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Apostila Química e Fertilidade Teórica final

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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO 
 
ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ” 
 
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA DO SOLO 
Av. Pádua Dias, 11 – Piracicaba, SP – Brasil – CEP 13418-900 – Fone: (19) 3417-2100 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Docentes: 
Prof. Luís Reynaldo F. Alleoni (coordenador) 
Prof. Carlos Eduardo P. Cerri 
Profa. Jussara Borges Regitano 
 
 
 
 
 
 
2017 
 
Disciplina LSO 300 – Química e Fertilidade do Solo 
APOSTILA – AULAS TEÓRICAS 
 
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO 
 
ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ” 
 
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA DO SOLO 
 
 
Docentes 
 
Prof. Luís Reynaldo Ferracciú Alleoni 
Engenheiro Agrônomo pela Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ), da 
Universidade de São Paulo (USP) em 1985, Mestre (1992) e Doutor (1996) em Solos e Nutrição de Plantas e 
Livre-Docente em Química do Solo (2000) pela ESALQ/USP, com Pós-Doutorado pela Universidade da 
Florida - EUA (2005/2006). É Professor Titular no Departamento de Ciência do Solo da ESALQ e tem 
experiência em alterações químicas do solo em função do manejo e comportamento de elementos 
potencialmente tóxicos no ambiente. Atua também na área de Redação Científica. 
 
Prof. Carlos Eduardo Pellegrino Cerri 
Engenheiro Agrônomo pela ESALQ/USP (1997), Mestre em Solos e Nutrição de Plantas pela 
ESALQ (1999), Doutor em Ciência Ambiental pelo CENA/USP (2003) e Livre-Docente em Manejo da 
Matéria Orgânica do (2010) pela ESALQ/USP. É Professor Associado no Departamento de Ciência do Solo 
da ESALQ e tem experiência em temas relacionados à Matéria Orgânica do Solo, Aquecimento global e 
mudanças climáticas, agricultura e mercado de créditos de carbono, modelagem matemática, geoestatística e 
geoprocessamento. 
 
Profa. Jussara Borges Regitano 
Engenheira Agrônoma pela ESALQ (1984), Mestre em Solos e Nutrição de Plantas pela 
Universidade Federal de Lavras (1987); Doutora em Agronomia/Ciência do Solo pela Universidade de Purdue 
- EUA (1994), com Pós-Doutorado em Comportamento de Pesticidas no Ambiente pela Universidade de 
Minessota - EUA (2003). É Professora Doutora no Departamento de Ciência do Solo da ESALQ e tem 
experiência na área de comportamento ambiental de pesticidas, fármacos e poluentes orgânicos no solo. 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO 
 
ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ” 
 
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA DO SOLO 
 
 
ÍNDICE 
 
Cargas Elétricas do Solo, Ponto de Carga Zero ..................................................................... 1 
Adsorção e Troca Iônica ............................................................................................................ 9 
Reação do Solo ......................................................................................................................... 17 
Oxidação e Redução no solo ................................................................................................... 24 
Matéria Orgânica do Solo - Constituintes ............................................................................. 29 
Matéria Orgânica do Solo – Propriedades físicas, químicas e biológicas ........................ 39 
Nitrogênio no Solo ................................................................................................................... 53 
Fósforo no Solo ......................................................................................................................... 61 
Potássio no Solo ........................................................................................................................ 69 
Cálcio, Magnésio e Enxofre no Solo ..................................................................................... 74 
Micronutrientes no Solo .......................................................................................................... 78 
Solo Fértil; Solo Produtivo; Elementos Essenciais; Leis da Fertilidade do Solo ............ 85 
Questões ..................................................................................................................................... 93 
Respostas ................................................................................................................................. 100 
Bibliografia .............................................................................................................................. 112 
 
 
 
 
 
 
 
 
Origem das Cargas nos Solos
Literatura recomendada:
Origem das cargas; Ponto de carga zero
• ERNANI, P.R. Química do Solo e Disponibilidade de Nutrientes, 2008. cap. 3 – p. 46-55.
• LEPSCH, I.F. 19 Lições de Pedologia, 2011. cap. 5 – p. 107-117.
• LOPES, A.S. Manual da Fertilidade do Solo, 1989. cap. 1 – p. 22-23.
• MELLO, F.A.F.; BRASIL SOBRINHO, M.O.C.; ARZOLLA, S. et al. Fertilidade do
Solo, 1987. cap. 3 – p. 45-50 e cap. 5 – p. 78-82.
• MEURER, E.J. Fundamentos de Química do Solo, 2006. cap. 5 – p. 125-146.
• NOVAIS, R.F.; ALVAREZ V., V.H.; BARROS, N.F.; FONTES, R.L.F.; CANTARUTTI,
R.B.; NEVES, J.C.L. Fertilidade do solo, 2007. cap. 4 - p.151-157 e cap. 5 – p. 215-
230.
• RAIJ, B. van. Avaliação da Fertilidade do solo, 1981. cap. 3 – p. 17-30 e cap. 6 – p. 83-85.
 Tipos de carga no solo:
1. Cargas permanentes ou constantes
2. Cargas variáveis
1
1. Cargas permanentes ou constantes
Principal processo: substituição isomórfica,
também chamada iônica (termo mais
adequado)
 Características:
 substituição de íons de tamanhos 
semelhantes, mas com cargas diferentes
Formam-se cargas permanentes
Grande quantidade de cargas (-) formadas
em argilas do tipo 2:1 
TETRAEDROS DE SÍLICA E 
OCTAEDROS DE ALUMINA
Tetraedros de sílica e octaedros de alumina
2
Tetraedros e Octaedros
 Principais substituições iônicas: geram 
cargas negativas
Tetraedros de sílica
Si4+ → Al3+ 
Octaedros de alumina
Al3+ → Fe2+
Al3+ → Mg2+
2. Cargas variáveis
Ocorrem nos grupos OH expostos:
- dissociação: geração de cargas negativas
- protonação: geração de cargas positivas
3
_
_
_O
Dissociação
O
O
O
O
H+
COLOIDE
H
H
H
H
H
Carga negativa
Carga negativa
Carga negativa
+
+
+
H+
Protonação
O
O
O
O
O
Carga positiva
Carga positiva
Carga positiva
COLOIDE
H+
H+
H+H+
H+
H
H
H
HH
 varia c/ pH
 Importantes para:
- minerais silicatados 1:1 (nas bordas); 
- colóides orgânicos; 
- hidróxidos de Fe e de Al. 
Características das cargas variáveis:
4
Geração de cargas negativas 
na matéria orgânica
• Principais grupos: carboxílico e fenólico
- Carboxílico : – COOH  – COO- + H+
-Fenólico : OH  O- + H+O O
Geração de cargas nos hidróxidos de Fe e de Al
• Importantes em solos tropicais altamente 
intemperizados: alto teor de hidróxidos de Fe e de Al
• Apresentam caráter anfótero (anfi = duplo):
podem ter balanço positivo ou negativo de 
cargas
Fe
Fe
O OH
OH
OH
Fe
Fe
O O
O
O
Fe
Fe
O OH2
OH2
OH2
Carga nula Dissociação - carga (-)Protonação - carga (+) 
0
5
Características das cargas elétricas do solo
CARGAS CONSTANTES
(Negativas)
CARGAS VARIÁVEIS
(Negativas e positivas)
 Resultam de substituições iônicas
de Si por Al ou de Al por Mg ou 
Fe(II) na grade cristalina
 Resultam de reações entre os íons
H+ e átomos de O existentes na 
superfície da partícula
 Ocorrem somente nos minerais de
argila de grade 2:1 e 2:1:1.
 Ocorrem nos óxidos de Fe e Al, 
nos minerais de argila e no húmus
 Não são influenciadas pelas
condições do meio como pH e
concentração

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