Fatores de Formação dos Solos
Prof. Pablo Miguel
Departamento de Solos/UFSM
Disciplina: Solos e Produção Animal
Zootecnia
Organização da aula
• Introdução
• Teorias dos fatores de formação
• Fatores de formação dos solos:
- Material de origem
- Clima
- Organismos
- Relevo
- Tempo
• Considerações finais
• Bibliografia sugerida
- Aspectos iniciais
Relação dos fatores de
formação dos solos com a
pedologia
A Teoria dos Fatores de Formação do Solo
• Dokuchaev (década de 70, século XIX) → os
solos desenvolve-se em função da interação
do clima, organismos, relevo, material de
origem e tempo.
• Dokuchaev, Glinka, Joffe e Marbut
→ fatores de formação do solo = causas
→ propriedades do solo = efeitos
A Teoria dos Fatores de Formação do Solo
• Jenny (1941) definiu que toda propriedade do
solo pode ser tanto causa quanto efeito.
• 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
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
• 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
Sedimentos
metamórficas
recentes
Influência da composição da rocha na composição de
solos do RS
Rocha
Ca
Arenito
PVA
0,1
Granito
PVA
1,6
Basalto
Nitossolo
4,6
Composição Rocha
Composição do solo
Química
Argila
Fe
mineralogia
K ppm mineralogia
-1
g kg
(%)
K
Fe
Quartzo
Kt, Qz
0,5
2,0
20
1
2.030
feldspato
Gt, Hm
Mica
Kt, Qz, Mi
3,6
3,0 Feldspato-K
50
3
10.750
Gt, Hm
quartzo
Piroxênios
1,2
9,0
Anfibólios
40
14
2.100 Kt, Gt, Hm
Plagioclásios
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
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 bicrômicos
Solos com horizonte
superficial amarelo e
subsuperficial vermelho
Devido à:
- Efeito inibidor da MO;
- 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
Plagioclásio → caulinita
Fonte: Truffi & Clemente (2002)
Influência do clima (P – ET) nas características de solos basálticos no RS
Região
fisiográfica
RS
Campos
Cima
Serra
da
Campanha
Água
excedente
mm/ano
Solo
pH
S
Al 3+
CTC
V
%
Mineralogia
1850
Cambissolo
4,8
1,1
5,4
10,1
10
Caulinita
goethita
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
→ 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)
• 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
Thiobacillus Ferrooxidans
Fonte:http://arch.ced.berkeley.
edu/kap2/php/Hidden_Ecologi
es/?p=320
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
Queimadas
Erosões
Sistematização de
terrenos
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:
a. distribuição da umidade na paisagem;
b. erosão e sedimentação;
c. distribuição da radiação solar nas faces do terreno.
Relevo
distribuição de água no terreno
alteração pedogenética
• Configuração do relevo
Fonte: Prof. Azevedo, ESALQ
• Efeito do relevo na lixiviação de bases em uma catena
Relevo característico da região da Campanha do RS
Fonte: Reinert et al. (2007)
• Efeito do relevo na movimentação de massa e pedogênese
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
- 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
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)
Yokoyama & Nakashima (2005)
Produtos do
intemperismo
Fator Tempo
Lava Awanomikoto, Japão (52.000 anos)
Yokoyama & Nakashima (2005)
Produtos do
intemperismo
Fator Tempo
Efeito do tempo no desenvolvimento do solo:
cronosequência
A
A
A
AB
Bi
BA
C
B
R
Jovem
Maduro
Muito maduro
Considerações finais
Bibliografia consultada
JENNY, H. Factors of soil formation. New York: McGraw-Hill, 1941.
KÄMPF, N. Material da disciplina de Gênese e morfologia do solo - 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 saprolitos 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.
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 Grande 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.