Prorpiedades fisicas e químicas do solo

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ABEAS/UFV 
Curso de Fertilidade e Manejo do Solo 
Propriedades Físicos e 
Químicas do Solo 
Módulo III 
Antônio Carlos Ribeiro 1/ 
Jaime W. Vargas de Mello 2/ 
Roberto Ferreira de Novais 1/ 
 
 
 
1/
 Prof. Titular Depto. de Solos, UFV,Viçosa - MG. 36.570.000 
2/
 Prof. Adjunto Depto. de Solos, UFV, Viçosa - MG. 36.570.000 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.1. Objetivos  2 
3.1. Objetivos 4 
3.2. Pré-Teste 5 
3.3. Composição do Solo 7 
3.4. Frações Granulométricas do Solo 7 
3.4.1. Sistema Coloidal ................................................................................................................................... 8 
3.4.1.1. Propriedades de um Sistema Coloidal ................................................................................. 9 
3.4.2. Mineralogia da Fração Argila ............................................................................................................. 12 
3.4.2.1. Argilas Silicatadas ............................................................................................................. 12 
3.4.2.2. Principais Grupos de Argilas Silicatadas ........................................................................... 13 
3.4.2.3. Argilas Não Silicatadas - Óxidos de Fe e de Al ................................................................. 15 
3.5. Origem das Cargas Elétricas do Solo 16 
3.5.1. Cargas Negativas ................................................................................................................................ 16 
3.5.2. Cargas Positivas .................................................................................................................................. 17 
3.5.3. Densidade de Carga ............................................................................................................................ 18 
3.6. Adsorção e Troca Iônica 19 
3.7. Capacidade de Troca Catiônica 21 
3.7.1. Princípios Básicos do Fenômeno de Troca Catiônica ......................................................................... 23 
3.7.2. Fatores que Afetam a Capacidade de Troca Catiônica ....................................................................... 23 
3.8. Dupla Camada Difusa 27 
3.9. Características da CTC do Solo 28 
3.9.1. Valor T ................................................................................................................................................ 29 
3.9.2. Soma de Bases (SB) ............................................................................................................................ 32 
3.9.3. Saturação por Bases (V) ..................................................................................................................... 32 
3.9.4. Acidez Trocável .................................................................................................................................. 32 
3.9.5. Acidez Potencial ................................................................................................................................. 32 
3.9.6. Saturação por Alumínio (m) ............................................................................................................... 33 
3.10. Capacidade de Troca Aniônica 35 
3.11. Fatores Intensidade, Quantidade e Capacidade Tampão 38 
3.12. Transporte de Nutrientes no Solo 40 
3.12.1. Fluxo de Massa, Difusão e Intercepção de Raízes ............................................................................ 41 
3.13. Bibliografia 50 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.1. Objetivos  3 
3.14. Respostas do Pré-Teste 53 
3.15. Pós-Teste 56 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.1. Objetivos  4 
3.1. Objetivos 
 Ao final do módulo, o estudante deve estar apto para: 
 - Conceituar as propriedades físico-químicas do solo, bem como relacioná-las 
entre si; 
 - Interpretar dados de análise de solos, bem como calcular valores de algumas 
propriedades físico-químicas mensuráveis tais como: soma de bases, saturação por 
bases, saturação por Al, CTC efetiva e CTC pH 7,0 etc; 
 - Avaliar o potencial produtivo dos solos e seu estado geral de fertilidade a partir 
dessas propriedades; 
 - Conceituar os fatores quantidade, intensidade e capacidade e relacioná-los 
com a disponibilidade de nutrientes no solo; 
 - Descrever os principais mecanismos de transporte de nutrientes no solo e 
relacioná-los com práticas de adubação e manejo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.2. Pré-Teste  5 
3.2. Pré-Teste 
1. Defina superfície específica. 
 
2. Quais os constituintes do solo responsáveis pela maior parte de sua superfície 
específica? 
 
3. Entre os macronutrientes (N, P, K, Ca, Mg e S), quais são adsorvidos a colóides 
eletronegativos e quais são adsorvidos a colóides eletropositivos do solo ? Justifique. 
 
4. Represente, esquematicamente, a estrutura de argilas silicatadas do tipo 1:1 e do 
tipo 2:1, indicando os diferentes planos atômicos na estrutura. 
 
5. Com os dados abaixo, calcule: 
 - A capacidade de troca catiônica pH 7,0 (T) 
 - A capacidade de troca catiônica efetiva (t) 
 - A soma de bases (SB) 
 - A saturação por bases (V) 
 - A saturação por alumínio (m) 
 - A acidez dependente do pH (H) 
 
Solo Ca2+ Mg2+ K+ Na+ Al3+ H + Al 
 -------------------------------------- cmolc / dm
3 ---------------------------------- 
 
A 2,0 0,8 0,20 0,02 1,0 3,8 
B 0,6 0,3 0,08 0,02 0,8 4,2 
 
6. Porquê o Al3+ é considerado na acidez do solo ? 
 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.2. Pré-Teste  6 
7. Conceitue os três principais fatores relacionados com a disponibilidade de nutrientes 
no solo: Intensidade, Quantidade e Capacidade Tampão. 
 
8. Quais os principais mecanismos de transporte de nutrientes no solo ? 
 
9. Que nutrientes devem ser transportados no solo, preferencialmente, pelo 
mecanismo de difusão, aqueles fortemente adsorvidos ou aqueles adsorvidos com 
menor energia à superfície das partículas coloidais do solo? Cite um exemplo clássico 
de macronutriente cujo contato para absorção pelas plantas depende quase que 
exclusivamente da difusão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.3. Composição do Solo  7 
3.3. Composição do Solo 
 Um solo mineral, próximo à superfície, com condições físicas ótimas para o 
crescimento vegetal, apresenta, aproximadamente, a seguinte composição 
volumétrica: 50% de espaço poroso, ocupados por partes iguais de ar e de água, 45 - 
48% de sólidos minerais e 2 a 3 e, por vezes, 5% de matéria orgânica. Têm-se, 
normalmente, então, 50 % constituídos pela fase sólida, 25% pela fase líquida e 25% 
pela fase gasosa. 
 
Minerais
45 - 48%
Ar
25%
Água
25%
50% de poros 50% de partículas
sólidas
M.O. 2 a 5% 
Figura 3.1 - Composição volumétrica de um solo com boa estrutura (Murphy ,1980). 
3.4. Frações Granulométricas do 
Solo 
 A fase sólida é constituída de agregados que se apresentam, até certo ponto, 
individualizados. Os agregados são formados de partículas unitárias, cimentadas entre 
si por matéria orgânica, óxidos de Fe e Al, sílica etc. As partículas individuais são 
obtidas após a dispersão dos agregados. Limites de tamanho definem as partículas 
como pertencentes a diferentes frações. Esses limites são estabelecidos pela 
classificação de Atterberg ou classificação internacional (Figura 3.2). 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.4. Frações Granulométricas do Solo  8 
 
|-------------------------------------------- Terra Fina ---------------------------------| 
 
 
Argila 
 
Silte 
Areia 
muito 
fina 
Areia 
 
fina 
Areia 
 
média 
Areia 
 
grossa 
Areia 
muito 
grossa 
 
Cascalh
o 
0 0,002 0,02 0,05 0,2 0,5 1 2 
Limites de tamanho (em mm) 
 
Figura 3.2 - Limites dos tamanhosdas partículas dos solos. 
FONTE: FNIE, (1974); Murphy, (1980). 
 
3.4.1. Sistema Coloidal 
 
 O solo pode ser considerado como um sistema disperso, pois é constituído de 
mais de uma fase, sendo que a fase sólida está em estado de acentuada subdivisão. 
Há, portanto, um sistema coloidal1/ no solo, constituído de partículas diminutas, de 
tamanho coloidal, minerais ou orgânicas, ou organo-minerais, como fase dispersa na 
solução (ou no ar) do solo, como meio de dispersão. Nesse sistema ocorrem reações 
químicas, físico-químicas e microbiológicas da maior importância no estudo dos solos. 
E, nessa fase dispersa, encontram-se as argilas. 
 Como exemplo, além do solo, pode-se citar a presença de sólido (fase dispersa) 
em gás (meio de dispersão) constituindo fumaça, poeira; o líquido em gás, constituindo 
névoa etc (Shaw, 1975). 
 
 
 
1/
 Nos sitemas coloidais, um ou mais componentes constituindo a fase dispersa (a fase constituída pelas 
partículas) apresentam, pelo menos, uma de suas dimensões entre 1 m e 1 nm (1 nm = 10
-9 m), e encontram-se 
em uma segunda fase, o meio de dispersão (água e ar, o meio pelo qual as partículas se distribuem). 
 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.4. Frações Granulométricas do Solo  9 
3.4.1.1. Propriedades de um Sistema Coloidal 
 
 a) Grande Superfície Específica 
 
 O termo superfície específica refere-se à área pela unidade de peso do material 
considerado (solo como um todo, fração argila apenas, matéria orgânica etc.) e é, 
usualmente, expressa em metros quadrados por grama. 
 A compreensão do significado prático dessa propriedade torna-se mais fácil ao 
se tomar um cubo com 1 cm de aresta, pesando 1 g, o qual tem uma superfície igual a 
6 cm2 e uma superfície específica igual a 6 x 10-4 m2/g. Se este cubo for, inicialmente, 
dividido ao meio, paralelamente a duas de suas faces opostas, a superfície total dos 
dois blocos formados será de 8 cm2, logo, com 2 cm2 a mais do que o cubo inicial, 
correspondentes às duas novas superfícies expostas pela divisão. Como o peso total 
dos dois blocos continua o mesmo, a superfície específica total do material foi 
aumentada para 8 x 10-4 m2/g. Se o cubo for subdividido em 1.000 cubos, cada um 
com aresta igual a 0,1 cm, a superfície total destes cubos será igual a 60 cm2, o que 
dará uma superfície específica igual a 60 x 10-4 m2/g. Se for subdividido em 1.000.000 
de cubos, cada um com aresta igual a 0,01 cm, a superfície total será igual a 600 cm2 
e a específica igual a 600 x 10-4 m2/g. 
 Deve-se, portanto, esperar grandes variações entre solos quanto às suas 
superfícies específicas. Entre os fatores responsáveis por essas variações, encontram-
se: 
 . Textura ou granulometria. 
 . Tipos de minerais de argila. 
 . Teor de matéria orgânica. 
 Em virtude do menor tamanho da fração argila do solo, em relação às outras 
frações, pode-se deduzir que esta fração, de natureza coloidal, contribui em maior 
proporção com o valor da superfície específica do solo. Trabalho de Grohmann (1977) 
comprova isto, ao ser obtido um coeficiente de correlação positivo e estatisticamente 
significativo entre o teor de argila e a superfície específica de amostras de diversos 
solos. Amostras de solos que tiveram sua matéria orgânica previamente eliminada 
apresentaram superfície específica variando de 8,1 m2/g de solo com 5,5% de argila a 
63,8 m2/g de outro solo com 42,4% de argila (Novais, 1977). 
 Quanto ao tipo de mineral de argila presente, sabe-se, por exemplo, que a 
caulinita apresenta superfície específica de 10 a 30 m2/g, os óxidos de Fe de 100 a 
400 m2/g, e a montmorilonita, no outro extremo, de 700 a 800 m2/g, segundo citações 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.4. Frações Granulométricas do Solo  10 
de Grohmann (1975). É de se esperar, portanto, que solos tropicais, que têm nos 
óxidos e na caulinita os maiores constituintes da fração argila, tenham menor 
superfície específica, em geral, que solos de regiões temperadas, onde há 
predominância de montmorilonita e de outras argilas silicatadas mais ativas (Quadro 
3.1). 
 Quanto à matéria orgânica presente, embora ocorra na maioria dos solos em 
proporções relativamente pequenas, contribui, significativamente, para o valor da 
superfície específica do solo, devido ao seu alto grau de subdivisão. O efeito da 
matéria orgânica sobre a superfície específica do solo pode ser verificado pelo trabalho 
de Grohmann (1970) , citado por Grohmann (1975), ao verificar que a superfície 
específica de uma amostra de um horizonte Ap de um Latossolo Roxo, inicialmente 
com 90,3 m2/g, (equivalente a 180.600 km2/ha, aproximadamente 1/3 da superfície do 
Estado de Minas Gerais ou quase a do Estado do Paraná), caiu para 61,2 m2/g após a 
eliminação da matéria orgânica por oxidação com H2O2. Assim, um solo com maior 
teor de matéria orgânica deverá ter maior superfície específica que outro com menor 
teor, se outras características, como tipo e quantidade de argila, forem mantidas 
constantes. 
 A superfície específica de materiais do solo normalmente é determinada com base 
na adsorção monomolecular de substâncias sobre as partículas do solo. São substâncias 
próprias para este fim o EG (etilenoglicol), o EGME (etilenoglicolmonoetiléter) e o glicerol 
(Grohmann, 1975). 
 
 b) Cargas Elétricas 
 
 Propriedade muito importante de uma dispersão coloidal é a presença de 
cargas elétricas. As partículas coloidais do solo, as argilas de modo geral, são 
eletronegativas. Embora possam, também, possuir cargas positivas, estas são, 
normalmente, em menor número que as negativas. Em alguns solos, com um grau de 
intemperismo bastante adiantado, pode-se encontrar um maior número de cargas 
positivas do que negativas, entretanto, tal situação não é representativa do 
normalmente observado. Essas cargas elétricas proporcionam a adsorção de íons de 
cargas opostas, retendo-os no solo, íons na sua maioria de importância para o 
crescimento e desenvolvimento das plantas. 
 
 
 
 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.4. Frações Granulométricas do Solo  11 
Quadro 3.1 - Superfície específica dos principais componentes da fração argila do solo 
 
Constituintes da fração argila Superfície específica 
 m2/g 
 
Gibbsita 1 - 2,5 
Anatásio 10 
Caulinita 10 - 30 
Goethita 30 
Mica hidratada 100 - 200 
Clorita 100 - 175 
Óxidos de ferro 100 - 400 
Sílica amorfa 100 - 600 
Sílica-alumina amorfa 200 - 500 
Vermiculita 300 - 500 
Alofana 400 - 700 
Montmorilonita 700 - 800 
Matéria orgânica  700* 
 
* Muito variável 
FONTE: Grohmann (1975) citando vários autores. 
 
 c) Cinética 
 
 As partículas dispersas em meios líquidos apresentam movimentos (Shaw, 
1975). O movimento browniano é caracterizado pelo movimento brusco, irregular e em 
zigue-zague de partículas individuais no meio de dispersão. Esse movimento deve-se à 
energia cinética das partículas. 
 O movimento de difusão é conseqüência da migração de partículas de uma 
região de maior concentração para outra de menor concentração. 
 Há, também, o movimento ocasionado pela força gravitacional, responsável pela 
sedimentação de partículas. 
 
3.4.2. Mineralogia da Fração Argila 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.4. Frações Granulométricas do Solo  12 
 
3.4.2.1. Argilas Silicatadas 
 
 Dentro da fração argila (partículas menores que 2 m), as argilas silicatadas são 
os constituintes mais comuns em solos de regiões temperadas, ainda não sujeitos a 
um estágio avançado de intemperismo. 
 As argilas silicadas são constituídas de duas unidades estruturais 
básicas. Uma é o tetraedro de sílica, formado por ligações de um átomo de Si a 4 
átomos de oxigênio: 
 
 
 A outra unidade é constituída pelo octaedro de alumina, formado por um 
átomo de Al e seis átomos de oxigênio: 
 
 
 
 Os tetraedros podem ligar-se entre si, formando uma camada contínua, 
seguindo duas direçõesno espaço, constituindo a estrutura dos filossilicatos. A ligação 
dos octaedros entre si também dá origem a uma camada semelhante à anterior. 
 Os cristais das argilas silicatadas são constituídos de camadas alternadas de 
tetraedros e de octaedros, ligadas entre si por átomos de oxigênio comuns aos átomos 
de Si (tetraedros) e aos de Al (octaedros). O número de camadas de tetraedros para 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.4. Frações Granulométricas do Solo  13 
camadas de octaedros, por unidade componente de um cristal de argila silicatada, é 
uma característica básica de identificação dos principais grupos de argilas silicatadas 
(Pinto, 1967; ANDA, 1975; Moniz, 1975). 
 
3.4.2.2. Principais Grupos de Argilas Silicatadas 
 
 a) Caulinita 
 
 Caracteriza-se por um arranjo com uma camada de tetraedros e uma de 
octaedros, ligadas entre si, rigidamente, pelos átomos de oxigênio comuns ás duas 
camadas, constituindo uma unidade cristalográfica. Unidades assim formadas e 
rigidamente ligadas entre si por pontes de hidrogênio constituem o grupo das caulinitas 
ou o grupo das argilas do tipo 1:1 (Figura 3.3). São hexagonais e de tamanho grande, 
o que condiciona pequena superfície específica, se comparada às partículas de argila 
silicatada mais ativa como a montmorilonita. 
 
 
 
Figura 3.3 - Representação esquemática das argilas do grupo da caulinita (tipo 1:1). 
 
 b) Montmorilonita 
 
 Caracteriza-se por unidades constituídas por um arranjo com duas camadas de 
tetraedros para uma de octaedros, ligadas rigidamente pelos átomos de oxigênio 
comuns às lâminas. São também denominadas argilas do tipo 2:1. As unidades são 
frouxamente ligadas entre si por moléculas d'água e cátions presentes na solução, o 
que permite que a distância entre elas seja variável. Como conseqüência, cátions e 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.4. Frações Granulométricas do Solo  14 
moléculas podem se mover entre essas unidades, o que proporciona tanto uma 
superfície total (a interna mais a externa) como uma superfície específica bem maiores 
do que para a caulinita (Figura 3.4). Com a hidratação deste material, há aumento da 
distância entre as unidades, o que justifica a classificação desta argila como 
expansiva. Com a desidratação, ocorre o inverso: aquela distância diminui, havendo 
uma contração do material. Solos que apresentam conteúdo significativo de argilas 
expansivas apresentam, geralmente, quando secos, superfície trincada, com fendas 
que contornam diferentes formas geométricas. Com a reidratação, tais fendas 
desaparecem devido à expansão do material. Como toda a sua superfície apresenta 
cargas negativas, este colóide possui elevada capacidade de adsorção de cátions. 
 
 
 
Figura 3.4 - Representação esquemática das argilas do grupo da montmorilonita (tipo 
2:1). 
 
 c) Ilita 
 
 O grupo da ilita, ou mica hidratada, apresenta a mesma organização estrutural 
que a montmorilonita (tipo 2:1), exceto no que diz respeito às ligações entre as 
unidades cristalográficas. A existência de "deficit" de carga positiva na camada de 
tetraedro conduz à existência de excesso de cargas negativas que são neutralizadas, 
geralmente por íons de K, fortemente retidos entre duas unidades. Essas ligações 
diminuem intensamente a expansão do material quando sujeito à hidratação. A 
superfície de adsorção catiônica é, conseqüentemente, menor do que a da 
montmorilonita. 
 
 d) Outros Grupos de Argilas Silicatadas 
 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.4. Frações Granulométricas do Solo  15 
 A presença mais freqüente de vermiculita (tipo 2:1), argila silicatada 
semelhante à montmorilonita, embora não tão expansiva como esta, em solos de 
regiões temperadas, diz sobre sua menor resistência ao intemperismo, do que a 
caulinita, por exemplo, tão freqüente em solos de regiões tropicais. 
 A clorita difere das demais estudadas por apresentar, além do grupo 2:1 de 
talco (com unidade cristalográfica similar à da montmorilonita, mas com Mg dominando 
a camada de octaedros), uma camada adicional de brucita (Mg(OH)2). Por essa razão, 
essa argila é conhecida pelo tipo 2:2 ou, também, pelo tipo 2:1:1 (duas lâminas de 
tetraedros, uma de octaedros e uma de brucita). A superfície específica e a 
capacidade de troca catiônica são semelhantes às da ilita. 
 
3.4.2.3. Argilas Não Silicatadas - Óxidos de Fe e de Al 
 
 Este tipo de material coloidal, também constituinte da fração argila, predomina, 
freqüentemente, em solos tropicais, misturado com argilas silicatadas, principalmente 
caulinita. Embora por simplicidade os óxidos hidratados sejam representados por 
hidróxidos de Fe e de Al, Al(OH)3 e Fe(OH)3, suas estruturas químicas, segundo 
Buckman e Brady (1966), são mais corretamente representadas por Fe2O3.xH2O e 
Al2O3.xH2O. 
 A gibbsita (Al2O3.3H2O) e a goethita (Fe2O3.H2O) são, segundo esses autores, 
os óxidos hidratados de Fe e de Al de maior predominância na fração argila. A 
hematita, quimicamente óxido de ferro não hidratado (Fe2O3), é outro componente 
freqüente da fração argila, principalmente de solos tropicais. 
 Esses óxidos, de maneira geral, são os principais responsáveis pela adsorção 
aniônica dos solos. O efeito desses óxidos sobre a adsorção de fosfatos em solos tem 
sido intensamente estudado (Fox et al., 1971; Syers et al., 1971; Leal & Veloso, 1973; 
Lopes, 1977; Bahia Filho, 1982). 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.5. Origem das Cargas Elétricas do Solo  16 
3.5. Origem das Cargas Elétricas 
do Solo 
3.5.1. Cargas Negativas 
 
 Como já foi dito, há no solo, em geral, predominância de cargas negativas sobre 
positivas. Essa predominância, bastante significativa em solos de regiões temperadas, 
devido à presença de argilas silicatadas mais ativas, tende a diminuir e, em alguns 
casos extremos, desaparecer ou mesmo inverter nos solos mais intemperizados de 
regiões tropicais. 
 As cargas eletronegativas do solo podem ter diferentes origens: 
 
 a) Dissociação do Grupo OH 
 
 O grupo -OH nas terminações tetraedrais ou octaedrais, em faces quebradas 
das unidades cristalográficas das argilas silicadas pode se dissociar, gerando uma 
carga negativa. 
 
 Verifica-se que com elevação do pH do meio (solo) o equilíbrio é deslocado para 
a direita em razão da neutralização dos íons H+ liberados na dissociação do grupo -OH 
(H+ + OH-  H2O). 
 
 b) Substituição Isomórfica 
 
 Em argilas do tipo 2:1, alguns átomos de Si dos tetraedros podem ser 
substituídos por Al, bem como o Al dos octaedros pode ser substituído por Mg ou por 
outros cátions. A substituição do Si4+ (que se encontrava, inicialmente, neutralizando 4 
cargas negativas) por Al3+ irá condicionar sobra de uma carga negativa. De maneira 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.5. Origem das Cargas Elétricas do Solo  17 
semelhante, uma carga negativa será gerada pela substituição de um Al3+ de um 
octaedro por um cátion Mg2+. 
 Deve-se ressaltar que o número de cargas geradas por este processo não é 
variável com alterações do pH do meio. 
 
 c) Matéria Orgânica 
 
 Na matéria orgânica do solo, as cargas negativas originam-se, principalmente, 
da dissociação de grupos carboxilícos e fenólicos, de acordo com as equações 
químicas: 
 
 
 
 Verifica-se pelas equações que o equilíbrio é deslocado para a direita, forma 
dissociada, com a elevação do pH do meio, ou seja, com a neutralização da acidez (H+ 
+ OH-  H2O). 
 
 
3.5.2. Cargas Positivas 
 
 As cargas eletropositivas do solo têm sua origem nos óxidos e hidróxidos 
(óxidos hidratados) de Fe e de Al, preferencialmente. Tal situação se dá de maneira 
mais significativa em condições mais ácidas de solo (Jarward e Reisenauer, 1966). 
 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.6. Adsorção e Troca Iônica  18 
 
 Esse esquema mostra que os óxidos hidratados de Fe e de Al podem dar 
origem a cargas eletropositivas,eletronegativas ou permanecer com carga neutra na 
superfície, dependendo do pH do solo. 
 
3.5.3. Densidade de Carga 
 
 A densidade de cargas negativas é a quantidade destas cargas por unidade de 
superfície de um material. Pode ser expressa em molc/m
2 ou em C/m2. O molc 
negativa corresponde a 9,6485 x 104C (coulomb). A caulinita tem 1,93 x 10-3C/m2 e a 
montmorilonita 1,64 x 10-3C/m2. 
3.6. Adsorção e Troca Iônica 
 As propriedades de adsorção iônica do solo são devidas, quase que totalmente, 
aos minerais de argila e à matéria orgânica coloidal do solo, materiais de elevada 
superfície específica. Essas partículas coloidais do solo apresentam cargas elétricas 
negativas e positivas, podendo adsorver ou "reter", por diferença de carga, tanto 
cátions como ânions. 
 
1/ O PCZ (ponto de carga zero) é o pH em que o solo apresenta carga líquida nula. Seu valor é variável 
de acordo com a natureza dos materiais trocadores de íons constituintes do solo. 
 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.6. Adsorção e Troca Iônica  19 
 Como foi indicado, na fase sólida do solo, de acordo com a natureza e 
proporção dos átomos que se combinam para formar seus componentes, são geradas 
cargas elétricas. Essas cargas, negativas ou positivas, são neutralizadas por íons de 
carga contrária, que podem ser trocados por outros íons presentes na solução do solo. 
Essa reação de troca se dá entre íons de mesma carga. O fenômeno é conhecido 
como troca iônica e, depois da fotossíntese, é o processo mais importante para a vida 
na terra (Russel & Russel, 1973). 
 As cargas negativas são neutralizadas por íons eletropositivos, ou seja, pelos 
cátions, o que se denomina adsorção catiônica. Na neutralização de cargas positivas 
pelos ânions tem-se a adsorção aniônica. Os íons envolvidos nesse processo de 
adsorção ligam-se por eletrovalência ou por covalência às partículas coloidais do solo. 
Os cátions mais envolvidos quantitativamente nesse processo são: Ca2+, Mg2+, Al3+, 
H+, K+, Na+ e NH4
+, sendo o Ca2+, comumente, o mais abundante em alguns solos, 
enquanto que, em outros, é o Al3+. Alguns micronutrientes estão, também, sujeitos ao 
mesmo processo, embora em quantidades muito pequenas, se comparadas aos 
listados inicialmente. Os íons adsorvidos às partículas coloidais (também as partículas 
maiores podem apresentar cargas elétricas, embora em número limitado devido às 
suas pequenas superfícies específicas) podem ser deslocados e substituídos, 
estequiometricamente, por outros íons de mesmo tipo de carga, dando-se uma troca 
iônica. 
 Como as cargas da fase sólida se manifestam na superfície das partículas 
(micelas) do solo, há estreita relação entre o fenômeno de troca e a área superficial 
dessas micelas. Essa área, expressa em m2/g, é a superfície específica do solo 
(Quadro 3.2). Assim, o fenômeno de troca iônica do solo, que é basicamente a 
expressão de suas propriedades físico-químicas, é função de sua superfície específica 
e da densidade de cargas elétricas que se manifestam nesta superfície. 
 Na solução do solo, que envolve as partículas coloidais, os íons estão se 
deslocando constantemente, à semelhança de abelhas de uma colméia. A maioria das 
abelhas permanece na colméia, mas se distanciam de tempo em tempo para depois 
retornar (FNIE, 1974). Os íons em movimento representam os elementos em estado 
trocável ou disponível. 
 
 
 
 
 
 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.6. Adsorção e Troca Iônica  20 
Quadro 3.2. Superfície específica de alguns materiais de solo 
 
Classe de Solo Horizonte Profundidade Superfície Específica 
 (cm) (m2/g) 
 
Podzólico Vermelho-Amarelo orto B1 32 - 46 44,0 
 B2 46 - 58 61,0 
 
Latossolo Roxo Ap 0 - 13 90,3 
 A3 13 - 43 68,3 
 B21 43 - 70 82,3 
 
Latossolo Vermelho Escuro orto B21 32 - 52 72,0 
 B22 52 - 80 98,0 
 
FONTE: Grohmann (1975) 
 
 Esquematicamente, o fenômeno de adsorção e troca iônica pode ser 
representado pela equação: 
 
 a) Troca Catiônica 
 
 
 b) Troca Aniônica 
 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.7. Capacidade de Troca Catiônica  21 
3.7. Capacidade de Troca 
Catiônica 
 Se uma solução salina é colocada em contato com certa quantidade de solo, 
verificar-se-á a troca entre os cátions contidos na solução e os da fase sólida do solo. 
Esta reação de troca se dá com rapidez, em proporções estiquiométricas e é 
reversível. Por métodos analíticos, a quantidade de cátion que passou a neutralizar as 
cargas negativas do solo pode ser determinada. O resultado é a capacidade de troca 
catiônica do solo (CTC). 
 Na determinação de CTC do solo é importante considerar o pH em que a troca 
catiônica se verifica. Isto porque, além das cargas negativas de caráter eletrovalente, 
existem também cargas de caráter covalente. Estas se manifestam, ou não, de acordo 
com o pH do meio. Assim, parte das cargas negativas do solo (eletrovalente) é 
permanente, enquanto que outra parte (covalente) é dependente do pH. A um dado 
pH, parte das cargas dependentes estará bloqueada por H: (ligações covalentes). 
Desta forma, a CTC do solo nesse pH será dada pelas cargas permanentes mais 
aquelas dependentes de pH, porém livres do hidrogênio covalente, constituindo a CTC 
efetiva do solo, a esse valor de pH. E, quando se aumenta o pH do sistema, mais íons 
H+ ligados a cargas dependentes do pH são neutralizados, resultando num 
conseqüente aumento da CTC efetiva do solo. 
 Dentre os cátions que neutralizam as cargas negativas da CTC efetiva do solo, 
incluem-se, principalmente, as bases (Ca2+, Mg2+, K+, Na+ e NH4
+), o Al3+ e, também, 
cátions H+ ligados a cargas negativas da CTC de caráter mais eletrovalente (tipo ácido 
forte). 
 Ao conjunto dos cátions que estão ocupando a CTC do solo, saturando-a, 
juntamente com as cargas negativas dos colóides denomina-se complexo sortivo do 
solo. 
 Quando se usa uma solução salina não tamponada, como KCl 1 mol/L ou 
CaCl2 0,5 mol/L, para a determinação da CTC do solo, o valor obtido corresponderá à 
CTC efetiva. Por outro lado, se a solução salina for tamponada a um definido pH, o 
valor obtido corresponderá à CTC total do solo naquele pH, englobando a CTC 
permanente e a CTC dependente do pH. Para determinar a CTC a pH 7,0, usa-se uma 
solução tamponada de acetato de cálcio 0,5 mol/L, ou de acetato de amônio 1 mol/L, 
pH 7,0. 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.7. Capacidade de Troca Catiônica  22 
 Na Figura 3.5 é apresentado um esquema que ilustra os conceitos discutidos. 
 
 pH do solo pH 7,0 
| CTC permanente |  CTC dependente de pH | 
 Al3 H H H 
K Ca 2 
 Ca2 H H H H 
H Al3 
 H H H H 
NH Mg4
2 
 
 
 Mg2 H H 
 H 
 H H 
 
 CTC efetiva |  CTC "bloqueada"  
 
 
Figura 3.5. Representação esquemática da CTC de um solo de região tropical. 
 
 
3.7.1. Princípios Básicos do Fenômeno de Troca 
Catiônica 
 
 a) O fenômeno de troca é reversível. Os cátions adsorvidos podem ser 
deslocados por outros, e, assim, sucessivamente. 
 b) O fenômeno de troca é uma reação estequiométrica, isto é, obedece a lei dos 
equivalentes químicos, um molc de um cátion por um molc de outro cátion. 
 c) É um processo rápido. Na determinação da CTC, o tempo de agitação do 
solo e solução varia entre 5 e 15 minutos. 
 
 
3.7.2. Fatores que Afetam a Capacidade de Troca 
Catiônica 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.7. Capacidade de Troca Catiônica  23 
 
 Muitas condições do solo têm influência sobrea CTC, dentre as quais: pH, 
natureza dos cátions trocáveis, concentração da solução e natureza da fase sólida. 
 O efeito do pH se verifica, principalmente, sobre as cargas dependentes de pH, 
como já se discutiu. 
 A natureza dos cátions trocáveis afeta a preferencialidade de troca no solo, de 
acordo com a densidade de carga dos cátions, isto é, Z/r, onde Z é a carga do íon e r é 
o raio do íon hidratado. Os cátions que têm maior densidade de carga são mais retidos 
nas cargas negativas do solo. Por isso, os cátions polivalentes são geralmente mais 
fortemente retidos no solo. A seqüência de preferencialidade de troca de cátions para 
uma mesma concentração foi estabelecida por Hofmeister, sendo conhecida como 
seqüência de Hofmeister (Mengel & Kirkby, 1982), ou série liotrópica (Russel & Russel, 
1973). Esta seqüência é a seguinte: 
 
Li+ < Na+ < K+ < Rb+ < Cs+ < Mg2+ < Ca2+ < Sr2+ < Ba2+ 
 
 A diferença na preferencialidade de troca entre cátions da mesma carga se 
deve à diferença existente entre os raios iônicos hidratados (espessura da camada de 
hidratação do íon), que faz com que o Cs+ seja mais fortemente retido, em forma 
eletrostática, que o Li+ (Cs+ apresenta menor espessura da sua camada de 
hidratação). A diferença entre mono e bivalentes deve-se à Lei de Coulomb, que diz 
que a atração entre cargas é diretamente proporcional ao número de cargas e 
inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa. 
 O alumínio, sendo trivalente, é mais fortemente retido que os divalentes. O 
hidrogênio, em razão de suas propriedades específicas, não se comporta como 
monovalente, quanto à preferencialidade de troca. Seu papel depende, também, da 
natureza do material trocador. 
 A concentração dos cátions na solução do solo afeta a preferencialidade de 
troca, interagindo com a carga dos cátions envolvidos. Assim, à medida que se dilui a 
solução, mantendo constantes as quantidades dos cátions presentes, verifica-se um 
aumento na preferencialidade de troca pelos cátions de menor valência, como o Na+. 
Em razão disso, em solos de regiões úmidas as bases vão sendo lixiviadas e o cátion 
que acaba predominando no complexo é o Al3+; por outro lado, em solos de regiões 
áridas e semi-áridas a tendência é de acúmulo de cátions monovalentes, principal-
mente o Na+. A "lei da raiz quadrada", de Schofield, descreve matematicamente essas 
relações (Wutke & Camargo, 1975). 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.7. Capacidade de Troca Catiônica  24 
 A natureza do material trocador influi, principalmente, na densidade de cargas 
negativas responsáveis pela CTC do solo, que pode ser expressa em cmolc/kg. A CTC 
de alguns materiais trocadores, considerados isoladamente, é dada no Quadro 3.3. 
 Em solos de regiões tropicais, como na maior parte do território brasileiro, a 
matéria orgânica apresenta, geralmente, a maior participação no valor da CTC. 
Exemplos dessa contribuição na CTC a pH 7 são apresentados no Quadro 3.4. 
 Além, disso, em função do arranjo estrutural do material trocador e de sua 
interação com os cátions, pode haver alguma preferencialidade nas regiões de troca. 
Por exemplo, os minerais de argila do tipo 2:1 retêm, preferencialmente, o potássio e o 
amônio, enquanto que, na matéria orgânica, o cálcio é o cátion normalmente mais 
retido, depois do hidrogênio. 
 
Quadro 3.3 - Capacidade de troca catiônica, a pH = 7,0, de alguns materiais trocadores 
constituintes do solo. 
 
Material CTC 
 (cmolc/kg) 
 
Matéria Orgânica 150 - 400 
Vermiculita 100 - 150 
Montmorilonita 80 - 150 
Ilita 20 - 50 
Clorita 10 - 40 
Haloisita . 4H2O 40 - 50 
Haloisita . 2H2O 5 - 10 
Caulinita 3 - 15 
Óxidos de Fe e Al 4 - 10 
 
FONTE: Wutke & Camargo (1972). Fassbender (1978). 
 
Quadro 3.4 - Contribuição da matéria orgânica para a CTC a pH 7 de amostras de 
camadas superficial e profunda de solos de São Paulo 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.7. Capacidade de Troca Catiônica  25 
 
 CTC 
 
Legenda 
 
Profundidade 
 
Argila 
Matéria 
 
Orgânica 
 
Total 
Da 
matéria 
orgânica 
Devida 
matéria 
orgânica 
 cm % dag/kg1/ ---- cmolc/kg ---- % 
 
PVls 0 - 6 5 0,78 3,2 2,2 69 
 115 - 150 17 0,28 3,5 0,2 6 
Pml 0 - 15 6 0,60 3,3 2,1 64 
 75 - 100 27 0,36 5,0 0,9 18 
Pln 0 - 14 12 2,52 10,0 8,2 82 
 47 - 100 24 0,33 3,6 1,2 33 
Pc 0 - 16 19 2,40 7,4 6,0 81 
 45 - 74 53 0,85 5,5 2,0 36 
PV 0 - 12 13 1,40 3,7 2,7 73 
 59 - 110 56 0,52 4,0 1,5 33 
TE 0 - 15 64 4,51 24,4 15,0 62 
 55 - 130 71 0,36 7,8 1,3 17 
LR 0 - 18 59 4,51 28,9 16,1 56 
 58 - 82 58 1,52 14,8 5,9 40 
LEa 0 - 17 24 1,21 3,9 2,9 74 
 74 - 114 31 0,59 3,2 1,9 59 
 
1/ dag/kg = % em peso. 
FONTE: Raij (1969) 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.8. Dupla Camada Difusa  26 
3.8. Dupla Camada Difusa 
 A dupla camada difusa (DCD), baseada na teoria de Gouy & Chapman, é um 
modelo de distribuição dos íons na solução, a partir da superfície de um colóide 
(partícula eletricamente carregada). No caso do solo, os colóides são os componentes 
da fração argila e da matéria orgânica, isto é, as micelas. Esse modelo é descrito 
matematicamente pela equação (Mitchell, 1976) simplificada: 
 
L
K
Z
D
n
onde
o
 . , : 
 
L é a espessura da DCD (cm); K é uma constante que inclui a temperatura (T), a 
constante de Boltzmann (k) e a carga elétrica unitária (e). Assim, K = (k.T/8 e2)1/2 = 
1,49x102 erg1/2.esu-1; Z é a valência do íon; D é a constante dielétrica do solvente 
(esu2.dina-1.cm-2); no é a concentração do íon (íons.cm
-3 = mol/Lx6,02x1023x10-3). A 
relação das unidades envolvidas: (erg1/2.esu-1) (esu2.dina-1.cm-2.cm3)1/2 = 
(dina.cm)1/2.esu-1.esu.dina-1/2.cm1/2 = cm confirma a unidade da espessura da DCD 
(L). 
 Portanto, observa-se que a espessura da DCD é inversamente proporcional à 
valência e à raiz quadrada da concentração do íon, e diretamente proporcional à raiz 
quadrada da constante dielétrica do meio. 
 Os solventes água, álcool etílico, acetona e tetracloreto de carbono têm as 
seguintes constantes dielétricas: 80,0, 33,1, 20,7 e 2,2 esu2.dina-1.cm-2, 
respectivamente. Para provocar a compressão da DCD, podem ser usados solventes 
em seqüência, em ordem decrescente de suas constantes dielétricas. 
 A representação gráfica de DCD é dada na Figura 3.6. 
 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.9. Características da CTC do Solo  27 
 
 
Figura 3.6. Distribuição de íons a partir da superfície de colóide eletronegativo, de 
acordo com o conceito de dupla camada difusa (DCD) (Mitchell, 1976). 
3.9. Características da CTC do 
Solo 
 Dada a importância da CTC no solo, as características relacionadas com esta 
propriedade são constantemente determinadas e utilizadas em interpretações e em 
cálculos de necessidades de corretivos e de fertilizantes. Essas características são a 
própria CTC, também representada por T para a CTC a pH 7 e por t para CTC efetiva, 
no pH do solo, a soma de bases (SB), o índice de saturação por bases (V), a acidez 
trocável (alumínio trocável), a acidez total (H + Al) e a saturação por alumínio (m). 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.9. Características da CTC do Solo  28 
Esses valores, à exceção da saturação por alumínio, são conhecidos como valores de 
Hissink. 
 Uma idéia da amplitude da variação das características relacionadas com a 
CTC do solo, bem como a divisão dessas características em classes, de acordo com a 
magnitude da mesma, para solos de regiões tropicais, como os do Estado de Minas 
Gerais, é dada no Quadro 3.5. 
 
Quadro 3.5 - Classes de características relacionadas com a CTC de solos do Estado 
de Minas Gerais. 
 
Características Classes 
 Muito Baixa Baixa Média Alta Muito Alta 
 
SB cmolc/dm
3 --  2,0 2,1 - 5,0 > 5,0 - 
Al3+ cmolc/dm
3 --  0,3 0,4 -1,0 > 1,0 - 
t cmolc/dm
3 --  2,5 2,6 - 6,0 > 6,0 - 
(H + Al) cmolc/dm
3 --  2,5 2,6 - 5,0 > 5,0 - 
T cmolc/dm
3 --  4,5 4,6 - 10,0 > 10,0 - 
V%  25 26 - 50 51 - 70 71 - 90 > 90 
m% --  20 21 - 40 41 - 60 > 60 
 
FONTE: Comissão de Fertilidade do Solo do Estado de Minas Gerais (1989). 
 
3.9.1. Valor T 
 
 A capacidade de troca catiônica (T) é geralmente determinada a pH 7,0, ou a 
pH 8,2 (para solos alcalinos e salinos). Ultimamente, tem sido mais usado o valor T a 
pH 7,0 que é calculado somando-se as bases e a acidez total (SB + H + Al). Além 
dessas duas expressões, pode-se ainda citar o valor t ao pH do solo (CTC efetiva), que 
é calculado somando-se as bases com a acidez trocável (SB + Al3+). 
 Os princípios básicos do fenômeno de troca são usados no processo de 
determinação da CTC de um solo ou de um material qualquer. 
 1) Agita-se uma amostra de solo, de peso ou volume conhecidos, com uma 
solução de KCl 1 mol/L: 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.9. Características da CTC do Solo  29 
 
 2) Os cátions deslocados, bem como o excesso de KCl em solução são 
eliminados da amostra, por meio de filtração e lavagens. 
 No filtrado, podem ser determinadas as bases Na+, Ca2+ e Mg2+, que, 
adicionadas ao K+, determinado em outra extração, dão a soma de bases (SB). 
Também nesse filtrado determina-se Al3+. Outra alternativa é continuar com a lavagem 
do excesso de KCl e os seguintes passos: 
 3) Agita-se a amostra agora com uma solução que contenha outro cátion, CaCl2 
0,5 mol/L, por exemplo: 
 
 4) Filtra-se a suspensão e analisa-se, quantitativamente, o K+ em solução, 
deslocado pelo Ca2+. A quantidade de K+ analisada, em cmol+/kg de amostra do solo 
quando a medida foi em peso e cmol+/dm3 quando a media foi em volume, este valor 
corresponde à sua CTC (cmolc/kg ou cmolc/dm
3). 
 Para separar as contribuições de CTC permanente e CTC dependente de pH, 
utilizam-se solucões extratoras (caso do KCl 1 mol/L no 1o passo), em diferentes 
valores de pH. Historicamente, foi Schofield (1949) que verificou que a CTC de uma 
argila caulinítica eleva-se de 4 para 10 cmolc/kg com a elevação do pH da solução 
extratora de 6,0 para 7,0. O acréscimo no valor da CTC com a elevação do valor do pH 
foi denominado CTC dependente de pH (CTC pH-dependente). 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.9. Características da CTC do Solo  30 
 No pH da solução extratora correspondente ao do solo, tem-se a CTC efetiva, 
que é a CTC permanente mais o aumento do valor da CTC com a elevação do pH de 
extração correspondente à CTC pH-dependente até o pH do solo (Quadro 3.6). 
Também os dados do Quadro mostram que em todos os três solos a contribuição da 
CTC pH-dependente até pH 7 e pH 8 foi bastante significativa, principalmente no 
primeiro e último solos, devido ao maior conteúdo de matéria orgânica, material que 
apresenta CTC tipicamente dependente de pH. 
 
Quadro 3.6 - Valores de CTC de três solos (horizonte AI), em três valores diferentes de 
pH da solução extratora e conteúdo de matéria orgânica dos solos. 
 
Solo pH de Determinação da CTC Matéria 
 pH Solo pH 7,0 pH 8,0 Orgânica 
 ------------- cmolc/kg --------- dag/kg 
 
Podzólico Vermelho-Amarelo 4,41 8,32 11,44 5,24 
Latossolo Vermelho-Escuro, textura média 1,58 3,14 4,22 1,39 
Latossolo Vermelho-Escuro, textura argilosa 1,41 5,62 8,96 3,53 
 
FONTE: Hara (1974). 
 
3.9.2. Soma de Bases (SB) 
 A soma de bases (SB) é calculada somando-se os teores de Ca2+, Mg2+, K+, 
Na+ e NH4
+ trocáveis. Nos solos ácidos de regiões tropicais, como os do Estado de 
Minas Gerais, os cátions trocáveis Na+ e NH4
+ geralmente têm magnitude desprezível. 
 
3.9.3. Saturação por Bases (V) 
 
 A participação das bases no complexo sortivo do solo, expressa em 
porcentagem, é conhecida como saturação por bases (V). 
V
SB
T
 .100 
 Para este cálculo, usa-se o valor T (CTC a pH 7,0). 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.9. Características da CTC do Solo  31 
3.9.4. Acidez Trocável 
 
 A acidez trocável é representada pelo Al3+ mais o H+ que faz parte da CTC 
efetiva. Como, em geral, a participação do H+ é pequena em relação ao Al3+, este valor 
é também chamado de alumínio trocável. O alumínio é considerado como acidez 
porque, em solução, por hidrólise, gera acidez, de acordo com a seguinte equação 
simplificada: 
 
 
3.9.5. Acidez Potencial 
 
 A determinação da acidez total ou potencial é feita usando-se como extrator 
uma solução tamponada de acetato de cálcio 0,5 mol/L, pH 7,0. Esta acidez inclui 
H + Al (H+ trocável, H de ligações covalentes que é dissociado com a elevação do pH, 
Al3+ trocável e outras formas de Al). A maior parte do H provém das cargas negativas 
dependentes do pH. Esta fração é chamada acidez dependente do pH. A participação 
do H em geral é maior do que a do alumínio trocavél. Uma outra denominação usada 
para a acidez potencial é acidez titulável (Wutke & Camargo, 1972), certamente 
inadequada. 
 
3.9.6. Saturação por Alumínio (m) 
 
 A saturação por alumínio, representada por m, é calculada pela expressão: 
m
Al
SB Al




3
3
100
 
. 
 Observa-se que m é a percentagem de alumínio trocável na CTC efetiva do 
solo. 
 Informações sobre os valores de T, SB e V de um solo podem indicar o tipo de 
mineral presente na fração argila e possíveis problemas na sua utilização, bem como 
sobre o procedimento adequado a ser tomado para otimizar sua utilização. 
 O Quadro 3.7 mostra dados que possibilitam tirar algumas destas conclusões. 
 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.9. Características da CTC do Solo  32 
Quadro 3.7 - Valores de pH, Al3+, SB, t, (H + Al), T, V e m de três solos. 
 
Solos pH Al3+ SB t (H + Al) T V m 
 --------------------- cmolc/kg ----------------------- % 
 
A 5,4 0,1 1,9 2,0 1,4 3,3 58 5 
B 4,5 1,7 1,0 2,7 5,0 6,0 17 63 
C 6,5 0,0 10,0 10,0 1,0 11,0 91 0 
 
 
 O solo A, com valor baixo de T, deve ter sua fração argila constituída de 
caulinita e óxido de Fe e de Al, argilas pouco ativas, se o conteúdo total de argila do 
solo não for muito baixo (solo arenoso). Um outro aspecto provável é a existência de 
baixo teor de matéria orgânica neste solo. A adição de matéria orgânica a este solo 
para aumentar pelo menos temporariamente seu valor T, seria recomendada. O valor 
de V é médio, e a percentagem de saturação de Al3+ é baixa, em razão dos baixos 
valores de Al3+, presente em níveis não tóxicos. 
 O solo B, muito ácido, tem baixo V; logo, alta participação da acidez (H + Al) no 
complexo de troca, podendo apresentar alta percentagem de saturação por Al. Para 
uso agrícola, deverá ter o seu pH elevado por meio de calagem, o que irá causar 
aumento dos valores de SB e V, aumentando, conseqüentemente, o seu pH. O seu 
valor de T e valor de SB indicam que o material constituinte da fração argila é ativo, ou 
que o teor de matéria orgânica deste solo é elevado, mas apresenta poucas bases no 
seu complexo de troca. 
 O solo C apresenta-se em boas condições quanto ao seu complexo de troca e 
características a ele relacionadas. 
 No Quadro 3.8, para ilustração, são apresentadas as medianas de algumas das 
características discutidas, obtidas a partir de análises de 518 amostras de solos sob 
vegetação de cerrado (Lopes, 1975). 
 
 
 
 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.10. Capacidade de Troca Aniônica  33 
Quadro 3.8 - Medianas de pH, SB, Al3+, t, m e Matéria Orgânica de 518 amostras de 
solos sob cerrado do Brasil Central. 
 
 pH SB Al3+ t 1/ m Matéria 
 Orgânica 
 ------------ cmolc/dm
3 ------------ % dag/g 
 
Medianas 5,0 0,42 0,56 1,1 59 2,2 
 
1/
 No pH do solo (extrato KCl 1 mol/L), ou seja, CTC efetiva. 
FONTE: Lopes, 1975. 
3.10. Capacidade de Troca 
Aniônica 
 A capacidade de troca aniônica é definida como o poder do solo de reter ânionsna fase sólida, numa forma trocável com outros ânions da solução. Entretanto, a 
manifestação desta propriedade não é tão característica quanto à troca catiônica, isto 
é, não são atendidas tão perfeitamente as condições de rapidez, reversibilidade e 
estequiometria. Por esta razão, a troca aniônica é mais freqüente e convenientemente 
denominada adsorção aniônica, sendo a adsorção um processo mais complexo do que 
a simples troca. 
 Um aspecto particular do comportamento de certos ânions no solo é a adsorção 
específica. Por este processo os ânions são retidos pela fase sólida, por meio de 
ligações fortes (covalentes), passando a fazer parte da estrutura da micela, em sua 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.10. Capacidade de Troca Aniônica  34 
superfície. Este tipo de adsorção é de baixa reversibilidade e é bem conhecido para o 
fósforo, sendo o principal responsável pela fixação de fósforo no solo, principalmente 
nos solos ricos em óxidos de ferro e alumínio. Uma reação desta natureza é aqui 
apresentada de forma simplificada (Mengel & Kirkby, 1982): 
 
 
 
 O ânion que pode deslocar o fósforo da fase sólida do solo com maior eficiência 
é o silicato (H3SiO4
-). Em segundo lugar. vem o sulfato. O nitrato e o cloreto 
praticamente não têm poder de substituir o fosfato. Pode-se dizer que a retenção de 
nitrato e cloreto no solo se dá por adsorção não específica, que tem caráter reversível. 
 Da mesma forma que a CTC, a capacidade de adsorção de ânions dos solos 
também pode ser determinada experimentalmente em laboratório. Para tanto utilizam-
se, usualmente, curvas de adsorção conhecidas como "isotermas de adsorção". Uma 
das mais utilizadas para ânions do solo, de interesse na nutrição das plantas, é a 
isoterma de Langmuir, a qual permite determinar a capacidade máxima de adsorção 
do ânion em estudo, como por exemplo a capacidade máxima de adsorção de fósforo 
(CMAP) e de sulfato (CMAS). 
 Essas isotermas são obtidas adicionando-se soluções com concentrações 
crescentes do ânion a um volume de solo conhecido. Após o equilíbrio determinam-se 
as quantidades de ânion que ficaram retidas na amostra do solo. Vale salientar que a 
técnica não permite distinguir a quantidade adsorvida daquela que é retirada da 
solução por reações de precipitação. Portanto, a capacidade máxima de adsorção 
deve-se, na realidade, a fenômenos de adsorção e de precipitação do ânion em 
estudo. 
 A capacidade máxima de adsorção de ânions varia com as características do 
solo, notadamente seu teor e tipo de argila, podendo atingir valores bastantes 
elevados para solos muito intemperizados com altos teores de argila. Bahia Filho 
(1982) obteve valores de CMAP variando de 0,22 a 1,26 mg/g de P para Latossolos do 
Planalto Central do Brasil. Estes valores correspondem a uma retenção de, 
aproximadamente, 1.000 a 6.000 kg/ha de P2O5 na camada arável. 
 Resultados obtidos por Dias (1992) ilustram o efeito do teor e tipo de argila na 
CMAP e CMAS de amostras de Latossolos (Quadro 3.9). Verifica-se que o solo MS, 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.10. Capacidade de Troca Aniônica  35 
com menor teor de argila, apresenta valores de CMAP e CMAS menores em relação 
aos demais solos, mais argilosos. A comparação entre os solos PT (mais argiloso) e 
PC evidencia a importância do tipo de argila na capacidade máxima de adsorção, pois 
o solo PC, apesar de apresentar um menor teor de argila, possui maior capacidade de 
adsorção em relação ao solo PT. 
 
 
Quadro 3.9 - Teores de argila e capacidade máxima de adsorção de fosfato e de 
sulfato de três latossolos brasileiros. 
 
 
Características Solo 1/ 
 MS PT PC 
 
Argila (%) 14 59 35 
CMAP (mg/cm3 P) 0,33 0,94 1,64 
CMAS (mg/cm3 S) 0,005 0,13 0,22 
 
 
 1/
 MS = Latossolo de Monte Santo 
 PT = Latossolo de Patrocínio 
 PC = Latossolo de Paracatu 
FONTE: Dias (1992) 
 
 
 As cargas positivas do solo, responsável pela adsorção aniônica, são, 
normalmente, dependentes do pH do meio. Diminuindo o pH, aumentam as cargas 
positivas do solo e a adsorção aniônica também aumenta. 
 
 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.11. Fatores Intensidade, Quantidade e Capacidade Tampão  36 
3.11. Fatores Intensidade, 
Quantidade e Capacidade 
Tampão 
 As plantas absorvem os nutrientes, na forma de íons, da solução do solo. Por 
sua vez, na fase sólida é que está a reserva desses íons. Estes são repostos para a 
solução quando sua concentração é diminuída, em razão da absorção pelas plantas, 
ou de alguma perda. 
 
 
 
 É importante, portanto, conhecer o teor de íon-nutrientes em solução, a reserva 
do mesmo na fase sólida e o poder de reposição para a solução, pela reserva da fase 
sólida. Estas três grandezas, interrelacionadas, determinam a disponibilidade do 
nutriente e são denominadas: 
 
 a) Fator Intensidade (I): é a concentração, ou, mais precisamente, a atividade 
do íon em solução. 
 
 b) Fator quantidade (Q): é a reserva do íon disponível na fase sólida do solo (íon 
em forma lábil). 
 
 c) Fator capacidade tampão: é a relação entre os fatores quantidade e 
intensidade, numa dada faixa de concentração (atividade) considerada (Q / I). 
 
 Uma representação gráfica desses fatores é mostrada na Figura 3.7. 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.11. Fatores Intensidade, Quantidade e Capacidade Tampão  37 
 
Figura 3.7 - Relação entre os fatores Quantidade (Q), Intensidade (I) e Capacidade 
Tampão (CT) de um nutriente (Khasawneh, 1971). 
 
 Outra forma de apresentar a interrelação entre fatores é a de apresentá-los 
segundo uma visão hidrodinâmica (Figura 3.8.). 
 A Figura 3.8. pode ser interpretada tomando como exemplo o P. Assim, a figura 
indica a capacidade máxima de adsorção de fosfatos (b), quanto desta capacidade está 
ocupada por íons fosfato na forma lábil (que podem passar a solução e ser absorvidos 
pelas plantas), ou seja, qual é a quantidade de formas disponíveis de P presente no solo 
(Fator Quantidade, Q). Também apresenta, por um lado, as formas de P presentes no 
solo, mas que não estão disponíveis para as plantas (P não lábil), e por outro, as formas 
presentes na solução do solo e que podem ser absorvidas diretamente pelas plantas 
(Fator Intensidade, I). Indica a capacidade tampão de fosfatos (CTF) (Novais, 1977), que, 
ao relacionar os fatores quantidade e intensidade (Q / I), está medindo a resistência que 
tem o solo a que se altere a concentração do P em solução. 
 
Figura 3.8 - Visão hidrodinâmica das inter-relações entre fatores Quantidade (Q), 
Intensidade (I) e Capacidade Tampão (CT). (Alvarez V., 1986). 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.12. Transporte de Nutrientes no Solo  38 
 Também na Figura 3.8. verifica-se que, para que uma planta absorva um 
nutriente, não basta qua o solo seja capaz de cedê-lo, é necessário que o nutriente 
seja transportado desde a solução perto das partículas sólidas até a solução perto da 
raiz absorvente. 
3.12. Transporte de Nutrientes 
no Solo 
 A comparação entre o comportamento de uma planta durante uma estação seca 
e aquele observado durante uma chuvosa permite verificar alterações bem distintas 
nesta planta. Os sistomas de deficiência nutricional que podem ser intensos em 
condições de baixa disponibilidade de água no solo diminuem em intensidade e 
normalmente desaparecem durante os períodos chuvosos. Os lançamentos curtos do 
caule, quando em déficit hídrico, são seguidos de lançamentos longo com o aumento 
da umidade do solo. Essa situação é comumente observada no colmo de cana-de-
açúcar que numa mesma planta pode apresentar regiões de entrenós curtos 
alternadas com outras de entrenós longos. É fácil verificar, ao acompanhar o 
crescimento da planta, a íntima relação entre o observado e a distribuição de chuvas 
ao longo do ano. Como a deficiência de zinco é a responsável pelo menor 
alongamento celular observadonos entrenós curtos, pode-se deduzir que houve 
naquele solo, onde a planta cresceu, períodos de maior e de menor disponibilidade 
real de zinco durante o crescimento da cana. Uma análise de zinco disponível numa 
amostra daquele solo por um extrator usual qualquer, ao longo desse período, não 
deverá acusar variações maiores, que justifiquem o observado. 
 À medida que a raiz cresce num solo ela absorve os nutrientes que inicialmente 
se encontram no trajeto de seu crescimento. Com o tempo, há um decréscimo da 
concentração desses elementos junto a superfície das raízes, à medida que eles são 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.12. Transporte de Nutrientes no Solo  39 
absorvidos, criando-se um gradiente de concentração entre esta região e aquela mais 
distante da raiz. Para que novo suprimento chegue à superfície de absorção torna-se 
necessário seu transporte até esse ponto. E, este transporte tem como veículo a água. 
Pode-se entender, conseqüentemente, que os elementos a serem transportados e 
absorvidos deverão estar na solução do solo, em suas formas iônicas, para que o 
veículo possa atuar. Um exemplo prático da importância desse transporte na nutrição 
da planta é o alumínio, que em solos ácidos pode se encontrar em solução e ser 
transportado, absorvido e trazer problemas de toxicidade para uma planta, e, quando 
precipitado pela calagem, já não entra mais em solução, não sendo, portanto, 
transportado e não sendo, conseqüentemente, absorvido por essa planta. 
 
3.12.1. Fluxo de Massa, Difusão e Intercepção de 
Raízes 
 
 Dependendo do nutriente e de suas interações com o solo, dois mecanismos 
distintos são responsáveis pelo seu transporte no solo: 
 
 . Fluxo de Massa e 
 . Difusão 
 
 Além destes dois mecanismos de transporte, há um terceiro mecanismo pelo 
qual a planta tem acesso ao nutriente. À medida que uma raiz cresce no solo ela 
encontra, ao longo de sua trajetória, nutrientes que são então absorvidos. Este 
processo, denominado intercepção de raízes, embora seja conseqüência do 
crescimento radicular apenas, ele também, indiretamente, facilita aqueles dois 
mecanismos de transporte, principalmente a difusão, por diminuir as distâncias entre 
os elementos e a raiz, pelo menos na sua região apical de crescimento. 
 A quantidade de nutriente interceptado é aquela encontrada em um volume de 
solo igual ao volume de raiz. Assim, a contribuição desse processo na quantidade total 
de nutrientes absorvidos pela planta é variável com o elemento e suas interações com 
o solo e, evidentemente, com a quantidade de raízes por unidade de volume de solo. 
Embora o volume interceptado varie de 0,1 a 2 % da camada superficial do solo (de 0 
a 15 cm), a quantidade interceptada de cálcio, por exemplo, pode praticamente 
satisfazer aquela requerida por uma cultura (Barber, 1974), dada a grande quantidade 
deste elemento no volume de solo (solução) interceptado. 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.12. Transporte de Nutrientes no Solo  40 
 De modo geral, considera-se que a contribuição da intercepção de raízes 
comparada aos mecanismos de transporte,fluxo de massa e difusão, é pequena 
(Quadro 3.10) 
 Elementos que se encontram em maiores concentrações na solução do solo, 
como cálcio e nitrogênio, por serem retidos com menor energia na fase sólida do solo 
que outros elementos, como o zinco e o fósforo, são transportados pelo fluxo de 
massa (Quadro 3.10). O fluxo de massa é conseqüência da existência de um potencial 
de água no solo maior do que aquele junto à raiz. Esta diferença de potencial que 
causa um movimento de massa da água em direção à raiz, arrastando nela os íons 
que se encontram em solução, é causada pela transpiração da planta. Assim, o fluxo 
de massa segue o fluxo transpiracional da planta. Pode-se imaginar que condições que 
causem o fechamento de estômatos, como falta d'água, deverão causar menor 
absorção de cálcio e de nitrogênio entre outros de maior mobilidade no solo. Tecidos 
que apresentem uma baixa transpiração como os meristemas das plantas e os frutos, 
como no caso do tomate, ficam em desvantagem, pelo cálcio absorvido, com relação 
as folhas já desenvolvidas. 
 Para elemento como o fósforo que se encontra em concentrações 
extremamente baixas na solução do solo, algo em torno de 0,05 g/mL (Barber, 1980) 
ou menor ainda em solos mais intemperizados, como os de cerrado (Bahia Filho, 
1982), a contribuição do fluxo de massa é muito baixa, algo em torno de 1 % do fósforo 
absorvido (Barber, 1974, 1980; Vargas et al., 1983). 
 
Quadro 3.10 - Teores médios de fósforo, potássio e cálcio na solução de amostras de 
doze solos do Rio Grande do Sul e contribuição relativa da intercepção 
de raízes, fluxo de massa e difusão no suprimento destes nutrientes 
para plantas de milho, em casa de vegetação 
 
Nutrientes Solução Intercepção Fluxo de Difusão 
 do solo de raízes massa 
 g/mL --------------------------- % -------------------------- 
 
Fósforo 0,35 3,5 2,6 93,9 
Potássio 12,4 0,9 10,1 89,0 
Cálcio 168,2 35,0 337,5 (1) ------ 
 
(1)
 Este valor indica que, potencialmente, apenas o fluxo de massa seria capaz de suprir, em mais de 
três vezes, a quantidade de cálcio absorvida pela planta. 
FONTE: Vargas et al. (1983). 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.12. Transporte de Nutrientes no Solo  41 
 Para aqueles elementos, como o fósforo e o zinco, que se encontram 
fortemente adsorvidos ao solo e, portanto, com baixo teor na solução, a difusão torna-
se o mecanismo de transporte responsável pela quase totalidade absorvida destes 
elementos (Barber, 1974; Nye & Tinker, 1977; Nye, 1979). Este tipo de transporte 
ocorre quando a absorção é superior à chegada do elemento à superfície da raiz, 
criando-se, assim, um gradiente de concentração que proporciona a difusão dos 
nutrientes. 
 O coeficiente de difusão (D) de um íon no solo é dado pela equação (Nye & 
Tinker, 1977; Nye, 1979): 
 D D f
C
C
I I
I 


 Eq. 3.1 
onde, DI é o coeficiente de difusão do nutriente em água (uma constante para cada 
elemento);  é o conteúdo volumétrico de água no solo; fI é um fator de impedância; 
CI é a concentração do nutriente na solução do solo e C é a concentração deste 
elemento adsorvido ao solo mas em equilíbrio com CI. A diferencial CI/C representa, 
na verdade, o inverso do poder tampão do nutriente no solo. Em termos práticos, o 
poder tampão de um nutriente guarda, geralmente, correlação positiva com o conteúdo 
de argila de diferentes solos, com argilas qualitativamente semelhantes. 
 O fator de impedância fI engloba, principalmente, a tortuosidade da trajetória do 
elemento difundido. O fator de impedância inclui, também, o aumento da viscosidade 
da água próxima às superfícies de partículas eletricamente carregadas (argila) e torna-
se mais importante à medida que o solo seca. Este fator inclui, também, a adsorção de 
ânions às partículas do solo, a qual pode impedir a difusão de fósforo, por exemplo, 
em poros muito estreitos como também em delgados filmes d'água, que ocorrem 
quando os solos secam (Nye & Tinker, 1977). 
 Em termos práticos, uma análise da Eq. 3.1, considerando um certo solo, com 
um dado teor de um nutriente (CI/C praticamente constante), a difusão deste 
nutriente até a raiz de uma planta variará diretamente com o conteúdo de água do 
solo. 
 Esse efeito de conteúdo de água do solo sobre a difusão de fósforo em amostra 
de um Latossolo Vermelho-Escuro textura média (LEm) de cerrado, em casa de 
vegetação, foi estudado por Ruiz (1985). Ele cultivou soja, utilizando a técnica de 
raízes subdivididas, sendo que a metade das raízes encontrava-se no vaso, com 
solução nutritiva completa menos fósforo, e a outra metade em outro vaso com solo, 
onde se testaram doses de fósforo em três níveis de água no solo (Quadro 3.11). O 
exsudato xilemático foi coletado, analisando-se seuconteúdo de fósforo e avaliando-
se, também, o fluxo deste elemento translocado para a parte aérea da soja. Os 
resultados mostraram que mesmo para uma elevada dose de fósforo, como 240 mg/kg 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.12. Transporte de Nutrientes no Solo  42 
de P, seu fluxo xilemático caiu mais de trezentas vezes quando o conteúdo de água 
retida a -0,01 MPa (-0,1 bar) caiu para aquele correspondente a -0,3 MPa (-3,0 bar) 
(Quadro 3.11). É interessante considerar que este menor conteúdo de água no solo 
era bastante para manter a planta com turgidez sem apresentar déficit hídrico 
aparente. E nessa condição, o fluxo de fósforo caiu para valores menores que aquele 
observado no solo sem a adição de fósforo (solo com praticamente zero de fósforo 
pelo extrator de Mehlich-I), com umidade próxima à capacidade de campo (-0,01 MPa). 
 
Quadro 3.11 - Efeito do conteúdo de água em amostra de um solo (LEm) sobre a 
translocação de fósforo e crescimento da soja 
 
Dose de P Água no Solo Exudato Área Foliar 
mg/kg solo MPa (%) (1) ng P/h cm2 
 
 -0,01 (17,4) 0,059 165,8 
0 -0,04 (13,6) 0,033 150,3 
 -0,30 (11,0) 0,012 109,5 
 
 -0,01 (17,4) 5,999 525,2 
240 -0,04 (13,6) 0,065 154,8 
 -0,30 (11,0) 0,018 160,5 
 
(1)
 Volume/volume. 
FONTE: Ruiz (1985). 
 
 Este fato permite levantar algumas hipóteses: 
  A difusão de fósforo em solos mais intemperizados, como o utilizado nesse 
trabalho, parece ser praticamente interrompida em condições de umidade ainda, 
aparentemente, elevada. A elevada capacidade de adsorção de fósforo neste tipo de 
solo parece ser a razão. 
  O suprimento (transporte) e conseqüente absorção de fósforo pela planta 
parece ser muito descontínuo. Períodos de grande absorção quando o conteúdo 
volumétrico de água no solo é alto (próximo à capacidade de campo) são alternados 
com outros de transporte limitado ou nulo, quando a umidade do solo decresce a 
valores críticos para o transporte, embora, ainda, satisfatórios para a manutenção de 
plantas em crescimento. 
  O mecanismo de acúmulo de formas de reserva de fósforo na planta, 
principalmente para aquelas perenes, deve ser evoluído, isto em razão dos maiores e 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.12. Transporte de Nutrientes no Solo  43 
mais prolongados déficits hídricos, ao longo do ano, a que essas plantas estão 
sujeitas, se comparadas às anuais. 
 Sobre essas formas de reserva de fósforo na planta, sabe-se que 
principalmente fósforo inorgânico (Pi) acumula-se nos vacúolos daquelas plantas em 
condições de maior disponibilidade de fósforo (Hogue et al., 1970; Bieleski, 1973; 
Bieleski & Ferguson, 1983). Em condições de estresse, o Pi seria utilizado para a 
síntese de compostos orgânicos essenciais ao desenvolvimento e crescimento da 
planta. Essas grandes variações no conteúdo de Pi na folha de uma planta parece ser 
a razão para variações na concentração crítica de fósforo em plantas cultivadas em 
solos com diferentes valores de poder tampão ou fator capacidade deste elemento, 
como observadas por Muniz et al., (1985). Detalhes adicionais relativos a esse 
nutriente serão apresentados no módulo referente ao fósforo. 
 Sobre os valores dos coeficientes de difusão (D) em solos (Quadro 3.12), pode-
se tirar algumas informações práticas interessantes. O valor de D do NO3
-
 é algo em 
torno de 100.000 vezes maior que o do H2PO4
-. Disso pode-se assegurar sobre a alta 
mobilidade de NO3
- nos solos, o que lhe acarreta intensas perdas por lixiviação, 
pequeno ou nulo efeito residual ao longo dos anos de cultivo e fluxo de massa como o 
mecanismo de maior suprimento de N para as plantas. O baixíssimo valor de D para 
H2PO4
- assegura-lhe sua "imobilidade" no solo (a difusão ocorre de distâncias não 
superiores a 1 mm da raiz, aproximadamente), sua virtual não-lixiviação e a difusão 
como mecanismo de suprimento maior deste nutriente para a planta (quase que 
totalmente). O Zn2+, com valor de D mais próximo ao do H2PO4
-, apresenta 
comportamento semelhante a este quanto ao seu transporte, lixiviação etc. 
 
Quadro 3.12 - Valores médios dos coeficientes de difusão (D) de alguns íons no solo 
 
ÍON D 
 (cm2.s-1) 
 
Na+ 1,0 x 10 - 5 
NH4
+ (0,4 a 3,0) x 10 - 7 
K+ 2,3 x 10 - 7 
Ca2+ (3,2 a 7,4) x 10 - 8 
Zn2+ (3,1 a 266,0) x 10 -10 
NO3- (0,5 a 5,0) x 10 
- 6 
H2PO4- (2,0 a 4,0) x 10 
-11 
 
FONTE: Barber (1974). 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.12. Transporte de Nutrientes no Solo  44 
 O valor de D para NH4+, aproximadamente dez vezes menor que o de NO3
-, 
garante-lhe menor lixiviação qua a observada para o NO3
-, justificando os estudos no 
sentido de utilizar inibidores da nitrificação (Tisdale e Nelson, 1966). Assim, a 
manutenção, no solo, de N na forma amoniacal por mais tempo, sem sua nitrificação, 
assegura ao fazendeiro que utilizou a fonte amoniacal menores perdas de N por 
lixiviação. 
 Observa-se que o valor de D do NH4+ é semelhante ao do K+ (Quadro 3.12), o 
que confere a este comportamento semelhante àquele discutido para o amônio. 
 A presença de micorrizas em plantas deverá contribuir com a absorção de 
nutrientes com pequenos valores de D, como do H2PO4
- e do Zn2+, e não daqueles 
com grandes valores, como os de NO3
- e de Ca2+. 
 Os nutrientes com menores valores de D são mais críticos na fase inicial de 
crescimento da planta, dado o pequeno volume de solo explorado (volume de raízes 
pequeno), componente importante como a micorriza ("extensão da raiz"). 
Contrariamente, a demanda de nutrientes com grande valor de D, como de NO3
- e de 
K+, são críticos mais tarde, coincidente com estádios de crescimento de maior 
demanda. Esses nutrientes de maior valor de D são pouco dependentes do volume de 
raízes (como de micorriza), uma vez serem transportados de grandes distâncias por 
fluxo de massa. Zinco tende a ser problema mais crítico para o milho em seus estádios 
iniciais de crescimento e o N (fluxo de massa) mais tarde. 
 Aspecto importante, intimamente relacionado à mobilidade dos nutrientes no 
solo (valores de D), diz respeito aos estudos sobre a interação doses de nutrientes x 
populações de plantas. Estudos sobre essa interação no plantio de milho são 
freqüentes na literatura, enquanto para elementos como o fósforo (muito baixo valor de 
D) este estudo não tem muito sentido. Esse conceito foi compreensivamente 
apresentado na Figura 3.9. 
 Observa-se que, à medida que se aumenta a densidade de plantio, a 
competição por aquele elemento mais móvel aumenta grandemente, o que não 
acontece para o nutriente "imóvel". A competição pelo "imóvel" somente vai existir, em 
pequena (mínima) intensidade uma vez que sua distância de transporte é algo não 
mais que 1 mm de distância da raiz. Assim, apenas naqueles locais onde raízes de 
duas plantas se tocam haverá competição entre elas pelo H2PO4
-. Como o volume de 
solo explorado pelas raízes de uma planta é, em média 1 %, o contato de raízes entre 
plantas vizinhas é bastante pequeno. Disso, pode-se dizer que a quantidade de fósforo 
a ser utilizada em um plantio de milho com 40.000 plantas/ha será, basicamente, a 
mesma a ser utilizada se essa população for aumentada para 60.000 plantas. Para 
nitrogênio, esse aumento na densidade de plantio de milho acarretará na necessidade 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.12. Transporte de Nutrientes no Solo  45 
de um aumento significativo na sua dose, comparativamente à recomendada para a 
menor densidade. 
 
 
 
Figura 3.9 - Competição entre plantas por nutrientes de alta mobilidade no solo 
(grande valor de D, como NO3
-, por exemplo) e por nutrientes "imóveis" 
(pequeno valor de D, como H2PO4
-, por exemplo) (Bray, 1954) 
(adaptado). 
 
 Outros aspectos práticos relacionados à mobilidade de nutrientes no solo e sua 
grande dependência da disponibilidade de água são demonstrados nos experimentos 
de localizaçãoda fonte de fósforo em maior profundidade. Em anos mais secos, a 
localização mais profunda da fonte de fósforo em relação à semente pode trazer 
aumentos significativos na produtividade de feijão, em solos de cerrado, por exemplo. 
A manutenção da umidade em níveis mais elevados, por mais tempo, em maiores 
profundidades, comparativamente à da superfície do solo, que seca mais rapidamente, 
seria a razão para esse resultado. Com mais umidade em profundidade, a difusão do 
fósforo é mantida por mais tempo durante um período de estiagem. Naturalmente, 
essa localização de fósforo em profundidade não trará os resultados esperados se o 
ano for chuvoso ou se houver irrigação suplementar. 
 Uma consideração final e de amplo aspecto de aplicação prática é a 
dependência direta que o fluxo de massa tem da abertura estomática (condutância 
estomática), enquanto a difusão não, ou apenas indiretamente, mais tardiamente, por 
limitações na absorção ativa de nutrientes (gasto de energia). Assim, tecidos que 
transpiram menos, variações rápidas na abertura estomática, ao longo do dia, estarão 
em fase com o fluxo de massa e não com a difusão. 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.13. Bibliografia  46 
3.13. Bibliografia 
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Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.14. Respostas do Pré-Teste  49 
3.14. Respostas do Pré-Teste 
1. É a área correspondente à unidade de peso de um material qualquer. 
 
2. Minerais da fração argila e matéria orgânica coloidal. 
 
3. Ca, Mg e K são adsorvidos a coloides eletronegativos, porque apresentam-se na 
forma de cátions na solução do solo (Ca2+, Mg2+, K+) e, portanto, são atraídos por 
cargas negativas da superfície dos colóides da fase sólida. 
 P e S são adsorvidos a colóides eletropositivos, pois apresentam-se na forma de 
ânions na solução do solo (HPO4
2-, H2PO4
- e SO4
2-), sendo atraídos por cargas 
positivas. 
 O N pode aparecer, na solução do solo, em ambas as formas: catiônica (NH4
+) e 
aniônica (NO3
-), sendo mais comum a forma de nitrato (aniônica). Portanto, este 
nutriente é adsorvido, principalmente, por colóides eletropositivos (como NO3
-), mas 
também pode ser adsorvido em colóides eletronegativos (como NH4
+). 
 
4. 
 
 
 
 
 
5. T = SB + (H + Al) = Ca2+ + Mg2+ + K+ + Na+ + H + Al 
Propriedades Físicos e Químicas do Solo 3.14. Respostas do Pré-Teste  50 
Solo A ==> T = 2,0 + 0,8 + 0,2 + 0,02 + 3,8 = 6,82 cmolc/dm
3 
Solo B ==> T = 0,6 + 0,3 + 0,08 + 0,02 + 4,2 = 5,20 cmolc/dm
3 
 t = SB + Al3+ = Ca2+ + Mg2+ + K+ + Na+ + Al3+ 
Solo A ==> t = 2,0 + 0,8 + 0,2 + 0,02 + 1,0 = 4,02 cmolc/dm
3 
Solo B ==>