Caracterização do solo

Entre as técnicas que buscam caracterizar as propriedades físicas, químicas, mineralógicas e térmicas do solo, utilizadas neste estudo, estão:

2.3.4.1 Granulometria

O principal critério para diferenciar texturas de solos se baseia na sua composição granulométrica, que é um dos parâmetros usados para identificação e classificação na física do solo, permitindo adotar uma linguagem comum nas informações referentes aos solos (Coelho et al., 2009).

A análise granulométrica é uma ferramenta essencial para a caracterização e o estudo de solos e sedimentos, com aplicação em diversos campos da atividade humana, da agricultura à engenharia civil e geotecnia (Embrapa, 2006). Consiste na determinação das dimensões das partículas que constituem as amostras e no tratamento estatístico dessa informação. Os resultados dessa análise são expressos na forma de distribuição por classes de tamanho ou frações granulométricas, desde as frações grosseiras, calhaus e cascalho, frações intermediárias, areias e as frações finas, silte e argila.

2.3.4.2 Complexo sortivo e nutrientes

O complexo sortivo é um dos ensaios de classificação química dos solos. Refere-se à presença de cátions trocáveis existentes nos solos, expressos em cmolc.kg-1 (Brant, 2005).

O número total de cátions trocáveis que um solo pode reter é chamado de capacidade de troca de cátions (CTC). Assim, quanto mais alta for a CTC de um solo, mais cátions ele pode reter.

Segundo Araújo et al. (2012), medidas que expressam a disponibilidade de nutrientes, como cálcio e magnésio trocáveis, fósforo, potássio, micronutrientes, assim como suas relações são importantes para avaliar qualidade de solo entre diferentes sistemas de manejo.

O nitrogênio (N), o potássio (K) e o fósforo (P) são os chamados macronutrientes primários, os quais as plantas precisam em maior quantidade. O nitrogênio é responsável pelo aumento da área foliar da planta, o que aumenta a eficiência de intercepção da radiação solar e a taxa fotossintética, e dos componentes da produtividade e, conseqüentemente, da produtividade de grãos.

O fósforo assimilável é aquela parte de fósforo que se encontra diluído na solução do solo, sendo facilmente absorvido pelas plantas. Dos três macronutrientes primários exigidos pelas plantas, o fósforo é absorvido em pequenas quantidades. Mas sua presença no solo é indispensável para o crescimento e produção de grãos e frutos, bem como para a realização da fotossíntese.

2.3.4.3 Espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado

A espectrometria de emissão óptica com fonte de plasma indutivamente acoplado (ICP-OES, do inglês Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectroscopy) é tradicionalmente utilizada para a análise de solos. A técnica de ICP- OES tem sido utilizada amplamente devido a uma série de vantagens que oferece, tais como: análise multielementar simultânea, sensibilidade e precisões altas, rapidez, bem como ampla faixa dinâmica linear. O plasma é uma fonte de alta temperatura que minimiza efeitos de matriz e produz uma sensibilidade adequada para a maioria dos metais e não-metais, em diferentes faixas de concentração e esta técnica de análise é aplicável à determinação de sólidos, líquidos e gases e tem a capacidade de produzir resultados rápidos e úteis para controle de processos, tais como, o controle de tratamento de efluentes (Dahlquist e Knoll, 1978; Sandroni e Smith, 2002; Vandercasteele e Block, 1993).

A determinação de elementos-traço (tóxicos ou essenciais) em uma análise de solos é primordial para monitorar o crescimento das plantas e a possível contaminação dos alimentos (Harper e Oliveira, 2006).

2.3.4.4 Fluorescência de raios-X por energia dispersiva (EDX)

A intensidade dos raios-X emitidos é característica individual de cada elemento da tabela periódica. Desta forma, é a medida das intensidades destes raios-X emitidos que formam a base da análise instrumental por fluorescência de raios-X (Nascimento Filho, 1999). Ou seja, o espectrômetro de fluorescência de raios-X determina os elementos presentes em uma determinada amostra.

Esta técnica consiste na aplicação de raios-X na superfície de amostras que possam absorver fótons do feixe do raio-X e que no processo inverso da excitação emitam raios-X característicos. 

Este ensaio tem o propósito de determinar o teor dos compostos químicos do solo, abrangendo tanto os minerais primários quanto os secundários. Destaca-se como uma importante alternativa com crescente aplicação na identificação mineralógica de solos, rochas, cerâmicas e líquidos (Albers et al., 2002; Bona et al., 2007; Dantas et al., 1981; Ferreira et al., 2003; Pataca; Bortoleto; Bueno, 2005; Sitko et al., 2004; Yu et al., 2002).

Os raios-X são detectados através de um detector (semicondutor), o qual permite a determinação simultânea ou sequencial (multielementar) de todos os elementos enquadrados entre o sódio (Na) e o urânio (U), sem a necessidade de destruição da amostra, ou seja, de modo instrumental, sem nenhum pré-tratamento químico e podendo atingir limites de detecção da ordem de 1 a 20 ppm (Nagata; Bueno; Peralta-Zamora, 2001; Mamani, 2006).

2.3.4.5 - Difração de raios-X (DRX)

A difração de raios-X é uma técnica que fornece informações sobre a estrutura e composição de sólidos cristalinos. A estrutura regular e periódica destes materiais difrata os raios-X, cujos comprimentos de onda apresentam valores próximos ao dos espaçamentos do cristal (Mahan e Myers, 1995).

Para a realização do ensaio, é utilizado um aparelho chamado difratômetro, onde há incidência de raios-X sobre uma amostra de rocha ou solo. Através desse processo são obtidos os registros gráficos (difratogramas), onde são apresentados os picos que representam as distâncias interplanares entre as bases formadas pelos planos cristalinos do mineral.

2.3.4.6 Análise termogravimétrica (TGA)

Análise térmica é o termo utilizado para definir “um grupo de técnicas por meio das quais uma propriedade física de uma substância e/ou de seus produtos de reação é medida em função da temperatura, enquanto essa substância é submetida a um programa controlado de temperatura (Ionashiro e Giolito, 1980; Wendlandt, 1986) sob uma atmosfera específica (Haines, 1995; Matos; Mercuri; Araújo, 2009).

A análise termogravimétrica (TGA, do inglês Thermogravimetric analysis) é a “técnica de análise térmica em que a variação de massa da amostra (perda ou ganho de massa) é determinada como uma função da temperatura e/ou tempo, enquanto a amostra é submetida a uma programação controlada da temperatura” (Ionashiro e Giolito, 1980). Os principais itens medidos nesta técnica incluem: evaporação, sublimação, decomposição, oxidação, redução e adsorção e dessorção de gás.

A fim de que a curva termogravimétrica possa ser interpretada de forma mais eficiente, é comum se utilizar simultaneamente a derivada em função do tempo desta curva, que é chamada de curva DTGA.