EMPREGO DE AGENTES DISPERSANTES CONVENCIONAIS E ALTERNATIVOS PARA DETERMINAÇÃO DA TEXTURA DE SOLOS DO CERRADO DO AMAPÁ

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1 EMPREGO DE AGENTES DISPERSANTES CONVENCIONAIS E ALTERNATIVOS PARA DETERMINAÇÃO DA TEXTURA DE SOLOS DO CERRADO DO AMAPÁ Caio Sérgio Silva dos ANJOS 1 ; Beatriz Costa MONTEIRO 2 ; Ailton Freitas Balieiro FERREIRA 2 ; Daniel Marcos de Freitas ARAUJO 3 ; Nagib Jorge MELÉM JÚNIOR 3 1 IMMES/Embrapa Amapá; 2 UEAP/Embrapa Amapá; 3 Embrapa Amapá. daniel.araujo@embrapa.br RESUMO: A análise granulométrica depende do êxito da quantificação das frações areia, silte e argila no solo. O processo de dispersão compreende uma etapa de contato entre a amostra e um agente químico dispersante e a segunda etapa, a dispersão mecânica (física), responsável pelo aumento do atrito entre as partículas. Neste trabalho determinou-se a textura de quatro solos provenientes do Cerrado do Amapá, empregando o método padrão de dispersão (método da pipeta). Um Plintossolo Argilúvico Alumínico, um Latossolo Amarelo Hiperdistrófico, um Latossolo Amarelo Hiperdistrófico Concrecionário e um Cambissolo Háplico Alumínico. Após análise pela metodologia padrão, foram empregados os seguintes agentes para comparação: KOH, (NaPO 3 ) 6 e Na 2 B 4 O 7. Para cada agente específico, o tempo de análise em dispersor de solos foi alterado para verificar a influência nos valores de argila. Os tempos de análise para cada reagente foram de 5 a 20 minutos. Verificou-se que as proporções daspartículas foram influenciadas pelo tipo de dispersante usado e pelo tempo de agitação no dispersor de solos. O melhor dispersante para todas as amostras de solo testadas foi NaOH. Resultados semelhantes foram alcançados ao empregar (NaPO 3 ) 6 e KOH, porém, com leve decréscimo nos teores de argila. Dos dispersantes testados, o Na 2 B 4 O 7 apresentou a pior capacidade de dispersão daspartículas do solo, indicando que este não deve ser considerado em futuras determinações. Por outro lado, verificou-se que há uma tendência na obtenção de maiores valores de argila ao empregar tempos de análise crescentes durante a etapa mecânica, ou seja, a eficiência na dispersão das partículas é melhorada. Palavras-chave: granulometria, agente dispersante, textura do solo. INTRODUÇÃO A textura do solo é constituída pelas características mais estáveis, sendo representada pela distribuição das partículas sólidas minerais (possuem dimensão menores que 2 mm de diâmetro). Esta estabilidade é de extrema relevância para que a textura seja considerada como identificador descritivo dos solos. As frações texturais do solo com variações mensuráveis são a areia, silte e argila em função do sistema de classificação adotado. Segundo a Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, a areia apresenta dimensões menores que 0,002 mm; ao passo que silte apresenta dimensões de 0,05 a 0,002 mm e areia 0,05 a 2,00 mm (JONG VAN LIER, 2010). A análise textural é realizada em laboratório, tendo como principal finalidade determinar o percentual de distribuição de cada uma das partículas unitárias menores que 2 mm. Antes de proceder com a análise, é necessário utilizar uma amostra de terra fresca seca ao ar (TFSA) ou de terra fina seca em estufa (TFSE). A determinação da análise granulométrica depende do êxito da completa dispersão das frações que compõem o solo (areia, silte e argila). Esta dispersão de partículas é realizada por processos químicos e físicos tornando possível o cálculo em percentual destas unidades estruturais. A dispersão é a etapa crítica da análise de textura, pois a mesma tem de ser eficiente para manter separadas as partículas do solo durante o decorrer da análise (AMARO FILHO et al, 2008). O processo de dispersão compreende uma etapa inicial de contato entre a amostra e um agente químico dispersante e a segunda etapa, a dispersão mecânica (física), responsável pelo 578

2 aumento do atrito entre as partículas completando o processo iniciado pelo agente químico (AMARO FILHO et al, 2008; MAURI, et al, 2011). A quebra dos componentes agregados é realizada por meio da agitação, entretanto, somente a agitação não é suficiente, há a necessidade de introduzir agentes químicos para auxiliar na dispersão das partículas. Os agentes comumente empregados que apresentam maior eficiência no processo de separação são os que possuem os cátions Li +, Na +, K + e NH 4 + em sua composição. Após a realização da combinação entre o agente químico e etapa mecânica, as partículas maiores que 50 µm são separadas por peneiramento ao passo que as frações mais finas, silte e argila, são separadas por meio da sedimentação diferencial. Este método é conhecido como método da pipeta sendo considerado adequado, simples e preciso para a determinação da fração argila (JONG VAN LIER, 2010). O dispersante químico tem como principal função a neutralização de outros agentes químicos tais como, (i) íons floculantes, como o cálcio e o magnésio, (ii) agentes de cimentação, como material orgânico, óxidos de ferro e alumínio e outros sais (AMARO FILHO et al, 2008). Segundo VIANA et al (2010), os solos amazônicos apresentam características peculiares, os quais necessitam de novos testes de validação dos métodos. Por esta razão, este trabalho tem como objetivo avaliar o efeito de quatro dispersantes químicos, e como eles afetam a dispersão das partículas em função do tempo empregado. As amostras utilizadas são de ocorrência do Estado do Amapá e serão analisadas com dispersor de solos a fim de padronizar a metodologia para futuras determinações. OBJETIVO (i) (ii) (iii) Determinar a textura de quatro solos provenientes do cerrado do Amapá; Determinar o agente dispersante mais adequado para quantificação de argila das amostras selecionadas; Determinar o tempo ideal de dispersão empregando o método de agitação rápida. METODOLOGIA As amostras de solo coletadas foram secas ao ar e peneiradas em malha de 2 mm. As análises granulométricas foram realizadas conforme o Manual de Métodos de Análises de Solo da Embrapa (DONAGEMMA et al, 2011). O hidróxido de sódio (NaOH) comumente utilizado como agente dispersante foi considerado como o padrão de referência. A concentração dos demais agentes dispersantes foi preparada de forma a igualar com o reagente de referência. Empregou-se 20 g da amostra de solo em 100 ml de água destilada seguida da adição de 10 ml do reagente preparado. A mistura resultante foi agitada com bastão de vidro, mantendo em seguida em repouso por 16 horas. Após o período de contato entre o solo e o agente químico, as amostras foram submetidas ao tratamento físico empregando o dispersor de solos Lucadema LUCA 115, nos tempos de 5, 10, 15 e 20 minutos a uma velocidade de RPM. O conteúdo foi transferido para uma proveta de 1000 ml após o conteúdo de areia ser retido em uma peneira de malha 0,053 mm. O conteúdo de areia foi transferido para uma cápsula de porcelana e pesada após secagem. O volume da proveta foi completado até 1000 ml e agitado com bastão durante 20 segundos. A temperatura foi medida e após o tempo de sedimentação de silte, foram coletados 50 ml da fração argila. O mesmo procedimento foi realizado empregando somente o reagente para subtração do mesmo no cálculo final. Foram selecionadas para este trabalho quatro amostras de solo coletadas no Cerrado Amapaense. Um Plintossolo Argilúvico Alumínico (FTa) coletado no município de Tartarugalzinho, um Latossolo Amarelo hiperdistrófico Concrecionário (LAhc) coletado no município de Macapá, um Latossolo Amarelo hiperdistrófico (LAh) coletado no município Amapá e um Cambissolo Háplico Alumínico (CXa) coletado no município de Macapá. Destas amostras, 579

3 uma apresenta alto teor de argila, duas amostras com teores médios de argila e uma com baixo teor de argila. Para auxílio na dispersão das frações de areia, silte e argila das amostras de solo, foram empregados os seguintes agentes químicos: (i) hidróxido de sódio (NaOH) 1 M, (ii) hidróxido de potássio (KOH) 1 M, (iii) hexametafosfato de sódio 35,7 g/l (NaPO 3 ) 6 + carbonato de sódio 7,94 g/l (Na 2 CO 3 ), (iv) tetraborato de sódio 70,4 g/l (Na 2 B 4 O 7.10H 2 O) + carbonato de sódio 7,94 g/l (Na 2 CO 3 ). RESULTADOS E DISCUSSÃO As proporções de argila, areia e silte nas amostras testadas foram influenciadas pelo tipo de dispersante usado e pelo tempo de agitação no dispersor de solos. Para melhor visualização do efeito causado por cada parâmetro estudado, observou-se apenas a quantidade de argila recuperada em cada análise. Empregando como agente dispersante NaOH, foram encontrados os seguintes valores (em g/kg) para textura do solo das amostras testadas. A amostra (FTa) apresentou 140 de argila, 225 de areia e 635 de silte sendo classificada como franco-siltosa segundo a Sociedade Brasileira de Ciência do Solo (SBCS). A amostra (LAhc) apresentou 346 de argila, 495 de areia e 159 de silte sendo classificada como franco-argiloarenosa segundo a SBCS. A amostra (LAh) apresentou 359 de argila, 461 de areia e 180 de silte sendo classificada como argiloarenosa segundo a SBCS. A amostra (CXa) apresentou 540 de argila, 124 de areia e 336 de silte sendo classificada como argila segundo a SBCS. Os dispersantes químicos alternativos apresentaram resultados diferenciados quando comparados ao padrão NaOH. De forma geral, observou-se que nenhum agente apresentou maior quantidade de argila que NaOH; os demais dispersantes apresentaram resultados semelhantes ou inferiores. O resultado que apresenta maior dispersão e manutenção da estabilidade da fase dispersa pode ser considerado como o que melhor representa a condição física da amostra. Dessa forma, o incremento da quantidade de argila dependendo da condição pode ser considerado um indicador da maior efetividade do tratamento. Tabela 1 Distribuição dos teores de argila, areia e silte em função do reagente empregado e tempo de dispersão referentes à amostra FTa 1 NaOH NaOH NaOH NaOH KOH KOH KOH KOH (NaPO 3 ) (NaPO 3 ) (NaPO 3 ) (NaPO 3 ) Na 2 B 4 O Na 2 B 4 O Na 2 B 4 O Na 2 B 4 O Conforme pode ser observado na Tabela 1, os teores de argila foram superiores quando foi utilizado o reagente NaOH. Com relação à amostra FTa, o tempo de agitação não proporcionou mudanças significativas no teor de argila, havendo sensível aumento nos valores para todos os 580

4 reagentes empregados. Empregando o reagente KOH e tempo de agitação em 15 minutos (Tabela 1 - Entrada 6), o resultado é similar ao encontrado com NaOH. Tabela 2 Distribuição dos teores de argila, areia e silte em função do reagente empregado e tempo de dispersão referentes à amostra LAh 1 NaOH NaOH NaOH NaOH KOH KOH KOH KOH (NaPO 3 ) (NaPO 3 ) (NaPO 3 ) (NaPO 3 ) Na 2 B 4 O Na 2 B 4 O Na 2 B 4 O Na 2 B 4 O Na Tabela 2, temos os resultados encontrados ao empregar Latossolo Amarelo hiperdistrófico (LAh). Nesta amostra foram encontradas maiores valores de argila ao empregar NaOH, com sensível diferença ao empregar (NaPO 3 ) 6 como agente dispersante. De forma semelhante, o tetraborato de sódio apresentou os valores mais baixos de argila (Tabela 2 Entradas 13-16), indicando que não ocorre dispersão do solo de forma eficiente. Tabela 3 Distribuição dos teores de argila, areia e silte em função do reagente empregado e tempo de dispersão referentes à amostra CXa 1 NaOH NaOH NaOH NaOH KOH KOH KOH KOH (NaPO 3 ) (NaPO 3 ) (NaPO 3 ) (NaPO 3 ) Na 2 B 4 O Na 2 B 4 O Na 2 B 4 O Na 2 B 4 O

5 Com relação à amostra CXa, o reagente NaOH novamente foi o mais eficiente para dispersão das partículas e como consequência apresentou o maior valor de argila (Tabela 3 Entrada 4). Um resultado similar foi observado ao empregar KOH, porém com tempo de agitação de 20 minutos, indicando que este reagente não apresenta a mesma capacidade que NaOH e requer maior tempo de agitação mecânica. (Tabela 3 Entrada 8). O emprego de hexametafosfato de sódio apresentou resultado similar ao encontrado com hidróxido de potássio, porém ambos necessitam de tempo de análise de 20 minutos. Ao utilizar tetraborato de sódio não foram obtidos resultados de argila compatíveis com os demais dispersantes (Tabela 3 Entradas 13 a 16). Os resultados estão de acordo com as observações citadas na literatura (MAURI et al, 2011). Com relação à amostra LAhc, houve pouca variação ao empregar NaOH ou KOH, porém, diferente das demais amostras, os valores de argila foram pouco alterados em função de maiores tempos de análise, mesmo após 20 minutos sob agitação mecânica (Tabela 4 Entrada 12). Novamente, os resultados obtidos ao empregar tetraborato de sódio apresentaram os menores valores de argila dentre os agentes químicos testados. Tabela 4 Distribuição dos teores de argila, areia e silte em função do reagente empregado e tempo de dispersão referentes à amostra LAhc 1 NaOH NaOH NaOH NaOH KOH KOH KOH KOH (NaPO 3 ) (NaPO 3 ) (NaPO 3 ) (NaPO 3 ) Na 2 B 4 O Na 2 B 4 O Na 2 B 4 O Na 2 B 4 O De uma forma geral, os solos apresentaram teores de argila diferenciados em função da natureza química empregada, sendo NaOH o dispersante ideal para as determinações. CONCLUSÃO O melhor dispersante para todas as amostras de solo testadas foi hidróxido de sódio (NaOH). Resultados semelhantes foram alcançados ao empregar hexametafosfato de sódio (NaPO 3 ) 6 e hidróxido de potássio (KOH), porém, com leve decréscimo nos teores de argila. Dos dispersantes testados, o tetraborato de sódio (Na 2 B 4 O 7 ) não apresentou a mesma capacidade de dispersão do solo, indicando que este reagente não deve ser considerado em futuras determinações. Por outro lado, verificou-se que há uma tendência na obtenção de maiores valores de argila ao empregar tempos de análise crescentes durante a etapa de dispersão mecânica, ou seja, a eficiência na dispersão das partículas do solo é melhorada. Para solos com baixos teores de argila, o tempo de dispersão adequado é de 5 a 10 minutos, enquanto que para solos mais argilosos o tempo necessário para análise é de 15 a 20 minutos. 582

6 REFERÊNCIAS AMARO FILHO, J., ASSIS JÚNIOR, R. N., MOTA, J. C. A., Física do Solo Conceitos e Aplicações, Imprensa Universitária, Fortaleza, 2008, 290p. DONAGEMMA, G. K., CAMPOS, D. V. B., CALDERANO, S. B., TEIXEIRA, W. G., VIANA, J. H. M., Manual de Métodos de Análise de Solo, Série Documentos 132, 2ª edição revista, Embrapa Solos, Rio de Janeiro, JONG VAN LIER, Q. Física do Solo, 1ª Edição. Sociedade Brasileira de Ciência do Solo. Viçosa, Minas Gerais, 2010, 298p. MAURI, J., RUIZ, H. A., FERNANDES, R. B. A., KER, J. C., REZENDE, L. R. M., Dispersantes químicos na análise granulométrica de Latossolos. Revista Brasileira de Ciências do Solo, v. 35, p , RODRIGUES, W. S., LACERDA, N. B., OLIVEIRA, T. S., Análise granulométrica em solos de diferentes classes por agitação horizontal, Revista Ciência Agronômica, Fortaleza, v. 40, n. 4, p , out-dez, VIANA, J. H. M., DONAGEMMA, G. K., CEDDIA, M. B., UNTERLINE, B., ANDRADE, H. M., Granulometria dos Solos do Acre da IX RCC do Acre, IX Reunião Brasileira de Classificação e Correlação de Solos: Sistemas Amazônicos Solos Sedimentares em Potencialidade de Demanda e Pesquisa,