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Problema I – Da rocha ao pó Objetivos: 1. Conceituar o que é solo; 2. Definir intemperização química, física e biológica; 3. Entender os diferentes tipos de rochas; 4. Entender quais fatores influenciam na formação do solo. Para alguns, o solo é sinônimo de qualquer parte da superfície da Terra e mesmo de outros planetas. Geólogos podem entende-lo como parte de uma sequencia de eventos geológicos do chamado “ciclo geológico”. Para o engenheiro de minas, ele é mais um material solto que cobre os minérios e que deve ser removido. O lavrador vê como o lugar onde ele pode produzir sua lavoura, da qual tira sua subsistência. Com o intemperismo, uma rocha, mesmo das mais endurecidas, pode transformar- se em um material solto, o saprolito, que permite a vida de plantas e pequenos animais. Ao mesmo tempo, alguns dos minerais da rocha, menos resistentes ao intemperismo, transforma-se em argila. Assim, pouco a pouco, sob ação de um conjunto de fenômenos biológicos, físicos e químicos, um solo começa a se formar: a partir de uma rocha, surge uma série de camadas, ou “bandas”, aproximadamente paralelas à superfície e de aspecto e constituição diferentes, que chamamos de horizontes. • Intemperismo físico – ocorre pelos fatores do clima (precipitação, relevo, temperatura, ventos, luz); • Intemperismo biológico – a partir de restos orgânicos nas rochas; • Intemperismo químico – a partir de reações química sobre a rocha. Para entender sobre a influência do material de origem na formação do solo, precisa- se saber os tipos de rochas, estas são: ígneas, sedimentar e metamórfica. • Rochas ígneas – são formadas pela solidificação de magma derretido sobre a crosta terrestre, e são a fonte principal de todas as outras rochas. O material pode ser liberado explosivamente dos ventos vulcânicos (cinza vulcânica e fluxo piroclástico, coletivamente chamados de tefra), ou fluir sobre a superfície da terra como correntes de lava que cobrem muitas centenas de quilômetro quadrados (formações extrusivas). As rochas ígneas são divididas em intrusivas (ou plutônicas) são formadas no interior da Terra, como por exemplo granito, feldspato, turmalina, sienito, diorito, gabro, peridotito, basalto, etc; e extrusivas (ou vulcânicas), que são formadas na superfície da Terra, são elas as riolito, basalto, pedra-pomes, andesito, obsidiana. • Rochas sedimentares – são produto de uma cadeia de processos que ocorrem na superfície terrestre (chuvas e ventos) e se iniciam pelo intemperismo. As rochas sedimentares são dividas em: destríticas (ou clásticas) que resultam da agregação de fragmentos de minerais ou de outras rochas, dentre as quais podemos citar os arenitos, os sienitos e o diabásio; e as químicas (ou não clásticas) onde resultam da agregação de sedimentos provenientes principalmente da dissolução química de outras rochas. Segundo sua composição, as rochas químicas podem ser classificadas como inorgânicas - formadas pela precipitação de sais a partir de soluções aquosas saturadas (como, por exemplo, o evaporito e o laterito) - ou orgânicas, como o caso dos calcários, formados de sedimentos provenientes da decomposição de organismos em ambientes marinhos (conchas e corais). • Rochas metamórficas - assim como as rochas ígneas, as metamórficas podem ser levadas, por meio de processos geológicos, a condições diferentes daquelas nas quais se formaram. Ou seja, elas se originam das transformações na composição e na estrutura de qualquer tipo de rocha. Exemplos de rochas metamórficas: ardósia, gnaisse, xisto, mármore, itabirito, etc. Além disso, existe os fatores que irão influenciar diretamente no processo de intemperização, estes são: clima, organismos, material de origem, relevo e o tempo. O clima e os organismos são os “fatores ativos” porque, durante um determinado tempo, e em certas condições de relevo, agem diretamente sobre o material de origem que é um fator de resistência ou “passivo”. Em certos casos, esse fator tem maior influencia sobre a formação do solo que os outros. Solo = f(clima, organismos, material de origem, relevo e tempo) Segundo essa equação-modelo, é possível verificar a ação de cada um dos fatores, desde que se mantenham todos os demais constantes. Por exemplo, se quisermos estudar, separadamente, como elemento do clima (temperatura) controla a formação de um solo, teremos de procurar vários lugares onde as temperaturas são diferentes, e o seu matérial de origem e tempo de formação são idênticos. • Clima – Quanto mais quente e úmido for o clima, mais rápida e intensa será a decomposição das rochas. • Organismos – os microorganismos tem como função principal o desempenho do início da decomposição dos restos dos vegetais e animais, ajudando a formação dos júmus que se acumulam principalmente nos horizontes mais superficiais. • Material de origem – o material geológico do qual o solo se origina é um fator de resistência à sua formação, pois exerce um papel passivo em relação à ação do clima e dos organismos. • Relevo – este promove no solo umas diferenças facilmente perceptíveis, como as variações da cor, que podem ocorrer a distâncias relativamente pequenas, quando comparadas com as diferenças só da ação de climas diversos. • Tempo – com o passar do tempo, e sem erosão acelerada, suge uma fina camada de rocha intemperizada na qual as características de um solo tornam-se cada vez mais distintas. Os processos pedogenéticos são estudados em duas vias: I. o modelo de processos múltiplos, baseado em quatro processos básicos de formação do solo: adições, perdas, transformações e translocações; II. o modelo de processos específicos, que considera as características dos diferentes tipos de solos, como resultado da atuação de mecanismos específicos na integração dos fatores de formação dos solos, como por exemplo: laterização, silicificação, ferralitização, gleização, podzolização, salinização, etc. Processos pedogenéticos específicos Processos múltiplos Descrição resumida do processo Exemplo de ocorrência Ferralitização Remoção, transformação e translocação Remoção de sílica e concentração de óxidos de Fe e Al. Latossolos, Nitossolos, caráter ácrico Silicificação Transformação e translocação Migração e acúmulo de sílica cimentando estruturas ou a matriz do solo Latossolos e Argissolos Amarelos coesos Plintitização e laterização Transformação e translocação Redução e translocação de Fe e oxidação e precipitação originando mosqueados, plintita ou petroplintita Plintossolos Lessivagem ou argiluviação Translocação Migração vertical de argila no solo Argissolos, Luvissolos, horizontes E, lamelas Podzolização Transformação e translocação Migração de complexos de Fe, Al e matéria orgânica no solo com acúmulo em Espodossolos, Ortstein horizonte iluvial, com ou sem sílica Gleização Remoção, transformação e translocação Redução de Fe em condições anaeróbias e translocação formando horizontes acinzentados com ou sem mosqueados Gleissolos, Planossolos Calcificação ou carbonatação Translocação Acumulação de CaCO3 com nódulos ou horizonte endurecido Luvissolos, Chernossolos Rêndzicos Ferrólise Remoção, transformação e translocação Destruição de argila com formação de horizonte B textural Planossolos, Argissolos Salinização Translocação Acumulação de sais por evaporação no horizonte superficial ou na superfície do solo Gleissolos sálicos Sulfurização ou tiomorfismo Transformação e translocação Acidificação do solo causada pela oxidação de compostos de enxofre Gleissolos Tiomórficos Adaptado de Kämpf & Curi (2012). Problema II – Classificação do solo Objetivos: 1. Estudar e classificar os horizontes diagnósticos;2. Identificar os níveis categóricos e quais parâmetro são utilizados para classificar os tipos de solos; 3. Classificar os diferentes tipos de solo de acordo com o Sistema Brasileiro de Classificação de solos. O perfil de um solo completo e bem desenvolvido possui cinco tipos de horizontes, que costumam ser chamados de horizontes principais e identificados pelas letras maiúsculas: O, A, E, B e C. Nem sempre todos esses horizontes estão em um perfil de solo; por exemplo, muitos não tem horizonte E e alguns também não tem o B. Nesse ultimo caso, considera-se que o solo é “pouco desenvolvido” ou que tem um “perfil incompleto”, porque o horizonte B é considerado essencial para que um solo seja bem desenvolvido. • Horizonte O – horizonte orgânico relativamente delgado, que recobre certos solos minerais. Oo: distintos recém-caídos, não decompostos, que repousam sobre distintos mais antigos; Od: decompostos ou em estado de fermentação (terra vegetal). • Horizonte A – é a camada dominantemente mineral mais próxima da superfície. Sua característica fundamental é o acúmulo de matéria orgânica, tanto parcial como totalmente humificada. Muitos também apresentam perda de materiais sólidos translocados (ou eluviados) para o horizonte B, mais profundo. • Horizonte E – presente em alguns solos, é mais claro, no qual ocorrem perdas de matérias transolocados para o hosrizonte B. • Horizonte B - situa-se abaixo do horizonte A ou do E, desde que não tenha sido exposto à superfície pela erosão. É definido como aquele que apresenta o máximo desenvolvimento de cor, estrutura e/ou que possui acúmulo de matérias ttansolcados dos horizontes A e/ou E. • Horizonte C – abaixo do B, situa-se o horizonte C, que normalmente corresponde ao saprolito, isto é, à rocha pouco alterada pelos processos de formação do solo e, portanto, com características mais próximas ao material do qual o solo se formou. • R – Rocha não altera. • Horizonte diagnósticos – Horizonte hístico, Horizonte A Chernozêmico, Horizonte A Proeminente, Horizonte A Húmico, Horizonte A Antrópico, Horizonte A Fraco, Horizonte A Moderado, Horizonte B Textural, Horizonte B Latossólico, Horizonte B Incipiente, Horizonte B Nítico, Horizonte B Espódico, Horizonte B Plânico, Horizonte E Álbico, Horizonte Plíntico, Horizonte Concrecionário, Horizonte Litoplíntico, Horizonte Glei, Horzonte Cálcico, Horizonte Petrocálcico, Horizonte Sulfúrico, Horizonte Vértico, Fragipã e Duripã, Para classificar-se um solo o Sistema Brasileiro de Classificação dos Solos (SiBCS), usa a chave de classificação que é organizada em seis níveis categóricos, denominados como a seguir: 1º nível: ORDENS – Argissolos, Cambissolo, Chernossolo, Espodossolo, Gleissolo, Latossolo, Luvissolo, Neossolo, Nitossolo, Organossolo, Planossolo, Plintossolo e Vertissolo. 2º nível: SUBORDENS 3º nível: GRANDES GRUPOS 4º nível: SUBGRUPOS 5º nível: FAMÍLIA 6º nível: SÉRIES Antes de entrar na chave do Sistema Brasileiro de Classificação dos Solos (SiBCS), é necessário identificar, em primeiro lugar, o horizonte diagnóstico superficial e o subsuperficial, pois o primeiro nível categórico é fundamentado na presença ou ausência destes horizontes e de atributos ou propriedades adicionais reconhecíveis no campo, mais relacionados aos processos pedogenéticos e por serem menos suscetíveis à ação antrópica. • Argissolo Solos definidos pelo SiBCS (Embrapa, 2006) pela presença de horizonte diagnóstico B textural, apresentando acúmulo de argila em profundidade devido à mobilização e perda de argila da parte mais superficial do solo. Apresentam frequentemente, mas não exclusivamente, baixa atividade da argila (CTC), podendo ser alíticos (altos teores de alumínio), distróficos (baixa saturação de bases) ou eutróficos (alta saturação de bases), sendo normalmente ácidos. • Cambissolo São solos fortemente, até imperfeitamente, drenados, rasos a profundos, de cor bruna ou bruno-amarelada, e de alta a baixa saturação por bases e atividade química da fração coloidal. O horizonte B incipiente (Bi) tem textura franco-arenosa ou mais argilosa, e o solum, geralmente, apresenta teores uniformes de argila, podendo ocorrer ligeiro decréscimo ou um pequeno incremento de argila do horizonte A para o Bi. A estrutura do horizonte B pode ser em blocos, granular ou prismática, havendo casos, também, de solos com ausência de agregados, com grãos simples ou maciços. • Chernossolo Solos de desenvolvimento não muito avançado, originários de rochas ricas em cálcio e magnésio e presença de minerais esmectíticos que conferem alta atividade da argila e eventual acumulação de carbonato de cálcio, promovendo reação aproximadamente neutra ou moderadamente ácidos a fortemente alcalinos, com enriquecimento em matéria orgânica. São classificados pela presença de horizonte diagnóstico superficial A chernozêmico de alta saturação por bases, teores elevados de carbono orgânico e de carbonato de cálcio acima de um horizonte B textural ou com caráter argilúvico e argila de atividade alta, segundo critérios definidos pelo SiBCS (Embrapa, 2006). • Espodossolo No campo, pode ser identificada pela cor do horizonte espódico, que varia desde cinzenta, de tonalidade escura ou preta, até avermelhada ou amarelada, e pela nítida diferenciação de horizontes. Podem apresentar um horizonte cimentado como fragipã, duripã ou “ortstein” subjacente ao horizonte espódico. Verifica-se a atuação do processo de perda de compostos de alumínio com ou sem ferro em presença de húmus ácido e consequente acumulação desses constituintes em profundidade. • Gleissolo Os Gleissolos (G) são solos minerais, hidromórficos, desenvolvidos de sedimentos recentes não consolidados, de constituição argilosa, argilo-arenosa e arenosa, do período do Holoceno. Podem ocorrer com algum acúmulo de matéria orgânica, porém, com o horizonte glei iniciando dentro de 50 cm da superfície, ou entre 50 e 125 cm, desde que precedido por horizontes com presença de mosqueados abundantes e cores de redução. Compreende solos mal a muito mal drenados e que possuam características resultantes da influência do excesso de umidade permanente ou temporário, devido a presença do lençol freático próximo à superfície, durante um determinado período do ano. Apresentam um horizonte subsuperficial de coloração acinzentada, cinzenta, com mosqueados amarelados ou avermelhados, oriundos da oxidação do ferro na matriz do solo, em consequência dos fenômenos de oxi-redução. São solos bastante diversificados em suas características físicas, químicas e morfológicas, devido às circunstâncias em que são formados, de aporte de sedimentos e sob condição hidromórfica. Podem ser eutróficos, distróficos, com argilas de atividade alta ou baixa, acidez moderada a forte. • Latossolo São solos minerais, não-hidromórficos, profundos (normalmente superiores a 2 m), horizontes B muito espesso (> 50 cm) com seqüência de horizontes A, B e C pouco diferenciados; as cores variam de vermelhas muito escuras a amareladas, geralmente escuras no A, vivas no B e mais claras no C. A sílica (SiO2) e as bases trocáveis (em particular Ca, Mg e K) são removidas do sistema, levando ao enriquecimento com óxidos de ferro e de alumínio que são agentes agregantes, dando à massa do solo aspecto maciço poroso; apresentam estrutura granular muito pequena; são macios quando secos e altamente friáveis quando úmidos. • Luvissolo São solos rasos a pouco profundos, com horizonte B textural (horizonte resultante de acumulação ou concentração absoluta ou relativa de argila decorrentede processos de iluviação e/ou formação in situ) de cores vivas e argila de atividade alta, apresentando horizonte A fraco, de cor clara, pouco espesso, maciço ou com estrutura fracamente desenvolvida. São moderadamente ácidos a neutros, com elevada saturação por bases. Apresentam frequentemente revestimento pedregoso na superfície (pavimento desértico) ou na massa do solo e normalmente possuem uma crosta superficial de 5 a 10 mm de espessura, além de altos teores de silte. São altamente susceptíveis aos processos erosivos, em virtude da grande diferença textural entre o horizonte A e o horizonte B. • Neossolo Solos constituídos por material mineral ou por material orgânico pouco espesso, com insuficiência de manifestação dos atributos diagnósticos que caracterizam os diversos processos de formação dos solos, seja em razão de maior resistência do material de origem ou dos demais fatores de formação (clima, relevo ou tempo) que podem impedir ou limitar a evolução dos solos. Apresentam predomínio de características herdadas do material originário, sendo definido pelo SiBCS (Embrapa, 2006) como solos pouco evoluídos e sem a presença de horizonte diagnóstico. Os Neossolos podem apresentar alta (eutróficos) ou baixa (distróficos) saturação por bases, acidez e altos teores de alumínio e de sódio. Variam de solos rasos até profundos e de baixa a alta permeabilidade. • Nitossolo Solos constituídos por material mineral, não hidromórfico, sendo definido pelo SiBCS (Embrapa, 2006) pela presença de horizonte diagnóstico subsuperficial B nítico em sequência a qualquer tipo de horizonte A. Apresentam baixa atividade da argila, podendo apresentar caráter alítico imediatamente abaixo do horizonte A ou dentro dos primeiros 50 cm do horizonte B. O horizonte diagnóstico B nítico é caracterizado pelo desenvolvimento de estrutura e de cerosidade, mas apresenta relação textural (B/A) menor que 1,5, o que exclui solos com incremento no teor de argila requerido para a maior parte do horizonte B textural. Apresentam textura argilosa ou muito argilosa (teores de argila maiores que 350g/kg de solo). • Organossolo Usualmente são solos fortemente ácidos, apresentando alta capacidade de troca de cátions e baixa saturação por bases (distróficos), apresentando, por vezes, teor de alumínio elevado. Verificam-se, no entanto, esporádicas ocorrências de saturação média ou alta (eutróficos). Podem apresentar horizonte sulfúrico, materiais sulfídricos, caráter sálico, propriedade sódica ou solódica, podendo estar recobertos por deposição pouco espessa (menor do que 40 cm de espessura) de uma camada de material mineral. • Planossolo Ocorrem tipicamente em áreas de cotas baixas, planas a suave onduladas. São, geralmente, pouco profundos, com horizonte superficial de cores claras e textura arenosa ou média (leve), seguido de um horizonte B plânico (horizonte característicos dos planossolos), de textura média, argilosa ou muito argilosa, adensado, pouco permeável, com cores de redução, decorrente de drenagem imperfeita, e responsável pela formação de lençol suspenso temporário. Geralmente, apresentam alta CTC, elevada saturação por bases e sorção de Na, com PST (percentagem de saturação total) entre 8 e 20%, nos horizontes B ou C. Ocorrem muitas vezes com componentes secundários em muitas áreas de Luvissolos. • Plintossolo O Sistema Brasileiro de Classificação dos Solos (SiBCS) define esta classe de solos como solos constituídos por material mineral, apresentando horizonte plíntico, litoplíntico ou concrecionário, todos provenientes da segregação localizada de ferro, que atua como agente de cimentação (Embrapa, 2006). São fortemente ácidos, podem apresentar saturação por bases baixa (distróficos) ou alta (eutróficos), predominando os de baixa saturação. Verificam-se também solos com propriedades solódica e sódica. • Vertissolo São solos minerais não hidromórficos ou com séria restrição temporária à percolação de água, com 30% ou mais de argila ao longo do perfil, e que apresentam pronunciada mudança de volume de acordo com a variação do teor de umidade. Têm como feições morfológicas características a presença de fendas de retração largas e profundas que se abrem desde o topo do perfil, nos períodos secos, superfícies de fricção (slickensides) em seções mais internas do perfil portadoras de unidades estruturais grandes e inclinadas em relação ao prumo do perfil. Os atributos do solo são: 1. Material orgânico 2. Material mineral 3. Atividade da fração argila 4. Saturação por bases 5. Mudança textural abrupta 6. Plintita 7. Petroplintita 8. Superfícies de fricção ("slickensides") 9. Caráter ácrico 10. Caráter alítico 11. Caráter alumínico 12. Caráter argilúvico 13. Caráter carbonático 14. Caráter hipocarbonático 15. Caráter coeso 16. Caráter concrecionário 17. Caráter crômico 18. Caráter dúrico 19. Caráter ebânico 20. Caráter espódico 21. Caráter êutrico 22. Caráter flúvico 23. Caráter litoplíntico 24. Caráter plânico 25. Caráter plíntico 26. Caráter redóxico 27. Caráter retrátil 28. Caráter rúbrico 29. Caráter sálico 30. Caráter salino 31. Caráter sódico 32. Caráter solódico 33. Caráter sômbrico 34. Caráter vértico 35. Contato lítico 36. Contato lítico fragmentário 37. Materiais sulfídricos 38. Teor de óxidos de ferro 39. Grau de decomposição do material orgânico Problema III – Física do solo Objetivos: 1. Compreender as características físicas do solo; 2. Compreender os processos de compactação do solo; 3. Entender os agentes agregados envolvidos na compactação do solo; 4. Entender as partículas primárias do solo. A física do solo constitui-se no ramo da Ciência do Solo que tem por objetivo a caracterização dos atributos físicos de um solo, bem como a medição, predicação e controle dos processos físicos que ocorrem dentro e através do solo. A classificação do solo é feita através da descrição do solo, a qual divide-se em 2 fases: 1ª fase: descrição do ambiente – localização, vegetação, drenagem, pedregosidade, rochosidade, existência de erosão, presença de raízes e fatores biológicos (ação animal no perfil do solo). 2ª fase: descrição do perfil do solo – separação e identificação dos horizontes, profundidade e espessura dos horizontes, tipo de transição entre horizontes, cor, textura, estrutura, consistência, porosidade, cerosidade, etc. A Textura do Solo constitui-se numa das características físicas mais estáveis e representa a distribuição quantitativa das partículas sólidas minerais (menores que 2 mm em diâmetro, areia, silte e argila). A proporção dessas frações é estimada pelas sensações táteis. Para isso, uma amostra de terra é umedecida e trabalhada na mão até formar uma massa homogênea sem excesso de água. Esse material, passado entre o polegar e o indicador, pode dar a sensação de aspereza, sedosidade (talco) e pegajosidade, normalmente correlacionadas com as proporções de areia, silte e argila, respectivamente. A Estrutura do Solo refere-se ao padrão de arranjamento das partículas primárias do solo (areia, silte e argila). Para examinar e descrever a estrutura de um horizonte do solo, retira-se de um determinado horizonte um bloco (torrão), com uma faca ou um martelo. Depois de separados, verifica se sua forma, tamanho e grau de desenvolvimento (ou de coesão) dentro e entre esses agregados. ✓ Laminar ✓ Prismática ✓ Prismática colunar ✓ Blocos angulares ✓ Blocos subangulares ✓ Granular A Consistência do Solo é a resistência do solo a alguma força que tende a rompê- los. É estimada pressionando-se um agregado ou torrão de determinadohorizonte do solo entre os dedos. A consistência é normalmente determinada em três estados de umidade: A) Seco: para estimar a dureza. ✓ Solta ✓ Macia ✓ Ligeiramente dura ✓ Dura ✓ Muito dura ✓ Extremamente dura B) Úmido: para estimar a friabilidade. ✓ Solta ✓ Muito friável ✓ Friável ✓ Firme ✓ Muito firme ✓ Extremamente firme C) Molhado: para estimar a plasticidade e a pegajosidade. Plasticidade • Não-plástica • Ligeiramente plástica • Plástica • Muito plática Pegajosidade • Não-pegajosa • Ligeiramente pegajosa • Pegajosa • Muito pegajosa A Cor do Solo, ou dos horizontes, segue uma padronização mundial: “O Sistema Musell de Cores”, que contempla o grau de intensidade de três componentes da cor: matriz (‘hue’), valor (‘value’) e croma (‘chroma’), conforme especificações constantes na Carta de Cores Munsell para Solos (“Munsell Soil Color Charts”). O processo de compactação do solo é o processo de aumento da densidade, onde ocorre aumento da resistência, reduz a porosidade, reduz a permeabilidade e a disponibilidade de nutrientes e água. A maior tendência a esse processo dar-se nos solos mais argilosos, por terem maior quantidade de argila, e como sabem, esta é a menos fração, isto é, se “junta” mais fácil do que a areia e o silte. Os agentes agregados são basicamente a união de partículas primárias do solo que se juntam através da atuação de micro-organismos do solo, exsudatos de raízes de plantas e pela própria matéria orgânica do solo. É importante, no entanto, não confundir os agregados com os chamados torrões, um dos principais sintomas de compactação do solo. Nos agregados, facilmente percebemos a atuação dos micro-organismos pela rugosidade na superfície, alta porosidade e pela grande presença de raízes se desenvolvendo entre eles. Os torrões por sua vez, são formados basicamente por pressão exercida pelas máquinas agrícolas, sendo opacos e sem vida. Problema IV – O que reagiu? Objetivos: 1. Compreender as propriedades químicas do solo; 2. Entender as reações químicas do solo; 3. Estudar como ocorre a CTC no solo. A fase sólida é constituída por materiais minerais derivados das rochas ou sedimentos associados a compostos orgânicos. Encontrando-se partículas de tamanho e formas variáveis. A composição desta fase é relativamente estável num intervalo de tempo curto, mudando apenas pelas adições ou remoções por erosão e deposição hídrica e/ou eólica e pela atividade biológica. A fase líquida, denominada solução do solo, é formada pela água proveniente da atmosfera ou corpos d’água e lençol freático, acrescida de minerais e compostos orgânicos dissolvidos. A fase gasosa ou atmosfera do solo é composta pelos gases presentes no espaço poroso. Apresenta composição diferente da atmosfera do ar em função dos gases produzidos pela atividade biológica (respiração microbiana e respiração de raízes) e reações químicas que ocorrem na solução do solo, podendo conter de 10 a 100 vezes mais CO2 que na atmosfera livre. A estrutura, textura e a porosidade do solo, assim como a presença de água, afetam as taxas de difusão destes gases para a atmosfera. A composição química da fase sólida é em grande medida determinada pelos materiais de origem do solo. A fase sólida é proveniente dos materiais derivados das rochas e /ou sedimentos, associados aos compostos de origem orgânica. A constituição química das rochas ou sedimentos é variável em função de sua origem e natureza, afetando as características do solo formado. Esta influência tende a se reduzir na medida em que o intemperismo atua, podendo levar solos derivados de materiais de origem diferentes a apresentarem feições e composição química similares. Nos solos, em geral, há uma predominância de Si e Al devido a abundância destes elementos nas rochas da superfície terrestre. A fração argila é composta por minerais secundários originados do intemperismo dos minerais primários. O processo de formação dos minerais secundários se dá pelo rompimento da rede cristalina destes e pela remoção dos íons pela água que atravessa as fraturas nas rochas. Em condições de intemperismo pouco acentuado, quando a remoção de cátions e sílica não é muito drástica, formam-se os minerais de argila silicatados do tipo 2:1. O ferro contido nos minerais primários pode se precipitar como óxido/hidróxido. O avanço do intemperismo proporciona progressiva perda de cátions e sílica, desestabilizando os minerais 2:1 e favorecendo a formação das argilas 1:1. Capacidade de Troca Catiônica (CTC): O solo é formado por partículas de argila e matéria orgânica, que são os coloides. Os cátions estão retidos nos coloides. Argilas apresentam predominantemente cargas negativas, podendo apresentar cargas positivas. • Quantidade total de cátions que um solo, ou algum de seus constituintes, pode adsorver e trocar a um pH específico, em geral pH 7,0. • No solo, a CTC é devida à superfície específica e às cargas inerentes ou acidentais de colóides eletronegativos, como os minerais de argila, a sílica coloidal e os húmus. • Fertilidade: > CTC, > adsorção de cátions A capacidade de troca de cátions (CTC) corresponde à soma das cargas negativas nas partículas microscópicas do solo (fração argila, e matéria orgânica) retendo os cátions, tais como cálcio (Ca2+), magnésio (Mg2+), potássio (K + ), sódio (Na+), alumínio (Al3+) e hidrogênio (H+) presentes na solução do solo. Problema V – Mudança de realidade Objetivos: 1. Compreender os componentes da acidez e como ocorre a reação no solo; 2. Compreender como é feita a calagem e a sua importância; 3. Entender o que acontece com a CTC após a realização da calagem; 4. Entender o Poder Tampão do solo; 5. Comparar Gesso e Calagem. A acidez do solo se dá pelo aumento na presença de H+ na solução do solo, pode ocorrer, principalmente em solos muito intemperizados, pois estes tem pouco ou ausência do tetraedro do Si, ou seja, terá maior presença de Al3+ (outro fator da acidez). Há duas maneiras principais que provocam a acidificação do solo. A primeira ocorre naturalmente pela dissociação do gás carbônico: CO2 + H2O H+ + HCO3-. O H+ transfere-se então para a fase sólida do solo e libera um cátion trocável, que será lixiviado com o bicarbonato. Esse fenômeno é favorecido por valores de pH elevados, tornando-se menos importante em pH baixos, sendo inexpressivo a pH abaixo de 5,2. Portanto, em solos muito ácidos não é provável uma grande acidificação através do bicarbonato. Existe tipos diferentes de acidez no solo, a ativa e a potencial. Acidez ativa: são os íons H+ da solução do solo em concentrações baixas quando comparados com os íons H+ adsorvidos. É expressa pelo valor do pH do solo. O pH é determinado em água: usa-se uma relação solo:água de 1:2,5. Mede-se o pH através da imersão de um elétrodo de vidro ligando a um potenciômetro. Podem ser usadas, também, soluções salinas, como o KCl e CaCl2. A acidez potencial divide-se em acidez trocável e não trocável. • A acidez trocável refere-se aos íons Al3+e H+retidos na superfície dos coloides do solo. Esta quantidade de H+ trocável é pequena. Como o H+ representa menos de 5% da acidez trocável, é admitido apenas o Al3+trocável. • A acidez não trocável é o íon H+ de ligação covalente associado aos coloides em carga negativa e aos compostos de alumínio. É a acidez que os solos apresentam quando em pH menor que 5,5. Acima de pH 5,5 não existe mais Al3+ trocável. A calagem é considerada como uma das práticas que mais contribui para o aumento da eficiência dos adubos e correção/neutralização do H+ e Al3+.Benefícios/objetivos da calagem: • elevar o pH; • fornecer Ca e Mg como nutrientes; • diminuir ou eliminar os efeitos tóxicos do Al, Mn e Fe; • diminuir a fixação de P; • aumentar a disponibilidade de N, P, K, Ca, Mg, S e Mo; • aumentar a eficiência dos fertilizantes; • aumentar a atividade microbiana; • melhorar os atributos físicos do solo. CaCO3 + H2O → Ca2+ + CO3-2 + H2O → HCO3- + OHHCO3- + H2O → H2CO3 + OH- Neutralização da acidez ativa (H+): HCO3- + H+ → H2CO3 H2O + CO2 OH- + H+ H2O Neutralização do alumínio: Al+3 + 3OH- Al(OH)3 Para a determinação da necessidade de calagem (NC), ou seja, a dose de calcário a ser recomendada, são usados dois métodos com base em dois conceitos amplamente aceitos, para os solos do estado de Minas Gerais: “Método da neutralização da acidez trocável e da elevação dos teores de Ca e de Mg trocáveis” e o “Método da Saturação por Bases”. A NC (em t/há) é assim calculada: NC = CA + CD, em que: CA = correção da acidez CA = Y [Al3+ - (mt . t/100)], em que: Al3+ = acidez trocável, em cmolc/dm 3 mt = máxima saturação por AL tolerada pela cultura, em % T = CTC efetiva, em cmolc/dm 3 Y é um valor variável em função da capacidade tampão da acidez do solo (CTH) e que pode ser definido de acordo com a textura do solo SOLO ARGILA % Y Arenoso 0 a 15 0,0 a 1,0 Textura média 15 a 35 1,0 a 2,0 Argiloso 35 a 60 2,0 a 3,0 Muito argiloso 60 a 100 3,0 a 4,0 CD = correção da deficiência de Ca e de Mg CD = X – (Ca2+ + Mg2+), em que: Ca2+ + Mg2+ = teores de Ca e Mg trocáveis E, por último, X é um valor variável em função dos requerimentos de Ca e de Mg pelas culturas. A determinação da quantidade de calcário a ser usada por hectare deve levar em consideração: 1. A porcentagem da superfície do terreno a ser coberta na calagem (SC, em %) 2. Até que profundidade será incorporado o calcário (PF, em cm) 3. O poder relativo da neutralização total do calcário a ser utilizado, que depende da granulometria do material utilizado (PRNT, em %). PRNT = PN X RE 100 A equação utilizada para a quantidade de calcário a ser utilizada é: QC = NC x SC 100 x PF 20 x 100 PRNT Algumas definições importantes a) Soma de bases (SB ou S): SB = K + Ca + Mg (+Na) b) CTC efetiva (ao Ph atual do solo): CTC efetiva = SB + Al c) CTC total (a Ph 7,0): CTC = SB + (H + Al) d) Porcentagem de saturação por bases (V%): V% = SB x 100/CTC (Ph 7,0) e) Porcentagem de saturação por Al (m%): m% = Al x 100/CTC efetiva O gesso agrícola, devida a alta solubilidade, consegue penetrar mais facilmente no perfil do solo, fornecendo Ca em profundidade reduzir a saturação de Al em sub superfície, aprofundando o sistema radicular melhorando a distribuição das raízes e aumentando o peso/volume de raízes favorecer a absorção de água. CaSO4 sólido Ca2+ + SO2-4 Solo-Al+3 + Ca+2 Solo-Ca+2 + Al+3solução Al+3 + SO-2 4 AlSO+4 (solução) (não tóxico) Al+3 + SO-4 4 + H2O AlxOHyH2OzSO4 (K) (precipitado - não tóxico) Diferenças entre a reação do calcário e do gesso O solo tem cargas dependentes de pH. A reação do calcário aumenta a quantidade de OH (> pH), aumenta a CTC (capacidade de troca catiônica), aumenta a quantidade de cargas negativas e também aumenta a capacidade do solo em reter bases (K, Na, Mg e Ca). No caso do calcário o ânion ou íon acompanhante (CO-23) reage com a água transformando-se em CO2, o qual é perdido para a atmosfera. Assim o Ca+2, não tendo um ânion acompanhante irá lixiviar/deslocar menos no perfil, ficando mais retido na superfície de troca ou adsorvido pelas argilas, enquanto que o gesso um ânion acompanhante (SO4) que pode ser carreado juntamente com o Ca até as camadas mais profundas do solo. Problema VI – Grande e essencial, pequeno e indispensável Objetivos: 1. Diferenciar elemento benéfico de nutrientes essenciais; 2. Entender o conteúdo e formas de ocorrência dos nutrientes no solo; 3. Entender como ocorre a interação dos elementos entre si dentro e fora da solução.
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