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PEDOLOGIA Entre os recursos naturais de nosso planeta, os solos ocupam um lugar de extrema importância, uma vez que, eles suportam os vegetais, dos quais.

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1 PEDOLOGIA Entre os recursos naturais de nosso planeta, os solos ocupam um lugar de extrema importância, uma vez que, eles suportam os vegetais, dos quais direta e indiretamente, nossa vida depende. A Pedologia se dedica a estudar como os solos se formam, e como são constituídos.

2 Histórico Nos primórdios da existência do Homem, enquanto ele era um caçador ou um apanhador de alimentos: O solo era visto apenas como alguma coisa abaixo da superfície da Terra que fornecia suporte para a movimentação e habitação a.C. quando o ser humano deixou de ser nômade se fixou, ele começou a cultivar plantas, obtendo alimentos e fibras. A Terra passou a ser encarada como algo que onde se podia enterrar uma semente, que em condições favoráveis, germinaria, cresceria e produziria fruto ou outra coisa útil à sua vida.

3 Histórico Surgiu o conceito de solo como um meio de desenvolvimento das plantas Determinadas terras eram mais produtivas, outras eram encharcadas, arenosas endurecidas para que pudessem ser cultivadas. China (4500 a.C.) As terras foram subdivididas em nove classes de produtividade. Mesopotâmia (Iraque a.C.) Rios Tigre e Eufrates – documentos relacionavam a dependência da produtividade à fertilidade do solo. Uma semente plantada levava a produção de 86 ou 300 unidades.

4 Histórico Grécia (800 a 200 a.C.) 500 a.C. Herodoto – atribuiu à FERTILIDADE em parte às enchentes anuais dos rios. 300 a.C. Theofastes – recomendava deixar a água o maior tempo possível para permitir o acúmulo de SILTE. Observações de que certos solos não produziam satisfatoriamente. Na mitologia, Hércules a pedido do rei Augeas fez passar um rio por dentro de um estábulo que continha esterco acumulado de 30 anos fazendo que esses fossem distribuídos nas terras adjacentes. Augeas não pagou Hécules e... Poema grego Odisséia (Homero) faz menção a aplicação de esterco a videiras.

5 Histórico Theofastes recomendava uso abundante de esterco em solos rasos, mas sugeria que solos ricos fossem menos adubados. Sugeriu também que as plantas mais exigentes deveriam ter maior requerimento de água. Atenas – canais coletores de esgoto para serem aplicados no plantio de verduras e em oliveiras. Classificação dos estercos por ordem de riqueza em nutrientes (humano, suíno, cabrito, ovelha, bovino e eqüino).

6 Histórico Roma antiga (100 a.C.) Vários documentos descrevem os meios para obter maiores colheitas, misturando à camada arável cinzas de madeira e esterco de animais. Atribuía-se a boa produtividade do solo à sua COR: Critério de fertilidade (preto fértil – cinza infértil) Quanto mais escuro melhor ele seria e, esta cor escura era atribuída a uma substância orgânica que hoje é conhecida como HÚMUS. Mistura de diferentes tipos de solos com a finalidade de corrigir os defeitos e adicionar força ao solo. Aplicação de margas (argila e calcário) Virgilio escreveu sobre as características do solo (DENSIDADE). Analisou o solo (sabor : amargo ou salgado - pH)

7 Histórico Era Cristã Bíblia menciona o valor das cinzas para enriquecer o solo. Salitre (nitrato de K) livro de Lucas Grande contribuição das civilizações árabe-islâmica Desenvolvimento da agricultura nas regiões semi-áridas. Bernard Palissy (1563) publicou um livro no qual opinou que os solos eram fonte de nutrientes minerais para a vida das plantas. Von Helmont (1629) afirmou que as plantas alimentavam-se exclusivamente de gás carbônico e água. Tahaer e Von Wulfen (teoria do húmus) As plantas assimilam diretamente do solo restos decompostos de plantas e animais.

8 Histórico Progresso durante o século XIX Theodre de Saussure demonstrou que as plantas absorvem O 2 e liberam CO 2 (respiram) e absorvem CO 2 e liberam O 2 na presença de luz. Se as plantas fossem mantidas em ambiente livre de CO 2 as plantas morreriam. As membranas são seletivas, permitem a entrada de água mais rapidamente que dos nutrientes. O C contido nas plantas vinha do ar (foi muito questionada)

9 Histórico Justus Von Liebig ( ) Pai da química agrícola - Lei do mínimo (1862) Fez desabar o mito do húmus O húmus era um produto transitório entre as matérias orgânicas e os nutrientes A maior parte do C nas plantas vem do CO 2 H e O vêm da água Os metais alcalinos são necessários para a neutralização dos ácidos formados pelas plantas resultantes das atividades metabólicas. Os fosfatos são necessários à formação das sementes.

10 Lei do mínimo

11 Importância do solo para as plantas

12 Histórico No entanto, Liebig e seus seguidores supunham que os solos eram meros corpos estáticos constituídos de fragmentos de rochas e que armazenavam água e nutrientes. Ainda não havia preocupação de estudar a origem e desenvolvimento dos diferentes tipos de solo. Dokoutchaiev (1877) Participou de uma expedição para analisar os efeitos de uma seca catastrófica nas estepes da Ucrânia, na qual teve a oportunidade de estudar detalhadamente os solos daquela região. Anos mais tarde, foi convocado para um trabalho semelhante nas florestas da região de Gorki, local de clima mais úmido e situado a leste de Moscou.

13 Histórico Comparando os solos destas duas regiões, ele constatou que os solos eram bastante diferentes e concluiu que essas diversidades eram ocasionadas pelas diferenças de clima. Verificou também que os solos eram compostos de uma sucessão de camadas horizontais, que começavam na superfície e terminavam na rocha subjacente. Ele reconheceu e interpretou essas camadas como resultantes da ação conjunta de diversos fatores que deram origem aos solos. Verificou que cada solo poderia ser caracterizado por uma descrição detalhada dessas camadas.

14 Histórico A PEDOLOGIA surgiu como um novo ramo da ciência O solo foi então reconhecido como um corpo natural organizado, que pode ser estudado separadamente tal como as rochas, as plantas e os animais.

15 Pedologia e Edafologia Existem dois modos de estudar o solo: Pedológico: como uma parte natural da paisagem e tendo como maior interesse o estudo da sua origem, evolução e classificação. Pedon = solo ou terra Edafológico: como meio natural para o desenvolvimento das plantas. Edafos = terreno ou chão

16 Pedologia e Edafologia Pedologia: interessa-se não só pela camada superficial mas também pelas demais. Ciência básica. O solo é considerado um objeto completo que teve sua formação à partir de uma rocha que se desagregou mecanicamente e se decompôs quimicamente até formar o material solto, que com o passar do tempo veio sustentar as plantas. Edafologia: estuda o solo sob o aspecto da produção das plantas cultivadas, em particular as fornecedoras de alimentos e fibras. Ciência aplicada Procura analisar as características do solo visando entender suas relações com a produção agrícola. O interesse é maior sobre a camadas superficial, onde se concentram as raízes das plantas.

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18 Conceitos Para o Engenheiro de Minas Detrito que cobre as rochas ou minerais a serem explorados. Deve ser eliminado. Para o Engenheiro Rodoviário Material sobre o qual será locada a estrada. Se suas propriedades forem insatisfatórias, deverá ser substituído por rocha ou cascalho.

19 Conceitos Para o Engenheiro Cívil O solo é poroso (boa estrutura) ou o oposto o solo é argiloso (duro) Ênfase à viscosidade e aderência Para o Fazendeiro O ambiente indispensável para o crescimento das plantas Se suas propriedades forem insatisfatórias, deverá ser preparado e, ou manejado.

20 Conceitos Para o Pedologista Corpo natural, produto sintetizado da natureza e submetido ao intemperismo. Estuda, examina e classifica o solo como são encontrados na seu ambiente natural. Para o Edafologista Viveiro natural para os vegetais Procura descobrir as razões para a variação de produtividade e também as maneiras para torná-lo mais produtivo.

21 SOLO ! Camada de material alterado física, química e biologicamente que recobre a rocha ou outros materiais inalterados na superfície terrestre

22 Funções O solo é o meio natural onde crescem as plantas que o homem utiliza como alimentos, madeira para construções, fibras para confecção de papel e tecidos. Do solo também se retira o material para a fundação das casas e rodovias, construção de barragens até pequenos vasos de cerâmica.

23 Embora aceitável, deve ser destacado a grande diversidade de solos na superfície terrestre O solo é para a terra o que a casca é para a laranja.

24 MORFOLOGIA DOS SOLOS A morfologia tem como objetivo a descrição da forma de um objeto, retratando-o com palavras e desenhos. A morfologia do solos descreve sua aparência no meio ambiente natural, segundo característica visíveis a olho nu. Portanto, a morfologia corresponde à Anatomia do solo

25 PERFIL DO SOLO Os solos evoluídos possuem várias camadas sobrepostas, denominadas HORIZONTES. O - caracterizado pelo acúmulo de matéria orgânica (decomposta ou não) sobre o solo mineral. A - horizonte com elevada atividade biológica, em que se encontra uma mistura de matéria orgânica com frações minerais. B - Acúmulo de minerais de argila C - Material inconsolidado, pouco afetado pelos organismos, mas que pode estar bem intemperizado (regolito). R - Rocha (material de origem).

26 Estas camadas são formadas pela ação simultânea de processos físicos, químicos e biológicos Solo = ƒ (c, r, o, t, i...) c : clima (água e calor) r : rocha (material de origem) o : organismos (vegetais e animais ) t : topografia (relevo) i : Idade (tempo) O clima afeta a distribuição das plantas e animais indiretamente através da sua influencia sobre o solo

27 MORFOLOGIA DOS SOLOS Os solos distinguem-se entre si por: Constituição Cor Textura Estrutura Cerosidade Porosidade Consistência Profundidade Composição química. Pedoclima Pedoforma

28 SÓLIDOS DO SOLO ESPAÇO DOS POROS Constituição do solo

29 Fração Mineral A fração mineral é constituída de partículas de tamanhos variáveis: PartículaTamanho (mm) Matacões>200 Calhaus200 – 20 Cascalho20 – 2 Areia grossa2 – 0,2 Areia Fina0,2 – 0,02 Silte0,02 – 0,002 Argila< 0,002

30 Granulometria Silte Areia Fina Grossa Cascalho Argila 0,0022 mm 0,020,2 Diâmetro das partículas

31 Arenosa Textura Média ArgilosaMuito argilosa

32 Textura Solo Argiloso Solo Barrento Solo Limoso Solo Limoso Solo Arenoso Solo Arenoso

33 Nas frações areia e silte ocorrem minerais primários. Quartzo que é resistente ao intemperismo. Feldspatos, micas, magnetita e ilmenita. Os minerais primários se decompõem em minerais de argila. A fração argilosa é composta de: Argilas silicatadas Sesquióxidos de Ferro e Alumínio.

34 As argilas silicatadas são formadas por duas unidades. Tetraedro de Si Octaedro de Al

35 Estrutura tetraédrica

36 Estrutura octaédrica

37 Caolinita (1:1)

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40 A textura é uma das propriedades mais importantes do solo, pois a QUANTIDADE e o TIPO de argila Influenciam o movimento e a retenção da água, Determina a superfície específica, afetando a atividade e capacidade retenção de nutrientes. Condiciona o potencial erosivo do solo.

41 - Bloco único de1 m de lado -Volume = 1 m3 - Superfície específica = 6 m2 -8 fragmentos, de 0,5 m de lado -Volume = ( 0,5 )3 x 8 = 1 m3 - Superfície específica = 12 m Ruptura ao longo de fraturas A fragmentação das rochas

42 A fragmentação das rochas aumenta a superfície exposta ao ar e a água abrindo caminho para o intemperismo químico

43 No solo ocorre o fenômeno da TROCA CATIÔNICA A maioria dos solos são ELETRONEGATIVOS, ou seja, possui maior número de cargas negativas do que positivas. As cargas negativas encontram-se principalmente nas argilas e na matéria orgânica. As cargas negativas adsorvem íons com cargas positivas (H+, K+, Na+, Ca++, Mg++, etc...) que podem ser trocados um pelo outro. Capacidade de Troca Catiônica (mmol c dm 3 ) O tamanho das partículas tem influência direta nas propriedades físicas e químicas

44 Capacidade de Troca Catiônica (T) Teor de Minerais (N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Zn, Cu, Mn, Al) - Ca Mg K+K K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ Mg - Ca Mg K+K K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ Mg - Ca K+K+ - - Mg K+K K+K+ K+K+ - Ca K+K+ - - K+K+ K+K+ Mg

45 EstruturaÁrea específica m 2 /g Capacidade de Troca (T) cmol c dm -3 Caolinita1:150 – Haloisita1:1-5 – 50 Ilita2:1100 – – 40 Vermiculita2:1300 – – 150 Montmorilonita2:1700 – – 150 Silte Areia variável<1 <0,1 Muito pequena

46 M (erosão) M (lixiviação) M (atmosfera) M (sólido) M (lábil) M (raiz) M (solução) Sistema Solo-Planta-Atmosfera Intemperização Imobiliização Dessorção Adsorção Absorção Excreção Extrusão Transporte a longa distância Circulação Redistribuição VolatilizaçãoPrecipitação Ascenção capilar Lixiviação Perdas irreversíveis Volatilização Absorção M (parte aérea)

47 M (erosão) M (lixiviação) M (atmosfera) M (sólido) M (lábil) M (raiz) M (solução) Sistema Solo-Planta-Atmosfera Absorção Circulação Redistribuição M (parte aérea) Transporte a longa distância

48 pH - POTENCIAL HIDROGENIÔNICO pH = 14,0 Alcalino pH = 7,0 Neutro pH = 1,0 Ácido

49 K+K Solo ácidoSolo Neutro K - - Mg Ca +2 Mg +2 K+K+ K K Ca K K K K Mg Ca Mg K+K+ K+K+ H+H H - - Al H+H+ Al +3 H+H+ H Al H H H H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ Al +3 H H H H H H H Al K + - íon na solução do solo Mg - íons adsorvidos aos coloídes do solo Solução do solo Colóides do solo

50 Classificação da reação do solo Extremamente ácido - < 4,3 Fortemente ácido - 4,3 - 5,3 Moderadamente ácido - 5,4 - 6,5 Praticamente neutro - 6,6 - 7,3 Moderadamente alcalino - 7,4 - 8,3 Fortemente alcalino - > 8,3 As classes de reação dos solos são denominações genéricas aplicadas às descrições dos solos, não constituindo característica distintiva de unidade taxonômica.

51 Disponibilidade de nutrientes em função do pH

52 Cor É a característica mais fácil de ser percebida. Matéria orgânica (MO) e Ferro (Fe) são fatores determinantes da cor do solo. Alto teor de MO confere coloração mais escura ao solo O Fe pode apresentar-se em forma reduzida, oxidada hidratada e oxidada desidratada. Fe 2+ Fe 3+ Fe 3+ Cinza AmareloVermelho FeOFeOOHFe 2 O 3 excesso de águaGoetitaHematita

53 As cores são descritas por comparação com uma escala padronizada. Tabela de Munsell Notação é feita considerando-se 3 elementos Matiz (cor fundamental do arco íris ou da mistura) Valor (tonalidade de cinza) Croma (proporção da mistura com a tonalidade de cinza) Ex.: 2,5 YR 3/6 (vermelho escuro)

54 Matiz

55 Esquema demonstrando como são formados os matizes da carta de cores.

56 Valor (brilho) Croma (mistura)

57 Carta de Munsel Cor Valor/Croma 10 YR 3/6

58 Estrutura As partículas (argila, silte e areia) geralmente se encontram agrupadas, formando agregados ou torrões. A agregação é determinada por substâncias que tem propriedades de ligar as partículas umas as outras. Ácidos orgânicos Óxidos de Fe e Al Argilas Quando a massa de solo não apresenta estrutura, diz-se que o solo é MACIÇO se a massa for coesa e grãos simples se a massa for solta. Ex.: Terra Roxa (lembra o pó de café), diz-se maciça, porosa de grânulos muito pequenos.

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60 Tipos de estrutura Granular Laminar Blocos Cuneiforme Prismática Colunar

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62 Óxidos de Al (gipsita) Óxidos de Fe (hematita, goetita) Matéria Orgânica Sais Coluna Prisma Blocos Grânulos Sódio (Na)

63 Consistência A coesão é a atração das partículas entre si e adesão é a atração das partículas por um outro corpo. O comportamento da coesão e adesão num solo, sob diferentes condições de umidade, recebe o nome de consistência Os agregados são mantidos unidos por diferentes graus de adesão. A consistência pode ser determinada em diferentes condições de umidade. SecoÚmidoMolhadoMuito molhado durezafriabilidadeplasticidadepegajosidade

64 Cerosidade Refere-se ao revestimento de aspecto lustroso e com brilho de um agregado. Proporcionada pelas argilas que são trazidas dos horizontes superficiais e são depositadas sobre os agregados formando uma película ou filme de argilas. Auxilia na definição da classe de solo. Pela subjetividade, pode gerar controvérsias dependendo do referencial de quem a interpreta.

65 Porosidade macroporos microporos

66 Porosidade Refere-se ao volume do solo ocupado pela água e pelo ar. Deverão ser considerados todos os poros existentes no material, inclusive os resultantes de atividades de animais e os produzidos pelas raízes. Para observação da porosidade deve ser usada lupa de aumento de mais ou menos 10x. Quando o material não apresenta poros visíveis, mesmo com lupa de aumento, usa-se a expressão sem poros visíveis.

67 Porosidade No campo, a porosidade deve ser caracterizada quanto ao tamanho e quanto à quantidade dos macroporos, usando-se os mesmos critérios descritos anteriormente para raízes. Exemplos de horizontes genéticos e quantidade de poros: Poucos - horizonte B de Planossolo Nátrico; Comuns - horizonte B textural de textura argilosa Abundantes - alguns horizontes B latossólicos e solos arenosos. A descrição de porosidade deve constar do item Observações, após a descrição de raízes.

68 Profundidade Raso - < 50cm Pouco profundo - > 50cm e < 100cm Profundo - > 100cm e < 200cm Muito profundo - > 200cm Obs: As classes de profundidade dos solos são denominações genéricas aplicadas às descrições dos solos, não constituindo características distintivas de unidade taxonômica.

69 ÁGUA NO SOLO

70 A água é um dos principais componentes do solo, ocupando juntamente com o ar, todo o espaço poroso existente. Na ausência da água, não é possível a vida vegetal ou animal. A água governa grande parte das propriedades físicas, químicas e biológicas do solo. Para um bom desenvolvimento vegetal é indispensável á presença de uma suficiente quantidade de água no solo. Graças às irrigações aumentos da produção agrícola tem sido conseguidos.

71 Água do solo ou Solução do solo? Água do solo ou Solução do solo? A água atua como: Solvente universal Contém gases e nutrientes do solo dissolvidos Meio de transporte de nutrientes na planta. SOLUÇÃO DO SOLO SEIVA BRUTA

72 Eficiência de uso de água As plantas evaporam de 500 a 1000 unidades de solução do solo para poder formar uma única unidade de substância seca. EspécieEUA (L H 2 O/ kgMS) Cana-de-acúcar500 Milho1000 Soja2000 Batata1250 Eucaliptus350

73 A água do solo contém, pelo menos em traços, todos os elementos presentes no solo, susceptíveis de ionização, solubilização ou suspensão. A solução do solo é dinâmica, sofrendo continuas flutuações em quantidade de líquidos, em sua composição química e em sua concentração pois, os iôns que nela se encontram estão permanentemente passando para as partículas coloidais e vice-versa. Como resultado desse fenômeno, a concentração em torno das partículas do solo torna-se desigual; as moléculas de água mais próximas da partícula apresentam-se com maior concentração de sais do que as que se encontram distantes.

74 Água

75 A água pode ser encontrada ocupando os vazios do solo ou estar contida na estrutura cristalina dos minerais. Esta água de cristalização dos minerais está, em geral, fortemente ligada à estrutura cristalina, não podendo ser considerada como água do solo. Alguns minerais podem liberar essa água a baixas temperaturas, porém, a maioria só a desprende a temperatura elevadas. Convencionou-se ser água de adsorção a que uma amostra de terra perde quando colocada em estufa a C e, água de cristalização, a que exige temperaturas de 100 a C para sua remoção.

76 Classificação da água do solo Água gravitacional, a que não seria retida pelo solo, depois deste ser molhado até o encharcamento, drenado para as camadas mais profundas pela ação da gravidade. Água capilar, a que seria retida pelo solo devido à força da tensão superficial, formando películas contínuas em torno das partículas terrosas e nos espaços capilares. Tanto a água capilar como a gravitacional, movimentar-se-iam no solo na forma líquida e seriam úteis às plantas, por serem assimiladas pelas raízes. A água gravitacional, no entanto, teria, geralmente, duração efêmera junta ás raízes. Água higroscópica seria a fixada por adsorção na superfície dos colóides do solo, movimentando-se apenas no estado de vapor.

77 Solução do solo Água gravitacional Água higroscópica Água capilar

78 Capilaridade Coesão, adesão e tensão superficial originam um fenômeno conhecido como capilaridade, movimento da água ao longo de um tubo. Quanto menor o tubo maior a ascensão capilar.

79 h = 2 cos g r Onde: : densidade da água : tensão superficial da água : ângulo de de contato g: aceleração da gravidade r: raio do tubo R h r parede A tensão gerada nas interfaces líquido-ar nas paredes celulares em contato com o ar dos espaços intercelulares desempenham papel importante na ascensão da seiva.

80 Capacidade de água disponível (CAD) A disponibilidade de água nos solos dependem de vários fatores: Textura Estrutura Teor de matéria orgânica Mineralogia Gradiente textura Impedimentos físicos Profundidade

81 Capacidade de água disponível (CAD) CC : capacidade de campo (% volume) PMP : Ponto de murcha permanente (% volume) Da : Densidade aparente do solo D : densidade da solução H : espessura do horizonte (cm)

82 A camada de água disponível de um perfil é obtida pela soma dos resultados do valor encontrado para a camada de água disponível (CAD) de cada horizonte que se deseja considerar. Exemplo (horizontes Ap e B 1) : Horizonte Prof. Cc U.um Da cm % % g/cm 3 Ap ,2 B ,4 CAD (Ap) = ( ) x 1,2 x 20 = 14,4 x 20 = 2,88 cm CAD (B 1 ) = ( ) x 1,4 x 25 = 16,8 x 25 = 4,20 cm CAD (A p + B 1 ) = 2,88 + 4,20 = 7,08 cm

83 Curvas de retenção de água dos solos de diferentes texturas (adaptado de Dijkerman, 1981)

84 Disponibilidade hídrica esquemática em função da textura do solo

85 Valores médio em porcentagem do volume, de capacidade de campo (CC: 1 a 3 atm) e ponto de murcha permanente (PMP: 15 atm) e de dispnibilidade de água (CAD) em alguns solos dedo Brsil

86 30 litro de água / m 3 de solo Neossolo Quartzarênico (<15% argila) Latossolo Muito argiloso (>35% argila) 75 litros de água / m 3 de solo O A Bw A C O

87 ATRIBUTOS FÍSICOS Cor Carta de Munsel Textura Areia, silte e argila Estrutura Laminar, prismátíca, blocos, granular Porosidade Macro e Microporos Permeabilidade Densidade (g cm 3 ) Aparente e de partícula

88 ATRIBUTOS QUÍMICOS pH Matéria Orgânica ( Carbono ) CTC – Capacidade de troca catiônica Elementos minerais Macronutrientes (N, P, K, Ca, Mg, S) Micronutrientes (Fe, Zn, Cu, Mn) Alumínio (Al) Sílicio (Si) Ouro (Au)

89 CLASSIFICAÇÃO DE SOLOS

90 SOLOS (SP)


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