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15/04/2015 1 FATORES PEDOGENÉTICOS Alfredo Castamann FATORES PEDOGENÉTICOS • Existência diferentes tipos de solos controlada T E M P O SOLO FATORES PEDOGENÉTICOS • Ativos – CLIMA – ORGANISMOS Atuam - determinado tempo, certas condições de relevo material de origem • Passivos – Material de origem (fator resistência) – Relevo FATORES PEDOGENÉTICOS • Solo resulta da ação combinada dos fatores – Certas condições – uns atuam + que outros • Dokouchaiev – solo resultante – ação combinada: Clima, organismos, material de origem e idade • Hans Jenny (1941) – incluiu relevo, sugeriu equação Solo = f(clima, organismos, material de origem, relevo, tempo) O naturalista Vasily V. Dokuchaev e a capa de sua tese, defendida em 1883. Foto cedida por: Bol. Inf. Sociedade Internacional de Ciência do Solo vol. 64, No. 2, 1992 15/04/2015 2 FATORES PEDOGENÉTICOS • CLIMA – Posto em evidência – maneira ativa e diferencial – Material mesma rocha pode formar ≠ solos quando em ≠ climas – ≠ Materiais solos semelhantes – mesmo clima (longo período) – Considerado por muitos o + importante na determinação das propriedades da maioria dos solos FATORES PEDOGENÉTICOS • CLIMA –Elementos principais do clima • Temperatura Cada 10o C duplica ritmo de reações químicas • Umidade Regulam a intensidade do intemperismo, atividade dos organismos diferenciação dos horizontes pedogenéticos FATORES PEDOGENÉTICOS • CLIMA – Quente e úmido + rápida, + intensa decomposição das rochas • Solos espessos predomínio minerais secundários – argilominerais e óxidos de Fe e Al, pobres em cátions(Ca, Mg e K) – Árido ou muito frio • Solos pouco espessos menos argila e + MP – pouco afetados p/ intemperismo químico FATORES PEDOGENÉTICOS • CLIMA – Quente e úmido – solos ácidos > lixiviação cátions Ca, Mg, K, Na – Regiões áridas e semi-áridas – solos neutros ou alcalinos < lixiviação – Clima condiciona vegetação • Boa parte da influência do clima é exercida pelo segundo fator (organismos) FATORES PEDOGENÉTICOS • ORGANISMOS –Que habitam solos – grande importância – diferenciação dos perfis –Microrganismos (microflora, microfauna) • Algas, bactérias e fungos – Decomposição MO – Húmus – horizontes superficiais (cor, estrutura) 15/04/2015 3 FATORES PEDOGENÉTICOS • ORGANISMOS – Vegetais superiores (macroflora) –Direta – penetração do raízes (fendas das rochas) » Pressão e exsudação – > intemperismo » Absorção de nutrientes – Indireta – deposição de material orgânico – ciclagem de nutrientes, proteção do solo (erosão) » Ecossistemas com escassa cobertura > erosão » Coberturas densas < erosão FATORES PEDOGENÉTICOS • ORGANISMOS – Animais • Trituram resíduos vegetais • Cavam galerias • Misturam materiais dos diversos horizontes – Formigas – Térmitas – Minhocas –Resíduos – MO – formação húmus FATORES PEDOGENÉTICOS • ORGANISMOS –Homem • Grande impacto – Remoção cobertura vegetal – Preparo do solo – Adição fertilizantes – Irrigação – Aplicação de resíduos (urbanos, industriais, agrícolas) FATORES PEDOGENÉTICOS • MATERIAL DE ORIGEM –Definição: • Estágio inicial do sistema solo (Jenny, 1941) • É o estado do sistema solo ao tempo ZERO de sua formação – Nem sempre é o substrato abaixo do solo • O substrato pode ou não constituir o M.O. – Muitas classificações do solo estiveram baseadas na litologia (dada a importância desta na gênese do solo) FATORES PEDOGENÉTICOS • MATERIAL DE ORIGEM –Há três variáveis principais no material de origem que influenciam os solos: 1. Grau de consolidação 2. Granulometria 3. Composição FATORES PEDOGENÉTICOS • MATERIAL DE ORIGEM 1. Grau de consolidação • Materiais não consolidados – não exige prévia ação do intemperismo • Materiais consolidados (rochas) – Intemperismo deve anteceder à formação do solo 15/04/2015 4 FATORES PEDOGENÉTICOS • MATERIAL DE ORIGEM 2. Granulometria • Principal determinante da textura do solo que por sua vez afeta: –CTC e outras sorções de íons –Teor de MOS –Capacidade de retenção de água e de drenagem TIPOS DE ROCHAS Basalto Riolito Siltito Granito FATORES PEDOGENÉTICOS • MATERIAL DE ORIGEM 3. Composição • Influencia a velocidade de intemperização • Altera o suprimento de elementos e a composição do solo – Rochas félsicas (ricas em feldspatos e sílica) fornecem baixos teores de Ca, Mg, Fe e Mn; favorece a formação de caulinita; – Rochas máficas (ricas em minerais ferromagnesianos e plagioclásios) fornecem altos teores de cátions de reação básica e Fe; favorece a formação de esmectita (pouca lixiviação) ou caulinita e óxidos (intemperismo intenso); FATORES PEDOGENÉTICOS • MATERIAL DE ORIGEM –A influência do material de origem é maior nas regiões secas e no estágio inicial de desenvolvimento do solo do que nas regiões úmidas, pois, com o tempo, outros fatores podem ofuscar sua influência. FATORES PEDOGENÉTICOS • MATERIAL DE ORIGEM –A litosfera, crosta superficial da Terra, é formada basicamente por três grandes grupos de rochas, segundo a sua gênese: 1. Magmáticas, 2. Metamórficas e 3. Sedimentares. 15/04/2015 5 FATORES PEDOGENÉTICOS • MATERIAL DE ORIGEM –As magmáticas (que podem transformar-se em metamórficas) • Constituem cerca de 95 % do volume total da crosta, mas ocupam apenas 25% da superfície, –Sedimentares e as metassedimentares • Contribuem com apenas 5% do volume, mas recobrem 75% da crosta FATORES PEDOGENÉTICOS • MATERIAL DE ORIGEM – As características que permitem o reconhecimento das rochas magmáticas (ígneas) são as seguintes, ressalvadas algumas exceções: • Dureza alta, • Ausência de fósseis e de matéria orgânica, • Não apresentar estratificação e • Apresentam minerais e estrutura típica. FATORES PEDOGENÉTICOS • MATERIAL DE ORIGEM – As rochas magmáticas podem ser classificadas em função do teor de sílica que contenham, de acordo com o seguinte critério (Freire, 2006): • Ácidas: aquelas que contêm mais de 65% de SiO2; • Neutras: aquelas que contêm de 65 a 52% de SiO2; • Básicas: as que contêm de 52 a 45% de SiO2; • Ultra-básicas: as que contêm menos de 45% de SiO2; • Alcalinas: as que contêm menos de 45% de SiO2 e contêm bases monovalentes, tais como o K e Na FATORES PEDOGENÉTICOS SiO2 51% Al2O3 17% FeO + Fe2O3 10% MgO + CaO 17% Na2O + K2O 3% Demais 2% Basalto BASALTO FATORES PEDOGENÉTICOS SiO2 74,2% Al2O3 13,3% FeO + Fe2O3 1,8% MgO + CaO 1,9% Na2O + K2O 7,4% Demais 1,4% Riolito 15/04/2015 6 RIOLITO FATORES PEDOGENÉTICOS SiO2 62% Al2O3 14% FeO + Fe2O3 6% MgO + CaO 10% Na2O + K2O 5% Demais 3% Andesito FATORES PEDOGENÉTICOS • MATERIAL DE ORIGEM – Quanto a estrutura as rochas magmáticas podem ser (Freire, 2006): • Granulares: quando todos os minerais tem aproximadamente o mesmo tamanho; • Afaníticas: quando os cristais são muito pequenos; • Porfiríticas: rochas magmáticas que apresentam alguns cristais grandes, bem maiores do que aqueles que os rodeiam. A matriz pode ser constituída por minerais de qualquer tipo e os cristais grandes são denominados de fenocristais; FATORES PEDOGENÉTICOS • MATERIAL DE ORIGEM – Quanto a estrutura as rochas magmáticas podem ser (Freire, 2006): • Vítreas: quando não se podedistinguir grânulos; pois não apresentam material cristalino; • Vacuolares: quando a massa de rochas apresenta vacúolos ou cavidades (Amigdalóides); – Dentre as rochas magmáticas ácidas mais comuns estão o granito e o diorito e entre as básicas, o gabro e o basalto. – Dentre as magmáticas mais importantes, estão os granitos e os basaltos. FATORES PEDOGENÉTICOS • MATERIAL DE ORIGEM –Rochas metamórficas: • São formadas por modificações das rochas pré- existentes pelo efeito de altas temperaturas, de altas pressões e ação química de soluções e gases. – A esse fenômeno se dá o nome de metamorfismo. FATORES PEDOGENÉTICOS • MATERIAL DE ORIGEM – Rochas metamórficas: • As principais características das rochas metamórficas, salvo algumas raras exceções, são: – Alta dureza, – Presença de minerais típicos, – Presença de cristais e às vezes de fósseis deformados, – Cristais longos em posição paralela, – Estrutura típica e presença de quartzo e de feldspato ao longo das fendas planares. 15/04/2015 7 FATORES PEDOGENÉTICOS • MATERIAL DE ORIGEM – Rochas metamórficas: • Metamorfismo de contato – Dá-se devido a ação do calor das massas de material vulcânico, um argilito pode transformar-se em ardósia e um arenito em quartzito. • Metamorfismo regional – Devido a ação de pressões que se manifestam em consequência de movimentação de placas da litosfera, o granito se transforma em gnaisse e o calcário em mármore. FATORES PEDOGENÉTICOS • MATERIAL DE ORIGEM –Papel passivo (clima e organismos) • Condições idênticas – clima, organismos e topografia – alguns se formam + rapidamente –Pode ser agrupado em 4 categorias 1. Derivados de rochas claras (ácidas, ígneas ou metamórficas) 2. Derivados de rochas escuras (básicas) 3. Derivados de sedimentos consolidados 4. Sedimentos não consolidados FATORES PEDOGENÉTICOS • MATERIAL DE ORIGEM 1. Derivados de rochas claras (ácidas, ígneas ou metamórficas) • Granitos, gnaisses, xistos e quartzitos • Formam-se –Consolidação do magma (rico Si) –Metamorfismo do magma –Metamorfismo rochas sedimentares (rica Si) FATORES PEDOGENÉTICOS • Granito – São rochas magmáticas intrusivas ácidas que juntamente com os granodioritos, correspondem a: • 95% das rochas magmáticas, formando cerca de 38% da litosfera. – Apresentam estrutura granular. – São constituídos essencialmente por feldspatos potássicos e quartzo; – Constituem as rochas mais ácidas de todas as intrusivas. • No Brasil ocorrem na Serra do Mar, na da Mantiqueira e noutras regiões do complexo cristalino. Granito polido Rocha cristalina formada principalmente por quartzo, feldspato e biotita. O granito é de cor clara, e seus cristais são bastante grandes para poderem ser vistos a olho nu. As superfícies polidas das placas de granito são usadas na construção civil. FATORES PEDOGENÉTICOS 15/04/2015 8 FATORES PEDOGENÉTICOS FATORES PEDOGENÉTICOS • Gnaisses – Rocha metamórfica de composição semelhante à do granito. – São as rochas metamórficas mais abundantes na natureza. – O emprego e a importância do gnaisse são semelhantes as do granito. – Seus minerais essenciais são: quartzo, feldspatos e micas. – São rochas formadas pelo metamorfismo regional. Gnaisse Rocha metamórfica essencialmente quartzo-feldspática, granulação freqüentemente média a grossa; Estrutura muito variável (maciça, granitóide), com foliação dada pelo achatamento dos grãos, até bandada. A amostra é do município de Mandirituba, Paraná. FATORES PEDOGENÉTICOS FATORES PEDOGENÉTICOS • Quartzito – Rocha metamórfica formada de quartzo. É derivada de arenitos. • Micaxistos – Rochas metamórficas xistosas, constituídas essencialmente de micas e de quartzo, podendo conter outros minerais. – O tipo de mica que ocorre é geralmente responsável pela cor do micaxisto e pela xistosidade. 15/04/2015 9 FATORES PEDOGENÉTICOS • Mármores – São rochas metamórficas, constituídas essencialmente de calcita e de dolomita, podendo apresentar outros minerais acessórios. – O metamorfismo regional, ou de contato, é responsável pela formação dos mármores, a partir dos sedimentos calcários. – Sua cor é normalmente branca, • Material carbonoso, óxidos de ferro e minerais acessórios são responsáveis pela variedade de coloração e pela sua heterogeneidade. FATORES PEDOGENÉTICOS FATORES PEDOGENÉTICOS FATORES PEDOGENÉTICOS FATORES PEDOGENÉTICOS FATORES PEDOGENÉTICOS 15/04/2015 10 FATORES PEDOGENÉTICOS • MATERIAL DE ORIGEM 2. Derivados de rochas escuras (básicas) • Basalto • Formam-se solidificação do magma (pobre Si) BASALTO BASALTO BASALTO BASALTO FATORES PEDOGENÉTICOS • Basalto (extrusiva) – São as mais abundantes dentre as rochas efusivas, formando cerca de 45% da crosta terrestre. – São encontradas na forma de derrames e de diques sendo muito comum no Sul do Brasil. – Os basaltos são muito utilizados como material de construção. 15/04/2015 11 FATORES PEDOGENÉTICOS • Basalto – São compostos por: • Plagioclásios e piroxênios monoclínicos acompanhados de minerais acessórios, tais como: – Olivina, magnetita, hornblenda e biotita. • A augita é o piroxênio mais abundante e a olivina pode ocorrer em cristais grandes. FATORES PEDOGENÉTICOS • Basalto – São pobres em sílica, sendo, portanto rochas básicas. – Devido a grande quantidade de minerais máficos, aliados à magnetita e a ilmenita, são rochas escuras. FATORES PEDOGENÉTICOS • Basalto – Existem muitas variedades de basalto: • Vidro basáltico, • Basalto de olivina, • Basalto meláfiro, • Basalto amigdaloide e diabásio, que é um basalto intrusivo BASALTO AMIGDALÓIDE Tabela 1 - Classificação de algumas rochas magmáticas de acordo com sua composição e textura (Buckman e Brady, 1969) FATORES PEDOGENÉTICOS • MATERIAL DE ORIGEM 3. Derivados de sedimentos consolidados • Arenitos, ardósias, siltitos, argilitos e rochas calcárias • Formam-se por deposição e solidificação de sedimentos (rochas ígneas ou metamórficas) 15/04/2015 12 Arenito Rocha sedimentar clástica cujas partículas são dominantemente do tamanho de areia, 0,62 a 2,00 mm de diâmetro. A amostra é do município de Ribeirão Claro na região nordeste do Estado do Paraná SILTITO SILTITO ARGILITO ARGILITO Calcário – rocha sedimentar 15/04/2015 13 Carvão Filito Folhelho FATORES PEDOGENÉTICOS • MATERIAL DE ORIGEM 4. Derivados de sedimentos não consolidados • Aluviões recentes, cinzas vulcânicas, coluviões e depósitos orgânicos • Formados pela deposição de sedimentos relativamente recentes. • Material de origem comum em planícies. FATORES PEDOGENÉTICOS • MATERIAL DE ORIGEM –Pode condicionar bom número de características (especialmente solos jovens, formados sob clima frio ou seco) – Ex.: • Arenitos – originam solos textura média ou arenosa • Argilitos – em geral textura argilosa (ao menos em 1 horizonte) FATORES PEDOGENÉTICOS • MATERIAL DE ORIGEM –Geologia do RS • RS – quatro grandes províncias geomorfológicas: –Planalto –Depressão periférica –Escudo Sul-riograndense –Planície costeira 15/04/2015 14 Geologia do Estado do RS • As províncias geomorfológicas tem origens distintas. • A configuração atual começa ser explicada a partir do período do carbonífero (359-299 milhões de anos atrás) – Antigas massas continentais – agregadas no PANGÉIA• Gondwana – América do Sul, África, Índia, Austrália e Antártica; • Laurásia – América do Norte, Groenlândia, Europa e Ásia; Geologia do Estado do RS • A história geológica, desde os primórdios até o carbonífero – Escudo Sul-riograndense; • Nesse período começou a ocorrer a subsidência na região da qual o RS faz parte – bacia do Paraná – Ampla depressão topográfica (milhares de km²) – preenchida por sedimentos (140 milhões de anos) • Parte está exposta na atual província da depressão periférica; • Parte está recoberta pelas rochas vulcânicas da província do Planalto; 15/04/2015 15 Geologia do Estado do RS • Há cerca de 147 Ma – final do Jurássico, início do Cretáceo – inicia a fragmentação do Gondwana (separação das placas tectônicas) • Vulcanismo de fissuras com lava brotando das fendas; – Diversas extrusões – menos de 10 Ma – empilharam sucessões de camadas – centenas de metros de espessura; • Resultado – vulcanismo basáltico gigantesco – 1,3 milhões de km² (planalto) Geologia do RS • No início do Cenozóico (65 Ma), após o vulcanismo e a separação América do Sul e África, não existia o litoral extenso, plano e arenoso do RS, com suas diversas lagoas; – A linha costeira era recortada e formada por Rochas basálticas (como em Torres) e pelas rochas graníticas e metamórficas do Escudo; – O litoral é, portanto, a região (geológica) mais jovem do RS – PLANÍCIE COSTEIRA; 15/04/2015 16 FATORES PEDOGENÉTICOS • Geologia do RS –Planalto • Ocupa a metade norte e uma porção no sudoeste do RS • Formada por uma sucessão de pacotes de rochas ígneas vulcânicas (magma resfriado na superfície): Formação Serra Geral – Basaltos (> conteúdo Fe, Ca e Mg) – predominam no oeste e sudoeste do RS – Riolitos (+ Si, - Fe, Ca e Mg) – acima de 700 a 800 m de altitude (região nordeste do RS) 15/04/2015 17 Figura 11. Contato do Latossolo com Argissolo As diferenças dos tipos de solos ocorrem a curta distância na paisagem. Observe o nítido contato do Argissolo (cor mais clara ) e do Latossolo (cor mais vermelha) figura 11 FATORES PEDOGENÉTICOS • Geologia do RS –Planalto –Porção nordeste – até 1000 m altitude »Campos de cima da serra; –Porção oeste – menos de 100 m »Região da campanha 15/04/2015 18 FATORES PEDOGENÉTICOS • Geologia do RS –Depressão periférica • Área de rochas sedimentares diversificadas • Circunda o Escudo Sul-riograndense • Relevos ondulados a suave ondulados (coxilhas) • Altitude – 40 a 100 m • Faz parte da Bacia Sedimentar do Paraná (estende até norte de SP e sul de MS) FATORES PEDOGENÉTICOS • Geologia do RS –Depressão periférica • Arenito – aquífero guarani; • Apresenta uma sucessão complexa de rochas sedimentares; – Arenitos – Siltitos – Argilitos FATORES PEDOGENÉTICOS • Geologia do RS – Escudo Sul-riograndense • Localizada na parte centro-sul do RS • Apresenta as rochas mais antigas – Desde o Cambriano (~542 Ma) até o Arqueano (+ de 2500 Ma) • Rochas distribuídas em relevos ondulados a forte ondulados • Altitude – de 100 a 500 m • Constitui o embasamento cristalino – alto grau de consolidação das rochas; FATORES PEDOGENÉTICOS • Geologia do RS –Escudo Sul-riograndense • Geologicamente muito complexa – Compreende vários tipos de rochas ígneas plutônicas (magma resfriado em grande profundidade abaixo da superfície) » Granito – composição principal » Rochas metamórficas – xistos, quartzitos, gnaisses... 15/04/2015 19 XISTO Gnaisse Rocha metamórfica essencialmente quartzo-feldspática FATORES PEDOGENÉTICOS • Geologia do RS –Planície costeira • Situada em cotas baixas (<40 m) • Formada por sedimentos inconsolidados (areias, siltes e argilas) • É a província + jovem do RS • Sedimentos da PC compõe a parte emersa da Bacia de Pelotas, de deposição recente. FATORES PEDOGENÉTICOS • RELEVO –Promove diferenças perceptíveis por variação de cor (curtas distâncias comparativamente a ação de climas diversos) –Diferenças resultam (geral) da desigualdade • Distribuição da água da chuva (> ou < infiltração) • Luz • Calor • Erosão 15/04/2015 20 FATORES PEDOGENÉTICOS • RELEVO – Distribuição da água da chuva (> ou < infiltração) • Solos mal drenados – evolução sujeita a condições de solubilização de óxidos de ferro e do acúmulo de MO – Cor escura horizonte superficial e + cinzenta em profundidade, podendo apresentar mosqueados • Solos bem drenados (> intemperismo químico) – > oxidação – cores avermelhadas • Drenagem lenta – cores + claras A: Boa infiltração e boa drenagem – favorecem intemperismo químico B: Boa infiltração e má drenagem – desfavorecem intemperismo químico C: Má infiltração e má drenagem – desfavorecem intemperismo químico e favorecem a erosão Toledo et al. (2000) FATORES PEDOGENÉTICOS • RELEVO – Distribuição da água da chuva (> ou < infiltração) • Pouca infiltração - < desenvolvimento do perfil devido > erosão • Rampas íngremes > erosão (velocidade de remoção ≥ velocidade de formação) – Remoção > formação – exposição da rocha – Remoção = formação ou ligeiramente menor – solos pouco profundos Figura 1. Solos-paisagens nas várzeas e terraços do Brasil. www.pedologiafacil.com.br/enq_29.php Figura 2. Solos-paisagens na região oeste paulista do Brasil. 15/04/2015 21 Figura 3. Solos-paisagens na região centro-oeste do Estado de São Paulo do Brasil. Figura 4. Solos -paisagens na região sul do Brasil. Figura 5. Solos-paisagens na região sul do Brasil. Figura 8. Solos-paisagens na região centro-oeste do Brasil. Figura 9. Solos-paisagens na região centro-oeste do Brasil. Figura 10. Solos-paisagens na região centro-oeste do Brasil. 15/04/2015 22 FATORES PEDOGENÉTICOS • TEMPO –A formação natural do solo é um processo muito lento. –Os solos que vemos hoje • São resultados de processos que atuaram – Muitos séculos – Milhares e até milhões de anos. –Não se observa mudanças visíveis a curto prazo intemperismo ou idade do solo FATORES PEDOGENÉTICOS • TEMPO – Característica influenciada (+óbvia) – ESPESSURA • Solos jovens – espessos • Solos velhos + espessos – Após a exposição da rocha (atmosfera) – intemperização conduz – novo estado de equilíbrio (dependente dos demais fatores) • Quando o novo equilíbrio é atingido – horizontes bem definidos – SOLO BEM DESENVOLVIDO, NORMAL ou MADURO FATORES PEDOGENÉTICOS • TEMPO – No início da formação – solos rasos, sem horizontes bem definidos – SOLOS POUCO DESENVOLVIDOS ou JOVENS – Período necessário para passar de jovem à maduro • Tipo de material de origem • Condições de clima • Grau de erosão – Tempo de “maturação” de um solo varia caso a caso (centenas a milhares de anos) Clima Material de origem Organismos Relevo Tempo Fatores de Formação de Solos 15/04/2015 23 A R Neossolo Litólico A Bw Latossolo Vermelho • Adição • Remoção • Transformação • Translocação Processos de Formação dos Solos
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