Produto de processos físicos e químico que destroem as rochas

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1 Versão 2010

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3 O solo é objeto de estudo de várias ciências básicas (Geologia, Pedologia) e aplicadas (Agronomia, Engenharia, Urbanismo). Cada uma delas tem um conceito próprio do solo. Geologia Produto de processos físicos e químico que destroem as rochas Pedologia Agronomia Organismo vivo, separado em horizontes naturais, com constituintes minerais e orgânicos, e que difere do material de origem pela morfologia, propriedades físicas, composição e características biológicas Porção da superfície da Terra onde as plantas crescem Engenharia Material inconsistente da crosta terrestre que pode ser escavado pelo esforço humano, auxiliado por um equipamento simples como uma pá Urbanismo Biologia Parte da superfície da Terra que tem ocupação e uso específicos (nos aglomerados urbanos)?

4 Pedologia: é o estudo do solo segundo o ponto de vista de ocorrência natural, sua origem, classificação, constituição e dá pouca ênfase a sua imediata utilização prática. Edafologia: é o estudo do solo, do ponto de vista dos vegetais superiores. Considera as diversas propriedades do solo à mediada que elas se relacionam com a produção vegetal. Solo: é a camada superficial da crosta terrestre resultante da ação combinada dos fatores de formação: material de origem (rocha), clima, organismos vivos, relevo e tempo.

5 Formação O solo é formado a partir de fenômenos físicos, químicos e biológicos agindo sobre uma rocha matriz; Composição O solo é um complexo mosaico formado por numerosos materiais orgânicos e inorgânicos interrelacionados; Alguns dos materiais orgânicos do solo são vivos, tais como raízes e pequenos animais; já outros materiais encontram-se em decomposição; SOLO Materiais Orgânicos (Animais e vegetais em decomposição) Materiais Inorgânicos (Fragmentos de rochas desintegradas)

6 Perfil Desde a superfície até a rocha de origem, o solo pode ser dividido em zonas horizontais; As zonas horizontais são diferenciadas através de características já estabelecidas; Todos os solos possuem pelo menos dois horizontes, mas nem todos apresentam obrigatoriamente, todos os horizontes; O Ecólogo faz-se necessário saber sobre a composição, estrutura e a textura do solo para caracterizá-lo;

7 O solo é um dos recursos que suporta toda a cobertura vegetal e animal da terra, sem a qual os seres vivos não poderiam existir. Nessa cobertura, incluem não só as culturas como também todos os tipos de árvores, gramíneas, raízes e herbáceas que podem ser utilizadas pelo homem; Quanto maior a variedade de solos que uma nação possui, maior a oportunidade de sua população encontrar melhor padrão de vida;

8 O solo sofre degradação por quatro razões principais: Perda da estrutura do solo; Perda da matéria orgânica; Perda dos elementos nutritivos; Perda do solo; Antes de fazer qualquer planejamento para o desenvolvimento sustentável de uma determinada área, o conservacionista deve ser capaz de classificar o solo de acordo com a capacidade de uso e indicar as práticas necessárias para um bom manejo do solo; Deve também saber como avaliar os vários fatores ecológicos envolvidos na solução dos problemas; A capacidade de uso do solo não está, necessariamente, relacionada com a sua produtividade.

9 O solo apresenta três fases bem distintas: Gasosa Líquida Sólida Em volume, as fases variam entre si de solo para solo; Entre as partículas que compões o solo há espaços que podem ser ocupados por ar ou por água; O ph do solo é um elemento de grande importância ecológica, seja por ação direta sobre certas espécies, seja por atingir indiretamente, modificando outros fatores edáficos;

10 Os componentes minerais do solo podem permanecer no local de origem, ou ser deslocados no sentido vertical, provocado pela ação da água, cujo os minerais solubilizados são levados à níveis mais profundos do solo; O solo pode apresentar partículas grande, médias ou pequenas, o que resulta em solos de diferentes texturas; Os espaços entre essas partículas varia e os volumes totais desses espaços são diversos, dando em conseqüências variações do grau de infiltração de um solo para outro; O solo da caatinga caracteriza-se por ser raso e pedregoso, por isso não consegue armazenar a água que cai, e a temperatura elevada (médias entre 25 o C e 29 o C) provoca intensa evaporação.

11 O clima age na formação do solo de diversas maneiras: Afetando o intemperismo (físico e químico) da rocha; Estabelecendo a percolação através do solo; Formando os glacis de erosão ; Definindo os graus de sedimentação nas planícies de inundação; Lei de Van Hoff Todo acréscimo de 10ºC de temperatura do meio, resulta um aumento de velocidade das respectivas reações químicas entre o duplo e o triplo da velocidade primitiva. Van Hoff

12 São as forças de natureza física, química ou biológica que influenciam os processos de formação dos solos; Processos mecânicos Influência da temperatura Influência da água Influência dos vegetais Processos químicos Hidrólise Hidratação Carbonização Oxidação

13 Ações de Animais e vegetais Fornecimento de matéria orgânica; Transporte dos nutrientes das camadas inferiores para as superiores; Ação mecânica destrutiva, através das rochas, das raízes; Controle dos efeitos da erosão; Ações de Microorganismos Ação na subdivisão dos materiais grosseiros (folhas, galhos e outros, facilitando o ataque microbiano); Exportação de substâncias pelo deslocamento no perfil do solo e adição local por morte de microorganismos; Influencia na porosidade do solo; Decomposição dos resíduos orgânicos;

14 Ação do relevo Facilita ou dificulta o trabalho erosivo; Influencia as variações de temperatura, pluviometria, ventos e drenagem; Ação da rocha matriz Composição mineralógica e química, que tem influencia na riqueza nutricional do solo; Textura e resistência mecânica que se relacionam com a velocidade do processo de formação do solo;

15 Solos zonais Latossolos Potzólicos Tchernozerms Solos intrazonais Bog (Histossolos) Gley (Hidromorficos) Solonetz (Aridossolos) Solos azonáis Regossolo Aluviossolo Litossolo

16 Águas de superfície Fornece, por evaporação, a umidade relativa do ar; Através das correntezas, arrasta consigo os materiais fragmentados da superfície, sendo a maior responsável pela erosão do solo; Influência na distribuição de temperaturas; etc. Águas subterrâneas Maior importância na solubilização de minerais do solo, formando a solução do solo, que é absorvido pelos vegetais; Parte da água incorporada pelos vegetais vai ser lançada à atmosfera por transpiração, permitindo, num restabelecimento do equilíbrio osmótico, a entrada de novos volumes da solução do solo e assim sucessivamente; Um bom suprimento d água com ótima concentração de sais, são condições indispensáveis para o bom desenvolvimento da cobertura vegetal;

17 Salinidade do solo A concentração de sais no solo faz com que diminua a resistência osmótica de perda de água para o meio, o que leva à incapacidade de manter a concentração necessária de água para as atividades metabólicas; Várias plantas possuem adaptações para viver em ambientes com alta salinidade, principalmente cloreto de sódio e são conhecidas como halófitas; Estas plantas compensam o excesso de sal do meio com mecanismos necessários aos processos de osmoregulação Crescimento de três vegetais em solo salino crescimento relativo de três plantas que crescem em solos salinos, cultivadas em solos com diferentes concentrações de Cloreto de Sódio (NaCl). Salicornia e Suaeda são halófitas genuínas. Não se desenvolvem na ausência de sal.

18 ph do solo O ph da água e do solo pode ser um fator que exerce uma poderosa influência na distribuição dos organismos; O protoplasma de plantas é afetado drasticamente por altas concentrações de íons OH- e O+, que se tornam tóxicas em um ph abaixo de 3 (ácidos) e de um ph acima de 9 (básico); Efeitos indiretos do ph afetam a concentração dos nutrientes disponíveis e/ou a formação e concentração de toxinas.

19 Os organismos necessitam de uma série de elementos químicos para seu metabolismo N P S K Ca Mg Fe Na O2 CO2 Componente estrutural de proteínas e ácidos nucléicos Componente estrutural de proteínas, dos ácidos nucléicos e dos ossos Componente estrutural de muitas proteínas Principal soluto da célula animal Regulador da permeabilidade das células, componente estrutural dos ossos Componente estrutural da clorofila; envolve-se no funcionamento enzimático Componente estrutural da hemoglobina e de muitas enzimas Componente estrutural Principal soluto dos fluídos extracelulares dos animais Receptor de elétrons da cadeia respiratória Utilizado pelos vegetais na produção de energia, através da fotossíntese

20 Textura Proporção relativa das classes de tamanho de partículas de um solo. Existe, segundo a Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, quatro classes de tamanho de partículas menores do que 2 mm: Areia grossa 2 a 0,2 mm ou 2000 a 200 μm; Areia fina 0,2 a 0,05 mm ou 200 a 50 μm; Silte 0,05 a 0,002 mm ou 50 a 2 μm; Argila menor do que 2 μm;

21 Textura Menor porosidade do solo Menor micro e maior macroporosidade Baixa retenção de água Boa drenagem e aeração Menor densidade do solo Aquece rápido Resiste à compactação Baixa CTC Mais lixiviável Maior erosão Coesão baixa, friável Maior porosidade do solo Maior micro e menor macroporosidade Alta retenção de água Drenagem lenta e pouco arejado (se pouco agregados) Maior densidade do solo Aquece lentamente Maior susceptibilidade à compactação Maior CTC Menos lixiviável Mais resistente à erosão Coesão elevada, firme Consistência friável quando úmido Consistência plástica e pegajosa quando molhado Fácil preparo mecânico Matéria orgânica baixa e rápida decomposição Mais resistente ao preparo (pesado) Matéria orgânica média a alta e menor taxa de decomposição Tabela - Relação da textura do solo com algumas propriedades dos solos.

22 Estrutura do solo Refere-se ao agrupamento e organização das partículas do solo em agregados e relaciona-se com a distribuição das partículas e agregados em um volume de solo. De acordo com a organização das partículas e do ambiente de formação muitos tipos de agregados estruturais podem se formar. Os tipos são: Granular e grumosa agregados arredondados formados predominantemente na superfície do solo sob influência marcada da matéria orgânica e atividade microbiológica; Laminar os agregados são de formato laminar e formados por influência do material de origem ou em horizontes muito compactados; Prismática e colunar os agregados formam-se em ambientes mal drenados e em horizontes subsuperficiais com pequena influência da matéria orgânica; Blocos angulares e subangulares os agregados têm formato cubóide e formam-se em ambientes moderadamente a bem drenados nos subsolos.

23 Estabilidade de agregados Expressa a resistência à desagregação que os agregados apresentam quando submetidos a forças externas (ação implementos agrícolas e impacto gota chuva) ou forças internas (compressão de ar, expansão/contração) que tendem a rompê-los. A estabilidade é também fortemente afetada pela matéria orgânica do solo, através da quantidade e de sua qualidade e, especialmente, por ser o agente cimentante mais dependente do manejo de solo e plantas.

24 Densidade do solo Expressa a relação entre a quantidade de massa de solo seco por unidade de volume do solo. No volume do solo é incluído o volume de sólidos e o de poros do solo. Entretanto, havendo modificação do espaço poroso haverá alteração da Ds. O uso principal da densidade do solo é como indicador da compactação, assim como medir alterações da estrutura e porosidade do solo.

25 Densidade de partículas Expressa a relação entre a quantidade de massa de solo seco por unidade de volume de sólido do solo; Depende, primariamente, da composição química e composição mineralógica do solo.

26 Porosidade do solo O espaço do solo não ocupado por sólidos e ocupado pela água e ar compõem o espaço poroso, definido como sendo a proporção entre o volume de poros e o volume total de um solo. É inversamente proporcional à densidade do solo e de grande importância direta para o crescimento de raízes e movimento de ar, água e solutos no solo. A textura e a estrutura dos solos explicam em grande parte o tipo, tamanho, quantidade e continuidade dos poros.

27 Consistência do solo Descreve a resistência do solo em diferentes umidades contra pressão ou forças de manipulação, ou refere-se à sensação de dureza, à facilidade de quebra ou à plasticidade e pegajosidade de um solo em diferentes umidades ao ser manipulado pelas mãos. Sua descrição morfológica é feita em três classes de umidade, seco, úmido e molhado, manifestando, respectivamente, dureza, friabilidade e plasticidade e pegajosidade.

28 Cargas elétricas no solo CARGAS NEGATIVAS CARGAS PERMANENTES Não ou com o ph. Têm origem na substituição isomórfica dos argilominerais (interior rede cristalina) Si O Al O Si O Si +4 pelo Al Al OH Mg O Al OH Al +3 pelo Mg Si O Si O Si - O A menor valência do Al +3 e Mg +2 em relação ao Si +4 e Al +3 déficit de cargas positivas número de cargas negativas na partícula

29 Cargas elétricas no solo CARGAS NEGATIVAS DEPENDENTES DE ph Ocorrem em maior quantidade em solos tropicais -argilas 1:1 -óxidos de Fe e Al; Dissociação Radicais OH Filossilicatos de Alumínio Si OH - Si O OH HOH - Al OH - Al OH Colóides Orgânicos Grupo carboxílico R COOH + OH - R COO - + HOH Grupo fenólico R OH + OH - R O - + HOH

30 Cargas elétricas no solo CARGAS POSITIVAS Superfície de Óxidos Fe e Al OH OH + 2 Fe Fe Fe OH + 3H + OH 2 + Fe OH OH 2 + Lâmina octaédrica, a ph baixo Si OH - Si OH H Al OH - Al OH Matéria orgânica Grupos amínicos (NH 2 ) a baixo ph = cargas + R CH 2 NH 2 + H + R CH 2 NH 3 +

31 Cargas elétricas no solo CARGAS POSITIVAS Capacidade de Troca de Cátions - CTC Capacidade de Troca de Ânions - CTA Ponto de Carga Zero - PCZ OH 2 + OH O - Fe Fe Fe OH H + OH + 3OH - O - + 3H 2 O Fe Fe Fe OH 2 + OH O - PH aumenta CTA PCZ CTC ph aumenta

32 Absorção e trocas de íons no solo Fase Sólida Íons adsorvidos Fase Líquida Íons na solução FATORES QUE AFETAM Valência do cátion: valência atração Hidratação do íon: hidratação adsorção Concentração na solução do solo Tamanho do cátion Seletividade do colóide Cátion complementar

33 Absorção e trocas de íons no solo CAPACIDADE TROCA CÁTIONS (CTC) Quantidade de cátions que um solo é capaz de reter (cmol c kg -1 solo) Varia com o ph do solo CTC EFETIVA ao ph do solo CTC POTENCIAL - a ph 7,0

34 Absorção e trocas de íons no solo BASES TROCÁVEIS (Ca +2, Mg +2, Na +, K + ) Valor S (cmol c kg -1 ) = Soma cátions básicos Valor V (% na CTC) = Saturação de bases V > 50% = eutrófico (solos jovens) V < 50% = distrófico (solos velhos)

35 Absorção e trocas de íons no solo ACIDEZ DO SOLO Os cátions básicos são substituídos por H e Al provenientes da alteração dos minerais. ph do SOLO ACIDEZ ATIVA é devida aos íons H + dissociados na solução do solo. É expressa pelo ph = - log [H + ] = 1/log [H + ] que estão ACIDEZ POTENCIAL é a acidez que realmente o solo tem (acidez de troca + acidez não trocável).

36 Absorção e trocas de íons no solo FONTES DE ACIDEZ POTENCIAL Ácidos Carbônicos formado na rizosfera pela atividade microbiana e pela respiração radicular. CO 2 + H 2 O HCO 3- + H + Adubos Acidificantes (NH 4 ) 2 SO 4 H + quando solubilizam liberam íons Mineralização dos compostos orgânicos, pela reação de nitrificação libera íons H + Liberação de íons H + pelas raízes das plantas, devido aos cátions adsorvidos da solução do solo Cargas variáveis (dependentes de ph) Com do ph, os grupos (Al, Fe)OH (Al, Fe)OH 2 dissociam íons H + COOH

37 A adaptabilidade é a capacidade de ajustamento de um organismo às condições de um ambiente particular; Isto é, a probabilidade de um organismo ou grupo de indivíduos portadores de um determinado genótipo sobreviver e se reproduzir, gerando descendentes que constituirão uma população estável com o transcurso do tempo; Liebig Em 1840, Liebig enunciou a Lei do Mínimo Quando uma colheita é influenciada por diversos fatores, seu rendimento é limitado pelo fator que estiver em mínimo relativo.

38 Com raras exceções, há sempre um fator que é o responsável pela presença ou ausência dessa ou daquela espécie, numa determinada área, ao qual se denomina o fator limitante; O fator limitante é aquele que fornece ao organismo o menor valor entre os fatores atuantes sobre aquele organismo; Fator limitante Há casos em quer o valor limitante de certos fatores não é o mínimo, porém o máximo, quando este não atinge níveis não toleráveis pelo organismo (Fatores tais como: calor, luz, água); Esses valores máximos e mínimos recebem o nome de limites de tolerância ;

39 Lei da tolerância (Shelford), a qual admite que a ausência ou fracasso de um organismo pode ser controlado pela deficiência ou excesso, qualitativo e quantitativo, com respeito a qualquer dos diversos fatores que se possam aproximar dos limites de tolerância daquele organismo ; Shelford

40 A capacidade de viver ou mesmo sobreviver em ambientes com intensidades diferentes de um mesmo fator ou conjunto de fatores, tem o nome de capacidade de tolerância de uma espécie a um fator ou conjunto de fatores; Casos particulares de tolerância Existe uma diversidade de organismos em variadas adaptações;

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42 Gipsita

43 Mica

44 Gnaisse

45 Gnaisse

46 Laterita

47 Quartzo Rosa

48 Sienito

49 Migmatito

50 Magnesita

51 Calcita

52 Berilo

53 Feldspato

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56 CALCÁRIO BASALTO