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02/12/2018 1 FATORES e PROCESSOS de FORMAÇÃO DO SOLO (Pedogenéticos) AULA 5 Prof. Dr Alceu PEDROTTI – DEA/UFS alceupedrotti@gmail.com FATORES DE FORMAÇÃO DO SOLO FATORES PEDOGENÉTICOS HANS JENNY (1941): - Solo = f (Clima, Organismo, material de origem, relevo e tempo). - FATORES: agentes, forças, condições ou combinação entre eles, que influencia o material de origem, podendo modificá-lo. Clima e organismos são fatores “ativos” porque, durante determinado tempo e em certas condições do relevo , agem diretamente sobre o material de origem , que é fator resistência ou “passivo”. Determinado fator tem maior influência sobre a formação do solo do que os outros; Qualquer solo é resultante da ação combinada de todos esses cinco fatores de formação. FATORES DE FORMAÇÃO DO SOLO INTRODUÇÃO Os solos são resultantes da ação combinada de diversos “Fatores de Formação do Solo”: RELEVO Material de origem do solo TEMPO SOLO CLIMA + ORGANISMOS Solo = f (Clima, organismos, material de origem, relevo e tempo) FATORES DE FORMAÇÃO DO SOLO ou FATORES PEDOGENÉTICOS Material de Origem – M.O. – passivo Clima – C – ativo Organismos – O - ativo Relevo – R – ativo/passivo Tempo – T – passivo MODO DE AÇÃO: Conjunta (Todos ao mesmo tempo) Interdependente (um depende/influencia o outro) e, Diferenciada (os efeitos são diferenciados). PEDOGENÊSE Fatores: T. M.O. R O C AÇÃO: conjunta, interdependente e diferenciada Processos Gerais: Adição Perdas (Remoção ou Subtração) Translocação (Remanejo mecânico ou Transporte interno) Transformação Processos Específicos: Podzolização Latossolização (Laterização ou Latossolização) Calcificação Hidromorfismo Halomorfismo (Salinização) AÇÃO: conjunta, interdependente e diferenciada Origina CLASSES de solo mailto:alceupedrotti@gmail.com 02/12/2018 2 PEDOGÊNESE – formação dos solos FATORES PEDOGENÉTICOS - Clima - Organismos - Material de Origem - Relevo - Tempo PROCESSOS PEDOGENÉTICOS - Adição - Remoção, Perdas ou Subtração - Translocação, Transp. Interno ou Remanejo.Mec. - Transformação FATORES DE FORMAÇÃO DO SOLO MATERIAL DE ORIGEM •Rochas ácidas - Teor de SiO2 > 65% - Ocorre a formação de silicatos que se cristalizam em Qz - São rochas claras e pobres em nutrientes (ricas em cátions monovalentes – Na, K – facilmente carreáveis pela água solos menos férteis) •Rochas neutras - Teor de SiO2 entre 65 e 52% - Pouco ou nenhum Qz - Coloração mais escura em relação as ácidas e possuem alguma reserva de nutrientes (ricas em cátions divalentes – Ca, Mg – menos sujeitas a perda pela água solos mais férteis) •Rochas básicas - Teor de SiO2 entre 52 e 45% - Coloração escura e Ricas em nutrientes Rochas sedimentares -originam solos relativamente férteis (mesmo rico em Qz) dependendo do tipo de material cimentante – calcário Caracteristicas herdadas pelo Material de Origem ao SOLO •Teor de elementos nutritivos no solo (herdados pelo MO – diferente de Fertilidade do solo (presente no solo e disponivel de forma imediata as plantas) - rocha ácidas, intermediárias e básicas. •Profundidade efetiva do solo (soma de horizontes A e B = Sólum) - •Textura do solo – proporção de Areia, Silte e Argila – determina taxa e profundidade de lixiviação 1 – Rochas e Sedimentos inconsolidados: 2 – Produtos de alterações da rocha in situ: Grupos de MO: 4 – Produtos de Pedogênese anterior: 3 – Produtos de Alteração remanejados: 1 – Rochas e Sedimentos inconsolidados: - Regolito pouco espesso, considera-se como MO a própria rocha (pequena profundidade) – Solo e Regolito são coincidentes - Sedimentos não consolidados, recentes Neossolos Flúvicos (estratificados) 2 – Produtos de alterações da rocha in situ: -Regolito apresenta-se espesso – Considera-se como MO pelo SOLO estar acima dele (posição realtivamente distante da rocha) Grupos de MO: 02/12/2018 3 3 – Produtos de Alteração remanejados: - Ocorrem quando parte do regolito de um local é transportado para outro local, originando o solo - O material transportado NÃO SOFREU processos pedogenéticos anteriormente - A rocha subjacente não terá nehuma relação com o material de origem do solo - Normalmente é reconhecido pelas linhas de pedra (stone line) ou couraças lateríticas enterradas 4 – Produtos de Pedogênese anterior: - Ocorrem quando parte do regolito de um local é transportado para outro local, dando originando o solo - O material transportado SOFREU processos pedogenéticos anteriormente - Faz parte da constituição de outro solo - Contempla casos que não houve transporte, mas o solo antigo foi submetido a novo processo pedogenético (diferente do que se formou), originando NOVO SOLO VARIEDADE DE MATERIAIS DE ORIGEM: 1)Materiais derivados de rochas claras (ácidas, igneas ou metamórficas) granitos, gnaisses, xistos e quartzitos. 2)Materiais derivados de rochas igneas escuras (básicas) basaltos, diabásios, gabros e anfibolitos. 3)Materiais derivados de sedimentos consolidados arenitos, siltitos, argilitos e rochas calcárias. 4)Sedimentos inconsolidados aluviões recentes, dunas de areias,cinzas vulcânicas, coluviões e depósitos orgânicos (ou turfeiras). MATERIAIS DE ORIGEM SOLO NOVO SOLO VELHO Argila (minerais do tipo 2:1) Silte Argila (minerais do tipo 1:1 e óxidos) Areia (principalmente quartzo) Argila 2:1 Profundidade Efetiva Permeabilidade MPFI - Fornecedores de Nutrientes AUMENTO EM - Intemperização -Porosidade (VTP e Mac./Micr) - Resistência à erosão laminar - Fixação de P - Lixiviação •Características dos diferentes ambientes químicos do solo Avanço do Intemperismo - Pedogênese SOLO NOVO X SOLO VELHO / TENDÊNCIAS TENDÊNCIAS NAS RELAÇÕES ENTRE IDADE DO SOLO E SUAS CARACTERÍSTICAS AMBIENTE REDUTOR Fe++ AMBIENTE OXIDANTE Fe+++ + H2O AMBIENTE OXIDANTE Fe+++ -Excesso de Uo - Ausência de AR -Cores acizentadas (gleizado) - > Migração e Toxidez as plantas - Cores amareladas – Gt -Ar e Água presentes -Condições mais úmidas que as cores vermelhas - Ambiente úmido com presença de m.o. - Cores avermelhadas (Hm e Mg) - Bastante ar / pouca água - Boa drenagem - Boa aeração •Características dos diferentes ambientes químicos do solo Características dos diferentes ambientes químicos do solo INFLUÊNCIA DA ROCHA NA FORMAÇÃO DO SOLO 02/12/2018 4 INFLUÊNCIA DA ROCHA NA FORMAÇÃO DO SOLO Rochas lunares – Air and Space Smithson Museum Washington - EUA Material de Origem Imagens das rochas do planeta Marte feitas pelo robo Curiosity – Set./2014 Material de Origem Imagens das rochas do planeta Marte feitas pelo robo Curiosity – Set./2014 Material de Origem FATORES DE FORMAÇÃO DO SOLO TEMPO TEMPO A estimativa da idade relativa ao grau de maturidade do solo é universalmente baseada na diferenciação dos horizontes Fator mais passivo, não adiciona matéria nem gera energia. Números de horizontes – quanto mais desenvolvido, mais maduro será o solo. Intemperismo pouco agressivo - menor tempo de exposição. FATORES E PROCESSOS DE FORMAÇÃO DO SOLO 02/12/2018 5 Desenvolvimento do PERFIL DO SOLO com o tempo: R A A Bi R A E R Bt C A R Bw C R ou TEMPO Aumento do número de horizontes do perfil Aumento da espessura dos horizontes Aumento da espessura das regiões de transição entre os horizontes TEMPO Não sofre ação de nenhum outro Fator de Formação do solo, além de não adicionar, não transportar e não transformar nenhum material. O tempo é importante porque todos os eventos que ocorrem duranteo intemperismo e a pedogênese duram um certo tempo para ocorrerem. Quanto maior o número de horizontes e maiores suas espessuras, mais maduro será o solo. Solos jovens são normalmente mais rasos que solos velhos. O tempo necessário para que um solo passe do estágio jovem para o maduro varia com o material de origem, o clima e o grau de erosão. A idade relativa de um solo é mais importante que sua idade absoluta. Mais passivo do fatores: Não adiciona material, nem fornece energia; Necessário estar presente para que os outros fatores de formação do solo atuem IDADE ABSOLUTA – Tempo decorrido desde o início da formação sofrido pelo solo no mesmo período – Tempo Cronológico. GRAU DE MATURIDADE – Grau de intemperização muito avançado - independente da Idade absoluta – Tempo Geológico . ESTÁGIO GRAU DE DESENVOLVIMENTO INICIAL - Material de origem não intemperizado JUVENIL - Intemperização parcial, com maior parte do material ainda por intemperizar VIRIL - A maior parte dos minerais que são facilmente decompostos já se apresentam intemperizados. - Há aumento na concentração de argila. - Evidencia-se uma certa maturidade do solo SENIL - A decomposição chega ao estágio final, restando apenas os minerais mais resistentes ao intemperismo FINAL - O solo atinge um completo desenvolvimento Graus de evolução do perfil do solo – comparação relativa Independente da Idade absoluta há solos velhos – maduros e solos jovens – pouco desenvolvidos Classificação americana (Soil Taxonomy – Classes: Zonais – Solos maduros e Intrazonais – solos jovens. Tempo 02/12/2018 6 FATORES DE FORMAÇÃO DO SOLO CLIMA CLIMA Definição: Conjunto de fenômenos metereológicos (To, ppt pluviométrica, ventos, etc) que caracterizam o estado médio da atmosfera em um dado local Principal Fator Ativo de formação do solo -Regiões frias – Maior intemperização física do que química - > efeito físico da To - Regiões quentes – Maior intemperização química do que física – To elevadas favorecem a ação da H2O CLIMA Distinção entre Clima Atmosférico e Clima no Solo: Ar do solo = 9 x O2 e 30 x CO2 Sequência de atuação / alteração: 1) C, 2) O, 3) MO, 4) R, e 5) T CLIMA Materiais de origem diferentes podem formar solos semelhantes, se forem formados sob condições climáticas similares. O mesmo material de origem pode formar solos completamente diferentes, se sofrerem pedogênese em condições climáticas diferentes. Nos solos mais jovens a influência do material de origem é bastante visível, mas à medida que o solo se desenvolve, há predominância de outros fatores de formação, notadamente o clima. Principalmente por meio da precipitação pluviométrica e da temperatura, o clima age diretamente na transformação do material de origem e indiretamente na determinação da flora e fauna, e todas as interações dos organismos e da matéria orgânica. ÁGUA A atuação da água é regulada pelo balanço hídrico. Define o tipo de vegetação de uma região. Promove o intemperismo das rochas. Meio de transporte dos produtos do intemperismo. Essencial na atuação dos processos pedogenéticos. Influencia a decomposição da matéria orgânica. CLIMA •Ppt e Evaporação (Regime Hídrico): H2O – Componente da maioria dos constituintes do solo: óxidos hidratados de Fe e Al, argila, m.o. Agente de transporte de materiais: fluxo superficial, drenagem, ascenção capilar, transporte de sais, íons para plantas. Lixiviação: - Arraste de particulas em solução (não dissolvidas) ação mais significativa da água (excedente ou gravitacional) na formação do solo 02/12/2018 7 CLIMA • Precipitação e Características do solo Região árida (ppt << que Evpt) P < E pH alcalino Região Intermediária (pouca chuva) P = E pH neutro Região Chuvosa (equatorial) P > E pH ácido Variações climáticas no globo Tipos de Minerais predominantes Zona temperada Zona tropical úmida Zona equatorial Zona desértica Micas, Montmorilonita (2:1) Caulinita (1:1) Óxidos de Fe e Al – Hm, Gt, Gb Argilominerais do grupo 2:1 TEMPERATURA Depende da latitude e da altitude. Influencia o intemperismo físico. Acelera o intemperismo químico. Influencia a atividade dos organismos. Aumenta a velocidade de decomposição da matéria orgânica. Interferência na velocidade de alteração das rochas e da transformação da m.o.; Afeta a dinâmica da formação de quelados e da migração de argila e de húmus; A velocidade das reações é aumentada por favorecer a hidrólise e a proliferação de microorganismos VENTOS – Efeito direto: Abrasão, Contribuição aos processos de adição e perda de materiais (formação de solos dunares). - Efeito indireto: Transporte de massas de ar quente ou fria, modificando o clima (To e Uo do ar Ação ecológica sobre a cobertura vegetal – Favorece o ressecamento da superfície do solo Ascenção capilar da água (carreamento de substância solúveis - sais). FATORES DE FORMAÇÃO DO SOLO NÍVEIS DE AÇÃO DO CLIMA E SUAS INTERAÇÕES b a Bioclima menos ativ o ou rocha mais resistente Bioclima mais ativ o ou rocha menos resistente Mesmo bioclima e resistencia de rocha a)As profundidades do sólum (A+B) podem ser diferentes, mesmo quando a topografia é a mesma, dependendo da atividade do bioclima e da resistência da rocha b)Sendo a atividade do bioclima e da resistência da rocha fixos a profundidade depende do declive INFLUÊNCIA DO CLIMA NA FORMAÇÃO DO SOLO Clima 02/12/2018 8 FATORES DE FORMAÇÃO DO SOLO RELEVO •Definição – Faz respeito às formas do terreno que compõem uma paisagem •Geomorfologia – Alterações das formas do relevo e a maneira que permanentemente se alteram em função do tipo de material geológico, das condições climáticas e da vegetação •EROSÃO – Remove do perfil materiais já alterados, retardando a maturação do solo (aprofundamento do perfil). •Catena – (i) Sequência de solos diferentes pelo relevo em que o MO, C e O são semelhantes (também em relação ao T). (ii) Ocorre uma determinada sequência de solos, que tendem a se repetir na mesma posição da paisagem. (iii) Sequência de solos diferentes desde a Crista (parte alta), passando pela Encosta e Sopé ou Pedimento (parte baixa), condicionados pelas diferenças maiores e únicas de relevo RELEVO RELEVO -Formas de terreno que compõe a paisagem . Profundidade do solum; Erosão; Cor; Reações químicas no solo (Salinidade, Acidez,...); Drenagem. TOPO NEOSSOLOS FLÚVICOS ROCH A LATOSSOLOS FATORES DE FORMAÇÃO DO SOLO RELEVO •Influência como fator de formação do solo : 1) Influi sobre a acumulação da m.o. e os fenômenos associados ao nível do lenço freático 2) Profundidade do solo (Encosta – perda Baixa; Sopé – acúmulo Alta 3) Erosão; pH; Processo de formação (adição, perda, transporte interno); Cor RELEVO •CRISTA – Parte alta e plana - Solos mais profundos e menos férteis. Remoção de sais solúveis e acidificação do solo. Ex: Translocação descendente de Fe e Húmus Espodossolos Elevada infiltração Intensa lixiviação, Alteração e Decomposição dos minerais Solo aerado oxidação dos compostos de Fe cores avermelhadas •ENCOSTA – Solos mais rasos e mais férteis. Ex: Ascenção do Fe à partir do lençol freático Pouca infiltração Pouca lixiviação e Decomposição dos minerais (pH elevado e boa fertilidade) Rápida erosão e baixa infiltração perfil de solo pouco desenvolvido, rasos e pedregosos RELEVO •Sopé – Área de recebimento do material erodido da encosta. Caso o material seja pobre, a fertilidade do pedimento será dependente da matériaorgânica, tornando mais fértil que a encosta. • Drenagem má Baixa aeração – redução do Fe Cores acizentadas (gleizada) Drenagem livre Solos bruno-avermelhados Condições agrícolas ótimas Ex. Acúmulo de materiais orgânicos e ação do nível do lençol freático elevado Organossolos 02/12/2018 9 RELEVO •Região Tropical e Rochas Igneas básicas: •C – Latossolo, E – TE/Nitossolos e S – Vertissolo •Transporte de materiais: Via sentido horizontal na superfície do solo, verticalmente em profundidade e transporte lateral no interior do solo (deslocamento subsuperficial) na Encosta. •Relevo Plano – Aguas de precipitação encontram condições adequadas para infiltração - Má drenagem: argila 2:1 •Relevo movimentado – Maior drenagem e escoamento superficial do que infiltração da água no solo - Boa drenagem: argila 1:1 RELEVO P E D O G Ê N E S E O U E R O S Ã O TEMPO P E D O G Ê N E S E O U E R O S Ã O TEMPO AS TRANSFORMAÇÕES, PEDOGÊNESE E EROSÃO, SÃO MAIORES NO SOLO MAIS ACIDENTADO. NO SOLO MAIS PLANO, JÁ ENVELHECIDO, TANTO A PEDOGÊNESE QUANTO A EROSÃO SÃO POUCO INTENSAS. RESENDE (1985) Influência da posição na catena na intensidade dos processos de pedogênese e erosão do solo RELEVO Influência da forma da encosta na intensidade de erosão do solo CÔNCAVA LINEAR CONVEXO EROSÃO CARREAMENTO DE TERRA, EM CONDIÇÕES COMPARÁVEIS, É MENOR NA ENCOSTA CÔNCAVA E MAIOR NA CONVEXA. Em relevo plano e em condições de boa drenagem o grau de intemperismo e pedogênese é maior, favorecendo a Latossolização (Latolização ou Laterização). Se o relevo for plano, mas a drenagem for deficiente, o acúmulo de água em excesso favorece a formação de solos hidromórficos e, ou, salinos (ambiente rico em sais. INFLUÊNCIA DO RELEVO NA FORMAÇÃO DO SOLO 02/12/2018 10 Relevo FATORES DE FORMAÇÃO DO SOLO ORGANISMOS Organismos Ações da Flora: • Atenua os efeitos do clima; • Diminui as variações térmicas e hídricas; • Retenção de materiais erodidos – sólidos e aluvionares; • Incremento de m.o. ao solo favorecendo a diferenciação de horizontes; • Remove sais através da absorção da solução do solo - Plts com sistema radicular denso, originam horizontes superficiais espessos – Plts arbóreas tendem a originar horizontes superficiais rasos (forneci// apenas a superf.); • Homogeneização do perfil – raízes + plts que caem, deixam canais, facilitando transporte não seletivo. • Interferência nos processos de troca iônica no solo. Ações da Fauna: • Subdivisão de materiais grosseiros, facilitando a ação de microorganismos; • Criação de galerias por minhocas, cupins, formigas, etc facilitando o transporte não seletivo de material homogeneização do perfil • Presença de canais que alteram a dinâmica da água e ar no solo, alterando o movimento e a retenção, favorecendo a infiltração e o armazenamento; • Contribuição para a formação de unidades estruturais estáveis (Peds e Agregados) influência positiva nas propriedades físicas do solo; • Processo de rejuvenescimento do perfil do solo, através de transporte de material fino de camadas profundas para a superfície: Cupins, Formigas • Alteração do potencial de oxido-redução e a dinâmica de nutrientes/elementos no solo. Ações Antrópicas: • Sobre o MO (adição) – calagem, adubação química e orgânica; Remoção de camadas – cortes e aterros, exposição de materiais menos transformados • Sobre o R – cortes e aterros, nivelamento, drenagem para cultivo; aumento da erosão por remoção da vegetação • Sobre os Fatores biológicos – introdução de novas plantas, uso de defensivos químicos, queimadas, irrigação, provoca alteração dos ciclos biológicos, redução da biodiversidade. •Sobre o C – Interferência no regime hídrico através da irrigação e drenagem. Alteração do regime térmico do solo pela remoção da vegetação. Construção de barragens de grande porte altera o microclima; •Sobre o T – Aceleração da velocidade de certos processos – Irrigação pesada Lixiviação intensa – Falta ou ineficiente cobertura do solo Erosão. 02/12/2018 11 Organismos •(1) Floresta dicótilo-palmácea (babaçual) quando for o caso •(2) Distinguir altimontana (o), quando for o caso •(3) De várzea, quando for o caso. Floresta Equatorial Perúmida Perenifólia (1) (2) Subperenifólia (1)(2) Subcaducifólia (1) Higrófila de várzea Hidrófila de várzea Floresta Tropical Perúmida (3) Perenifólia (3) Subperenifólia (3) Subcaducifólia (3) Caducifólia (3) Higrófila de várzea Hidrófila de várzea Floresta Subtropical Perúmida (2) Perenifólia (2) Subperenifólia Higrófila de várzea Vegetação de restinga Floresta não hidrófila de restinga Floresta hidrófila de restinga Restinga arbustiva e campo de restinga Cerrado Cerrado equatorial subperenifólio Campo cerrado equatorial Vereda equatorial Cerrado e cerrado tropical (subperenifólio, subcaducifólio, caducifólio) Campo cerrado tropical Vereda tropical Caatinga Hipoxerófila (2) Hiperxerófila Do pantanal De várzea Vegetação campestre Campo equatorial (2) Campo equatorial hidrófilo de várzea Campo equatorial higrófilo de várzea Campo tropical Campo tropical hidrófilo de várzea Campo tropical higrófilo de várzea Campo subtropical Campo subtropical (2) Campo subtropical hidrófilo de várzea Campo xerófilo Pampas Campo hidrófilo de surgente Outras formações Floresta ciliar de carnaúba Formações de praias e dunas Formações halófilas Manguesal Formações ruprestes Complexos Categorias da Vegetação para estratificação de ambientes e sua relação com o solo SOLO – Fatores de Formação Material de Origem Profundidade efetiva Fertilidade do solo Textura do solo Clima Precipitação + Temperatura = Grau de intemperização Tempo Grau de maturidade Idade absoluta Relevo Catena ou Toposequência do solo = Crista, Encosta e Sopé Organismos Flora, Fauna e Homem Evidência maior = Macrofauna, Macroflora e Homem
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