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CARACTERÍSTICAS E CARACTERÍSTICAS E PROPRIEDADES DO SOLOPROPRIEDADES DO SOLO CARACTERÍSTICAS E PROPRIEDADES DO SOLOCARACTERÍSTICAS E PROPRIEDADES DO SOLO DefiniçãoDefinição:: superfície não consolidada que recobre as rochas e mantém a vida animal e vegetal na Terra; constituído pela mistura das fases sólida, líquida e gasosa. As fases líquida e gasosa ocupam os poros do solo. 11.. CONSTITUIÇÃOCONSTITUIÇÃO -- Fase líquida:Fase líquida: solução iônica em equilíbrio com a fase sólida -- FaseFase gasosagasosa:: constituída principalmente por N2, O2 e CO2. * CO2 � produzido pelas raízes e organismos aeróbios e anaeróbios � concentração de 0,2-0,3%; * restrição às trocas gasosas (solos compactados ou com entupimento* restrição às trocas gasosas (solos compactados ou com entupimento dos poros � concentração de até 9,4% � fatal para a maioria dos microrganismos aeróbios. FaseFase sólidasólida:: * fragmentos de rochas, minerais primários e minerais secundários; ** minerais secundários � argilominerais *** argilas 2:1 � montmorilonita, vermiculita, etc. tetraedrotetraedro SiSi tetraedrotetraedro SiSi octaedro Aloctaedro Al *** argilas 1:1 � caulinita; *** oxihidróxidos de ferro e alumínio � gibsita, goethita, hematita, etc. tetraedrotetraedro SiSi octaedro Aloctaedro Al ** conteúdo no solo depende da produção de biomassa e condições para mineralização; ** conteúdo diminui com a profundidade; * matéria orgânica ** valores entre 1 e 70 dag.kg-1 e solos agrícolas 2-5 dag.kg-1. 2. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS2. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Ar Água Poros Água Solo Sólido 2.1. Massa específica e porosidade2.1. Massa específica e porosidade ρρρρs entre 0,8 a 1,8 g.cm-3 ρρρρρρρρss = m= mss/V/Vtt ρρρρρρρρpp = m= mss/V/Vss ρρρρ entre 2,5 e 2,8 g.cm-3 2.1.1. Massa específica do solo ou densidade do solo ou aparente2.1.1. Massa específica do solo ou densidade do solo ou aparente 2.1.2. Massa específica de partícula ou densidade de partícula ou real2.1.2. Massa específica de partícula ou densidade de partícula ou real ρρρρp entre 2,5 e 2,8 g.cm-3 Porosidade (%) = (1 Porosidade (%) = (1 -- ρρρρρρρρss//ρρρρρρρρpp).100).100 P entre 30 e 70% Solos arenosos ? Solos argilosos ? � menor porosidade; � maior porosidade. OBSOBS.. PorosidadePorosidade totaltotal nãonão éé informaçãoinformação suficientesuficiente parapara caracterizarcaracterizar asas propriedadespropriedades físicasfísicas dodo solosolo �� distribuiçãodistribuição dodo diâmetrodiâmetro dede porosporos.. 2.1.3. Porosidade2.1.3. Porosidade 2.1.3.1. Qualidade de poros2.1.3.1. Qualidade de poros - macroporosidade: poros de φφφφ > 50 µµµµm � 60 cm de coluna de água * penetração radicular; * movimento de água; * aeração. OBSOBS.:.: sobsob oo pontoponto dede vistavista físicofísico:: solosolo idealideal �� 11//33 dada porosidadeporosidade totaltotal sejaseja macroporosmacroporos * retenção de água no solo - microporosidade: poros de φφφφ < 50 µµµµm 2.2. Textura2.2. Textura - frações texturais: * areia: φφφφ > 50 µµµµm; * silte: 2 µµµµm < φφφφ < 50 µµµµm; * argila: φφφφ < 2 µµµµm. - grande superfície específica (área ou massa/unidade de massa); * caulinita: 10-30 m2.g-1; * montmorilonita: 400-600 m2.g-1; * matéria orgânica: 700-800 m2.g-1. OBS.: A fração mais fina da argila (colóides) pode estar dispersa no meio ou formando flocos. 2.2.1. Propriedades da argila2.2.1. Propriedades da argila ou formando flocos. - possuir cargas elétricas; * origem das cargas elétricas: ** substituição isomórfica: Ex. troca de Si4+ por Al3+ nas argilas � deficit de uma carga positiva *** mais importante em argilas 2:1. ** dissociação do grupo OH: *** mais importante em argilas 1:1 e oxihidróxidos de ferro e alumínio; *** são cargas dependentes do pH do solo. ** matéria orgânica; *** matéria orgânica é anfótera � carga negativa ou condição neutra. H Definição:Definição: termo utilizado para designar manifestações das forças de coesão e adesão que atuam no solo, sob várias condições de umidade. - força de coesão: interação sólido-sólido 2.3. Consistência2.3. Consistência - força de adesão: interação sólido- líquido � plasticidade e pegajosidade. interação sólido-sólido � dureza do solo; 3. CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS3. CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS 3.1. Composição química do solo3.1. Composição química do solo - C, H, O, N, P, K, S, Ca, Mg, Fe e micronutrientes; - concentração dos elementos depende do material de origem e de outros fatores genéticos (clima, tempo, ação de organismos, etc.); QUADROQUADRO 11 -- ConcentraçãoConcentração dede váriosvários elementoselementos químicosquímicos nana litosferalitosfera ee nosnos solossolos Adaptado de LINDSAY (1979); * conteúdo de água do solo de 10 dag kg-1 QUADRO 2. Valores orientadores para solos do Estado de São Paulo (CETESB, 2001) - localização dos nutrientes ou poluentes: ** adsorção específica (oxihidróxidos de ferro e alumínio) � * adsorvidos à fração sólida; * precipitados � não disponíveis para as plantas; * estruturas orgânicas � não disponíveis para as plantas; * estrutura dos minerais � não disponíveis para as plantas; ** adsorção específica (oxihidróxidos de ferro e alumínio) � dificilmente disponibilizados para as plantas; ** complexo de troca (argila e matéria orgânica) � podem ser disponibilizados para as plantas. * complexados/quelados pela matéria orgânica � podem ser disponibilizados para as plantas; * solução do solo � disponíveis para as plantas. � Medida da atividade do íon H+ no meio - controla muitos processos e a forma iônica de muitos elementos químicos no meio; - origem da acidez do solo: 3.2. Potencial hidrogeniônico (pH)3.2. Potencial hidrogeniônico (pH) � Al3+ + 3H2O � Al(OH)3 + 33HH++ � CO2 + H2O � H2CO3 � HCO3- + HH++ OBS.: pH baixos � HCO3- é estável - correção do pH: � remoção de bases trocáveis: cátions de reação básica dissociam a água, liberando OH- no meio. O H+ vai para o complexo de troca. CaCO3 + 2H2H++ � Ca2+ + H2O + CO2 î - pH do solo: entre 4 (solos álicos) e 10 (solos sódicos) - crescimento normal de plantas para pH de 4 a 8, desde que não haja deficiência de nutrientes. � Medida da atividade do elétron no meio 3.3. Potencial redox3.3. Potencial redox - controla muitos processos e o estado de oxidação de muitos elementos químicos no meio � doação (redução do íon) ou recebimento (oxidação do íon) de elétrons pelo meio: * íon que recebe elétrons é reduzido; Ex. Fe3+3+ + e+ e-- � Fe2+2+ * íon que perde elétrons é oxidado. Ex. Fe2+2+ -- ee-- � Fe3+3+ Ex. Fe3+3+ + e+ e-- � Fe2+2+ - Potencial redox no solo: entre - 400 mV e 700 mV ou pE = Eh(mV)/59,2 valores entre -6,0 e 12,7. * entre - 200 e 0 mV � transição; * valores positivos � processo aeróbio. * abaixo de - 200 mV � processos estritamente anaeróbios; * valores positivos � processo aeróbio. OBS. * o Fe e Mn são solúveis e invisíveis, quando reduzidos, e visíveis, quando oxidados � óxidos vermelhos e castanhos escuros; Em solos, organismos vivos liberam continuamente elétrons em seus processos respiratórios � solo ambiente de redução. Condição Potencial Redox (mV) Características Plenamente oxidante > 400 O2 plenamente disponível Fracamente redutora 200 a 400 Redução de NO3- e Mn Moderadamente redutora -100 a 200 Redução do Fe Fortemente redutora < -100 Redução do SO 2-Fortemente redutora < -100 Redução do SO42- Mansfeldt (2003): * Redução do Mn � < 350 mV; * Redução do NO3- � entre 0 e 200 mV; * Redução do Fe � 0 - 50 mV; * Redução do SO42-� < -100 mV Zhi-Guang (1985) 4. CARACTERÍSTICAS FÍSICO4. CARACTERÍSTICAS FÍSICO--QUÍMICASQUÍMICAS 4.1. Capacidade de troca iônica4.1. Capacidade de troca iônica � Capacidade de Troca Catiônica (CTC) * valores encontrados em solos: 3-30 cmolc kg-1; * solos de países de clima tropical: 3-15 cmolc kg-1. � Capacidade de Troca Aniônica (CTA) * solos muito velhos � eletropositivos CTA>CTC 4.2. Ponto de Carga Zero4.2. Ponto de Carga Zero ∆∆∆∆pH = pH(KCl) – pH(H2O) * solo eletropositivo Definição: pH em que cargas positivas se igualam às cargas negativas do solo. * solo eletronegativo ∆∆∆∆pH positivo � solo eletropositivo; ∆∆∆∆pH negativo � solo eletronegativo. H+ 4.3. Condutividade elétrica do extrato de saturação4.3. Condutividade elétrica do extrato de saturação Definição: capacidade da água do solo em conduzir eletricidade � concentração de íons em solução. - condutividade elétrica em solos: � solos mais intemperizados: 0,05 a 0,35 dS m-1; � solos menos intemperizados: 0,20 a 1,0 dS m-1; � solos de regiões com baixo índice pluviométrico: 1,5 a 30 dS m-1. - tolerância de plantas à salinidade do solo: � tolerantes: algodoeiro, beterraba açucareira, cevada, aspargo, tamareira, capim-bermudas (Cynodon dactylon) etc. � moderadametne tolerantes: aveia, caupi, centeio, soja, sorgo, trigo, abobrinha italiana, beterraba vermelha, abacaxi, figueira, oliveira, azevém, etc. � moderadamente sensíveis: amendoim, arroz, cana-de-açúcar, girassol, milho, abóbora, alface, batata-doce, batata-inglesa, � sensíveis: feijão, cebola, cenoura, quiabeiro, abacateiro, ameixeira, amoreira, laranjeira, limoeiro, macieira, maracujazeiro, morangueira, pessegueiro, tangerineira. girassol, milho, abóbora, alface, batata-doce, batata-inglesa, couve-flor, melancia, melão, pepino, pimentão, tomateiro, alfafa, videira, aveia forrageira, etc. 5. CARACTERÍSTICAS MICROBIOLÓGICAS DO SOLO5. CARACTERÍSTICAS MICROBIOLÓGICAS DO SOLO O solo é um meio de cultura complexo, contendo vegetais, macro e microrganismos Mesofauna: (a) nemátodo (b) enchytraeid (c) anelídeos (d)moluscos (e) miroápodos (f) isópodos (e) miroápodos (f) isópodos (g) formigas (h) besouros e larvas (i) larvas de dípteros (j) aranhas (k) colêmbolos e (l) ácaros (Ellis & Mellor, 1995). * minhocas, cupins, larvas, centopéias, piolho de cobra, alguns besouros, etc. �� Macrofauna Macrofauna �� observáveis a olho nu (comprimento > 0,4 mm): Julus scandinaviusJulus scandinavius, milipede , milipede OniscusOniscus asellusasellus minhocaminhoca cupimcupim cupinzeirocupinzeiro * minhocas e cupins � abertura de galerias � aumento da permeabilidade ao ar e água e à penetração radicular. �� Mesofauna Mesofauna �� observáveis com lupa (tamanho entre 0,2 e 0,4 mm); * pequenos insetos, ácaros, lesmas e vermes. ácarosácaros colêmboloscolêmbolos * microfauna: protozoários e alguns nematóides. �� MicrorganismosMicrorganismos � observáveis em microscópio (tamanho inferior a 0,2 mm) Nematóide em referência a um fio de cabeloNematóide em referência a um fio de cabelo 5.1. Classificação dos microrganismos quanto ao tipo de metabolismo:5.1. Classificação dos microrganismos quanto ao tipo de metabolismo: � anaeróbios; � aeróbios; � facultativos. 5.2. Benefícios ambientais5.2. Benefícios ambientais5.2. Benefícios ambientais5.2. Benefícios ambientais � contribuem para a estruturação do solo � exsudados gomosos e hifas de fungos; � decomposição do material orgânico; * mineralização � liberação de nutrientes para as plantas; * formação do húmus a partir do material orgânico mais resistente à decomposição. � interações simbióticas com as plantas � favorecimento nutricional e controle de patógenos ou efeitos deletérios a elas MicorrizasMicorrizas:: associaçõesassociações simbióticassimbióticas entreentre plantasplantas ee fungosfungos �� melhorammelhoram aa nutriçãonutrição mineral,mineral, absorçãoabsorção dede águaágua ee resistênciaresistência dasdas plantasplantas aa agentesagentes patogênicospatogênicos.. � podem ser usados como indicadores de qualidade do solo: * maior quantidade de organismos úteis � boa qualidade; * maior quantidade de organismos indesejáveis � má qualidade; dede águaágua ee resistênciaresistência dasdas plantasplantas aa agentesagentes patogênicospatogênicos.. Microrganismos deletériosMicrorganismos deletérios MurchaMurcha causadacausada porpor FusariumFusarium oxysporumoxysporum emem manjericãomanjericão FusariumFusarium moniliformemoniliforme emem sementesemente dede funchofuncho Número aproximado de organismos comumente encontrados nos solosNúmero aproximado de organismos comumente encontrados nos solos * diversidade de microrganismos: ** grande � boa qualidade; ** pequena � má qualidade. Fonte: MARTIN & FOCH (1979) NúmeroNúmero dede bactérias,bactérias, actinomicetosactinomicetos ee fungosfungos emem diferentesdiferentes valoresvalores dede pHpH dodo solosolo Fonte: MARTIN & FOCH (1979) * atividade dos microrganismos: ** alta taxa de respiração � boa qualidade; ** baixa taxa de respiração � má qualidade.
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