INTRODUÇÃO AO ESTUDO DOS SOLOS

Instituto Federal de Minas Gerais Departamento de Química

Profa_{: Meiriane C. F. S. Lima}

Bibliografia Básica

• BAIRD, C.. Química Ambiental. Porto Alegre: Bookman, 2002. 3º Ed.

• SPIRO, T. G. E STIGLIANI, W. M. Química Ambiental. 2ª edição. Pearson Hall,2008.

• OHLWEILER, O. A. Fundamentos de análise instrumental. Rio de Janeiro: Livros técnicos e científicos, 1981.

• MEURER, E. J. Fundamentos de Química dos solos. 2ª edição. Porto Alegre. Genesis, 2004.

INTRODUÇÃO AO ESTUDO DOS SOLOS

Conceito de solo

5

De um modo geral o solo pode ser conceituado

como um manto superficial formado por rocha desagregada

e, eventualmente, cinzas vulcânicas, em mistura com matéria

orgânica em decomposição, contendo, ainda, água e ar em

7

8

Ciências

dos

Solos

Clima, natureza dos organismos, material de origem, relevo e tempo de atuação.

Rochas

_Atmosfera

Processos:

Físicos;

Químicos;

Físico-químicos;

Biológicos

Solo

Intemperismo

Rochas

_Solo

Intemperismo

Físico;

Intemperismo físico ou mecânico

Desintegração da Rocha

- Variação de temperatura;

-

Alívio de pressões;

Desintegração da Rocha

-

Sedimentos de variados tamanhos;

Mantém-se a mesma composição

Intemperismo químico

Reações químicas

-

Oxidação;

-

Carbonatação;

Hidratação...

Formação dos solos

Fatores mais importantes

-

Rocha de origem;

-

Clima;

-

Relevo;

-

Vegetação;

Formação dos solos

Rocha de origem

Composição mineralógica e textura

Clima



Temperatura;



Chuva.



Ex. região equatorial intemperismo químico

Relevo



Percolação;



Infiltração;



Velocidade superficial da água;



Erosão.

Solos em rampas mais íngremes diferentes daqueles de locais mais planos.

Vegetação

Tempo de atuação dos fatores



Originam diferentes tipos de solos.

Quanto a sua origem:

a)

Residuais (local da rocha matriz) ;

b)

Transportados (levados por agentes);

c)

Orgânicos (resultados da decomposição de vegetais e

18 Na sua atuação os quatro primeiros fatores imprimem, ao longo do tempo (idade), características que definem os estágios de sucessão por meio de profundidade, composição e propriedades e do que se denomina

19 o solo formado à

superfície, começam a se estabelecer os vegetais e os microorganismos. A lixiviação faz a translocação das frações mais finas (argila) do solo e a remoção de sais minerais. As frações mais grossas (arenosas) permanecem na parte superior

Estratos com aparência diferente

20

Pedogênese

21 Horizonte O – horizonte orgânico com matéria orgânica fresca ou em decomposição. Em condições de má drenagem esse horizonte é denominado H

Horizonte A – resultante do acúmulo de material orgânico misturado com material mineral. Geralmente apresenta coloração mais escura, devido ao material orgânico humidificado.

Horizonte B – acúmulo de argila, Fe, Al e pouca matéria orgânica. Denominado horizonte de acúmulo ou iluvisal.

Horizonte C – camada de material não consolidado, com pouca influência de organismos, geralmente apresentando composição química, física e mineralógica similar à do material onde se desenvolve o solo.

Camada R– rocha inalterada, que poderá ser ou não, a rocha matriz a partir da qual o solo se desenvolveu.

22

Os horizonte se diferenciam pela espessura, cor, distribuição e pelos arranjos de raízes, pH, consistência, estrutura, porosidade, teor de nutrientes, matéria orgânica e outras características, que resultam da interação de fatores influenciadores na formação do solo.

24

Classificação dos solos

Atualmente, na maior parte do mundo é utilizado o sistema de classificação denominado genético-natural, o qual é baseado nas características e fatores que levaram à formação do solo.

25

Latossolos

ormados sob ação de

lixiviações alcalinas, em

regiões quentes e úmidas

florestadas. Caracterizado

pela

perda

de

sílica

(eluviação) do material

original, permanecendo os

óxidos de Fe e Al. A argila

silicatada presente é a

26

Litossolos

olos

jovens,

pouco

desenvolvidos

e

de

pequena

espessura,

assentados

diretamente

sobre

as

rochas

consolidadas ou, as vezes,

27

Regossolos

aracterizam-se

por

serem solos profundos,

porém

em

início

de

formação

arenosa

e,

portanto, com drenagem

excessiva.

Apresentam

camada superficial mais

escurecida

devido

à

presença

de

matéria

28

Hidromórficos

ormados sob excesso de

água

e

que

estão

submetidos a condições de

aeração

deficientes.

Apresentam

coloração

acinzentadas,

são

geralmente ácidos, pobres

em Ca e Mg e possuem

acúmulo

de

matéria

29

Podzólicos e podzolizados

ormados por processo

de lavagens ácidas sobre

material

de

origem

arenosa, em regiões úmidas

e

florestadas.

Como

consequência das lavagens,

as argilas são arrastadas

para o interior do solo,

ficando

as

camadas

30

Composição do solo

Três fases: sólida, líquida e gasosa!

Sólida

31

Fase sólida

Resultante da desagregação física das rochas.

Fração orgânica: constituída pela porção do solo formada de substâncias provenientes de plantas e animais mortos, bem como produtos intermediários da degradação biológica feita por bactérias e fungos

O material orgânico de fácil decomposição é transformado em CO₂, H₂O e sais

32 Nos solos férteis, com densa vegetação, existe uma

33

Fase líquida

Solução do solo: “ uma solução de eletrólitos quase em equilíbrio, que ocorre no solo em condições de não saturação de umidade”.

34 As principais características do conceito de solução dos

solos são:

i. Constitui uma parte maior do fator de intensidade no fornecimento de nutrientes para as plantas;

ii. É o meio para a maioria dos processos químicos e biológicos que ocorrem no solo;

iii. É o principal meio para o movimento de materiais no solo!

36 Atmosfera Litosfera

Hidrosfera

38

39 Concentração típica da solução dos solos

Fonte: Malavolta, 1976.

40

Fase gasosa

O ar circulante no interior do solo é a fonte de oxigênio para a respiração das células das raízes, dos microorganismos e pequenos animais produtores de húmus!

41 Atmosfera Litosfera

42 Composição média dos principais componentes presentes no ar

atmosférico e no ar do solo

Fonte: Malavolta, 1976.

 Respiração das raízes e microorganismos!

Constantes alterações nos fluxos entre os compartimentos. Logo,

43 A maioria das plantas cultivadas requer solos bem

arejados para atingir o máximo crescimento radicalar.

De um modo geral, os sintomas de falta de

FRAÇÃO SÓLIDA MINERAL

Evolução da Pedogênese

•

CASCALHO

•

AREIA

•

SILTE

•

ARGILA

MINERALOGIA

(composição química total e do complexo sortivo)

Frações granulométricas

Limites de tamanho das partículas definem as

diferentes frações do solo:

0

Terra Fina

0,002

0,05

2

Limites de tamanho,



/ mm

46

0

Terra Fina

0,002

0,05

2

Limites de tamanho,



/ mm

Propriedades da fração argila dos solos

Partículas com dimensões menores que 1 micron (milésimo do

47

Área superficial específica (ASE)

Área superficial das partículas por unidade de massa. É

expressa por cm

_{por grama de partícula (cm}

_g

_{) ou m}

por grama de partícula (ASE = m

_g

_).

49



As propriedades físico-químicas dos solos são devidas

principalmente à elevada superfície específica e à alta reatividade

apresentada pelos componentes da fração argila;



Esta geralmente é constituída por minerais secundários, óxidos de

ferro e alumínio cristalinos ou amorfos e matéria orgânica com

tamanhos iguais ou inferiores a 4 µm, caráter coloidal e carga líquida

negativa saturada por cátions diversos;



Essas características são devidas a certas propriedades estruturais

da fase dispersa, como tamanho, forma e área superficial das

50

Algumas características e propriedades

importantes dos solos

Cor do solo

•

Permite delimitar os horizontes;

•

Matéria orgânica é responsável, em geral, pelas cores escuras dos

solos;

•

Óxidos de Fe conferem colorações vermelhas, amareladas e

acinzentadas;

•

Em geral, cores avermelhadas nos solos indicam condições de

oxidação ou boa drenagem, enquanto cores cinzentas ou cinza

51

Textura



Proporção relativa de partículas de areia, silte e argila que

compõe o solo;



Importantes processo e reações físicas e químicas que ocorrem

nos solos estão intimamente associadas à textura, devido ao fato

de que a textura determina a quantidade de superfícies nas quais

as reações devem ocorrer, além de influenciar em muitas outras

52

Estrutura



Agrupamento das partículas unitária dos solos em agregado. A

agregação é resultante da atração entre as partículas (devido a

cargas elétricas de superfície) e da ação de agentes aglutinadores

como a matéria orgânica e os óxidos de ferro.

54

Densidade



Relação entre o peso das partículas sólidas do solo e o volume

total do solo seco (g cm

_);



Solos com maiores teores de matéria orgânica apresentam

densidades menores (~ 0,90 g cm

_);



Solos arenosos são menos porosos e apresentam densidade ~

56

Porosidade



Espaço do solo ocupado pelo ar e pela água.

Macroporos Microporos

0,06 mm diâmetro Os solos possuem poros

de vários tamanhos e em números variados!

Grande número de macroporos

57

Retenção de água

Os solos tem capacidades diferentes de reter água.

Retém 5 – 10% de seu volume

58

Consistência

Resistência do solo quanto a deformação e ruptura condicionada

pelas forças físicas de coesão e adesão que atuam no solo.

Teor de umidade do solo

Seco Úmido

Solto Duro _{Solto Firme}

Resistente à ruptura

Friabilidade do solo Dureza do solo

61 100 mil – 100 milhões de

bactérias por grama de solo

Fragmentação de resíduos vegetais por minhocas e insetos

Decomposição destes resíduos por bactérias, fungos, etc.

Próxima aula...

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