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Versão 2010

O solo é objeto de estudo de várias ciências básicas (Geologia,

Pedologia) e aplicadas (Agronomia, Engenharia, Urbanismo).

Cada uma delas tem um conceito próprio do solo.

•Produto de processos físicos e químico que destroem as rochasGeologia

•Organismo vivo, separado em horizontes naturais, com constituintes minerais e orgânicos,e que difere do material de origem pela morfologia, propriedades físicas, composição ecaracterísticas biológicas

Pedologia

•Porção da superfície da Terra onde as plantas crescemAgronomia

•Material inconsistente da crosta terrestre que pode ser escavado pelo esforço humano,auxiliado por um equipamento simples como uma páEngenharia

•Parte da superfície da Terra que tem ocupação e uso específicos (nos aglomeradosurbanos)Urbanismo

• ?Biologia

• Pedologia: é o estudo do solo segundo o ponto de vista de

ocorrência natural, sua origem, classificação, constituição e dá

pouca ênfase a sua imediata utilização prática.

• Edafologia: é o estudo do solo, do ponto de vista dos vegetais

superiores. Considera as diversas propriedades do solo à

mediada que elas se relacionam com a produção vegetal.

• Solo: é a camada superficial da crosta terrestre resultante da

ação combinada dos fatores de formação: material de origem

(rocha), clima, organismos vivos, relevo e tempo.

Formação

• O solo é formado a partir de fenômenos físicos, químicos e

biológicos agindo sobre uma rocha matriz;

Composição

• O solo é um complexo mosaico formado por numerosos

materiais orgânicos e inorgânicos interrelacionados;

• Alguns dos materiais orgânicos do solo são vivos, tais como

raízes e pequenos animais; já outros materiais encontram-se

em decomposição;

SOLO

Materiais Orgânicos

(Animais e vegetais em decomposição)

Materiais Inorgânicos

(Fragmentos de rochas desintegradas)

Perfil

• Desde a superfície até a rocha de origem, o solo pode ser

dividido em zonas horizontais;

• As zonas horizontais são diferenciadas através de

características já estabelecidas;

• Todos os solos possuem pelo menos dois horizontes, mas

nem todos apresentam obrigatoriamente, todos os horizontes;

• O Ecólogo faz-se necessário saber sobre a composição,

estrutura e a textura do solo para caracterizá-lo;

• O solo é um dos recursos que suporta toda a cobertura

vegetal e animal da terra, sem a qual os seres vivos não

poderiam existir. Nessa cobertura, incluem não só as culturas

como também todos os tipos de árvores, gramíneas, raízes e

herbáceas que podem ser utilizadas pelo homem;

• Quanto maior a variedade de solos que uma nação possui,

maior a oportunidade de sua população encontrar melhor

padrão de vida;

O solo sofre degradação por quatro razões principais:

Perda da estrutura do solo;

Perda da matéria orgânica;

Perda dos elementos nutritivos;

Perda do solo;

Antes de fazer qualquer planejamento para o “desenvolvimento

sustentável” de uma determinada área, o conservacionista deve

ser capaz de classificar o solo de acordo com a “capacidade

de uso” e indicar as práticas necessárias para um bom manejo

do solo;

Deve também saber como avaliar os vários fatores ecológicos

envolvidos na solução dos problemas;

A capacidade de uso do solo não está, necessariamente,

relacionada com a sua produtividade.

O solo apresenta três fases bem distintas:

Gasosa

Líquida

Sólida

• Em volume, as fases variam entre si de solo para solo;

• Entre as partículas que compões o solo há espaços que

podem ser ocupados por ar ou por água;

• O pH do solo é um elemento de grande importância ecológica,

seja por ação direta sobre certas espécies, seja por atingir

indiretamente, modificando outros fatores edáficos;

• Os componentes minerais do solo podem permanecer no local

de origem, ou ser deslocados no sentido vertical, provocado

pela ação da água, cujo os minerais solubilizados são levados à

níveis mais profundos do solo;

• O solo pode apresentar partículas grande, médias ou

pequenas, o que resulta em solos de diferentes texturas;

• Os espaços entre essas partículas varia e os volumes totais

desses espaços são diversos, dando em conseqüências

variações do grau de infiltração de um solo para outro;

• O solo da caatinga caracteriza-se por ser raso e pedregoso,

por isso não consegue armazenar a água que cai, e a

temperatura elevada (médias entre 25oC e 29oC) provoca

intensa evaporação.

O clima age na formação do solo de diversas maneiras:Afetando o intemperismo (físico e químico) da rocha;

Estabelecendo a percolação através do solo;

Formando os “glacis de erosão”;

Definindo os graus de sedimentação nas planícies de inundação;

Lei de Van Hoff “Todo acréscimo de 10ºC de temperatura do

meio, resulta um aumento de velocidade das respectivas

reações químicas entre o duplo e o triplo da velocidade

primitiva.”

Van Hoff

São as forças de natureza física, química ou biológica queinfluenciam os processos de formação dos solos;

Processos mecânicos

Influência da temperaturaInfluência da águaInfluência dos vegetais

Processos químicos

HidróliseHidrataçãoCarbonizaçãoOxidação

Ações de Animais e vegetais

Fornecimento de matéria orgânica; Transporte dos nutrientes das camadas inferiores paraas superiores; Ação mecânica destrutiva, através das rochas, dasraízes; Controle dos efeitos da erosão;

Ações de Microorganismos

Ação na subdivisão dos materiais grosseiros (folhas,galhos e outros, facilitando o ataque microbiano);Exportação de substâncias pelo deslocamento no perfildo solo e adição local por morte de microorganismos;Influencia na porosidade do solo;Decomposição dos resíduos orgânicos;

Ação do relevo

Facilita ou dificulta o trabalho erosivo;

Influencia as variações de temperatura, pluviometria,

ventos e drenagem;

Ação da rocha matriz

Composição mineralógica e química, que tem influencia

na riqueza nutricional do solo;

Textura e resistência mecânica que se relacionam com a

velocidade do processo de formação do solo;

Solos zonais

Latossolos Potzólicos Tchernozerms

Solos intrazonais

Bog (Histossolos) Gley (Hidromorficos) Solonetz (Aridossolos)

Solos azonáis

Regossolo

Aluviossolo

Litossolo

Águas de superfície

Fornece, por evaporação, a umidade relativa do ar;Através das correntezas, arrasta consigo os materiaisfragmentados da superfície, sendo a maiorresponsável pela erosão do solo;Influência na distribuição de temperaturas; etc.

Águas subterrâneas

Maior importância na solubilização de minerais dosolo, formando a “solução do solo”, que é absorvidopelos vegetais; Parte da água incorporada pelos vegetais vai serlançada à atmosfera por transpiração, permitindo, numrestabelecimento do equilíbrio osmótico, a entrada denovos volumes da solução do solo e assimsucessivamente; Um bom suprimento d’água com ótima concentraçãode sais, são condições indispensáveis para o bomdesenvolvimento da cobertura vegetal;

Salinidade do solo

A concentração de sais no solo faz com que diminua aresistência osmótica de perda de água para o meio, o queleva à incapacidade de manter a concentração necessáriade água para as atividades metabólicas; Várias plantas possuem adaptações para viver emambientes com alta salinidade, principalmente cloreto desódio e são conhecidas como halófitas;

Estas plantas compensam o excesso de sal do meio com

mecanismos necessários aos processos de osmoregulação

Crescimento de três vegetais em solo salino crescimento

relativo de três plantas que crescem em solos salinos,

cultivadas em solos com diferentes concentrações de Cloreto

de Sódio (NaCl). Salicornia e Suaeda são halófitas genuínas.

Não se desenvolvem na ausência de sal.

pH do solo

O pH da água e do solo pode ser um fator que exerce uma

poderosa influência na distribuição dos organismos;

O protoplasma de plantas é afetado drasticamente por

altas concentrações de íons OH- e O+, que se tornam

tóxicas em um pH abaixo de 3 (ácidos) e de um pH acima

de 9 (básico);

Efeitos indiretos do pH afetam a concentração dos

nutrientes disponíveis e/ou a formação e concentração de

toxinas.

Os organismos necessitam de uma série de elementosquímicos para seu metabolismo

N

P

S

K

Ca

Mg

Fe

Na

O2

CO2

Componente estrutural de proteínas e ácidos nucléicos

Componente estrutural de proteínas, dos ácidos nucléicos e dos ossos

Componente estrutural de muitas proteínas

Principal soluto da célula animal

Regulador da permeabilidade das células, componente estrutural dos ossos

Componente estrutural da clorofila; envolve-se no funcionamento enzimático

Componente estrutural da hemoglobina e de muitas enzimas

Componente estrutural Principal soluto dos fluídos extracelulares dos animais

Receptor de elétrons da cadeia respiratória

Utilizado pelos vegetais na produção de energia, através da fotossíntese

Textura

Proporção relativa das classes de tamanho de

partículas de um solo.

Existe, segundo a Sociedade Brasileira de

Ciência do Solo, quatro classes de tamanho de partículas

menores do que 2 mm:

Areia grossa – 2 a 0,2 mm ou 2000 a 200 μm;

Areia fina – 0,2 a 0,05 mm ou 200 a 50 μm;

Silte – 0,05 a 0,002 mm ou 50 a 2 μm;

Argila – menor do que 2 μm;

Menor porosidade do solo Maior porosidade do solo

Menor micro e maior macroporosidade Maior micro e menor macroporosidade

Baixa retenção de água Alta retenção de água

Boa drenagem e aeração Drenagem lenta e pouco arejado (se pouco

agregados)

Menor densidade do solo Maior densidade do solo

Aquece rápido Aquece lentamente

Resiste à compactação Maior susceptibilidade à compactação

Baixa CTC Maior CTC

Mais lixiviável Menos lixiviável

Maior erosão Mais resistente à erosão

Coesão baixa, friável Coesão elevada, firme

Consistência friável quando úmido Consistência plástica e pegajosa quando

molhado

Fácil preparo mecânico Mais resistente ao preparo (pesado)

Matéria orgânica baixa e rápida

decomposição

Matéria orgânica média a alta e menor taxa

de decomposição

Textura

Tabela - Relação da textura do solo com algumas propriedades dos solos.

Estrutura do solo

Refere-se ao agrupamento e organização das partículas

do solo em agregados e relaciona-se com a distribuição

das partículas e agregados em um volume de solo.

De acordo com a organização das partículas e do

ambiente de formação muitos tipos de agregados

estruturais podem se formar. Os tipos são:

Granular e grumosa – agregados arredondados formados predominantemente

na superfície do solo sob influência marcada da matéria orgânica e atividade

microbiológica;

Laminar – os agregados são de formato laminar e formados por influência do

material de origem ou em horizontes muito compactados;

Prismática e colunar – os agregados formam-se em ambientes mal drenados

e em horizontes subsuperficiais com pequena influência da matéria orgânica;

Blocos angulares e subangulares – os agregados têm formato cubóide e

formam-se em ambientes moderadamente a bem drenados nos subsolos.

Estabilidade de agregados

Expressa a resistência à desagregação que os

agregados apresentam quando submetidos a forças

externas (ação implementos agrícolas e impacto gota

chuva) ou forças internas (compressão de ar,

expansão/contração) que tendem a rompê-los.

A estabilidade é também fortemente afetada pela

matéria orgânica do solo, através da quantidade e de sua

qualidade e, especialmente, por ser o agente cimentante

mais dependente do manejo de solo e plantas.

Densidade do solo

Expressa a relação entre a quantidade de massa de

solo seco por unidade de volume do solo.

No volume do solo é incluído o volume de sólidos

e o de poros do solo. Entretanto, havendo modificação do

espaço poroso haverá alteração da Ds.

O uso principal da densidade do solo é como

indicador da compactação, assim como medir alterações

da estrutura e porosidade do solo.

Densidade de partículas

Expressa a relação entre a quantidade de massa de

solo seco por unidade de volume de sólido do solo;

Depende, primariamente, da composição química

e composição mineralógica do solo.

Porosidade do solo

O espaço do solo não ocupado por sólidos e ocupado

pela água e ar compõem o espaço poroso, definido como

sendo a proporção entre o volume de poros e o volume

total de um solo.

É inversamente proporcional à densidade do solo

e de grande importância direta para o crescimento de

raízes e movimento de ar, água e solutos no solo.

A textura e a estrutura dos solos explicam em

grande parte o tipo, tamanho, quantidade e continuidade

dos poros.

Consistência do solo

Descreve a resistência do solo em diferentes umidades

contra pressão ou forças de manipulação, ou refere-se à

sensação de dureza, à facilidade de quebra ou à

plasticidade e pegajosidade de um solo em diferentes

umidades ao ser manipulado pelas mãos.

Sua descrição morfológica é feita em três classes

de umidade, seco, úmido e molhado, manifestando,

respectivamente, dureza, friabilidade e plasticidade e

pegajosidade.

Cargas elétricas no solo

CARGAS PERMANENTES

Não ou com o pH.

Têm origem na substituição isomórfica dos argilominerais (interior

rede cristalina).

----------------------------------

- Si – O – Al – O – Si – O Si+4 pelo Al+3

----------------------------------

- Al – OH – Mg – O – Al – OH Al+3 pelo Mg+2

----------------------------------

- Si – O – Si – O – Si - O

----------------------------------

A menor valência do Al+3 e Mg+2 em relação ao Si+4 e Al+3 déficit

de cargas positivas

número de cargas negativas na partícula

CARGAS NEGATIVAS


DEPENDENTES DE pH

Ocorrem em maior quantidade em solos tropicais

-argilas 1:1

-óxidos de Fe e Al;

Dissociação Radicais OH

• Filossilicatos de Alumínio

----------- -----------

- Si – OH - Si – O –

----------- + OH ----------- + HOH

- Al – OH - Al – OH

----------- -----------

• Colóides Orgânicos

Grupo carboxílico

R – COOH + OH- R – COO- + HOH

Grupo fenólico

R – OH + OH- R – O- + HOH

CARGAS NEGATIVAS

• Superfície de Óxidos Fe e Al

OH OH2+

Fe Fe

OH + 3H+ OH2+

Fe Fe

OH OH2+

• Lâmina octaédrica, a pH baixo

------------ ------------

- Si – OH - Si – OH

------------ + H+ ------------

- Al – OH - Al – OH2+

------------ ------------

• Matéria orgânica

Grupos amínicos (NH2) a baixo pH = cargas +

R – CH2 – NH2 + H+ R – CH2 – NH3+


CARGAS POSITIVAS

Capacidade de Troca de Cátions - CTC

Capacidade de Troca de Ânions - CTA

Ponto de Carga Zero - PCZ

OH2+ OH O-

Fe Fe Fe

OH2+ + 3H+ OH + 3OH- O- + 3H2O

Fe Fe Fe

OH2+ OH O-

PH aumenta

CTA PCZ CTC

- + - + - +


CARGAS POSITIVAS

pH aumenta

Absorção e trocas de íons no solo

Fase Sólida Fase Líquida

Íons adsorvidos Íons na solução

FATORES QUE AFETAM

• Valência do cátion: valência atração

• Hidratação do íon: hidratação adsorção

• Concentração na solução do solo

• Tamanho do cátion

• Seletividade do colóide

• Cátion complementar


CAPACIDADE TROCA CÁTIONS (CTC)

Quantidade de cátions que um solo é capaz de reter (cmolc kg-1

solo)

Varia com o pH do solo

CTC EFETIVA – ao ph do solo

CTC POTENCIAL - a pH 7,0


BASES TROCÁVEIS (Ca+2, Mg+2, Na+, K+)

Valor S (cmolc kg-1) = Soma cátions básicos

Valor V (% na CTC) = Saturação de bases

V > 50% = eutrófico (solos jovens)

V < 50% = distrófico (solos velhos)


ACIDEZ DO SOLO

Os cátions básicos são substituídos por H e Al provenientes da

alteração dos minerais.

• pH do SOLO

ACIDEZ ATIVA – é devida aos íons H+ que estão

dissociados na solução do solo.

É expressa pelo pH = - log [H+] = 1/log [H+]

ACIDEZ POTENCIAL – é a acidez que realmente o

solo tem (acidez de troca + acidez não trocável).


FONTES DE ACIDEZ POTENCIAL

• Ácidos Carbônicos formado na rizosfera pela atividade microbiana

e pela respiração radicular.

CO2 + H2O HCO3- + H+

• Adubos Acidificantes (NH4)2SO4 quando solubilizam liberam íons

H+

• Mineralização dos compostos orgânicos, pela reação de

nitrificação libera íons H+

• Liberação de íons H+ pelas raízes das plantas, devido aos cátions

adsorvidos da solução do solo

• Cargas variáveis (dependentes de pH) Com do pH, os grupos

(Al, Fe)OH

(Al, Fe)OH2 dissociam íons H+

COOH

• A adaptabilidade é a capacidade de ajustamento de um

organismo às condições de um ambiente particular;

• Isto é, a probabilidade de um organismo ou grupo de

indivíduos portadores de um determinado genótipo sobreviver e

se reproduzir, gerando descendentes que constituirão uma

população estável com o transcurso do tempo;

Em 1840, Liebig enunciou a “Lei do Mínimo”“Quando uma colheita é influenciada por diversos fatores, seu

rendimento é limitado pelo fator que estiver em mínimo relativo”.

Liebig

• Com raras exceções, há sempre um fator que é o responsável

pela presença ou ausência dessa ou daquela espécie, numa

determinada área, ao qual se denomina o fator limitante;

• O fator limitante é aquele que fornece ao organismo o menor

valor entre os fatores atuantes sobre aquele organismo;

• Há casos em quer o valor limitante de certos fatores não é o

mínimo, porém o máximo, quando este não atinge níveis não

toleráveis pelo organismo (Fatores tais como: calor, luz, água);

• Esses valores máximos e mínimos recebem o nome de

“limites de tolerância”;

Fator limitante

• Lei da tolerância (Shelford), a qual admite que “a ausência

ou fracasso de um organismo pode ser controlado pela

deficiência ou excesso, qualitativo e quantitativo, com respeito a

qualquer dos diversos fatores que se possam aproximar dos

limites de tolerância daquele organismo”;

Shelford

• A capacidade de viver ou mesmo sobreviver em ambientes

com intensidades diferentes de um mesmo fator ou conjunto de

fatores, tem o nome de “capacidade de tolerância” de uma

espécie a um fator ou conjunto de fatores;

• Casos particulares de tolerância

Existe uma diversidade de organismos em variadas

adaptações;

Gipsita

Gnaisse

Laterita

Quartzo Rosa

Sienito

Migmatito

Magnesita

Calcita

Berilo

Feldspato

BASALTO

CALCÁRIO

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