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Centro de Ciências e Tecnologias Agropecuárias Laboratório de Solos Química e Mineralogia do Solo MECANISMOS E PROCESSOS DE FORMAÇÃO DO SOLO Mecanismos Mecanismos ADIÇÃO: aporte de material do exterior do perfil ou horizonte do solo. Pode ser superficial, subsuperficial e lateral. Ex: areia ou cinzas vulcânicas trazidas de outro local e depositados sobre o perfil. REMOÇÃO: o material é removido para fora do perfil. Ex: erosão (arraste). TRANSFORMAÇÃO: o material muda sua natureza química ou mineralógica. TRANSFORMAÇÃO: o material muda sua natureza química ou mineralógica. Ex: montmorilonita���� caulinita TRANSLOCAÇÃO: ocorre quando o material passa de um horizonte para outro, sem abandonar o perfil. Ex: eluviação/iluviação. Adição - Entrada de material do meio externo no perfil. Ex: Areia, argila, sdimentos, M.O. , antropogênicos: adubos, , antropogênicos: adubos, inseticidas, resíduos. Perdas ou remoção – Lixiviação – Erosão – Ação antropogênica: • Erosão acelerada• Erosão acelerada • Colheita • Escavação de material para construção –Material orgânico em matéria orgânica - mineral primário em mineral secundário Transformação Si Si � Mudança de posição do material dentro do perfil. Translocação �Translocação de : Argila, Ácidos orgânicos, Sais, etc. • Eluviação / iluviação: Colóides orgânicos Colóides inorgânicos • Íons vertical para baixo e para cima (crostas Translocação salinas: capilaridade + evaporação): • Animais: Minhocas, cupins, formigas; Tatus, marmotas, coelhos. Resumo mecanismos de formação Adição: se refere ao acúmulo de material do exterior do perfil ou do horizonte do solo. Ex: Areia, argila, sdimentos, M.O. , antropogênicos: adubos, inseticidas, resíduos. Remoção: O contrário da adição, ou seja, é a perda de material para for a do perfil. Ex: lixiviação, erosão, dessilicatização, antropogênicos: colheitas, remoção de solo, erosão acelerada. Translocação: Passagem do material de um ponto para outro, de um horizonte para outro, sem sair do perfil. Ex: Eluviação (Perda de material ao longo do perfil)/ Iluviação (Acúmulo de material em profundidade); íons para baixo e para cima no perfil (em função da umidade e evaporação). É o caso dos Argissolos (apresenta Bt formado à partir da argila que vai do A e E para o B (Bt)). Resumo mecanismos de formação Transformação: Quando o material no perfil ou horizonte muda de constituição química: HIDRÓLISE: Ataque da água (acidez) nas estruturas dos cristais; OXIDAÇÃO: desintegração de minerais. Ocorre mais comumente quando possuem Fe2+ móvel, transformando-os em óxidos pouco solúveis; REDUÇÃO: Oposto da oxidação: o Fe 3+ no estado menos solúvel é dissolvido ; SOLUBILIZAÇÃO: dissolução completa: por exemplo rocha calcária pode formar cavernas ou crateras no solo . Ex: Mineral primário em secundário; Mineral 2:1 em 1:1 (montmorilonita –caulinita); material orgânico em matéria orgânica. Processos de formação do soloProcessos de formação do solo LESSIVAGEM (LESSIVAGE) Associado à “lavagem” intensa Subprocessos presentes: Eluviação = Translocação de material de solo *.Eluviação = Translocação de material de solo *. Iluviação = Acúmulo de material eluviado * * Podem ocorrer em outros processos como por exemplo em podzolização (Vão aparecer sempre que ocorrer perda em algum horizonte e ganho em outro) LESSIVAGEM (LESSIVAGE) Mais associado à translocação de ARGILA • Vai ocorrer Eluviação e Iluviação de argilo-minerais formando um horizonte E e um horizonte deformando um horizonte E e um horizonte de acúmulo de argila (Bt) Pode aparecer em classes de solos com horizonte B textural e B plânico Lessivagem 1 Dispersão – Favorecida pela remoção dos agentes floculantes (Ca, Mg), que são substituídos por cátions dispersantes (Na, H), Ação : substituídos por cátions dispersantes (Na, H), pela desagregação (mecânica) do solo e pela interação com compostos orgânicos (Hor. A). - Gera cerosidade nos agregados 2- Transporte – Translocação de material fino em suspensão ao longo dos macroporos. 3- Deposição: - Redução do tamanho dos poros do B; Lessivagem - Redução do tamanho dos poros do B; - Mudança do complexo sortivo (Por ex: Ca2+ + Mg2+ são floculantes e mudam as propriedades da argila) � Comum em Classes de solos com horizonte B textural Cerosidade Consiste numa fina película de argila depositada na superfície dos agregados conferindo-lhes aspecto lustroso e com brilho graxo. Resultante da migração de argila iluvial. Serve para identificar horizonte B textural e B nítico . Ocorre quando o solo é muito argiloso B textural B nítico Presença de cerosidade Ex: Argissolos Quando o processo forma Argissolo, pode ser especificado e também chamado de: ARGILUVIZAÇÃO Argissolo vermelho amarelo Ex: Nitossolo Solo onde ocorre cerosidade A lessivagem intensa leva à formação de um E característico, de coloração branca, denominado de E ÁlbicoÁlbico Podzolização Transferência vertical de colóides e sua deposição em horizontes subsuperficiais. Mais associado à translocação de Matéria Orgânica Ocorre: - Translocação de Fe, Al e colóides orgânicos dos horizontes superficiais para o horizonte subsuperficial com a formação do horizonte B espódico. Podzolização: - é necessário material rico em quartzo. Com isso, há grande permeabilidade para a matéria orgânica descer na forma de organometal. Causas da “acumulação” nos horizontes inferiores (deposição): � pH mais elevado em profundidade pode favorecer a decomposição dos complexos; � Saturação do complexo de troca (Fe e Al); � Contato com o lençol freático ( solos com teor de ferro menor que o de Al). Espodossolos Podzolização • Classes de solos com horizonte B espódico, Bs, Bh ou Bhs • Principal horizonte: – B espódico (Bh, Bs, Bhs)– B espódico (Bh, Bs, Bhs) • Principal classe de solo: ESPODOSSOLOS ESPODOSSOLO A E Bhs Ferrólise É o processo que leva à acidificação do solo por ciclos de umedecimento/secagem que produzem condições de alternância de oxidação e redução. Ocorre: -Redução dos óxidos de ferro -Decomposição da matéria orgânica - Aumento da concentração de Fe reduzido- deslocando cátions que são lixiviados Ferrólise - Aumento da concentração de Fe2+ reduzido - Retorno à oxidação (seco) – Fe3+ - Destruição ácida das argilas silicatadas (ataque ácido) - Empobrecimento do horizonte –Textura mais- Empobrecimento do horizonte –Textura mais arenosa- devido à destruição da argila, pela entrada de H+ vindo das hidroxilas da água no processo. Formação de Planossolos - Produz Al3+ Quando o pH aumenta (no processo de redução) o Al se polimeriza. - Al(OH) intercamadas em argilas expansivas Ferrólise - Al(OH)3 intercamadas em argilas expansivas causam a “cloritização” (comum no Pantanal); Diminui a CTC Diminui a capacidade de retenção de água. Fe3+ + H20 FeOH ++ + H+ - A formação de H+ diminui o pH na superfície das argilas. Ferrólise - Dentro de poucos dias, a ligação instável H-argila converte para uma argila com Al3+ trocável. • O Al3+ é então dissolvido das posições octaedrais dos minerais argilosos, destruindo parcialmente os minerias argilosos (liberação da Si). ---- Na próxima inundação, o ciclo se repete: • Fe3+ +1 e- Fe2+ • Precipita • O pH aumenta Ferrólise • O pH aumenta • Al3+ pode hidrolizar e precipitar como Al(OH)3 • O que “sobra” no horizonte superficial é o material quartzoso, que não se dissolve. Pré-requisitospara Ferrólise: • Remoção dos produtos da reação; • Bastante Fe e Matéria Orgânica para sustentar Ferrólise • Bastante Fe e Matéria Orgânica para sustentar o processo; • Repetição indeterminada dos ciclos. Ferrólise : Identificação no Campo Pantanal- RPPN SESC, Planossolo Fonte : UFMT Gleização DEFINIÇÃO: • Formação de solos em ambiente de redução, com prolongada ou permanente saturação com água, resultando em cores cinzentas devidas à redução do ferro, de maior solubilidade. Ocorre: • Redução do ferro, que migra para os horizontes subsuperficiais ou é removido do perfil A ausência de oxigênio favorece a atividade de microrganismos anaeróbios, que utilizam metais como aceptores finais dos elétrons (reação de oxi-redução). Desta maneira, Fe3+, Mn3+ e Mn4+ são reduzidos e liberados dos respectivos óxidos. A migração dos íons Fe2+ e Mn2+ na solução deixa (forma) zonas empobrecidas em óxidos e, por isso, descoloridas (cinzentas = gleizadas). Gleização Em locais com presença de oxigênio (poros, interior de agregados, raízes, zona de oscilação do lençol freático), há formação de concreções localizadas de óxidos. Solos: comuns em áreas de várzeas mal drenadas (drenagem lenta ou impedida). Horizonte com gleização intensa: glei (Bglei ou Cglei) A Gleissolos Cg Formação de horizontes associados à má drenagem Mecanismos predominantes: – Transformação (oxi-redução) – Perdas – Translocação (formação de concreções) Principais tipos de horizontes que podem ser formados: Gleização Principais tipos de horizontes que podem ser formados: – Horizonte glei – Horizonte plíntico Principais solos – Plintossolos – Gleissolos – Planossolos - Quando constantemente saturado: Forma glei - Quando saturado ocasionalmente e com Gleização - Quando saturado ocasionalmente e com muita reserva de Fe. Pode formar mosqueados, plintitas Oxirredução em solos de má drenagem: 1-Em solos com drenagem dificultada e encharcados o oxigênio disponível logo sai do perfil ou é consumido. 2 -Os próximos oxidantes, a substituir o oxigênio na recepção de elétrons passam a ser os nitratos erecepção de elétrons passam a ser os nitratos e alguns compostos de manganês. 3- Quando esses se esgotam, o ferro de valência 3 na goethita e hematita passa a ser o recepcionador de elétrons, passando de Fe(III), para Fe(II), dando a cor cinzenta. • Fe3+ + 1e- Fe2+ Normalmente a redução é seguida pela oxidação do Fe2+ Fe3+ e precipitação dos óxidos de Fe (FeOOH) Levando à descoloração (acinzentadas) Gleização Levando à descoloração (acinzentadas) • Além de pistas importantes a respeito dos seus constituintes, a cor do solo também indica o estado de oxirredução dos solos Plintitização DEFINIÇÃO: Processo caracterizado pelo acúmulo de plintita, em condições de variação de umidade sazonal, associadas a baixos teores de colóides orgânicos. -Acúmulo relativo ou absoluto e reprecipitação do ferro e/ou alumínio. Sob condições de boa drenagem, posteriores a segregação do ferro, pode haver endurecimento irreversível resultando na formação de petroplintita (concreções lateríticas). Ocorre: • Solubilização de ferro (III) e segregação no perfil de solo formando a plintita e Al formando a laterita PLINTITA: acumulações localizadas de óxidos de Fe na forma de mosqueados e nódulos macios de cor avermelhada, capazes de endurecer e cimentar irreversivelmente através de ciclos de umedecimento e secagem. LATERITA e PETROPLINTITA: plintita endurecida. O Fe liberado nas porções O Fe liberado nas porções mais elevadas da paisagem é transferido na forma Fe2+ por fluxos laterais subsuperficiais, oxidando e precipitando nas porções mais baixas. Petroplintita AA EBEB Classe: Plintossolos BtfBtf PlintossoloPlintossolo Latolização Definição – Processo caracterizado por intensa perda de bases e sílica coloidal, com aumento relativo das concentrações do óxidos de ferro e de alumínio. Ocorre: - Maior solubilidade da sílica que do Al; • Transporte – Lixiviação favorecida por ambientes com precipitação e temperaturas elevadas e boa drenagem do material de Latolização origem em decomposição • Classes de solos - Latossolos Latolização Latossolos: Amarelo Vermelho Salinização DEFINIÇÃO : Processo de formação de solos salinos Ocorre: • Acumulação de sais na superfície dos solos, provenientes de fluxo superficial e adição lateral (provenientes de fluxo superficial e adição lateral ( lixiviação) de sais da parte mais elevadas da paisagem ou adição a partir do lençol freático. • Formação de solos com caráter sálico ou salino Salinização O processo pode ser natural, ou artificial devido à irrigação mal conduzida. Salinização natural: em áreas litorâneas ou sob clima árido, onde a pluviosidade é menor que a evapotranspiração. Por solubilização de depósitos geológicos subsuperficiais pela água que penetra no perfil. No período seco a ascensão capilar da água transfere os sais à superfície onde precipitam na forma de crostas. Com as chuvas os sais são solubilizados e lixiviados para o subsolo, onde aguardam nova oportunidade para ascender. Principais sais: cloretos, sulfatos e carbonatos de Na, Ca e Mg. Solos com elevados teores de sais Solos SALINOS >>>> 2% da CTC saturada por sais condutividade elétrica CE >>>> 4 mS Salinização Acúmulo de sais solúveis no perfil Precipitação menor que evapotranspiração Solonização Acúmulo relativo de Na (lixiviação dos outros sais) com elevação do pH. Dispersão de colóides e argila somados ao processo de eluviação-iluviação, formando o horizonte com caráter sódico • Formação de Planossolos Nátricos Calcificação • Definição – Acúmulo de carbonatos de cálcio secundários em horizontes subsuperficiais. Ocorre:Ocorre: • Dissolução de carbonato de cálcio, na superfície do solo. Mais intensa sob vegetação de gramíneas. Calcificação • Transporte – Eluviação dos sais solúveis, remoção parcial dos carbonatos dos horizontes superficiais. • Deposição – Precipitação a partir da solução do solo (super-saturada). Favorecida pela maior concentração de dióxido de carbono e menor teor de umidade em profundidade. • Classes de solos – Solos com horizonte cálcico ou petrocálcico Calcificação Quando há: – Material de Origem, rico em carbonatos – Clima (temperatura baixa) – Organismos atuando. Ex: gramíneas – Solos formados: Chernossolos, Cambissolos, Vertissolos, horizontes cálcico e petrocálcico Calcificação ChernossoloChernossolo Região serrana, com muito carbonatos Processo de mistura de material do solo, podendo originar horizontes mais uniformes ou menos uniformes. BIOTURBAÇÃO (homogeneidade atribuída à fauna do solo) é ativa tanto na mistura como na transferência de materiais finos à superfície do solo. Turbação e Pedoturbação HIDROTURBAÇÃO é significativa nos solos com argilominerais esmectíticos (Vertissolos), onde através da expansão e contração é promovido o revolvimento do solo e a formação de micro-relevo gilgai. No período seco o solo contrai e o material da superfície cai para as fendas. Quando umedece de novo, expande para a superfície. AA Vertissolo Turbação CC BvBv Pedoturbação H1H1 Acúmulo e conservação de matéria orgânica em grande -Quando material disponível - Má drenagem Solos orgânicos Paludização H2H2 H3H3