Propriedades físicas e morfológicas do solo

Morfológicas: oriundas do processo pedogenético

• Profundidade do perfil e de cada horizonte
• Espessura de cada horizonte: A, B, C….
• Transição entre horizontes: plana, ondulada, descontínua
• Cor do solo
• Inflorescência de sais
• Nódulos ou concreções
• *TEXTURA
  • proporção das frações granulométricas, proporção de areia, silte e argila, ou seja, dos tamanho das frações, formada a partir do intemperismo. por isso não consigo alterar a proporção via manejo.
    • fase sólida > fração mineral > frações granulométricas do solo, classificadas principalmente em três frações: cascalho, areia, silte, argila (classificadas por tamanho)
      • o predomínio de uma dessas frações vai determinar a textura que o solo vai apresentar
        • um solo que vai exibir mais areia, é xis
        • um solo que vai exibir mais silte, é
        • um solo que vai exibir mais argila, é…
      • como a gente determina a textura?
        • no campo: por meio das sensações táteis, ou seja, tem um erro subjetivo; você vai umedecer a amostra entre o indicador e polegar, se a sensação for:
          • de aspereza, teria mais areia;
          • de sedosidade, teria mais silte;
          • de elasticidade, teria mais argila.
        • no laboratório: para confirmar a observação de campo
          • 1a. ETAPA: preparar a amostra: remoção matéria orgânica e óxidos de ferro e alumínio. no nordeste, remover os sais.
          • 2a. ETAPA: dispersão da amostra: quimica, fisica ou hipersônica
          • 3a. ETAPA: separação: separação em duas etapas,
            • por peneira, para separar por tamanho: separar areia (o que passar vai ser silte e argila);
            • por sedimentação, para separar o sitle da argila, porque o silte é mais pesado e vai descer

• várias propriedades que podemos inferir a partir da textura, antes mesmo da análise química ():

propriedade	solo arenoso	solo siltoso	solo argiloso
CTC	baixa	moderada	alta
retenção de água	baixa	média e alta	alta
aeração e drenagem	bem aerado/ excessivamente drenado	moderadamente aerado, moderadamente drenado	bem pobremente/ imperfeitamente aerado
teor de MOS	baixo	médios e altos	médios e altos
vel decomposição da MOS	rápida	média	lenta
resistencia a compactação	alta	muito baixa	muito baixa
resistência à erosão	alta	muito baixa	baixa e alta
retenção de poluentes	baixa	moderada	alta
expansão e contração	nula	baixa	moderada e alta

• Posso alterar a textura do solo por manejo?
  • Não, é um processo pedogenético a partir do intemperismo. É uma das propriedades mais estáveis do solo, não alteráveis por manejo.

• *ESTRUTURA do solo:
  • é o arranjamento das partículas do solo, formando o espaço poroso, incluindo ainda o tamanho, forma e arranjamento dos agregados formados quando partículas primárias se agrupam e unidades separáveis (Marshall, 1962)
  • é o arranjo ou ordenação das partículas primárias (areia, silte, argila) e secundárias (microagregados) em certos modelos ou padrões estruturais, incluindo necessariamente, o espaço poroso acompanhante (Baver et al, 1973)
  • O que é o espaço poroso do solo?
    • espaço que é ocupado pela fase líquida e gasosa
    • o espaço que é ocupado pela fase sólida é chamado de matriz do solo.
  • Como foi determinada a estrutura do solo na prática com a professora Iolanda?
    • Com o manual, pegamos uma amostra do solo e comparamos para ver a forma que ela apresentava, se era angular, subangular, colunar, etc
    • Arranjamento das partículas primárias do solo (areia, silte e argila) em agregados e a partir disso vai se determinar o espaço poroso do solo.
    • se o meu solo é de textura arenosa, vai ter mais macroporos
    • se meu solo é argiloso, vai ter mais microporos
    • vai influenciar:
      • movimento e retenção de água
      • aeração
      • transferencia de calor
      • porosidade
      • penetração de raízes
      • desenvolvimento das plantas em geral
      • atividade biológica do solo (microbiana)
    • solos bem agregados favorecem o arejamento e permitem maior aprofundamento do sistema radicular, aumentando o volume de solo explorado em água e nutrientes. um solo arenoso, não tem agregação; um solo argiloso, tem agregação
      • todo solo apresenta estrutura, mas nem todos os solos apresentam agregação (unidades estruturais)
    • Como é que se forma essa estrutura do solo?
      • um colóide (NEGATIVA predomina) proximas a essas cargas de íons que vai se aproximar e estabelecer ligação
        • se predomina negativa, os elementos de carga positiva (cátions) vao se aproximar
    • DUPLA CAMADA DIFUSA: floculação e dispersão: refere-se a uma estrutura encontrada nas superfícies de partículas de argila ou de outros colóides presentes no solo, especialmente em ambientes aquáticos ou em solos saturados com água.
      • trivalentes, mais forte a ligação: argila floculada
      • monovalente, mais fraca: argila dispersa

• “camada dupla difusa” porque a primeira camada é mais fixa e bem definida, enquanto a segunda é mais difusa e menos organizada. Esse conceito é importante na ciência do solo e na química coloidal, pois influencia o comportamento do solo em relação à retenção de água, nutrientes e outras substâncias.

A primeira condição para que ocorra a estruturação do solo e formação de agregados é a floculação

• se predomina carga negativa, os elementos de maior valencia vao estabelecer ligacao mais forte

floculação tem em solo argiloso, porque na fração argila é que temos cargas elétricas.

num solo de textura arenosa, a argila não estará floculada, porque a fração areia nao gera carga elétrica e a argila está dispersa

Onde é a tendência de ter agregação do solo?

no solo argila, com coloides, porque tem carga elétrica

Em solos tropicias, quimicamente, na fração argila vamos encontrar:

• caulinita
• óxidos de ferro (3+) e alumínio (3+)
• porque perde base e sílica, devido ao intemperismo
  • nesta condição, a fração argila do solo estão sempre floculadas

quem gera carga NEGATIVA

• argila-OH
• substituição isomórfica
• MOS-OH

quem gera carga POSITIVA

• óxido Ferro e Alumínio

Outro tipo de floculação que existe é aquele que é resultante da atração eletrostática entre os bordos positivos e as cargas negativas de minerais de argila

Condições de agregados estáveis:

• COLOIDES: partículas muito pequenas, com diâmetro geralmente inferior a 2 micrômetros. No solo, eles incluem argilas e alguns materiais orgânicos.
  • As partículas coloides têm uma grande superfície específica e são altamente reativas, o que influencia a capacidade do solo de reter água e nutrientes. Eles também têm uma carga elétrica que pode afetar a coesão e a estabilidade dos agregados.
• FLOCULAÇÂO: Floculação é o processo pelo qual partículas do solo, especialmente as coloides, se agrupam ou se aglutinam formando flocos ou aglomerados.
  • Esse processo é frequentemente promovido por interações eletrostáticas entre partículas e pela presença de íons na solução do solo. A floculação melhora a estrutura do solo, tornando-o mais poroso e melhorando sua capacidade de drenagem e aeração.
• CIMENTAÇAO: refere-se à ligação ou fixação das partículas de solo por meio de substâncias cimentantes, como cimento, cal ou compostos orgânicos.
  • A cimentação pode ocorrer naturalmente, por exemplo, através da MATERIA ORGANICA, SILICATOS, OXIDOS DE FERRO E DE ALUMINIO (sendo que silicatos e oxidos voce nao altera, nao maneja). Isso fortalece a estrutura do solo e aumenta sua resistência ao cisalhamento e à compressão, ajudando a estabilizar a estrutura do solo e a suportar cargas.

Eu posso mudar a estrutura do solo?

Posso, porque a esturutra do solo pode ser tanto orgânica como mineral.

A ESTRUTURACAO é originada no intemperismo > rochas matrizes > individualização de partículas (areia, silte, argila) > colóide+floculação+cimentação > agregados estáveis

• Como ocorrem esses arranjos?
  • Fração areia, silte e argila:

Melhor modelo que explica a formação de agregado no solo (Emerson, 1959)

• matéria orgânica atua como ligante
• quartzo representa fração grosseira do solo
• domínio argiloso: são grupos de cristais de argila tendo cátions trocáveis adequados, os quais estão orientados e suficientemente unidos ao grupo para comportar-se em água como uma unidade simples

Quais são os agentes de estruturação?

• coloides: minerais e orgânicos
• íons trocáveis – cátionsp resents
• Oxidos de ferro e alumínio
• matéria organica

Somente areai e silte nao há agregação

É necessário a presença de material finamente dividido, coloidal, para que o processo de estruturação ocorra

Os materiais coloidais inorgânicos do solo pode ser as próprias partículas de argila e os óxidos de ferro e alumínio.

INDUZIR AGREGACAO DO SOLO não modifica a textura do solo, mas vai apresentar a agregação, aumentando a retenção de água desse solo, aumentando a CTC do solo

• o solo apresenta textura que não é modificada por manejo, mas posso MASCARAR induzindo a agregação do solo, adicionando um coloide de origem organica que vai induzir essa agregação
  • cátions que apresentam alta carga e baixa hidratação
    • promovem sistemas coloidais que floculam facilmente
• CLASSIFICAÇAO DO AGREGADO DA ESTRUTURA
  • tipo: determinado pela forma do agregado
  • classe: determinado pelo TAMANHO
  • … mais dois q nao deu tempo

LAMINAR, PRISMATICA, COLUNAR, BLOCOS ANGULARES, BLOCOS SUBANGULARES, GRANULARES

“Latossolos, horizonte A sempre vai apresentar estrutura granular devido a ação da matéria organica do solo”, disse o professor

Técnicas que promovem a estruturação do solo:

1. Calagem
2. Incorporação de resíduos orgânicos
3. Proteção do solo
4. Minimizar a movimentação do solo
5. Preparo do solo em condições de umidade ideais
6. Evitar cátions dispersantes: eu nao posso adicionar muito potassio ou sódio (monovalente) com grande raio ionico de hidratação

CALAGEM favorece a estruturacao do solo porque neutraliza trocavel, alumínio, alterando do pH do solo, corrigindo principalmente os Oxidos de Fe e Al são cargas dependentes de pH

• no pH ácido,
  • Carga Positiva nos Óxidos de Fe e Al: Em solos ácidos, os óxidos de ferro e alumínio tendem a ter carga positiva devido à protonação dos grupos hidroxila (OH⁻) em suas superfícies. Esses óxidos comportam-se como colóides carregados positivamente, o que pode causar a adsorção de ânions (íons negativos) do solo, como fosfatos, tornando-os menos disponíveis para as plantas.
  • Alumínio Trocável Tóxico: Em pH baixo, o alumínio (Al³⁺) se torna solúvel e disponível na solução do solo. Esse alumínio trocável é tóxico para as plantas, interferindo no crescimento das raízes e na absorção de nutrientes. O excesso de alumínio também contribui para a desestruturação do solo, causando dispersão das partículas de argila e dificultando a formação de agregados estáveis.
• no pH básico,
  • Carga Negativa nos Óxidos de Fe e Al: Quando o pH do solo aumenta com a aplicação de cal (geralmente na forma de calcário, CaCO₃), os óxidos de ferro e alumínio passam de uma condição de carga positiva para uma condição de carga negativa. Isso acontece porque a desprotonação dos grupos hidroxila (OH⁻) na superfície desses óxidos aumenta, levando à formação de cargas negativas. Com as partículas de solo mais negativamente carregadas, a capacidade de troca catiônica (CTC) do solo aumenta, permitindo uma melhor retenção de nutrientes essenciais, como cálcio (Ca²⁺), magnésio (Mg²⁺) e potássio (K⁺).
  • Neutralização do Alumínio Trocável: A calagem neutraliza o alumínio trocável no solo, formando hidróxidos de alumínio (Al(OH)₃), que são insolúveis e não tóxicos para as plantas. Isso melhora a saúde das raízes e a disponibilidade de nutrientes, favorecendo o crescimento das plantas.
  • Melhora da Estrutura do Solo: Com o aumento do pH e a neutralização do alumínio tóxico, a argila se torna mais estável, e os cátions como cálcio e magnésio ajudam a flocular (agregar) as partículas de argila, melhorando a estrutura do solo. Isso leva a solos mais friáveis, com melhor porosidade, infiltração de água e aeração, facilitando o desenvolvimento das raízes e aumentando a resistência à erosão.

Como vamos avaliar a estrutura do solo no laboratório?

• *CONSISTÊNCIA do solo:
  • seco (duro, muito duro), úmido (friabilidade, que é…), molhado (plástico, pegajoso)

* Essas três propriedades morfológicas (textura, estrutura, consistência) são as que mais vão afetar as propriedades físicas do solo

Físicas:

• Densidade
  • massa sobre volume: se ele vai ser mais denso ou menos denso, porque isso impacta as outras características físicas
• Drenagem
• Retenção de água
• Porosidade

Por que é importante estudar essas propriedades físicas do solo?

• Profundidade é a primeira característica que vocês precisam conhecer, porque árvores precisam de profundidade para ter enraizamento;