CURSO: CIÊNCIAS AMBIENTAIS DISCIPLINA: CIÊNCIA DO SOLO

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1 CURSO: CIÊNCIAS AMBIENTAIS DISCIPLINA: CIÊNCIA DO SOLO Adaptado de Solos do Brasil (Benjamim Pereira Vilela e Selma Simões de Castro) PROF. RENATA SANTOS MOMOLI Eng. Agrônoma Dra. em Solos e Nutrição de Plantas

2 Fatores de Formação de Solos Clima Organismos Relevo Material de origem Tempo

3 Gênese de Solos H + K + intemperismo ou idade do solo

4 Processos de Formação dos Solos Adição Remoção Transformação Translocação

5 Componentes do Solo A Líquido Sólido inorgânico B Gás C Sólido orgânico

6 Cor do Solo Matéria Orgânica Argila e quartzo Goethita (óxido de Fe) Hematita (óxido de Fe)

7 Umidade do solo

8 Textura do Solo Distribuição das partículas primárias do solo por tamanho Silte 0,053 0,002 mm Areia 2 0,053 mm Argila <0,002 mm

9 Estrutura do Solo Distribuição das partículas secundárias do solo por tamanho, forma e resistência Grânulos Blocos

10 O Brasil está localizado em uma zona tropical Em virtude disto a formação dos solos tropicais típicos envolve:

11 a) intemperização enérgica por hidrólise parcial a total do material de origem (ferralitização e sialitização, em geral monossialitização) onde os minerais primários se decompõem, exceto alguns poucos mais resistentes como o quartzo, e mesmo as próprias argilas; b) intensa lixiviação de bases (comumente na ordem Ca > Mg > K > Na), resultante da dessaturação do complexo de adsorção (sobretudo coloidal);

12 c) pequena movimentação de sesquióxidos (óxidohidróxidos de ferro e alumínio) que se concentram residualmente, podendo até formar nódulos e crostas supérgenas (recentes e formadas em posição superior da crosta terrestre); d) lixiviação da sílica por hidrólise total ou parcial; e) floculação eficiente de colóides resultando em agregados relativamente estáveis devido, permeabilidade, aeração e virtual ausência de migração de argilas; f) rápida mineralização de matéria orgânica

13 DIFERENÇAS LOCAIS DO AMBIENTE cor, textura, estrutura superfície horizonte A subsuperfície horizonte B

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16 Horizontes Diagnósticos Horizontes que apresentam um conjunto de propriedades morfológicas, químicas, físicas e mineralógicas definidas QUANTITATIVAMENTE e que permitem identificar e distinguir diferentes classes de solo. 1. Horizontes diagnósticos de superfície 2. Horizontes diagnósticos de subsuperfície

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21 Textura: refere-se a composição granulométrica - textura arenosa (< 15% de argila); média-arenosa (15 a 25 % de argila); média-argilosa (25-35 % de argila); argilosa (35 a 60 % de argila); muito argilosa (>=65% de argila); siltosa (material com menos que 35% de argila e menos que 15% de areia. Saturação por bases: proporção de cátions básicos trocáveis em relação à capacidade de troca de cátions (CTC a ph 7). A saturação por base de maneira geral é expressa em porcentagem e é representada pelo símbolo V%: V(%)= (Soma de bases/ctc)*100 Soma de bases (SB)= Ca +2 +Mg +2 +K + +Na + CTC= SB + Al +3 + H + Assim também o solo pode ser denominado: Eutrófico (V%>50) ou Distrófico (V%<50) Cor do solo: tem como base a escala Munsell de Cores para solo. Classe de solos amarelos: matiz mais amarela que 5YR Classe de solos vermelho-amarelo: matiz 5YR ou mais vermelho e mais amarelo que 2,5 YR Classe de solos vermelhos: com matiz 2,5YR ou mais vermelho

22 Caráter ácrico: refere-se a solos que apresentam CTC efetiva menor que 1,5cmolc/kg de argila e que prencha uma das seguintes características: ph KCl igual ou superior a 5 ou ph positivo ou nulo (ph = phkcl ph H2O) Teor de óxidos de ferro: refere-se ao teor de Fe 2 O 3 Hipoférricos : < 8 % Mesoférricos: 8 a 18 % Férricos: 18 a 36 % Perférricos: >36% Solos com teores maiores que 18 % apresentam atração magnética a campo Álicos: apresentam saturação por alumínio (m%) maior que 50, onde: m%= (Al3+/Al3++SB)*100 Atividade da fração argila: corresponde a CTC da fração argila do solo é dada por: T*1000/g.kg-1 de argila. Atividade Alta (Ta) >27 cmolc/kg de argila. Atividade Baixa (Tb) <27 cmolc/kg de argila.

23 Caráter Alumínico: Alumínio extraível 4 cmolc/kg de solo, associado à atividade de argila 20 cmolc/kg de argila e m% > 50 e/ou V%<50 Gradiente Textural : gradiente de teor de argila entre horizonte A ou E e horizonte B. A ou E menos que 200g de argila/kg de solo B deve conter o dobro do teor de argila. A ou E mais que 200g de argila/kg de solo B deve ter 200g/kg a mais (valor absoluto) Mudança Textural Abrupta: quando a mudança de gradiente textural se dá em uma distância menor que 7,5 cm no horizonte. Relação Silte/Argila: serve de base para avaliação do grau de intemperismo. Baixa relação silte/argila indicam solos altamente intemperizados. Relação silte/argila baixa: solos de textura média ou mais grosseira (0,7); solos argilosos ou muito argilosos (0,6). Existem outros atributos importantes (caráter alumínico, solódico, sódico, entre outros). Para maior detalhamento consultar Embrapa (2006).

24 UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS UFG - IESA CURSO: CIÊNCIAS AMBIENTAIS DISCIPLINA: CIÊNCIA DO SOLO PROF. RENATA SANTOS MOMOLI Eng. Agrônoma Dra. em Solos e Nutrição de Plantas

25 CATEGORIAS FÍSICOS (GEO)QUÍMICOS MINERALÓGICOS ECOLÓGICOS

26 ANÁLISE DOS ATRIBUTOS FÍSICOS DO SOLO 1. TEXTURA DO SOLO 2. DENSIDADE 3. POROSIDADE 4. UMIDADE

27 1. TEXTURA DO SOLO OBJETIVO: Determinar - % areia % silte % argila da através de análise granulométrica

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29 1. TEXTURA DO SOLO

30 1. TEXTURA DO SOLO Principais métodos utilizados Método da Pipeta * Método do Densímetro de Bouyouccos * Radiação Gama Granulômetro à Laser

31 1. TEXTURA DO SOLO Principais métodos utilizados Método da Pipeta * Retira uma alíquota (parcela)

32 1. TEXTURA DO SOLO Principais métodos utilizados Método do Densímetro de Bouyouccos *

33 1. TEXTURA DO SOLO Principais métodos utilizados Radiação Gama

34 1. TEXTURA DO SOLO Principais métodos utilizados Granulômetro à Laser

35 1. TEXTURA DO SOLO IMPORTÂNCIA Diagnóstico de translocação de argila no perfil Presença de B textural ou B latossólico Presença de mudança textural abrupta Ocorrência de descontinuidade litológica Superfície específica

36 2. DENSIDADE 2.1 Densidade global ou densidade do solo OBJETIVO: Calcular a densidade de uma amostra indeformada de solo através da relação entre peso e volume da amostra com estrutura inalterada

37 2. DENSIDADE 2.1 Densidade global ou densidade do solo Solo = sistema trifásico (sólido + líquido + gasoso) Vt=Vg+Vl+Vs Vp=Vl+Vg sendo: Vt= volume total da amostra Vp= volume de poros

38 2.1 DENSIDADE DO SOLO Principais métodos utilizados Método do anel volumétrico anel de aço de bordas cortantes e volume interno de 50 cm3 (EMBRAPA, 2011)

39 2.1 DENSIDADE DO SOLO Principais métodos utilizados Método do torrão Impermeabilização de um torrão ou conglomerado, feita com parafina fundida ou resina SARAN, de maneira a permitir mergulhá-lo em água ou outro líquido e determinar seu volume (EMBRAPA, 2011).

40 2.1 DENSIDADE DO SOLO IMPORTÂNCIA Avaliar alterações na densidade do solo em função do uso e manejo da terra

41 2. DENSIDADE 2.2 Densidade de partículas ou densidade real É a relação entre a massa de sólidos e o volume de sólidos: dr = ms/vs dr = p.s.s./vs sendo p.s.s. peso do solo seco. o valor médio da dr é de 2,65 g.cm -3 Unidades: g.cm -3 ; kg.dm -3 e Mg.m -3

42 2.2 DENSIDADE 2.2 Densidade de partículas ou densidade real Principais métodos utilizados Método do picnômetro Método do Balão volumétrico

43 2.2DENSIDADE DO SOLO IMPORTÂNCIA bastante estável, sendo influenciada pela composição da fração sólida, principalmente em relação ao teor de matéria orgânica e dos constituintes mineralógicos do solo

44 3. POROSIDADE 3.1 Porosidade total Corresponde à porção do solo em volume não ocupada por materiais sólidos é uma medida do volume de poros ou do espaço poroso do solo, sem referirse a tamanho e distribuição dos mesmos A porosidade total varia de 30 % a 80% Considerando: Vp Volume dos poros (cm-3); Vs Volume das partículas sólidas (cm-3); Vt Volume total (cm-3); Porosidade total: Pt = Vp/Vt Pt = 1 Vs/Vt Pt = (1 dg/dr) x 100

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46 3. POROSIDADE Principais métodos utilizados Curva de retenção de umidade Método micromorfométrico

47 Coleta das amostras Coleta realizada em caixa de papel cartão 12 x 7 x 5 cm.

48 Impregnação das amostras Troca de água por acetona; Impregnação com monômero e resina.

49 Impregnação das amostras Com monômero e resina: 1L monômero de estireno; 1kg resina poliéster; 5g Uvitex; 8 gotas Butanox.

50 Preparo das amostras Corte dos blocos com disco de diamante

51 Preparo das amostras Corte das lâminas com disco de diamante e polimento com pó abrasivo

52 Processamento e análise digital de imagens

53 Resultado das análises de blocos Média: %Área Nº Poros 5-20_Arr _Along _Comp _Arr _Along _Comp _Arr _Along _Comp _Arr _Along _Comp _Arr _Along _Comp _Arr _Along _Comp _Arr _Along _Comp >1000_Arr 0 0 >1000_Along 0 0 >1000_Comp Total Médio % área de poros Área A T1 0-5_10x >1000 Arr. Along. Compl. Tamanho dos poros Numero de poros Total (Soma)

54 Resultados das análises de lâminas

55 3. POROSIDADE IMPORTÂNCIA Relações entre dg, Pt e o tamanho de poros em função da textura do solo Redução da porosidade indica compactação do solo

56 Fonte: Stoops, 2003 Microagregado x macroagregado

57 4. UMIDADE DO SOLO

58 Condutividade hidráulica Parâmetro do solo que mostra a rapidez com que o solo conduz a água; Dinâmica da água no solo é diretamente relacionada à produção vegetal; Seu conhecimento é de interesse fundamental para tomada de decisão sobre exploração agrícola do solo.

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60 Métodos de determinação da condutividade hidráulica Em campo: Permeâmetro de Guelph; Infiltrômetro de disco; Infiltrômetro de duplo anel

61 Métodos de determinação da condutividade hidráulica Em laboratório 1) Permeâmetro de carga constante; 2) Permeâmetro de carga variável. 1 2

62 ANÁLISE DOS ATRIBUTOS QUÍMICOS DO SOLO

63 ANÁLISE DOS ATRIBUTOS QUÍMICOS DO SOLO 1. Determinação do ph em CaCl 2,em água e em KCl 2. Determinação da Acidez Potencial 3. Determinação do alumínio trocável 4. Determinação da Matéria Orgânica 5. Determinação do Potássio, Cálcio e Magnésio 6. Extração de Cálcio, Magnésio e Fósforo 7. Determinação do Fósforo 8. Capacidade de troca de cátions (CTC) e bases trocáveis (RAIJ, et al. 2001) ANÁLISE QUÍMICA PARA FINS DE FERTILIDADE

64 ANÁLISE DOS ATRIBUTOS QUÍMICOS DO SOLO Ataque sulfúrico Sílica Ferro no extrato sulfúrico Alumínio no extrato sulfúrico Titânio no extrato sulfúrico Relações moleculares Ki e Kr Relação molecular Al2O3/Fe2O3 ANÁLISE QUÍMICA PARA FINS DE CLASSIFICAÇÃO

65 ANÁLISE DOS ATRIBUTOS MINERALÓGICOS DO SOLO DIFRATOMETRIA DE RAIOS X A amostra de argila em estado pastoso ou em suspensão é colocada em lâmina de vidro sob a forma de uma fina película para que as lamelas dos minerais planares fiquem paralelas umas às outras, intensificando assim seus picos diagnósticos. A identificação de minerais não planares, como quartzo, feldspato, óxidos cristalinos de ferro e alumínio, pode ser feita na amostra seca, em pó, montada em porta amostra do tipo janela. A identificação de argilominerais 2:1 é feita através das mudanças de comportamento do mineral ao ser submetido a tratamentos químicos e térmicos. A cada etapa, a amostra é levada ao difratômetro, quando possibilidades de identificação vão sendo confirmadas ou eliminadas.

66 ANÁLISE DOS ATRIBUTOS MINERALÓGICOS DO SOLO ANÁLISE MINERALÓGICA DE GRÃOS As frações calhaus (> 20 mm) e cascalho (20-2 mm) que compõem os fragmentos grosseiros do solo, são obtidos por separação granulométrica no laboratório de física. São constituídas por grânulos minerais (isolados e/ou agregados), litofragmentos (fragmentos de rocha) e concreções. Incluem-se, apenas, na fração cascalho os restos orgânicos vegetais e/ou animais e carvão. As frações areia grossa (2-0,2 mm) e areia fina (0,2-0,05 mm) de solos fazem parte da terra fina seca ao ar (TFSA), de acordo com a classificação textural brasileira, separadas por análise granulométrica. São compostas por grânulos minerais (isolados e/ou agregados), concreções, litofragmentos, restos orgânicos vegetais e/ou animais e carvão. Na caracterização mineralógica das espécies minerais, litofragmentos e concreções, tem-se empregado o microscópio estereoscópio (lupa), microscópio petrográfico e ocasionalmente difração de raios-x para os grânulos de natureza duvidosa ou alterada. Utilizam-se microtestes químicos para manganês e carbonatos quando presentes nos constituintes mineralógicos.