Fatores de Formação dos Solos Prof. Pablo Miguel Departamento de Solos/UFSM Disciplina: Solos e Produção Animal Zootecnia
Organização da aula Introdução Teorias dos fatores de formação Fatores de formação dos solos: - Material de origem - Clima - Organismos - Relevo - Tempo Considerações finais Bibliografia sugerida
- Aspectos iniciais
Relação dos fatores de formação dos solos com a pedologia
A Teoria dos Fatores de Formação do Solo Dokuchaev (década de 70, século XIX) os solos desenvolve-se em função da interação do clima, organismos, relevo, material de origem e tempo. Dokuchaev, Glinka, Joffe e Marbut fatores de formação do solo = causas propriedades do solo = efeitos
A Teoria dos Fatores de Formação do Solo Jenny (1941) definiu que toda propriedade do solo pode ser tanto causa quanto efeito. Os fatores de formação do solo são na verdade variáveis independentes, com forte interdependência. S = ƒ(cl, o, t, r, mo...)
Quando somente um fator apresenta variação: S = ƒ(t) o, r, mo, cl fator variável = tempo Isso significa que qualquer propriedade do solo é função do tempo, onde os demais fatores permanecem constantes. Abordagem de estudos de seqüências que são denominadas de acordo com o fator variante. Exemplos: climosseqüência diferença de clima; toposseqüência diferença de drenagem; cronosseqüência diferença de tempo (idade); biosseqüência diferença de organismos.
Ação dos fatores de formação e pedogênese Fonte: Prof. Azevedo, ESALQ
Fator Material de Origem Material do qual o perfil do solo foi derivado Representa o estado inicial do sistema solo tempo zero Jenny (1941) Exemplos: Rochas alteradas in situ ; Sedimentos coluviais ou aluviais; Material orgânico; Solo de pedogênese anterior.
Fotos: Arquivo Pessoal
Características do material de origem importantes na formação dos solos Grau de consolidação Granulação ou textura Composição química ou mineralógica Estrutura
Tipos de rochas Fotos: Arquivo Pessoal
Estabilidade dos minerais Seqüência de formação dos minerais a partir da composição e do resfriamento do magma Aumento da estabilidade
Geologia do RS Rochas vulcânicas Rochas sedimentares Rochas plutônicas e metamórficas Sedimentos recentes
Influência da composição da rocha na composição de solos do RS Rocha Arenito PVA Granito PVA Basalto Nitossolo Composição Rocha Química Ca K Fe mineralogia 0,1 0,5 2,0 Quartzo feldspato Mica 1,6 3,6 3,0 Feldspato-K quartzo Piroxênios 4,6 1,2 9,0 Anfibólios Plagioclásios Composição do solo Argila Fe g kg -1 K ppm mineralogia (%) Kt, Qz 20 1 2.030 Gt, Hm 50 3 10.750 Kt, Qz, Mi Gt, Hm 40 14 2.100 Kt, Gt, Hm Fonte: Kämpf (1997)
Fator Clima É o fator que, isoladamente, mais afeta o intemperismo. Parâmetros climáticos: precipitação e temperatura determinam a velocidade de reação química e sua natureza. A temperatura potencializa as reações químicas, ao mesmo tempo que aumenta a evaporação, diminuindo o volume de água disponível para a lixiviação dos produtos solúveis. Climas quentes e úmidos favorecem o intemperismo dos solos porque fornecem mais água e estimulam uma maior atividade microbiana.
O clima afeta: teor de matéria orgânica reações químicas e saturação por bases profundidade do perfil tipo de argilomineral formado
Precipitação anual do RS
Temperatura média do RS
Temperatura e umidade x matéria orgânica Fonte: Kämpf & Schwertmann (1983)
Solos bicrômicos Solos com horizonte superficial amarelo e subsuperficial vermelho Devido à: - Efeito inibidor da MO; - Dissolução seletiva da hematita por compostos orgânicos redutores e microorganismos; - Transformação hematita goethita após mudança ambiental para clima mais frio favorecendo acúmulo de MO (xantização). Foto: Streck et al. (2008)
Efeito do clima na mineralogia de solos no RS Plagioclásio gibbsita Plagioclásio caulinita Fonte: Truffi & Clemente (2002)
Influência do clima (P ET) nas características de solos basálticos no RS Região fisiográfica RS Campos Cima Serra da Água excedente mm/ano Solo ph S Al 3+ CTC V % Mineralogia 1850 Cambissolo 4,8 1,1 5,4 10,1 10 Caulinita goethita Campanha 350 Vertissolo 6,7 55 0 56,6 97 esmectita Fonte: Kämpf (1997)
Fator Organismo Dentre os organismos destacam-se: Plantas Bactérias Fungos Líquens Algas Animais (inclusive o homem) Matéria orgânica em decomposição. Estes organismos agem em processos físicos e químicos no solo, promovendo alterações que se refletem na morfologia e mineralogia dos solos.
Principais processos físicos e químicos Ciclagem da MO mineralização/imobilização Processos de oxi-redução Associação simbiônticas com vegetais (micorriza e rhizobium) Movimentação e particionamento de partículas no solo Acidificação do meio (ex: nitrificação e liberação de CO 2 ) Complexação de cátions metálicos Absorção de água e manutenção da umidade do solo
Ação biológica no intemperismo e pedogênese Thiobacillus Ferrooxidans Fonte:http://arch.ced.berkeley. edu/kap2/php/hidden_ecologi es/?p=320 Fonte: http://inema.com.br/mat/idmat026052.htm Fonte: Arquivo pessoal
Líquens (ác. oxálico e fenólico - agentes de quelação) Redução de compostos processos de gleização Fotos: Arquivo pessoal
Ação humana sobre a formação de solos Cortes e aterros Deposição resíduos Erosões Queimadas Sistematização de terrenos Fotos: Arquivo pessoal
Fator Relevo Assim como o material de origem, pode ser considerado um estado inicial estabelecido antes do início da pedogênese (Fanning & Fanning, 1989). Dentre os efeitos do relevo na formação dos solos destacam-se: a. distribuição da umidade na paisagem; b. erosão e sedimentação; c. distribuição da radiação solar nas faces do terreno. Relevo distribuição de água no terreno alteração pedogenética
Configuração do relevo Fonte: Prof. Azevedo, ESALQ
Efeito do relevo na lixiviação de bases em uma catena Relevo característico da região da Campanha do RS Fonte: Reinert et al. (2007)
Efeito do relevo na movimentação de massa e pedogênese Relevo de ocorrência dos areais na Campanha do RS. Fonte: Reinert et al. (2007)
Argissolo Fonte: Streck et al. (2008)
Relevo x clima x solos no RS Planalto gaúcho
Planalto gaúcho Latossolo Vermelho Distrófico típico
Fator Tempo Refere-se ao tempo em que o material ficou exposto a ação dos agentes de intemperismo. É um fator que depende dos demais, principalmente, da natureza das rochas e das condições climáticas. Conceito de tempo zero Conceito de tempo zero - É o tempo que inicia o desenvolvimento do solo, após um evento catastrófico, tal como: retração de glaciações fluxos de lavas depósitos espessos de cinzas vulcânicas área de solo cortada etc.
Fator Tempo Afirmar que um perfil bem desenvolvido, como um Latossolo é mais velho que um perfil de Neossolo ou Cambissolo é puramente hipotético e especulativo (Jenny, 1941). Porém, esta distinção de idade entre classes de solos é importante para os sistemas de classificação. Exemplo do grau de dessilicação primário e secundário (Melfi & Pedro, 1977) Neossolos e Latossolos dos Campos de Cima da Serra (Ker & Resende, 1990 Pedron, 2007).
Fator Tempo Lava Kobeyama, Japão (1.800 anos) Yokoyama & Nakashima (2005) Sem sinal de intemperismo
Fator Tempo Lava Ohsawa, Japão (26.000 anos) Yokoyama & Nakashima (2005) Produtos do intemperismo
Fator Tempo Lava Awanomikoto, Japão (52.000 anos) Yokoyama & Nakashima (2005) Produtos do intemperismo
Fator Tempo Efeito do tempo no desenvolvimento do solo: cronosequência A R A Bi C A AB BA B Jovem Maduro Muito maduro
Considerações finais
Bibliografia consultada JENNY, H. Factors of soil formation. New York: McGraw-Hill, 1941. KÄMPF, N. Material da disciplina de Gênese e morfologia do solo - UFRGS. 1997. KÄMPF, N.; SCHWERTMANN, U. Goethite and hematite in a climossequence in southern Brazil and their application in classification of kaolinitic soils. Geoderma, v. 29, p. 27-39, 1983. KER, J. C. & RESENDE, M. Caracterização química e mineralógica de solos brunos subtropicais do Brasil. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.14, p.215-225, 1990. MELFI, A. J.; PEDRO, G. Estudo geoquímico dos solos e formações superficiais do Brasil. Parte 1: Caracterização e repartição dos principais tipos de evolução pedogeoquímica. Revista Brasileira de Geociências, São Paulo, v.7, p.271-286, 1977. PEDRON, F. de A. Mineralogia, morfologia e classificação de saprolitos e Neossolos derivados de rochas vulcânicas no Rio Grande do Sul. Santa Maria, Universidade Federal de Santa Maria, 2007. 160p. (Tese de Doutorado) REINERT et al. Principais Solos da Depressão Central e Campanha do Rio Grande do Sul: guia de excursão. Santa Maria: Dept. de Solos, 2007. STRECK, E. V. et al. Solos do Rio Grande do Sul. 2 ed. Porto Alegre: Emater/RS, 2008. TRUFFI, S. A.; CLEMENTE, C. A. Alteração de plagioclásios dos riodacitos da Formação Serra Geral (JKsg) da região de Piraju SP. Scientia Agrícola, v.59, p.383-388, 2002. YOKOYAMA, T.; NAKASHIMA, S. Color development od iron oxides during rhyolite weathering during 52.000 years. Chemical geology, v.219, p.309-320, 2005.
Bibliografia sugerida REICHERT, J. M. et al. Apostila da disciplina de Fundamentos da Ciência do Solo. Santa Maria: Dept. de Solos/UFSM, 2007. PEDRON, F. De A.; DALMOLIN, R. S. D. Reflexões sobre a formação dos solos e o seu estudo. Santa Maria: MSRS, 2008. STRECK, E. V. et al. Solos do Rio Grande do Sul. 2 ed. Porto Alegre: Emater/RS, 2008. REINERT et al. Principais Solos da Depressão Central e Campanha do Rio Grande do Sul: guia de excursão. Santa Maria: Dept. de Solos/UFSM, 2007. DALMOLIN, R. S. D. et al. Principais solos do Planalto do Rio Grande do Sul : guia de excursão. Santa Maria: Dept. de Solos/UFSM, 2007. PEDRON, F. de A. et al. Principais solos da região da Quarta Colônia, Rio Grande do Sul: Guia de excursão. Santa Maria: Dept. de Solos/UFSM, 2007. JENNY, H. Factors of soil formation. New York: McGraw-Hill, 1941. FANNING, D. S.; FANNING, M. C. B. Soil Morphology, genesis and classification. New York: John Wiley & Sons. 1989. BUOL, S. W. et al. Soil genesis and classification. Iowa State University Press, 1997.