fundamentos da ciÊncia do...
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA
CENTRO DE CIÊNCIAS RURAIS
DEPARTAMENTO DE SOLOS
FUNDAMENTOS DA CIÊNCIA DO SOLO
AULAS PRÁTICAS
Prof. Douglas Rodrigo Kaiser
Março de 2010
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PRÁTICA 1 – APRESENTAÇÃO E VISITA AO MUSEU DE SOLOS DO RS
Objetivos
Expor ao aluno o seu objeto de estudo nesta disciplina, o solo, contextualizando a
ciência do solo e sua importância ambiental e para a produção agrícola.
Conteúdos trabalhados
- Visita ao Museu de Solos do Rio Grande do Sul.
- O que é solo, como é formado, sua importância agrícola e ambiental ;
- Fatores e processos de formação dos solos;
- Funções ambientais dos solos;
- Os solos e a produção agropecuária e florestal;
- Importância do manejo dos solos em uma propriedade rural;
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PRÁTICA 2 – ROCHAS E MINERAIS
Objetivos
Identificar e caracterizar os principais tipos de rochas e seus constituintes minerais, que
ocorrem no Rio Grande do Sul.
Mineral
Mineral: é um sólido homogêneo, de ocorrência natural, geralmente inorgânico,
com composição química definida e uma estrutura cristalina (arranjo ordenado de
cátions e ânions). Ex.: Hematita (α-Fe203), Calcita (CaCO3), Diamante (C).
Rochas
Rocha: é um agregado natural, coerente, multigranular de uma ou mais espécies
minerais. Podendo conter ainda, matéria orgânica e matéria vítrea. A agregação dos
minerais na formação das rochas não se dá ao acaso, mas obedecem as leis físicas,
químicas ou físico-químicas definidas. Ex.: Granito (constituído de quartzo, feldspatos
e micas), Calcário (constituído de calcita e dolomita), Arenito (constituído de quartzo).
As rochas são o material de origem dos solos, sendo um dos principais fatores de
formação ligados a grande variabilidade e diversidade de solos que ocorrem na
superfície terrestre.
O critério usado para a divisão geral das rochas é a origem destas ou seu modo
de formação. A formação das rochas se dá por resfriamento do magma, formando as
rochas ígneas ou magmáticas; consolidação de depósitos sedimentares, originando as
rochas sedimentares; e metamorfismo, formando as rochas metamórficas.
1- Rochas ígneas ou magmáticas: As rochas ígneas ou magmáticas são
formadas a partir do resfriamento e solidificação de um magma. O magma é um
material em estado de fusão que se encontra em diferentes profundidades na crosta e
manto terrestre.
Principais propriedades macroscópicas:
a) Modo de jazimento: Referem-se às posições (locais) onde as rochas ígneas
se consolidam na litosfera.
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Rochas ígneas extrusivas ou vulcânicas: são rochas formadas pelo resfriamento
do magma em superfície, caracterizando os derrames de lavas. Apresentam em geral
textura afanítica, estruturas vítrea, maciça e vesicular. O magma resfria rapidamente
quando atinge a superfície, não havendo tempo para o crescimento dos cristais.
Rochas Intrusivas: são rochas originadas de magmas que resfriam e solidificam
em diferentes profundidades no interior da crosta terrestre.
b) Granulação ou textura: É a avaliação do tamanho dos minerais constituintes
de uma rocha. Para efeito prático e de acordo com o tamanho dos constituintes, as
rochas são denominadas:
Afaníticas: rochas de granulação muito fina onde os constituintes minerais são
dificilmente identificados e/ou distinguidos entre si a olho nu. Em geral
apresentam cristais menores que 0,5 mm (Figura 1 a).
Faneríticas : rochas cujos minerais constituintes são identificados e distinguidos
a olho nu. Em geral apresentam cristais maiores que 0,5mm (Figura 1 b).
a)
b)
Figura 1- Textura das rochas ígneas: a) afanítica e b) fanerítica.
c) Coloração: As rochas ígneas podem apresentar minerais claros (félsicos) e/ou
escuros (máficos) em quantidades variáveis. A avaliação da quantidade de minerais
claros e escuros dará a classificação da rocha quanto ao Índice de Coloração:
Rochas Leucocratas: rochas onde predominam minerais claros, tais como:
quartzo, feldspatos, muscovita. A tonalidade da rocha é clara, mesmo que seus
minerais configurem à rocha textura afanítica (Figura 2a).
Rochas Melanocratas: rochas onde predominam minerais escuros, tais como:
piroxênios, biotita, anfibólios. A tonalidade da rocha é escura. (Figura 2b).
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Rochas Mesocratas: rochas onde os minerais claros e escuros aparecem em
proporções similares (Figura 2c).
a) b) c)
Figura 2 – Classificação das rochas pela coloração: a) leucocrata, b) melanocratas e c)
mesocratas.
d) Composição mineralógica: Para identificar os minerais nas rochas separar-se
os claros (félsicos) dos escuros (máficos) :
Minerais Félsicos: os minerais félsicos mais comuns presentes nas rochas
ígneas são o quartzo e os feldspato.
Feldspato ortoclásio (KAlSi3O8): coloração rosada
Feldspato Plagioclásio (CaAl2Si2O8 ou NaAlSi3O8): coloração branca,
cinza ou esverdeada.
Quartzo: brilho vítreo; cor incolor a fumê.
Minerais Máficos: os mais comuns presentes nas rochas ígneas são biotita,
piroxênios e anfibólios. Apresentam coloração escura.
e) Teor de sílica (SiO2) ou acidez: quanto ao teor de sílica as rochas podem ser
classificadas em:
Ácidas: são rochas que apresentam teor de SiO2 maior que 65% do
volume total de sua composição química. Macroscopicamente são rochas com
conteúdo de quartzo de médio a alto (maior que 10%), sendo facilmente
identificada devida sua abundância (Figura 3a).
Básicas: são rochas onde o teor de SiO2 é menor que 52% do volume
total de sua composição química. Macroscopicamente são rochas sem quartzo
(Figura 3b).
Intermediárias: são rochas onde o teor de SiO2 está entre 65 e 52% do
volume total de sua composição química. Macroscopicamente são rochas com
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pouco quartzo. O quartzo é identificado com alguma dificuldade devido ocorrer
em quantidades inferiores a 5% (Figura 3c).
a) b) c)
Figura 3 – Classificação das rochas quanto ao teor de sílica ou acidez : a) ácida
(granito), b) básica (basalto) e c) intermediária (sienito).
f) Estrutura: É o arranjo ou a distribuição que os minerais apresentam em uma
rocha. A estrutura depende também do tamanho dos cristais (granulação ou textura).
Quanto a sua estrutura, as rochas ígneas podem ser classificadas em:
Vítrea: a rocha apresenta superfície completamente lisa, geralmente de
coloração homogênea e sem vestígios de material cristalizado. As superfícies de quebra
da rocha são irregulares e com bordas cortantes.
Maciça: quando os minerais são muito pequenos, não sendo possível identificá-
los a olho nu. A rocha apresenta seus constituintes muito coerentes, sem interstícios.
Granular: a estrutura granular pode ser fina ou fanerítica. Fina: rocha
constituída por minerais de tamanhos reduzidos, dificilmente distinguíveis, exceto pela
sensação de aspereza ao tato. Em geral são rochas de coloração escura. Fanerítica: rocha
constituída por minerais bem evidentes, sem desenvolvimento preferencial e
aproximadamente do mesmo tamanho.
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Afanítica Fanerítica
Porfirítica: caracterizada pela presença de cristais bem desenvolvidos que se
destacam da matriz da rocha pelo tamanho e pela cor. A matriz pode ser caracterizada
por uma massa vítrea ou granular fina.
Pegmatítica: caracterizada pela presença de grandes cristais com dimensões de
1, 2, 5 cm ou mais, sem desenvolvimento preferencial. Os minerais nas rochas com essa
estrutura são facilmente identificados.
Vesicular: quando a rocha apresenta um grande número de pequenas cavidades
(vacúolos ou vesículas) ou bolhas formadas durante o rápido resfriamento do magma.
Amigdalóide: é a estrutura vesicular cujas vesículas estão parcial ou totalmente
preenchidas por minerais. Este preenchimento pode ser por quartzo, calcita, dolomita,
calcedônea.
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2- Rochas sedimentares: são formadas a partir da consolidação de um material
originado pela ação de um conjunto de processos que atuam na superfície da Terra
(processos exógenos) e que levam à ―destruição‖/desagregação de qualquer tipo de
rocha pré-existente (ígnea, sedimentar e metamórfica). Os principais agentes desses
processos são a água, o vento e o gelo, que são responsáveis pela geração do Ciclo
Sedimentar (Intemperismo, Erosão e Transporte, deposição e consolidação).
Principais propriedades macroscópicas:
a) Granulação ou textura: É a avaliação do tamanho dos minerais constituintes
de uma rocha. No caso da rocha sedimentar, a textura está intimamente ligada aos
constituintes das rochas preexistentes e materiais que lhe deram origem. De acordo com
a escala granulométrica as rochas sedimentares podem ser:
Rudáceas: onde predomina a fração areia com seixos ou cascalhos
(Ex: conglomerados)
Arenosas: onde predomina a fração areia sem seixos ou cascalhos.
(Ex: arenitos).
Siltosas: onde predomina a fração silte (Ex: siltitos).
Argilosas: onde predomina a fração argila (Ex: argilitos).
b) Composição mineralógica: Para avaliar a composição mineralógica de
rochas sedimentares é necessário separar os fragmentos (grânulos), quando houver, do
cimento. O principal constituinte dos grânulos é o quartzo. Os materiais cimentantes são
em geral produtos que vieram em solução e precipitaram entre os grânulos, matéria
orgânica ou ainda partículas minerais menores (fração silte e argila, principalmente) que
preenchem os espaços entre os fragmentos.
O cimento normalmente apresenta as seguintes cores:
avermelhada a marrom: indicativa da presença de hematita (α-Fe2O3)
amarelada: indicativa da presença de goethita (FeOOH)
cinza escura a preta: indicativa da presença de matéria orgânica
incolor, branca e várias tonalidades claras: indicativa da presença de calcita,
dolomita, sílica, argila.
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c) Estrutura:As principais estruturas das rochas sedimentares são:
Maciça
Terrosa
Granular
Estratificadas em camadas planas paralelas
Estratificadas em ―folhas ou placas‖
Estratificadas em camadas cruzadas
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3- Rochas metamórficas: As rochas magmáticas e sedimentares podem ser
levadas por processos geológicos a condições diferentes daquelas nas quais se
formaram. Estas novas condições podem determinar a instabilidade dos minerais
preexistentes, estáveis nas antigas condições. As rochas sofrem então transformações
sob a ação destas novas condições de temperatura, pressão, presença de agentes voláteis
ou fortes atritos, adaptando-se a novas condições reinantes. As rochas originadas a partir
destas transformações são denominadas rochas metamórficas. O conjunto de fenômenos
que leva a estas transformações é conhecido como metamorfismo
O metamorfismo atua sobre rochas preexistentes modificando suas texturas,
estruturas e, não obrigatoriamente, a mineralogia. As modificações observadas em
decorrência do metamorfismo são reajustes necessários para que os minerais alcancem a
estabilidade nas novas condições do meio em que a rocha foi colocada. É importante
observar que esse processo ocorre sem que haja fusão da rocha preexistente, ou seja as
transformações ocorrem na fase sólida. Podem ocorrer tanto a recristalização dos
minerais preexistentes como a formação de novos minerais, graças à mudança da
estrutura cristalina sob novas condições de pressão e temperatura ou a combinação
química entre dois ou mais minerais formando um novo mineral.
Principais propriedades macroscópicas:
a) Granulação ou textura: É a avaliação do tamanho dos minerais constituintes
de uma rocha. Para efeito prático e de acordo com o tamanho dos constituintes, as
rochas são denominadas:
Afaníticas: rochas de granulação muito fina onde os constituintes minerais são
dificilmente identificados e/ou distinguidos entre si a olho nu. Em geral cristais menores
que 0,5 mm.
Faneríticas: rochas cujos minerais constituintes são identificados e distinguidos
à olho nu. Em geral apresentam cristais maiores que 0,5 mm.
b) Composição mineralógica: As rochas metamórficas, em função do processo
genético, possuem minerais que são comuns as rochas ígneas (por exemplo, quartzo,
feldspato, biotita e muscovita), as rochas sedimentares (por exemplo, calcita, dolomita,
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quartzo, muscovita) e minerais próprios, formados durante o metamorfismo (clorita,
sericita, zirconita, granada).
c) Estrutura: As principais estruturas das rochas metamórficas são:
Maciça: característica de rochas que exibem aspecto maciço e ausência de
elementos lineares ou planares nítidos, indicando amplo domínio da recristalização
sobre a deformação. Ex: mármores, quartzitos e anfibolitos.
Gnaissica: resulta da interação das estruturas granulares e xistosas, sendo
característica dos gnáisses. Estas rochas são constituídas por camadas alternadas ricas
em minerais equidimensionais (principalmente quartzo, feldspato) e planares ou lineares
(principalmente biotita).
Cataclástica: os minerais apresentam-se na forma de fragmentos angulosos de
diversos tamanhos envoltos em uma massa fina Os fragmentos assemelham-se a
material quebrado por golpes de martelo. Ex: cataclasitos.
Granular: apresentam minerais bem evidentes aproximadamente de mesmo
tamanho e ausência de elementos lineares nítidos ou qualquer orientação Ex: mármore,
anfibolitos.
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Xistosa: é uma estrutura característica das rochas que exibem acentuado aspecto
planar e fissilidade ao longo de planos paralelos denominados de xistosidade. Ex:
muscovita xistos, biotita xistos, talco xistos, clorita xistos, hornblenda xistos, estaurolita
xistos.
Foliação: é uma estrutura planar que caracteriza rochas na quais sua orientação
é basicamente devida à ação tectônica. Difere da estrutura xistosa por apresentar
minerais de tamanho reduzido (textura afanítica e subfanerítica). Ex: filitos, ardósias.
Migmatítica: a rocha exibe gnaissificação muito deformada e com concentrações
irregulares de material claro de composição granítica e material escuro constituído
predominantemente de biotita, anfibólio. Ex: migmatitos.
5– Identificação de rochas
Quadro auxiliar para identificar rochas sedimentares Textura Composição mineralógica Estrutura Outras características Rochas
Rudácea Grânulos: quartzo
Cimento: hematita + sílica, goethita +
sílica, Calcita + sílica
Granular Rochas com
cimentação forte
Conglomerados
Arenosa Grânulos: quartzo
Cimento: Calcita + argila +hematita,
argila + hematita, argila + matéria
orgânica + sílica, goethita + sílica
Granular Rochas com
cimentação fraca a
forte
Arenitos
Siltosa Quartzo, argila, hematita e matéria
orgânica
Maciça Não é possível
distinguir a olho nu os
grânulos do cimento.
Siltito
Argilosa Argila, Hematita, Goethita Terrosa Distingue-se do siltito
pela avidez pela água,
cheiro úmido.
Argilito
Siltosa Quartzo e matéria orgânica Estratificada em folha Odor de óleo Folhelho
Fina Calcita e/ou dolomita
Estratificada em camadas Estratificação plana
paralela típica
Calcário
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Quadro auxiliar para identificar rochas ígneas Coloração Textura Composição
mineralógica
Estrutura Teor de
sílica
Modo de
jazimento
Outras
características
Rochas
Leucocrata Fanerítica Ortoclasio
Quartzo
Biotita
Granular Ácida Intrusivo Apresenta
pouca biotia
Granito
róseo
Leucocrata
a Mesocrata
Fanerítica Ortoclasio
Quartzo
Biotita
Granular Ácida Intrusivo Granito
cinza
Mesocrata a
Leucocrata
Fanerítica Ortoclasio
Quartzo
Piroxênio
Granular Intermediária Intrusivo Sienito
Melanocrata Afanítica Plagioclásio
Piroxênio
Maciça Básica Extrusivo Impossível ver
os minerais a
olho nu
Basalto
Melanocrata Afanítica Plagioclásio
Piroxênio
Vesicular Básica Extrusivo As vesículas
podem estar
preenchidas
por quartzo,
dolomita
Basalto
vesicular
Melanocrata Afanítica Plagioclásio
Piroxênio
Amigdalóide Básica Extrusivo Vesículas
preenchidas
Basalto
amigdalóide
Melanocrata Subfanerítica Plagioclásio
Piroxênio
Granular Básica Intrusivo Diabásio
Melanocrata Fanerítica Plagioclásio
Piroxênio
Granular Básica Intrusivo Gabro
Quadro auxiliar para identificar rochas metamórficas Textura Composição mineralógica Estrutura Outras características Rochas
Fanerítica Ortoclásio, quartzo, biotita Gnáissica O ortoclasio é rosa ou cinza Gnaisse
Fanerítica Muscovita, quartzo Xistosa Rocha de cor branca
amarelada por
óxido de Fe
Xisto
Fanerítica Calcita Granular Rocha cristalina Mármore
Afanítica a Subfanerítica Quartzo, Muscovita Maciça Rocha clara podendo
conter cristais de
muscovita
Quartzito
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6 – Atividade prática
a) Identifique as rochas e preencha o quadro abaixo de acordo com as
características macroscópicas apresentadas.
Identificação Formação Jazimento Textura Estrutura Cor Nome da rocha
b) Qual a importância de conhecermos o tipo de rocha que ocorre nas diferentes
regiões? Cite um exemplo de uma rocha que ocorre em cada região do estado e quais as
principais características que são usadas para diferenciar uma da outra.
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c) Indique os tipos de rochas que predominam em cala região ou local indicado
pelas letras nas figuras abaixo:
( ) Rochas ígneas intrusivas
( ) Rochas ígneas extrusivas
( ) Rochas metamórficas
( ) Rochas sedimentares de origem marinha
( ) Rochas sedimentares de origem erosiva.
( ) Região com elevada concentração de K em solos jovens
( ) Região com solos recém formados com alto de teor de Fe+++
, Ca++
e Mg++
( ) Região com predomínio de solos pouco desenvolvidos
( ) Região onde são encontrados solos profundos
( ) Formação geológica mais antiga do estado
( ) Formação geológica mais jovem do estado
( ) Região coberta por grandes derrames vulcânicos.
A
B
C
D
A
B C
D
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7- Referências
CLEMENTE, C.A. Curso de especialização em gerenciamento ambiental.
Apontamentos de aula da disciplina Geologia. Piracicaba: Esalq, 2004. 33p.
MACHADO, F.B.; MOREIRA, C.A.; ZANARDO, A; ANDRE, A.C.;GODOY, A.M.;
FERREIRA, J. A.; GALEMBECK, T.; NARDY, A.J.R.; ARTUR, A.C.; OLIVEIRA,
M.A.F.de. Enciclopédia Multimídia de Minerais. [on-line].ISBN: 85-89082-11-3
Disponível na Internet: http://www.rc.unesp.br/museudpm.
http://www.geolab.unc.edu/Petunia/IgMetAtlas/mainmenu.html – Atlas de Mineralogia
(inglês), descrições de minerais e rochas
http://www.webmineral.com – Atlas de Mineralogia (inglês), com ótimas fotos e boas
descrições de minerais.
http://ansatte.uit.no/kku000/webgeology/webgeology_files/brazil/minerals_pt_bra.html
http://www.museumin.ufrgs.br/porsite.htm
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PRÁTICA 3 – MORFOLOGIA DO SOLO
As características morfológicas do solo são o reflexo dos fatores e processos de
formação que aturam durante determinado período de tempo e o seu conhecimento e a
identificação são fundamentais para a descrição e classificação dos solos.
Objetivos:
Iniciar o estudo da morfologia do solo, fornecendo subsídios para que os alunos
aprendam a conhecer e interpretar as características morfológicas de diferentes solos.
Estudar a morfologia do solo no campo, permitindo aos alunos entenderem e
reconhecerem as características morfológicas em diferentes solos.
Conteúdos trabalhados:
1- O que é perfil do solo e sua importância no estudo e compreensão dos
diferentes solos;
2-relação solo – paisagem e variabilidade natural dos solos;
3-Mostras no perfil os procedimentos para descrição de um perfil de solo;
4-Horizontes e camadas, principais horizontes que compõem o solo;
5-Profundidade do solo: profundidade efetiva e sua relação com a gênese do solo
e com o desenvolvimento de plantas;
6- Espessura do solo;
7- Textura e suas relações com propriedades químicas e físicas;
8- Procedimentos para determinação da textura do solo;
9- Painel de análise textural pelo método do tato;
Elementos de trabalho prático:
1- Horizontes do solo
Os horizontes do solo formados pela ação dos processos pedogenéticos são
chamados de horizontes genéticos ou pedogenéticos. Correspondem ao julgamento
qualitativo do avaliador que considera alterações resultantes da formação do solo. Os
principais horizontes pedogenéticos são os seguintes:
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Horizonte O ou H – constituído de material orgânico sobreposto a outros horizontes
minerais ou a rocha. O horizonte O é formado geralmente em condições de baixa
temperatura, enquanto o horizonte H é formado geralmente em condições de má
drenagem.
Horizonte A – constituído de material, encontrado na superfície ou em seqüência a
horizontes O ou H. Difere-se dos horizontes subseqüentes pelo maior acúmulo de
matéria orgânica e translocação de componentes minerais. Apresenta intensa atividade
biológica e propriedades químicas, físicas e biológicas influenciadas pela matéria
orgânica.
Horizonte E – constituído de material mineral com predomínio de partículas grosseiras
como areia e silte, devido a translocação de argila, ferro, alumínio ou matéria orgânica
para horizontes subseqüentes. Conhecido como horizonte eluvial.
Horizonte B – constituído de material mineral encontrado em subsuperfície, sob
horizontes A, E ou O. É o horizonte que apresenta maior expressão dos processos
pedogenéticos, notados pela cor, textura, mineralogia, estrutura e outros aspectos. Em
alguns casos caracteriza-se como horizonte iluvial.
Horizonte C – horizonte pouco afetado pelos processos pedogenéticos
Horizonte R – constituído de material mineral consolidado, como a rocha. Não pode ser
cortado com uma pá, mesmo quando úmido.
2- Horizontes de transição
São horizontes que apresentam características de dois horizontes principais,
situados na zona de transição de um para outro. Quanto à identificação, aquele horizonte
que predominar sobre o outro aparece na frente, por exemplo: horizonte AB, apresenta
características de A e B, entretanto, predomina aquelas de A, sendo considerado A para
fins de classificação. Outros exemplos de horizontes transicionais são os seguintes: BA,
AC, EB, BE, BC, CB, etc.
3- Horizontes intermediários
São horizontes ―mesclados‖, podendo ou não ser transicionais, onde porções de
um horizonte penetram na área de outro horizonte, sendo possível identificar as
diferentes partes. Estes horizontes são identificados da seguinte maneira: A/B, A/C,
B/C, B/C/R. Onde a primeira letra indica o horizonte que ocupa maior volume.
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Simbologia e características específicas de horizontes e camadas subordinadas do solo
(adaptado de Santos et al., 2005)
Sufixos Característica
Uso com
horizonte
pedogenético
Indicativo de atributo
ou horizonte
diagnóstico
b horizonte enterrado H, A, E, B, F recobrimento
c concreções de Fe, Al e Mn A, E, B, C petroplintita
f plintita B, C Hz. plíntico
g glei A, E, B, C Hz. glei
i incipiente desenvolvimento do
Hz. B B Hz. B incipiente
j tiomorfismo H, A, B, C Material sulfídrico
k* acumulação de CaCO3 A, B, C -
m extremamente cimentado em
+90% B, C duripan
n saturação com Na+ trocável > 15% H, A, B, C caráter sódico
p revolvido pela aração agrícola H, A uso antrópico
r rocha branda ou saprolito C contato lítico
fragmentário
t acumulação de argila iluvial B Hz. B textural
u modificações ou acumulações
antropogênicas H, A -
v características vérticas B, C Hz. vértico
w intemperismo intenso B Hz. B latossólico
x cimentação aparente, reversível B, C, E Fragipã
A transição entre horizontes é descrita quanto ao grau (nitidez) e à topografia
(forma) com que os horizontes se diferenciam no perfil.
Transição entre horizontes - Grau ou nitidez (extraído de Santos et al., 2005)
Grau ou nitidez
Faixa de separação (cm)
Abrupta < 2,5
Clara 2,5 a 7,5
Gradual 7,5 a 12,5
Difusa >12,5
Descrição da forma de transição entre horizontes (extraído de Santos et al., 2005)
Forma ou Características
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topografia
Plana Paralela a superfície, pouco ou nenhuma irregularidade.
Ondulada Sinuosa, com desníveis em relação a um plano horizontal mais
largos que profundos.
Irregular Irregular, com desníveis em relação ao plano horizontal mais
profundos que largos.
Descontínua Descontínua, em que partes de um horizonte estão parcial ou
completamente desconectadas de outras do mesmo horizonte.
4-Estrutura: Os tipos de estrutura normalmente encontrados no solo são
classificados de acordo com a forma e ao tamanho das unidades estruturais como mostra
a tabela a seguir.
Forma
Tipos (forma e arranjamento dos agregados)
Laminar
Prismática: é um tipo que
predomina a linha vertical
Blocos: com 3 dimensões da mesma ordem de
magnitude, distribuídas em torno de um ponto.
Prismática Colunar Blocos
angulares
Blocos
subangulares
Forma e aspecto
arredondado
granular grumosa
Muito pequena < 1 mm < 10mm < 10mm < 5 mm < 5 mm < 1 mm < 1 mm
Pequena 1 a 2 mm 10 a 20 mm 10 a 20 mm 5 a 10 mm 5 a 10 mm 1 a 2 mm 1 a 2 mm
Média 2 a 5 mm 20 a 50 mm 20 a 50 mm 10 a 20
mm
10 a 20 mm 2 a 5 mm 2 a 5 mm
Grande 5 a 10 mm 50 a 100 mm 50 a 100 mm 20 a 50
mm
20 a 50 mm 5 a 10 mm -
Muito grande > 10 mm > 100 mm > 100 mm > 50 mm > 50 mm > 10 mm -
Outra característica avaliada é o grau de desenvolvimento da estrutura:
Fraca: unidades estruturais pouco freqüentes em relação ao solo solto.
Moderada: unidades estruturais bem definidas e pouco material solto.
Forte: unidades estruturais são separadas com facilidade e quase não se observa
material solto.
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Tipos de estruturas
5- Cerosidade
É o aspecto brilhante e ceroso resultante de filmes de argila que recobrem a
superfície das unidades estruturais.
Quanto ao grau de desenvolvimento: pode ser fraca, moderada e forte de
acordo com maior ou menor nitidez e contraste mais ou menos evidente com as partes
sem cerosidade.
Quanto à quantidade: pouco, comum e abundante, em função do revestimento
da superfície dos agregados.
Além da cerosidade, deve-se descrever:
Superfícies foscas ou “coatings”: superfícies ou revestimentos muito tênues e
pouco nítidos, que não podem ser caracterizados como cerosidade. Estes revestimentos
são constituídos por filmes de matéria orgânica e manganês (pretos ou quase pretos).
Superfícies de fricção ou “slickensides”: superfícies alisadas e lustrosas,
apresentando estriamento causado pela movimentação e atrito da massa de solo.
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Ocorrem devido aos movimentos de expansão e contração da massa de solo resultante
do umedecimento e secagem do solo.
Superfícies de compressão ou “pressure surface”: superfícies alisadas sem
estriamento causadas por compressão na massa de solo em decorrência da expansão do
material. Podem apresentar brilho quando úmidas ou molhadas.
6- Nódulos e concreções
A descrição deve incluir informações sobre quantidade, tamanho, dureza, cor e
natureza dos nódulos e concreções.
Quantidade: Muito pouco: < 5% do volume;
Pouco: 5 a 10%;
Freqüente: 15 a 40%;
Muito freqüentes: 40 a 80%;
Dominante: > 80% do volume.
Tamanho: Pequeno: > 1 cm de diâmetro (maior dimensão),
Grande: < 1 cm de diâmetro (maior dimensão).
O tamanho médio pode ser indicado entre parênteses – isso é desejável se
os nódulos são excepcionalmente pequenos (< 0,5 cm) ou grandes (> 2
cm).
Dureza: Macio: pode ser quebrado entre o polegar e o indicador;
Duro: não pode ser quebrado entre os dedos.
Forma: esférica, irregular e angular.
Cor: utilizar termos simples: preto, branco, vermelho, etc.
Natureza: a presumível natureza do material do qual o nódulo ou concreção é
principalmente formado deve ser dada, por exemplo,― concreções ferruginosas‖
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(compostos de ferro predominante): ferro-magnesianas, gibbsita; carbonato de cálcio,
etc.
7- Presença de raízes
Pretendendo se distinguir as quantidades relativas de raízes nos diferentes
horizontes, anota-se a quantidade de raízes (muitas; comuns; poucas; e raras), o
diâmetro de raízes (muito finas < 1mm; finas = 1 a 2mm; médias = 2 a 5mm; grossas =
5 a 10mm; e muito grossas > 10mm), e o tipo de raízes, como fasciculada ou pivotante.
8- Descrição geral (caracterização ambiental)
É a caracterização de aspectos referentes ao ambiente onde o perfil de solo se
encontra, os quais são anotados na seguinte seqüência:
Perfil: especificar o número ou outra identificação de campo;
Data: anotar dia, mês e ano;
Classificação: efetuada segundo o SiBCS (Embrapa, 2006) após análise dos dados
coletados;
Localização: endereço do perfil, informar estrada, município e coordenadas
geográficas;
Situação e declive: informar a declividade e cobertura vegetal sobre o perfil;
Altitude: determinada em relação ao nível do mar;
Litologia: discriminação das rochas que constituem o substrato no local do perfil de
solo;
Formação geológica: especificação da unidade litogenética a que se referem as rochas
do substrato;
Período: identificação do período geológico referente à litologia;
Material originário: natureza do material primitivo do qual o solo se formou;
Pedregosidade: refere-se à proporção relativa de calhaus e matacões sobre a superfície
e, ou, na massa do solo;
Rochosidade: refere-se à proporção relativa de exposição de rochas do embasamento,
na superfície do terreno;
Relevo local: refere-se à declividade do local onde se encontra o perfil de solo;
Relevo regional: diz respeito ao tipo de relevo predominante na região do perfil em
questão;
Erosão: refere-se ao grau de remoção das partes superficiais e subsuperficiais do solo;
Drenagem: diz respeito à drenagem interna do perfil, expressa pela coloração dos
horizontes;
24
Vegetação primária: refere-se à vegetação primária ou original do local do perfil;
Uso atual: refere-se ao uso atual do solo no local do perfil e nas suas imediações;
Clima: tipo de clima conforme a classificação de Köppen;
Descrito e coletado por: Nome dos indivíduos que efetuaram a descrição e coleta.
25
CAMPUS DA UFSM – LOCALIZAÇÃO DOS PERFIS DAS AULAS PRÁTICAS
CCR
PERFIL 1
PERFIL 2
Biblioteca
Galpão do Depto.
de solos
26
PRÁTICA 4 – MORFOLOGIA DO SOLO
Objetivos:
Continuar o estudo da morfologia do solo, fornecendo subsídios para que os
alunos aprendam a conhecer e interpretar as características morfológicas (cor, textura,
estrutura e consistência) de diferentes solos.
Conteúdos trabalhados:
a) Cor do solo e sua importância agrícola e ambiental;
b) Determinação da cor do solo coma caderneta de Munsell;
c) Textura do solo e sua importância agrícola e ambiental;
d) Determinação da textura do solo através do tato;
e) Consistência do solo e sua determinação pelo tato;
f) Estrutura do solo: formação e caracterização.
Elementos de trabalho prático:
Cor do solo: para a caracterização da cor do solo a campo é conveniente quebrar
os agregados ou torrões para determinar se a cor é a mesma por fora e por dentro dos
elementos da estrutura. Depois a caracterização é feita (pela comparação com os
padrões de cores constantes na caderneta de Munsell) em amostras secas, seca triturada,
úmida, e úmida amassada. Nessa aula os alunos irão determinar a cor (Matiz, valor e
croma) de diferentes amostras de solos com a caderneta e Munsell.
Matiz: cor do espectro da luz. Está
relacionado com o comprimento de onda
de luz.
Valor: refere-se à luminosidade relativa
da cor.
Croma: é a pureza da cor em relação ao
cinza.
27
Textura do solo: A textura do solo refere-se ao conteúdo percentual das frações
areia (partículas com tamanho entre 2 e 0,05 mm), silte (entre 0,05 e 0,002 mm) e argila
(menor que 0,002 mm) presentes no solo. A textura do solo nos informa sobre facilidade
de mecanização do solo, suscetibilidade à erosão, porosidade, armazenamento de água,
entre outros. Sua determinação no campo se baseia na sensibilidade ao tato:
Areia: sensação aspereza, não plástico, não pegajoso.
Silte: sensação sedosidade, plástico, não pegajoso.
Argila: Sensação sedosidade, plástica, pegajosa.
Este procedimento requer habilidade e prática. Sempre que possível, pegue um
punhado de solo e umedeça-o; após, esfregue uma porção do solo umedecido para
perceber as distintas sensações que as partículas nos dão. Como o solo é normalmente
composto pelas três frações granulométricas (areia, silte e argila) e raramente por
apenas uma dela, teremos uma ou duas sensações predominantes.
Para classificar o solo em uma classe textural, utiliza-se o triângulo textural,
entrando com os percentuais de areia, silte e argila e assim achando o nome da classe do
solo.
Triângulo textural: com as 13 classes texturais consideradas pelo Sistema Brasileiro
de classificação de solos.
28
Consistência do solo: refere-se à característica de resistência e moldabilidade
que o solo oferece quando esta seco, úmido e molhado. A consistência do solo nos
informa sobre as condições e a facilidade de mecanização do solo. Sua determinação no
campo se baseia na sensibilidade ao tato:
a) Solo seco: caracterizada pela dureza ou tenacidade. Para avaliá-la, deve-se selecionar
um torrão seco e comprimi-lo entre o polegar e o indicador.
Solta: não coerente entre o polegar e o indicador.
Macia: massa do solo fracamente coerente e frágil quebra-se em material
pulverizado ou grãos sob pressão muito leve.
Ligeiramente dura: fracamente resistente à pressão, facilmente quebrável entre
o polegar e o indicador.
Dura: moderadamente resistente à pressão, pode ser quebrado nas mãos sem
dificuldade, mas é dificilmente quebrável entre o polegar e o indicador.
Muito Dura: muito resistente à pressão. Somente com dificuldade pode ser
quebrado nas mãos. Não é quebrável entre o polegar e o indicador.
Extremamente Dura: extremamente resistente à pressão. Não pode ser
quebrado com as mãos.
b) Solo úmido: caracterizada pela friabilidade e determinada num estado de umidade
intermediário entre o seco e a capacidade de campo. Deve-se umedecer o torrão de solo
ligeiramente e deixar que o excesso de água seja removido da amostra antes de testar a
consistência. Depois tentar esboroar na mão uma amostra ligeiramente úmida.
Solta: não coerente.
Muito friável: o torrão esboroa-se com pressão muito leve, mas agrega-se por
compressão posterior.
Friável: o torrão esboroa-se facilmente sob pressão fraca e moderada entre o
polegar e o indicador e agrega-se por compressão posterior.
Firme: o material de solo esboroa-se sob pressão moderada entre o polegar e o
indicador, mas apresenta resistência distintamente perceptível.
Muito firme: o material de solo esboroa-se sob forte pressão; dificilmente
esmagável entre o polegar e o indicador.
29
Extremamente firme: o material do solo somente se esboroa sob pressão muito
forte, não pode ser esmagado entre o polegar e o indicador e deve ser
fragmentado pedaço por pedaço.
c) Solo quando molhado: caracterizada pela plasticidade e pela pegajosidade e
determinada em amostras pulverizadas e homogeneidade, com conteúdo de água
ligeiramente acima ou na capacidade de campo. A quantidade de água é ajustada
adicionando solo ou água à medida que se manipula a amostra.
Plasticidade: para determinação a campo, rola-se, depois de amassado, o
material de solo entre o polegar e o indicador e observa-se se pode ser feito ou
modelado um fio ou cilindro fino.
Não plástica: quando muito, forma um fio, que é facilmente deformado;
Ligeiramente plástica: forma-se um fio, que é facilmente deformado;
Plástica: forma-se um fio, sendo necessária pressão moderada para sua
deformação;
Muito plástica: forma-se um fio, sendo necessária muita pressão para
deformá-lo.
Pegajosidade: para avaliação a campo a massa de solo, pulverizada e
homogeneizada, é molhada e então comprimida entre o indicador"e o polegar.
Não pegajosa: após cessar a pressão, não se verifica, praticamente,
nenhuma aderência da massa ao polegar e indicador.
Ligeiramente pegajosa: após cessar a pressão, o material adere a ambos
os dedos, mas desprende-se de um deles perfeitamente. Não há
apreciável esticamento ou alongamento quando os dedos estão afastados.
Pegajosa: após cessar a compressão, o material adere a ambos os dedos
e, quando estes estão afastados, tende a alongar-se um pouco e romper-
se, em vez de desprender-se de qualquer um dos dedos.
Muito pegajosa: após a compressão, o material adere fortemente a
ambos os dedos e alonga-se perceptivelmente quando eles estão
afastados.
Estrutura do solo: refere-se ao arranjamento das frações minerais e orgânicas
do solo em agregados. O formato, o tamanho e a resistência dos agregados variam em
30
função do tipo de solo. As praticas de manejo também podem alterar essas
características da estrutura do solo, principalmente na camada superficial.
Os tipos de estrutura normalmente encontrados no solo são classificados de
acordo com a forma e ao tamanho das unidades estruturais como mostra a tabela a
seguir:
Tamanho
Tipos: forma e arranjamento dos agregados
Laminar Prismática Colunar Blocos
angulares
Blocos
subangulares Granular
Tamanho (mm)
Muito pequena < 1 < 10 < 10 < 5 < 5 < 1
Pequena 1 a 2 10 a 20 10 a 20 5 a 10 5 a 10 1 a 2
Média 2 a 5 20 a 50 20 a 50 10 a 20 10 a 20 2 a 5
Grande 5 a 10 50 a 100 50 a 100 20 a 50 20 a 50 5 a 10
Muito grande > 10 > 100 > 100 > 50 > 50 > 10
Quanto ao grau de desenvolvimento a estrutura pode ser classificada como:
Fraca: unidades estruturais pouco freqüentes em relação ao solo solto.
Moderada: unidades estruturais bem definidas e pouco material solto.
Forte: unidades estruturais são separadas com facilidade e quase não se observa
material solto.
31
d) Atividade prática:
a) Identificar a cor (matiz, valor e croma) das amostras de solo com auxílio da caderneta
de Munsell.
Solo Matiz Valor Croma Cor
Seco Úmido Seco Úmido Seco Úmido Seco Úmido
b)Verificar a sensação que as frações areia, silte e argila de forma isolada proporcionam
ao tato.
c) Estimar pela sensação ao tato as frações areia, silte e argila das amostras de solo e
definir uma classe textural para cada amostra, com auxílio do triângulo textural.
Solo Areia
(%)
Silte
(%)
Argila
(%)
Classe
textural
32
d) Definir a consistência do solo molhado para as amostras de solo.
Solo Plasticidade Pegajosidade
e) Separar as unidades estruturais das amostras de solo e classificá-las de acordo com o
formato e o grau de desenvolvimento.
Solo Forma Grau de desenvolvimento
33
PRÁTICA 5 – MORFOLOGIA DO SOLO: DESCRIÇÃO DE UM PERFIL Á
CAMPO
Objetivos:
Aplicar os conhecimentos de morfologia do solo e fazer a descrição morfológica
de um perfil de solo á campo.
Conteúdos trabalhados:
a) Identificação e separação dos horizontes do solo
b) Determinação da cor do solo com a caderneta de Munsell;
c) Determinação da textura do solo através do tato;
d) Determinação da estrutura do solo;
e) Consistência do solo e sua determinação pelo tato;
f) Identificar outras características morfológicas: cerosidade, concreções etc.
g) Coletar amostras de solo de cada horizonte para a determinação da textura em
sala de aula.
Metodologia:
a) Seleção do local: deve ser representativo da área e sempre que possível, sob
vegetação natural, permitindo a caracterização adequada da referida unidade. Para abrir
a trincheira deve-se atingir a profundidade desde a superfície até o material de origem,
com largura de cerca de 2 m e exposição do perfil ao Sol. Quando em corte de estrada, o
perfil não deve ter influência de insolação ou chuva sobre os horizontes. Após, inicia-se
o exame do perfil pela separação dos horizontes e, ou, camadas, que são diferenciadas
basicamente pela variação perceptível das características morfológicas (cor, textura,
estrutura, consistência, etc) avaliadas em conjunto.
b) Características morfológicas internas do perfil do solo (anatômicas): são
características visíveis a olho nu ou perceptível por manipulação. Nesta etapa descreve-
se a aparência do solo, ou mais especificamente, do perfil do solo. As características
morfológicas internas do perfil do solo são: espessura e transição entre horizontes, cor,
textura, estrutura, porosidade, consistência, cerosidade, slickensides, nódulos e
concreções minerais.
Material necessário: pá, faca, trena, caderneta de Munsell, água, sacos plásticos, ficha
de anotação e manual de descrição e coleta de solo á campo.
34
FICHA PARA DESCRIÇÃO MORFOLÓGICA DO SOLO
Projeto:
Perfil Nº:
Classificação:
Localização:
Situação de declive:
Altitude:
Material de origem:
Relevo:
Erosão:
Drenagem:
Vegetação (primária e atual):
Uso atual:
Unidade de mapeamento:
Clima:
Pedregosidade:
Rochosidade:
Data:
Descrito por:
Horizontes Profundidade
(cm)
Transição entre
horizontes Cor
Textura
Estrutura
Grau Forma Seco Úmido Tipo Tamanho Grau de
desenvolvimento
35
FICHA PARA DESCRIÇÃO MORFOLÓGICA DO SOLO
Horizontes
Consistência
Cerosidade Raízes Porosidade Mosqueados Concreções Seco Úmido Molhado
Plasticidade Pegajosidade
Observações:
36
Exemplo: Descrição morfológica da Unidade de mapeamento São Pedro (Brasil,
1973)
CLASSIFICAÇÃO
ARGISSOLO VERMELHO AMARELO textura média relevo ondulado subs-
trato arenito.
PALEUDALF (44).
DYSTRIC NITOSOLS (12).
CARACTERÍSTICAS GERAIS
Esta unidade de mapeamento caracteriza-se por apresentar solos profundos,
avermelhados textura superficial arenosa, friáveis e bem drenados.
São ácidos, com saturação de bases baixa a média e pobres em matéria orgânica
e na maioria dos nutrientes.
Apresentam seqüência de horizonte A, B e C, bem diferenciados com as se-
guintes características morfológicas:
— Horizonte A profundo, normalmente bruno avermelhado escuro ou bruno
escuro; textura franco argilo arenosa e franco arenosa; estrutura fracamente
desenvolvida em blocos subangulares; friáveis, não a ligeiramente plástico e não
a ligeiramente pegajoso. A transição para o horizonte B é gradual e plana.
— Horizonte B profundo com cores avermelhadas; textura argilo arenosa a
franco argilo arenosa; estrutura fraca ou mais raramente moderada em blocos
subangulares; friável, ligeiramente plástico e ligeiramente pegajoso.
— Horizonte C formado pelo arenito já bastante decomposto apresentando
textura argilo arenosa ou mais leve, de coloração variável.
CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS
— Capacidade de troca de cátions: O valor T é baixo (menor que 5,5cmolc kg-1
de solo) no A, aumentando com a profundidade (até 9,6cmolc kg-1
de solo).
— Saturação de bases. O valor V é baixo (menos de 35%) no horizonte A e
médio (ao redor de 45%) no horizonte B.
— Bases trocáveis. O valor S é baixo aumentando com a profundidade (menos
de 2cmolc kg-1
de solo no A e mais de 3,0cmolc kg-1
de solo no B). Os teores de
cálcio são dominantes, sendo ligeiramente superiores ao do magnésio no A e o
37
dobro ou mais no horizonte B. O potássio normalmente é inferior a 0,08cmolc
kg-1
de solo.
— Matéria orgânica. São solos pobres em matéria orgânica cujos teores são
sempre inferiores a 2%
— Fósforo disponível. São muito pobres em fósforo disponível, apresentando
teores menores que 3 ppm.
— Alumínio trocável. O teor de alumínio trocável está ao redor de 1,0cmolc kg-1
de solo, embora em alguns perfis possam alcançar valore. de 4,0cmolc/kg de solo
ou mais no horizonte B.
— pH. São solos francamente ácidos, com pH água em torno de 5,0
apresentando pequenas variações para mais ou para menos, ao longo do perfil.
— A relação SiO2/Al2O3 (Ki) é ligeiramente superior a 2,2.
VARIAÇÕES E INCLUSÕES
Como variações, tem-se perfis de solos com horizonte A mais leve (areia fraca)
e perfis com transição abrupta para o horizonte B.
Como inclusões, tem-se a ocorrência em cerca de 20% da área de solos hi-
dromórficos indiscriminados principalmente do grande grupo Gley Pouco Húmico.
Também pequena ocorrência de perfis de solos da unidade Santa Maria.
DISTRIBUIÇÃO GEOGRÁFICA
Esta unidade ocorre nos municípios de São Pedro, Santa Maria, Restinga Seca,
Formigueiro, Jaguari, General Vargas, Cacequi, São Gabriel, São Francisco de Assis,
Alegrete Uruguaiana, Quaraí, Santana do Livramento, Rosário do Sul. Totalizam uma
área de 6.675 km2, o que representa cerca de 2,48% da área do RS.
DESCRIÇÃO GERAL DA ÁREA DA UNIDADE
Material de origem. Solos formados a partir de arenitos.
Relevo e altitude. O relevo predominante é o ondulado formado por elevações
arredondadas com declives em torno de 8 a 10% pendentes em centenas de metros.
A altitude média em que são encontrados situa-se ao redor de 150 metros.
Vegetação. A vegetação dominante é a de campo grosso apresentando pequena
cobertura, sendo formados predominantemente por Paspalum notatum e outras
gramíneas secundárias. São bastante infestados de barba-de-bode, (Aristida pallens) e
outras espécies invasoras.
38
Clima. Nas áreas onde ocorre esta unidade de mapeamento o tipo fundamental é
o Cfa 2 (33) de Koeppen. A temperatura média anual fica compreendida entre 19,2 a
17,9°C. A precipitação média anual pode variar de 1404 a 1769mm. As normais
mensais são bem distribuídas (30).
Nesta região são freqüentes períodos secos podendo ter 100mm de déficit de
cinco vezes cada 10 anos e maior que 300mm l vez cada 10 anos. Períodos secos são
freqüentes em novembro, dezembro e janeiro.
GRAUS DE LIMITAÇÃO AO USO AGRÍCOLA
Fertilidade natural: Forte. São solos arenosos pobres em matéria orgânica e em
nutrientes disponíveis.
Erosão: Moderada a forte. São solos bastante susceptíveis à erosão devido a
textura e ao relevo em que ocorrem.
Falta d'água: Moderada, possuem baixa capacidade de retenção de água. A
irrigação mesmo em áreas de chuvas normais é julgada conveniente (3).
Falta de ar Nula. São solos bem drenados, porosos e profundos.
Uso de implementos: Ligeira a moderada. São poucos os impedimentos à
mecanização sendo as principais limitações relacionadas com os solos hidromórficos
associados ao relevo.
USO ATUAL
Na maior parte da área estão sendo utilizados com pastagens naturais. Dis-
tribuídas na área da unidade são encontradas pequenas lavouras de milho, mandioca,
trigo e melancia.
O reflorestamento com eucalipto é também bastante encontrado. A maior parte
da área encontra-se com a vegetação natural de pastagens.
USO POTENCIAL
As principais limitações destes solos dizem respeito a fertilidade natural que é
baixa, susceptibilidade a erosão e baixa capacidade de retenção de umidade.
Podem ser cultivadas satisfatoriamente com culturas anuais, podendo serem
mecanizadas sem maiores problemas, mas necessitando adubação e correções maciças,
bem como praticas de conservação do solo e da água. Quando possível deve ser feita a
incorporação de matéria orgânica, a fim de melhorar suas propriedades físicas.
Utilização destes solos com culturas perenes ou pastagens cultivadas é bastante
recomendável.
39
O melhoramento dos campos através da limpeza, manejo adequado, adubação e
correção é aconselhável.
ASSOCIAÇÕES
Os solos São Pedro também ocorrem associados a outros solos constituindo as
seguintes unidades de mapeamento:
— ASSOCIAÇÃO SÃO PEDRO —SANTA MARIA
Esta associação ocorre nos municípios de São Gabriel e Rosário do Sul ocu-
pando área de 255km2 correspondendo a 0,09% da área do Estado. Nesta associação os
solos São Pedro sempre ocupam o terço superior das coxilhas.
— ASSOCIAÇÃO SÃO PEDRO - AFLORAMENTO DE ROCHAS
Esta associação ocorre nos municípios de Candelária, Cachoeira do Sul e Jaguari
ocupando área de 460km2, correspondendo a 0,17% da área do Estado.
— ASSOCIAÇÃO SÃO PEDRO — PEDREGAL — ESCOBAR —
AFLORAMENTO DE ROCHAS
Esta associação ocorre nos municípios de Santana do Livramento, Rosário do
Sul e Alegrete ocupando área de l.115km2 correspondendo a 0,41% da área do Estado.
— ASSOCIAÇÃO SÃO PEDRO - LIVRAMENTO
Esta associação ocorre no município de Santana do Livramento ocupando área
de 325km2 correspondendo a 0,19% da área do Estado.
Perfil RS — 135
Unidade de mapeamento: SÃO PEDRO
Localização: A 42km da cidade de Rosário do Sul, na estrada Rosário do Sul-
Livramento.
Situação: Corte de estrada na meia encosta de uma elevação com 5% de declive .
Altitude: 200 metros.
Relevo: Ondulado com declives em dezenas de metros.
Material de origem: Arenito.
Cobertura vegetal: Campo natural com incidência de barba-de-bode.
Drenagem: Bem drenado.
40
A1 0-25cm; bruno amarelado escuro (10YR 3/4, úmido); franco arenoso; fraca
pequena média granular; muito poroso; solto, muito friável, não plástico e não
pegajoso; transição difusa e plana; raízes abundantes.
A2 25-65cm; bruno escuro (7,5YR 3/2, úmido); franco arenoso; fraca média blocos
subangulares; muito poroso; solto, muito friável, não plástico e não pegajoso;
transição difusa e plana; raízes abundantes.
AB 65-l00cm; bruno avermelhado escuro (5YR 3/4, úmido); franco argilo arenoso;
fraca média blocos subangulares; poroso; ligeiramente duro, friável, ligeiramente
plástico e ligeiramente pegajoso; transição gradual e plana; raízes muitas.
BA 100-130cm; bruno avermelhado escuro (2,5YR 3/4, úmido); franco argilo
arenoso; moderada pequena e média blocos subangulares; poroso; ligeiramente
duro, friável, ligeiramente plástico e ligeiramente pegajoso; transição gradual e
plana; raízes poucas.
BC 130-160cm; vermelho escuro (2,5YR 3/6, úmido); mosqueado pouco pequeno e
proeminente bruno escuro (10YR 3/3, úmido); franco argilo arenoso; moderada
pequena blocos subangulares; cerosidade fraca e pouca; poroso; duro, friável,
ligeiramente plástico e ligeiramente pegajoso; transição gradual e plana; raízes
raras.
C 160-210 cm+; vermelho (2,5YR 4/6, úmido); mosqueado pouco pequeno e
proeminente bruno escuro (10YR 3/3, úmido); franco argilo arenoso; fraca
média blocos subangulares; cerosidade fraca e pouca; poroso; duro, friável,
ligeiramente plástico e ligeiramente pegajoso; raízes raras.
Obs.: — Nos horizontes B2 e B3 foi notada a presença de concreções tipo
"chumbo de caça", provavelmente de ferro.
ANALISE MINERALÓGICA
RS — 135 São Pedro
A1 Areias grossa e fina — 100% de quartzo vítreo incolor, alguns hialinos,
desarestados (rolados); traços de: ilmenita, concreções ferruginosas, feldspato
semi-intemperizado, biotita e detritos: fragmentos de raiz e sementes.
A2 Areias grossa e fina — Idem à fração areia da amostra anterior.
AB Areias grossa e fina — Idem à fração areia da amostra anterior.
41
BA Areias grossa e fina — Idem à fração areia da amostra anterior. Não se observa a
ocorrência de detritos.
BC Areias grossa e fina — Idem à fração areia da amostra anterior.
C Cascalho — 100% de concreções ferruginosas e argilo-ferruginosas com
inclusões de quartzo; l fragmento de carvão e l fragmento de quartzo.
42
Perfil: RS – 135 SÃO PEDRO
Horizonte Amostra seca ao ar (%) pH Equivalente
de
umidade
Símbolo
Profundidade
(cm)
Calhaus
> 20mm
Cascalho
20-2mm
Terra fina
< 2mm Água KCl
A1 0-25 0 0 100 5,0 4,1 10
A2 25-65 0 0 100 5,0 4,0 11
AB 65-100 0 0 100 5,1 4,1 16
BA 100-130 0 0 100 5,2 4,0 19
BC 130-160 0 0 100 5,2 4,0 18
C 160-210+ 0 X 100 5,0 4,0 20
Ataque por H2SO4 D=1,47 (%) Ki Kr
Al2O3/
Fe2O3
P
(mg.l-1
) SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 P2O5 MnO
5,9 13,5 1,7 0,24 0,05 2,86 2,18 3,09 3
6,4 4,6 1,8 0,27 0,05 2,36 1,89 4,09 <1
11,7 9,0 3,2 0,39 0,04 2,22 1,81 4,40 <1
14,5 11,3 4,3 0,43 0,05 2,18 1,77 4,11 <1
13,5 10,3 4,0 0,42 0,04 2,23 1,79 4,04 <1
14,0 11,0 3,9 0,44 0,04 2,16 1,77 4,50 <1
43
Complexo sortivo (cmolc Kg-1
) V
(%)
Al
(%) Ca++
Mg++
K+ Na
+ Valor S Al
+++ H
+ CTC pH 7
0,9 0,8 0,08 0,03 1,8 1,1 2,5 5,4 33 38
1,2 0,5 0,05 0,03 1,8 1,0 2,9 5,7 32 36
3,1 0,9 0,05 0,04 4,1 1,0 4,1 9,2 45 20
3,2 1,2 0,10 014 4,6 1,3 3,7 9,6 48 22
2,0 1,2 0,06 0,03 3,3 1,7 3,2 8,2 40 34
2,1 0,7 0,06 0,03 2,9 1,9 2,5 7,3 40 40
C
g Kg-1
N
g Kg-1
C/N
Composição Granulométrica g Kg-1
Argila
Dispersa
g Kg-1
Grau de
Floculação
%
Silte/
Argila
Areia grossa
(2-0,20
mm)
Areia fina
(0,20-0,05mm)
Silte
(0,05-0,002mm)
Argila
(<0,002
mm)
6,9 0,7 10 430 300 120 150 80 47 0,80
6,9 0,7 10 460 320 100 120 100 17 0,83
6,0 0,6 10 340 260 110 290 180 38 0,38
6,8 0,7 10 300 240 110 350 270 23 0,31
5,2 0,5 10 290 270 120 320 270 16 0,38
4,0 0,4 10 260 270 120 350 10 97 0,34
44
PRÁTICA 5 – FATORES E PROCESSOS DE FORMAÇÃO DO SOLO
Objetivo
Relacionar os fatores e processos de formação do solo com algumas
características morfológicas externas e internas dos solos característicos de uma
topossequência (catena) localizada na Depressão Central.
Material a ser utilizado
Trado holandês, trena, caderneta de Munsell e frasco com água.
Método
Percorrer uma toposseqüência característica da região, fazendo no mínimo 4
tradagens (conforme figura abaixo) para verificar as características morfológicas (cor,
textura, espessura) e associar essas características com os processos de formação de
cada solo.
Ponto
3
Ponto
2
Ponto
1
Topo da Coxilha
Várzea
Ponto
4
45
Exercícios
1) Preencha a tabela abaixo com as informações coletadas.
Características
do solo Ponto 1 Ponto 2 Ponto 3 Ponto 4
Cor Hz. 1
Cor Hz. 2
Cor Hz. 3
Cor Hz. 4
Cor Hz. 5
Textura Hz. 1
Textura Hz. 2
Textura Hz. 3
Textura Hz. 4
Textura Hz. 5
Espessura Hz. 1
Espessura Hz. 2
Espessura Hz. 3
Espessura Hz. 4
Espessura Hz. 5
Profundidade com
presença de água
Mosqueados
(presença/ausência)
Processo de
Formação
2) Qual o significado das cores encontradas em cada horizonte pedogênico?
3) O que caracteriza a presença do lençol freático nos diferentes pontos?
46
4) Quais características morfológicas ainda poderiam ser caracterizadas em nossa
amostragem?
5) Leia a descrição de perfil a seguir e responda:
a. Identifique as características morfológicas que estão descritas no horizonte A,
relacionando os termos utilizados com sua respectiva característica morfológica.
b. Este solo é pouco ou bem desenvolvido? É profundo ou raso?
c. Qual uso você indicaria para este solo?
Ex. de descrição geral
Localização: estrada Porto Lucena – Santo Cristo, a 3 km de Porto Lucena, RS.
Situação: corte de estrada na meia encosta de uma elevação com 25% de declive.
Altitude: 220m
Relevo: forte ondulado a montanhoso, vales em V.
Material de origem: basalto.
Drenagem: bem drenado.
Descrição morfológica
A 0-20 bruno-avermelhado escuro (5YR 3/2, úmido), franco siltoso, fraca, pequena,
granular, muito poroso, macio, friável, ligeiramente plástico a plástico e não pegajoso,
presença de pedras na parte inferior do horizonte, transição gradual e plana, raízes
abundantes. Raízes compridas e penetram entre as pedras do hor. R. No horizonte A
ocorrem pequenos fragmentos de rochas em decomposição.
R 20 -110 cm rocha em decomposição constituída por pedras arestadas (basalto) e
algumas arredondadas (basalto amigdalóide) que aumentam de tamanho à medida que o
perfil se aprofunda.
Obs. Na superfície do solo ocorrem inúmeras pedras arredondadas.
47
PRÁTICA 6 – PROPRIEDADES QUÍMICAS DO SOLO: UNIDADES DE
MEDIDA
1- Unidades de medida usadas em química do solo
O conhecimento das unidades de medida é fundamental para a determinação e
interpretação das medidas química do solo. Na primeira parte dessa unidade serão
apresentadas as principais unidades usadas em ciência do solo, assim como as suas
transformações.
Revisão:
Massa: É a quantidade de matéria que existe num corpo.
Volume: É a extensão de espaço por um corpo.
Concentração: Significa quanto soluto está presente em um volume ou massa
específica.
Mol – Mol: é a quantidade de matéria que contém 6,02 x 1023
entidades.
Molaridade ou concentração molar (M): número de moles de uma substância
contidos em 1 L de solução (NÃO em 1 L de solvente).
Normalidade (N): nº de equivalentes de soluto contido em 1 L de solução (NÃO
solvente).
Eq ou molc: é o número de gramas de uma substância (molécula, íon ou par
iônico) que fornece ou reage com o número de Avogadro (1 mol).
Quadro 1- Sistema internacional de unidades (SI).
Prefixo Símbolo Fator Prefixo Símbolo Fator
Giga G 109 deci d 10
-1
Mega M 106 Centi c 10
-2
Quilo K 103 Mili m 10
-3
Hecto H 102 Micro 10
-6
Deca da 101 nano n 10
-9
48
Tabela 1- Sistema de unidades utilizado atualmente nas análises de solo e tecido
vegetal.
Elemento Unidade de medida
Cálcio (Ca) cmolc /dm3
Magnésio (Mg) cmolc /dm3
Alumínio (Al) cmolc /dm3
Enxofre (S) mg /dm3
Fósforo (P) mg /dm3
Potássio (K) mg /dm3
Cobre (Cu) mg /dm3
Zinco (Zn) mg /dm3
Boro (B) mg /dm3
Ferro (Fe) mg /dm3
Manganês (Mn) mg /dm3
Sódio (Na) mg /dm3
Matéria orgânica (MO) %
Tabela 2- Conversão de unidades antigas para as unidades do sistema internacional
(SI).
Unidade antiga Unidades do sistema internacional
(SI)
Fator de
conversão
Solos
% g/kg; g/dm3; g/l 10
ppm mg/kg; mg/dm3; mg/l 1
meq/100 cm3 ou meq/100 g ou meq/l cmolc/dm
3 ou cmolc/kg ou cmolc/l 1
meq/100 cm3 ou meq/100 g ou meq/l cmolc/dm
3 ou cmolc/kg ou cmolc/l 10
Plantas
% g/kg 10
ppm mg/kg 1
Onde:
1 ppm = 1 μg/ml = 1 mg/dm3
1 cmolc/dm3 = 1 cmolc/kg = 1 meq/100 ml = 1 meq/100 cm
3 = 10 mmolc/dm
3 = 10 mmolc/kg
49
Exercícios sobre transformação de unidades:
1) Estabelecer a relação entre as unidades de massa (a), volume (b), densidade (c) e
concentração (d).
a) g, mg, g, kg, Mg, tonelada
g mg g kg Mg tonelada
g
mg
g
kg
Mg
tonelada
b) L, cm3, mL, dm
3, L, m
3
L cm3 mL dm
3 L m
3
L
cm3
mL
dm3
L
m3
c) g/mL, g/cm3, kg/dm
3, Mg/m
3, kg/dm
3
g/mL g/cm3 kg/dm
3 Mg/m
3 kg/dm
3
g/mL
g/cm3
kg/dm3
Mg/m3
kg/dm
3
d) %, g/kg, mg/kg, ppm, g/g, mg/dm3
% g/kg mg/kg ppm g/g mg/dm3
%
g/kg
mg/kg
ppm
50
g/g
mg/dm3
2) Unidades de carga por volume ou massa.
Elemento Químico Massa Molar Carga 1 molc 1 cmolc 1 mmolc
Hidrogênio (H+)
Alumínio (Al+3
)
Cálcio (Ca+2
)
Magnésio (Mg+2
)
Potássio (K+)
Fostato (PO4---
)
Sulfato (SO4--)
Cloreto (Cl-1
)
3) Qual é o Cmolc de cálcio, potássio, alumínio e magnésio?
4) Uma análise de solo indicou a presença de 20 mg/dm3 de K . 20 mg/dm
3 de K
correspondem a quantos cmolc/dm3 de K?
5) Uma análise de solo apresentou o resultado de 0,54 cmolc K/dm3. Este resultado
equivale a quantos mg K/dm3 de potássio? A quantos kg/ha de KCl (58% de K2O) este
resultado equivale?
6) A aplicação de 4 toneladas de calcário/ha (CaO = 40%; MgO = 8%) corresponderia a
quantos cmolc Ca/dm3 e de Mg/dm
3?
7) A análise de um solo indicou a presença de 2 % de matéria orgânica nos primeiros 10
cm de profundidade. Quantos kg ha-1
de matéria orgânica esse solo apresenta?
8) Análise química feita em um solo, demonstrou que o mesmo possui cerca de 20 % de
Fe2 O3 e 5 % de Al2O3. Quanto de Fe2 O3 e Al2O3 tem em 1 ha a 20cm de profundidade?
Quanto de Fe e Al tem em 1 ha a 20 cm de profundidade? Densidade do solo = 1,25
g/cm-3
.
9) Quanto de Fe em mg/kg, mg/dm3, g/g, g/cm
3 e ppm, tem o solo do exercício 8?
51
10) Transforme 4 mmolc Al+3
/dm3 em cmolc Al
+3/dm
3.
11) 130 mg K. dm-3
= ..... meq K. 100 cm³ = ..... cmolc K. dm3 = ..... mmolc K. dm
-3
12) 0,50 meq de K/100 ml de solo corresponde a quantos PPM e kg/ha de K?
13) Converter 100 ppm de K em cmolc/dm3 e 5,6 cmolc/dm
3 de Ca em ppm.
14) Alguns fertilizantes utilizados na agricultura são constituídos por três nutrientes
principais: nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K), sendo representados por três
números distintos, como por exemplo, 5 – 20 – 30. O primeiro número representa a
porcentagem em massa do N, sendo 5% nesse exemplo. Esse número indica que em
cada 100 g de fertilizante, 5 g são de N. O segundo e o terceiro números indicam que o
fertilizante ainda possui, respectivamente, 20% de P2O5 e 30% de K2O. A massa
restante, correspondente a 45% do produto, é constituída de material inerte. Dessa
forma, um saco de 50 kg de fertilizante contém 2,5 kg de N. Qual a massa de P e K
presente em 50 kg de fertilizante?
15) O laudo de análise química do solo de uma lavoura do planalto do RS indicou os
teores de nutrientes apresentados na tabela abaixo. Calcule a quantidade de nutrientes
que esse solo apresenta na camada de 10 cm em um ha. Sabendo-se que o Cloreto de
Potássio apresenta 58 % de K2O, calcule quantos sacos de cloreto de potássio esse solo
apresenta.
Elemento Quantidade encontrada Quantidade em kg/ha
Cálcio (Ca) 6,7 cmolc /dm3
Magnésio (Mg) 1,4 cmolc /dm3
Alumínio (Al) 5,2 cmolc /dm3
Enxofre (S) 12,6 mg /dm3
Fósforo (P) 10,9 mg /dm3
Potássio (K) 380 mg /dm3
Cobre (Cu) 6,9 mg /dm3
Zinco (Zn) 4,4 mg /dm3
Matéria orgânica
(MO)
2,9 %
52
PRÁTICA 7 – PROPRIEDADES QUÍMICAS DO SOLO
O solo é um sistema trifásico, formado por uma fração sólida (mineral e
orgânica), uma fração líquida e uma gasosa. As reações químicas e físico-químicas
ocorrem principalmente na fração coloidal do solo, que é representada pela argila e
matéria orgânica do solo. Os componentes minerais que fazem parte da fração argila são
bastante variáveis, devido à gênese do solo. Os principais componentes minerais da
fração argila são os óxidos de ferro e alumínio e os argilominerais (Caulinita,
Montmorilonita, Vermiculita etc.). É na fração coloidal do solo que ocorre a formação
de cargas elétricas que são responsáveis pela retenção e troca de nutrientes e outros
elementos químicos. As cargas elétricas podem ser permanentes devido as substituições
isomórficas ou variáveis, em função da alteração do pH do meio. A capacidade de o
solo reter e disponibilizar nutrientes e elementos tóxicos esta diretamente ligado a
natureza dos argilominerais e da matéria orgânica que compõe a fração coloidal e do pH
do meio. A acidez do solo esta ligada a atividade dos íons hidrogênio na solução do solo
e a concentração de alumínio.
As principais propriedades químicas utilizadas para caracterizar o solo e
diferenciar um solo de outro são a acidez ativa, acidez potencial, soma de bases, a
saturação de bases, a capacidade de troca de cátions (CTC), a saturação de alumínio.
1- Acidez ativa: é devida aos íons H+ que estão dissociados na solução do solo.
É expressa pelo pH: - log [H+] = 1/log [H
+].
2- Acidez potencial: é representado pela soma de H + Al adsorvido no solo.
3- Soma de bases (S): representa a soma de cálcio, magnésio, sódio e potássio,
que são os principais cátions que estão no solo. O resultado é expresso em cmolc/kg.
S= Ca + Mg + K + Na
4- CTC efetiva ou a pH do solo: é representada pela soma de bases mais o
alumínio. O resultado é expresso em cmolc/kg.
CTCefetiva= Ca + Mg + K + Na + Al ou
53
CTCefetiva= S + Al
5- CTC potencial ou a pH 7: é representada pela soma de bases mais o
alumínio e hidrogênio. O resultado é expresso em cmolc/kg.
CTCpotencial= Ca + Mg + K + Na + Al + H ou
CTCpotencial= S+ H+ Al
6- Saturação de bases (V): representa quanto da CTC potencial é ocupada por
bases.
100(%)7
xCTC
SV
pH
7- Saturação de alumínio (m): representa quanto da CTC efetiva do solo é
ocupada por alumínio.
100(%) xCTC
Alm
efetiva
8- Caráter do solo: esta relacionado com a saturação de bases e por alumínio:
Eutrófico: V > 50%
Distrófico: V< 50%
Álico: m > 50 %
9- Interpretação dos valores de pH em água, soma de bases (S), CTC potencial,
saturação de bases (V), saturação de alumínio (m) e para o teor de matéria orgânica do
solo (MO).
Interpretação pH água S (cmolc kg
-1)
CTC potencial
(cmolc kg-1
)
V (%)
m (%)
MO (%)
Muito baixo <= 5,0 <2 - < 45 < 1 <= 2,5
Baixo 5,1 – 5,4 2-4 <5,0 45 – 64 1 – 10 2,6 – 3,5
Médio 5,5 – 6,0 4-6 5,1 – 15,0 65 – 80 10,1 – 20 3,6 – 4,5
Alto > 6 >6 > 15,0 > 80 > 20 > 4,5
Fonte: ROLAS, 2007.
54
10- Com base nos resultados das análises realizadas em nossas amostras de solo
previamente coletadas e também em resultados de análises realizadas durante o
Levantamento de Reconhecimento dos Solos do Estado do Rio Grande do Sul, faça os
cálculos, complete as tabelas e responda as questões.
a) Solo A: Latossolo
Hor. Prof.
(cm)
Composição granulométrica (g Kg-1
)
Areia grossa Areia fina silte argila
A 0-40 70 60 250 620
B1 40-80 50 40 190 720
B2 80-120 50 40 170 740
B31 120-170 40 140 150 770
B32 170-210+ 40 50 160 750
Hor Complexo sortivo – Cmolc Kg-1
V
(%)
m
(%) Ca+2
Mg+2
K+
Na+
S Al+3
H+ CTCef
CTC
pH7,0
A 1,7 1 0,39 0,01 2,2 6,6
B1 1,2 0,4 0,04 0,01 2,4 6,1
B2 1,1 0,5 0,04 0,02 2,5 5,7
B31 0,8 0,3 0,04 0,02 3,0 4,7
B32 0,6 0,4 0,04 0,02 2,7 4,1
Hor pH
água
C (g Kg-1
) M. O. (g Kg-1
) P (mg L-1
) Caráter
A1 5,3 12,3 2
B1 5,4 5,3 1
B2 5,4 5,1 1
B31 5,4 3,1 1
B32 5,5 3,3 1
55
b) Solo B: Vertissolo
Hor. Prof.
(cm)
Composição granulométrica (g Kg-1
)
Areia grossa Areia fina silte argila
A 0-15 30 20 430 520
B 15-70 20 10 310 660
C 70-120+ 50 50 30 590
Hor. Complexo sortivo – Cmolc Kg-1
V
(%)
Al
(%) Ca+2
Mg+2
K+
Na+
S H
Al+3
CTCef CTC
pH7,0
A 31,1 11,7 0,73 0,22 12,7 0
B 38,6 15,3 0,16 0,47 8 0
C 37,4 16,8 0,09 0,66 1,6 0
Hor. pH água C (g Kg-1
) M. O. (g Kg-1
) P (mg L-1
) Caráter
A 5,3 56,4 3
B 5,7 33,3 1
C 6,7 4,4 7
c) Solo C: Neossolo
Hor. Prof.
(cm)
Composição granulométrica (g Kg-1
)
Areia grossa Areia fina silte argila
A 0-20 140 140 620 110
R 20-110 250 190 410 150
Hor. Complexo sortivo – Cmolc Kg-1
V
(%)
Al
(%) Ca+2
Mg+2
K+
Na+
S H
Al+3
CTCef CTC
pH7,0
A 33 5,4 0,56 0,04 6,6 0,2
R 32,9 6,7 0,45 0,07 5,6 0,2
Hor. pH água C (g Kg-1
) M. O. (g Kg-1
) P (mg L-1
) Caráter
A 5,8 22 31
R 6,0 9,3 34
56
d) Solo D: Argissolo
Hor. Prof. (cm)
Composição granulométrica (g Kg-1
)
Areia grossa Areia fina silte argila
A11 0-25 430 300 120 150
A12 25-65 460 320 100 120
A3 65-100 340 260 110 290
B1 100-130 300 240 110 350
B2 130-160 290 270 120 320
B3 160-210+ 260 270 120 350
Hor. Complexo sortivo – Cmolc Kg-1
V
(%)
m
(%) Ca
+2 Mg
+2 K
+ Na
+ S H
+ Al
+3 CTCef CTC
pH7,0 A11 0,9 0,8 0,08 0,03 2,5 1,1
A12 1,2 0,5 0,05 0,03 2,9 1,0
A3 3,1 0,9 0,05 0,04 4,1 1,0
B1 3,2 1,2 0,10 014 3,7 1,3
B2 2,0 1,2 0,06 0,03 3,2 1,7
B3 2,1 0,7 0,06 0,03 2,5 1,9
Hor. pH água C (g Kg-1
) M. O. (g Kg-1
) P (mg L-1
) Caráter
A11 5,0 6,9 6,9 3
A12 5,0 6,9 6,9 <1
A3 5,1 6,0 6,0 <1
B1 5,2 6,8 6,8 <1
B2 5,2 5,2 5,2 <1
B3 5,0 4,0 4,0 <1
57
e) Solo E: Neossolo
Hor. Prof.
(cm)
Composição granulométrica g Kg-1
Areia silte argila
A 0-30 884 30 86
C1 30-55 902 11 87
C2 55-90 898 16 86
C3 90-150+ 897 15 88
Hor. Complexo sortivo – Cmolc Kg-1
V%
Al% Ca+2
Mg+2
K+
Na+
S H
Al+3
CTCef CTC
pH7,0
A 0,7 0,2 0,103 - 2,7 0,6
C1 0,4 0,1 0,021 - 1,6 0,7
C2 0,4 0,1 0,036 - 1,3 0,6
C3 0,4 0,1 0,015 - 1,2 0,7
Hor. pH C (g Kg-1
)
M. O. (g Kg-1
) P (mg L-1
)
Caráter
água
A 4,7 0,3 10,5
C1 4,4 0,2 3,2
C2 4,6 0,2 6,3
C3 4,6 0,2 5,5
58
f) Solo F: Planossolo
Hor. Prof.
(cm)
Composição granulométrica g Kg-1
Areia grossa Areia fina silte argila
A1 0-30 210 430 260 90
A2 30-45 210 430 280 100
E 45-65 210 460 290 40
B 65-120 130 310 220 380
Hor Complexo sortivo – Cmolc Kg-1
V
(%)
m
(%) Ca+2
Mg+2
K+
Na+
S H+
Al+3
CTCef CTC
pH7,0
A1 0,7 0,6 0,06 0,09 3,3 1,7
A2 0,3 0,2 0,03 0,09 1,7 1,4
E 0,2 0,1 0,02 0,05 1,2 0,6
B 7,5 2,6 0,13 0,52 2,9 1,3
Hor pH água C (g Kg-1
) M. O. (g Kg-1
) P (mg L-1
) Caráter
A1 5,0 7,4 1
A2 5,0 2,5 1
E 5,3 1,0 1
B 5,4 1,4 1
1- A partir dos dados gerados classifique os horizontes quanto à m, V, MO e CTC.
2 – Como são geradas e quais os tipos de cargas elétricas do solo?
3- Por que o solo fica ácido? Explique o que é acidez ativa e acidez potencial.
4- O que significa o ―poder tampão‖ do solo?
5 – Faça uma relação entre as características químicas e a textura do solo.
6 – Qual dos solos apresenta maior grau de intemperismo? Por quê?
7- Faça uma relação entre o grau de intemperismo e as características químicas dos
solos.
8- Considerando apenas o horizonte A, qual dos solos apresenta melhor fertilidade?
9- Pelas características apresentadas, qual o tipo de argilomineral que você espera
encontrar em cada solo?
10 – Qual desses solos apresenta melhor potencial e representa menor risco de
contaminação do lençol freático se receber a aplicação de dejetos líquido de suínos? Por
quê?
11 – Qual desses solos apresenta maior potencial para uso agrícola e florestal? Por quê?
59
PRÁTICA 8 – PROPRIEDADES FÍSICAS DO SOLO: TEXTURA E ARGILA
DISPERSA EM ÁGUA
A textura do solo é determinada pelo tamanho das partículas que compõe a
fração sólida mineral do solo. A fração sólida do solo é dividida em três frações
granulométricas, de acordo com o seu tamanho: areia (2 a 0,05 mm), silte (0,05 a 0,002
mm) e argila (menor que 0,002 mm) (Figura 1a). É uma característica pedogenética que
pode variar de um solo para o outro e também entre os horizontes do mesmo solo. Essa
característica é afetada pelo material de origem e pelo grau de intemperismo que o solo
apresenta. O quartzo é mineral dominante na fração areia e nas frações mais grosseiras
de silte. Silicatos primários como o feldspato, hornblenda e mica estão presentes na
areia e em menores quantidades na fração silte. Minerais secundários, como óxidos de
ferro e alumínio, caulinita, vermiculita, montmorilonita são predominantes na fração
silte de menor diâmetro e na fração argila (Figura 1b).
Figura 1- Distribuição das partículas sólidas minerais do solo pelo tamanho (a) e
composição mineralógica predominante em cada fração (b).
A textura apresenta uma grande variabilidade espacial e pequena variação
temporal. A escala de medida utilizada na grande maioria dos laboratórios de física do
solo é apresentada na figura 2. A fração areia pode ser subdividida em cinco outras
classes e as frações maiores que 2 mm são classificadas em cascalho ( 2 a 20 mm),
calhaus (20 a 200 mm) e matacão (> 200 mm).
a) b)
60
Figura 2- Escala de distribuição das partículas minerais do solo pelo tamanho
(Departamento de agricultura dos EUA).
A textura é uma característica utilizada na classificação dos solos e afeta outras
propriedades e processos dinâmicos do solo e vem sendo utilizada pelo ministério da
agricultura na definição do zoneamento agrícola de riscos climáticos. As principais
propriedades e processos físicos afetados pela textura são: a densidade do solo, a
porosidade, retenção de água, aeração, infiltração e retenção de água, consistência,
suscetibilidade á compactação, suscetibilidade a erosão. Na tabela 1 é apresentada a
influência da granulometria em algumas propriedades e no comportamento do solo.
Tabela 1- Efeitos da granulometria nas propriedades e no comportamento do solo.
Propriedade/ comportamento
do solo Areia Silte Argila
Capacidade de retenção de água Baixa Média a alta Alta
Aeração Boa Média Pobre
Taxa de drenagem Alta Lenta a média Muito lenta
Teor de matéria orgânica do solo Baixo Médio a alto Médio a alto
Decomposição da matéria orgânica Rápida Média Lenta
Suscetibilidade a compactação Baixa Média Alta
Suscetibilidade a erosão Moderada Alta Baixa
Potencial de expansão e contração Muito baixo Baixo Moderado a alto
Adequabilidade para a construção
de represas e aterros
Baixa Baixa Alta
Capacidade de cultivo após chuva Boa Média Baixa
Potencial de lixiviação de poluentes Alto Médio Baixo
Capacidade de armazenamento de
nutrientes
Baixa Média a alta Alta
Resistência a mudança de pH Baixa Média Alta
*Exceções a estas generalizações ocorrem, devido à variação na composição mineralógica e grau de
estruturação do solo.
61
1- Análise granulométrica pelo método de Vettori.
Objetivo
Determinar os teores de areia, silte e argila das amostras coletadas nos
horizontes do perfil descrito em aula.
Materiais
Água destilada
Pipeta de 10 ml
1 Peneira de 279 mesh
1 bisnaga com água
1 funil grande
Latas
1 mangueira (sifão)
1 Balança de precisão
1 agitador elétrico
1 agitador manual
1 densímetro
1 termômetro
Estufa a 105°C
Proveta de 1L
2 Becker de 300 ml
Proveta de 250 ml
Procedimento
a) Preparo das amostras de solo:
As amostras de solo coletadas a campo devem ser inicialmente secar ao ar e
posteriormente destorroadas e passadas por uma peneira com malha de 2 mm. O
destorroamento deve ser feito com um rolo de madeira e sobre uma superfície de
borracha, para evitar a quebra das partículas mais grosseiras, o que acarretaria em erros
na avaliação. A fração de solo que passa pela peneira de 2 mm é chamada de ―terra fina
seca ao ar‖ (TFSA).
62
b) Análise :
1-Pesar 50 g de TFSA e colocar no copo do agitador, adicionar 230 ml de água
destilada e 10 ml de NaOH 6%.
2- Agitar por 15 minutos no agitador elétrico e transferir a suspensão para uma
proveta de 1000 ml, passando por peneira 0,053 mm.
3- Lavar o material retido na peneira para dentro da proveta, utilizando frasco
lavador contendo água destilada até completar o volume da proveta.
4- Com agitador manual homogeneizar o conteúdo da proveta por mais ou
menos 1 minuto (tempo zero).
5- Após 90 minutos, sifonar para becker de 250 ml os 200 ml da parte superior
da suspensão. Medir e registrar a temperatura (TSAT) e transferir para proveta de 250
ml. Inserir o hidrômetro e registrar a leitura da argila, procurando fazer com uma
aproximação de ¼ de divisão (DSAT).
6- Preparar uma prova em branco, colocando 10 ml de NaOH 6% em uma
proveta de 1000 ml e completar o volume com água destilada. Agitar manualmente por
1 minuto, após 90 minutos sifonar para becker de 250 ml os 200 ml superior de solução
e medir a temperatura (TPBAT), transferir para proveta de 250 ml e fazer a leitura com
hidrômetro (DPBAT).
7- Transferir as areias que ficaram retidas na peneira para lata previamente
pesada, usando frasco lavador e colocar a lata na estufa. Após secar (24 hs), resfriar e
pesar (PAT).
c) Tempo de sedimentação das partículas:
O tempo necessário para a sedimentação das partículas é definido pela Lei de
Stokes. De acordo com a Lei de Stokes, a velocidade com que uma partícula esférica
sedimenta sob influência da gravidade em um fluído de uma dada densidade e
viscosidade é proporcional ao quadrado do raio da partícula. Uma partícula descendo
em um vácuo não encontrará resistência, pois estará acelerada pela gravidade, e assim,
sua velocidade aumentará com sua queda. Por outro lado, uma partícula caindo em um
fluído, encontrará uma resistência proporcional ao produto de seu raio e velocidade, e
viscosidade do fluído. Essa força de resistência foi demonstrada por George Stokes em
63
1851. A partir da Lei de Stokes, pode-se obter o tempo (t) necessário para uma partícula
descer a uma determinada distância vertical (h):
)(
182
fsgd
ht
Onde:
t = tempo necessário para uma partícula descer a uma determinada distância ;
h = distância vertical;
= viscosidade do fluído;
d = diâmetro da partícula;
g = aceleração da gravidade;
s = densidade da partícula;
f = densidade do fluído.
A partir dessa equação, obtém-se o tempo de sedimentação do silte em uma
suspensão aquosa, para uma profundidade de 5 cm, a diversas temperaturas.
d) Fator de correção da umidade (f):
A amostra de solo utilizada para a analise granulométrica é seca ao ar, dessa
forma, ainda fica um residual de umidade que deverá ser descontado para os cálculos.
Para fazer essa correção é feito o seguinte procedimento:
- pesar cerca de 20 g de TFSA. Registrar o peso exato.
- Colocar a amostra em estufa (105°C) por 24-48 hs.
- Resfriar a amostra em dessecador e pesar.
- Calcular o ―f‖ pela fórmula:
TFSE
TFSAf
e) Determinação dos teores de areia, silte e argila:
% de areia = PAT x 2 x f
% de silte = 100 – (% de areia - % de argila)
64
% de argila = duas condições
1) se TSAT = TPBAT então: % de argila = (DSAT – DPBAT) x 2 x f
2) se TSAT ≠ TPBAT então há necessidade de correção das leituras de densidade à
leituras corrigidas para temperatura de calibração do hidrômetro, para isso:
a) transformar °C para °F ↔ C=5/9 (F-32)
b) para cada °F a mais que 68, acrescentar 0,2 g/L à densidade lida pelo
densímetro. Para cada °F a menos que 68, diminuir 0,2 g/L. Chamar o
somatório de correção de ―ct‖.
c) % de argila = [(DSAT±ct) - (DPBAT±ct)] x 2 x f
f) Resultados :
Quadro 1- Fator de correção da umidade (f)
Hz. N° lata Massa da lata
(g)
Massa da lata +
solo úmido (g)
Massa da lata +
solo seco (g)
TFSA
(g)
TFSE
(g) f
Quadro 2- Argila
Hz. Leitura
Densímetro
Temp.
°C
Temp.
°F ct
Leitura
Corrigida f
Argila
% g kg-1
Kg kg-1
65
Quadro 3 – Areia e silte.
Hz. N°
Lata
Massa
lata
(g)
Massa da
lata +
areia (g)
Areia
total
(g)
Areia Silte
% g kg-1
kg kg-1
% g kg-1
kg kg-1
Quadro 4 – Granulometria e classe textural do perfil do solo.
Horizonte Areia
(%)
Silte
(%)
Argila
(%) Classe textural
66
2 - Argila dispersa em água
Materiais:
Água destilada;
1 Copo da batedeira;
Provetas de 1000 ml;
1 Mangueira (sifão);
2 Beckers de 300ml;
1 Proveta 250ml.
1 Balança de precisão;
1 Batedeira;
1 Densímetro;
1 Termômetro.
Procedimento:
1- Pesar 50 g de terra TFSA e colocar no copo da batedeira munida de varetas
verticais.
2- Adicionar 250 ml de água.
3- Agitar 5 minutos na batedeira .
4- Passar toda a amostra para a proveta e completar até o traço superior, isto é,
1000 ml, homogeneizar o conteúdo da proveta e deixar sedimentar durante 90
minutos.
5- Desse ponto em diante, determinar a argila dispersa em água pelo mesmo
processo usado na determinação da argila com dispersão.
6- Fazer prova em branco, usando somente a água destilada.
7- As leituras da densidade da suspensão (LSADA) e da prova em branco
(LPBADA) devem ser corrigidas (ct) pelas respectivas leituras de temperatura.
Cálculos:
Argila dispersa em água (ADA):
67
ADA% = [(LSADAct) – (LPBADAct)] x 2 x f
Grau de floculação (GF):
GF = [(Argila total% – ADA%)/Argila total%] x 100
Grau de dispersão (GD):
GD = 100 - GF
Resultados:
Hz. Leitura
Densímetro
Temp.
°C
Temp.
°F ct
Leitura
Corrigida f
ADA GF GD
%
Questões:
1- A velocidade de sedimentação das partículas baseia-se na equação de Stokes. Use
essa equação para explicar o que aconteceria se o solo não fosse completamente
disperso?
2- Porque o NaOH facilita a dispersão do solo?
3- Considerando os resultados da argila dispersa em água: qual horizonte apresenta
melhor agregação? Por quê?
68
PRÁTICA 9 – PROPRIEDADES FÍSICAS DO SOLO: DENSIDADE DE
PARTÍCULAS, DENSIDADE DO SOLO, POROSIDADE, ESPAÇO AÉREO E
UMIDADE DO SOLO
1 – Densidade de partículas ou densidade real (Dp)
A densidade de partículas ou real do solo refere-se ao volume de sólidos de uma
amostra de solo sem considerar a porosidade. Por definição, entende a densidade de
partículas como sendo a relação entre a massa de uma amostra de solo e o volume
ocupado pelas suas partículas sólidas. É uma característica específica do solo e varia de
acordo com a composição do solo, não sendo possível ser alterada pelo manejo do solo.
Nos solos os valores da densidade de partícula variam, em média, entre os valores
de 2,3 a 3,0 g cm-3
. Essa variação ocorre em função da composição mineralógica do
solo (Tabela 1). O valor médio da densidade de partículas fica próximo a 2,65 g cm-3
.
Os solos com baixos teores de óxidos de ferro apresentam densidade de partículas
próximo a 2,65 g cm-3
, enquanto q solos altamente intemperizados e ricos em óxidos de
ferro apresentam valores de densidade de partículas próximo a 3 g cm-3
. Os solos
orgânicos apresentam densidade de partículas próximo a 1,92 g cm-3
.
Tabela 1 – densidade de partículas de minerais que fazem parte da composição do solo.
MINERAL Dp (g cm-3
)
(g cm-3
)
CAULINITA 2.60-2.68 MONTMORILONITA 2.20-2.70
ALBITA 2.60-2.62
APATITA 3.17-3.23
BIOTITA 2.70-3.10
CALCÁRIO 2.80-2.90
GIBSITA 2.30-2.40
GOETHITA 4.37
HALOISITA 2.55-2.56
MAGNETITA 5.18
QUARTZO 2.65-2.66
HEMATITA 4.90-5.30
MATÉRIA ORGÂNICA 0.60-1.00
MÉDIA GERAL DO SOLO 2,65
69
Metodologia:
Na determinação da densidade de partículas é necessário obter o valor da massa
da amostra de solo e depois o volume dos sólidos presentes. A massa é obtida por
simples pesagem em balança analítica. Quanto ao volume, pode ser obtido pelo método
do balão volumétrico, como descrito a seguir
Materiais
1 balão volumétrico de 50 ml
1 bureta de 50 ml
1 funil
1 tubo de álcool
1 balança de precisão
Procedimento
1- Pesar 20 g de TFSA (Terra fina seca ao ar)
2- Colocar em balão volumétrico de 50 ml com funil
3- encher uma bureta com 50 ml de álcool absoluto (etílico)
4- escorrer álcool da bureta para o balão até mais ou menos a metade do volume
do balão.
5- agitar o balão para completo umedecimento das partículas, evitando a
permanência de bolhas de ar.
6- através da mesma bureta, completar o volume do balão até a linha de aferição.
7- anotar o volume de álcool gasto.
8- calcular o volume das partículas ou sólidas (Vp), pela diferença de 50 ml –
volume álcool gasto. Obs.: 1 ml = 1 cm³
9- calcular a densidade de partículas (dp), dividindo TFSE pelo Vp.
70
Cálculos:
Va
MbMbsDp
50, onde:
Dp: densidade de partículas (g cm-3
)
Mbs: massa do balão + solo
Mb: massa do balão
Va: volume de álcool gasto
Resultados:
Hz. TFSA (g) TFSE (g) f Va (ml) Vp Dp
(g/cm³)
TFSA: terra fina seca ao ar, TFSE: terra fina seca em estufa. Vp: volume das partículas.
Questões
a) Quais as causas das variações da densidade de partículas nos solos?
71
b) Porque a densidade de partículas não é utilizada para determinar a massa de um
hectare a uma profundidade conhecida?
2-Densidade do solo (Ds)
A densidade do solo pode ser definida como sendo a relação existente entre a
massa de uma amostra de solo seca a 105° C e a soma dos volumes ocupados pelas
partículas e pelos poros (Volume da amostra).
A densidade geralmente aumenta com a profundidade do perfil, pois, as pressões
exercidas pelas camadas superiores sobre as subjacentes, provocam o fenômeno da
compactação, reduzindo a porosidade. A movimentação de material fino
(principalmente argila) dos horizontes superiores para os inferiores, por eluviação,
também contribui para a redução do espaço poroso e aumento da densidade dessas
camadas. Nos solos minerais os valores da densidade do solo variam de 1, 1 a 1,8 g cm-3
enquanto que em solos orgânicos esses valores encontram-se entre 0,6 a 0,8 g cm-3
.
Em condições de lavoura os valores da densidade do solo são alterados pelas
condições de manejo impostas ao solo. O tráfego de máquinas agrícolas e o pisoteio
animal em condições de alta umidade aumentam a densidade do solo pelo processo de
compactação (Figura 1).
Figura 1- Compactação do solo pelo pisoteio animal e pelo tráfego de máquinas
agrícolas.
A compactação do solo em áreas agrícolas pode ocorrer em diferentes posições
do perfil do solo, dependendo da umidade em que o solo se encontra e das pressões
exercida sobre ele. Em áreas sob cultivo convencional (Lavração e gradagem) a camada
72
compactada normalmente se localiza próxima aos 25 cm de profundidade, enquanto que
em lavouras sob plantio direto fica próxima aos 10 cm e em áreas sob pastagem na
camada superficial (Figura 2).
a- Solo bem estruturado
b- Solo com compactação a 25 cm de profundidade – ―Pé-de -arado‖.
c- Solo com compactação a 10 cm de profundidade – ―Pé-de – plantio direto‖.
d- Solo com compactação superficial – ―Pé-de- vaca‖.
Figura 2- Localização das camadas compactadas em função do uso do solo.
Com o aumento da densidade do solo, devido à compactação, ocorre a redução
na quantidade e continuidade dos poros, o que reduz a infiltração de água no solo, a
aeração e dificulta o crescimento das raízes das plantas (Figura 3) comprometendo o
crescimento e a produtividade das culturas agrícolas.
Figura 3 - Crescimento do sistema radicular de feijoeiro em área sob plantio direto com
solo bem estruturado (a) e em solo compactado (b).
Atualmente a pesquisa tem definido alguns valores de densidade do solo que são
considerados restritivos ao crescimento das raízes das culturas agrícolas. Os valores de
a) b)
73
densidade considerados críticos variam conforme a classe textural do solo, e são
apresentados a seguir:
Tabela 2 – Valores de densidade do solo considerados restritivos ao crescimento
radicular das culturas agrícolas ( Reichert et al., 2003).
Classe textural Densidade do solo
(g cm-3
)
Argiloso 1,30 – 1,40
Franco argiloso 1,40 – 1,50
Franco arenoso 1,70 – 1,80
Franco siltoso 1,56
Metodologia:
Para a determinação da densidade do solo é necessário obter o valor da massa da
amostra de solo com sua estrutura (agregados + poros) preservada e depois o volume
total da amostra. A coleta das amostras é realizada com anéis metálicos com volume
conhecido. Esses anéis são inseridos no solo sem altera a estrutura natural do solo. A
massa é obtida por simples pesagem em balança analítica.
Materiais:
Anel volumétrico
Extrator
Faca
Martelo
Lata
Fita crepe
Régua
Procedimento:
1) Introduzir o anel no solo com auxílio do extrator e do martelo (Figura 3).
2) Ajustar o volume do solo ao volume do anel
74
3) Colocar o solo do anel dentro da lata ou manter no próprio anel.
4) Pesar o conjunto anel + solo úmido e deixar secar em estufa a 105°C durante 24
horas.
5) Pesar o conjunto anel + solo seco
Figura 3- Procedimento de coleta de solo com estrutura preservada para a
determinação da densidade do solo.
Cálculo:
Vs
MSSDs
Onde:
Ds: densidade do solo (g cm-3
)
MSS: massa do solo seco (g)
Vs: volume do solo ou do anel (cm-3
)
Questões
a) Quando a densidade do solo aumenta, o espaço poroso aumenta, diminui ou
permanece constante? Por quê?
75
b) Como a matéria orgânica, a textura e a compactação afetam a densidade dos
solos?
3- Porosidade total do solo ( PT)
A porosidade do solo é representada pelos espaços do solo ocupados por água
e/ou ar. Entre os agregados do solo formam-se os poros maiores conhecidos como
macroporos e no interior dos agregados formam-se os poros menores conhecido por
microporos. Os macroporos são os principais responsáveis pela infiltração de água e a
aeração do solo e os microporos são responsáveis pela retenção da água no solo. Na
figura 4 é apresentado um anel de solo em corte, onde se observa os poros formados
entre os agregados do solo.
Microporos
Macroporo
Agregados
Macroporo ocupado por ar e água
76
Figura 4- Corte de uma amostra de solo com estrutura preservada, mostrando a
estrutura do solo (agregados + macroporos + microporos).
Metodologia
A porosidade total pode ser determinada saturando-se com água uma amostra de
solo coletada com anel. Inicialmente a amostra é saturada e pesada e em seguida é seca
em estufa por 48 horas a 105° C para obter-se a massa seca de solo. Pela diferença entre
a massa de solo saturado e a massa do solo seco, sabe-se o volume de água que estava
no interior dos poros do solo.
A porosidade total de um solo também pode ser calculada em função da
densidade do solo e da densidade das partículas do solo.
Cálculos:
100(%) X
Dp
DsDpPt
Dp
DscmcmPt 1)( 33
Onde :
Pt : porosidade total do solo em % ou cm3cm
-3
Dp : densidade de partículas (g cm-3
)
Ds : densidade do solo (g cm-3
)
4-Umidade gravimétrica (Ug)
A umidade gravimétrica do solo representa a massa de água contida por unidade
de massa do solo. Para a sua determinação é necessário coletar uma amostra de solo,
pesar a amostra úmida, secar em estufa a 105° C por 48 horas e pesar a amostra seca.
Cálculo :
77
100(%) X
MSS
MSSMSUUg
MSS
MSSMSUggUg
)( 1
Onde :
Ug : umidade gravimétrica ( % ou g/g)
MSU : massa do solo úmido (g)
MSS : massa do solo seco
5 - Umidade volumétrica ()
A umidade volumétrica do solo representa o volume de água contido por
unidade de volume do solo. Para a sua determinação é necessário coletar uma amostra
de solo com estrutura preservada em anel metálico, pesar a amostra úmida, secar em
estufa a 105° C por 48 horas e pesar a amostra seca.
Cálculo:
100(%) X
Vt
MSSMSU
Vt
MSSMSUcmcm
)( 33
UgxDscmcm )( 33
Onde:
: umidade volumétrica (% ou cm3cm
-3)
MSU: massa do solo úmido (g)
MSS: massa do solo seco (g)
Vt; volume total da amostra ou do anel (cm3)
Ug: umidade gravimétrica do solo (g g-1
)
Ds: densidade do solo (g cm-3
)
78
OBS: 1 g de água: 1 cm3
6- Espaço aéreo (Ea)
O espaço aéreo do solo é representado pelo volume de poros que esta ocupado por ar.
Cálculo:
PtEA(%)
Onde:
EA: espaço aéreo (%)
Pt: porosidade total (%)
: umidade volumétrica (%)
7- Exercícios
1- Foram coletadas amostras de solo com estrutura preservada em anéis metálicos em
duas áreas de lavoura, em diferentes profundidades. O solo do local é classificado como
Argissolo Vermelho Amarelo e apresenta textura franca arenosa até os 50 cm de
profundidade. Sabendo-se que a densidade de partículas desse solo é de 2,65 g cm-3
, e o
anel utilizado apresenta 5,7 cm de diâmetro e 4 cm de altura, faça os cálculos
solicitados nas tabelas abaixo e responda as questões.
Área 1
Profundidade
(cm)
N° do
anel
Volume
do anel
(cm3)
Massa do anel
+ solo úmido
Massa do anel
+ solo seco
Massa
do anel
Massa do
solo úmido
Massa do solo
seco
…………………………g……………………………
0-5 1 265,98 237,90 85,37
5-10 2 288,96 262,41 85,48
10-20 3 286,97 260,7 84,61
20-30 4 279,30 252,23 85,47
30-40 5 280,99 253,46 84,21
79
Profundidade
(cm)
Ds
(g cm-3
)
Ug
(g/g)
Ug
(%)
(cm3cm
-3)
(%)
PT
(cm3cm
-3)
PT
(cm3cm
-3)
EA
(cm3cm
-3)
EA
(%)
0-5
5-10
10-20
20-30
30-40
Area 2
Profundidade
(cm)
N° do
anel
Volume
do anel
(cm3)
Massa do anel
+ solo úmido
Massa do anel
+ solo seco
Massa
do anel
Massa do
solo úmido
Massa do solo
seco
…………………………g……………………………
0-5 1 259.06 231.98 85.12
5-10 2 261.85 233.91 85.31
10-20 3 268.57 241.75 84.58
20-30 4 281.38 254.65 85.37
30-40 5 277.23 250.74 85.21
Profundidade
(cm)
Ds
(g cm-3
)
Ug
(g/g)
Ug
(%)
(cm3cm
-3)
(%)
PT
(cm3cm
-3)
PT
(cm3cm
-3)
EA
(cm3cm
-3)
EA
(%)
0-5
5-10
10-20
20-30
30-40
a) Qual das áreas estudadas apresenta maiores problemas de compactação? Quais as
camadas de solo mais compactadas (profundidade)?
b) Os valores de densidade nas camadas consideradas compactadas representam algum
risco para o crescimento das raízes das plantas?
c) Qual a massa de solo contida em 1 ha da área 1 e 2 na profundidade de 0 a 5 cm?
80
2- Foram coletadas amostras de solo com estrutura preservada em anéis metálicos em
duas áreas de uma lavoura no município de Cruz Alta-R. A área 1 é mantida sob plantio
direto a 10 anos e a área 2 foi escarificada. O solo do local é classificado como
Latossolo Vermelho e apresenta textura muito argilosa. Sabendo-se que a densidade de
partículas desse solo é de 2,70 g cm-3
, faça os cálculos solicitados nas tabelas abaixo e
responda as questões.
Área 1:
Profundidade
(cm)
N° do
anel
Volume
do anel
(cm3)
Massa do anel
+ solo úmido
Massa do anel
+ solo seco
Massa
do anel
Massa do
solo úmido
Massa do solo
seco
…………………………g……………………………
0-5 1 71.412 230.12 198.43 97.55
5-10 2 71.317 239.56 207.24 97.53
10-20 3 69.324 227.5 195.81 93.76
20-30 4 71.157 228.1 192.92 96.98
Profundidade
(cm)
Ds
(g cm-3
)
Ug
(g/g)
Ug
(%)
(cm3cm
-3)
(%)
PT
(cm3cm
-3)
PT
(cm3cm
-3)
EA
(cm3cm
-3)
EA
(%)
0-5
5-10
10-20
20-30
Área 2:
Profundidade
(cm)
N° do
anel
Volume
do anel
(cm3)
Massa do anel
+ solo úmido
Massa do anel
+ solo seco
Massa
do anel
Massa do
solo úmido
Massa do solo
seco
…………………………g……………………………
0-5 1 68.789 220.17 188.95 92.79
5-10 2 74.322 237.52 205.37 98.8
10-20 3 71.564 235.26 204.19 99.41
20-30 4 68.432 213.06 183.05 90.23
Profundidade
(cm)
Ds
(g cm-3
)
Ug
(g/g)
Ug
(%)
(cm3cm
-3)
(%)
PT
(cm3cm
-3)
PT
(cm3cm
-3)
EA
(cm3cm
-3)
EA
(%)
0-5
5-10
10-20
20-30
81
a) Qual das áreas estudadas apresenta maiores problemas de compactação? Quais as
camadas de solo mais compactadas (profundidade)?
b) Os valores de densidade nas camadas consideradas compactadas representam algum
risco para o crescimento das raízes das plantas?
c) Qual a massa de solo contida em 1 ha da área 1 e 2 na profundidade de 0 a 5 cm?
3- As amostras de solo abaixo foram coletadas com estrutura preservada em anéis
metálicos em uma área de pastagem, no município de Ijuí- RS. Os agricultores do local
acredita que o solo de sua área esteja compactado. O solo do local é classificado como
Latossolo Vermelho e apresenta textura argilosa. Sabendo-se que a densidade de
partículas desse solo é de 2,70 g cm-3
, faça os cálculos solicitados nas tabelas abaixo e
interprete os resultados.
Profundidade
(cm)
N° do
anel
Volume
do anel
(cm3)
Massa do anel
+ solo úmido
Massa do anel
+ solo seco
Massa
do anel
Massa do
solo úmido
Massa do solo
seco
…………………………g……………………………
0-5 1 73.189 246.5 112.16 99.16
5-10 2 71.853 235.56 108.87 95.03
10-20 3 72.564 237.4 107.41 98.85
20-30 4 70.709 227.65 101.9 93.1
Profundidade
(cm)
Ds
(g cm-3
)
Ug
(g/g)
Ug
(%)
(cm3cm
-3)
(%)
PT
(cm3cm
-3)
PT
(cm3cm
-3)
EA
(cm3cm
-3)
EA
(%)
0-5
5-10
10-20
20-30
a) A área apresenta problemas de compactação?
b) O que poderia ser feito para evitar a compactação do solo?
82
PRÁTICA 10 – ESTRUTURA DO SOLO
A estrutura do solo é representada pelos agregados e os poros que compõe o
solo. Um solo é considerado bem estruturado quando apresenta uma boa agregação, que
permite que o solo resista a determinadas pressões externas como a pressão exercida
pelos pneus das máquinas e o impacto das gotas de chuva. Além disso, o solo deve
apresentar uma boa quantidade e continuidade dos seus poros, de forma a permitir a
infiltração da água no solo, o armazenamento de água e as trocas gasosas. Solos mal
estruturados são facilmente degradados pela compactação e pela erosão. Uma boa
agregação do solo é atingida quando esse apresenta uma grande quantidade de agentes
cimentantes, como a argila, os óxidos, matéria orgânica e atividade biológica. Dessa
forma, a agregação é afetada por características pedogenéticas (teor de argila e óxidos) e
pelo manejo dado ao solo (teor de matéria orgânica, atividade biológica). O
revolvimento intensivo do solo leva a sua desagregação, assim como a ação de
determinados íons no solo, que sob determinas concentrações podem dispersar as
partículas que formam os agregados.
A agregação do solo ocorre numa seqüência de etapas (Figura 1) que inicia com
a floculação das partículas primárias (argila, silte, areia e matéria orgânica) formando
microagregados. Posteriormente ocorre a união dos microagregados formando os
agregados maiores, que representam as unidades estruturais do solo. A estabilização dos
agregados ocorre pela ação da matéria orgânica, atividade biológica e pelas raízes das
plantas.
Figura 1- Processo de agregação no solo.
83
1- Efeito da umidade e pressão na porosidade do solo.
Materiais
Solo de diferentes horizontes;
2 Placas de Petri;
1 Bureta de 50ml;
2 Espátulas.
Equipamentos
1 Estufa a 105ºC
Procedimento
1- Colocar TFSA em duas placas de Petri até mais ou menos a metade da altura
da placa.
2- Umedecer as amostras de solo, até a saturação, que pode ser constatada pelo
espelhamento da água na superfície da amostra.
3- Pressionar com espátula uma das amostras.
4- Deixar em repouso por alguns minutos (2 a 5) e observar excesso de água na
superfície da placa pressionada.
5- Levar à estufa (105ºC), permanecendo por mais ou menos 2h e 30 min,
ambas as amostras.
6- Observar: aspectos das amostras.
7- Gotejar água na superfície e observar comparativamente a infiltração e
escoamento de água no solo.
2- Estabilidade de agregados (torrões) submersos em água.
Materiais
Agregados de diferentes horizontes e solos;
Beckers de 20ml.
84
Procedimento
1- Mergulhar, em Becker com água, torrões secos de diferentes solos.
2- Observar a maneira como se desintegram os torrões e o tempo necessário
para que isso aconteça.
3- Efeito do cátion trocável na percolação de água em colunas de solo
Reagentes
CaCl2; NaCl.
Materiais
Solo
3 Tubos de Vidro;
3 Beckers de 200ml;
Suporte;
Água destilada
Procedimento
85
1- Colocar em três tubos de vidro uma coluna de agregados entre 2 - 0,5 mm,
do Hz B, com altura ao redor de 5 cm. Colocar em baixo e em cima da coluna de
agregados uma coluna de cascalho de 2cm de altura.
2- Cuidar para que a distribuição dos agregados seja uniforme.
3-Saturar o solo das três colunas com água, Ca2+
e Na+, passando 100 ml de
água na primeira coluna, 100 ml de CaCl2 na segunda coluna e 100 ml de NaCl
1,0 N na terceira coluna.
4 - Deixar drenar completamente.
5- Passar água através das colunas e medir a vazão em intervalos de 5 minutos,
durante 45 minutos.
6- Conservar carga hidráulica constante e semelhante nas três colunas.
7- Anotar o resultado no quadro abaixo.
Quadro 1: Efeito do cátion trocável.
Tempo
(min)
Volume percolado (ml) Volume acumulado (ml)
H2O CaCl2 NaCl H2O CaCl2 NaCl
0
5
10
15
20
25
30
35
40
86
Com os dados do quadro, construir gráficos da percolação em função do tempo.
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Tempo (minutos)
0
20
40
60
80
100
120V
olu
me p
erc
ola
do
(m
l)
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Tempo (minutos)
0
20
40
60
80
100
120
Vo
lum
e a
cu
mu
lad
o p
erc
ola
do
(m
l)
87
4 - Resistência dos agregados ao impacto da gota de água
Materiais
Agregados com +- 1 cm de diferentes solos e horizontes;
1 peneira de 4 mm
1 Bureta de 50ml;
Procedimento
1- Colocar os agregados de cada solo sobre a peneira de 4 mm.
2- Gotejar com bureta sobre os agregados a uma altura de 20 cm.
3- Contar o número de gotas necessárias para a completa desagregação do solo
e a sua passagem pela peneira.
4- Completar o quadro abaixo:
Solo Número de gotas Observações
5- Questões
88
a) Quais as diferenças observadas entre as amostras que receberam pressão das que
foram somente umedecidas? Explique o porquê dessas diferenças.
b) Qual a relação com o preparo do solo?
c) Como ocorrer a agregação do solo?
d) Faça um comentário comparativo dos resultados conseguidos no exercício nº 2,
justificando-os em função dos fatores que estabilizam os agregados.
e) Se houve desagregação, quais as prováveis causas?
f) Qual o efeito dos cátions sobre a agregação do solo?
89
PRÁTICA 11 – ÁGUA NO SOLO: RETENÇÃO, ARMAZENAMENTO E
DISPONIBILIDADE
1- Adsorção e capilaridade
O solo é o armazenador de água para as plantas e ajuda a regular o ciclo
hidrológico no ambiente. É na água do solo que estão dissolvidos a grande maioria dos
nutrientes essenciais as plantas. A capacidade de o solo reter e armazenar água esta
diretamente ligada as suas características pedogenéticas (textura e mineralogia) e
estruturais (distribuição de poros). Solos mais argilosos normalmente possuem maior
capacidade de armazenar água por apresentarem uma maior área superficial de suas
partículas (ASE) e uma maior quantidade de poros.
A adsorção e a capilaridade são as formas com que a água fica retida entre as
partículas e poros do solo. A adsorção ocorre devido às forças de coesão entre as
moléculas de água e as partículas do solo e pela adesão entre as moléculas de água. A
capilaridade é um fenômeno que ocorre em meios porosos, devido às forças de coesão,
adesão e a tensão superficial entre o líquido e o ar. A interação entre essas forças
permite que ocorra a ascensão da água em tubos capilares bastante finos. Essa ascensão
ocorre ate haver um equilíbrio entre a força capilar e a força do peso da coluna de água
e a gravidade (Figura 1).
Figura 1- Adsorção de água e capilaridade entre as partículas do solo.
Água adsorvida
Água capilar
Partículas do solo
90
Em função do equilíbrio entre essas forças é possível estabelecer uma relação
matemática entre elas, conhecida como equação fundamental da capilaridade. Através
dessa equação é possível estimar o diâmetro dos tubos capilar se for conhecida a altura
de ascensão ou pode-se estimar a altura de ascensão se o diâmetro dor conhecido
(Figura 2).
g
h
Adesão
Coesão
Pressão atmosférica
Pressão subatmosférica
Força da gravidade (Fg): massa de água x g
Fg: ( x r2 x h) x d x g
Força de adesão + coesão (Fac): perímetro
do tubo x tensão superficial da água
Fac: 2 x r x cos x
Equação da capilaridade:
( x r2 x h) x d x g = 2 x r x cos x
gdrh
xx
x cos2
No solo o fenômeno da capilaridade ocorre nos poros, que são semelhantes a
tubos capilares, mas com formato irregular. Quanto menor o diâmetro dos poros, maior
será a ascensão capilar da água no interior do solo (Figura 3).
91
Figura 3- Fenômeno da capilaridade em tubos e no interior dos poros do solo.
Exercícios:
a) Qual o diâmetro de um tubo capilar, cuja ascensão de água atingiu 80 cm? Sabe-se
que a densidade da água (d) é igual a 1000 g cm-3
, a aceleração da gravidade (g) é de
981 cm s2 e a tensão superficial () da água é de 711 dinas cm
-1.
b) Um tubo capilar de vidro de raio 0,1 mm foi inserido numa cuba com água. Qual a
altura de ascensão da água no tubo? A densidade da água é de 1000 kg m-3
, a aceleração
da gravidade de 9,8 x 10-4 m s2 e a tensão superficial da água é de 0,07194 N m
-1.
c) Ascensão capilar da água em colunas de solo: observar como ocorre a ascensão da
água nas três colunas com solos de diferentes texturas.
1- Solo
argiloso
2- Solo
arenoso
3- Solo com
gradiente textural
Horizonte A
(Franco arenoso)
Horizonte E
(Arenoso)
Horizonte Bt
(Argiloso)
d) Em qual solo ocorre maior ascensão? Como o gradiente textural interfere na
capilaridade? Faça uma relação entre a textura e estrutura do solo com a capilaridade.
92
2- Retenção e armazenamento de água no solo
O solo é um sistema trifásico, constituído por uma fração sólida, líquida e
gasosa. A fração gasosa e a líquida constituída pela água são variáveis em função dos
ciclos de umedecimento e secagem a qual o solo é submetido. O conteúdo de água
retido no solo (umidade do solo) pode ser obtido pela relação entre o volume de água e
o volume de solo (umidade volumétrica) ou pela relação entre a massa de água e a
massa de solo (umidade gravimétrica). O conteúdo de água pode ser avaliado pela
coleta de amostras de solo com anéis metálicos (umidade volumétrica) ou pela coleta de
amostras deformadas (umidade gravimétrica) ou ainda podem-se utilizar equipamentos
eletrônicos que fornecem diretamente a umidade volumétrica que o solo apresenta em
determinado momento. Os equipamentos mais eficientes para a medida do conteúdo de
água no solo são os TDR (Time Domain Reflectometry) (Figura 4).
Figura 4- Equipamento de TDR (a) e sondas instaladas no perfil do solo (b).
Para conhecermos o total de água armazenada em uma determinada camada de
solo é necessário sabermos o conteúdo de água retido (umidade volumétrica) e a
espessura da camada. A partir dessas informações, temos que transformar o conteúdo de
água em uma lâmina de água e, assim, saberemos quantos milímetros de água estão
armazenadas nessa camada de solo. Para transformar o conteúdo de água em lãmina de
a) b)
93
água armazenada, basta multiplicar o conteúdo volumétrico de água pela espessura da
camada de solo (Figura 5).
5 cm
água
Sólidos+ ar
x
Y
H = 12,75 mm
Figura 5- Amostra de solo e lâmina total de água armazenada.
Massa de solo úmido: 332 g
Massa de solo seco: 281 g
Volume do anel: 200 cm-3
Portanto, nessa amostra de solo temos 12,75 mm de água total armazenada.
3- Disponibilidade de água as plantas
3200
281332
cm
33255,0 cmcm
)5255,0(h 33 cmxcmcm mmcmcmcm 75,12275,1275,1 23
AR
ÁGUA
SÓLIDOS
94
A capacidade de o solo reter água depende da sua textura e da estrutura, e a
quantidade de água retida é variável no tempo, de acordo com a distribuição da
precipitação e dos ciclos de secagem do solo. No entanto, nem toda a água armazenada
no solo é disponível para as plantas. Isso ocorre porque logo após as chuvas, o excesso
de água drena livremente no perfil, principalmente aquela água que ocupa os poros
maiores no solo, onde o efeito da capilaridade é menor. Essa água que drena
rapidamente é chamada de ‗água gravitacional‘ e, portanto, como drena rapidamente,
não fica disponível para as plantas. Outra parte de água fica retida fortemente entre as
partículas sólidas do solo, de forma que a planta não consegue absorve-la para as suas
necessidades fisiológicas. Assim, podem-se dividir os limites de disponibilidade de
água para as plantas em limite superior ou ‗capacidade de campo‘ e limite inferior ou
―ponto de murcha permanente‖ (Figura 6).
Água prontamente
disponível
Água
disponível
Água
indisponível
Drenagem do excesso de água
(Saída de água)
Água perdida por
Evapotranspiração
(Saída de água)
Capacidade de campo
Ponto de murcha
permanente
Água disponível
para as plantas
Chuva ou irrigação
Entrada da água no solo
Figura 6 – Limites de disponibilidade de água no solo para as plantas.
A capacidade de campo é a quantidade de água que fica retida após a infiltração
da água das chuvas ou irrigação. A capacidade de campo é atingida 2 a 3 dias após a
ocorrência de uma chuva que satura o solo. Assim, se coletarmos amostras de solo ou
95
medirmos a umidade com algum equipamento (TDR) nesse período, teremos o
conteúdo máximo de água disponível que fica retido no solo. Outra forma de obtermos a
umidade do solo na capacidade de campo é coletarmos amostra de solo com anéis
metálicos e após elas estarem saturadas submetê-las as tensões de 10 kPa em mesa de
tensão ou coluna de areia, em condições de laboratório.Após atingir o equilíbrio nessa
tensão, o conteúdo de água que permanece retido equivale a capacidade de campo.
O ponto de murcha permanente representa o conteúdo de água no solo em que a
planta não consegue mais absorver água, devido a alta energia com que ela fica retida, e
entra em murcha, não recuperando mais a turgidez das células mesmo que ela seja
colocada em ambiente com alta umidade e, nessas condições a planta morre. O
conteúdo de água no ponto de murcha permanente Pode ser determinado diretamente
com a utilização de plantas (método fisiológico) ou pode ser obtido em laboratório,
equilibrando-se as amostras de solo as potencial de 1500 kPa. O método e laboratório é
mais fácil e rápido de ser executado, e o resultado é semelhante ao método fisiológico,
sendo por isso, o método mais utilizado.
O conteúdo de água retido no solo na capacidade de campo (CC) e no ponto de
murcha permanente (PMP) é variável com a textura do solo. Solos mais argilosos por
apresentarem maior quantidade de poros e uma maior área superficial de suas partículas,
apresentam maior quantidade de água retida na CC e no PMP.
0 640
82 10
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
Um
idad
e vo
lum
étri
ca (c
m3 c
m-3
)
Tempo (Dias)
Capacidade decampo
0,40
0,29
0,16
Solo argiloso
Solo siltoso
Solo arenoso
96
Figura 7- Variação da umidade do solo e da capacidade de campo em solos de textura
diferente.
Dessa forma, o conteúdo de águia disponível no solo para as plantas é variável
em função da textura do solo. A tendência é que solos mais argilosos apresentam uma
maior quantidade de água disponível, enquanto que os mais arenosos, por serem menos
porosos e apresentarem menor ASE, retém menor quantidade de água (Figura 8).
Figura 8- Variação da capacidade, ponto de murcha permanente e da água disponível
em função da textura do solo.
Para calcular a quantidade máxima de água disponível para as plantas é
necessário conhecer a umidade na capacidade de campo e no ponto de murcha
permanente e também a camada de solo que é explorada pelo sistema radicular das
plantas. Dessa forma, a camada de solo a ser considerada varia conforme a espécie de
plantas e devido a impedimentos físicos ou químicos ao crescimento radicular, que
podem ocorrer devido à compactação do solo ou alta concentração de alumínio no solo.
A seguir é apresentada a equação utilizada para calcular a lâmina máxima de água
disponível ás plantas.
AD = ( CC – PMP) x P
onde:
AD= água disponível (mm)
97
CC = Umidade volumétrica na capacidade de campo.
PMP = Umidade volumétrica no ponto de murcha permanente.
P = profundidade do solo explorado pelas raízes.
4 - Retenção e movimento de água em amostras de solo
Objetivo:
Avaliar a capacidade de diferentes solos reter e conduzir água.
Material:
3 tubos de vidro (garrafas cortadas)
Solos com diferentes texturas
3 copos de Becker para coletar a água
1 Proveta de 250 ml.
Metodologia:
1- Adicionar 700 g de solo seco em cada recipiente (solo argiloso, solo arenoso e
areia) (Figura 9).
2- Adicionar 500 ml de água em cada recipiente;
3- Cronometrar o tempo necessário para que o excesso de água drene pela
amostra.
4- Verificar o volume de água que drenou em cada amostra.
5- Calcular quanta água ficou retida em cada amostra.
98
Água
Solo argiloso
Água
Solo arenoso
Água
Areia
Figura 9- Esquema da instalação dos recipientes para a avaliação da retenção e
drenagem da água.
Quadro 1- Cálculos da retenção de água:
Solo Massa de solo
seco (g)
Volume de água
adicionado (ml)
Volume de água que
drenou (ml)
Massa de solo
úmido (g)
Umidade
gravimétrica (g/g)
Questões:
a) Em qual solo ocorre maior retenção de água? Por quê?
b) Em qual solo a drenagem da água é mais rápida? Por quê?
c) Faça uma relação entre os resultados obtidos nessa atividade com as características
dos diferentes solos.
99
5 – Movimento e distribuição de água no solo
Objetivo:
Demonstrar como ocorre o movimento e a redistribuição da água em um perfil
de solo com gradiente textural.
Material:
1 Caixa de vidro
Solos com diferentes texturas
1 Bureta
Metodologia:
1- Montar o perfil com solos dos horizontes A, E e Bt, seguindo a mesma
seqüência como são encontrados a campo (Figura 10).
2- Gotejar a água na superfície com a bureta.
3- Observar como ocorre a distribuição da água no perfil.
Horizonte A
(Franco arenoso)
Horizonte E
(Arenoso)
Horizonte Bt
(Argiloso)
Figura 10- Esquema do perfil de solo para avaliar a redistribuição da água no solo.
100
Questões:
a) Desenhe as linhas de distribuição da água no perfil de solo abaixo.
A
E
Bt
b) Explique como ocorre a redistribuição da água nos diferentes horizontes.
c) Faça uma relação entre os resultados obtidos nessa atividade com as características
dos diferentes solos.
d) Se o perfil apresentasse uma textura homogênea, como seria a redistribuição da água?
101
6 – Exercícios sobre retenção e armazenamento de água no solo
1- Coletou-se uma amostra de solo com um anel metálico de 7 cm de diâmetro e 5
com de altura (Volume : 200 cm3) numa profundidade de 10 cm. Obteve-se;
a. Massa do solo úmido (MSU): 332 g
b. Massa do solo seco (MSS): 281 g
Após a coleta, a área foi trafegada por um trator. Uma nova amostra de solo foi coletada
e, obtiveram-se os seguintes resultados;
c. Massa do solo úmido (MSU): 359 g
d. Massa do solo seco (MSS): 304 g
Sabendo-se que a densidade de partículas deste solo é 2,7 g cm-3
, determine, antes e
depois da compactação, os valores da densidade do solo (Ds), umidade gravimétrica
(Ug), umidade volumétrica (Uv), a porosidade total (Pt), o espaço aéreo do solo (Ea) e a
água total armazenada na camada de 10 cm desse solo . O que aconteceu com a Ds, Uv,
Ug,Pt e Ea, após o solo ter sido trafegado pelo trator? A umidade gravimétrica e a
volumétrica são iguais ou diferentes nas duas situações? Justifique a sua resposta.
2- O que significa dizer que um solo apresenta 10% de umidade gravimétrica? O
que significa dizer que um solo apresenta 10% de umidade volumétrica?
3- Com os dados: umidade gravimétrica atual do solo = 0,20 g/g, umidade
gravimétrica na capacidade de campo = 0,25 g/g, umidade gravimétrica no ponto de
murcha permanente = 0,05 g/g e densidade do solo = 1,3 g/cm³; calcule:
a) A quantidade total de água armazenada (em mm) nos 30 cm superficiais do solo
(Obs: para esse cálculo considerar a umidade atual do solo).
b) A quantidade máxima de água (em mm) que esse solo pode armazenar nos 30
cm. (Obs: para esse cálculo considerar a umidade do solo na capacidade de campo).
c) A água disponível às plantas nos 30 cm superficiais do solo
d) A quantidade máxima de água disponível que esse solo pode armazenar.
102
4- A tabela a seguir apresenta os valores da umidade volumétrica do solo em
função da profundidade, obtidos no dia 14/06/09 e 21/08/09, num determinado solo.
Calcular a água total armazenada (AT) e a quantidade de água disponível (AD) para as
plantas. A umidade na capacidade de campo para esse solo é de 0,25 m3m
-3 e a umidade
no ponto de murcha permanente de 0,10 m3m
-3. Sabendo-se que em parte desta área foi
implantada a cultura do milho e também a cultura do feijão, cujo sistema radicular se
desenvolve ate os 0,50 m (milho) e 0,30 m (feijão) de profundidade, qual a quantidade
de água (em mm) que foi consumida pelas culturas (evapotranspiração) entre os dias 14
e 21?.
Camada (m) Umidade
volumétrica (m3m
-3)
Água total
armazenada
(mm)
Água disponível
(mm)
Água
consumida
(mm)
14/06/09 21/06/09
0,00 a 0,10 0,35 0,27
0,10 a 0,20 0,33 0,25
0,20 a 0,30 0,30 0,21
0,30 a 0,40 0,27 0,18
0,40 a 0,50 0,24 0,20
TOTAL
5- A tabela a seguir apresenta os valores de umidade volumétrica do perfil do solo
de uma área cultivada com eucaliptos. Calcular a água total armazenada (AT) e a
quantidade de água disponível (AD) para as plantas em todos os horizontes do solo.
Porque a umidade do solo na capacidade de campo (CC) e no ponto de murcha
permanente (PMP) não é igual para todos os horizontes? Qual horizonte apresenta a
maior quantidade de água armazenada? Qual horizonte apresenta a maior quantidade de
água disponível?Justifique as suas respostas.
103
Horizonte Profundidade
(m)
Argila
(%)
Umidade
volumétrica
(m3m
-3)
CC PMP Água total
armazenada
(mm)
Água
disponível
(mm)
Ap 0,00 – 0,20 21 0,22 0,22 0,08
A1 0,20 - 0,40 15 0,25 0,21 0,08
A2 0,40 - 0,60 18 0,27 0,21 0,08
E 0,60 - 0,70 12 0,20 0,18 0,06
AB 0,70 - 0,90 38 0,30 0,25 0,12
Bt 0,90 - 1,30 47 0,35 0,30 0,15
104
PRÁTICA 12 – ÁGUA NO SOLO: POTENCIAIS DA ÁGUA NO SOLO
A água é retida no solo pelos fenômenos de adsorção e capilaridade, sendo a
textura e a estrutura os principais fatores que interferem nesse processo. A água fica
retida com certa ‗força‘ pelo solo e, essa ‗força‘ de retenção aumenta à medida que o
solo vai secando, interferindo na disponibilidade e no movimento da água no solo.
Dessa forma, podemos dizer que existe que a água fica retida com certa quantidade de
energia, sendo que a tendência espontânea e universal de toda a matéria na natureza é se
mover do local com maior energia para o local de menor energia, tendendo ao
equilíbrio. A água no solo pode conter energia em diferentes formas e quantidades,
sendo a energia potencial a principal tipo envolvido. A energia potencial (Ep) depende
da posição (h) e das condições internas da matéria (massa: h e gravidade: g). É
fundamental para determinar o estado e movimento da água no solo.
Ep= m x g x h
A Sociedade Internacional de Ciência do Solo define o potencial da água no solo
pela quantidade de trabalho (energia) necessário para transportar reversivelmente sob
mesma temperatura, uma unidade de água de um determinado plano de referência ao
ponto em consideração. O estado de referência ou padrão do potencial de água no solo é
definido para uma unidade de massa de água pura, tomada à pressão atmosférica, com a
mesma temperatura da situação que se deseja conhecer o valor do potencial, em um
plano de referência.
A diferença de energia potencial da água entre dois pontos faz com que a água se
movimente:
• internamente no solo (fluxo de água no solo);
• do solo para a planta (absorção);
• do solo para a atmosfera (evaporação);
• da planta para a atmosfera (transpiração).
105
A tendência da água na natureza é passar de um maior estado energético para um
menor estado energético, buscando o equilíbrio. É essa busca constante do equilíbrio
energético que gera a força motora responsável pelo ciclo da água na natureza.
Como a energia de um sistema é uma grandeza extensiva, é oportuno expressá-la
por unidade de outra grandeza proporcional a extensão do sistema. Três são as formas
mais utilizadas:
- Energia por unidade de massa:
E/m = mgh/m = gh (J kg-1
; erg g-1
;cal g-1
)
- Energia por unidade de volume:
E/v = mgh/v = dgh (Pa) (Pa= N m-2
; kPa; Mpa, d (dina); atm)
- Energia por unidade de peso (carga hidráulica):
E/P = mgh/mg = h ( m de coluna de água) (cm de água, m de água, e mm Hg)
1- Potencial total da água no solo
O potencial total da água no solo (T ) é representado pelo somatório dos
potenciais matricial (m ), gravitacional (g ), de pressão (p ) e de concentração (os).
T = g+ m + p + os
a) Potencial gravitacional:
• Quantidade de energia necessária para elevar uma unidade de água a um ponto
específico em relação ao plano de referência (Figura 1);
• O efeito da gravidade no potencial da água depende da posição da água em
relação ao plano de referência (acima = positivo; abaixo = negativo)
106
Figura 1- Representação do potencial gravitacional.
b) Potencial de pressão:
• Quando a água apresentar pressão hidrostática (lâmina de água) superior a
pressão atmosférica, a sua pressão é positiva, sendo chamada de potencial de
pressão;
• O potencial de pressão aparece em condições de solo inundado, quando existe
uma carga ou lâmina de água (Figura 2).
Figura 2- Representação do potencial de pressão.
107
c) Potencial osmótico:
• Quantidade de energia necessária para transportar uma unidade de água pura do
nível de referência até um ponto onde a concentração de solutos na solução é
diferente da água pura;
• Na água do solo ou solução do solo estão dissolvidos minerais e substâncias
orgânicas que lhe conferem um estado energético diferentes da água pura;
• Para fins de estudo da dinâmica da água do solo, visando entender seu
movimento e disponibilidade para as plantas o potencial osmótico não é
considerado.
Figura 3- Representação do potencial osmótico.
d) Potencial matricial:
• Representa a interação entre a matriz do solo (granulometria, estrutura e poros) e
a água (Figura 4);
108
• O potencial matricial descreve a contribuição das forças de retenção da água no
solo associadas com suas interfaces líquido-ar e sólido-líquido (adesão, coesão,
tensão superficial e capilaridade);
• Para remover a água retida por estas forças é necessário energia, sendo que a
quantidade de energia necessária é crescente a medida que o solo seca;
• Está relacionado diretamente com o conteúdo de água no solo, e para as mesmas
condições estruturais a tendência é a redução do potencial matricial a medida
que o solo seca;
Figura 4- Representação do potencial matricial (interação entre a matriz do solo e a
água).
2- Medida do potencial matricial no solo
O tensiômetro é o instrumento utilizado para determinar o potencial da água no
solo em condições de campo. Ele consiste de uma cápsula porosa de cerâmica conectada
a um manômetro por meio de um tubo de PVC. O tamanho do tubo de PVC é variável,
sendo ajustado à profundidade de instalação do tensiômetro a campo.Antes dos
Tensiômetros serem instalados no campo, eles devem permanecer imersos em água,
para permitir a saturação da cápsula porosa.
109
Os Tensiômetros podem ser instalados em várias profundidades do perfil do solo
(Figura 2). Para a sua instalação é necessário abrir-se um orifício circular no solo até a
profundidade desejada. Após isso, o tensiômetro é inserido no orifício e as laterais
devem ser preenchidas com solo, devendo este ser compactado para permitir melhor
contato entre a cápsula e o solo adjacente, formando-se assim um prolongamento da
cápsula com o solo. A instalação deve ser feita preferencialmente em condições de solo
úmido, para facilitar a instalação e melhorar a vedação das laterais, o que evita que
ocorra fluxo preferencial da água em períodos chuvosos. Após a instalação, o
tensiômetro deve ser preenchido com água destilada, deixando-se um pequeno espaço
de ar na superfície (2 cm) e vedado hermeticamente, para evitar a entrada de ar do
ambiente externo. A entrada de ar pode comprometer todo o funcionamento do sistema.
Quando colocado no solo, a água do tensiômetro entra em contato com a água do
solo através dos poros da cápsula porosa e o equilíbrio tende a se estabelecer (Figura 3).
De início, isto é, antes de colocar o tensiômetro em contato com o solo, a sua água esta
sob pressão atmosférica. A água do solo que, em geral, esta sob pressões
subatmosféricas, exerce um sucção (tensão) sobre a água do tensiômetro e dele retira
certa quantidade de água, causando uma queda de pressão hidrostática dentro do
instrumento. Depois de estabelecido o equilíbrio, o potencial da água dentro do
tensiômetro é igual ao potencial da água no solo nas proximidades da cápsula e o fluxo
de água cessa.
Figura 5- Tensiômetro instalado no solo.
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No entanto, se não ocorrer nova precipitação ou irrigação, o conteúdo de água no
solo vai reduzindo, devido a evapotranspiração e a drenagem interna. A medida que o
solo seca, a energia de ligação da água com as partículas do solo aumenta, o que
aumenta o seu potencial matricial. Assim, novos equilíbrios vão sendo estabelecidos
entre a água do solo e a água do tensiômetro. A diferença de pressão é indicada por um
manômetro que pode ser um simples tubo em U preenchido com mercúrio ou leitores
mecânicos ou transdutores de pressão elétricos (Figura 6). O tensiômetro tem uma
capacidade de ler tensões de no máximo-80 kPa. Quando a tensão da água no solo
estiver acima de -80 kPa, ocorre a entrada de ar pela cápsula porosa levando ao
borbulhamento.
Figura 6- Leitores automáticos da tensão.
Quando se utiliza manômetros de mercúrio como indicador, as leituras são feitas
por medições da altura da coluna de mercúrio. Neste caso, o cálculo do potencial
matricial da água no solo é feito com a seguinte equação:
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Onde:
m = Potencial matricial da água no solo (cm)
h = leitura da altura da coluna de mercúrio (cm)
h1 = altura da cuba de mercúrio em relação a superfície do solo.
h 2 = a profundidade da cápsula porosa em relação a superfície do solo.
3- Exercícios:
a) Com base na figura abaixo, responda:
1- Qual o valor do potencial matricial em A, B e C?
2- Qual o valor do potencial total da água em A, B e C?
3- Entre B e C, a água esta se movendo para cima ou para baixo?
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