator que afeta a formação de agregados, o Clima. 
Clima 
Sob condições de pouca umidade o intemperismo não ocorre de forma intensa, 
consequentemente uma pequena quantidade de minerais de argila é formada. Esta pequena 
quantidade, mesmo que forme algumas partículas secundárias, ainda não é suficiente para formar 
um bom nível de agregação. Por outro lado, com o aumento da umidade, o processo de 
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intemperismo se intensifica e determina maior formação de minerais de argila. Outro aspecto 
positivo no aumento da umidade sobre a agregação, é que na passagem de um ambiente seco a mais 
úmido ocorre um maior desenvolvimento vegetativo na superfície do solo, o que gera um nível 
maior de matéria orgânica no solo. Esta maior concentração de matéria orgânica induz a maior 
agregação das camadas superficiais. 
Outro fator que exerce significativa influencia é a temperatura.. Mantendo-se constante a 
umidade, ao se avaliar solos que apresentam pouca quantidade de argila e silte, a agregação é 
função principalmente do conteúdo de matéria orgânica. A quantidade de agregado é diminuída 
com o aumento da temperatura, uma vez que isso implica em aumento da taxa de decomposição da 
matéria orgânica no solo. 
Matéria orgânica 
A matéria orgânica tem comprovadamente um efeito agregante no solo, tanto que em alguns 
estudos de grânulometria a separação das partículas se faz através de oxidação ou solubilização dos 
compostos orgânicos. Os resultados de pesquisa sugerem que a matéria orgânica tem efeito 
agregante maior do que a argila e produzem agregados de diâmetros maiores. Outro aspecto 
observado é que a matéria orgânica tem seu papel agregante mais importante em solos que 
apresentam teores de argila menores que 25%. O mecanismo pelo qual a matéria orgânica 
desempenha papel positivo na agregação do solo não esta esclarecido detalhadamente, no entanto, 
acredita-se que moléculas orgânicas formam ligações complexas ou adsorção orientada com 
partículas de argila, o que é estabilizada pela subseqüente desidratação. As moléculas orgânicas 
envolvidas na agregação são as substâncias húmicas e os polissacarídeos. As moléculas orgânicas 
aumentam as ligações entre as partículas e/ou decrescem a molhabilidade da superfície dos 
agregados, o que lhes confere maior estabilidade. 
Quantidade e tipo de argila 
Os minerais da fração argila, como já discutido anteriormente, são fundamentais na 
formação de agregados estáveis e resultados de pesquisa mostram que seus efeitos são maiores nos 
solos em que seus conteúdos estão acima de 35%. Comparado com o efeito da matéria orgânica, os 
minerais de argila tendem a formar agregados com diâmetros menores. 
Experiências em química do solo tem demonstrado que óxidos e hidróxidos de ferro e 
alumínio demonstram caráter de irreversibilidade quando após o umedecimento estes são 
desidratados. Existem evidencias que demonstram que este caráter de irreversibilidade dos óxidos e 
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hidróxidos de ferro e alumínio é um importante fator na formação de agregados estáveis de certos 
solos (ex: Latossolos). Sugere-se que o ferro e o alumínio apresentem função dupla na agregação. 
Uma parte destes na solução podem agir como um agente floculante e a outra parte, a qual 
apresenta-se na forma de gel, pode exercer um papel cimentante. 
Estudos realizados com minerais de argila do tipo Montmorilonita e Caulinita tem elucidado 
algumas questões sobre a formação de agregados. Montmorilonita tende a formar agregados nos 
quais os eixos verticais e horizontais tendem a ser iguais. A explicação deste comportamento é 
baseado no fato desta constituir-se de cristais muito pequenos e um tanto amorfos. Sua maior 
superfície, maior hidratação, maior carga e expansão tendem a formar unidades estruturais com 
eixos iguais em todas as direções. Caulinita por outro lado, produz estruturas laminares, sendo que 
as partículas com saturação por íons hidrogênio tendem a formar agregados mais laminares do que 
as saturadas por cálcio. O efeito laminar das partículas de caulinita é explicado pelo fato destas 
apresentarem forma laminar grande e bem desenvolvida. A grande movimentação que ocorre 
durante ciclos de umedecimento e secagem é considerado como sendo o produtor de agregados na 
forma laminar. Foi demonstrado que a formação de agregados laminares pode ser diminuída ou 
eliminada pela a adição de pequenas quantidades de montmorilonita, matéria orgânica, cálcio e 
óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio. 
Cátions 
O efeito que os cátions presentes na solução do solo exercem sobre a estrutura do solo estão 
relacionados ao raio iônico hidratado que estes apresentam. Quanto maior for o raio iônico 
hidratado do cátion, menor efeito floculante este exercerá sobre as partículas coloidais. Desta forma, 
a seguinte seqüência decrescente de capacidade floculante é apresentada, segundo resultados 
experimentais: 
Al+3 > Ca+2 > Mg+2 > K+1 > Na+1 ou, 
H+1 > Ca+2 > Mg+2 > K+1 > Na+1 
Existe dúvida em relação a diferença de capacidade floculante dos íons Al+3 e H+1. 
Uso e manejo do solo 
É comum a constatação de que ao se mobilizar o solo de áreas virgens ocorre um processo 
degradação da fertilidade e agregação do solo e que dependendo do manejo que se dá as áreas este 
processo pode se intensificar. 
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De modo geral o processo de degradação se intensifica na seguinte ordem de uso do solo: 
floresta plantada, pastagem, culturas anuais e culturas temporárias. 
O uso que se dá ao solo determina as práticas de manejo. A atuação conjunta dos efeitos de 
decréscimo da produção de matéria orgânica, aumento da decomposição da matéria orgânica, 
aumento da lixiviação, impacto de gotas de chuva e irrigação em solos descobertos, e a 
manipulação mecânica incorreta de implementos de revolvimento do solo determinam a 
deterioração da estrutura do solo. Com relação ao revolvimento do solo esta prática pode ser tanto 
benéfica como maléfica, dependendo do conteúdo de umidade. Como é discutido nos estudos de 
consistência do solo, não se deve revolver o solo quando este se encontra muito seco ou com 
umidade maior que a da faixa de friabilidade. A mobilização do solo nestas situações implica em 
formação de torrões, os quais dificultam o desenvolvimento das plantas cultivadas. No entanto, em 
situações que a umidade seja referente à da faixa de friabilidade, a mobilização do solo com 
implementos, além de não degradar a estrutura, pode melhorar a porosidade. 
Ciclos de umidecimento e secagem 
O processo de umedecimento e secagem dos colóides do solo causa a contração da massa do 
solo e uma cimentação das partículas de argila. Como o processo de umedecimento e secagem não 
se processa de forma homogênea, ocorre um stresse desigual sobre a massa do solo o que resulta na 
formação de agregados. 
A secagem do material implica na entrada de ar nos poros do solo, causando a contração da 
massa do solo e a conseqüente cimentação da argila.