Fatores de Formação dos Solos

Prof. Pablo MiguelDepartamento de Solos/UFSM

Disciplina: Solos e Produção AnimalZootecnia

Organização da aula

• Introdução

• Teorias dos fatores de formação

• Fatores de formação dos solos:

- Material de origem

- Clima- Clima

- Organismos

- Relevo

- Tempo

• Considerações finais

• Bibliografia sugerida

- Aspectos iniciais

Relação dos fatores de formação dos solos com a

pedologiapedologia

• Dokuchaev (década de 70, século XIX) → os solos desenvolve-se em função da interação do clima, organismos, relevo, material de origem e tempo.

A Teoria dos Fatores de Formação do Solo

origem e tempo.

• Dokuchaev, Glinka, Joffe e Marbut → fatores de formação do solo = causas → propriedades do solo = efeitos

• Jenny (1941) definiu que toda propriedade do solo pode ser tanto causa quanto efeito.

• Os fatores de formação do solo são na

A Teoria dos Fatores de Formação do Solo

• Os fatores de formação do solo são na verdade variáveis independentes, com forte interdependência.

S = ƒ(cl, o, t, r, mo ...)

• Quando somente um fator apresenta variação:

S = ƒ(t) o, r, mo, cl fator variável = tempo

• Isso significa que qualquer propriedade do solo é função do tempo, onde os demais fatores permanecem constantes.

• Abordagem de estudos de seqüências que são • Abordagem de estudos de seqüências que são denominadas de acordo com o fator variante.

Exemplos:climosseqüência – diferença de clima;toposseqüência – diferença de drenagem;cronosseqüência – diferença de tempo (idade);biosseqüência – diferença de organismos.

Ação dos fatores de formação e pedogênese

Fonte: Prof. Azevedo, ESALQ

Fator Material de Origem

• Material do qual o perfil do solo foi derivado

• Representa o estado inicial do sistema solo � tempo zero Jenny (1941)

Exemplos:

• Rochas alteradas “in situ”;

• Sedimentos coluviais ou aluviais;

• Material orgânico;

• Solo de pedogênese anterior.

Fotos: Arquivo Pessoal

Características do material de origem importantes na formação dos solos

• Grau de consolidação

• Granulação ou textura• Granulação ou textura

• Composição química ou mineralógica

• Estrutura

Tipos de rochas Fotos: Arquivo Pessoal

Estabilidade dos minerais

Seqüência de formação dos minerais a partir da composição e do resfriamento do magma

Aumento

da

estabilidade

Geologia do RS Rochas vulcânicas

Rochas sedimentares

Rochas plutônicas e metamórficas

Sedimentos recentes

Composição Rocha Composição do solo Química Rocha

Ca K Fe mineralogia

Argila g kg-1

Fe (%)

K ppm mineralogia

Arenito PVA

0,1 0,5 2,0 Quartzo feldspato

20 1 2.030 Kt, Qz Gt, Hm

Influência da composição da rocha na composição de solos do RS

PVA 0,1 0,5 2,0

feldspato 20 1 2.030

Gt, Hm

Granito PVA

1,6 3,6 3,0 Mica

Feldspato-K quartzo

50 3 10.750 Kt, Qz, Mi

Gt, Hm

Basalto Nitossolo

4,6

1,2 9,0

Piroxênios Anfibólios

Plagioclásios 40 14 2.100 Kt, Gt, Hm

Fonte: Kämpf (1997)

Fator Clima

É o fator que, isoladamente, mais afeta o intemperismo.

• Parâmetros climáticos: precipitação e temperatura →determinam a velocidade de reação química e sua natureza.

• A temperatura potencializa as reações químicas, ao • A temperatura potencializa as reações químicas, ao mesmo tempo que aumenta a evaporação, diminuindo o volume de água disponível para a lixiviação dos produtos solúveis.

• Climas quentes e úmidos favorecem o intemperismo dos solos porque fornecem mais água e estimulam uma maior atividade microbiana.

O clima afeta:

→ teor de matéria orgânica

→ reações químicas e saturação por bases

→ profundidade do perfil

→ tipo de argilomineral formado

Precipitação anual do RS

Temperatura média do RS

Temperatura e umidade x matéria orgânica

Fonte: Kämpf & Schwertmann (1983)

Solos com horizonte superficial amareloe

subsuperficial vermelho

Devido à:

- Efeito inibidor da MO;

Solos bicrômicos

- Dissolução seletiva da hematita por compostos orgânicos redutores e microorganismos;

- Transformação hematita � goethita após mudança ambiental para clima mais frio favorecendo acúmulo de MO (xantização).

Foto: Streck et al. (2008)

Efeito do clima na mineralogia de solos no RS

Plagioclásio →→→→ gibbsita

Fonte: Truffi & Clemente (2002)

Plagioclásio →→→→ caulinita

RegiãofisiográficaRS

Águaexcedentemm/ano

Solo pH S Al 3+ CTCV%

Mineralogia

CamposCima da 1850 Cambissolo 4,8 1,1 5,4 10,1 10

Caulinita

Influência do clima (P – ET) nas características de solos basálticos no RS

Cima daSerra

1850 Cambissolo 4,8 1,1 5,4 10,1 10Caulinitagoethita

Campanha 350 Vertissolo 6,7 55 0 56,6 97 esmectita

Fonte: Kämpf (1997)

Fator Organismo

• Dentre os organismos destacam-se:

→ Plantas→ Bactérias→ Fungos→ Líquens→ Algas→ Algas→ Animais (inclusive o homem)→ Matéria orgânica em decomposição.

• Estes organismos agem em processos físicos e químicos no solo, promovendo alterações que se refletem na morfologia e mineralogia dos solos.

Principais processos físicos e químicos

• Ciclagem da MO – mineralização/imobilização

• Processos de oxi-redução

• Associação simbiônticas com vegetais (micorriza e rhizobium)rhizobium)

• Movimentação e particionamento de partículas no solo

• Acidificação do meio (ex: nitrificação e liberação de CO2)

• Complexação de cátions metálicos

• Absorção de água e manutenção da umidade do solo

→→→→ Ação biológica no intemperismo e pedogênese

Fonte:http://arch.ced.berkeley.edu/kap2/php/Hidden_Ecologies/?p=320

Thiobacillus Ferrooxidans

Fonte: http://inema.com.br/mat/idmat026052.htm

Fonte: Arquivo pessoal

• Líquens (ác. oxálico e fenólico - agentes de quelação)

• Redução de compostos →→→→ processos de gleização

Fotos: Arquivo pessoal

• Ação humana sobre a formação de solos

Cortes e aterros

Deposição resíduos

Sistematização de terrenos

Queimadas

Erosões

Fotos: Arquivo pessoal

Fator Relevo

• Assim como o material de origem, pode ser considerado um estado inicial estabelecido antes do início da pedogênese (Fanning & Fanning, 1989).

• Dentre os efeitos do relevo na formação dos solos destacam-se:destacam-se:

a. distribuição da umidade na paisagem;b. erosão e sedimentação;c. distribuição da radiação solar nas faces do terreno.

Relevodistribuição de água no terreno

alteração pedogenética

• Configuração do relevo

Fonte: Prof. Azevedo, ESALQ

• Efeito do relevo na lixiviação de bases em uma cat ena

Relevo característico da região da Campanha do RSFonte: Reinert et al. (2007)

• Efeito do relevo na movimentação de massa e pedogê nese

Relevo de ocorrência dos areais na Campanha do RS.

Fonte: Reinert et al. (2007)

Argissolo

Fonte: Streck et al. (2008)

• Relevo x clima x solos no RS

Planalto gaúcho

Planalto gaúcho

Latossolo Vermelho Distrófico típico

Fator Tempo

• Refere-se ao tempo em que o material ficou exposto a ação dos agentes de intemperismo.

• É um fator que depende dos demais, principalmente, da natureza das rochas e das condições climáticas.

• Conceito de tempo zero• Conceito de tempo zero- É o tempo que inicia o desenvolvimento do solo, após um evento catastrófico, tal como:→→→→ retração de glaciações→→→→ fluxos de lavas→→→→ depósitos espessos de cinzas vulcânicas→→→→ área de solo cortada→→→→ etc.

Fator Tempo

• Afirmar que um perfil bem desenvolvido, como um Latossolo é mais velho que um perfil de Neossolo ou Cambissolo é puramente hipotético e especulativo (Jenny, 1941).

• Porém, esta distinção de idade entre classes de • Porém, esta distinção de idade entre classes de solos é importante para os sistemas de classificação.

• Exemplo do grau de dessilicação primário e secundário (Melfi & Pedro, 1977) →→→→ Neossolos e Latossolos dos Campos de Cima da Serra (Ker & Resende, 1990 – Pedron, 2007).

Fator Tempo

Lava Kobeyama, Japão (1.800 anos)

Yokoyama & Nakashima (2005)

Sem sinal de intemperismo

Fator Tempo

Lava Ohsawa, Japão (26.000 anos)

Produtos do intemperismo

Yokoyama & Nakashima (2005)

Fator Tempo

Lava Awanomikoto, Japão (52.000 anos)Yokoyama & Nakashima (2005)

Produtos do intemperismo

Fator Tempo

AA A

Efeito do tempo no desenvolvimento do solo:

cronosequência

AB

BA

B

R

Jovem Maduro Muito maduro

Bi

C

Considerações finais

Bibliografia consultadaJENNY, H. Factors of soil formation. New York: McGraw-Hill, 1941.

KÄMPF, N. Material da disciplina de Gênese e morfologia do so lo - UFRGS . 1997.

KÄMPF, N.; SCHWERTMANN, U. Goethite and hematite in a climossequence in southern Brazil and their application in classification of kaolinitic soils. Geoderma , v. 29, p. 27-39, 1983.

KER, J. C. & RESENDE, M. Caracterização química e mineralógica de solos brunos subtropicais do Brasil. Revista Brasileira de Ciência do Solo , v.14, p.215-225, 1990.

MELFI, A. J.; PEDRO, G. Estudo geoquímico dos solos e formações superficiais do Brasil. Parte 1: Caracterização e repartição dos principais tipos de evolução pedogeoquímica.Revista Brasileira de Geociências , São Paulo, v.7, p.271-286, 1977.

PEDRON, F. de A. Mineralogia, morfologia e classificação de saprolit os e Neossolos derivados de rochas vulcânicas no Rio Grande do Sul . Santa Maria, Universidade Federal de Santa Maria, 2007. 160p. (Tese de Doutorado)

REINERT et al. Principais Solos da Depressão Central e Campanha do Rio Grande do Sul: guia de excursão . Santa Maria: Dept. de Solos, 2007.

STRECK, E. V. et al. Solos do Rio Grande do Sul . 2 ed. Porto Alegre: Emater/RS, 2008.

TRUFFI, S. A.; CLEMENTE, C. A. Alteração de plagioclásios dos riodacitos da Formação Serra Geral (JKsg) da região de Piraju – SP. Scientia Agrícola , v.59, p.383-388, 2002.

YOKOYAMA, T.; NAKASHIMA, S. Color development od iron oxides during rhyolite weathering during 52.000 years. Chemical geology , v.219, p.309-320, 2005.

Bibliografia sugerida

REICHERT, J. M. et al. Apostila da disciplina de Fundamentos da Ciência do Solo.Santa Maria: Dept. de Solos/UFSM, 2007.

PEDRON, F. De A.; DALMOLIN, R. S. D. Reflexões sobre a formação dos solos e o seu estudo. Santa Maria: MSRS, 2008.

STRECK, E. V. et al. Solos do Rio Grande do Sul . 2 ed. Porto Alegre: Emater/RS, 2008.

REINERT et al. Principais Solos da Depressão Central e Campanha do Rio Grande do Sul: guia de excursão . Santa Maria: Dept. de Solos/UFSM, 2007.do Sul: guia de excursão . Santa Maria: Dept. de Solos/UFSM, 2007.

DALMOLIN, R. S. D. et al. Principais solos do Planalto do Rio Grande do Sul : guia de excursão . Santa Maria: Dept. de Solos/UFSM, 2007.

PEDRON, F. de A. et al. Principais solos da região da Quarta Colônia, Rio G rande do Sul: Guia de excursão . Santa Maria: Dept. de Solos/UFSM, 2007.

JENNY, H. Factors of soil formation. New York: McGraw-Hill, 1941.

FANNING, D. S.; FANNING, M. C. B. Soil Morphology, genesis and classification . New York: John Wiley & Sons. 1989.

BUOL, S. W. et al. Soil genesis and classification . Iowa State University Press, 1997.