PROPRIEDADES FÍSICAS DOS SOLOS.

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1 TÉCNICAS LABORATORIAIS DE BIOLOGIA BLOCO II PROPRIEDADES FÍSICAS DOS SOLOS. 23 DE OUTUBRO DE 2003 ESCOLA SECUNDÁRIA D. SANCHO I VILA NOVA DE FAMALICÃO ANA ISABEL MOREIRA DA SILVA N.º 3 11º04 LILIANA SOFIA ALVES N.º12 11º04 RICARDO VIEIRA DA SILVA N.º22 11º04

2 Índice: Introdução...pág.2 Material...pág.4 Procedimentos...pág.5 Resultados...pág.7 Discussão...pág.11 Conclusão...pág.13 Bibliografia...pág.14

3 Introdução: O solo é um complexo formado pelos produtos de alteração das rochas nomeadamente da rocha mãe (rocha a partir da qual se formam os solos), conjuntamente com a imensidão de seres vivos e substâncias orgânicas que ao longo do tempo estão constantemente sujeitos a uma série de transformações muito complexas. Podemos também definir o solo como sendo a zona de contacto com a biosfera. O solo é um sistema dinâmico envolvendo três componentes essenciais: partículas minerais; detritos orgânicos e microorganismos que se alimentam dos detritos orgânicos (decompositores). É através da Pedologia, ciência que estuda os solos, podemos diferencia-los por camadas designadas por horizontes. Existem quatro horizontes, o horizonte A, o B, o C e o R, como evidencia a figura 1. Relativamente aos solos no horizonte A podemos distinguir diferentes fracções na sua composição. Desta forma os solos podem ser chamados de sistemas anisotrópicos pelo facto de neles se distinguirem três fracções distintas: a fracção líquida, a fracção gasosa e a fracção sólida. fig. 1 A fracção líquida está relacionada com a quantidade de água capilar presente no solo, ou seja, a água que está sujeita a fenómenos de capilaridade que constitui películas contínuas em torno das partículas do solo. A água tem um papel muito importante na formação do solo e é indispensável para as plantas. Quanto à fracção gasosa, podemos dizer que se trata da quantidade de ar existente no solo ou os espaços vazios que existem no mesmo. A variação do teor de água num solo determina uma variação inversa na quantidade de ar. O ar é muito importante para a respiração das raízes das plantas e para a manutenção da vitalidade dos solos. Existe ainda uma outra fracção, a fracção sólida. Na fracção sólida distinguem-se dois componentes, a matéria mineral fragmentos de rochas ou partículas de diversas formas e tamanhos e a matéria orgânica matéria que se deposita no solo e é decomposta por microrganismos. Tanto a fracção gasosa como a fracção líquida correspondem na generalidade a 25% da composição dos solos, a fracção sólida constitui 50% da constituição de um solo embora a percentagem de matéria orgânica e a percentagem de fig. 2 matéria mineral varie de solo para solo.(fig. 2 )

4 As substâncias minerais são responsáveis pela textura dos solos. A textura fornece esclarecimentos sobre as principais propriedades de um solo, nomeadamente a relação ar/água, a permeabilidade, a fertilidade, a produtividade. Em relação à textura podemos dizer que um solo é de um determinado tipo relativamente à sua proporção relativa entre os elementos que constituem a fracção fina do solo, ou seja, as areias, limos e argilas. Para determinar a textura de um solo utilizamos um diagrama triangular. (fig. 3 ) O presente trabalho laboratorial teve como objectivos, calcular as diferentes fracções dos solos em estudo e determinar a textura dos mesmos. Teve também como objectivos relacionar a textura de cada um dos solos com as suas propriedades e comparar os resultados obtidos com os valores pré-definidos no que diz respeito à composição dos solos. Em suma, os solos são mais um ecossistema de que o Homem se serve para tirar proveito próprio. fig. 3

5 Material: I ) Determinação da fracção gasosa de um solo: 3 provetas (250mL); espátulas; varetas de vidro; 50mL de água para cada amostra de solo; 50cm 3 de amostra de cada solo. II ) Determinação da fracção líquida de um solo: 3 caixas de Pétri; etiquetas; estufa; balança (+/- 0.1g); espátulas; 20g de cada amostra de solo. III ) Determinação da textura de um solo: 3 provetas (500mL); 100cm 3 de cada amostra de solo; 150mL de água para a amostra de solo A; espátulas; 200mL de água para as amostras de solo B e C. IV ) Determinação da fracção sólida de um solo: IV.1) Determinação da matéria orgânica: mufla; 3 caixas de Pétri; balança (+/- 0.1g); 20g de cada amostra de solo; espátulas; estufa. IV.2) Determinação da fracção mineral: não foi utilizado qualquer material uma vez que a fracção mineral pode ser determinada através da fracção gasosa, líquida e da matéria orgânica.

6 Procedimentos: I ) Determinação da fracção gasosa de um solo: 1. Colocou-se 50cm 3 de uma amostra de solo A numa proveta de 250mL; 2. Verteu-se com suavidade 50mL de água para a proveta, evitando que as partículas entrassem em suspensão; 3. Aguardou-se até que fossem libertadas todas as bolhas de ar e com auxílio de uma vareta de vidro remexeu-se o solo cuidadosamente; 4. Registou-se o volume final (v f ) do conjunto água e solo; 5. Determinou-se a percentagem de ar existente na amostra de solo A; 6. Repetiram-se todos os procedimentos referidos anteriormente para as amostras de solo B e C. II ) Determinação da fracção líquida de um solo: 1. Pesou-se uma caixa de Pétri devidamente etiquetada; 2. Colocaram-se 20g de amostra de solo A na caixa de Pétri; 3. Colocou-se a caixa na estufa a 105 o C durante um período de tempo de 3 dias; 4. Efectuou-se a pesagem do solo A seco e registou-se; 5. Determinou-se a percentagem de água existente na amostra de solo considerada; 6. Repetiram-se todos os procedimentos anteriores para as amostras de solo B e C. III ) Determinação da textura de um solo: 1. Colocou-se numa proveta de 500mL, devidamente etiquetada, 100cm 3 de amostra de solo A; 2. Adicionou-se 150mL de água; 3. Agitou-se a proveta de forma a misturar o solo e a água; 4. Deixou-se o solo em repouso até o mesmo se depositar por completo; 5. Registou-se o volume das diferentes camadas do solo A; 6. Determinou-se o tipo de solo correspondente à amostra A; 7. Repetiram-se todos os procedimentos já referidos excepto o procedimento 2, para as amostras B e C foram adicionaram-se 200mL de água. IV ) Determinação da fracção sólida de um solo: IV.1 ) Determinação da matéria orgânica: 1. Pesaram-se numa caixa de Pétri 20g de solo A; 2. Colocou-se o solo na estufa e registou-se o peso do solo seco; 3. Colocou-se posteriormente o solo numa mufla a 600 o C durante 24 horas; 4. Deixou-se arrefecer a caixa de Pétri e pesou-se o conjunto caixa e solo calcinado; 5. Determinou-se a percentagem de matéria orgânica existente na amostra A;

7 e C. 6. Seguiram-se os mesmos procedimentos para as amostras dos solos B IV.2 ) Determinação da fracção mineral: 1. Para a determinação da fracção mineral das amostras dos solos A, B e C, não foi necessário proceder a algum tipo de experimentação uma vez que a fracção mineral pode ser determinada através da percentagem de água, ar e matéria orgânica.

8 Resultados: Amostra do solo A: I ) Determinação da fracção gasosa : V final = 71cm 3 V solo = 50cm 3 V água = 50cm 3 %ar = (V solo + V água ) - V final x 100 %ar = ( ) 71 x100 %ar = 58 V solo 50 II ) Determinação da fracção líquida: P solo = 20.0g P solo seco = 18.0g %água = P solo P solo seco x 100 %água = x 100 %água = 10 P solo 20.0 III ) Determinação da textura: V final = 85cm 3 V argilas = 5cm 3 V limos = 15cm 3 V areias = 65cm 3 85cm cm x 85cm cm x 85cm cm x x = 5.9% de argilas x = 17.6% de limos x = 76.5% de areias IV ) Determinação da fracção sólida: IV.1) Determinação da matéria orgânica: P solo = 20g P solo seco = 17.9g P solo calcinado = 15.1g

9 % ar = 58 % água = 10 % m.o = 14 % m.o = P solo seco P solo calcinado x 100 %m.o = x 100 % m.o = 14 P solo 20 IV.2) Determinação da fracção mineral: % frac. mineral = 100 ( % ar + % água + % m.o.) % frac. mineral = ( ) % frac. mineral = 18 Amostra do solo B: I ) Determinação da fracção gasosa : V final = 69cm 3 V solo = 50cm 3 V água = 50cm 3 %ar = (V solo + V água ) - V final x 100 %ar = ( ) 69 x100 %ar = 62 V solo 50 II ) Determinação da fracção líquida: P solo = 20.0g P solo seco = 19.7g %água = P solo P solo seco x 100 %água = x 100 %água = 1.5 P solo 20.0 III ) Determinação da textura: V final = 108cm 3 V argilas = 8cm 3 V limos = 40cm 3 V areias = 60cm 3 108cm cm x 108cm cm x x = 7.4% de argilas x = 37.0% de limos

10 108cm cm x x = 55.6% de areias IV ) Determinação da fracção sólida: IV.1) Determinação da matéria orgânica: P solo = 20g P solo seco = 19.4g P solo calcinado = 18.4g % ar = 62 % água = 1.5 % m.o = 5 % m.o = P solo seco P solo calcinado x 100 %m.o = x 100 % m.o = 5 P solo 20 IV.2) Determinação da fracção mineral: % frac. mineral = 100 ( % ar + % água + % m.o.) % frac. mineral = ( ) % frac. mineral = 31.5 Amostra do solo C: I ) Determinação da fracção gasosa : V final = 74cm 3 V solo = 50cm 3 V água = 50cm 3 %ar = (V solo + V água ) - V final x 100 %ar = ( ) 74 x100 %ar = 52 V solo 50 II ) Determinação da fracção líquida: P solo = 20.0g P solo seco = 19.9g %água = P solo P solo seco x 100 %água = x 100 %água = 0.5 P solo 20.0 III ) Determinação da textura: V final = 101cm 3 V argilas = 1cm 3 V limos = 5cm 3 V areias = 95cm 3

11 101cm cm x 101cm cm x 101cm cm x x = 0.9% de argilas x = 5.0% de limos x = 94.1% de areias IV ) Determinação da fracção sólida: IV.1) Determinação da matéria orgânica: P solo = 20g P solo seco = 19.5g P solo calcinado = 18.9g % ar = 52 % água = 0.5 % m.o = 3 % m.o = P solo seco P solo calcinado x 100 %m.o = x 100 % m.o = 3 P solo 20 IV.2) Determinação da fracção mineral: % frac. mineral = 100 ( % ar + % água + % m.o.) % frac. mineral = ( ) % frac. mineral = 44.5 Solo A Solo B Solo C Fracção gasosa 58% 62% 52% Fracção líquida 10% 1.5% 0.5% Fracção sólida (m.o + m.mineral) 32% (14%+18%) 36.5% (5%+31.5%) 47.5% (3%+44.5%) Textura Solo A Solo B Solo C Argilas 5.9% 7.4% 0.9% Limos 17.6% 37.0% 5.0% Areias 76.5% 55.6% 94.1%

12 Discussão: Na experiência laboratorial realizada determinou-se a fracção gasosa, a fracção líquida e a textura dos solos A, B e C. Na determinação da fracção gasosa do solo A, conclui-se que 58% da composição do solo era ar ou espaços vazios. O valor teórico para a percentagem de ar seria de 25% ao contrário dos 58% de ar que se obteve nos resultados, isto deve-se ao facto de o solo ter sido muito remexido aquando a sua recolha. No que diz respeito à fracção líquida do solo A, o solo foi colocado na estufa a c para que toda a água existente se escapasse do solo. Não foi possível efectuar cálculos do peso do solo de 30 em 30 minutos aquando a sua colocação na estufa, por escassez de tempo de trabalho no laboratório. Desta forma obteve-se o valor de 10% de água no solo o que contraria o valor previsto ou teórico que seria de aproximadamente 25%. A razão para tal diferença deve-se ás condições em que o solo foi extraído, transportado e conservado. Numa das fases referidas, diversos factores podem ter possibilitado a perda de água, por exemplo factores climatéricos. Em condições normais a água é reposta no solo através da evaporação de água do nível freático. A fracção sólida de um solo constitui o conjunto da matéria orgânica e da matéria mineral existente neste solo. Para determinar a matéria orgânica existente no solo A, e de igual forma nos solos B e C, houve a necessidade de secar o solo e posteriormente coloca-lo numa mufla. A utilização de uma mufla serviu para eliminar qualquer tipo de matéria orgânica. Assim obteve-se como resultado, 14% de matéria orgânica na constituição do solo A. A matéria orgânica, como já foi referido, é a acumulação ou depositação de matérias orgânicas provenientes dos ecossistemas que dependam do solo em questão. Relativamente à matéria mineral conclui-se que 18% da constituição do solo A são partículas minerais. A textura de um solo permite-nos avaliar a sua composição mineralógica ao nível das argilas, dos limos e das areias. Para determinar o tipo de solo em questão, o melhor método seria o método gravitacional, em que se utilizam peneiros para possibilitar a separação de partículas com diferentes dimensões. Neste trabalho em concreto não foi utilizado o método gravitacional mas um método menos preciso, que consiste em diferenciar o solo por camadas agitando-o juntamente com água. Através deste método determinou-se que o solo A seria um solo arenoso-franco. Para determinar o tipo de solo utiliza-se um diagrama triangular como evidencia a fig. 3 da Introdução. A determinação do tipo de solo consiste em traçar rectas paralelas dos lados do triângulo em função da % de argilas, limos e areias até as três paralelas se unirem num único ponto. O estudo do solo B implicou todos os procedimentos seguidos no estudo do solo A. A percentagem de ar obtida no solo B foi de 62% o que significa que uma grande parte da constituição do solo era ar, induzindo que o solo B seja um solo pouco rico em água, pois a quantidade de ar varia inversamente com a quantidade de água. É explicito que há uma anomalia no valor da % de ar, facto esse que já foi esclarecido aquando a discussão da percentagem de ar no solo A. A humidade ou a quantidade de água no solo B é muito reduzida, como já foi referido anteriormente, chegando a um valor de 1,5% de água na constituição do solo. A fracção sólida é a matéria orgânica em conjunto com a matéria mineral. A matéria orgânica toma um valor de 5% da constituição do solo B e a matéria mineral é de 31,5%.

13 Os factores que fazem variar tanto os valores de percentagem de ar, da percentagem de água e da percentagem de matérias sólidas já foram referidos na situação respectiva no estudo do solo A. O solo B caracteriza-se como sendo um solo franco-arenoso uma vez que a sua constituição é 7,4% de argilas; 37,0% de Limos e 55,6% de areias. Na análise das propriedades físicas do solo C encontram-se as mesmas questões ou dúvidas que se detectaram na análise dos solos A e B. respeitando os resultados, obtevese o valor de 52% de ar existente no solo C. Relativamente à percentagem de água, que corresponde à fracção líquida, obteve-se o valor de 0.5%. O valor muito baixo de percentagem de água pode significar que o solo C teria por natureza pouca água e essa pequena quantidade de água terá escapado nos processos de transporte e conservação ou, por outro lado, pode induzir que o solo C possuía uma quantidade relativa de água ( aproximadamente os 25% de água existente na generalidade dos solos) e ficou reduzida a 0.5% apenas durante os processos referidos. Referente à fracção sólida, o solo C apresentou um valor aproximado dos 50% préestipulados para a generalidade dos solos. Pode-se deduzir que o solo C foi de entre os solos A e B o que mais manteve as suas características e propriedades sólidas. O solo C é um solo arenoso. As razões que levam a concluir esse facto são as elevadíssimas percentagens de areias (94.1%), e as baixas percentagens de limos e argilas, 5% e 0.9% respectivamente. Apesar dos variados factores que possam ter influenciado nos resultados deste trabalho, consegue-se distinguir diferentes propriedades físicas dos solos em análise. As propriedades físicas dos solos estão parcialmente relacionadas com as diferentes texturas dos diferentes solos.

14 Conclusão: O solo é um sistema físico trifásico, pois possui componentes gasosos, líquidos e sólidos. No presente trabalho laboratorial determinou-se a quantidade de cada um dos componentes dos solos A, B e C. Os processos que podem interferir nos resultados das verdadeiras quantidades dos componentes dos solos são: a recolha ou extracção do solo; o transporte e a conservação do solo para estudo. A textura de um determinado solo fornece-nos importantíssimos conhecimentos acerca das qualidades e características de um solo, como por exemplo, a permeabilidade e a produtividade. Conclui-se que o solo A é um solo arenoso franco, o solo B é um solo fraco arenoso e o solo C é arenoso. Os solos são hipoteticamente os ecossistemas mais poluídos do nosso planeta, ou seja, que sofrem consequências desagradáveis da existência da espécie humana. Aprendamos a conservar não só os solos, que, só por si são indispensáveis à maioria dos seres fotossintetizantes, mas também aprendamos a cultivar uma consciência sensível e ambientalista.

15 Bibliografia: Soares, R. e outros (2002). Técnicas Laboratoriais de Biologia Bloco II. Porto: Porto Editora. Diciopédia 2002 O Poder Do Conhecimento (software) Porto Editora, Multimédia.