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Código Logístico Fundação Biblioteca Nacional ISBN 978-85-387-6367-3 PED O LO G IA João V ictor Pacheco G om es IESDE BRASIL S/A 2018 Pedologia João Victor Pacheco Gomes Todos os direitos reservados. IESDE BRASIL S/A. Al. Dr. Carlos de Carvalho, 1.482. CEP: 80730-200 Batel – Curitiba – PR 0800 708 88 88 – www.iesde.com.br Capa: IESDE BRASIL S/A. Imagem da capa: rawintanpin/iStockphoto CIP-BRASIL. CATALOGAÇÃO NA PUBLICAÇÃO SINDICATO NACIONAL DOS EDITORES DE LIVROS, RJ G614p 2. ed. Gomes, João Victor Pacheco Pedologia / João Victor Pacheco Gomes. - 2. ed. - Curitiba, PR : IESDE Brasil, 2018. 178 p. : il. ; 21 cm. Inclui bibliografia ISBN 978-85-387-6367-3 1. Geologia. I. Título. 17-46684 CDD: 550CDU: 551 © 2018 – IESDE BRASIL S/A. É proibida a reprodução, mesmo parcial, por qualquer processo, sem autorização por escrito do autor e do detentor dos direitos autorais. Apresentação O solo é elemento essencial à vida e o seu estudo é objeto da geo- grafia, da agronomia, da engenharia e de outras ciências, sob diferentes aspectos. Servindo de palco para as atividades humanas, o solo é fonte de recursos e morada para várias formas de vida, sendo elemento funda- mental para o equilíbrio ambiental. O estudo do solo, portanto, é essen- cial para que possamos compreender sua dinâmica, seu desenvolvimen- to, seus potenciais e suas limitações, a fim de poder usar esse recurso de maneira sustentável. O objetivo desta obra é apresentar o conteúdo básico da pedologia, uma das ramificações da ciência do solo. Assim, este é um material que traz os fundamentos para compreender a pedologia e que permite imple- mentar pesquisas próprias para aprofundar o conhecimento. Além disso, tem por finalidade servir como referência aos estudantes de geografia, agronomia, biologia e áreas afins. Esta obra está dividida em duas partes, sendo a primeira composta de cinco capítulos que contemplam o processo de formação e desenvol- vimento do solo. O Capítulo 1 trata do contexto histórico e da importân- cia do tema, o Capítulo 2 faz referência aos processos de formação do solo, seus horizontes e a interação com os fatores geobioclimáticos. Já no Capítulo 3 são apresentados os tipos de intemperismo e o seu papel na formação do solo, no Capítulo 4 são expostos os processos físicos do solo e, no Capítulo 5, os processos químicos. A segunda parte do livro, composta de mais cinco capítulos, traz a classificação, o mapeamento e a conservação do solo. O Capítulo 6 apre- senta a classificação de solos do Brasil, ao passo que o Capítulo 7 trata da dinâmica biológica do solo. No Capítulo 8 são abordados o levantamento e o mapeamento de solos, enquanto o Capítulo 9 apresenta os solos do Brasil e do mundo e o Capítulo 10 contempla a conservação dos solos. Boa leitura! Sobre o autor João Victor Pacheco Gomes Doutorando em Ciências Geodésicas pela Universidade Federal do Paraná (UFPR), mestre em Engenharia Cartográfica pelo Instituto Militar de Engenharia (IME), bacharel em Geografia pela Universidade Federal Fluminense (UFF) e licenciado em Geografia pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ). Tem experiência na área de Geociências, atuan- do principalmente nos seguintes temas: cartografia, realidade aumenta- da, RPA e sensoriamento remoto. 6 Pedologia SumárioSumário 1 Solo: conceitos e funções 9 1.1 Histórico da ciência do solo 10 1.2 Conceitos de solo e funções 14 1.3 Funções ecológicas do solo 18 2 Fatores e processos de formação do solo 25 2.1 Processos de formação do solo 26 2.2 Horizontes do solo 30 2.3 Fatores de formação do solo 38 3 Intemperismo 43 3.1 Intemperismo físico e químico 44 3.2 Reações do intemperismo químico 48 3.3 Agentes do intemperismo 52 4 Propriedades físicas do solo 59 4.1 Granulometria, densidade, consistência, presença de ar no solo 60 4.2 Propriedades da água e formas de retenção 63 4.3 Disponibilidade de água no solo; movimento da água no solo 66 5 Propriedades químicas do solo 75 5.1 Reações biogeoquímicas do solo, íons, ânions, cátions 76 5.2 Compostos orgânicos 80 5.3 Gases, pedogênese 83 Pedologia 7 Sumário 6 Classificações taxonômicas e utilitárias dos solos 91 6.1 Classificação dos solos 92 6.2 Sistema Brasileiro de Classificação de Solos 93 6.3 Ordem e subordem dos solos brasileiros 96 7 Matéria orgânica e organismos vivos 107 7.1 Matéria orgânica; acúmulo de húmus 108 7.2 Tipos de organismos 111 7.3 Fatores condicionantes para a presença de organismos 114 8 Cartografia de solos e suas aplicações 121 8.1 Levantamentos pedológicos 122 8.2 Produção de mapas de solos 128 8.3 Aplicação e interpretação do mapa de solos 136 9 Solos do Brasil e do mundo 143 9.1 Solos da Amazônia, do Nordeste e do Centro-Oeste 144 9.2 Solos do Sudeste e Sul 152 9.3 Solos do mundo 156 10 Os solos e as atividades humanas 163 10.1 Degradação dos solos 164 10.2 Erosão 167 10.3 Conservação dos solos 170 Pedologia 9 1 Solo: conceitos e funções Ao pensarmos em solo, muitas vezes somos pegos por nossas pré-concepções de que o conceito é óbvio e trivial. Somos também levados a imaginar que o solo está ao nosso dispor sem a necessidade de implementarmos técnicas específicas de manejo desse recurso – e sequer o entendemos como recurso, muitas vezes. No entanto, essas são concepções modernas de característica urbana, de pessoas que não têm o costume dos povos de outrora, que plantavam e colhiam seus alimentos. Os povos de épocas passadas observavam o ambiente natural com mais acuidade que o homem moderno, identificando vantagens e limitações do solo como recurso. Essa visão atualmente é restrita aos profissionais que estudam e/ou trabalham direta- mente com o solo, mas não deveria, pois esse recurso é fundamental para a existência humana e as ciências do solo têm um papel importantíssimo para que possamos enten- der sua dinâmica e desenvolvimento. Neste capítulo, serão apresentados os temas fun- damentais da pedologia: mostraremos um pouco do histórico das ciências do solo, os conceitos básicos dessa área e, por fim, uma visão ecológica desse recurso. Assim, é possível ter condições de trilhar os primeiros passos para o domínio da ciência do solo. Solo: conceitos e funções1 Pedologia10 1.1 Histórico da ciência do solo 1.1.1 O desenvolvimento da ciência do solo A preocupação com a qualidade do solo e o seu potencial de uso e manejo não é recente. O solo é palco das atividades antrópicas e proporciona o cultivo de alimentos e armazenamento de água, algo que interessa a todos os organismos vivos da Terra. Além disso, o solo permite que seja extraído dele matérias-primas diversificadas para o desenvolvimento, servindo também como palco de nossas atividades. Por esse motivo, o interesse do homem pelo solo e suas propriedades remonta à pré-história (LEPSCH, 2010). Os homens primitivos, cujos registros em fósseis e desenhos em cavernas (Figura 1) levam às conclusões existentes acerca de suas atividades, diferenciavam os solos de acor- do com sua capacidade de gerar frutos. A qualidade dos solos podia ser evidenciada pela geração de frutos melhores que outros em determinados tipos de solo. Os diferentes tipos de solo também permitiam acesso a matérias-primas que possibilitavam a pintura – eviden- ciadas pelos registros em caverna – , que podia ser feita em diferentes cores devido a essa variedade, além de permitir a confecção de objetos a partir deles. Dessa forma, concluímos que, desde muito cedo, a humanidade já enxergava o solo como fonte de recursos. Figura 1 – Registro dos homens primitivos. Fonte: koratmember/iStockphoto. O solo é compreendido pela comunidade científica como um material envolto de com- plexidades, fruto de estudos constantes. No entanto, do período pré-histórico até a atuali- dade, o processo de desenvolvimento da ciência do solo demandou muitas observações e desenvolvimento dos métodos científicos para que fosse estabelecido (IBGE, 2015). Os ho- mens primitivosnunca se preocuparam com a formação do material ou, até mesmo, com as Vídeo Solo: conceitos e funções Pedologia 1 11 propriedades do que conhecemos como solo (LEPSCH, 2010). O interesse por essas questões somente surgiu com o desenvolvimento da humanidade. Quando os homens deixaram de ser nômades e passaram a se fixar em seus próprios territórios, há cerca de 10 mil anos, formando as primeiras cidades, surgiu também a prática da agricultura (LEPSCH, 2016). Era necessário plantar para manter a subsistência, e o conhe- cimento do solo passou a ser fundamental para identificar as áreas que eram mais férteis e aquelas que proporcionavam os melhores frutos (IBGE, 2015). Foi um período mais calcado na observação, em que os homens adotavam a prática de tentativa e erro para identificar as melhores áreas. As primeiras observações mais atentas fizeram concluir que alguns solos possuíam grãos maiores do que outros e que alguns deles eram mais secos comparados a outros (LEPSCH, 2010). Essas observações iniciais foram fundamentais para o desenvolvimento da humani- dade, que estabeleceu as grandes cidades nas regiões que possuíam os solos com maior potencial de uso. Além disso, a proximidade a fontes de água era fator determinante para a escolha do lugar a ser habitado. Ao considerar essas características para estabelecer e desen- volver uma cidade, o homem garantiu o sucesso de grandes civilizações, como é o caso da antiga Mesopotâmia (LEPSCH, 2016). Também baseadas na observação, outras civilizações antigas – como as pré-colombia- nas na América do Sul – utilizavam a agricultura e o manejo do solo para plantar. Os índios brasileiros derrubavam árvores e faziam queimadas para que as cinzas da vegetação quei- mada fertilizassem o solo (IBGE, 2015). Esse procedimento garantia que uma área permane- cesse fértil por 2 ou 3 anos em média (LEPSCH, 2010). Os incas formavam uma civilização mais desenvolvida e adotavam sistemas de irrigação do solo para obter uma agricultura permanente na região dos Andes. Dessa forma, os registros das civilizações antigas evidenciam que a agricultura era a principal atividade e o potencial de uso do solo para esse fim era o fator de diferenciação das categorias de solo. Registros indicam que na China, há 6.600 anos, os habitantes subdividi- ram o solo em nove classes de acordo com o seu potencial produtivo, isso porque o tamanho e valor das propriedades estavam atrelados à produtividade do solo e serviam como base para calcular impostos sobre as áreas (LEPSCH, 2010). Registros da Grécia Antiga indicam que há 2.500 anos Aristóteles e, principalmente, seu discípulo Theofastes realizaram uma série de observações sobre as características do solo relacionadas ao desenvolvimento de plantas (LEPSCH, 2016). Os antigos romanos chegaram a elaborar documentos em que indi- cavam técnicas e meios de se obter as melhores colheitas. Esses acontecimentos estão relacionados a um período pré-ciência do solo, em que a observação era isenta de hipóteses e não era mensurável ou passível de ser provada. Após o período da Idade Média e do Iluminismo, a ciência começou a traçar novos rumos, elabo- rando hipóteses para os fenômenos terrestres e/ou resgatando algumas teorias mais antigas e provando-as. As bases da ciência do solo só foram estabelecidas no ano de 1877, por meio do naturalista russo Vasily V. Dokuchaev (Figura 2), que teve a missão de estudar os solos da Ucrânia e das proximidades da floresta de Gorski. Dokuchaev percebeu que existiam Solo: conceitos e funções1 Pedologia12 diferenças consideráveis nos solos que estudava (IBGE, 2015) e que só foram percebíveis devido à grande extensão do país em que realizou seus estudos (LEPSCH, 2010). Figura 2 – Vasily V. Dokuchaev. Fonte: Wikimedia Commons. Baseado nas observações das condições do ambiente nos lugares estudados, Dokuchaev concluiu que as características diferenciadas do solo estavam relacionadas ao clima. Além disso, ele também foi o responsável por identificar que o solo era dividido em camadas (Figura 3), que também se diferenciavam entre um solo e outro. Dessa forma, Dokuchaev estabeleceu as bases do que hoje conhecemos como pedologia (IBGE, 2015), a ciência que estuda formação, características e desenvolvimento dos diferentes tipos de solo. Outros estudos somaram-se a essa iniciativa, como a química do solo de Liebig dos tratados de Charles Darwin que indicavam a influência dos organismos vivos na formação do solo. Figura 3 – Perfil de solo dividido em camadas. Fonte: strixcode/iStockphoto. Solo: conceitos e funções Pedologia 1 13 Essas teorias foram difundidas pelo mundo, inclusive nas Américas, para onde povos de diversas partes do mundo emigraram. O imperador Dom Pedro II fundou no Brasil, no ano de 1887, a Estação Agronômica de Campinas, que tinha como principal finalidade estudar os solos para a plantação de café, sobretudo na região de São Paulo (IBGE, 2015). No país, institutos para estudos da ciência do solo têm enorme importância devido às di- mensões do território brasileiro e às diversas complexidades que influenciam no desenvol- vimento e nas características dos nossos solos. 1.1.2 Diferentes ramos da ciência do solo A ciência do solo não deve ser entendida apenas como pedologia; há diferentes ramos de atuação que estão agregados ao que se entende como ciência do solo (RESENDE et al., 2007). Como qualquer ciência, diferentes paradigmas e conceitos são estabelecidos para que seja pos- sível realizar estudos focados em determinados aspectos (LEPSCH, 2010). Assim como um corpo humano – que na ciência é dividido em diversos ramos dedicados ao estudo do coração, do cérebro, dos pulmões, entre outro –, o solo também possui elevada complexidade e várias especialidades relacionadas. Algumas subáreas da ciência do solo no Brasil são associadas aos estudos ligados à agronomia, com maior foco no cultivo de plantas (IBGE, 2015), sendo elas: biologia do solo, fertilidade do solo, física do solo, conservação do solo e nutrição de plantas. Além disso, existem as subdivisões consideradas pedagógicas para o estudo do solo, que são: gênese, classificação dos solos, levantamento de solos, morfologia, química do solo e mineralogia. Existem ainda outras divisões, sendo que as mais notáveis são do ramo acadêmico: a mecâ- nica dos solos, a edafologia e a pedologia (RESENDE et al., 2007). A mecânica dos solos é um ramo oriundo da engenharia civil e está focada, principalmente, no estudo e na prevenção do comportamento do solo quando nele é implementado um em- preendimento de construção civil. Essa disciplina atua no estudo dos maciços terrosos, cons- tituídos de taludes e aterros, para identificar o potencial de movimento de massa mediante a implementação de força provocada por obras de engenharia (LEPSCH, 2010). É a área que se preocupa mais com a parte “escavável” do solo e com o quanto de força ele pode suportar. Já a edafologia está relacionada com a fertilidade do solo e a nutrição das plantas; é uma área específica da agricultura que estuda formas de suprir os nutrientes da camada mais superficial do solo (LEPSCH, 2010). A concentração nessa camada está relacionada ao com- primento das raízes das plantas, que precisam que os nutrientes estejam ali concentrados para o seu desenvolvimento. É também a área em que se concentram as análises químicas do solo, com o objetivo de estimar a quantidade de nutrientes e acidez dele e a necessidade de efetuar alguma correção ou fertilização. A pedologia é um ramo que estuda o solo de forma mais abrangente, atuando desde a pedogênese até o estudo de sua estrutura, da camada mais superficial à mais profunda. Nesse ramo, o solo é visto como componente de um ecossistema que possui função fun- damental para o equilíbrio do meio, sendo necessário entender o seu comportamento a partir de sua origem e também os fatores ambientais que agem no seu desenvolvimento Solo: conceitos e funções1 Pedologia14 (RESENDEet al., 2007). Para isso, é necessário também a espacialização dos diferentes tipos de solos, para que seja possível correlacioná-los com os fatores ambientais que in- fluenciam na sua gênese. Dessa forma, a pedologia assume característica de ciência geo- gráfica, não focando apenas em um aspecto do solo, mas em como os diferentes aspectos envolvidos contribuem na formação desse recurso e como ele impacta no desenvolvimen- to ambiental e humano. O foco deste livro está na pedologia como ciência e suas aplicações. O caráter geográfico dessa ciência será ressaltado nos capítulos subsequentes, por meio da correlação com outras ciências e na visão do solo como constituinte da paisagem geográfica. No entanto, antes de avançar, é necessário ter em mente alguns conceitos importantes e particulares dessa disci- plina, que serão abordados a seguir. 1.2 Conceitos de solo e funções 1.2.1 Conceitos de solo O conceito de solo não é tão simples quanto se pensa em um primeiro momento, pois deriva de questões específicas relacionadas a cada área de es- tudo e interesse. Se tomarmos como exemplo os estudos relacionados à geologia, podemos dizer que o solo faz parte de um processo de desenvolvimento das rochas, ou seja, a sua ori- gem está integrada ao que conhecemos como ciclo das rochas. Nesse aspecto, o solo é, então, o resultado de um processo geológico. Essa noção não está errada, no entanto, para pedologia, é necessário ir mais a fundo nesse contexto. Outras formas de compreender o solo podem ser destacadas, como na engenharia civil, que entende o solo como material inconsolidado a ser removido ou que serve de base para a construção civil. Pode ser visto ainda como estrutura-base de um território, quando se trata de questões políticas, ou apenas como um elemento constituinte da paisagem. Para as ciências do solo, no entanto, existem outros conceitos que devem ser considerados. Um dos mais notáveis é apresentado pelo Soil Survey Manual (1951), traduzido por Lepsch, em que o solo constitui: (...) corpos naturais que ocupam parte da superfície terrestre, os quais consti- tuem um meio para o desenvolvimento das plantas e que possuem propriedades resultantes do efeito integrado do clima e dos organismos vivos, agindo sobre o material de origem e condicionado pelo relevo durante certo período de tempo. (LEPSCH, 2010, p. 39) Esse é um conceito incompleto, que deixa de abordar questões importantes, como os limites físicos desses corpos no espaço. No entanto, é um conceito notável ao abordar a integração deles com o clima, que tem forte influência na formação dos diferentes ti- pos de solo (como veremos nos capítulos mais à frente) e na integração dos organismos vivos. Nas ciências do solo, a vida é fundamental para conceituarmos o que se entende como solo, pois os estudos empreendidos e as atividades exercidas terão sempre como Vídeo Solo: conceitos e funções Pedologia 1 15 finalidade, direta ou indiretamente, os organismos vivos, sendo eles partes constituintes do solo ou apenas receptores e/ou agentes ativos. Guerra apresenta em sua obra clássica, Dicionário Geológico-Geomorfológico, a definição de solo como: camada superficial de terra arável possuidora de vida microbiana. Algumas ve- zes o solo é espesso, outras vezes pode ser reduzido a uma delgada película ou mesmo deixar de existir. As rochas que afloram na superfície do globo estão submetidas a ações modificadoras dos diversos agentes exodinâmicos. Um dos processos mais importantes na formação dos solos é a alteração do material ini- cial, ficando no próprio local sem ter sido transportado. Isto tanto pode ser solo como pode ser uma rocha decomposta. A diferença primordial entre um e outro é que mesmo no estado mais avançado da decomposição a rocha não possui vida microbiana. Os solos possuem vida [...]. (GUERRA, 1966, p. 397) É uma definição mais detalhada, mas que padece do mesmo problema apontado na definição anterior; os limites físicos do que se entende como solo não são abordados e é um fator importante para estabelecermos onde esses corpos começam e terminam. A definição apresentada por Guerra (1966) é também clássica, aborda a vida como parte fundamental na constituição do solo – a partir da vida microbiana, como o autor destaca. Também as in- terações com agentes externos, como o clima, estão preservadas quando o autor ressalta as ações modificadoras devido a agentes exodinâmicos. Porém, como ressaltado, tal definição ainda carece de aspectos importantes. Outra definição, mais recente, foi apresentada no Soil taxonomy: a Basic System of Soil Classification for Making and Interpreting Soil Surveys (1999) e é adotada pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) como aquela que mais se adapta ao levantamen- to pedológico: solo é a coletividade de indivíduos naturais, na superfície da terra, eventualmente modificado ou mesmo construído pelo homem, contendo matéria orgânica viva e servindo ou sendo capaz de servir à sustentação de plantas ao ar livre. Em sua parte superior, limita-se com o ar atmosférico ou águas rasas. Lateralmente, limi- ta-se gradualmente com rocha consolidada ou parcialmente desintegrada, água profunda ou gelo. O limite inferior é talvez o mais difícil de definir. Mas o que é reconhecido como solo deve excluir o material que mostre pouco efeito das interações de clima, organismos, material originário e relevo, através do tempo. (IBGE, 2015, p. 39) Essa definição apresenta a visão adotada neste livro. Cabe ressaltar que existem outros termos de uso recorrente que são utilizados por cientistas do solo e/ou de outras áreas do conhecimento e que têm como base o conceito apresentado de forma simplificada ou que se referem a outros aspectos do solo. O IBGE relaciona esses termos em seu Manual técnico de pedologia (2015), os quais são apresentados a seguir com uma breve explicação: • Solo: de um modo geral, pessoas e cientistas de outras áreas não se referem a solo com base no mesmo contexto abordado neste livro. O conceito de solo, para eles, é Solo: conceitos e funções1 Pedologia16 mais simplificado, sendo entendido como o material mineral e/ou orgânico incon- solidado na superfície da terra que serve como meio natural para o crescimento e desenvolvimento de plantas terrestres. Cabe ressaltar que, quando empregado em sistemas taxonômicos1, o termo solo se refere a todas as partes do perfil do solo (Figura 4) existentes na parte superior ao material de origem (IBGE, 2015). Figura 4 – Partes constituintes de um perfil de solo. Horizonte – O → Horizonte orgânico Horizonte – A → Solo com acúmulo de húmus Horizonte – B → Subsolo Horizonte – C → Fragmentos de rocha resistentes Horizonte R → Rocha-base. Fonte: ttsz/iStockphoto. • Solum: termo comumente utilizado para se referir à camada arável, mais super- ficial e, consequentemente, também à mais intemperizada. Na Figura 4, essa ca- mada é representada pelos horizontes A e B. O termo solum é o mais adequado ao conceito de solo apresentado por Guerra (1966), como visto anteriormente. • Solo autóctone, alóctone e pseudoautóctone: esses termos referem-se ao de ori- gem específica. O solo autóctone está relacionado ao que tem como material de origem as rochas imediatamente subjacentes. O solo alóctone não é formado a par- tir dessas rochas, podendo ter natureza distinta ou compatível com elas. Já o solo pseudoautóctone é o solo originado de rochas locais, contendo material externo proveniente de processos erosivos (RESENDE et al., 2007). Ainda existem outros termos relacionados que são comumente utilizados e que serão apresentados nos capítulos subsequentes, nos momentos oportunos e com a devida explica- ção. Os termos e conceitos explicitados nesta seção são de conhecimento-base para o estudo da ciência do solo e a visão destacada neste capítulo será a linha de conhecimento para os estudos e exemplos apresentados nesta obra. 1 De taxonomia, que é o estudo teórico da classificação,incluindo sua base, princípios e regras (IBGE, 1999). Solo: conceitos e funções Pedologia 1 17 1.2.2 Funções do solo Para melhor compreender as funções do solo, deve-se primeiro entender o contexto no qual ele está inserido. O limite superior do solo faz parte do que é conhecido como biosfera, a união de todos os espaços onde há vida na Terra (ROSS, 2014), ficando entrelaçado com a atmosfera. As partes do solo em contato com a água encontram o que se conhece como hidrosfera. Todas as partes que compõem o solo estão localizadas naquilo que se define como litosfera, a parte sólida da estrutura terrestre (GUERRA, 1966). Os diferentes tipos de solo, portanto, estão situados em um contexto que inclui biosfera, atmosfera, hidrosfera e litosfera, partes que compõem aquilo que se conhece como pedosfera. Portanto, a pedosfera engloba todos os diferentes tipos de solos existentes, funcionando ainda como palco ou alicerce da vida, onde os organismos existentes, inclusive o homem, desenvolvem-se, colhem alimentos e exercem suas atividades. Nesse contexto, o solo tem diversas funções, impactando diretamente no nosso cotidia- no. E a primeira delas está relacionada aos alimentos, os vegetais, que nascem e crescem na pedosfera por meio dos nutrientes existentes nos solos. E a qualidade dos materiais dispostos na pedosfera é diretamente proporcional à qualidade dos alimentos por ela fornecidos. Isso se reflete também na água, pois, em contato direto com esse material, ela também adquire suas características. Dessa forma, pode-se dizer que a qualidade da água está relacionada, mas não somente, às características do solo no qual tem contato. O solo funciona também como base fixadora dos vegetais, os quais fornecem frutos necessários às diversas formas de vida (RESENDE et al., 2007), sendo que o homem usa esse recurso na criação de alimentos para a sociedade. A agricultura sempre fez parte da história humana e, no período recente da história do Brasil, fornece produtos que atuam como as principais commodities2 brasileiras. Ressalta-se, com isso, o potencial econômico que deve ser observado pelos elementos que compõem a pedosfera. Nesse sentido, como base da vida, a pedosfera sempre foi a morada do homem, apare- cendo como um potencial econômico na contemporaneidade, também devido ao mercado de construção civil (RESENDE et al., 2007). Na engenharia, os solos são estudados para iden- tificar se são adaptados ou adaptáveis à prática de construção civil. Não são todos os tipos de solo adequados para moradia e esse fator pode influenciar na qualidade da construção e também no seu valor agregado. Essa visão não é muito explorada na pedologia, que é focada nos aspectos naturais da pedosfera. Sempre que possível, no entanto, este livro vai abordar exemplos relacionados a essas questões do âmbito da mecânica dos solos quando os temas trabalhados se relaciona- rem diretamente com os aspectos sociais e naturais, conectando essas áreas. Na pedologia, portanto, a pedosfera é estudada com base nas relações do solo com os or- ganismos vivos, seus nutrientes e com os fatores ambientais, como o clima, a geomorfologia 2 Commodities: plural de commodity, palavra da língua inglesa que significa mercadoria. Commodities é uma terminologia econômica utilizada para designar produtos de baixo valor agregado, ou seja, aque- les que não sofreram alteração, como metais, frutas e cereais. Solo: conceitos e funções1 Pedologia18 e os fenômenos geológicos. Para compreender como o solo se desenvolve e atua nessas cir- cunstâncias, a pedologia se preocupa com o processo de formação do solo, características do material constituinte e as formas de vida ali presentes. Atualmente, o solo possui demandas específicas que extrapolam as necessidades huma- nas, sendo importante também para a manutenção do ecossistema, pois o solo é parte fun- damental dele e também sofre consequências das ações impactantes. Tendo grande impor- tância no desenvolvimento da vida em diferentes escalas, o solo é um recurso em constante desenvolvimento e mudanças na escala de tempo geológico. 1.3 Funções ecológicas do solo A ecologia é uma área que estuda a relação entre os organismos e o meio ambiente (RESENDE et al., 2007). Formado a partir de um sistema de relações entre os organismos, o clima e o solo, o meio ambiente deve ser entendido como um sistema conectado de interdependência. No que se refere aos or- ganismos, a ecologia deve ser entendida como uma relação entre a fauna e a flora com o ambiente, assim como as atividades antrópicas diversas. Nesse sentido, princi- palmente os aspectos socioeconômicos devem ser considerados, por envolverem atividades que podem impactar negativamente uma região. A Figura 5 apresenta esquematicamente as relações de dependência entre os quatro vértices do tetraedro, tendo por objetivo representar o sistema de relações que formam o meio ambiente. Na base do tetraedro encontram-se relacionados os fatores ecológicos: orga- nismos, solo e clima; no vértice superior do tetraedro encontram-se as características socioe- conômicas, podendo se relacionar com qualquer um dos três vértices da base. Figura 5 – Inter-relações dos fatores ecológicos. Influência dos aspectos socioeconômicos Organismos Solo Clima Fonte: RESENDE et al., 2007, p. 5. Adaptado. No tetraedro, as inter-relações são representadas pelas arestas que fazem a ligação entre um fator e outro(s). A aresta que liga o solo com os organismos, por exemplo, representa uma inter-relação de desenvolvimento entre ambos, na qual um depende do outro mutuamente. Vídeo Solo: conceitos e funções Pedologia 1 19 Da mesma forma, a aresta que liga o solo aos aspectos socioeconômicos representa a impor- tância do solo para as atividades socioeconômicas ou como a ação antrópica pode interferir diretamente na qualidade do solo. Ao analisarmos o triângulo-base do tetraedro, percebemos que todos os fatores se co- nectam de alguma forma, representando a ideia de inter-relação e interdependência que ocorre no meio ambiente (RESENDE et al., 2007). O solo encontra-se conectado com todos os outros fatores, formando o que se chama de inter-relação global, o que demonstra a im- portância dele como fator ecológico. Dessa forma, entendendo o solo como um dos principais fatores ecológicos, é necessá- rio compreender sua dinâmica e como esse recurso varia com o passar do tempo, com as alterações no clima e pela ação dos organismos, ou seja, em função das condições ambien- tais. O solo faz parte de um sistema em constante transformação e suas condições físicas e químicas variam no decorrer da escala de tempo geológico. O tempo pode alterar as inter-relações solo-organismos-aspectos socioeconômicos, pois, como será visto a seguir, o desenvolvimento do solo envolve aspectos químicos que podem levar milhares de anos para modificar o seu material de origem (RESENDE et al., 2007). No entanto, os organismos e os aspectos socioeconômicos estão sujeitos a uma escala de tempo menor que os minerais, variando em algumas décadas ou séculos. Dessa forma, as inter-relações mencionadas revelam aspectos de desenvolvimento em uma escala de tempo observável e/ou mensurável. Do ponto de vista geológico, é possível estimar que os solos do território brasileiro, por exemplo, devem sofrer grandes alterações nos próximos decênios. As características diferenciadas dos solos são resultado de mudanças no tempo e no espaço, que criam condições de desenvolvimento variadas dependendo da localidade (RESENDE et al., 2007). Essas diferenças podem ser notadas em grande e pequena escala e vão determinar substancialmente os padrões de uso do solo em questão, seja para ativida- des antrópicas ou para a própria natureza. Cabe lembrar que as primeiras conclusões sobre o uso do solo em alguma atividade foram oriundas da capacidade de observação que estava indiretamente relacionada à agregação desses fatores mencionados. É possível afirmar que muitos atributosdo solo são identificados mais facilmente a par- tir de observações de campo do que usando técnicas laboratoriais. Um exemplo de observa- ção prática em campo é a identificação da presença de hematita3 pela cor do solo (RESENDE et al., 2007). A cor, como será visto mais à frente, é um dos primeiros indícios observáveis de diversas alterações na química do solo. Um solo de cor vermelha, muito oxidado, como facil- mente encontrado na região do quadrilátero ferrífero em Minas Gerais, indica a presença de metal em sua composição, que dá a coloração avermelhada ao solo ao oxidar na sua camada superficial – um ímã pode confirmar essa presença de metal por meio da magnetização: ao esfregar o imã no solo, o metal presente em sua composição é atraído, outro fator que está relacionado à observação. Atualmente, a tecnologia auxilia no desenvolvimento de estudos que confirmam as teorias existentes oriundas do processo de observação, mas, ainda hoje, a observação de 3 Hematita: um minério de ferro que possui coloração preta ou até mesmo azul, brilho metálico e traço vermelho. Quando na forma em pó, aparece com coloração avermelhada. Solo: conceitos e funções1 Pedologia20 fenômenos é preponderante no estudo de solos. No dia a dia, é possível verificar diver- sos exemplos observáveis da dinâmica do espaço influindo no desenvolvimento do solo. Se olharmos para uma trincheira no solo, será possível identificar as camadas sucessivas, dispostas verticalmente e diferenciáveis entre si, que seriam os horizontes do solo, produto de processo de desenvolvimento variável ao longo do tempo. A superfície vertical exposta na trincheira, com o seu conjunto de camadas ou horizontes expostos, é o que conhecemos como perfil do solo. O perfil, portanto, apresenta o que se chama de anisotropia, que é a característica física ou química de um determinado corpo que aparece de maneira diferenciada em várias dire- ções; é uma característica própria de certos minerais. O solo possui anisotropia no sentido horizontal e vertical, sendo, por isso, considerado um corpo tridimensional. As funções ecológicas do solo passam pelo aspecto de sua tridimensionalidade e pelas inter-relações anteriormente mencionadas, formando um recurso complexo e fundamental para os ecossistemas terrestres. A anisotropia do solo é alta em relação aos atributos climato- lógicos e ao teor de água. O principal traço climatológico responsável pelo desenvolvimento de diferentes tipos de solo é a temperatura. Uma temperatura elevada com presença de água no solo provoca reações químicas que vão desencadear um processo de desenvolvimento no solo, que é fundamental para a estrutura de determinados tipos de vegetação ou para o seu uso antrópico. As vegetações dependem da presença de um solo bem desenvolvido e com água disponível em suas camadas subsuperficiais. Ao contrário do que se imagina, as camadas superficiais do solo possuem muitos nu- trientes, mas podem ser também as mais inóspitas. A razão disso é o seu contato direto com a atmosfera, com a incidência de raios solares e dos fatores geológicos/geomorfológicos que podem desencadear um processo de erosão da camada superficial (RESENDE et al., 2007). Por esse motivo, também, a camada superficial é rica em matéria orgânica, já que alguns tipos de vegetação não conseguem criar raízes muito profundas e acabam por não se desenvolver, formando parte da matéria orgânica que se encontra nos primeiros milímetros do solo. Essas constatações servem como base para orientar as atividades exercidas sobre o solo, para que ele não seja impactado, e também os estudos de laboratório que identificar outras características além de encontrar formas de extrair ao máximo os nutrientes fornecidos pelo solo para fins de agricultura. O ser humano precisa que o solo mantenha sua capacidade de render frutos e de fornecer acesso à água, além de compreender sua dinâmica, para susten- tação de sua própria existência. Um recurso de tamanha importância necessita de estudos e experimentos, para que seja possível usufruir dele de maneira sustentável. Alguns dos aspectos relativos a essa temática serão tratados no decorrer deste livro; outros, mais relacionados à agricultura, não fazem parte da abordagem desta obra. Todavia, alguns experimentos são importantes e serão relatados, sendo comuns às duas disciplinas, como a questão do manejo, o comportamento de variedades de erosão, entre outras. Esses estudos têm como fundamento os fatores ecológicos mencionados e devem seguir ritos e condições semelhantes no uso das experimentações. Solo: conceitos e funções Pedologia 1 21 Tanto cuidado é necessário devido à finitude do recurso solo, não sendo possível a sua recuperação em uma escala de tempo humana. O solo, como entendemos na pedologia, só é possível de ser encontrado na Terra, já que o material que compõe o terreno de Marte ou da Lua, por exemplo, não é considerado solo do ponto de vista da pedologia, pois, para tanto, necessita de vida e nutrientes. É importante observar esse conceito, pois o comprome- timento da qualidade do solo vai impactar diretamente na vida das pessoas, a começar pela alimentação, que poderá ser afetada se as plantas não encontrarem os recursos necessários para o seu desenvolvimento. Ainda seguindo esse raciocínio, tudo na Terra tem origem no solo, desde um papel – que vem da vegetação e que, por sua vez, depende do solo – até os circuitos de compu- tador, que precisam dos metais encontrados no solo em subsuperfície e, que são proces- sados em seguida. A ecologia do solo é, portanto, um assunto fundamental e pertinente, permeando nosso estudo sempre que necessário ao ser apontada alguma atividade restri- tiva no uso do solo ou que seja impactante para o ecossistema e, até mesmo, na discussão de sustentabilidade desse recurso. A sustentabilidade é um conceito que surgiu no final do século XX com a compreensão de que as ações antrópicas estavam destruindo recursos que não teriam ca- pacidade de se recuperar em uma escala de tempo humana, impedindo que gerações fu- turas tivessem acesso a eles. Desenvolver de modo sustentável é permitir que as gerações futuras tenham acesso aos mesmos recursos, não os tornando escassos. Esse conceito, no entanto, é geralmente relacionado às questões hídricas, de demanda de energia ou de vegetação, e o solo não tem feito parte desse discurso por não ser visto pela maior parte da população como um sistema impactado. No entanto, ele é fundamental para a vida e para a existência de recursos inerentes a ela, portanto a sustentabilidade, em para- lelo com a ecologia do solo, deve ser trabalhada e discutida, para que possamos resguardar a qualidade do solo para as próximas gerações. Conclusão Este capítulo teve como objetivo introduzir às bases da pedologia. Para isso, na primei- ra parte foi apresentado o histórico da ciência do solo, ressaltando-se os principais eventos históricos que levaram ao desenvolvimento dessa disciplina. Os conceitos de solo e suas funções, abordadas na segunda parte, tiveram o objetivo de apresentar as primeiras teo- rias e os conceitos relacionados a esse assunto. Por fim, a terceira parte abordou as funções ecológicas do solo, delineando a sua importância, necessidade de preservação e papel no ambiente. O capítulo construiu as bases para o conhecimento que será apresentado a seguir, delineando a forma de pensamento expressa nesta obra e mostrando a estrutura técnica fundamental do trabalho subsequente. Solo: conceitos e funções1 Pedologia22 A escola de Liebig e a “lei do mínimo” (LEPSCH, 2016, p. 31) Em meados do século XVII, o químico alemão Justus Von Liebig e sua equipe emitiram vários conceitos científicos sobre como as plantas se nutriam do solo. Para isso, trabalharam com amostras de materiais removidos de diversos solos e colocados ou em frascos de ensaio, den- tro de laboratórios, ou em vasos, dentro de casas de vegetação. A par- tir daí muitas de suas teorias sobre anutrição dos vegetais foram com- provadas, concluindo-se que as plantas se alimentavam, além de água, também de muitos elementos minerais. Comprovou-se também que o húmus era somente um produto transitório entre a matéria orgânica e esses nutrientes minerais. As teorias derivadas dos estudos de Liebig são corretas e foram cientificamente revolucionárias, com grande aplica- ção prática, o que estabeleceu a base para o uso de fertilizantes minerais. Elas deram origem à “lei do mínimo”4, que até hoje é seguida. Em seu livro Química e sua aplicação à agricultura e fisiologia, Liebig afirma que as plantas assimilam nutrientes minerais do solo e propõe o uso de ferti- lizantes minerais para fortificar solos deficientes. Com isso, iniciava-se o aperfeiçoamento das técnicas de cultivo do solo utilizando conheci- mento de vários ramos da ciência, como a química e a geologia, e as técnicas de experimentação. [...] 4 Lei do mínimo: a quantidade de alimento produzida por uma planta está relacionada ao nu- triente que se encontra no solo em menor, e insuficiente, quantidade. Ampliando seus conhecimentos O trecho a seguir, do livro 19 lições de pedologia, de Igo F. Lepsch, destaca a lei do míni- mo, um conceito importante para o desenvolvimento da ciência do solo. A lei do mínimo possibilitou o estabelecimento da agricultura como a conhecemos hoje, com o uso de subs- tâncias químicas para aumentar o potencial de produção. Solo: conceitos e funções Pedologia 1 23 Atividades 1. O desenvolvimento da pedologia como ciência teve como base a necessidade de cul- tivo de bons frutos para a sobrevivência humana e a observação para a identifica- ção dos solos com essas habilidades. No entanto, foi o trabalho desenvolvido por Dokuchaev que mais contribuiu para a formação de uma ciência do solo. Explique qual foi o trabalho que Dokuchaev desenvolveu e qual a sua importância. 2. Das diferentes definições de solo, apresente aquela que é adotada pelo IBGE, ressal- tando os motivos pelos quais é a que mais se adapta à pedologia. 3. Para melhor compreensão dos aspectos físicos, químicos e biológicos que compõem a superfície terrestre e a camada que sustenta a vida no planeta, foi realizada uma subdivisão didática da qual a pedosfera faz parte. Explique o que é a pedosfera e sua importância nos estudos pedológicos. 4. Especifique as principais relações de interdependência que representam os fatores ecológicos e o papel do solo nesse contexto. Referências GUERRA, A. J. T. Dicionário geológico-geomorfológico. Rio de Janeiro: IBGE, 1966. IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Manual técnico de pedologia. 3. ed. Rio de Janeiro: IBGE, 2015. LEPSCH, I. F. Formação e conservação dos solos. São Paulo: Oficina de textos, 2010. ______. 19 lições de Pedologia. São Paulo: Oficina de Textos, 2016. REZENDE, M. et al. Pedologia: base para distinção de ambientes. NEPUT – Núcleo de Estudos de Planejamento e Uso da Terra. Viçosa, Minas Gerais 2007. ROSS, J. L. S. (Org.). Geografia do Brasil. São Paulo: Edusp, 2014. Resolução 1. Dokuchaev realizou estudos dos solos de um país de grande extensão territorial. Des- sa forma, foi possível observar como o clima influenciou na formação dos diferentes tipos de solo. Esses estudos foram fundamentais para a estruturação da ciência do solo, uma vez que o clima é determinante das reações químicas que desenvolvem o solo e fornece a eles características diferenciadas. 2. A definição adotada pelo IBGE é a seguinte: Solo é a coletividade de indivíduos naturais, na superfície da terra, eventualmente modificado ou mesmo construído pelo homem, contendo matéria orgânica viva e servindo ou sendo capaz de servir à sustentação de plantas ao ar livre. Em sua Solo: conceitos e funções1 Pedologia24 parte superior, limita-se com o ar atmosférico ou águas rasas. Lateralmente, limi- ta-se gradualmente com rocha consolidada ou parcialmente desintegrada, água profunda ou gelo. O limite inferior é talvez o mais difícil de definir. Mas o que é reconhecido como solo deve excluir o material que mostre pouco efeito das intera- ções de clima, organismos, material originário e relevo, através do tempo. (IBGE, 2015, p. 39) Essa definição é adotada por abordar de forma mais completa os fatores determinan- tes na formação do solo e os seus limites. 3. A pedosfera é uma divisão que inclui biosfera, atmosfera, hidrosfera e litosfera, além de todos os solos existentes na superfície terrestre. É a base para a sustentação da vida e, na pedologia, tem a sua relação com os organismos vivos como base para os estudos. 4. As relações de interdependência representadas são dadas por organismos, solo e cli- ma e as características socioeconômicas. O papel do solo nesse contexto é representar a base em que ocorrem todas as relações e ser fundamental à vida. Pedologia 25 2 Fatores e processos de formação do solo O solo é um produto oriundo de diferentes fenômenos que ocorrem no planeta de forma desigual. Com isso, tem-se uma multiplicidade de solos com diferentes níveis de desenvolvimento nas condições mais adversas. O solo não é inerte aos fenômenos que ocorrem na superfície terrestre, ao contrário, eles influenciam em seu desenvol- vimento, formando diferentes camadas de solo com colorações variadas e qualidades distintas. O processo de formação do solo não é simplório e envolve etapas que podem durar milhares de anos. Neste capítulo, será apresentada a teoria do processo de for- mação do solo e alguns aspectos referentes à análise em campo. Fatores e processos de formação do solo2 Pedologia26 2.1 Processos de formação do solo A formação do solo é um processo que resulta da interação das rochas que compõem a litosfera com a camada da atmosfera (LEPSCH, 2016). A exposição das rochas aos fenômenos atmosféricos – como a chuva, mudança de temperatu- ra e insolação – resulta em processos degenerativos da estrutura agregada que as formam. O efeito biológico também deve ser considerado, em superfície ou em subsuperfície, uma vez que a força implementada pelos organismos pode desencadear proces- sos de desagregação do material rochoso (REZENDE et al., 2007). Os fenômenos citados formam o intemperismo, processo no qual o material consolida- do da rocha se transforma em um semiconsolidado, dando início à chamada pedogênese, que resulta na formação do solo (LEPSCH, 2016). Esse processo inicial de alteração da rocha forma o regolito. Do grego rhegos = manto + lithos = rocha, o regolito é um material incon- solidado e decomposto que não sofreu erosão, ele forma um capeamento natural da rocha matriz e é composto por fragmentos de rocha e material residual. É o que alguns pedólogos chamam de solo cru (LEPSCH, 2016). O solo é formado na parte superior do regolito, e na área de transição entre o regolito e o solo pode se formar o saprolito. Do grego sapros = podre + lithos = rocha, o saprolito é uma rocha intemperizada, de um material argiloso, friável, de cores que variam entre o amarelo, avermelhado ou em tons de cinza. A variação nas características do saprolito e da sua es- pessura depende da ação do clima e da composição da rocha original, podendo apresentar dezenas de metros de espessura. Um material normalmente oriundo do saprolito é o sai- bro, utilizado com o cimento e a areia na construção civil (REZENDE et al., 2007). A formação do solo, portanto, é um processo que envolve a degradação da rocha, formada em circunstâncias de altas temperaturas e pressão, quando é disposta a condições ambientais total- mente diferentes do quadro de origem em subsuperfície. A partir dos fenôme- nos intempéricos (que serão estudados com mais detalhes no Capítulo 3) é que se dá a formação do solo, e os restos de folhas caídas formam o húmus, mate- rial oriundo do seu processo de decom- posição. Os minerais que resistem aos fenômenos intempéricos formam as argilas, que possibilitam a infiltração da água das chuvas, também facilita- da pelaexistência de vegetação no solo Vídeo Figura 1 – Infiltração da água auxiliada pela vegeta- ção e camada superior composta por húmus. Fonte: tuk69tuk/iStockphoto. Fatores e processos de formação do solo Pedologia 2 27 (Figura 1). A infiltração da água promove a translocação de material da parte mais super- ficial para outras mais profundas. O solo se forma sob a ação de fenômenos físicos, químicos e biológicos. Com a degrada- ção do material homogêneo – a rocha e o saprolito –, o solo se forma em camadas, também denominadas de horizontes (Figura 2). As camadas estão dispostas umas sobre as outras, paralelamente à superfície, e a sequência entre elas é visível, embora a transição não seja tão evidente. Essas camadas possuem também variações de espessura e de dimensão, já que os processos de transformações pelos quais a rocha passa não são homogêneos e dependem de outros fenômenos – climáticos, principalmente – para que seja estabelecida a variabilidade e velocidade das transformações (LEPSCH, 2016). Figura 2 – Formação do solo e as camadas dispostas paralelamente. Fonte: ttsz/iStockphoto. As transformações pelas quais a rocha passa no processo de formação do solo têm maior intensidade nas camadas superiores, diminuindo quanto maior é a profundidade es- tabelecida. Dessa forma, quanto maior a profundidade, mais parecida é a rocha com o seu material de origem. Desde que esteja menos disposto aos fenômenos intempéricos, um solo com poucas camadas, ou com camadas extremamente finas, pode não apresentar essas ca- racterísticas, podendo ser mais homogêneo. A formação do solo, portanto, é resultante de um conjunto de fatores biológicos e ambientais que degradam a rocha ao longo do tempo geológico e devido aos fenômenos intempéricos. Pode-se dividir os tipos de processos que formam os solos e suas camadas em: podzolização, latolização, calcificação, hidromorfismo e halomorfismo, conforme ve- remos a seguir. Fatores e processos de formação do solo2 Pedologia28 2.1.1 Podzolização Esse processo consiste na translocação de materiais de uma camada superior para uma inferior, os chamados horizontes. Se no processo de translocação a matéria orgânica for de um horizonte a outro e, junto com ela, também forem translocados óxidos de ferro e alumí- nio (algo comum em solos que não possuem grande quantidade de argila) e a drenagem do solo for deficiente, forma-se um solo com horizonte podzol. A esse processo de translocação dá-se o nome de eluviação1, enquanto o processo de formação desse tipo de solo é chamado de podzolização. Dessa forma, um solo podzólico é chamado assim quando é formado total, parcialmente ou sob a influência do processo de podzolização (REZENDE et al., 2007). O podzol constitui um grupo de solos de cor cinza entre uma camada orgânica e um mineral lixiviado2, que se assenta sobre uma camada iluvial3 marrom. A sua ocorrência se dá em condições geobioclimáticas típicas de latitudes médias, em regiões de temperaturas baixas e clima temperado. A vegetação típica desse bioma são as coníferas, no entanto, algumas condições locais de climas quentes podem contribuir para a formação desse tipo de solo, que pode ser en- contrado nos platôs litorâneos da região do Pantanal ou em alguns trechos da Bacia do Rio Negro, na Amazônia. Esse tipo de solo é considerado muito pobre, pois, além de ser um material pouco ar- giloso, a vegetação, quando começa a se decompor, libera muita acidez. Como o material de origem é pobre, a acidez liberada pelo processo de decomposição da vegetação faz com que o solo se torne ácido também. Dessa forma, o podzol é uma classe pobre e ácida. É pos- sível, no entanto, que o material translocado seja mais argiloso. Com isso, ele é depositado sobre as partículas da camada, formando um horizonte textural, mais fértil que o podzol (REZENDE et al., 2007). 2.1.2 Latolização A latolização consiste em processos de remoção de sílica4 e de bases da camada após a ação dos fenômenos intempéricos. Os solos formados por esses processos criam uma cama- da latossólica, de solos mais velhos e desenvolvidos. São materiais que ficaram muito tempo expostos na paisagem, sofrendo a ação dos fenômenos atmosféricos, e por esse motivo se desenvolvem mais. São geralmente encontrados em regiões mais elevadas, como os planal- tos (REZENDE et al., 2007). 1 Eluviação: processo pelo qual soluções ou colóides se movimentam de cima para baixo nos solos. Esse processo ocorre quando o volume de chuvas se sobrepõe ao de evaporação. 2 Lixiviado: processo no qual a rocha ou mineral sofre a lixiviação, ou seja, quando são “lavados” pela água da chuva. Com o tempo, o mineral extremamente lixiviado pode se tornar estéril (GUERRA, 1966). 3 Iluvial: de iluviação; processo que resulta na formação de um horizonte constituído de uma camada compacta formada a partir de colóides e substâncias que vêm de cima (GUERRA, 1966). 4 Sílica: substância polimorfa que pode se apresentar em vários estados na natureza. É um composto estável e que somente o ácido fluorídrico é capaz de decompô-lo. Entra na formação de grande parte dos minerais, sendo considerado o eixo de todo o reino mineral. Fatores e processos de formação do solo Pedologia 2 29 Os latossolos, oriundos desse processo que cria uma camada latossólica, são solos com elevada profundidade, extremamente intemperizados e com pouca diferenciação entre as camadas. Possuem aspecto maciço poroso e estrutura granular pequena, além de grande resistência à erosão, maciez e elevado nível de umidade. 2.1.3 Calcificação Nessa classe, os processos consistem em translocação de carbonato de cálcio (CaCO3) no perfil, o que provoca maior concentração dessa substância em alguma parte do solo. A trans- locação, portanto, faz com que ocorra uma redistribuição de material ao longo do perfil. O ambiente geobioclimático típico desse tipo de solo são regiões em que a precipita- ção não ocorre em quantidades suficientes para que haja a total remoção dos carbonatos. A vegetação característica são as pradarias, típicas de regiões de clima temperado. Ocorre um acúmulo de matéria orgânica enriquecendo os horizontes superficiais, tornando-os férteis – também pela presença de minerais primários (REZENDE et al., 2007). A maior limitação desse tipo de solo é a baixa precipitação nas regiões em que é en- contrado. Apesar do potencial de uso devido aos horizontes extremamente férteis, eles só podem ser aproveitados em um ambiente com regime de precipitação regular. No Brasil, esse solo é encontrado nas regiões menos úmidas e mais secas. A calcificação é, também, o nome dado a um processo de correção da acidez do solo para fins de agricultura. Essa correção é feita a partir da aplicação do calcário5 moído. Em solos tro- picais, a aplicação do calcário pode ser mais importante do que a aplicação do adubo, devido ao baixo custo do calcário em relação ao adubo. 2.1.4 Hidromorfismo Essa classe está relacionada aos solos que possuem elevado nível de água, fazendo com que ele adquira características diferenciadas. Uma delas é o arejamento deficiente, uma vez que o ar não consegue penetrar entre os poros, fazendo com que a decomposição da matéria orgânica seja mais lenta. Dessa forma, essa matéria se acumula e cria um ambiente de redu- ção, liberando ferro e manganês em forma solúvel, processo que pode facilitar a absorção desse material tóxico para as plantas (REZENDE et al., 2007). A presença de ferro reduzido faz com que o solo tenha aparência acinzentada, esver- deada ou gley6 abaixo da camada de matéria orgânica. Esse tipo de solo é característico de re- giões de depressão, ou seja, a parte mais baixa do terreno. Quando é drenado naturalmente ou artificialmente, apresenta deficiência de ferro e manganês, embora seja levado para fora do alcance das raízes das plantas e mantenha o aspecto gley. 5 Calcário: rocha formada de carbonato de cálcio, de origem sedimentar, utilizada na produção de ci- mento, cal e mármores, alémda calcificação dos solos para diminuição da acidez. Geomorfologicamente possui grande importância, pois as rochas calcárias têm alta dissolução, formando relevos específicos. 6 Gley: conotativo de excesso de água, as camadas com coloração gleizadas são aquelas que possuem cinzentas ou azuladas. O termo vem de um nome local russo. Fatores e processos de formação do solo2 Pedologia30 2.1.5 Halomorfismo Essa classe está relacionada à elevada presença de sais, que também atribuem caracte- rísticas específicas. Os solos halomórficos estão presentes em depressões do terreno, onde ocorre o acúmulo de água e de sais temporariamente. Os sais são oriundos das rochas e que, no seu processo de intemperismo, desagregam e são levados pela água da chuva, até serem depositados em uma área mais baixa do relevo. Os sais em excesso podem formar os chamados solos salinos. Se o excesso de sal for re- movido de alguma maneira, podem sobrar apenas os íons de sódio (Na), formando um solo alcalino, chamado de solonetz (REZENDE et al., 2007). 2.2 Horizontes do solo Os horizontes do solo constituem um tipo de classificação das diferentes seções que formam o solo e suas especificidades. De acordo com o Manual técnico de pedologia: por horizonte do solo deve-se entender uma seção de constituição mineral ou orgânica, à superfície do terreno ou aproximadamente paralela a esta, parcial- mente exposta no perfil e dotada de propriedades geradas por processos forma- dores do solo que lhe confere características de inter-relacionamento com outros horizontes componentes do perfil. (IBGE, 2015, p. 47) Os horizontes costumam se dividir em cinco tipos, que são chamados de horizontes prin- cipais, identificados pelas letras maiúsculas: O, A, E, B e C. As letras minúsculas são usadas como sufixos para qualificar distinções específicas dos horizontes ou camadas principais, diagnósticos ou não. De acordo com o Manual técnico de pedologia: sufixos numéricos são usa- dos para subdivisão de horizontes principais em profundidade. A divisão é feita a partir da parte superior do horizonte, de forma sucessiva, sendo o símbolo numérico colocado após todas as letras usadas para designar o horizonte. Ex. A1, A2, E, Bt1, Bt2, Bt3, BC e C (IBGE, 2015, p. 48). A Figura 3 mostra um perfil de solo com os principais horizontes delimitados pelos processos pedogenéticos. Nela, o horizonte E não está representado, mas, quando presente, ele se localiza entre os horizontes A e B e possui espessura baixa. Nem sempre todos os ho- rizontes estarão presentes em um perfil de solo, isso vai depender de aspectos relacionados ao tipo de rocha ou clima. O horizonte E, por exemplo, não aparece em muitos tipos de solo. Quando em um perfil de solo faltar algum horizonte, diz-se que o solo é pouco desenvol- vido, ou que tem o perfil incompleto. Existe ainda um horizonte H (também chamado de hístico), que possui grande espessura e ocorre em regiões em que o solo é encharcado. Vídeo Fatores e processos de formação do solo Pedologia 2 31 Figura 3 – Perfil de solo com os horizontes principais. Matéria orgânica Matéria orgânica misturada com minerais Material que ainda não sofreu intemperismo Mistura de areia, silte ou argila Material parental Rocha não alterada Regolito Subsolo Superficial Orgânico Fonte: ttsz/iStockphoto. Antes de tratar com maior especificidade as características dos horizontes principais, convém tratarmos primeiramente da morfologia do solo, pois as características morfológicas são de grande auxílio na delimitação dos horizontes e nas análises laboratoriais (LEPSCH, 2016). A morfologia faz parte do processo de descrição do solo, e a análise de suas caracterís- ticas é importante para as primeiras impressões visíveis a olho nu acerca do solo. 2.2.1 Morfologia do solo As características morfológicas determinam a anatomia do solo, sendo de fundamental importância para a identificação do solo em trabalhos de campo para posterior complemen- tação de testes laboratoriais. É o domínio dessas características que permitirão ao profis- sional identificar corretamente os tipos de solo e os horizontes em uma análise de campo (REZENDE et al., 2007). A morfologia é o primeiro estágio do processo de descrição do solo que trata de sua aparência na paisagem, além de considerar fatores como tipo de terreno (característica geo- morfológica), vegetação existente e tipos de rochas presentes. A seguir temos uma breve descrição das características a serem observadas do ponto de vista morfológico. 2.2.2 Cor A cor é a característica visual mais evidente das feições pedológicas. Como é de fácil visualização, a sua interpretação correta pode proporcionar um rápido entendimento das características do solo analisado. Muitos tipos de solos carregam nomes relacionados a cores Fatores e processos de formação do solo2 Pedologia32 específicas, como a “terra roxa” (que vem do italiano rossa = vermelha, o que significa que o solo tem o tom avermelhado, e não roxo), “terras pretas” etc. (LEPSCH, 2016). No Brasil, o sistema de classificação atribui a cor como característica em muitas nomen- claturas (como será visto nos capítulos seguintes), e possui grande utilização para delimitar os diferentes horizontes. A cor possui padrões para a sua descrição e, na pedologia, o esque- ma de cores utilizado para a interpretação do solo é a tabela Munsell. Esse esquema de cores faz parte do livro Munsell Book of Color, no qual a parte dedicada à porção de cores utilizada para a classificação de solos é também denominada Munsell Soil Color Charts (IBGE, 2015). Em um esquema de cores, três elementos básicos compõem cada uma: tom, luminosida- de e saturação, também chamados de matiz, valor e croma. O matiz é a cor pura ou fundamen- tal, referente ao tom, condicionada aos comprimentos de onda da luz refletida na amostra de solo e captada pelo olho humano na identificação da cor específica. O valor, ou lumino- sidade, está relacionado à claridade ou aos tons de cinza, presentes entre branco e preto. O croma, ou saturação, corresponde à mistura da cor com as tonalidades de cinza e está relacionado à pureza da cor. Desses aspectos, o matiz é o mais importante para a pedologia. O sistema Munsell se baseia em cinco principais matizes: vermelho (R), amarelo (Y), verde (G), azul (B), e roxo (P), e existem mais cinco matizes intermediários representando pontos entre cada dois matizes principais: vermelho-amarela (YR), amarela-verde (GY), verde-azul (BG), azul-roxo (PB) e roxo-vermelho (RP). Dessa forma, o sistema de cores Munsell apresenta dez matizes utilizados na descrição das cores do solo (IBGE, 2015). Cada um desses matizes é dividido em quatro segmentos de mesma dimensão e diferen- ciado por números que aparecem como prefixos ao símbolo do matiz (Figura 4). Figura 4 – Sistema de cores Munsell. Fonte: IBGE, 2015, p. 60. Fatores e processos de formação do solo Pedologia 2 33 No campo, o profissional deve ter uma carta de cores Munsell para solos, que pode ser montada ou adquirida em locais especializados – a fim de comparar em campo o solo com as cores dispostas em retângulos na carta (Figura 5). Segundo o Manual técnico de pedologia (IBGE, 2015), as principais edições do Munsell Soil Color Charts [ou carta de cores Munsell] contêm sete notações de matiz, somando 199 padrões de cores que se organizam com base nas variáveis matiz, valor e croma e que são apresentadas na forma de caderno ou caderneta (IBGE, 2105, p. 45). Figura 5 – Carta de cores Munsell. Fonte: IBGE, 2015, p. 61. Após a observação e comparação, os elementos devem ser anotados em forma de letras seguidas de números, da seguinte forma: 10R 3/4, que significa vermelho-escuro na tabela de cores (LEPSCH, 2016). Dessa forma, 10R é o matiz referente à cor vermelha, o 3/4 é um indicativo de que a cor está misturada com o valor 3 (que corresponde ao cinza) e tem-se ainda o croma 4 (indicando a saturação do vermelho). 2.2.3 Textura O soloé composto de pequenas partículas minerais unitárias que em condições naturais aparecem agregadas umas às outras. As partículas têm tamanho variável e em alguns casos é perfeitamente visível a olho nu a variação de tamanho, enquanto em outros é necessária a utilização de uma lente de aumento ou microscópio. No campo, a primeira avaliação da textura pode ser feita por meio do tato. Quando se pega uma amostra de solo, deve-se molhá-la e friccioná-la com as mãos ou os dedos. Depois que for suficientemente trabalhada, observa-se o comportamento da amostra nas mãos, verificando se ela desliza ou escorrega entre os dedos. Fatores e processos de formação do solo2 Pedologia34 Nas amostras em que há predominância de areia, a sensação é de aspereza, enquanto que nas amostras em que há prevalência de argila é de um material pegajoso, que pode ser enrolado e dobrado. Nas amostras em que o silte7 predomina, a sensação é de um material sedoso, formando rolos com dificuldade e quebradiços. Nos materiais com textura média, há sensação de aspereza e plasticidade, rolos podem ser formados, mas se quebram quan- do dobrados. Esse método de campo é rápido e necessita de perícia e treino para que seja bem-executado (IBGE, 2015). No laboratório, a análise da textura pode ser feita com maior precisão, sendo definidas as proporções relativas, em porcentagem, do material que compõe o solo, que é identificado e classificado graficamente a partir de diagramas triangulares (Figura 6) elaborados para esse fim. Figura 6 – Diagrama triangular para determinação da textura. 100 100 100 80 80 80 60 Porcentagem de areia Po rc en ta ge m d e a rg ila Porcentagem de silte60 60 40 40 40 20 20 20 0 0 0 Muito argilosa Argilosa Média Arenosa Siltosa Fonte: LEPSCH, 2016, p. 40. Adaptado. A textura de um horizonte de solo somente pode ser modificada se houver translocação de material de um horizonte a outro. Esse processo ocorre naturalmente em uma escala de tempo geológico, mas pode acontecer mais rapidamente com o uso de equipamentos para arar o solo, que podem movimentar o material de um horizonte a outro. 2.2.4 Estrutura Na pedologia, a estrutura se refere ao agrupamento de partículas e seu formato, que tem relação com a natureza físico-química das partículas do solo. Os agregados do solo pos- suem tamanhos variáveis e encontram-se separados por fendilhamento8 (LEPSCH, 2016). Na 7 Silte: “Partícula de sedimentos clásticos não consolidados, com diâmetro variando, na escala de Wentworth, entre 0,0039 mm e 0,062 mm” (IBGE..., p. 282). 8 Fendilhamento: ato de abrir pequenas fendas. Fatores e processos de formação do solo Pedologia 2 35 atividade de campo, utiliza-se uma faca para separar os agregados, seleciona-se com os dedos aqueles que possuem fraca ligação natural uns com os outros e, depois de separados, verifica- -se sua forma e coesão. A classificação dos agregados se dá com base na sua estrutura visual, podendo ser granular, prismática, colunar, blocos ou laminar, por exemplo (Figura 7). Figura 7 – Tipos de estrutura. Material de solo agregado Tipo Subtipo Exemplo Tipo Subtipo Exemplo Granulas Granular Prismática Prismática Grumosa Blocos Angulares Colunar Subangulares ParalelepipédicaLaminar Cuneiforme Material de solo não agregado Tipo Exemplo Tipo Exemplo Grão simples Maciça Fonte: IBGE, 2015, p. 77. A estrutura é importante, pois pode determinar a porosidade do solo, uma vez que o tamanho e o grau de desenvolvimento dos agregados determinam essa característica. Além disso, a velocidade das ações físicas e químicas que ocorrem em subsuperfície, dependem da estrutura do material. 2.2.5 Consistência A consistência é a resistência dos torrões a alguma forma que tenta rompê-los, ela está relacionada ao grau de adesão e coesão entre as partículas. A consistência do solo varia em função das características anteriormente citadas, além da presença de matéria orgânica ou óxidos de ferro, que podem fragilizar ou intensificá-la. Fatores e processos de formação do solo2 Pedologia36 Nos horizontes, ela pode ser determinada a partir de três estados específicos de umida- de, que podem ser observados a partir da manipulação do material entre os dedos: molhado, úmido e seco. A manipulação do material molhado avalia a plasticidade e a pegajosidade; o material úmido, quando manipulado, vai permitir observar a friabilidade; o material seco faz com que seja possível avaliar a dureza ou a tenacidade (IBGE, 2015). 2.2.6 Os horizontes principais Podem ser de diversos tipos quanto a sua espessura e composição. A identificação dos horizontes é feita com letras maiúsculas, que representam características específicas, segui- das de sufixos em letras minúsculas (Quadro 1), que complementam as características dos horizontes, representando aspectos secundários. O horizonte O compõe a parte orgânica do solo, é um horizonte delgado que recobre certos solos minerais. Também chamado de serapilheira, é constituído por folhas e galhos que caem das árvores, gerando um material em decomposição. Esse horizonte impede que a erosão desgaste o solo, além de armazenar água e regular as temperaturas. Na parte mais superficial, chamada de horizonte Oo, encontra-se o material orgânico recém-caído e não decomposto. O sub-horizonte O, denominado Od, armazena a matéria orgânica já decom- posta ou em estado de fermentação. Conhecida como terra vegetal, é muito procurada para o cultivo de plantas em vasos (LEPSCH, 2016). Quadro 1 – Sufixos que complementam a classe dos horizontes do solo. Sufixos aplicados aos símbolos de horizontes Sufixos Descrição Exemplo b Horizonte enterrado Ab c Concreções ou nódulos endurecidos Bc d Acentuada decomposição da matéria orgânica Od e Escurecimento externo dos agregados por material orgânico Be f Presença de plintita Bf, Cf g Horizonte glei (ou Gley) Bg, Cg h Acumulação iluvial de matéria orgânica Bh i Desenvolvimento incipiente do horizonte B Bi j Presença de ácidos sulfatados (tiomorfismo) Bj k Presença de carboidratos Ck m Horizonte extremamente cimentado Bm n Acumulação de sódio Bn o Material orgânico mal ou não decomposto Oo Fatores e processos de formação do solo Pedologia 2 37 Sufixos aplicados aos símbolos de horizontes Sufixos Descrição Exemplo p Horizonte arado ou revolvido Ap q Acumulação de sílica Bq r Rocha branda ou saprolito Cr s Acumulação iluvial de sesquióxidos de ferro e de alu-mínio com matéria orgânica Bs t Acumulação de argila iluvial Bt u Modificações antropogênicas v Argilas expansíveis ou características verticais Bv w Intenso intemperismo do horizonte B Bw x Cimentação aparente que se desfaz quando umedecido Bx y acumulação de sulfato By z Acumulação de sais mais solúveis que sulfato de cálcio Bz Fonte: LEPSH, 2016, p. 201. O horizonte A é uma camada mineral, em sua quase totalidade, mais próxima da super- fície. Possui um grande acúmulo de matéria orgânica, seja ela parcial ou até mesmo humifi- cada, e perda de material para o horizonte B devido à translocação ou eluviação (REZENDE et al., 2007). A coloração é escura, pela quantidade de húmus presente no material. Quando utilizado para fins de agricultura, pode se misturar com outros horizontes ao ser revolvido, quando isso acontece, recebe o sufixo p, sendo referido como Ap. Já o horizonte B é o que possui maior desenvolvimento de cor e estrutura (se não tiver sido exposto à superfície), além de material translocado do horizonte A (ou horizonte E, que será especificado mais à frente). Com a translocação de material, a água e o material translo- cado se acumulam e ficam retidos no horizonte B, em um processo conhecido como iluviação. O horizonte C corresponde ao saprolito, rocha pouco alterada pelos agentes intempé- ricos. Esse horizonte armazena as características mais próximas do material de origem do solo – como dito anteriormente, o saprolito constitui a parte de transição entre o material deorigem e o solo. Existem ainda outros horizontes de ocorrência variável, como o horizonte H, orgânico ou hístico. O horizonte E é presente em alguns solos, possui tonalidade mais clara, e nele ocorre perda de material que é translocado para os horizontes inferiores, como o horizonte B. O processo de translocação que ocorre no horizonte E é chamado de eluviação, por isso esse horizonte é considerado uma camada eluvial. O R é a simbologia reservada para designar a rocha inalterada. Quando um horizonte é muito espesso, a sua definição não fica restrita aos símbolos já citados; números são adicionados à nomenclatura para auxiliar a subdivisão, que é possível devido à espessura, que irá proporcionar diferenças consideráveis entre a camada superior Fatores e processos de formação do solo2 Pedologia38 e a inferior, como um horizonte Bt que pode ser subdividido em Bt1, Bt2 e assim sucessiva- mente, com pequenas diferenças entre uma subdivisão e outra, muitas vezes relacionadas à tonalidade. 2.3 Fatores de formação do solo Os fatores que determinam a formação de um solo são representados pelo tetraedro (ver Capítulo 1) e formam os aspectos da paisagem. Sendo, então, um elemento geográfico extremamente variável e dinâmico, a paisa- gem possui descontinuidades acentuadas que vão determinar a formação e o desenvolvimento do solo. Neste tópico, serão ressaltadas algumas carac- terísticas da paisagem que podem determinar a variabilidade entre os tipos de solo e seus diferentes graus de desenvolvimento. 2.3.1 Relevo O relevo influencia na formação do solo ao controlar a exposição do material de ori- gem aos agentes geobioclimáticos. O tempo é fundamental para a formação do relevo e pela determinação de como ele vai influenciar a pedogênese. Sabe-se que o relevo é mol- dado em uma escala de tempo geológico e, por isso, é necessário determinar sua influência (REZENDE et al., 2007). As partes consideradas mais “velhas” do relevo são aquelas expostas a mais tempo aos agentes intempéricos, geralmente são regiões grandes, altas e chapadas, comumente encon- tradas no Brasil. Nessas regiões, o solo é muito lixiviado e ocorre a presença de vegetação de cerrado. As partes rejuvenescidas são mais baixas e também mais acidentadas, pois o material de origem ainda não foi totalmente degradado. A Figura 8 mostra a relação da idade do relevo com o desenvolvimento do solo. Cabe ressaltar também que o latossolo ocorre em superfície regular, sem descontinuidade. O solo B textural está em elevações com superfície irregular, onde se encontram descontinuidades como rupturas e declives. Figura 8 – Relação solo-relevo. Mais velho Mais novo R el ev o Latossolos Solos com B textura A um en to d a id ad e Cambissolos Aluviais Fonte: Elaborada pelo autor. Vídeo Fatores e processos de formação do solo Pedologia 2 39 2.3.2 Vegetação e clima As condições climáticas são de fundamental importância para o desenvolvimento do solo. As reações químicas da natureza dependem de um regime regular de chuvas – para que a água seja armazenada – e também de temperaturas elevadas que podem ocasionar os fenômenos necessários para a pedogênese (REZENDE et al., 2007). Por esse motivo, regiões mais quentes tendem a ter um solo mais desenvolvido do que as regiões frias. Quando os dados climatológicos não são suficientes para que o profissional possa tra- çar um perfil do clima da região, então a análise da vegetação deve ser feita, já que ela, refle- te as condições do clima que predomina na região e pode apresentar um quadro histórico ou do presente do que se encontra como condição climatológica. As fases da vegetação podem indicar a vegetação-clímax da área, ainda que a região tenha sofrido alterações climatoló- gicas ou antrópicas. Nesse aspecto, ainda que uma ação antrópica esteja ocorrendo ou que a área esteja abandonada, a vegetação irá representar os diferentes estágios climatológicos da região. 2.3.3 Aspectos socioeconômicos Os aspectos socioeconômicos possuem estreita relação com o solo, pois a ocupação da sociedade ocorre em regiões de solo mais desenvolvido e com maior qualidade. As regiões em que o solo possui mais nutrientes abrigam as maiores concentrações populacionais (REZENDE et al., 2007). Entre alguns exemplos notáveis nesse aspecto, pode-se ressaltar o desenvolvimento de São Paulo, com seus solos podzólicos vermelho-amarelos, de textura média desenvolvidos no arenito bauru e o latossolo roxo e a terra roxa estruturada. São solos de alta capacidade de utilização e que proporcionaram um alto desenvolvimento econômico para a região. O desenvolvimento tecnológico tem contribuído para que os solos com baixa capaci- dade de utilização possam ser corrigidos e utilizados. Pesquisas têm sido realizadas nesse sentido, principalmente pela Embrapa9. Elas podem ter grande impacto futuramente, na medida em que os solos com elevada capacidade de uso vão exaurindo os seus nutrientes e o investimento nessas tecnologias pode ter grande impacto na sociedade. Conclusão Com base no conhecimento apresentado neste capítulo, é possível compreender que a formação do solo trata de um processo envolto de complexidades e que os diferentes tipos de solo se são oriundos de fatores externos de origem geológica e antrópica. Além disso, a formação do solo e sua subdivisão em horizontes permite ter, de forma didática, o conheci- mento dos diferentes aspectos de desenvolvimento. 9 A Embrapa (Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária) é uma instituição pública de pesquisa voltada para o setor de agricultura. Fatores e processos de formação do solo2 Pedologia40 As atividades aqui descritas, principalmente no que se refere às de campo, devem ser efetuadas pelo profissional para o qual esta obra serve como base de consulta. Mas não deve se limitar a ele, pois a pedologia é uma área em constante expansão, o profissional/estudan- te, deve se sentir motivado a aprofundar os seus conhecimentos em atividades de campo e com experimentos. Ampliando seus conhecimentos Entre os diferentes materiais existentes, Igo F. Lepsch apresenta em seu livro detalhes acerca do tamanho das partículas constituintes do solo, que auxiliam a análise da textura. Formação e conservação dos solos (LEPSCH, 2016, p. 39) [...] Para que as partículas possam ser convenientemente estudadas, é cos- tume classificá-las em frações cujos limites convencionais mais utilizados no Brasil são: Fração Diâmetro médio Calhaus (ou pedras) 200 a 20 mm Cascalho De 20 a 2 mm Areia De 2 a 0,5 mm Silte (ou limo) 0,05 a 0,002 mm Argila Menor que 0,002 mm Algumas vezes a fração de areia é subdividida em outras duas: areia grossa (2 a 0,2 mm) e areia fina (0,2 a 0,5 mm). Mais detalhadamente pode ser subdividida em cinco subfrações: a) areia muito grossa (2 a 1 mm); b) areia grossa (1 a 0,5 mm); c) areia média (0,5 a 0,25 mm); d) areia fina (0,25 a 0,1 mm); e) areia muito fina (0,1 a 0,05 mm). [...] Fatores e processos de formação do solo Pedologia 2 41 Atividades 1. Leia o trecho a seguir: A formação do solo é um processo que resulta da interação das rochas que com- põem a litosfera com a camada da atmosfera. A exposição das rochas aos fenô- menos atmosféricos – como a chuva, mudança de temperatura e insolação – re- sulta em processos degenerativos da estrutura agregada que as formam. A partir da leitura do trecho, e considerando o que foi apresentado neste capítulo, explique os principais processos que envolvem a formação do solo. 2. Releia o trecho do livro: A morfologia faz parte do processo de descrição do solo, e a análise de suas ca- racterísticas é importante para as primeiras impressões visíveis a olho nu acerca do solo. Os horizontes do solo se diferenciam entre si, principalmente pelas características mor- fológicas do solo. Explique qual o papel da cor nesse contexto e como ela é utilizada. 3. Conforme visto no capítulo: Os horizontes principais podem ser de diversos tiposquanto a sua espessura e composição. A identificação dos horizontes é feita com letras maiúsculas, que re- presentam características específicas, seguidas de sufixos em letras minúsculas, que complementam as características dos horizontes, representando aspectos secundários. Dessa forma, especifique e diferencie os horizontes principais do solo. 4. O relevo constitui um dos fatores para a formação e o desenvolvimento do solo. Explique qual a relação relevo-solo. Referências GUERRA, A. J. T.; Dicionário geológico-geomorfológico. 8. ed. Rio de Janeiro: IBGE, 1993. Disponível em: <https://biblioteca.ibge.gov.br/visualizacao/livros/liv23450.pdf>. Acesso em: 13 out. 2017. IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Manual técnico de pedologia. 3. ed. Rio de Janeiro: IBGE, 2015. LEPSCH, I. F. Formação e conservação dos solos. 2. ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2010. ______. 19 lições de pedologia. São Paulo: Oficina de Textos, 2016. REZENDE, M. et al. Pedologia: base para distinção de ambientes. NEPUT – Núcleo de Estudos de Planejamento e Uso da Terra. Viçosa, 2007 Fatores e processos de formação do solo2 Pedologia42 Resolução 1. Entre os principais processos que envolvem a formação do solo podem ser destaca- dos os seguintes: • Podzolização: essa classe consiste na translocação de materiais de uma camada superior para uma inferior, os chamados horizontes. • Latolização: consiste em processos de remoção de sílica e de bases da camada após a ação dos fenômenos intempéricos. Os solos formados por esse processo criam uma camada latossólica, de solos mais velhos e desenvolvidos. • Calcificação: nessa classe, os processos consistem em translocação de CaCO3 no perfil, o que provoca maior concentração dessa substância em alguma parte do solo. • Hidromorfismo: está relacionado aos solos que possuem elevado nível de água, fazendo com que eles adquiram características diferenciadas. • Alomorfismo: está relacionado à elevada presença de sais, que também atri- buem características específicas ao solo. 2. A cor é a característica visual mais evidente das feições pedológicas. Como é de fácil visualização, a sua interpretação correta pode proporcionar um rápido entendimen- to das características do solo analisado. No campo, o profissional deve ter uma carta de cores Munsell para solos, que pode ser montada ou adquirida em locais especializados, sendo importante para compa- rar em campo o solo com as cores dispostas em retângulos na carta. 3. O horizonte A é uma camada mineral, em sua quase totalidade, mais próxima da superfície. Possui um grande acúmulo de matéria orgânica, seja parcial ou até mesmo humificada, e perda de material para o horizonte B devido à translocação ou à eluviação. Já o horizonte B é o que possui maior desenvolvimento de cor e estrutura (se não tiver sido exposto à superfície), além de material translocado do horizonte A. O horizonte C corresponde ao saprolito, rocha pouco alterada pelos agentes intempéricos. 4. As partes consideradas mais “velhas” do relevo são aquelas expostas a mais tempo aos agentes intempéricos, geralmente são regiões grandes, altas e chapadas, comu- mente encontradas no Brasil. Nessas regiões, o solo é muito lixiviado e ocorre a pre- sença de vegetação de cerrado. As partes rejuvenescidas são mais baixas e também mais acidentadas, pois o material de origem ainda não foi totalmente degradado. Pedologia 43 3 Intemperismo O solo é um produto de uma série de transformações que a rocha sofre na camada que conhecemos como litosfera. Essa camada, constituída pela crosta terrestre, inte- rage com a atmosfera e com a biosfera, desenvolvendo uma série de reações físicas e químicas que terão como resultado a decomposição das rochas e a formação do solo. A esse conjunto de processos que formarão o solo chamamos de intemperismo. É uma etapa fundamental na pedologia que formará a rocha alterada e o solo, estando sujeita, ainda, aos processos erosivos que contribuem também para o delineamento do relevo. Neste capítulo, iremos estudar de forma mais aprofundada o intemperismo em seus diferentes aspectos. Intemperismo3 Pedologia44 3.1 Intemperismo físico e químico O intemperismo é o conjunto de processos físicos, químicos e/ou biológi- cos que altera a estrutura da rocha, desagregando o material e transformando-a em minúsculas partículas que formarão o solo. A classificação entre intempe- rismo físico e químico é mais comum na literatura científica, no entanto, existe também o intemperismo biológico, que é menos citado. O intemperismo biológico está relacionado aos fenômenos de origem animal que causam a degradação do material consolidado da rocha, como o peso dos animais, que promovem grande força ao pisar na rocha, degradando o material, as fezes dos animais que ao se decom- porem causam reações químicas, entre outros. São fenômenos que, apesar da origem biológi- ca, ocasionam reações físicas ou químicas que decorrem na degradação do material consolida- do, sendo classificados como físico-biológicos ou químico-biológicos. Por esse motivo, grande parte da literatura científica não considera o intemperismo biológico como uma classe distinta, mas sim parte integrante dos processos que ocasionam o intemperismo físico ou químico. Além da degradação do material consolidado das rochas, o intemperismo também é responsável pela sintetização de novos minerais, contribuindo para a formação de solos di- ferenciados. A natureza busca sempre um equilíbrio físico-químico entre os elementos sóli- dos, como as rochas, mas, quando esses elementos estão expostos à atmosfera, eles se tor- nam instáveis e passam por transformações diversas, que terão sua intensidade determinada pelas condições do ambiente. Por esse motivo, existem solos de diferentes características e níveis de desenvolvimento. 3.1.1 Intemperismo físico O intemperismo físico é caracte- rizado pelos processos que dão ori- gem à desagregação do material que forma a rocha, separando os minerais anteriormente coesos, transformando a rocha em um material descontínuo e friável1. São processos que resultam, direta ou indiretamente, em ações que promovem pressão nas rochas, cau- sando a ruptura, quebra e desagrega- ção dos minerais (Figura 1). Um típico exemplo do intempe- rismo físico é a dilatação e contração dos minerais causada pela variação de temperatura ao longo do ano. As diferentes estações 1 Friável: propriedade dos minerais e das rochas de se fragmentarem facilmente, até mesmo por sim- ples pressão dos dedos (GUERRA,1966). Vídeo Figura 1 – Rocha fraturada pelo intemperismo físico. Fonte: 7000/iStockphoto. Intemperismo Pedologia 3 45 causam mudanças bruscas de temperatura em grande parte do planeta, fazendo com que no verão as temperaturas sejam mais elevadas e, com isso, ocorra a dilatação dos elementos. No inverno, a situação se inverte, com as temperaturas baixas causando a contração dos minerais. Dessa forma, os processos de dilatação e contração rompem a coesão inicial dos grãos e tornam o material friável. Outra forma de variação de temperatura que também provoca a dilatação ou compres- são dos minerais é a umidade. A mudança cíclica de concentração de umidade no interior das rochas vai provocar alterações substanciais de temperatura, pois o resfriamento ou o aumento da temperatura da água em contato com a rocha causa o enfraquecimento das estruturas que mantêm rígidas as ligações entre as partículas minerais. O congelamento da água é outro fator que promove a desagregação do material – nesse caso, por meio da pressão exercida pelo gelo. A água precipitada, infiltra nas fissuras da rocha e ali permanece armazenada. Com a queda de temperatura, a água congela, aumen- tando o seu volume em 9%, o que a faz exercer pressão nas paredes e causar um esforço que fragmenta a rocha (Figura 2), podendo, inclusive, quebrá-la em diversos pedaços ou aumentar a quantidade de fraturas. Figura 2 – Fragmentação da rochapela ação do gelo. Fissuras Gelo Infiltração da água no solo a) b) Infiltração da água nas fissuras da rocha por meio da precipitação. Congelamento da água nas fissuras. Fonte: Elaborada pelo autor. Intemperismo3 Pedologia46 Esse efeito também pode ser ocasionado pelos sais dissolvidos na água que infiltram na rocha. Os sais são minerais que permanecem na rocha mesmo após a evaporação da água. Com o passar do tempo, aumentam de tamanho pelo processo de cristalização, exercendo grande pressão nas paredes. Os sais mais comuns são cloretos, sulfatos e carbonatos, oriundos do próprio processo de intemperismo da rocha. Além da cristalização, a dilatação térmica des- ses sais ou a absorção de umidade por eles, também é capaz de causar o aumento de tamanho e, consequentemente, pressionar as paredes das rochas, causando a degradação do material. Os monumentos esculpidos em rochas, ou construídos com materiais derivados, sofrem desse problema, fazendo com que seja necessária a restauração de tempos em tempos. O intemperismo físico também pode ser causado pelo crescimento de raízes: a pressão exercida pela vegetação cria fissuras ou quebra do material rochoso (Figura 3). Muitas se- mentes são depositadas nas fissuras das rochas e germinam, possibilitando o crescimento de vegetação de pequeno ou de maior porte. Figura 3 – Raízes provocando fissuras e quebra do material rochoso. Fonte: Wlad74/iStockphoto. As juntas de alívio também provocam a desagregação de material, sendo caracterizadas pelo alívio da pressão de rochas mais profundas quando ascendem a níveis superficiais. Como há o aumento da pressão, o material rochoso dilata, causando o aparecimento de fissuras. O intemperismo físico, portanto, fragmenta a rocha em diversos pedaços ou partículas (Figura 4) a partir da ruptura pela força ao longo das fraturas da rocha. Constata-se aumen- to da superfície de contato com os fenômenos atmosféricos. Com o material mais exposto, aumentam as possibilidades de ação do intemperismo químico, que será tratado no tópico a seguir. Intemperismo Pedologia 3 47 Figura 4 – Fragmentação de uma rocha em oito pedaços, aumentando a superfície de contato. Ruptura ao longo das fraturas Fonte: Elaborada pelo autor. O intemperismo físico ocorre também por outros fatores associados à pressão ou à força, como o impacto das águas na rocha – que, ao longo do tempo, desagregam o material –, além de outros fatores, como desmoronamentos, que podem ocasionar a quebra de partes da rocha. 3.1.2 Intemperismo químico Quando as rochas afloram na superfície terrestre, ficam expostas à atmosfera e suas variações. O ambiente subsuperficial em que as rochas se formam, com condições físicas e químicas controladas, é diferente daqueles com alta variação de fenômenos aos quais são expostas, causando desequilíbrio em seus minerais. Esse desequilíbrio, associado à presença de água, cria o ambiente fundamental para o intemperismo químico. A ação da água é o principal fator responsável pelo intemperismo químico. A água precipitada, rica em O2, entra em contato com o CO2 da atmosfera e, dessa forma, adquire um caráter ácido. A presença de organismos vivos no solo intensifica a presença de CO2, tor- nando o pH das partículas ainda mais incipiente. A presença de calor também é importante para que a reação química aconteça. Quanto maior a temperatura e a presença de água, mais intensa é a reação química. A água, ao adquirir o caráter ácido, dissolve os minerais mais solúveis, deixando um resíduo (saprólito), constituído de novos minerais (como a caulinita e minerais primários mais resistentes como o quartzo e a magnetita). A água, depois de percolada2, torna-se uma solu- ção de íons e sílica dissolvidos pelo intemperismo e lixiviados para o lençol freático. Em um 2 Percolada: de “percolação”, ato de o fluido passar pelo meio poroso (IBGE, 1999). Intemperismo3 Pedologia48 período de tempo longo, como em uma escala de tempo geológico, os minerais primários são intemperizados e deixam como resíduos os minerais muito resistentes, como o quartzo e os neominerais do grupo dos óxidos de ferro e alumínio (Ca2+, Fe3+, Si4+, Al3+, Mg2+, CaCO3). Tem-se então a fase solúvel – em que os constituintes solúveis são transportados pela água e drenam o perfil de alteração – e a fase residual – em que o material que resta no perfil de alteração é enriquecido pelos constituintes menos solúveis. Os minerais que resistiram à ação intempérica são chamados de primários residuais, enquanto que os que se formaram no perfil, após as reações químicas, são chamados de secundários. As reações provenientes do intemperismo químico podem ser representadas pela se- guinte equação geral: Mineral I + solução de alteração → Mineral II + solução de lixiviação3 A intensidade dessas reações depende das condições ambientais, como calor, preci- pitação, temperatura etc. A presença ou ausência de algum desses fatores pode acelerar ou retardar a reação – ou até mesmo seguir outros caminhos, como a criação de outros minerais secundários. Na superfície terrestre, as principais reações do intemperismo químico estão sujeitas ao pH4 predominante (entre 5 e 9), em que se destacam: hidratação, dissolução, hidrólise e oxidação. A acidólise pode ocorrer em algumas regiões da Terra, quando o pH for inferior a 5. No tópico seguinte, as reações do intemperismo serão detalhadas. 3.2 Reações do intemperismo químico O intemperismo químico é o que provoca maior alteração na estrutura da rocha, formando os vários tipos de solo. E as diferentes reações químicas que ocorrem sob condições adversas são as responsáveis por essa variedade. Então, para melhor entender o processo de formação do solo, é necessário compreender o funcionamento dessas reações. 3.2.1 Hidratação Quando a rocha aflora na superfície, em função de sua permeabilidade ou das fissuras, ocorre a infiltração da água. Com a penetração da água, o volume das rochas aumenta e a água que percola em seu interior é responsável pela hidratação. Esta, por sua vez, ocorre quando há atração entre os dipolos5 das moléculas de água e as cargas elétricas dos grãos que formam a rocha. Quando se conectam por meios dos seus dipolos, as moléculas de água entram na estrutura mineral, podendo alterá-la e, com isso, formar novos minerais (Figura 5). 3 Lixiviação: dissolução e remoção dos constituintes de rocha e do solo (IBGE, 1999). 4 pH: indica a acidez ou basicidade de uma solução aquosa. Soluções com pH menor que 7 são ácidas, e com pH maior que 7, básicas ou alcalinas. A água pura possui pH neutro. 5 Dipolo: é um campo elétrico que promove a força de atração entre duas moléculas polares que são ligadas pelos seus respectivos polos. Um polo positivo de uma molécula irá se ligar no polo negativo da outra molécula. Vídeo Intemperismo Pedologia 3 49 Figura 5 – Atração entre os dipolos. Molécula de água (H2O) Grão mineral Cargas insatura- das atraindo as moléculas de água Fonte: TEIXEIRA et al., 2003. Adaptado. Um exemplo da ação da hidratação pode ser visto no granito ou gnaisse, quando os feldspatos são transformados em argila. Esse processo de transformação, faz com que os afloramentos rochosos diminuam, pois as rochas são transformadas em material alterado. 3.2.2 Dissolução A dissolução pode ser descrita como a solubilização completa do mineral. Alguns exemplos de minerais em completa dissolução são o carbonato de cálcio – que em contato com a água carregada com ácido carbônico se transforma em bicarbonato de cálcio – e a calcita – que entra em solução em contato com a água. A dissolução é o processo responsável pela formação dos relevos cársticos, sendo mais comum em regiões onde há presença de calcário. No relevo cárstico encontram-se mais facil- mente as cavernas, provenientes de processos de dissolução mineral que datam de milhares de anos. 3.2.3 Hidrólise A hidrólise pode ser definida como uma reação química em que os minerais ioniza-dos da água, que são o H+ (íons de hidrogênio) e o OH– (hidroxila), substituem outros íons de um mineral, fazendo com que a sua estrutura cristalina se desfaça ou seja modificada. Na pedologia, esse é o processo de transformação dos minerais primários mais importan- te, modificando-os em argilas e liberando cátions e sílica solúvel. Os cátions liberados são Intemperismo3 Pedologia50 responsáveis pela nutrição vegetal (como o cálcio e o potássio), assim como por aqueles que têm propriedades tóxicas para os vegetais (como o alumínio). Dessa forma, para que ocorra a hidrólise, o íon H+, que é resultante do processo de ioni- zação da água, entra nas estruturas dos minerais e desloca os cátions alcalinos K+ (potássio) e Na+ (sódio), além dos alcalinos-terrosos Ca2 (cálcio) e Mg2 (magnésio). A estrutura do mine- ral é rompida e libera Si (silício) e Al (alumínio) na fase líquida. Caso esses elementos sejam recombinados, eles formarão minerais secundários. Um exemplo disso pode ser observado na Figura 6, em que o processo de alteração do feldspato acaba formando a caulinita como mineral secundário. Figura 6 – Alteração de um feldspato. Pequena porção de molécuas de CO2 no ar Dissolve em gotas de chuva para formar ácido car- bônico H2CO3 Uma porção de moléculas de H2CO3 ionizam, formando íons de H+ e HCO3– (bicarbonato) e dando origem a gotas levemente ácidas. Sílica, íons potássio (K+) e bicarbonato (HCO3–) são lixi- viados em direção aos rios Que se recombinam em caulinita. Os íons de hidrogênio são detidos no argilomineral A água levemente ácida dissolve o potássio e a sílica do feldspato Fonte: TEIXEIRA et al., 2003. Adaptado. A hidrólise também é responsável pela perda de matéria, causando a porosidade dos minerais. Característica de grande importância, uma vez que a porosidade aumenta a su- perfície de contato e possibilita maior intensidade das reações do intemperismo químico. Entre as condições necessárias para que a hidrólise ocorra, ressalta-se o pH na faixa entre 5 e 9 e condições de renovação das soluções reagentes, que eliminam os componentes solúveis. A intensidade da hidrólise é definida a partir do grau de eliminação de componentes solúveis, Intemperismo Pedologia 3 51 podendo ser dividida em hidrólise total e hidrólise parcial. Na hidrólise total, a sílica e o potás- sio são totalmente eliminados, enquanto que na hidrólise parcial o potássio pode ser total ou parcialmente eliminado, sendo que parte da sílica permanece no perfil. O que vai determinar a intensidade da hidrólise são as condições de drenagem do ambiente. 3.2.4 Oxidação É a mudança que um mineral, rocha ou solo sofre a partir da adição de oxigênio em sua estrutura química. Nos minerais que contêm ferro, a hidrólise vai promover a remoção do íon ferroso, substituindo-os pelo alumínio. O ferro removido pode passar pelo processo de oxidação, transformando-se no íon que compõe os óxidos de ferro. A Figura 7 representa esquematicamente esse processo. Figura 7 – Alteração intempérica do mineral piroxênio. Piroxênio rico em ferro, liberando sílica e íons ferrosos para a solução Ferro ferroso é oxidado pelas moléculas de oxigênio, for- mando ferro férrico Ferro férrico combina com água, precipitando produtos ferruginosos Neosíntese: sílica recombina com alumina, sintetizando o argilomineral caulinita, que adsorve íons de cálcio não lixiviados Piroxênio FeSiO3 Si(OH)4 +Al3 + OH– +Ca2 Fe 2+ Fe3+ O2 H2O Caulinita Oxi-hidróxidos de ferro (goethita) FeOOH Fonte: LEPSCH, 2016; TEIXEIRA et al., 2003. Ao perder elétrons, o íon ferroso (Fe2+) oxida-se em íon férrico (Fe3+), precipitando um novo mineral como óxidos de ferro (hematita) ou oxi-hidróxidos de ferro (goethita). No solo, esses óxidos recobrem as partículas da caulinita, fazendo com que ele passe a ter cor averme- lhada ou amarelada. 3.2.5 Acidólise A acidólise ocorre em ambientes mais frios, em que a decomposição de matéria orgâ- nica não ocorre totalmente. Como a matéria orgânica é decomposta apenas parcialmente, formam-se ácidos orgânicos que diminuem o pH das águas, colocando o ferro e o alumínio em solução. A acidólise é o principal processo de decomposição de minerais primários em regiões com o pH menor que 5. Ela também pode ser dividida em acidólise total ou parcial. Nesse caso, a totalidade ou a parcialidade do processo está relacionada ao pH presente, de forma que um pH menor que Intemperismo3 Pedologia52 3 faz com que todos os elementos entrem em solução. A acidólise parcial ocorre em regiões que possuem o pH entre 3 e 5. As rochas que passam pelo processo de acidólise total geram solos constituídos pra- ticamente dos minerais primários insolúveis, como o quartzo, formando solos podzólicos. Na acidólise parcial, a remoção do alumínio é apenas parcial, levando à alta concentração desse elemento no solo. 3.3 Agentes do intemperismo Os agentes controladores do intemperismo são características do ambien- te que determinam a forma com que as reações físicas e químicas acontecem. Esses agentes, de ordem natural, controlam a intensidade e a velocidade dos fenômenos que terminam na degradação do material rochoso e na formação dos diferentes tipos de solo. São também chamados de fatores de controle do intemperismo, que agem mutuamente e podem ser representados por material parental, clima, topografia, biosfera e tempo. A seguir serão tratados com mais detalhes cada um desses agentes, com o objetivo de melhor especifi- car o seu papel na formação dos solos. 3.3.1 Material parental Trata-se do material intemperizado. A resistência das rochas varia de acordo com a sua composição e o intemperismo é mais ou menos atuante dependendo da resistência do material intemperizado. Ainda nesse aspecto, a rocha é constituída de mais de um mineral, e, desses, uns são mais suscetíveis ao intemperismo, enquanto outros são mais resistentes. Como exemplo, tem-se o granito, como rocha mais resistente à alteração, e a rocha carboná- tica, como o mármore, como material mais suscetível às alterações. Para melhor identificar os minerais menos suscetíveis ao intemperismo (estáveis) e os mais suscetíveis (instáveis), usa-se a série de Goldich, que representa a sequência de esta- bilidade dos principais minerais encontrados na superfície terrestre (Quadro 1). A conse- quência da diferenciação durante o processo de intemperismo é que os perfis de solo são enriquecidos com os minerais mais resistentes, como o quartzo, e empobrecidos com os minerais mais alteráveis. Vídeo Intemperismo Pedologia 3 53 Quadro 1 – Série de Goldich. Estabilidade dos minerais Velocidade do intemperismo Mais estável Menor Óxidos de ferro (hematita) Hidróxidos de alumínio (gibsita) Quartzo Argilominerais Muscovita Ortoclásio Biotita Albita Anfibólios Piroxênios Anortita Olivina Calcita Halita Menos estável Maior Fonte: Elaborado pelo autor. O pH das soluções que percolam as rochas é alterado de acordo com a composição dos minerais. Dessa forma, reações químicas diferenciadas podem ocorrer durante o per- curso da solução (água, na maior parte das vezes). Como exemplo, a presença de minerais alcalinos e alcalinos-terrosos na estrutura da rocha possibilita que o pH mais alcalino seja instalado na solução que percola no interior da rocha, enquanto que os minerais sem esses elementos alcalinos geram as condições necessárias para que seja instalado um pH mais ácido na solução. Na natureza, as rochas raramente são formadas por um único mineral, sendo então constituídas por uma variedade, o que ocasiona processos diferenciados na própria rocha. O tempo em que a solução permanece em contato com a rocha também é um fator a se con- siderar, tendo em vista que o tempo de contato pode fazer com que uma reação seja mais ou menos intensa. Em zonas mais profundas, a variação do pH costuma ser mais intensa, sain- do de um ponto a outro em função do contato maior ou menor com os diferentes minerais.Por último, a textura da rocha original também determina o intemperismo sofrido pelo material parental, influenciando em uma maior ou menor infiltração da água precipitada. Os solos mais arenosos são mais permeáveis que os solos argilosos, porém as estruturas mais grossas alteram-se menos rapidamente que o material de estruturas mais finas e ar- gilosas. Descontinuidades no terreno podem facilitar a percolação da água, ocasionando também a alteração do material por meio do intemperismo físico. Intemperismo3 Pedologia54 3.3.2 Clima Um dos fatores que mais influenciam no intemperismo é o clima, pois é capaz de deter- minar a velocidade com que ocorrem os processos intempéricos em uma região do planeta. Do clima, os principais aspectos que influenciam de alguma maneira no intemperismo são a temperatura e a precipitação. Como dito anteriormente neste capítulo, água e temperatura são fatores importantes (mas não somente) para que se tenha o intemperismo químico, e determinam também aspectos concernentes ao intemperismo físico, como dilatação e con- tração de material, além do impacto da água da chuva no solo. A disponibilidade de água, determinada pela precipitação total, vai influenciar na reno- vação das águas – e, quanto maior for a precipitação, mais completas serão as reações quí- micas do intemperismo. Na Figura 8, observa-se um mapa do Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC) ligado ao Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) que mostra em mm o nível de precipitação no mês de setembro de 2017 para todo o planeta. O mapa indica uma diferença considerável em diversas áreas, que consequentemente deter- mina tipos de solos diferenciados para essas regiões. Apesar de ser uma amostra mensal de 2017, o padrão de chuvas não permanece homogêneo no planeta se compararmos todos os meses do ano. Figura 8 – Mapa de precipitação. Fonte: INPE – Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais e CPTEC – Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos. Intemperismo Pedologia 3 55 A temperatura também tem um importante papel, desempenhando um duplo condicio- namento sobre a ação da água. A água em estado líquido acelera as reações químicas, mas, quando evapora, diminui-se a quantidade de água disponível, restringindo as reações. A va- riação dos estados da água está relacionada às de temperatura. No entanto, águas muito frias não produzem tantas reações quanto aquelas com temperaturas elevadas. A cada 10° C de aumento da temperatura, a velocidade das reações químicas aumenta de duas a três vezes. Tendo em vista as informações mencionadas, é natural concluir que as reações químicas em regiões que possuem quantidade mais elevada de precipitação e maiores temperaturas são mais intensas. É por esse motivo que a região entre os trópicos possui os solos mais de- senvolvidos do planeta, pois a alteração é mais intensa. Nas regiões de clima frio, a alteração afeta apenas os minerais primários e menos resistentes. 3.3.3 Topografia A topografia do terreno vai determinar a velocidade com que o escoamento superficial vai ocorrer. Ela é apenas um dos fatores dos quais também depende a vegetação existente no terreno. Ambos interferem na quantidade de água que infiltra nos perfis e dos quais depende a eliminação dos componentes solúveis. As reações químicas se dão na região do relevo onde é possível obter boa infiltração, assim como boa percolação da água em um tempo adequado para que ocorram as reações e a drenagem para a lixiviação dos produtos. A forma e a variação altimétrica do relevo irão influenciar para que esses fatores apare- çam com maior ou menor influência. A Figura 9 apresenta uma representação esquemática de um relevo no qual podemos observar que as regiões mais altas funcionam como divisores de água, ou seja, a água pode escoar superficialmente de qualquer lado das regiões mais altas representadas pela cor verde. Observa-se que, em encostas, o perfil não se aprofunda, isso se deve ao ângulo de inclinação somado à força da gravidade, favorecendo os processos erosivos. Em áreas mais baixas, representadas pela cor azul, as águas ficam muito tempo em con- tato com as rochas e concentradas nos componentes solúveis, aumentando a possibilidade de reações de ataque aos minerais. Nesses meios em que a água fica confinada e sem escoa- mento suficiente, o perfil de solo não se desenvolve tanto, não se aprofundando. Pode-se dizer, então, que nessas áreas o intemperismo químico é desfavorecido. O relevo de platôs e encostas suaves representam as formações ideais para o desenvol- vimento de um perfil de solo. Representado pela cor amarela, nesse tipo de relevo há um desnível com relação à base, permitindo boa infiltração e drenagem interna eficiente do perfil. Com a boa drenagem, ocorre maior eliminação dos produtos dissolvidos pela solução. E, por não ter uma inclinação muito grande, o escoamento superficial não causa grandes danos a esse tipo de relevo, sendo também poupado de uma erosão interna – o que, consequentemente, permite que esse tipo de formação elabore perfis profundos e bem desenvolvidos. Intemperismo3 Pedologia56 Figura 9 – Exemplos de formas de relevo. Regiões mais elevadas atuam como divisores de água. Fonte: Elaborada pelo autor. As formas de relevo acima apresentadas são uma pequena amostra da multiplicidade geomorfológica da superfície terrestre. As diferenças consideráveis entre uma forma e outra, de acordo com a região, contribuem para que as reações químicas não ocorram igualmente de uma região para outra. 3.3.4 Biosfera Composta pelos organismos vivos da superfície terrestre, a biosfera fornece às rochas e solos matéria orgânica por meio da vegetação e de outros animais. Os organismos vivos, ao se decomporem na superfície terrestre, causam reações químicas diversas que influenciam o ciclo das rochas. A biosfera participa do intemperismo na formação de moléculas orgânicas que são ca- pazes de colocar cátions dos minerais em solução. Além disso, os componentes orgânicos podem produzir ácidos que extraem até mil vezes mais ferro e alumínio dos silicatos que a água da chuva. 3.3.5 Tempo O tempo é um fator a ser considerado nas reações químicas que desenvolvem os dife- rentes tipos de solo. Nunca ocorrendo em uma escala de tempo humana, mas sim no tempo geológico, a quantidade de anos necessários para a decomposição da rocha vai depender da intensidade do intemperismo. A taxa anual de intemperismo é calculada a partir de estudos de balanço de massa em regiões de bacias de pouca extensão, onde se mede a saída de substâncias dissolvidas na drenagem. Avalia-se também o tempo em que as rochas ficaram sujeitas ao intemperismo, e isso pode ser feito por meio das datações das superfícies de aplainamento. Em algumas re- giões do planeta, de clima mais frio, um manto de alteração da ordem de alguns milímetros de espessura pode ter levado 10 mil anos para se formar, enquanto que em regiões de clima mais quente o tempo médio é de 4 mil anos. Intemperismo Pedologia 3 57 Conclusão O intemperismo é um processo complexo que envolve diversos fatores de ordem física e química. Como visto neste capítulo, não deve ser entendido como uma simples degrada- ção da rocha com o passar do tempo. Além disso, o intemperismo está sujeito a variações de clima, tempo e ao material parental que formam as rochas. A pedologia estuda os produtos do intemperismo, como o solo e a rocha alterada, mas a variedade desse material está sujeita às atividades intempéricas que o profissional deve compreender e ao seu mecanismo de funcionamento, para que seja possível identificar os processos que ocasionam o desenvolvimento constante dos diversos tipos de solo no mundo. Ampliando seus conhecimentos Igo F. Lepsch é um dos maiores nomes da pedologia no Brasil. Em seu livro 19 lições de pedologia o autor traz duas importantes nomenclaturas do intemperismo, conforme apresen- tado a seguir. Intemperismo geoquímico e pedoquímico (LEPSCH,2016, p. 76) [...] Intemperismo geoquímico é aquele que ocorre abaixo do solum ou no contato entre o horizonte C e a rocha. Ele é o responsável pela transforma- ção dos minerais primários menos estáveis em minerais secundários. Já o intemperismo pedoquímico ocorre no material do solo (horizontes A e B) e é responsável pela transformação dos minerais secundários. As principais reações ao intemperismo pedoquímico são: oxidação e redução, retirada de alumínio da grade cristalina das argilas e precipita- ção desse alumínio na forma de hidróxidos entre as camadas das argilas. [...] Atividades 1. Explique o que é intemperismo, cite os dois tipos principais, bem como faça uma análise sobre sua importância para a formação dos solos. 2. Explique o que é hidrólise e seu papel no intemperismo químico, ressaltanto a im- portância desse fenômeno na criação dos diferentes tipos de solo. 3. O que você entende por oxidação? Explique. 4. Qual a influência das diferentes formas topográficas para os fenômenos intempéricos? Intemperismo3 Pedologia58 Referências GUERRA, A. T. Dicionário geológico-geomorfológico. 8. ed. Rio de Janeiro: IBGE: 1993. Disponível em: <https://biblioteca.ibge.gov.br/visualizacao/livros/liv23450.pdf>. Acesso em: 17 out. 2017. IBGE, Glossário. Departamento de Recursos Naturais Estudos Ambientais. Rio de Janeiro: IBGE, 1999. LEPSCH, I. F. Formação e conservação dos solos. São Paulo: Oficina de textos, 2010. _______. 19 lições de pedologia. São Paulo: Oficina de Textos, 2016. TEIXEIRA, W. et al. Decifrando a terra. São Paulo: Oficina de Textos, 2003. Resolução 1. O intemperismo é o conjunto de processos físicos, químicos e/ou biológicos que alte- ra a estrutura da rocha, desagregando o material e transformando-a em minúsculas partículas que formarão o solo. A classificação em intemperismo físico e químico é mais comum na literatura científica, no entanto existe também o intemperismo bioló- gico, que é menos citado. O intemperismo é o principal processo de degradação que vai gerar o solo e seus horizontes. 2. A hidrólise pode ser definida como uma reação química em que os minerais ioniza- dos da água, que são o H+ e o OH–, substituem outros íons de um mineral, fazendo com que a sua estrutura cristalina se desfaça ou seja modificada. Na pedologia, esse é o processo mais importante de transformação dos minerais primários, modifican- do-os em argilas e liberando cátions e sílica solúvel. Os cátions liberados são respon- sáveis pela nutrição vegetal (como o cálcio e o potássio), assim como por aqueles que têm propriedades tóxicas para os vegetais (como o alumínio). Essas transformações, sofridas pelos minerais primários, oriundos de diferentes materiais parentais, são responsáveis pela formação dos diferentes tipos de solo. 3. É a mudança que um mineral, rocha ou solo sofre a partir da adição de oxigênio em sua estrutura química. Nos minerais que contêm ferro, a hidrólise vai promover a re- moção do ferro ferroso, substituindo-o pelo alumínio. O ferro removido pode passar pelo processo de oxidação, transformando-se no íon que compõe os óxidos de ferro. 4. A topografia do terreno vai determinar a velocidade com que o escoamento superfi- cial vai ocorrer. Ela é apenas um dos fatores dos quais também depende a vegetação existente no terreno. Ambos interferem na quantidade de água que infiltra nos perfis e dos quais depende a eliminação dos componentes solúveis. As reações químicas se dão na região do relevo onde é possível obter boa infiltração, assim como boa per- colação da água em um tempo adequado para que ocorram as reações e a drenagem para a lixiviação dos produtos. Pedologia 59 4 Propriedades físicas do solo Na pedologia, estudos aprofundados sobre a natureza do solo devem ser realiza- dos para que se possa compreender o comportamento dos diferentes tipos de solo em variadas situações. O solo serve como base e palco para as relações humanas e também é motivo de disputa entre pessoas que trabalham no campo. Dessa forma, é natural pensarmos que um bem tão precioso para as nossas vidas tenha toda a sua estrutura estudada. Os aspectos físicos do solo são os primeiros a serem investigados, pois pos- suem propriedades que podem ser avaliadas diretamente no campo pelo profissional. Neste capítulo, alguns deles e suas respectivas funções serão explicados. Propriedades físicas do solo4 Pedologia60 4.1 Granulometria, densidade, consistência, presença de ar no solo O estudo das propriedades físicas do solo nos permitem realizar previ- sões sobre seu comportamento e compreender melhor a dinâmica ambiental, para que seja possível realizar uma melhor gestão desse recurso. Os com- ponentes físicos do solo possibilitam desenvolver soluções para problemas práticos do manejo do solo. Por isso, neste capítulo, não se tem a pretensão de esgotar o tema, tendo em vista a infinitude dele, mas serão abordadas as principais caracte- rísticas físicas do solo. 4.1.1 Granulometria A granulometria está relacionada ao tamanho das partículas que compõem o solo, sen- do uma das primeiras características que diferenciam um horizonte do outro (LEPSCH, 2010). A variação de tamanho das partículas não é sempre visível com facilidade, muitas vezes é necessária a utilização de microscópios para identificar a diferença de tamanho das partículas, ou, melhor dizendo, a variação granulométrica. Partículas de diferentes tamanhos encontram-se misturadas umas às outras; partí- culas extremamente pequenas, como as argilas, misturam-se com partículas de tamanho extremamente grande, como os calhaus e/ou cascalhos. A variação granulométrica ocorre devido a um processo de intemperismo diferenciado entre os vários materiais que com- põem o solo, e essa diferenciação se dá pela natureza do mineral: uns são mais resistentes que outros (REZENDE et al., 2007), conforme foi visto no capítulo anterior. Para melhor compreensão da variação granulométrica no solo, é mais apropriado sub- dividir as partículas em classes granulométricas, ou seja, classificá-las quanto ao seu tama- nho. Também chamada de “separados no solo” (LEPSCH, 2010), as classes granulométricas adotadas no Brasil são: argila, silte, areia (fina, muito fina, média, grossa e muito grossa), cascalho, calhaus e matacões. A Tabela 1 apresenta as diferentes classes granulométricas divididas quanto ao seu diâmetro. Tabela 1 – Classificação granulométrica das partículas. Tabela de classificação granulométrica Denominação Tamanho (mm) Matacões > 200 Callhaus 20 a 200 Cascalho 2 - 20 Areia muito grossa 1 - < 2 Areia grossa 0,5 - < 1 Vídeo Propriedades físicas do solo Pedologia 4 61 Tabela de classificação granulométrica Denominação Tamanho (mm) Areia média 0,25 - < 0,5 Areia fina 0,1 - < 0,25 Areia muito fina 0,05 - < 0,1 Silte 0,002 - < 0,05 Argila < 0,002 Fonte: IBGE (2015) e LEPSCH (2016). Adaptado. É possível estimar o quão argiloso é o solo e a sua classe textural por meio do tato em uma atividade de campo, verificando a sensação tátil da amostra. No entanto, apenas em laboratório é possível identificar a porcentagem em peso de cada tipo de partícula existente em uma amostra de solo – e esse tipo de estudo é chamado de análise granulométrica. Para que seja realizada a análise em laboratório, a amostra coletada em campo deve ser seca ao ar, destorroada (desfazendo-se os torrões, partículas agregadas que se desman- cham facilmente com as mãos) e passada por uma peneira com espaçamento na malha de 2 mm. A passagem na peneira tem o objetivo de reter as raízes e partículas com diâmetro maior que esse. O material que passa pela peneira é classificado de “terra fina seca ao ar” (LEPSCH, 2010), no qual é realizada a maior parte das análises físicas e químicas. O material que fica retido na peneira deve ser lavado e pesado, para que se identifique a porcentagem de partículas existentes maiores que 2 mm. Outro método utilizado com frequência para a realização da análise granulométricaé o seguinte: efetua-se a pesagem de 20 g de “terra seca ao ar” que não tenha presença de matéria orgânica – ou que, se apresente, esteja em pouca quantidade – e agita-se fortemente a amostra por cerca de 10 minutos com água misturada a um dispersante químico, como hi- dróxido de sódio ou hexametafosfato de sódio (LEPSCH, 2016). A agitação é necessária para desfazer os pequenos agregados e deixar o silte e a argila suspensos no líquido, separando- -os das outras partículas pelo peso. O material em suspensão é passado por uma peneira com espaçamento na malha de 0.05 mm, para retenção das areias que são posteriormente secas e pesadas (REZENDE et al., 2007). A argila e o silte que passam pela peneira são ar- mazenados em um cilindro no qual são agitados e, posteriormente, colocados em repouso. Após a agitação no cilindro, toda a argila e o silte ficam em suspensão. No período de repouso, o silte se deposita no fundo do cilindro, isso ocorre devido à diferença de diâmetro entre as partículas de silte e argila, sendo que ele possui um diâmetro maior. Após a total decantação do silte, é possível calcular o teor de argila com uma amostra do material que fica suspenso (LEPSCH, 2016). 4.1.2 Densidade A densidade é uma característica intrinsicamente relacionada à porosidade, pois ambas são relações entre massa e volume constituinte do solo. A porosidade pode ser compreendida Propriedades físicas do solo4 Pedologia62 como o volume do perfil de solo não ocupado pelas partículas sólidas, já a densidade, ou massa específica, pode ser de dois tipos: de partícula, também chamada de real, e a densida- de do solo, conhecida como global ou aparente (GUERRA, 1966). A densidade de partícula corresponde a uma relação entre massa por unidade de volume de uma amostra seca de solo à média de densidade de todas as partículas do solo, sem con- siderar os espaços vazios entre elas (porosidade). Esse tipo está relacionado unicamente ao perfil de partículas sólidas no solo, de forma que um solo mineral terá grande volume e, por isso, maior densidade que um solo orgânico, por exemplo (LEPSCH, 2010). O aspecto de densidade de partícula é útil também para indicar indiretamente a velocida- de de penetração de raízes no solo. Além disso, demonstra também a capacidade de armaze- namento de água nele. Isso é possível porque a densidade de partícula é capaz de auxiliar na identificação do tipo de partícula constituinte no solo de forma predominante. Conhecendo esse atributo, é possível calcular indiretamente os valores citados acerca da água e das raízes. Contudo, o tipo de densidade que tem aplicação mais prática na pedologia é a densidade do solo. Ela é mais comum às aplicações práticas por incluir o espaço poroso, analisando o horizonte de solo tal qual ele se encontra na natureza (LEPSCH, 2016). Dessa forma, pode-se dizer que a densidade do solo se baseia no volume natural do horizonte dele considerando os poros, estejam ocupados por ar ou água. A densidade do solo e sua textura possuem estreita relação – em casos em que a densi- dade global do solo é baixa, isso reflete em um solo mais argiloso com agregados pequenos e estáveis (o tipo de solo chamado “terra roxa”). Quando a densidade global está mais pró- xima aos valores das partículas, tem-se um solo mais arenoso (LEPSCH, 2016). O volume total dos poros, sendo o espaço entre as partículas e/ou no interior dos agre- gados, varia inversamente quanto à densidade global. Esse elemento pode trazer informa- ções diversas sobre o comportamento do solo, como é o caso de dinâmica do ar e da água nos poros e as suas proporções, que determinam as propriedades ecológicas do solo. 4.1.3 Consistência A consistência é um atributo que se refere à resistência do material do solo em vários estágios de umidade. Esse atributo reflete a capacidade de adesão e coesão das partículas do solo, quando úmido, resistente às forças de tensão superficial da água. A aplicabilidade desse conhecimento está mais direcionada às áreas de engenharia, em que a resistência do material que compõe o solo a estresses mecânicos pode determinar os direcionamentos to- mados nos projetos (LEPSCH, 2010). No campo, é possível avaliar a consistência do solo de acordo com sua capacidade de se manter coeso ou da ruptura causada pela força direta das mãos em uma amostra de solo, na qual se aplica água para aquisição da umidade nas partículas. Ao manipular o solo com as Propriedades físicas do solo Pedologia 4 63 mãos, as partículas de silte e argila aderem umas às outras, adquirindo formas estruturais. As adesões podem ser fortes, mantendo o material coeso, enquanto outras são fracas, crian- do um material quebradiço. Um método utilizado pela área de engenharia para determinar a consistência é a inser- ção de objetos no solo. O engenheiro civil tenta penetrar o solo com um objeto, como um lápis, em sua extremidade oposta à ponta; se ele não penetra, mas deixa uma marca, o solo é considerado firme. Esse procedimento trata-se apenas de uma análise preliminar para a determinação do tipo de obra a ser efetuada em cada tipo de solo. Estudos laboratoriais mais aprofundados são realizados. 4.1.4 Presença de ar no solo A presença de ar no solo é extremamente importante, pois atua (do ponto de vista eco- lógico) na respiração das plantas e (no ponto de vista pedológico) diretamente nos processos pedogenéticos, controlando as ações de oxidação e redução. Quando a presença de água é incipiente, os poros do solo estão preenchidos por ar, que ficam ali disposto até que ocorra uma precipitação e ele se esvaia para a penetração da água da chuva. Esse fenômeno é o res- ponsável pelo cheiro de chuva que se sente quando ocorre uma precipitação, ou o chamado cheiro de terra molhada. Na pedosfera, o oxigênio encontra-se em menor quantidade, cedendo lugar ao gás carbô- nico resultante dos processos de respiração dos microrganismos e das raízes das plantas, que captam o oxigênio do ar do solo e expelem gás carbônico (LEPSCH, 2010). A renovação desse ar é feita pela difusão de gases entre o ar dentro do solo e o ar imediatamente acima dele. A renovação do ar também pode ocorrer com a infiltração da água da chuva, que desloca o ar existente nos poros, possibilitando a renovação do ar do solo pelo contido na atmosfera. 4.2 Propriedades da água e formas de retenção A presença de água no solo está condicionada aos processos do ciclo hi- drológico – ou ciclo da água, como também é conhecido. O ciclo hidrológico (Figura 1) é o responsável pela troca contínua de água entre a atmosfera e a pedosfera, renovando as reservas de águas subterrâneas e das águas emersas, envolvendo nesse processo a vegetação, o sol e as características climáticas da região que são responsáveis pela precipitação. A água é uma substância formada por um conjunto de moléculas constituídas por dois íons de hidrogênio e um de oxigênio-hidrogênio. É um elemento fundamental à vida e está presente no nosso dia a dia e na natureza, sendo consumida e utilizada para diferen- tes fins, como o banho. A água como a conhecemos é diferente daquela no solo, que está em contato com o ar presente nos poros e nas partículas de solo, que provocam mudanças em seu comportamento. Vídeo Propriedades físicas do solo4 Pedologia64 Figura 1 – Ciclo da água. Fonte: MarinaMariya/iStockphoto. As propriedades da água são diferentes no solo, pois esse elemento é um excelente veículo para transportar sólidos, íons e, até mesmo, gases (REZENDE et al., 2007). A água também transporta materiais em solução, levando-os de um horizonte a outro, promo- vendo com isso diferentes reações químicas que irão resultar em diferentes tipos de solo. Além desses aspectos, a água também é responsável pela hidrólise e hidratação, fases do intemperismo, conforme visto no capítulo anterior. No ciclo hidrológico, a água chega à superfície sob a forma de chuva, podendo escoar superficialmente ou infiltrar no solo. A infiltração vai dependerda capacidade do solo de absorver a água e isso está relacionada aos poros existentes no perfil (REZENDE et al., 2007). O comportamento da água durante a infiltração será diferente dependendo da quantidade de água que infiltra e também do tipo de solo que está recebendo essa solução – podendo ser mais ou menos poroso, com maior ou menor tamanho de partículas. Além disso, um fator que possui grande interferência no processo de infiltração da água no solo é a presença de vegetação – podendo ser densa ou incipiente –, e a densidade dessa vegetação vai determi- nar a quantidade de água no solo, pois as raízes necessitam e absorvem a água infiltrada. A relação solo-água-planta possui um papel de grande importância na dinâmica da água no solo. Sabe-se que uma planta, para poder gerar 1 quilo de matéria seca, necessita ab- sorver 400 litros de água. Desses 400 litros, apenas 1% é utilizado para a produção de tecidos na fotossíntese e de frutos, a maior parte é perdida com a transpiração da planta, evaporação e escoamento superficial (LEPSCH, 2016). Propriedades físicas do solo Pedologia 4 65 A presença de vegetação, no entanto, facilita a infiltração da água no solo, a presença de raízes abre caminhos entre as partículas que facilitam a infiltração. A vegetação, ou cobertura vegetal, também exerce um papel importante ao proteger o solo do impacto causado pela preci- pitação, que pode ocasionar processos erosivos na superfície do solo. A cobertura vegetal inter- cepta a água da precipitação e libera lentamente a água acumulada por meio de gotejamentos para o solo. Em regiões com florestas muito densas, 1/3 da água interceptada sofre processo de evaporação antes de ser liberada para o solo (REZENDE et al., 2007). Outro aspecto capaz de interferir no comportamento da água no solo é a topografia da região. O nível de declividade do terreno pode determinar o quanto a água vai infiltrar no solo e vai escoar superficialmente (REZENDE et al., 2007). Regiões de declives acentuados favorecem o escoamento e diminuem a capacidade de infiltração, enquanto regiões com o relevo ondulado conduzem a uma velocidade menor do escoamento superficial e, com isso, maior possibilidade de infiltração da água no solo. Outra propriedade específica da água que podemos destacar é a sua dipolaridade. A mo- lécula de água é chamada de dipolar por possuir uma estrutura assimétrica, na qual os íons de oxigênio são maiores e os íons de hidrogênio são menores, criando uma diferença angular entre os núcleos dos íons de 105° (Figura 2). Isso faz com que a molécula de água tenha dois polos diferentes, em que o lado positivo de uma molécula de água atrai o lado negativo de outra, podendo atrair também qualquer outra partícula que tenha uma superfície de cargas positivas ou negativas. Essa atração entre um hidrogênio de uma molécula e o oxigênio de outra é o que chamamos de ligação de hidrogênio ou ponte de hidrogênio. Figura 2 – Diferença angular entre os núcleos dos íons. Hidrogênio Hidrogênio Oxigênio 105° Fonte: Elaborada pelo autor. A atração molecular ocorre com maior frequência nos primeiros metros de profundi- dade do solo ou no regolito, onde as moléculas de água ficam presas aos argilominerais pelo fenômeno de atração de cargas opostas. Esse processo de adsorção1 da água pelos ar- gilominerais dificulta a sua movimentação subsuperficial nas proximidades da superfície, e, com isso, impede a sua evaporação (LEPSCH, 2010). A retenção da água no solo está condicionada a esse processo de cargas positivas e negativas. A atração de uma e outra molécula de água é conhecida por coesão, enquanto a 1 Adsorção: fixação de moléculas de líquidos ou de gases na superfície dos sólidos. Propriedades físicas do solo4 Pedologia66 atração das moléculas de água por superfícies sólidas é conhecida como adesão. A água é retida no solo, portanto, a partir de processos de coesão e de adesão. Grande parte das molé- culas de água que estão próximas de partículas de solo possui ligações de hidrogênio fortes, que as ligam às suas cargas elétricas negativas. Quando a água entra em contato com um solo seco ou pouco hidratado, seja por meio da precipitação atmosférica ou por processos de irrigação, ela é absorvida e penetra nos solos, fazendo parte de sua matriz e aumentando o espaço entre as moléculas e as partículas sólidas. Quanto maior for a distância entre as moléculas de água e a superfície das partí- culas, menor será a energia com a qual serão retidas. Dessa forma, pode ser compreendido que a adição constante de água a um solo seco ou pouco hidratado faz com que a água seja aderida por esse solo com cada vez menos energia (LEPSCH, 2016). Com o aumento da distância entre as moléculas de água e a superfície das partículas, a gravidade começa a ter liberdade para agir, aumentando cada vez mais a sua força, superando a força de adesão e fazendo com que a água comece a se movimentar (percolar) solo abaixo. Em pedologia, por muito tempo tentou-se buscar um ponto de equilíbrio, ou o que pode ser chamado também de constante de umidade, que poderia descrever os diferentes estágios de umidade do solo. Foram realizadas diversas tentativas de definir uma equação que descrevesse esses pontos de umidade. Alguns conceitos chegaram a ser estabelecidos, mas decorrem de situações hipotéticas e não têm aplicabilidade para todos os tipos de solo. 4.3 Disponibilidade de água no solo; movimento da água no solo A água no solo percola até que encontre o seu limite inferior, caracterizado quando as rochas não admitem mais espaços (poros) devido à pressão da pilha de material acima, que compacta o material subjacente – a profundidade total é de 10 mil metros. A água infiltrada percola até atingir esse limite inferior, onde se acumula (represamento), e, a partir disso, vai preenchendo todos os poros vazios, seguindo em direção à superfície (REZENDE et al., 2007). A descrição acima refere-se ao estabelecimento de uma zona saturada ou freática, onde todos os poros estão cheios de água. Acima dessa região encontra-se a zona não saturada, em que os poros estão parcialmente preenchidos por água, mas também contêm ar (Figura 3). Entre a zona saturada e a zona não saturada existe uma região chamada de superfície freática ou limite da água subterrânea, geralmente a encontrada pelos perfuradores de po- ços artesianos e de onde é retirada a água de subsuperfície. O nível freático da água no solo acompanha as irregularidades do terreno e sua profun- didade também varia em função da quantidade de recarga. Em áreas com alto índice de plu- viosidade, ele tende a ser mais profundo, enquanto que em regiões com clima árido, tende a ser menos profundo. Quando o nível de água ascende até alcançar a superfície do terreno, ele se transforma em uma nascente ou em rios (REZENDE et al., 2007). Vídeo Propriedades físicas do solo Pedologia 4 67 Figura 3 – Zonas saturada e não saturada do solo. Aquiclude Aquífero livre Lençol freático Aquiclude Poço artesiano Fonte: ttsz/iStockphoto. Adaptada. Em subsuperfície, a água pode ser encontrada na forma de um lençol freático – ca- racterizado como uma zona saturada – ou em uma região de aquífero. Quando a água é armazenada em uma unidade rochosa ou de sedimentos(porosa e permeável), essa região é denominada como aquífero (Figura 4). Os aquíferos, portanto, são regiões saturadas que armazenam e transmitem grandes volumes de água a ponto de poder serem exploradas em prol da população. Figura 4 – Água (representada em azul) armazenada em zona saturada em subsuperfície. Fonte: ttsz/iStockphoto. Propriedades físicas do solo4 Pedologia68 Os aquíferos podem ocorrer de diferentes formas na natureza. De acordo com a lito- logia do material que compõe o ambiente, são classificados como aquíferos livres, suspensos e confinados (REZENDE et al., 2007). A Figura 5 representa os tipos de aquíferos e algumas formas de exploração desse recurso. Os aquíferos livres possuema sua superfície demarcada pelo nível freático. Podem estar em contato com a atmosfera quando o solo alcança o seu nível de saturação e, com isso, a água é armazenada em depressões do relevo sem conseguir infiltrar no solo. No entanto, a maior parte desses aquíferos possui a sua estrutura subsuperficial em profundidades que variam de algumas dezenas ou centenas de metros, atingindo o regolito. Como nenhum material confina a água nesse tipo de aquífero, ela tem a possibilidade de se movimentar livremente, desde que a drenagem seja suficiente para permitir a entrada de novas moléculas de água, forçando o deslocamento das moléculas de água existentes ao longo do horizonte compreendido. Figura 5 – Tipos de aquíferos. Aquífero livre Aquífero confinado Aquífero suspenso Poço artesiano Fonte: ttsz/iStockphoto. Os aquíferos suspensos podem ser definidos como acumulação de água em regiões insatu- radas do perfil de solo. Geralmente ocorrem em unidades rochosas com porosidade alta, as quais são denominadas como aquitarde. Os aquíferos suspensos sempre vão aparecer acima do nível freático principal, podendo formar, ao longo do tempo, aquíferos livres nessa região insaturada, desde que a água ali armazenada não seja bombeada para algum uso. Propriedades físicas do solo Pedologia 4 69 Já os aquíferos confinados armazenam água sem possibilitar a sua percolação pelo hori- zonte. O seu confinamento se dá porque esse aquífero ocorre entre duas unidades rochosas pouco permeáveis ou totalmente impermeáveis. São os tipos de aquíferos mais profundos, podendo aparecer em dezenas de metros ou até mesmo milhares ao fundo. A água no aquí- fero confinado está sob alta pressão e isso ocorre devido ao peso dos sedimentos depositados acima, que promovem uma força muito grande, além do peso da própria água. Para que ocorra a formação desses aquíferos e dos lençóis freáticos, é necessário que a água percole em subsuperfície (REZENDE et al., 2007). O movimento da água no solo está condicionado à pressão exercida pela coluna de água existente e também pelos sedimen- tos dispostos no perfil de solo. O movimento da água no solo, então, é proveniente de uma relação entre essas duas forças, a qual se chama potencial hidráulico. Para predizer o movimento que a água terá no solo, é necessário verificar se valores do potencial hidráulico têm um ponto de referência em comum. Esse ponto de referência é variável, dependendo das condições em que a água chega ao solo. Por exemplo, em se falando da água pura, sem qualquer elemento diluído nela, a diferença potencial entre duas amostras de solo coletadas deve refletir a diferença de energia em níveis absolutos. Em outras palavras, o movimento da água no solo terá como direcionamento da zona com maior potencial para a zona com menor potencial. Essa característica sempre deve ser considerada ao estudar o movimento da água no solo, uma vez que ajuda a predizer o possível direcionamento que terá em subsuperfície. Outra característica importante está relacionada à gravidade. A força gravitacional tem um papel importante na água do solo, pois a atração exercida pela gravidade tende a gerar uma força em direção ao centro da Terra, e a aceleração da gravidade vai variar quanto à altura da água no solo. Em chuvas pesadas, nas quais a água chega com maior impacto no solo, a gravidade tem papel importante na remoção das moléculas de água em excesso presentes nos poros dos horizontes do solo – principalmente os superficiais – e também no reabastecimento do lençol freático. Ainda em relação à gravidade (LEPSCH, 2010), após atingir a região saturada em subsu- perfície, a água começa a prescrever um movimento lateral que tende a desembocar em um rio, mar ou oceano. Dentro do contexto de bacia hidrográfica – uma região drenada por rios delimitada por divisores de água –, todo corpo d’água, seja ele superficial ou subsuperficial, tende a seguir um direcionamento causado pela força da gravidade (Figura 6). A diferença crucial está na velocidade: enquanto a água superficial escoa rapidamente, parte dela infiltra no solo. A água infiltrada escoa subsuperficialmente, percolando entre os poros, num mo- vimento que pode demorar de décadas a milhares de anos para levar a água até o mar ou oceano (REZENDE et al., 2007). Propriedades físicas do solo4 Pedologia70 Figura 6 – Ação da gravidade na água. Fonte: lukaves/iStockphoto. O movimento da água no solo, seja superficialmente ou subsuperficialmente, faz par- te de um processo maior que acontece na bacia hidrográfica, que é o ciclo hidrológico. Esse ciclo não serve apenas para reabastecer a superfície terrestre e manter o ciclo da bacia hidrográfica, é responsável também pelos fenômenos que modelam o relevo – isso porque o impacto da água no solo e/ou na rocha é um elemento físico desagregador de partículas. A água age como um agente intempérico de ordem física, sendo responsável também pelos processos erosivos que transportam sedimentos desagregados de um lugar a outro. Conclusão Os conteúdos abordados neste capítulo são de grande aplicabilidade nas atividades práticas, principalmente àquelas relacionadas à área da engenharia. No campo da mecânica dos solos, os testes físicos representam uma parte importante dos estudos ao trabalharem com o potencial de uso do solo para o empreendimento e/ou projeto em questão. Setores de planejamento e gestão urbana também se interessam pelos resultados levanta- dos nos estudos dos aspectos físicos do solo, já que podem fornecer subsídios para determinar se uma área é adequada, para a construção civil. Muitas vezes, o poder público ignora esses aspectos e realiza obras em regiões inadequadas, ou não causando prejuízo à população. Propriedades físicas do solo Pedologia 4 71 A pedologia se debruça sobre esse conhecimento, pois oferece suporte com suas análi- ses de aspecto físico, para que se possa compreender a dinâmica do ambiente e as diferentes formações do solo no mundo. Esse conhecimento também é suporte a outros estudos na área de geologia ou geomorfologia, em que são abordadas questões referentes ao movimento de massa, no qual os aspectos físicos do solo podem ter grande influência. Ampliando seus conhecimentos A água no solo se caracteriza por fenômenos físicos. A infiltração da água no solo está relacionada a questões como granulometria do solo e geomorfologia da região. Esses fatores determinam também a velocidade de infiltração da água no solo. O trecho abaixo foi extraído do Manual técnico de pedologia do IBGE, que trata da avalia- ção da velocidade da infiltração da água no solo, um parâmetro de grande importância para a determinação de ações referentes à agricultura, como correções no solo, o uso de equipa- mentos ou, até mesmo, a viabilidade de determinados tipos de cultura na região. Testes de infiltração (IBGE, 2015. p. 174) [...] Infiltração é o processo de movimentação da água, da superfície do solo para o seu interior. A relação entre a lâmina d’água que se infiltra e o tempo gasto é denominada velocidade de infiltração (VI). A avaliação da velocidade de infiltração básica (VIB) é um parâmetro de suma importância para a escolha do método de irrigação, da determinação das práticas de irrigação, do projeto do sistema, do escoamento superficial run off, da erodibilidade e da drenagem necessária sob regime de irriga- ção. É avaliada segundo os critérios abaixo, de acordo, com o Bureau of Reclamation, dos Estados Unidos (LAND..., 1953): • Classe cm/h. • Muito lenta < 0,1. • Lenta 0,1 - 0,5. • Moderadamente lenta > 0,5 - 2,0. • Moderada > 2,0 - 6,0. Propriedades físicas do solo4 Pedologia72 • Moderadamente rápida > 6,0 - 12,5. • Rápida > 12,5 - 25,0. • Muito rápida > 25,0. Para a realização do teste, emprega-se o recurso do duplo anel, com sis- tema de carga hidráulica constante preferencialmente. Os testes devem ser executados em triplicata, sempre que possível em dois turnos – com solo seco dry run eapós 48 horas no mesmo local – com solo molhado wet run. Recomenda-se a realização dos testes em locais próximos aos perfis represen- tativos de solos estudados. [...] Atividades 1. Explique qual é o objetivo da classificação granulométrica e indique as classes gra- nulométricas adotadas no Brasil. 2. Explique o que é a densidade de partículas, ressaltando o tipo que possui maior aplicabilidade na pedologia. 3. Observe a figura abaixo: Hidrogênio Hidrogênio Oxigênio 105° Fonte: Elaborada pelo autor. Propriedades físicas do solo Pedologia 4 73 A figura representa a dipolaridade das moléculas, propriedade importante para a atração do material presente em subsuperfície com as moléculas de água. Explique o que é e como ocorre a dipolaridade. 4. Observe a figura abaixo: Poço artesiano Aquífero livre Aquífero confinado Aquífero suspenso Fonte: ttsz/iStockphoto. Explique as principais características dos diferentes tipos de aquíferos exibidos na figura acima. Referências GUERRA, A. J. T. Dicionário geológico-geomorfológico. Rio de Janeiro: IBGE, 1966. IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia E Estatística. Manual técnico de pedologia. 3 ed. Rio de Janeiro: IBGE, 2015. LEPSCH, I. F. Formação e conservação dos solos. São Paulo: Oficina de textos, 2010. ______. 19 lições de Pedologia. São Paulo: Oficina de Textos, 2016. REZENDE, M. et al. Pedologia: base para distinção de ambientes. NEPUT – Núcleo de Estudos de Planejamento e Uso da Terra. Viçosa, 2007. Resolução 1. O objetivo é auxiliar na melhor compreensão da variação granulométrica no solo, subdividindo-a em classes, ou seja, estabelendo uma forma de classificação das par- tículas quanto ao seu tamanho. Também chamada de “separados no solo”, as classes granulométricas adotadas no Brasil são: argila, silte, areia (fina, muito fina, média, grossa e muito grossa), cascalho, calhaus e matacões. Propriedades físicas do solo4 Pedologia74 2. Pode-se explicar a densidade de partícula como uma relação entre massa por unidade de volume de uma amostra seca de solo à média de densidade de todas as partículas do solo, sem considerar os espaços vazios entre elas (porosidade). Esse tipo está re- lacionado unicamente ao perfil de partículas sólidas no solo, de forma que um solo mineral terá grande volume e, por isso, maior densidade que um solo orgânico. O tipo de densidade que tem aplicação mais prática na pedologia é a densidade do solo. Ela é mais ajustável às aplicações práticas por incluir o espaço poroso, anali- sando o horizonte de solo tal qual ele se encontra na natureza. Dessa forma, pode-se dizer que a densidade do solo se baseia no volume natural do horizonte do solo considerando os poros, estejam eles ocupados por ar ou por água. 3. A dipolaridade é o processo no qual a molécula de água é chamada de dipolar por possuir uma estrutura assimétrica, na qual os íons de oxigênio são maiores e os íons de hidrogênio são menores, criando uma diferença angular entre os núcleos dos íons de 105°. Isso faz com que a molécula de água tenha dois polos diferentes, em que o lado positivo de uma atrai o lado negativo de outra, podendo atrair tam- bém qualquer outra partícula que tenha uma superfície de cargas positivas ou ne- gativas. Essa atração entre um hidrogênio de uma molécula e o oxigênio de outra é o que chamamos de ligação de hidrogênio ou ponte de hidrogênio. 4. Os aquíferos suspensos podem ser definidos como acumulação de água em regiões insaturadas do perfil de solo. Geralmente ocorrem em unidades rochosas com poro- sidade alta, as quais são denominadas como aquitarde. Os aquíferos livres possuem a sua superfície demarcada pelo nível freático. Podem estar em contato com a atmos- fera quando o solo alcança o seu nível de saturação e, com isso, a água é armazenada em depressões do relevo sem conseguir infiltrar no solo. Os aquíferos confinados ar- mazenam água sem possibilitar a sua percolação pelo horizonte. O seu confinamento se dá porque esse aquífero ocorre entre duas unidades rochosas pouco permeáveis ou totalmente impermeáveis. São os tipos de aquíferos mais profundos, podendo apare- cer em dezenas ou até mesmo milhares de metros ao fundo. A água no aquífero con- finado está sob alta pressão, e isso devido ao peso dos sedimentos depositados acima, que promovem uma força muito grande, além do peso da própria água. Pedologia 75 5 Propriedades químicas do solo A química do solo ocorre em sua fase líquida ao interagir com a fase sólida e gasosa. A fase líquida é composta de água e de uma solução do solo constituída de material químico diluído em água quando ela entra em contato com as partículas de solo. Os processos químicos são responsáveis pela transformação dos minerais e dos compostos orgânicos, sendo responsáveis pela chamada pedogênese, que é o conjunto de fenômenos formadores do solo. Propriedades químicas do solo5 Pedologia76 5.1 Reações biogeoquímicas do solo, íons, ânions, cátions Nesta seção serão abordados os principais conceitos relativos a reações biogeoquímicas que ocorrem no solo, assim como o papel dos íons, ânions e cátions na química do solo. 5.1.1 Reações biogeoquímicas As reações químicas ocorrem no solo por meio da interação da água – que coloca os elementos em solução – mais a temperatura. Como dito nos capítulos anteriores, uma rea- ção química ocorre a partir do momento em que existe água e temperatura elevada, por esse motivo as reações químicas que transformam as rochas e os solos são mais intensas nas regiões tropicais. As condições do ambiente permitem que seja desencadeada uma série de reações químicas no solo em sua fase líquida, ou seja, com os minerais da matéria que compõe a rocha parental em solução. As reações químicas dependem de fatores geográficos, como a insolação e a precipitação relacionados à localização na superfície terrestre, que cria condi- ções para os diferentes tipos de climas. O fator biológico também é de grande importância, contribuindo com matéria orgânica que desencadeia processos químicos diversos no seu processo de decomposição. É por esse motivo que se diz, tecnicamente, que as reações químicas que ocorrem no solo em sua fase líquida são reações biogeoquímicas – uma termi- nologia que agrega o bio para representar o fator biológico e o geo para o fator geográfico. Das reações químicas que podem ocorrer na fase líquida do solo, algumas já foram tratadas anteriormente, como a hidratação e a hidrólise. A solução que decorre em reações no solo é a responsável por fazer a intermediação entre a fase do solo, a atmosfera, a hi- drosfera e biosfera, atuando como responsável em reter substância por meio de fenôme- nos como troca iônica, adsorção-dessorção e dissolução. Os contatos entre a solução do solo e os componentes orgânicos, minerais e inclusive os biológicos proporcionam diversas interfaces diferenciadas na relação líquido-gases do solo. Os gases, provenientes da atmosfera e de fenômenos orgânicos e biológicos, passam entre os poros do solo, entrando em contato com as partículas sólidas e, consequentemen- te, com a solução do solo, o que resulta em reações biogeoquímicas entre os gases atmos- féricos e o solo. Algumas dessas interações podem ser vistas na Figura 1, que representa os principais agentes causadores de reações químicas na solução do solo e o seu caminho oposto, pois as reações químicas resultam em transformações que podem ser transferidas da solução para o emissor. Vídeo Propriedades químicas do solo Pedologia 5 77 Figura 1 – Reações biogeoquímicas na solução do solo1. Atmosfera Nutrientes (microrganismos) Nutrientes (plantas) Solução do solo Minerais primários e secundários Íons do complexo trocável Íons especificamente absorvidos Absorção Tr oc a i ôn ica Mi ne ral iza ção Alteração (intemperismo) Evaporação Exudação Ad so rçã o De sso rçã o Im ob iliz açã o Neossíntese Lixiviado D eposição Fonte: LEPSCH, 2016, p.167. As reaçõesbiogeoquímicas dissolvem os íons e outras substâncias dos minerais primá- rios, para que sirvam de nutrição para a vegetação presente no solo e também para alguns microrganismos. A presença da vegetação é importante, pois, ao se absorver certos elemen- tos oriundos de reações biogeoquímicas, é estabelecido um equilíbrio, que é fundamental na solução solo, pois irá determinar a sua alcalinidade. De forma específica, trabalha-se com a concentração dos íons de hidrogênio (H+) e hi- droxila (OH–) e a concentração de uns ou outros pode determinar se a solução do solo será ácida, neutra ou alcalina. Essa determinação será da seguinte forma: se ocorre um equilíbrio entre esses dois íons, a solução será neutra; se ocorre a predominância do íon de hidrogênio, ela será ácida; caso ocorra um excesso de hidroxila, isso irá produzir uma alcalinidade na solução do solo. Esses parâmetros são importantes para indicar como ocorre a interação en- tre as plantas e o solo (definida pelo pH), o que é determinante para a natureza das reações biogeoquímicas e importante para a agricultura, que trabalha com essa interação. 1 Alguns termos da figura devem ser explicitados: o complexo trocável se refere aos nutrientes em constante movimento dos colóides para a solução do solo; a imobilização trata da capacidade de os microrganismos imobilizarem os nutrientes para sua alimentação; a troca iônica se refere à troca de íons. Propriedades químicas do solo5 Pedologia78 5.1.2 Íons Os íons presentes nas reações químicas do solo são nutrientes vegetais que podem ser encontrados a partir de três formas: ligados a minerais primários ou orgânicos não decom- postos; ligados ao potássio incluído na matéria orgânica bruta; e na solução do solo, que possui quantidades significativas de íons, suprindo a vegetação existente, que se alimenta desses nutrientes como elementos fundamentais para o seu desenvolvimento. A vegetação retira os nutrientes do solo a partir do contato da sua raiz com uma par- tícula dele (Figura 2). Isso faz com que ocorra uma troca entre nutrientes adsorvidos e íons de hidrogênio exsudados2 das paredes de suas células. Mas esse recurso não é infinito; em determinado momento, os nutrientes existentes nas partículas de solo são exauridos pelas raízes das plantas. Quando isso acontece, a vegetação pode se utilizar de dois mecanismos para extrair os nutrientes necessários: a partir do fluxo de massa ou da difusão. O fluxo de massa ocorre quando a água precipitada percola pela porosidade do solo a partir de um potencial hídrico, levando consigo os nutrientes dispostos em outras partícu- las, aproximando-os das raízes da vegetação. Esse movimento possibilita a absorção dos nu- trientes pelas raízes das plantas, demonstrando um dos principais papéis desempenhados pela água precipitada no desenvolvimento da vegetação. A difusão é um processo no qual o íon absorvido pela vegetação não possui o seu resta- belecimento em quantidades suficientes para manter ativo o processo de nutrição vegetal e, consequentemente, o equilíbrio. Com isso, ocorre uma redução na concentração de íons na proximidade, estabelecendo um gradiente de concentração no qual o íon se move e restabelece o equilíbrio. Figura 2 – Representação do processo de transferência de nutrientes do solo para uma raiz. Fase sólida Íons adsorvidos Fase líquida Íons adsorvidos Fase sólida Radicela Íons dissolvidos na solução do solo Dessorção (e adsorção) dos íons da fase sólida para a líquida (e vice-versa) Íons adsorvidos no complexo de troca Transporte de íons para a superfície das raízes por fluxo de massa e difusão Íons especificamente adsorvidos Exudação das raízes Absorção de água e nutrientes pelas raízes Fonte: LEPSCH, 2016, p. 172. 2 Exsudar: expelir em forma de gotas. Propriedades químicas do solo Pedologia 5 79 Esse mecanismo de retirada de nutrientes para o desenvolvimento da vegetação é con- tínuo, mas a velocidade com a qual ocorre é variável. Quando as plantas extraem os nutrien- tes do solo, elas transpiram água para a atmosfera, sendo necessário absorver mais solução do solo para restabelecer o equilíbrio. A vegetação transpira de maneira mais intensa ao longo do dia, uma vez que a incidência de raios solares ativa esse tipo de reação. À noite, no entanto, o processo é mais lento, porém não deixa de ocorrer. A vegetação transpira pouco no escuro e, com isso, a absorção é feita lentamente durante esse período. O processo de transpiração da vegetação é um componente importante na geografia física, uma vez que é o principal responsável por enviar a água de volta para a atmosfera (sendo assim um importante componente do ciclo hidrológico) e, consequentemente, causar precipitações – que, por sua vez, causam diferentes processos e têm um importante papel na formação do solo ao desencadear intemperismo e reações químicas diversas. 5.1.3 Ânions Os ânions correspondem aos cloretos, sulfatos e bicarbonatos presentes no solo. Geralmente não são encontrados em grande quantidade, a maior parte dos solos tem poucos ânions presentes, mas existem muitos em horizontes que são pobres em matéria orgânica, húmus, e muito intemperizados, já que esses solos possuem um balanço de energia de car- gas positivas, fazendo com que a concentração de ânions seja maior. Esse tipo de solução presente na forma líquida do solo pode determinar a sua acidez, fazendo-a aumentar e criando um ambiente pouco propício para o cultivo, por exemplo. No entanto, a acidez fica condicionada à absorção desses ânions por algum tipo de vege- tação presente. Caso a maior parte desses ânions seja absorvida, isso poderá acarretar em um equilíbrio no solo. 5.1.4 Cátions Os cátions mais ativos no solo são: cálcio, magnésio potássio, sódio e alumínio. Os dois primeiros são mais dominantes em solos ditos neutros ou que possuem a acidez baixa. Nos solos considerados ácidos, ou seja, naqueles que possuem um pH maior que 5,0, o cátion que domina é o alumínio em sua forma dissolvida, sendo as concentrações de magnésio até 50% menores que a de cálcio. O sódio é encontrado com facilidade em regiões de costa ou marinhas devido à maresia, que adiciona esse componente no solo. Já o potássio é um nutriente considerado móvel, tendo grande concentração na solução do solo, mas sempre em quantidades menores que as do cálcio e do magnésio. Componentes de reações químicas diversas, os cátions têm a sua presença em quantida- des variáveis no solo. A variação se dá pela profundidade, pelo grau de desenvolvimento e o tempo do solo. O desencadeamento de diversas reações químicas se dá pela presença dos cátions em solução, além dos processos que se originam em fontes externas ao solo, como os atmosféricos. Uma das principais fontes de cátions para o solo é a decomposição da matéria Propriedades químicas do solo5 Pedologia80 orgânica, que acaba por liberar esse material, o qual fica retido em solução do solo e causa diferentes processos. 5.2 Compostos orgânicos A matéria orgânica é um dos elementos principais na composição de um solo, mas não deve ser confundida com os compostos orgânicos, que são mo- léculas, substâncias químicas que têm origem orgânica, como o carbono. A presença desse elemento pode ser um indicativo de matéria orgânica, mas o resultado é um composto, e não a matéria orgânica em si. É preciso ter cuidado ao diferenciar esses conceitos. No solo, compostos orgânicos, organometálicas e vários gases estão presentes em suas formas não ionizadas. Açúcares e ácidos fólicos também são compostos orgânicos liberados em reações químicas e presentes no perfil de solo. Segundo a Embrapa (2008), os componentes orgânicos do solo são elementos constituí- dos por materiais orgânicos, provenientes da decomposição de matéria orgânica em diferen- tes estágios. São outros exemplos de compostos orgânicos substâncias húmicas ou fragmen- tos de carvão fino, biomassa microbiana e diferentes outros elementos orgânicospresentes no solo associados a material mineral em proporções variáveis. O teor de carbono é determinante para que uma amostra de solo seja considerada or- gânica, e, além disso, é analisada a geração de cargas negativas, a agregação de minerais, a retenção de água e nutrientes e outros compostos de origem orgânica. A análise do teor de carbono é de extrema importância para o manejo dos solos agrícolas, pois relaciona-se com a característica de ele ser mais ou menos fértil. A determinação do teor de matéria orgânica, no entanto, é um processo difícil devido à não existência de um padrão de concentração desse material. A variação do teor de carbo- no é muito grande de um solo para outro e, às vezes, até mesmo no mesmo perfil de solo, decrescendo com a profundidade. É importante padronizar, então, os métodos de avaliação de estoques de carbono, sendo requisito para compará-los entre os diferentes usos da terra. Já existem alguns estudos da Embrapa nesse sentido que consideram a metodologia analíti- ca para CO (carbono orgânico), assim como a densidade aparente, a representatividade da escala dos dados e a amostragem. Os principais métodos para ser feita a medição de CO são divididos em: combustão a seco e oxidação úmida. O método de combustão a seco tem como base a utilização de um analisador automático para que o CO seja oxidado em altas temperaturas. Pega-se a amostra de solo para que a matéria orgânica seja queimada e posteriormente convertida em dióxido de car- bono, que é carreado e em seguida medido por sistemas calibrados e apropriados para esse tipo de análise. É um método rápido e também muito preciso. No entanto, uma atenção deve ser dada na aplicação em solos ricos em carbonatos, para que se evite uma superestimativa Vídeo Propriedades químicas do solo Pedologia 5 81 do carbono orgânico. Indica-se, nesse caso, analisar o carbono inorgânico e subtrair o valor obtido do COT (carbono orgânico total). O outro método é por oxidação úmida Walkley-Black, que é mais comumente utilizado. No entanto, ele só oxida a fração da matéria orgânica do solo que se decompõe com maior facilidade, sendo, com isso, criticado por subestimar os teores de CO. Por esse motivo a comunidade científica propõe diversas modificações desse método, como o aquecimento da amostra, pois indícios de pesquisas subsequentes indicam levar a resultados mais precisos. A aplicação desses métodos em solos brasileiros, no entanto, precisa de uma adaptação, um fator de correção, pois não foram desenvolvidos tendo como base os solos de ambientes tropicais, o que pode inferir erros nas análises. Os estoques de carbono podem ser expressos em unidades de massa por área, como Mg C ha-1. Os valores são determinados pelo balanço entre entradas e saídas, sendo estas determinadas, principalmente, pela perda de gases para a atmosfera devido à decomposi- ção da matéria orgânica do solo. É possível obter os valores do estoque de CO a partir de um cálculo que envolve a multiplicação da concentração do dado analítico de COT – que, como foi dito, é expresso em massa por unidade de massa (em g C 100 g-1) –, também pela densidade aparente da camada do solo – que é expressa em massa por volume (g cm-3 ou Mg m–3) – e pela espessura da camada (cm). A densidade da camada de solo é fundamental para que seja feita a comparação dos estoques entre diferentes tipos de solo, com variação expressa pelo tempo e/ou sob diversos usos. Nos solos que possuem a mesma concentração de carbono – mas que ao mesmo tempo possuem variadas densidades aparentes – admite-se que existem estoques de carbono diferenciados. Os estoques de carbono no solo podem variar em função do tipo de solo, profundida- de, clima, bioma e, principalmente, pelo uso e manejo da terra nas atividades antrópicas. Os principais autores dessa temática avaliam os estoques somente na superfície do solo, até 30 a 40 cm (Tabela 1), pois consideram que as variações em função do aumento da pro- fundidade do solo e a influência das raízes ocorrem até essa medida. Tabela 1 – Estoques de carbono em função do tipo de uso da terra. Uso da terra Idade (anos) Localização Tipo de solo Profun- didade (cm) Estoque de C (Mg ha-1) Referência Sistema silvipasto- ril: Acacia mangium + Arachis pintoi 10-16 Pocora, costa do Atlântico, Costa Rica Cambissolos 100 183 Amezquita et al. (2005) Sistema silvipastoril: Brachiaria brizantha + Cordia alliodora + Guazuma ulmifolia 10-16 Esparza, costa do Pacífico, Costa Rica Cambissolos 100 132 Amezquita et al. (2005) Propriedades químicas do solo5 Pedologia82 Uso da terra Idade (anos) Localização Tipo de solo Profun- didade (cm) Estoque de C (Mg ha-1) Referência Sistema silvipasto- ril: Eucalyptus spp. + Brachiaria spp. Bioma Cerrado, Minas Gerais, Brasil Latossolos 100 353 Tonucci et. al (2011) Sistema agroflorestal (AFS) baseado em cacau (Theobroma cacao L.) Bioma Mata Atlântica, Bahia, Brasil Latossolos 100 302 Gama- Rodrigues et al. (2010) Sistema agroflorestal (AFS) baseado em cacau (Theobroma cacao L.) 30 Bioma Mata Atlântica, Bahia, Brasil Latossolos 50 94 Barreto et al. (2011) Sistema agroflorestal (AFS) baseado em Gliricidia sepium (Jack.) Kunth. ex Walp 15 Indonésia Cambissolos 100 160 Smiley e Kroschel (2008) Floresta nativa (Elaeis guineensis Jacq.) – Bahia, Brasil Latossolos 30 54 Frazão et al. (2014) Plantio de óleo de palma (Elaeis guineensis Jacq.) 34 Bahia, Brasil Latossolos 30 67 Frazão et al. (2014) Campos natu- rais pastejados – Bioma Pampa, Rio Grande do Sul, Brasil Neossolos, Argissolos, Planossolos e Latossolos 40 103-140 Pillar et al. (2012) Floresta nativa – Pocora, costa do Atlântico, Costa Rica Cambissolos 100 219 Amezquita et al. (2005) Campo hidrófilo altomontano natural – Bioma Mata Atlântica Organossolos 100 581 Rachwal (2013) Fonte: PARRON et al., 2015, p. 97. As variações nos procedimentos adotados para a determinação da concentração de car- bono limitam as comparações entre usos da terra, todavia isso não impede a comparação dos resultados obtidos, o que é um motivador para as pesquisas nesse aspecto. Contudo, a padronização de protocolos de coleta e análise é fundamental, pois pode contribuir para o melhor entendimento do comportamento dos compostos orgânicos no solo. Propriedades químicas do solo Pedologia 5 83 5.3 Gases, pedogênese O solo é constituído de uma fase sólida composta de fragmentos de rocha e sedimentos. A fase líquida é constituída por água e solução do solo, enquan- to a fase gasosa é muito importante, pois os gases que compõem o substrato solo são fundamentais para as reações químicas – é fundamental, portanto, estudarmos mais sobre essa fase. A pedogênese é a etapa final de todo o processo, no qual o solo em suas diferentes composições será formado. A pedogênese, que já foi abordada no processo de formação do solo, agora terá um sentido mais abrangente, como geralmente é trabalhada em outras ciências. O objetivo é fazer as conexões necessárias entre os conteúdos abordados para compreender em sua totalidade o processo que resultará na formação do solo, além de conhecer novos conceitos. 5.3.1 Fase gasosa do solo Pode-se dizer que os gases que compõem a fase gasosa do solo possuem as mesmas ca- racterísticas – do ponto de vista qualitativo – do ar atmosférico. Existem diferenças, é claro, principalmente no aspecto quantitativo, em função das atividades orgânicas do material misturado aos sedimentos, principalmente quanto à respiração dos organismos e as raízes das plantas, que podem alterar significativamente a concentração relativa dos gases prove- nientes da atmosfera. Dessa forma, é possível dizer que os processos respiratórios das raízes das plantas, e dos pequenos animais que povoam as regiões no interior do solo, exigem um adequado suprimento de O2. Tomemos como exemplo o dióxido de carbono (CO2) que é liberado nesses processos. Ele deveser removido do solo para a atmosfera e isso acontece no mesmo ambiente poroso em que também existe a presença de partículas de água, nutrientes e temperatura para todos os processos fisiológicos. A chamada fase gasosa possui outras denominações na literatura científica, como ar do solo ou também atmosfera do solo. Pode-se dizer que a fase gasosa é constituída principalmen- te de nitrogênio (N2), oxigênio (O2), vapor de água e dióxido de carbono (CO2), entre outros gases menos notáveis. É importante ressaltar que – dependendo da presença da matéria orgânica e de atividades como microbianas, da existência de concentração de raízes, da ae- ração do solo3 e/ou das reações químicas – os gases presentes, e principalmente o ar do solo, podem variar no tempo e no espaço em sua composição e na sua concentração. A fase gasosa apresenta uma elevada taxa de concentração de CO2 e umidade relativa maior do que o ar atmosférico, mesmo em um solo que possui uma aeração eficiente e/ou constante. É importante ressaltar também que, na ausência de aeração, em seu lugar pode ocorrer a redução química, que produz gases como o metano, óxidos nitrosos, entre outros. 3 Aeração do solo: pode ser descrita como a troca de gases entre o solo e a atmosfera. Vídeo Propriedades químicas do solo5 Pedologia84 O solo, na fase gasosa, possui a fração volumétrica de N2 de cerca de 80% – similar à da at- mosfera – e do CO2 e O2 de 20% aproximadamente. 5.3.2 Pedogênese A pedogênese de forma literal significa formação do solo, ou solum, em suas diferen- tes composições, ocorrendo quando as modificações são estruturais, principalmente, e com uma reorganização fundamental e transferência dos minerais formadores do solo (entende- -se como os argilominerais, oxi-hidróxidos de ferro e de alumínio) entre os níveis superiores do manto de alteração (como a região onde ocorrem os processos intempéricos) que com- põem os horizontes do solo. O material que sofre a ação dos agentes intempéricos tem a sua reorganização realizada por meio da fauna e da flora. Esses organismos, ao realizarem suas funções vitais de cresci- mento e deslocamento, modificam e movem enormes quantidades de material, mantendo o solo aerado e renovado principalmente na sua parte mais superficial. Os processos que reorganizam estruturalmente os componentes do solo ocorrem de ma- neira diferenciada e não ordenada, variando quanto à profundidade do solo e causando a chamada zonalidade vertical, ou seja, zonas em que os horizontes pedológicos são formados e que vão de encontro com a geomorfologia da região. Os mecanismos desses processos estão ligados à ação de dois fatores: à água e aos organismos. A água, ao infiltrar, desloca os componentes minerais em seu caminho de infiltração vertical ou lateral, principalmente as partículas mais finas. A alternância de estado de umi- dade dos materiais pedológicos, ou seja, quando estão com a umidade maior ou menor, resulta na expansão e contração deles (propriedade física dos materiais), podendo gerar esforços que resultam em fissuras e outras estruturas de agregação. Nesse ponto, os organismos têm também importante papel na evolução, pois, ao se movimentar ou buscar nutrientes nesse ambiente, acabam deslocando partículas para abrir canais de passagem. Esse processo acelera a degradação do material e a sua transformação no substrato do solo. Quando nos referimos à fauna do solo, deve-se ter em mente que essa designação é feita para aqueles organismo de pequeno porte, como formigas, cupins e minhocas. Esse tipo de vida, em sua atividade alimentar e também de construção de ambiente para ocupação, tem pa- pel fundamental na modificação da cobertura pedológica, pois promove o transporte de par- tículas, assim como o remonte vertical do material, recobrimento de horizontes superficiais, modificação da estrutura e também da porosidade do solo, além de incorporar matéria orgâ- nica. Esses processos formam estruturas pedológicas diferenciadas, que conhecemos como horizontes. A Figura 3 apresenta um esquema que tem o objetivo de simplificar o processo de formação do solo e seus horizontes. Propriedades químicas do solo Pedologia 5 85 Figura 3 – Processo de formação do solo. Horizonte A Horizonte B Horizonte C Rocha Fonte: Elaborada pelo autor. Os solos podem ser classificados preliminarmente quanto o seu processo de formação, sendo eles residuais e transportados. Essa não é a classificação do solo quanto a sua composi- ção e/ou uso, refere-se apenas ao processo que deu origem a esse tipo de solo. Os chamados solos residuais são aqueles que resultam da decomposição da rocha-ma- triz. Ou seja, a rocha-base intemperizou e se transformou nesse substrato. A composição do solo, portanto, vai depender da constituição mineralógica da rocha de origem. O resultado é um solo de composição homogênea (Figura 4). Propriedades químicas do solo5 Pedologia86 Figura 4 – Processo de formação dos solos residuais. Rocha não alterada Intemperismo Solos residuais Solos homogêneos Fonte: Elaborada pelo autor. Os solos transportados são originados a partir da ação de um agente transportado (erosi- vo). Ao serem transportados, os sedimentos são depositados em depressões do relevo, for- mando uma concentração mais inconsolidada se comparada aos solos residuais (Figura 5). Figura 5 – Processo de formação dos solos transportados. Rocha não alterada Intemperismo Erosão Solos transportados Fonte: Elaborada pelo autor. Os solos transportados ocorrem em áreas mais restritas e possuem características di- versas que variam quanto aos agentes transportadores, que são: aluviais, coluviais, sedimen- tar, eólicos e outros. Cabe, nesse ponto, ressaltarmos brevemente cada um desses agentes principais, pois são importantes na mistura de materiais que irão causar reações químicas diferenciadas e formarão os diferentes tipos de solos que veremos nos capítulos seguintes. Propriedades químicas do solo Pedologia 5 87 Os agentes aluviais formam os chamados solos de aluvião, provenientes de sedimentos transportados pelas águas e depositados no momento em que a corrente sofre uma dimi- nuição da velocidade. Quando ocorre o transporte por grandes volumes de água, como nos rios, eles formam os terraços aluvionais das margens, assim como as planícies recentes dos deltas dos rios de grandes proporções. A sazonalidade do regime do rio pode contribuir para o surgimento de depósitos de aluviões de características heterogêneas entre si quanto à granulometria do material. As águas dos rios no percurso que segue para o mar transportam os detritos de atividades erosivas e os sedimentam em camadas em ordem decrescente de diâmetro. Primeiramente, são sedimentadas as camadas de areias muito grandes, depois de areias de tamanhos subse- quentes, siltes e, por fim, as camadas de argila. Chama-se de solos coluviais aqueles em que o agente transportador é a força da gravida- de, fazendo precipitar massas de solo e rochas ao longo dos taludes. Outro nome pelo qual esse tipo de solo é conhecido é “depósitos de talus”. Esse tipo de solo ocorre, geralmente, aos pés de escavações e encostas. Sua composição depende do tipo de rocha existente nas partes mais elevadas. É um solo desaconselhável para projetos de engenharia, pois é extremamente inconsolidado, permeável e sujeito a movimentos de massa. O transporte coluvial forma depósitos constituídos por grãos de tamanho muito variá- vel, podendo haver, inclusive, blocos de rocha junto aos sedimentos. As partículas de argila são levadas pelas fortes chuvas e carregadas pelas ribeiras que descem a região de serra. É importante ressaltar que nem todo transporte coluvial é violento, pois a topografia é varia- da, existindo regiões suavemente onduladas, resultado da erosão do topo dos morros e cuja deposição coluvial se deu nos vales. Já os solos de origem sedimentar são formados por partículas de diferentes tamanhos, formatos e composição. Elas são transportadaspela ação dos agentes erosivos, depositan- do os sedimentos em depressões do relevo e criando camadas que possuem características diferenciadas de composição e de estrutura, fazendo com que esse tipo de solo tenha muita variação no perfil, o que pode ocasionar alguns problemas de resistência entre as camadas. Na implementação de atividades antrópicas nesse tipo de solo, pode-se encontrar proble- mas de fundações. Os solos eólicos são assim chamados devido ao transporte que ocorre pelo vento. Possuem dois tipos mais comuns: as dunas – geralmente encontradas nas praias litorâneas – e os de- pósitos loess, os quais não são identificados no Brasil. Sua formação se dá pelos ventos que sopram sobre as areias e as carregam, depositando seus grãos em locais mais distantes, formando as dunas. Uma característica importante desse tipo de formação é a uniformida- de dos grãos, já que a força do vento seleciona as partículas pelo peso, deslocando aquelas que podem ser transportadas. Esse tipo de solo possui em sua estrutura, principalmente, sais característicos da região próxima ao mar. Não são solos adequados para todo o tipo de vegetação, sendo que a restinga, por exemplo, é a mais característica dessas áreas, pois a po- rosidade e a salinidade não permitem que os aspectos químicos necessários para a formação de uma vegetação mais variável seja desenvolvida. Propriedades químicas do solo5 Pedologia88 Manual técnico de pedologia (IBGE, 2015, p. 150) [...] No Brasil já está disponível uma ampla rede de bons laboratórios que executam análises para fins de caracterização pedológica. Nesta obra, a preocupação é salientar alguns aspectos da metodologia oficial empre- gada para levantamento de solos, visando contribuir para a uniformiza- ção dos trabalhos executados e adicionar algumas informações úteis para orientação aos usuários. Como já mencionado, a caracterização completa de um solo requer um grande número de determinações laboratoriais. Nesta oportunidade, o propósito é fornecer algumas informações sobre as determinações ordina- riamente utilizadas em levantamentos de solos no Brasil, visando orientar o usuário sobre a importância e o significado de cada uma, e com isso auxiliar a escolha ou definição dos tipos de determinações de acordo com o tipo de demanda. Os procedimentos e métodos propriamente ditos podem ser encontrados, de forma detalhada, nas publicações Manual de Conclusão Neste capítulo vimos os principais fenômenos químicos formadores dos diferentes ti- pos de solo. A química do solo é responsável, junto à física do solo, pelos processos forma- dores dos diferentes horizontes, atribuindo ao solo características específicas que são de interesse de vários ramos, como a agricultura, engenharia e a própria geografia, que estuda a espacialidade dos fenômenos que têm o solo como base. A química do solo ocorre em sua fase líquida, sendo uma das mais importantes fases do solo. A solução dele percola por sua estrutura, entrando em contato com os minerais existentes e com a matéria orgânica, desencadeando uma série de reações químicas, como vimos nesse capítulo. Ampliando seus conhecimentos A análise química do solo é um procedimento importante para uma caracterização pe- dológica. No entanto, depende de equipamentos apropriados e de um laboratório para aná- lises – nem sempre disponíveis em todas as regiões do Brasil. No trecho abaixo, essa questão é abordada, assim como sua importância. Propriedades químicas do solo Pedologia 5 89 métodos de análise do solo (DONAGEMA et al., 2011) e Métodos de análise química, mineralógica e física de solos do Instituto Agronômico de Campinas (CAMARGO et al., 2009). [...] Atividades 1. De acordo com o que foi estudado, explique o que são íons e ânions. 2. Qual a importância de avaliar o teor de carbono no solo? 3. Do que é composta a fase gasosa do solo? 4. O que é a pedogênese? Referências IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Manual técnico de pedologia. 3 ed. Rio de Janeiro: IBGE, 2015. LEPSCH, I. F. Formação e conservação dos solos. São Paulo: Oficina de textos, 2010. ______. 19 lições de Pedologia. São Paulo: Oficina de Textos, 2016. PARRON, L. M.; RACHWAL, M. F. G.; MAIA, C. M. B. F. In: PARRON, L. M.; GARCIA, J. R.; OLIVEIRA, E. B. et al. Serviços ambientais em sistemas agrícolas e florestais do Bioma Mata Atlântica. Brasília: Embrapa, 2015. REZENDE, M. et al. Pedologia: base para distinção de ambientes. NEPUT – Núcleo de Estudos de Planejamento e Uso da Terra. Viçosa, 2007. Resolução 1. Os íons são nutrientes vegetais que podem ser encontrados sob três formas: ligados a minerais primários ou orgânicos não decompostos; ligados ao potássio incluído na matéria orgânica bruta; e na solução do solo, que possui quantidades significativas de íons, suprindo a vegetação existente, que se alimenta desses nutrientes como ele- mentos fundamentais para o seu desenvolvimento. Os ânions correspondem aos cloretos, sulfatos e bicarbonatos presentes no solo. Geral- mente não são encontrados em grande quantidade, a maior parte dos solos tem pou- cos ânions presentes, mas existem muitos em horizontes que são pobres em matéria orgânica, húmus, e muito intemperizados, já que esses solos possuem um balanço de energia de cargas positivas, fazendo com que a concentração de ânions seja maior. Propriedades químicas do solo5 Pedologia90 2. O teor de carbono é determinante para que uma amostra de solo seja considerada orgânica, e, além disso, é também analisada a geração de cargas negativas, a agre- gação de minerais, a retenção de água e nutrientes e outros compostos de origem orgânica. A análise do teor de carbono é de extrema importância para o manejo dos solos agrícolas, pois relaciona-se com a característica de ele ser mais ou menos fértil. 3. A fase gasosa é constituída principalmente de nitrogênio (N2), oxigênio (O2), va- por de água e dióxido de carbono (CO2). Existem outros gases, porém esses são os mais notáveis. 4. A pedogênese de forma literal significa formação do solo, ou solum, em suas diferen- tes composições, ocorrendo quando as modificações são estruturais, principalmen- te, e com uma reorganização fundamental e transferência dos minerais formadores do solo (entende-se como os argilominerais, oxi-hidróxidos de ferro e de alumínio) entre os níveis superiores do manto de alteração (como a região onde ocorrem os processos intempéricos) que compõem os horizontes do solo. Pedologia 91 6 Classificações taxonômicas e utilitárias dos solos A classificação dos solos é necessária para que se possa analisar os diferentes tipos existentes. É um processo natural das ciências, em que a classificação permite que um fenômeno seja identificado com maior facilidade. Na geografia, isso é comumente feito nos estudos com bases estatísticas e, principalmente, na cartografia temática, em que a espacialização do fenômeno é o principal produto. Já a pedologia utiliza a classificação para identificar os diferentes tipos de solo espacialmente distribuídos. Ainda que neste capítulo não tratemos da espacialização por meio de mapas, esse ponto será visto mais à frente. Cabe aqui estudar a geograficidade do tema, já que diferentes localidades possuem variadas condições que resultam em diferentes tipos de solos. Dessa forma, cada país deveria adotar um sistema próprio de classificação. O adotado no Brasil con- sidera todas essas questões e passou por diversas etapas até a sua atual configuração. Por isso, neste capítulo vamos estudar como o sistema de classificação dos solos brasi- leiros foi desenvolvido e ver suas principais características. Classificações taxonômicas e utilitárias dos solos6 Pedologia92 6.1 Classificação dos solos Classificar é dividir um conjunto de análise em pequenos grupos de acor- do com uma característica, atribuindo a eles um nome que remeta ao seu aspec- to principal. Esses pequenos grupos oriundos de um grande conjunto são as chamadas classes,que são divididas quanto às suas características qualitativas, numéricas, físicas, químicas, estatísticas, entre outras. A classificação é ideal para melhor visualizar os fenômenos e traçar comparações. De uma maneira geral, ela representa tudo o que se sabe e se conhece acerca de solos. É necessária para, entre outras coisas, identificarmos padrões de desenvolvimento, comportamento etc. A taxono- mia de solos, ou seja, as técnicas de classificação, atribui às classes nomes científicos, categorias (como ordem e subordem), seguindo regras previamente estabelecidas. A classificação é realizada com a avaliação das informações morfológicas, físicas, quí- micas e mineralógicas do solo ou do perfil que está sendo analisado. Nesse estudo, não podem ser descartadas as informações ambientais, como clima, relevo, material originário, condições hídricas, o tipo de vegetação presente na região e características externas ao solo. Deve-se iniciar com a descrição das características morfológicas do perfil do solo e tam- bém com a coleta de material em campo para análise laboratorial. É preciso tomar muito cuidado com essa etapa, uma vez que é necessário colocar o máximo de informações, sobre- tudo no que se refere à paisagem na qual o solo se encontra – afinal, elas as características dela são fundamentais para que se entenda o contexto de uso e o contexto natural em que o solo se encontra. Quanto às características morfológicas, elas devem ser descritas de forma mais com- pleta, designando os horizontes e incluindo desde ocorrências usuais até as extraordinárias sendo estas: cores indicativas de oxidação e redução, observações quanto à altura e flutua- ção do lençol freático, a existência de horizontes coesos ou camadas coesas, compactadas, a observância da profundidade das raízes no perfil e existência de atividade biológica. Deve- se relacionar as características morfológicas relatadas com a profundidade de ocorrência, para que se possa definir uma seção de controle para diferentes classes. Dessa forma, é importante ressaltar que todas as características morfológicas são rele- vantes para a caracterização e classificação do solo, devendo ser relatadas com muito cui- dado. No entanto, existem algumas que são particularmente indispensáveis, como as cores dos horizontes O (em algumas literaturas chamado de H), A e AB, também conhecidos como horizontes superficiais, que podem apresentar características de umidade. São importan- tes também as cores dos horizontes subsuperficiais, que, pelo mesmo motivo, podem de- monstrar a presença de umidade. As cores devem ser sempre comparadas à caderneta de Munsell, para identificação rápida do tipo de solo. Outras características indispensáveis são textura, estrutura, cerosidade, consistência e transição entre as camadas (nesse caso, se são bem definidas ou não). A partir dessas in- formações, é possível definir os horizontes diagnósticos com base no Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (SiBCS). No entanto, apenas isso não basta, a classificação definitiva Vídeo Classificações taxonômicas e utilitárias dos solos Pedologia 6 93 de um solo se dá quando é finalizada a interpretação de todas as etapas das análises la- boratoriais referentes ao perfil e ela é enviada à Embrapa, que é o órgão responsável pela coordenação do SiBCS. A partir dessas análises, é importante que se faça um ajuste, caso necessário, nas designações dos horizontes e nos sufixos atribuídos ao solo. Após a análise e descrição, para que seja realizada a classificação, os solos são organi- zados em 6 níveis categóricos quanto às características identificadas. Desses 6 níveis, os 4 primeiros são denominados de ordens, subordens, grandes grupos e subgrupos, enquanto o 5º e 6º níveis categóricos ainda se encontram em discussão pela comunidade científica. Assim, no atual contexto, um solo pode ser classificado a partir das classes existentes até o 4º nível categórico do sistema. A classificação de solos no Brasil não é recente, começou no final do século XIX, utili- zando mais preceitos da observação do que laboratoriais. Naquela época, teve como base o conceito que Dokuchaev determinou para o estudo dos solos, sendo possível com isso classificá-los de forma individualizada. Dessa forma, o conhecimento e a identificação de horizontes do solo, assim como o aprimoramento dos critérios para a realização dos diag- nósticos empregados na sua identificação atualmente, resultam da experiência acumulada ao longo dos anos em vários países. O sistema de classificação utilizado no Brasil atualmente foi construído com base em todas essas experiências ao redor do mundo. Oficialmente, o Sistema Brasileiro de Classificação de Solos teve o seu início no final da década de 70 e, sem aplicação ainda, ele começava a ser estruturado. O longo caminho para sua real estruturação e aplicação con- tou com o esforço conjunto de diversas instituições nacionais, como centros de pesquisa e universidades. No final da década de 1990, já havia sido publicado um documento de orientação quanto às classificações dos solos brasileiros, mas a primeira edição do SiBCS foi divulgada apenas em 1999. O documento sofreu atualizações e as edições do SiBCS começaram também a ter como base publicações internacionais, como Soil Taxonomy e WRB/FAO principalmente. Atualmente, o SiBCS está em sua terceira edição impressa (lançada no ano de 2013) e possui também versões em e-book. O desenvolvimento e a validação constantes do SiBCS depen- dem de ações conjuntas entre universidades e instituições públicas e privadas que vêm tra- balhando no tema. 6.2 Sistema Brasileiro de Classificação de Solos O SiBCS tem como uma de suas principais características ser um sistema aberto, ou seja, sujeito a constantes modificações, a título de complementações e aperfeiçoamentos. Sempre parte de um trabalho conjunto entre diversas insti- tuições e centros de pesquisa e não pretende ser uma regra rígida, mas sim um ponto de partida que agrega novas descobertas e taxonomias de solo descobertas constantemente. Isso é conveniente para um país de proporções como o Brasil, no qual o contro- le geral de todos os solos e suas respectivas classificações por um único instituto seria impossível Vídeo Classificações taxonômicas e utilitárias dos solos6 Pedologia94 de ser realizado. Com isso, as informações e os conceitos que trabalharemos neste capítulo estão de acordo com a última versão do SiBCS, datada de 2013. Antes de trabalharmos as questões mais técnicas acerca da classificação, cabe aqui com- preendermos como se deu a sua construção com base em trabalhos de referência. Dessa forma, ressalta-se que a classificação de solos no Brasil tem estado na ordem do dia de diferentes insti- tuições, motivada, principalmente, pela necessidade constante de levantamentos pedológicos em diversas atividades, os quais, por sua natureza, constituem um gênero de trabalho que termina por induzir a classificação de solos. Uma das principais referências utilizadas para a classificação brasileira é o sistema de taxonomia dos Estados Unidos. Portanto, a classificação pedológica do Brasil consiste em uma evolução do antigo sis- tema de classificação norte-americano – formulado por Baldwin, Kellogg e Thorp (1938) em sua obra Soils and Men, modificada por Thorp e Smith (1949) em Soil Science. Ela tem como base os conceitos de tal sistema, no entanto, conta com o amparo complementar de explica- ções acerca de definições e critérios adotados nas obras clássicas. Usamos os conceitos centrais abordados no sistema de classificação estadunidense, cujo esquema atual descende, basicamente, de critérios modificados, mudança de conceito, no- vas classes desenvolvidas, classes existentes sendo reclassificadas e subdivididas, além da identificação de novas classes e de algumas intermediárias. A adoção do sistema se deu a partir da apropriação e posterior modificação que foi realizada – motivada pelas carências que iam surgindo ecom a realização de levantamentos em médias e pequenas escalas nos quais se identificavam classes de categorias mais elevadas. De um modo geral, a classificação brasileira teve como principal norteador a Soil Taxonomy, publicado pela primeira vez em 1975 nos Estados Unidos e que se refere ao sis- tema de classificação de solos utilizado no país. O problema de usar uma classificação que tem como base um sistema desenvolvido nos Estados Unidos é que as características do ambiente são bem distintas. Os solos brasileiros são desenvolvidos sob uma realidade de clima e de chuvas completamente diferente daquela existente no hemisfério norte. O Brasil está situado na região tropical, é um país de clima predominantemente quente e com chuvas constantes em grande parte do seu território. Dessa forma, o intemperismo químico tem ação determinante no desenvolvimento dos solos, proporcionando horizontes profundos com diferentes camadas. Regiões como os Estados Unidos têm clima temperado e, apesar de possuírem condições específicas para o desenvolvimento dos horizontes, não são tão intensas como na região tropical. O desenvolvimento no ciclo das rochas também é afetado por esses fatores. Dessa forma, é importante considerar que, devido às características diferenciadas de clima e da litologia das rochas, os solos brasileiros se diferenciam daqueles dos Estados Unidos. É importante considerar isso, pois a posição geográfica de um espaço estudado – junto às suas características no aspecto físico, químico, biológico, político, econômico e industrial – pode afetar diretamente o desenvolvimento do solo, suas características, im- pactando no seu uso, em sua preservação e degradação. Classificações taxonômicas e utilitárias dos solos Pedologia 6 95 Assim, deve-se considerar que nenhum solo é igual a outro, diferenciando-se no tempo e no espaço não apenas quanto à sua litologia – pois essa pode ser similar em diferentes par- tes do globo –, mas também em outros aspectos, como a profundidade, granulometria, con- sistência etc. É correto pensar, portanto, que cada país deveria adotar o seu próprio sistema de classificação de solos, considerando as características inerentes ao seu espaço. Todavia, muitos países não investem em ciência e tecnologia, colocando as atividades de pesquisa em segundo plano e adotando os sistemas de classificação de nações hegemônicas, como os Estados Unidos. Com isso, o uso do solo pode configurar-se como uma atividade degradante para o meio ambiente, causando prejuízos ambientais na forma de impactos negativos no solo. Sendo ele um substrato que se desenvolve ao longo do tempo geológico, a sua recomposição pode levar milhares de anos para ocorrer, inviabilizando o uso para gerações futuras e/ou elevando os custos na utilização de procedimentos de correção das características do solo, o qual é repassado para o valor do produto final que é produzido. O Brasil, por ter uma matriz econômica agrária bem à frente dos mercados interna- cionais, tem investido nos estudos do solo e em uma classificação própria que auxilie na identificação das características dele. Esse sistema de classificação, o SiBCS, conforme já mencionado, teve como ponto de partida o sistema taxonômico dos Estados Unidos, mas atualmente já se distanciou da taxonomia estadunidense, criando uma própria identidade. O sistema é aberto, recebendo constantemente novas contribuições quanto às descobertas feitas por laboratórios de pedologia espalhados pelo Brasil. O SiBCS é considerado uma prioridade nacional e é compartilhado com diversas ins- tituições de pesquisa no Brasil, a maioria ligada às universidades. Essa prioridade é atri- buída desde as primeiras tentativas de organização dos estudos e definição das classes, a partir da década de 1970, em fases que ficaram conhecidas como aproximações sucessivas. Elas configuram o momento em que se buscou definir um sistema hierárquico, multicate- górico e aberto, que permitisse a inclusão de novas classes e tornasse possível a classifica- ção de todos os solos existentes no território nacional. O principal período na elaboração do SiBCS está compreendido entre 1978 e 1997, em que as principais aproximações do SiBCS foram elaboradas pela Embrapa, sendo que a pri- meira aproximação ocorreu em 1980, a segunda em 1981, a terceira em 1988 e a quarta em 1997. Nelas houve discussões, organização, circulação de documentos para crítica, sugestões de diferentes entidades e a divulgação do desenvolvimento do projeto entre participantes e a comunidade científica em geral. Foi no ano de 1999 – durante o XXVII Congresso Brasileiro de Ciência do Solo, evento promovido pela Sociedade Brasileira de Ciência do Solo (SBCS), que ocorreu em Brasília, DF – que foi apresentado pela primeira vez à comunidade científica o SiBCS completo e em sua primeira versão. A atualização inicial ocorreu em 2006, sendo, então, lançada a sua segunda edição. A mais atual corresponde à sua terceira atualização, que foi feita em agosto de 2013. Classificações taxonômicas e utilitárias dos solos6 Pedologia96 Essas sucessivas atualizações são reflexo do sistema aberto, que, ao atingir um número ex- pressivo de contribuições, publica uma nova versão. 6.3 Ordem e subordem dos solos brasileiros Neste tópico vamos entender como se dá a classificação dos solos no SiBCS. Serão explicadas as ordens e subordens dos solos brasileiros, assim como suas características. Primeiramente, deve-se ressaltar que o nível ca- tegórico de um sistema de classificação de solos resulta de diversos estudos que definem um conjunto de classes quanto aos atributos diagnósticos em um nível igualitário de generalização, incluindo todos os solos existentes no espaço que satisfa- zem a essa definição. A definição de um nível categórico deve corresponder às propriedades dos solos que possam ser identificadas pelo profissional no campo ou às características que possam ser inferidas de outras propriedades, que, por sua vez, são reconhecidas no campo. Para que se diferenciem os níveis categóricos mais elevados da classificação dos solos, é necessário que sejam utilizadas as propriedades dos solos que resultam diretamente dos processos de pedogênese ou que afetam diretamente a gênese do solo, pois elas apresentam uma quantidade elevada de características acessórias para classificação. Dessa forma, veremos os 6 níveis categóricos aplicados para o SiBCS, que são: 1º nível categórico – ordens, 2º nível categórico – subordens, 3º nível categórico – grandes grupos, 4º nível categórico – subgrupos, 5º nível categórico – famílias e 6º nível categórico – séries. No caso das ordens, no SiBCS, é importante ressaltar que em algumas classes estão agrupa- dos solos que no sistema de classificação utilizado anteriormente constituíam classes indivi- duais nos levantamentos de solos no país. É o caso dos neossolos, que agrupam no 2º nível categórico os solos antes chamados de regossolos, solos litólicos, litossolos, solos aluviais e areias quartzosas. Agora veremos uma explicação de cada grupo. 6.3.1 Classes do 1º nível categórico – ordens Nesse nível, as classes são separadas pela identificação da presença ou ausência de de- terminados atributos, horizontes diagnósticos ou propriedades passíveis de identificação no campo, mostrando diferenças no grau e no tipo de desenvolvimento dos processos atuantes na formação do solo. Assim, a separação das classes no 1º nível categórico tem como base os sinais deixados no solo a partir da atuação de processos que foram considerados os domi- nantes no desenvolvimento. Nesse ponto, deve-se ressaltar que a ausência das características citadas no solo também foi fator criterioso para separar as classes nesse 1º nível categórico. Os chamados atributos diagnósticos refletem a natureza do meio ambiente e os efeitos causados pelos processos de formação do solo. Aqueles que foram dominantes na sua gê- nese são os que possuem maior peso para a classificação no 1º nívelcategórico, pois têm características acessórias em maior número. Vídeo Classificações taxonômicas e utilitárias dos solos Pedologia 6 97 Tomando como exemplo o caso dos organossolos, os atributos diagnósticos tiveram por objetivo diferenciá-los intrinsecamente dos solos constituídos por minerais em sua quase to- talidade. Dessa forma, as propriedades a serem utilizadas devem contribuir para o seguinte: a. diferenciá-los dos solos minerais; b. indicar seu potencial de modificação quando drenados e/ou cultivados; c. prever ou identificar a qualidade do substrato mineral e/ou resíduo mineral; d. selecionar características diferenciais que mudem pouco ou muito lentamente com o uso e manejo, além de permitir a predição do seu comportamento e do potencial agrícola (diferenciais com grande número de características acessórias). 6.3.2 Classes do 2º nível categórico – subordens As classes do 2º nível categórico são separadas por propriedades ou por características diferenciais que: a. refletem a atuação de outros processos de formação que agiram conjuntamente ou afetaram os processos dominantes e cujas características foram utilizadas para separar os solos no 1º nível categórico; b. ressaltam as características responsáveis pela ausência de diferenciação de hori- zontes diagnósticos; c. envolvem propriedades resultantes da gênese do solo e que são extremamente im- portantes para o desenvolvimento das plantas e/ou para usos não agrícolas e que tenham grande número de propriedades acessórias; d. ressaltam propriedades ou características diferenciais que representam variações importantes dentro das classes do 1º nível categórico. 6.3.3 Classes do 3º nível categórico – grandes grupos Classes separadas por uma ou mais das seguintes características: a. tipo e arranjo dos horizontes; b. atividade da fração argila; condição de saturação do complexo por bases ou por alumínio, ou por sódio e/ou a presença de sais solúveis; c. presença de horizontes ou propriedades que restringem o desenvolvimento das raízes e afetam o livre movimento da água no solo. 6.3.4 Classes do 4º nível categórico – subgrupos Classes separadas por uma ou mais das seguintes características: a. representa o conceito central da classe, ou o indivíduo mais simples (identificado como típico). Ainda que possa não ser o de maior expressão geográfica, apresenta a organização de horizontes e sinais dos processos pedogenéticos mais simples; Classificações taxonômicas e utilitárias dos solos6 Pedologia98 b. representa solos com atributos que os definem como intermediários para outras classes no 1º, 2º ou 3º níveis categóricos; c. representa os solos com características extraordinárias. 6.3.5 O 5º nível categórico – famílias (em discussão) Ainda em discussão, o 5º nível categórico do sistema de classificação deverá ser definido em uma próxima atualização, com base em características e propriedades morfológicas, físi- cas, químicas e mineralógicas identificadas como fundamentais para uso e manejo dos solos. Para esse nível, os critérios recomendados deverão ser testados nas distintas classes de solos, indicando metodologias apropriadas e identificando respostas em termos de impor- tância agronômica e geotécnica principalmente. Esse campo deve ser estimulado nas ações de pesquisas nas universidades. 6.3.6 O 6º nível categórico – séries (não definidas no país) O 6º nível categórico também está em discussão e deverá configurar a categoria mais homogênea do sistema de classificação, correspondendo ao nível de “série de solos”, que terá a sua utilização em levantamentos detalhados. As características diferenciais utilizadas devem ser identificadas quanto a sua variabilidade espacial. As classes desse nível deverão conter características relacionadas ao crescimento de plantas – principalmente no que se refere ao desenvolvimento de raízes –, as relações so- lo-água-planta e as propriedades importantes nas interpretações para fins de engenharia, geotecnia e estudos ambientais. 6.3.7 Nomenclatura das classes Neste tópico serão abordadas as nomenclaturas dos diferentes tipos de solo quanto ao seu nível categórico. No 1º nível existem 13 classes, cujos nomes são formados pela associa- ção de um termo formativo com a terminação ssolo. O Quadro 1 apresenta os nomes das classes, seus elementos formativos e os seus respectivos significados. Quadro 1 – Nomenclatura do 1º nível. Classe Elemento formativo Termos de conotação e de memorização ARGISSOLO ARGI “Argilla”. Acumulação de argila Tb ou Ta (baixa ou alta ati- vidade da fração argila), dessaturado de bases CAMBISSOLO CAMBI “Cambiare”, trocar ou mudar. Horizonte B incipiente CHERNOSSOLO CHERNO Preto, rico em matéria orgânica ESPODOSSOLO ESPODO “Spodos”, cinza vegetal. Horizonte B espódico GLEISSOLO GLEI Glei. Horizonte glei Classificações taxonômicas e utilitárias dos solos Pedologia 6 99 Classe Elemento formativo Termos de conotação e de memorização LATOSSOLO LATO “Lat”, material muito alterado. Horizonte B latossólico LUVISSOLO LUVI “Luere”, iluvial. Acumulação de argila com alta saturação por bases e Ta NEOSSOLO NEO Novo. Pouco desenvolvimento genético. NITOSSOLO NITO “Nitidus”, brilhante. Horizonte B nítico ORGANOSSOLO ORGANO Orgânico. Horizonte H ou O hístico PLANOSSOLO PLANO “Planus”. Horizonte B plânico PLINTOSSOLO PLINTO “Plinthus”. Horizonte plíntico VERTISSOLO VERTI “Vertere”, inverter. Horizonte vértico Fonte: EMBRAPA, 2013. No 2º nível categórico existem 20 classes. O Quadro 2 apresenta os nomes delas e os seus respectivos significados. Quadro 2 – Nomenclatura do 2º nível. Nomenclatura Características associadas AMARELO, ACIZENTADO, BRUNO-ACIZENTADO, BRUNO, VERMELHO, VERMELHO-AMARELO Cores do solo ARGILÚVICO B textual ou caráter argilúvico CRÔMICO Caráter crômico EBÂNICO Caráter ebânico FERRILÚVICO, HUMILÚVICO E FERRI-HUMILÚVICO Tipos de horizonte espódico (Bs, Bh ou Bhs, respectivamente) FLÚVICO Caráter flúvico FÓLICO Horizonte hístico + contato lítico HÁPLICO Quando empregado, refere-se a todos os demais solos não distinguidos nas classes precedentes HIDROMÓRFICO Restrição de drenagem (presença de horizonte glei) HÍSTICO Horizonte hístico HÚMICO Horizonte A Húmico LITÓLICO Contato lítico dentro de 50 cm da superfície MELÂNICO Horizontes hístico, húmico, proeminente e chernozêmico NÁTRICO Caráter sódico PÉTRICO Horizonte litoplíntico ou concrecionário QUARTZARÊNICO Textura arenosa desprovida de minerais alteráveis Classificações taxonômicas e utilitárias dos solos6 Pedologia100 Nomenclatura Características associadas REGOLÍTICO A, C + contato lítico além de 50 cm da superfície + 4% de minerais alteráveis ou 5% de fragmentos de rocha RÊNDZICO A chernozêmico coincidindo com caráter carbonático ou horizonte cálcico ou A chernozêmico com mais de 15% de CaCo3 equivalente, mais contato lítico SÁLICO Caráter sálico TIOMÓRFICO Horizonte sulfúrico e/ou materiais sulfídricos Fonte: IBGE, 2015. Já no 3º nível categórico existem 23 classes, cujos nomes e os seus respectivos significa- dos podem ser vistos no Quadro 3. Quadro 3 – Nomenclatura do 3º nível. Nomenclatura Características associadas Ácrico, Acriférrico Caráter ácrico e caráter ácrico + teor de ferro Alítico Caráter alítico Alumínico, Aluminoférrico Caráter alumínico e caráter alumínico + teor de ferro Ta Distrófico, Ta Eutrófico, Tb Distrófico, Tb Eutrófico Atividade da argila e saturação por bases Carbonático Caráter carbonático ou horizonte cálcico Concrecionário Horizonte concrecionário Distrocoeso, Eutrocoeso Saturação por bases + caráter coeso Distrófico, Eutrófico, Distroférrico, Eutroférrico Saturação por bases e saturação por bases + teor de ferro Distro-úmbrico, Eutro-úmbrico Saturação por bases + horizonte A proeminente Férrico, Perférrico Teor de ferro Fíbrico, Hêmico, Sáprico Grau de decomposição do material orgânico Hidromórfico Lençol freático elevado na maior parte doano, na maioria dos anos Hidro-Hiperespesso Lençol freático elevado e B espódico a profundidade superior a 200 cm Hiperespesso Horizonte espódico a profundidade superior a 200 cm Húmico, Hístico Horizonte A húmico e horizonte hístico Lítico Contato lítico dentro de 50 cm da superfície Litoplíntico Horizonte litoplíntico Órtico Quando empregado, refere-se a todos os demais solos não distingui- dos nas classes precedentes Pálico A + B (exceto BC) > 80 cm Psamítico Textura arenosa Classificações taxonômicas e utilitárias dos solos Pedologia 6 101 Nomenclatura Características associadas Petrocálcico Solos com horizonte petrocálcico Sálico Caráter sálico Sódico Caráter sódico Fonte: IBGE, 2015. No 4º nível categórico existem 43 classes. O Quadro 4 apresenta os nomes e seus res- pectivos significados. Quadro 4 – Nomenclatura do 4º nível. Nomenclatura Características associadas Abrúptico Mudança textural abrupta Antrópico Horizonte A antrópico Arênico Textura arenosa Argissólico B textural e/ou relação textural e cerosidade Cambissólico B incipiente ou características de desenvolvimento incipiente Carbonático Caráter carbonático ou horizonte cálcico Chernossólico, Húmico, Antrópico, Úmbrico Tipos de horizonte A Dúrico Ortstein, duripã Êndico Horizonte concrecionário ou litoplíntico ocorrendo na parte interna do solo Epirredóxico Caráter redóxico dentro dos 50 cm da superfície do solo Endorredóxico Caráter redóxico abaixo de 50 cm e acima de 150 cm da superfície do solo Espessarênico Textura arenosa x profundidade Espesso Profundidade de A + E Espodossólico B textural com acúmulo iluvial de carbono orgânico e alumínio com ou sem ferro, insuficiente para B espódico Êutrico pH e S altos Fragmentário Contato lítico fragmentário Fragipânico Presença de fragipã Gleissólico Horizonte glei ou mosqueados de oxidação e redução Hipocarbonático Com caráter hipocarbonático Latossólico Horizonte B latossólico, características latossólicas Léptico Contato lítico entre 50 cm e 100 cm Lítico Contato lítico < 50 cm da superfície Luvissólico B textural Ta Classificações taxonômicas e utilitárias dos solos6 Pedologia102 Nomenclatura Características associadas Neofluvissólico Caráter flúvico Nitossólico B nítico e/ou características intermediárias para nitossolos Organossólico Horizonte hístico < 40 cm Petroplíntico Caráter ou horizonte concrecionário e caráter ou horizonte litoplíntico Plácico Horizonte plácico Planossólico B textural com mudança textural abrupta e sem cores para B plânico ou B plânico em posição não diagnóstica para planossolos Plintossólico Caráter ou horizonte plíntico Psamítico Textura arenosa Retráticos Solos com caráter retrátil Rúbrico Cárater rúbrico Sálico Caráter sálico Salino Caráter salino Saprolítico Horizonte C ou Cr dentro de 100 cm e sem contato lítico dentro de 200 cm da superfície Sódico Caráter sódico Solódico Caráter solódico Sômbricos Solos com caráter sômbrico Térrico Material mineral (A ou Cg) dentro de 100 cm da superfície Tiônico Horizonte sulfúrico ou material sulfídrico Típico Empregado para a classe que não apresenta características extraordiná- rias ou intermediárias para outras classes. Representa o conceito central Vertissólico Horizonte vértico ou caráter vértico Fonte: IBGE, 2015. 6.3.7.1 Nomenclatura de classes de 1º, 2º, 3º e 4º níveis categóricos Nos documentos de descrição morfológica dos perfis de solos, assim como nas legendas dos mapas, as classes de 1º e 2º níveis devem ser escritas com todas as letras maiúsculas e as classes de 3º nível categórico com apenas a primeira letra maiúscula. No 4º nível categórico, os nomes devem ser escritos em letras minúsculas (conforme mostra o Quadro 5). Quadro 5 – Exemplo de como escrever a nomenclatura do 1º ao 4º nível categórico. NEOSSOLOS FLÚVICOS Ta Eutróficos vérticos 1° e 2° níveis categóricos 3° nível categórico 4° nível categórico Fonte: EMBRAPA, 2013. Para que se tenha coerência na nomenclatura do 5º nível categórico, sugere-se a seguin- te sequência na nomeação de cada classe: grupamento textural, distribuição de cascalho e Classificações taxonômicas e utilitárias dos solos Pedologia 6 103 concreções no perfil, constituição esquelética do solo, tipo de horizonte A (que não tenha sido utilizado em outros níveis categóricos), saturação por bases (especificação do estado de saturação, como hiper, meso, epi etc.), saturação por alumínio, teor de ferro, caráter alofâ- nico, características especiais pedogenéticas ou decorrentes do uso, profundidade e reação do solo. 6.3.7.2 Nomenclatura de classes de 5º e 6º níveis categóricos No 5º nível categórico a nomenclatura é formada adicionando-se ao nome de subgru- po as qualidades pertinentes com letras minúsculas e separadas por vírgula, por exemplo: Latossolo Amarelo Ácrico petroplíntico, textura argilosa cascalhenta, endoconcrecionário, A moderado, gibbsítico – oxídico, aniônico. O 6º nível categórico constitui séries não definidas no país, que para identificação são sugeridos nomes de acidentes geográficos, cidades, distritos, regiões, rios, pessoas ou, até mesmo, feições geográficas que se destaquem na paisagem. Para que seja feita a formulação básica e característica de séries, deve ser realizado um intenso trabalho de correlação de solos em nível nacional, assim como um controle rígido de nomes de séries e suas definições, além das conceituações e descrições. É importante citar que no Brasil não há investimento, aporte institucional, experiência e profissionais capacita- dos para lidar com os procedimentos normais de correlação e controle de séries de solos no país, esse é um trabalho oneroso e que demanda uma estrutura complexa. Vale ressaltar ainda que série é um nível categórico do sistema de classificação que deve ter os seus limites de classe bem definidos, da forma que ocorre nas ordens, subordens, nos grandes grupos, subgrupos e nas famílias. As séries estão relacionadas às famílias, que po- dem conter apenas uma ou diversas séries. A série de solos nunca foi utilizada no Brasil de maneira formal por institutos de pes- quisa, e isso devido aos problemas já citados, que oneram o desenvolvimento disso. No en- tanto, é um nível no qual se pretende chegar em uma atualização futura do SiBCS, no tempo adequado para que as pesquisas de solo no Brasil se desenvolvam e os institutos cresçam, formando cada vez mais profissionais capacitados para atuar nas ciências do solo. Essa é a tendência, pois o fortalecimento da agricultura como commoditie só intensifica a importância dos estudos de solo no Brasil. Conclusão Como visto, a classificação dos solos brasileiros foi um processo iniciado principalmente com base na metodologia estadunidense, mas tomou corpo próprio na década de 1970 na Embrapa, tornando-se o SiBCS. Esse processo de desenvolvimento é de suma importância não apenas para delimitarmos um marco nas ciências do solo, mas também na ciência do Brasil, que começa a se atentar para um tema fundamental para o desenvolvimento socioeconômico. Classificações taxonômicas e utilitárias dos solos6 Pedologia104 A evolução de um sistema de classificação nacional e o estudo de suas características para viabilizar a formação de novos profissionais tende a permitir que as análises futuras se baseiem exclusivamente em observações dos solos brasileiros. Assim, por se limitar à análise fenomenológica que desenvolve os solos circunscritos em nosso território dentro do con- texto físico-químico característico, atribui-se aos estudos maior confiabilidade, não sendo confrontados com a possibilidade de erros oriundos da prática de adaptação metodológica e classificatória. Ampliando seus conhecimentos O trecho a seguir é do Manual técnico de pedologia, publicado em 2015 pelo IBGE e que ressalta alguns aspectos da taxonomia de solos. Ele ressalta a importância da taxonomia para fins cartográficos, além de comentar brevemente sobre a classificação.Taxonomia de solos (IBGE, 2015, p. 184) [...] A caracterização do solo tem como maiores objetivos a sua classificação e delimitação cartográfica. Depois de descritos e caracterizados, os solos deverão ser classificados ou enquadrados em sistemas taxonômicos orga- nizados com esse propósito. A classificação de um solo em um sistema taxonômico implica em fazer o seu enquadramento com base em critérios e características diversas esta- belecidas como diagnósticas. Um sistema taxonômico é, antes de tudo, uma forma de comunicação. Utiliza nomenclatura própria para expressar algumas características – ou um grupo delas – escolhidas ou eleitas como importantes para determi- nado fim ou funcionamento. No Brasil, vem sendo desenvolvido um sistema de classificação denomi- nado Sistema Brasileiro de Classificação de Solos – SiBCS (SISTEMA..., 2013), doravante referido apenas como SiBCS, organizado com o pro- pósito de atender às condições de clima tropical a que está submetida a maior parte do país [...]. [...] Classificações taxonômicas e utilitárias dos solos Pedologia 6 105 Atividades 1. Explique como começou a ser implantado o sistema de classificação de solos no Brasil. 2. Qual a base de construção da classificação pedológica do Brasil? Explique. 3. Quais são os níveis categóricos do SiBCS? Como são agrupados? 4. Como é feita a nomenclatura do 1º, 2º, 3º e 4º níveis categóricos? Referências EMBRAPA. Sistema brasileiro de classificação de solos. Rio de Janeiro: Centro Nacional de Pesquisa de Solos, 2013. IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia E Estatística. Manual técnico de pedologia. 3 ed. Rio de Janeiro: IBGE, 2015. Resolução 1. A classificação de solos no Brasil não é recente, esse processo começou no final do século XIX, utilizando mais os preceitos da observação do que laboratoriais. A clas- sificação estabelecida naquela época teve como base o conceito que Dokuchaev de- terminou para o estudo dos solos, sendo possível com isso classificá-los de forma individualizada. Dessa forma, o conhecimento e a identificação de horizontes do solo, assim como o aprimoramento dos critérios para a realização dos diagnósticos empregados na sua identificação atualmente, resultam da experiência acumulada ao longo dos anos em vários países. 2. A classificação pedológica do Brasil tem como base o antigo sistema de classificação norte-americano formulado por Baldwin, Kellogg e Thorp (1938) em sua obra Soils and Men, modificada por Thorp e Smith (1949) em Soil Science. Ela tem como base os conceitos de tal sistema, no entanto, conta com o amparo complementar de explica- ções acerca de definições e critérios adotados nas obras clássicas. 3. Os níveis categóricos aplicados para o SiBCS são: 1º nível categórico – ordens, 2º nível categórico – subordens, 3º nível categórico – grandes grupos, 4º nível categórico – sub- grupos, 5º nível categórico – famílias e 6º nível categórico – séries. No caso das ordens, no SiBCS, é importante ressaltar que em algumas classes estão agrupados solos que no sistema de classificação utilizado anteriormente constituíam classes individuais nos levantamentos de solos no país. É o caso dos neossolos, que agrupam no 2º nível cate- górico os solos antes chamados de regossolos, solos litólicos, litossolos, solos aluviais e areias quartzosas. Classificações taxonômicas e utilitárias dos solos6 Pedologia106 4. Nos documentos de descrição morfológica dos perfis de solos, assim como nas le- gendas dos mapas, as classes de 1º e 2º níveis devem ser escritas com todas as letras maiúsculas e as classes de 3º nível categórico com apenas a primeira letra em maiús- cula. No 4º nível categórico os nomes devem ser escritos em letras minúsculas. Pedologia 107 7 Matéria orgânica e organismos vivos Até este ponto, foram abordados temas referentes à formação do solo, sua morfo- logia, estrutura física, química e classificação, mas uma característica importante e que também merece destaque é a presença de matéria orgânica e de organismos vivos no solo. Nesse aspecto, tanto organismos vivos quanto os mortos devem ser considera- dos, pois a decomposição do material constitui uma reação notável no solo, desenvol- vendo uma série de elementos importantes para, principalmente, o cultivo nos solos agrícolas. Dessa forma, antes de avançarmos nas questões técnicas e espaciais do solo, é necessário compreender o papel da matéria orgânica e dos diferentes organismos nesse ambiente. Matéria orgânica e organismos vivos7 Pedologia108 7.1 Matéria orgânica; acúmulo de húmus A matéria orgânica do solo é um produto resultante das transformações de restos orgânicos de origem vegetal (como folhas, raízes, caules, frutas e diversos outros vegetais) e de produtos de origem animal (como restos de insetos e o esterco), todos considerados como os principais tipos de matéria orgânica existentes (LEPSCH, 2010). Esse material que irá formar o que co- nhecemos como matéria orgânica – para em seguida se incorporar no substrato solo – pode ter origem de processos naturais, como da decomposição dos vegetais da floresta, assim como possuir uma origem artificial, pela ação antrópica com finalidade produtiva e indus- trial, como adicionando esterco e palhas nos cultivos. A decomposição dos resíduos orgânicos ocorre por meio da microfauna e mesofauna do solo, transformando o material decomposto em húmus, que, por meio de processos quí- micos ativados pelo contato com os minerais que compõem o solo, libera certa quantidade de nutrientes minerais (REZENDE et al., 2007). Quando o ambiente forne- ce condições de temperatura elevada e boa aeração, torna-se adequado para que a matéria orgânica original – ou seja, os resíduos orgânicos que entram em contato com o solo – se mine- ralize, liberando nutrientes para as plantas (LEPSCH, 2016). Esse processo, no entanto, não ocorre com tanta intensidade em climas mais secos ou frios, diferindo-se das regiões tropicais. Em regiões mais frias, a taxa de mineralização é menor, enquanto a taxa de humificação é maior, ocor- rendo um aumento de húmus acumulado no solo (Figura 1). Esses processos ocasionam transformações dos materiais de maneira similar ao que ocorre no intemperismo dos minerais primários. Os materiais em sua forma original passam por alterações complexas e também por reações, dando origem ao húmus, que é considera- do um material de origem secundária. Por ser criado em uma etapa posterior à do intempe- rismo, também libera nutrientes (REZENDE et al., 2007). O húmus é parte da matéria orgânica e aquele que possui mais estabilidade, sendo similar aos argilominerais e um material desintegrado, atingindo o estado coloidal e com elevada densidade de cargas elétricas na superfície, as quais são capazes de adsorver e tro- car cátions com os materiais próximos e em contato (LEPSCH, 2016). Ele também possui a capacidade de adsorver e ceder nutrientes (excedendo em muito as argilas), fazendo com que quantidades pequenas aumentem substancialmente as características do solo – processo Vídeo Figura 1 – O húmus acumulado no solo. Fonte: lauraag/iStockphoto. Matéria orgânica e organismos vivos Pedologia 7 109 que ocorre principalmente no horizonte A. Por esse motivo, é correto dizer que o húmus é um material essencial para a vida no solo (REZENDE et al., 2007). Nesse ponto, é importante ressaltar que os processos envolvidos na formação e trans- formação da matéria orgânica estão inseridos em um contexto maior, fazendo parte de um grande processo chamado de ciclo do carbono ou também de ciclo da vida (Figura 2). O funcionamento do ciclo do carbono, como é mais conhecido, ocorre a partir das plantas, que assimilam o gás carbônico (CO2) da atmosfera, o qual é transformado em compostos de carbono com o auxílio da água e de nutrientes do solo. Os compostos de carbono podem ser fibras, como celulose ou alimento (carboidratos e proteínas, principalmente), e que em condições naturais são incorporadosao solo, onde se inicia o processo de decomposição (REZENDE et al., 2007). A Figura 2 mostra o ciclo do carbono na superfície e na subsuperfície do solo. Na pri- meira, plantas, animais e atividades diversas são capazes de liberar CO2 para a atmosfera por meio da respiração e decomposição de material. Esse CO2 é incorporado à atmosfera e depois reincorporado às plantas e aos animais. Posteriormente, esse material tem os restos de plantas, animais etc. incorporados ao solo depois de morrerem. Em se tratando da sub- superfície, os microrganismos presentes digerem esses resíduos depositados, fazendo com que sejam liberados nutrientes vegetais no ambiente (LEPSCH, 2010). Em seguida, o carbo- no retorna (pela decomposição e respiração) na forma de CO2, podendo posteriormente ser reincorporado às plantas e aos animais. Figura 2 – Ciclo do carbono. Fotossíntese Respiração animal Combustão Evapotranspiração Respiração das raízes Carbono mineral Decomposição da matéria orgânica Fonte: ttsz/iStockphoto. Matéria orgânica e organismos vivos7 Pedologia110 Um aspecto importante acerca dos microrganismos do solo é que os materiais orgâni- cos servem de fonte de alimento para eles, ou seja, são sua fonte de energia. Os microrga- nismos desempenham um papel muito relevante no processo de nutrição dos vegetais, como é o caso de algumas bactérias que fixam o nitrogênio do ar, incorporando-o aos coloides do solo sob a forma de cátions (NH4+) e ânions (NO3–), possíveis de serem ab- sorvidos pelos organismos presentes no solo (LEPSCH, 2016). A esse processo é dado o nome de ciclo do nitrogênio (Figura 3), que se inicia com a transformação do N2 presente na atmosfera em outros compostos nitrogenados (REZENDE et al., 2007). A essa transfor- mação dá-se o nome de processo de fixação, que pode ocorrer da forma física ou biológica. A primeira ocorre quando cargas elétricas entram em contato com o nitrogênio, causando a formação de amônia. Já a segunda se dá na fixação de nitrogênio por microrganismos. Essa é a forma mais comum de fixação no solo, em que bactérias convertem o nitrogênio na fase gasosa em amônia ou íons amônio. Além disso, o nitrogênio pode ser oxidado em nitritos e/ou nitratos, ocorrendo o pro- cesso chamado de nitrificação. Ele decorre da ação de bactérias, que, por terem essa capa- cidade de conversão, são chamadas de bactérias nitrificantes. Nele, a amônia é convertida em nitrito e os íons nitrito são transformados em nitrato (NO3–). Ao longo do processo, os compostos inorgânicos resultantes da nitrificação são assimilados pelas plantas, sendo que o nitrato ajuda na síntese de aminoácidos e bases nitrogenadas (LEPSCH, 2010). De uma forma geral, os animais utilizam os compostos orgânicos normalmente obtidos na alimentação, os quais são liberados novamente pelas suas fezes. No processo de decomposição desse material, os compostos orgânicos sofrem ação de bactérias, que os convertem em nitrato, amônia ou nitrogênio, sendo capazes de retornar para a atmosfera nessa forma (REZENDE et al., 2007). Se acontecer de o nitrogênio seguir o caminho de devolução para a atmosfera, a esse processo dá-se o nome de desnitrificação, realizado pelas bactérias desnitrificantes. Figura 3 – Ciclo do nitrogênio. Amonificação A ss im ila çã o Nitrificação Bactérias desnitrificantes D esnitrificação Ciclo do nitrogênio Bactérias nitrificantes Fixação no nitrogênio por bactérias Fi xa çã o do ni tr og ên io Fonte: ttsz/iStockphoto. Matéria orgânica e organismos vivos Pedologia 7 111 A matéria orgânica, portanto, é benéfica e essencial no desenvolvimento do solo. Algumas substâncias que são provenientes da decomposição dos restos orgânicos têm um papel importante na “solidificação” dos agregados do solo, fazendo com que as suas ca- racterísticas físicas – como a permeabilidade, porosidade e também a retenção de água – sejam substancialmente melhoradas. 7.2 Tipos de organismos No solo, os organismos microscópicos e macroscópicos que o habitam realizam diversas atividades que culminam em ações necessárias para a ma- nutenção e sobrevivência da fauna e da flora. Entre elas, as principais são: decomposição da matéria orgânica, produção de húmus, fixação de nitrogê- nio atmosférico, produção de compostos que resultam na agregação do solo, além do controle biológico de pragas, construindo um ambiente adequado para o desenvol- vimento da biodiversidade (LEPSCH, 2016). Conforme citado, os organismos do solo podem ser divididos em micro, meso e ma- croorganismos, sejam eles de fauna ou de flora. A densidade dos grupos de organismos varia conforme as características do clima de cada região. Entre os grupos de organis- mos existentes, o mais numeroso é o das bactérias. Aquele no qual estão inseridos os fungos e as minhocas é o que apresenta a maior biomassa, podendo exercer em torno de 10 toneladas por hectare, uma quantidade equivalente à gerada pelas atividades agríco- las de grande porte (REZENDE et al., 2007). Os organismos vivos do solo, tanto animais quanto vegetais, constituem o que é conhe- cido como atividade biológica, componente importante para a degradação do material rocho- so e das atividades que determinam o chamado intemperismo biológico (LEPSCH, 2010). Eles têm papel importante na formação e também na manutenção dos constituintes do solo, principalmente na região dos horizontes superficiais. Isso porque, tomando como exemplo as raízes das plantas, elas são capazes de alterar o pH do solo ao seu redor e ao morrer se decompõem, deixando uma série de canais que são utilizados por organismos como formi- gas, cupins e minhocas, que se movem, ingerem e excretam material no solo, formando os microagregados com a aglomeração de partículas e construindo poros na estrutura. É importante fazer, nesse ponto, uma diferenciação conceitual entre microorganismos, microfauna, mesofauna e macrofauna (REZENDE et al., 2007). Quanto aos microorganismos, eles são constituídos por bactérias, fungos e algas. A microfauna é composta de protozoários, rotíferos e nematoides. Já na mesofauna estão ácaros, collembolas e enquitríqueos. Na macro- fauna existem minhocas, cupins, formigas, coleópteros, aracnídeos, miriápodos, entre outros. De maneira geral, os organismos no solo são afetados diretamente pelos seguintes fa- tores: fontes de energia, nutrientes minerais, composição química, força dos íons da solução do solo, pH, pressão atmosférica, umidade, temperatura e radiação solar. Outros fatores mais conhecidos também se inserem nesse contexto, como profundidade, cobertura vegetal, interações entre organismos e impactos antropogênicos. Vídeo Matéria orgânica e organismos vivos7 Pedologia112 O solo apresenta grande diversidade de organismos vivos, com elevada diversidade metabólica e fisiológica, o que os torna versáteis para ocupar os diferentes nichos ecológicos. Essa versatilidade está condicionada à fonte de carbono utilizada, à de energia e à de elé- trons (LEPSCH, 2016). Os organismos do solo são classificados quanto às suas características específicas, e é isso o que veremos agora. 7.2.1 Organismos biófagos Esse tipo de organismo é caracterizado por se alimentar de seres vivos, compondo uma das bases do controle biológico conhecida como predação (Figura 4). Figura 4 – Formigas no solo. Fonte: SafakOguz/iStockphoto. Os organismos biófagos podem ser classificados em: • Microbívoros: alimentam-se de micróbios, como é o caso das amebas. • Fungívoros: alimentam-se de fungos, como acontece com os ácaros e os nematoides. • Fitófagos: alimentam-se de plantas, sendo exemplos os insetos (Figura 4) e as aranhas. 7.2.2 Organismos saprófagos Esses organismos se alimentam de matéria orgânica morta e também são conhecidos pelo nome de onívoros, ou seja, aqueles que se alimentam de tudo. Os saprófagos (Figura 5) estão diretamente relacionados com a decomposição da matéria orgânica. Matéria orgânica e organismos vivos Pedologia 7 113Figura 5 – Bactéria do solo, exemplo de organismo saprófago. Fonte: selvanegra/iStockphoto. Os saprófagos podem ser classificados em: • Detritívoros: alimentam-se de detritos vegetais em vários estágios de decompo- sição. Compõem esse grupo vários tipos de organismos macro e microscópicos. • Cadaverícolas: alimentam-se de carne podre/animais mortos, é o caso das larvas de insetos. • Coprófagos: alimentam-se de excrementos, como acontece com as bactérias, os fungos e pequenos artrópodes. Os organismos presentes no solo, para gerar uma comunidade coesa e fortificada em relação às condições adversas do ambiente, dependem de um equilíbrio biológico, que, para ser alcançado, deve atender à seguinte premissa: ter complexidade biológica para garantir as relações diversas que limitam a explosão populacional, gerando assim condições de equi- líbrio biológico do sistema (REZENDE et al., 2007). Uma comunidade de organismos em equilíbrio com seu ambiente está mais protegida dos efeitos causados pelos fatores externos, estando, por esse motivo, em uma condição denominada tampão biológico (REZENDE et al., 2007). Por outro lado, solos que possuem comunidades diversas de organismos não homogêneas entre si são mais resilientes, ou seja, recuperam-se melhor dos impactos causados por fontes naturais ou antrópicas. Para que um organismo esteja presente em determinado tipo de solo, é necessário que sejam atendidas as condições ambientais dos limites de tolerância dos organismos. A sobre- vivência deles em qualquer habitat depende da extensão e rapidez de suas respostas fisioló- gicas às condições ambientais diversas, como as de salinidade, temperatura, pressão e pH, o que faz com que sejam encontrados em quase todos os ecossistemas da Terra, inclusive nos solos. Já os microrganismos participam da gênese do habitat em que vivem (LEPSCH, 2016). Durante as primeiras etapas de formação do solo, o carbono e o nitrogênio são elementos de- ficientes, por isso espécies fotossintéticas e fixadoras de nitrogênio, como as cianobactérias e os líquens, possuem papel importante como colonizadoras primárias de rochas. Matéria orgânica e organismos vivos7 Pedologia114 7.3 Fatores condicionantes para a presença de organismos Entre os diversos fatores capazes de condicionar a presença e a quantida- de de diferentes organismos no solo, alguns têm papel determinante. O pri- meiro que deve ser destacado é a presença de nutrientes. Os microrganismos, principalmente, necessitam de alimentação, da mesma forma que um orga- nismo maior, como os seres humanos. Assim, a presença de nutrientes – como os resíduos orgânicos – pode determinar a quantidade e escala em que os microrganismos irão se organizar. Se os resíduos orgânicos forem ricos em nutrientes, isso irá permitir o crescimento de grande número de microrganismos. Outro fator condicionante é a umidade, necessária para a existência e proliferação das bactérias do solo. A quantidade de bactérias é proporcional à umidade do solo, de forma que o número delas aumenta na mesma medida que a umidade do solo. Esse fator tem um limite, que é definido pela capacidade de o solo absorver água, o chamado ponto de satura- ção. Quando esse ponto é atingido, existe um acúmulo de água muito grande no solo, pro- porcionando, inclusive, o escoamento superficial e a erosão. Ao ser atingido esse quadro, a proliferação das bactérias é interrompida. As raízes das plantas também são um fator condicionante, pois exercem grande influên- cia no desenvolvimento de microrganismos do solo. Elas crescem abrindo caminhos, desen- volvem-se e também morrem no solo, suprindo os microrganismos com alimentos e também com energia suficiente para a sua existência e proliferação (LEPSCH, 2010). O entorno das raí- zes, chamada de rizosfera, também permite a existência de nichos e microrganismos e se carac- teriza pela liberação de substâncias orgânicas e inorgânicas que podem ser consumidas pelos organismos localizados mais próximos das raízes (Figura 6). Isso faz com que os microrga- nismos que compõem a rizosfera tenham características distintas dos restantes. Figura 6 – Fungos no entorno da raiz. Fonte: SuwanPhoto/iStockphoto. Vídeo Matéria orgânica e organismos vivos Pedologia 7 115 Outra característica a ser considerada é a acidez do solo, o pH, que é um fator vital para a existência de organismos. Não existe uma regra específica sobre o pH, mas sabe-se que os limites de tolerância de alguns organismos variam muito com relação à acidez (REZENDE et al., 2007). Como exemplo, tem-se como regra geral que a maior parte dos micróbios prefere um pH neutro – ou próximo à neutralidade. Os fungos são organismos que suportam mais a acidez e o pH não interfere tanto no seu limite de tolerância, ao contrário das bactérias, que são menos tolerantes. A aeração do solo também é importante para determinar a existência ou não de grupos de organismos. Os fungos, por exemplo, assim como as bactérias, são organismos aeróbicos, ou seja, dependem da presença do oxigênio para a sua existência, para que possam fazer a respiração. Com isso, um solo aerado permite a circulação do ar e, consequentemente, a proliferação de organismos aeróbicos. Mais um fator determinante é o clima, pois os limites de tolerância dos organismos, de modo geral, estão condicionados a isso. Sabe-se que existem formas de vida que conseguem suportar diferentes condições climatológicas, desde temperaturas elevadas até extremamente baixas. No entanto, a maior parte dos organismos tende a se limitar em um quadro de tem- peratura mais quente ou mais fria (LEPSCH, 2016). Climas quentes favorecem a proliferação dos organismos, e isso pode ser observado ao verificar-se os solos de regiões tropicais, que são profundos e com intensa atividade microbiana, enquanto os solos das regiões próximas aos polos são pouco espessos e não possuem atividades microbianas em grande quantidade. O clima é fator principal não apenas na questão da temperatura, mas também no regi- me de chuvas no ambiente, que vai determinar a quantidade de água precipitada e o modo com que ela chega ao solo – seja na forma de chuvas, neve ou granizo –, assim como a sua intensidade. Em épocas de verão, é comum termos chuvas torrenciais que duram poucos períodos, e essa precipitação que ocorre com grande impacto ao solo é altamente erosiva e pode causar também a lixiviação, chegando a, inclusive, remover organismos e transportá- -los para outras regiões por meio do escoamento superficial, como também pode acontecer com a percolação da água em subsuperfície. Dessa forma, a presença de água pode auxiliar a proliferação dos organismos ou atrapalhar a criação de nichos. O estudo dos fatores condicionantes para a existência de organismos no solo se faz ne- cessário, pois permite que seja possível estimar a existência ou inexistência de algum tipo de organismo fundamental para o desenvolvimento de um cultivo específico (LEPSCH, 2016). É importante lembrar que, no Brasil, o principal objetivo que levou ao desenvolvimento de uma ciência do solo está relacionado à produção agrícola. Dessa forma, é natural correlacio- nar o estudo dos organismos com as condições necessárias para que seja feito um ou outro tipo de cultura na região. Conforme apontado nos capítulos anteriores, a produção agrícola constitui atualmente o principal produto de exportação nacional. E as atividades dos organismos têm profundo efeito na capacidade de o solo manter os ecossistemas terrestres e também impacta em per- mitir ou não algum tipo de cultivo nele, seja para fins de alimentação, fibras ou combustível, mas sempre impactando nas atividades agrícolas (REZENDE et al., 2007). Matéria orgânica e organismos vivos7 Pedologia116 Os organismos também influenciam na qualidade do ar e da água, pois existe interação direta entre a biosfera e a atmosfera no que se refere à litosfera e à hidrosfera, deixando-os condicionados a processos de fitociclagem e biociclagem,os quais recebem o nome de ci- clos biogeoquímicos. Muitos elementos que as plantas absorvem e reciclam são devolvidos na forma de gases, como ocorre com o carbono, o nitrogênio, o oxigênio e o enxofre (LEPSCH, 2016). Assim, pode-se dizer que a planta, como organismo presente no solo, participa da troca entre a atmosfera e o solo. Existem ainda outros elementos que fazem parte dos ciclos biogeoquímicos sem passar pela fase gasosa, é o caso do cálcio, magnésio, potássio e do silício. Eles são elementos que interagem com os organismos no solo de diferentes formas, sendo que um dos mais notáveis é o silício, que possui um ciclo próprio, chamado de ciclo do silício (LEPSCH, 2016). Os organismos do solo podem causar ao ambiente efeitos considerados benéficos ou até mesmo maléficos – no caso de solos com atividade agrícola, existem mais benefícios, como acontece com o trabalho das bactérias presentes neles e que incorporam o nitrogênio do ar para o solo por meio do processo de fixação. Outras bactérias têm papel fundamental no cultivo, pois possuem a capacidade de decompor os pesticidas usados nas plantações. Os microrganismos, de forma geral, também têm o benefício de auxiliar a decompo- sição do material oriundo do cultivo no solo agrícola. O processo de cultura sempre gera resíduos que são lançados ao solo, os quais entram em decomposição e os microrganismos auxiliam na extração de elementos importantes ao solo, como o carbono. A estrutura do solo é outro aspecto importante que tem influência desses microrga- nismos. A estabilização da estrutura física do solo é mantida graças à presença de mi- crorganismos que auxiliam nas reações físicas e químicas que ocorrem em subsuperfície, possibilitando a agregação de minerais e/ou a desagregação deles (LEPSCH, 2010). A mo- vimentação de organismos de pequeno porte, como as minhocas, possibilita a formação de sulcos e favorece a aeração do perfil de solo, entre outras ações relacionadas. Dessa forma, os organismos vivos interferem diretamente na estrutura, formando e alterando-a. Há ainda as reações biogeoquímicas do solo, que também têm influência direta dos organismos, pois possibilitam o aumento do suprimento dos nutrientes. Elas estabelecem o incremento de nutrientes como o nitrogênio, o enxofre e o fósforo, que, em contato com as substâncias e os minerais que compõem o solo, promovem reações diversificadas, pos- sibilitando a formação dos diferentes tipos de solo identificados e classificados pelo SiBCS (LEPSCH, 2010). Quanto aos aspectos maléficos dos organismos do solo, é importante observar que ocorrem em escala inferior aos benefícios, porém recebem mais atenção e divulgação, dan- do a impressão de que são muitos. Isso ocorre porque os malefícios são prejudiciais às plantas e acarretam em prejuízos às plantações. Alguns deles estão relacionados à pre- sença de cupins e/ou formigas, que cortam as folhas das plantas e destroem as raízes ao se alimentarem. A destruição de parte da vegetação faz com que os produtores percam Matéria orgânica e organismos vivos Pedologia 7 117 boa parte de sua produção e tenham que utilizar agentes químicos para a eliminação dos organismos prejudiciais. Outros problemas estão relacionados aos organismos diversos que vivem uma situação de desequilíbrio biológico, ou seja, quando uma área sofre desmatamento, por exemplo, fazendo com que muitos organismos percam o seu habitat e busquem refúgios em outros lu- gares, inclusive em plantações. No entanto, muitas delas não têm capacidade de sobreviver a uma superpopulação, o que faz com que a vegetação seja consumida pelos organismos, acarretando em sérios prejuízos. Outro fator relacionado a isso são as áreas de cultivo que praticam a monocultura, ati- vidade impactante para o ambiente ao utilizar uma região vasta para cultura de uma única espécie. Dessa forma, os organismos que dependem e se desenvolvem no entorno dessa cultura desenvolvem uma população numerosa, não tendo outro tipo de vegetação ou or- ganismos diferenciados para concorrer pelo espaço, o que acarreta em uma atividade pre- judicial ao solo, por não ter elementos de controle (LEPSCH, 2016). Esse tipo de problema é relacionado a monocultivos prolongados, que dão tempo para que os organismos se desen- volvam no entorno de uma cultura. A monocultura é uma prática que deve ser utilizada em períodos curtos de tempo, para dar ao solo a capacidade de se recuperar, acumulando os nutrientes necessários para uma nova etapa de cultivo, assim como permitindo que outros organismos se desenvolvam, o que impede o desenvolvimento de um ambiente biologica- mente desequilibrado. Conclusão Os organismos do solo existem em grande número e a sua quantidade e concentração dependem das condições ambientais existentes. No entanto, independentemente da quan- tidade, neste capítulo foi possível identificar o papel fundamental que os organismos pos- suem no desenvolvimento e na manutenção da estrutura do solo – e também para o equi- líbrio existente. Algumas reações químicas fundamentais ocorrem a partir da interferência direta dos micro e/ou macro organismos. Esse campo do estudo é também conhecido como biologia do solo, por trabalhar com diferentes formas de vida que compõem esse ambiente. É um termo interessante de ser analisado, pois, quando se trata da biologia de um substrato que é o solo, predominante- mente constituído de minerais, é necessário pensar esse substrato como um sistema, ou um geossistema, composto de várias relações de dependência e/ou interdependência entre os diferentes organismos existentes. Assim, o solo não é apenas um substrato em que as prin- cipais relações com as atividades humanas ocorrem em seus horizontes iniciais, é também um grande sistema que se desenvolve, impactando direta ou indiretamente em todas as atividades ali praticadas. Matéria orgânica e organismos vivos7 Pedologia118 Ampliando seus conhecimentos O trecho abaixo foi extraído do livro 19 lições de pedologia, de Igo F. Lepsch, e traz uma explicação relacionada ao ciclo do silício, um dos mais importantes ciclos biogeoquímicos que ocorrem no solo. Ciclo do silício (LEPSCH, 2016, p. 236) [...] O silício é o segundo elemento mais abundante no solo depois do oxi- gênio. Os minerais primários e secundários silicatados se intemperizam produzindo ácido silícico [Si(OH)4] – ou sílica solúvel –, que é precursor tanto de novos minerais secundários (argilas) como dos corpos silicosos das plantas. Tais corpúsculos de sílica desempenham importantes funções nos vegetais, como aumento de resistência a predadores, regulagem da transpiração, aumento da atividade fotossintética etc. Os vegetais absorvem o Si(OH)4 dissolvido na solução do solo, concen- trando-o no interior de seus tecidos por meio da transpiração da água. Isso faz com que essa sílica se polimerize, resultando na deposição de partículas sólidas (e amorfas) de sílica hidratada (SoO2.nH2O), conhecida também como opala biogênica. Essa deposição é feita em qualquer parte da planta na forma de corpos silicosos conhecidos como fotolitos. Com a senescência1 da planta, seus restos são incorporados aos solos. Quando eles se decompõem (para formar o húmus), uma parte desses fotolitos se dissolve, liberando ácido silícico para a solução do solo, onde ele poderá ser recebido pela biota. Outra parte do Si(OH)4 é lixiviada para o lençol freático e os cursos d’água. Alguns fitólitos podem ser preservados no solo por longos períodos, apesar de a sílica amorfa ter solubilidade menor que o quartzo, formando um perfil de microfósseis que podem ser úteis para vários estudos. [...] 1 Envelhecimento. Matéria orgânica e organismos vivos Pedologia 7 119 Atividades 1. Explique o que é o húmus e a sua importância. 2. Apresente e explique a classificação dos organismos do solo e suas principais ca- racterísticas. 3. Como o clima pode atuar como fator condicionante para a existência de organismos no solo? 4. Porque os solos agrícolas de monocultura estão mais suscetíveis aos malefícios cau- sados pelos organismos? Referências LEPSCH, I. F. Formação e conservação dos solos. São Paulo: Oficina de textos, 2010. ______. 19 lições de Pedologia. São Paulo: Oficina de Textos, 2016. REZENDE, M. et al. Pedologia: base para distinção de ambientes. NEPUT – Núcleo de Estudos de Planejamento e Uso da Terra. Viçosa, 2007. Resolução 1. O húmus é parte da matéria orgânica e aquele que possui mais estabilidade, sendo similar aos argilominerais e um material desintegrado, atingindo o estado coloidal e com elevada densidade de cargas elétricas na superfície, as quais são capazes de ad- sorver e trocar cátions com os materiais próximos e em contato. Ele também possui a capacidade de adsorver e ceder nutrientes (excedendo em muito as argilas), fazendo com que quantidades pequenas aumentem substancialmente as características do solo – processo que ocorre principalmente no horizonte A. Por esse motivo, é correto dizer que o húmus é um material essencial para a vida no solo. 2. Os organismos do solo podem ser classificados em biófagos e saprófagos. Os pri- meiros são caracterizados por se alimentarem de seres vivos, compondo uma das bases do controle biológico conhecida como predação. Já os organismos saprófagos se alimentam de matéria orgânica morta, são também conhecidos pelo nome de onívoros, ou seja, organismos que se alimentam de tudo. Os saprófagos estão diretamente relacionados com a decomposição da matéria orgânica. Matéria orgânica e organismos vivos7 Pedologia120 3. O clima é fator principal não apenas na questão da temperatura, mas também no regime de chuvas no ambiente, que vai determinar a quantidade de água precipi- tada e o modo com que ela chega ao solo – seja na forma de chuvas, neve ou grani- zo –, assim como a sua intensidade. Em épocas de verão, é comum termos chuvas torrenciais que duram poucos períodos, e essa precipitação que ocorre com grande impacto ao solo é altamente erosiva e pode causar também a lixiviação, chegando a, inclusive, remover organismos e transportá-los para outras regiões por meio do escoamento superficial, como também pode acontecer com a percolação da água em subsuperfície. Dessa forma, a presença de água pode auxiliar a proliferação dos organismos ou atrapalhar a criação de nichos. 4. Porque utilizam uma região vasta para cultura de uma única espécie. Dessa for- ma, os organismos que dependem e se desenvolvem no entorno dessa cultura desenvolvem uma população numerosa, não tendo outro tipo de vegetação ou organismos diferenciados para concorrer pelo espaço, o que acarreta em uma atividade prejudicial ao solo, por não ter elementos de controle. Esse tipo de problema é relacionado a monocultivos prolongados, que dão tempo para que os organismos se desenvolvam no entorno de uma cultura. Pedologia 121 8 Cartografia de solos e suas aplicações A cartografia é uma ciência e também a arte de espacializar os fenômenos e objetos dispostos na superfície terrestre. Tão antiga quanto a própria escrita, a arte de repre- sentar espacialmente os fenômenos e as rotas foi fundamental para o desenvolvimento humano e ainda hoje é de extrema importância. Para identificar um fenômeno e a sua abrangência, é necessário olhar “de cima”, compreender o seu comportamento e cruzar informações diversas. Os mapas possuem essa aplicabilidade e se constituem como representação máxima do espaço. A aplicação de mapas para a visualização de fenômenos pedológicos – ou melhor, para a visualização dos diferentes tipos de solo nas diferentes regiões do globo – é extremamente necessária. Neste capítulo, veremos como são realizados os levantamentos pedológicos que terminam por originar mapas de solos e os principais conceitos relacionados ao mapeamento. Cartografia de solos e suas aplicações8 Pedologia122 8.1 Levantamentos pedológicos Para melhor estudar os diferentes tipos de solo em uma porção do espa- ço, faz-se necessário espacializar a informação de modo a compreender a or- ganização dos tipos de solo em sua totalidade. Espacialização, nesse contexto, refere-se à representação gráfica ou digital da disposição dos diferentes tipos de solo no espaço, ou seja, à elaboração de um mapa de solos. O mapa é a representação máxima do espaço, sendo necessário para reconhecimento de campo, tomada de decisão e gestão do uso do solo. Entretanto, para chegarmos ao mapa, devemos antes realizar uma etapa de levanta- mento pedológico – ou levantamento de solos, como também é conhecida. Ela refere-se ao exame dos tipos de solo da região, sua descrição, classificação e, em seguida, seu ma- peamento. Os levantamentos envolvem trabalhos de campo, de laboratório e pesquisas de gabinete para que sejam feitas com precisão não apenas as características do solo, mas também os aspectos físicos e geomorfológicos da paisagem. O produto final do levantamento envolve um mapa de solos e um texto explicativo que deve conter dados acerca dos aspectos físicos da paisagem. O texto deve trazer conceitos abordados na análise do terreno e informações sobre as classes de solo identificadas na região. Dessa forma, esse texto, que também é conhecido como relatório, deve trazer infor- mações sobre a correlação feita entre os solos identificados em campo e as classes do SiBCS. Entretanto, o produto mais importante de um levantamento é o mapa. E, assim como na produção de um mapa o projeto cartográfico pode tomar formas específicas quanto às características do usuário, o levantamento também não possui regras rígidas. Ele pode ser alterado de acordo com a dimensionalidade do projeto ou a sua especificidade, como a pro- dução de um mapa para servir de subsídio a um empreendimento, para a realização de estudos de impacto ambiental, projetos de irrigação, exploração agrícola, entre outros. O advento das geotecnologias tem permitido executar o levantamento com maior qua- lidade, principalmente com o uso de imagens de satélite, como será visto adiante. Os recur- sos necessários para cada tipo de levantamento variam quanto à demanda em particular, cabe ao profissional determinar aqueles que serão utilizados, sempre se baseando em uma relação custo/benefício que torne o projeto viável. Nesse contexto, uma das principais de- cisões que o profissional deve tomar é quanto ao tipo de levantamento que será realizado, que pode ser: exploratório, de reconhecimento, semidetalhado, detalhado e ultradetalhado. A seguir vamos estudar cada um desses tipos. 8.1.1 Levantamento exploratório Esse é o tipo de levantamento mais comum no Brasil, sendo executado para identifi- car as informações de natureza qualitativa do solo e áreas com maior ou menor potencial para o desenvolvimento da região. No país, esse tipo de levantamento tem sido utiliza- do como subsídio às ações administrativas do poder público. Ele envolve o uso de mapas Vídeo Cartografia de solos e suas aplicações Pedologia 8 123 planialtimétricos, imagens de radar e/ou de satélite nas escalas de 1:250.000, 1:500.000 ou até menores1. O uso dessa escala é feito por não ser necessário um alto nível de detalhes nesse tipo de levantamento, podendo ser mais abrangente. As classes de solos são identificadas de duas formas: no campo (por meio de procedi- mentos de amostragem) e no gabinete (pela interpretação de mapas e imagens de satélite). No campo, para identificar os tipos de solo, não é possível abrir trincheiras em toda a área a ser mapeada, por isso um dos recursos utilizados é o corte de estradas, quando disponível, ou fazer pequenas perfurações com o uso de um trado, para que seja observada a morfolo- gia do solo daquela área. No entanto, como a realização de perfurações em toda a área a ser mapeada é uma tarefa praticamente interminável, o profissional deve fazer apenas em áreas específicas e tomar como base a morfologia da paisagem em mapas e imagens de satélite. A partir da análise dessa morfologia, o profissionaldeve aplicar todo o seu conhecimento acerca dos processos de formação e desenvolvimento do solo para identificar posições do relevo suscetíveis à formação de tipos específicos de solo e às características que podem influenciar no seu desenvolvimento. Com isso, o profissional define áreas onde serão reali- zadas perfurações para confirmar ou refutar as hipóteses levantadas acerca do tipo de solo. As classes de solos são identificadas com base na observação e amostragem dos pontos previamente escolhidos com base na observação dos aspectos da paisagem. Para que seja feita a classificação, é utilizada a extrapolação partindo dos pontos observados e, assim, as áreas são classificadas e mapeadas. Nesse tipo de levantamento, só é possível classificar a partir da primeira ordem e subordem dos sistemas de classificação de solos. 8.1.2 Levantamento de reconhecimento Esse tipo de levantamento é utilizado para avaliar o solo de maneira qualitativa e quan- titativa, baseando-se no seu potencial de uso, seja agrícola ou não. Como o próprio nome indica, tem a função de fazer um levantamento de reconhecimento da área; daí a função qualitativa em indicar o que e onde e a quantitativa ao apontar a quantidade encontrada de uma classe em uma determinada região. Para esse tipo de levantamento, as bases cartográficas e os materiais utilizados na cons- trução dos mapas se fundamentarão na escala em que o estudo será apresentado ou no nível de precisão necessário. As classes de solo para mapeamento são definidas quanto à textura do perfil, pedregosidade e vegetação, e as características de cada classe correspondem ao nível categórico de grandes grupos e subgrupos nos sistemas taxonômicos. O levantamento de reconhecimento atende a diferentes tipos de necessidades e obje- tivos, por isso está compartimentado em três categorias: alta, média e baixa intensidade. 1 A escala define uma relação entre as distâncias lineares em um mapa e as existentes no terreno. Uma escala de 1:50.000, que representa uma fração 1/50.000, significa que cada centímetro medido no mapa corresponde a 50 mil centímetros no mundo real, ou 500 metros. Dessa forma, quanto maior o denominador, menor é o tamanho do objeto representado no mapa em relação ao mundo real. Simplificando, é correto dizer que uma escala de 1:500.000 é menor que uma escala de 1:250.000, pois, na primeira, um objeto diminuiu de tamanho 500.000 vezes até caber no mapa, enquanto que, na outra escala, o objeto diminuiu apenas 250.000 vezes. Mais detalhes serão vistos adiante. Cartografia de solos e suas aplicações8 Pedologia124 Elas possibilitam diferenças intrínsecas entre si, principalmente em relação aos métodos de prospecção e do material cartográfico utilizado. 8.1.2.1 Levantamentos de baixa intensidade Essa categoria fornece dados para avaliação dos recursos potenciais do solo. Isso é feito pelo reconhecimento de áreas com baixo potencial, possuindo um caráter bem generalizado. As bases cartográficas correspondem a mapas planialtimétricos com escala entre 1:100.000 e 1:500.000. As unidades de mapeamento são identificadas no campo, no entanto, são defini- das a partir da análise de imagens de satélite. No Brasil, esse tipo de trabalho é realizado para a construção de mapas para fins de zoneamento ambiental, estudos de impacto ambiental (EIA) e também para relatório de impacto sobre o meio ambiente (RIMA). Nesse nível, admite-se apenas 50% a 70% de confia- bilidade, pois possui um grau de generalização extremamente alto. 8.1.2.2 Levantamentos de média intensidade Esses levantamentos buscam obter informações qualitativas e semiquantitativas do solo para projetos que visam à colonização de áreas, construção de rodovias, ferrovias, zonea- mentos, entre outros. Também são utilizados para a seleção de áreas que necessitam de um levantamento mais detalhado. Os enfoques desse levantamento são regionais, como municípios, bacias hidrográficas e até mesmo propriedades. Ele é aplicado nessas regiões quando existe a implementação de grandes empreendimentos na área e se faz necessário um estudo mais específico dela. O ma- terial cartográfico utilizado é composto de imagens de satélite e de mapas planialtimétricos na escala de 1:25.000 e 1:250.000. Imagens de radar também podem ser utilizadas, desde que sua escala compreenda o intervalo entre 1:100.000 e 1:250.000. A escala de apresentação do mapa varia de 1:100.000 e 1:250.000, o que faz com que a menor área a ser mapeada nesse tipo de levantamento seja de 2,5 km². É no campo que as unidades de mapeamento são identificadas. Pela observação e amos- tragem ao longo do percurso, consideram-se os diversos padrões de drenagem, relevo e vegetação. As unidades identificadas correspondem aos grandes grupos do sistema de clas- sificação de solos. Parte dos limites entre as unidades de mapeamento é identificada por meio de imagens de satélite e também das fotografias aéreas. Esse nível de reconhecimento tem a confiabilidade entre 70% a 80%. 8.1.2.3 Levantamentos de alta intensidade Nesse nível de reconhecimento, os levantamentos têm como objetivo obter informa- ções qualitativas e quantitativas do solo em áreas consideradas prioritárias. São aplicados para a realização de estudos agrícolas, florestais e para a instalação de estações experi- mentais. São elaborados em áreas de pequenas dimensões, geralmente servindo de subsí- dio para medidas mitigadoras previstas no EIA/RIMA. Cartografia de solos e suas aplicações Pedologia 8 125 As informações são precisas e a confiabilidade está acima dos 80%. Devido ao alto nível de precisão, os materiais cartográficos utilizados envolvem mapas e fotografias aéreas com escala entre 1:20.000 e 1:100.000 e carta-imagem em escala maior que 1:100.000. Geralmente, a escala de apresentação do mapa final fica entre 1:50.000 e 1:100.000. A frequência de amostragem é identificada no campo a partir de observações e amos- tragem, seguindo diferentes padrões de drenagem, relevo e vegetação. A maior parte dos limites entre as unidades é definida no campo, outros limites são definidos pela interpre- tação de fotografias aéreas e de imagens, mas eles devem ser testados em observações de campo mediante o planejamento prévio da análise da área. As unidades de mapeamento são caracterizadas ao nível de subgrupos do sistema de classificação de solos e são mais homo- gêneas se comparadas aos outros níveis. 8.1.3 Levantamento semidetalhado Esse tipo de levantamento tem como objetivo obter informações básicas a fim de im- plantar projetos de loteamento, estudos de microbacias, conservação do solo e projetos re- lacionados à engenharia civil. Serve para a implantação de pouca dimensão, abrangendo áreas restritas. Geralmente, é empregado em propriedades de médio porte ou em fazendas. Nesse tipo de levantamento os trabalhos de campo assumem grande importância, pois a caracterização dos solos deve ser feita de maneira minuciosa. Por isso, o material cartográ- fico implementado envolve mapas planialtimétricos em escala igual ou maior que 1:50.000, restituições aerofotogramétricas em escala de 1:10.000 e 1:50.000, curvas de nível com varia- ção entre 10 m e 20 m e fotografias aéreas em escalas maiores que 1:60.000. Sensores orbitais de alta resolução também podem ser utilizados, principalmente se associados a informações altimétricas. A escala preferencial de apresentação dos mapas oriundos desse tipo de levan- tamento deve ser igual ou maior que 1:50.000. As unidades de mapeamento devem ser identificadas no campo por observação e tam- bém por amostragem. Os limites entre as unidades são observados no campo em conjunto com as informações geomorfológicas da região – alguns, entretanto, podem ser delimitados a partir de análise minuciosa de imagens de alta resolução. Espera-se, nesse nível de levan- tamento, uma confiabilidade em torno de 85% a 90%. 8.1.4 Levantamento detalhado É um levantamento que visa a obter informações de áreas relativamente pequenas, sub-sidiando decisões localizadas em regiões onde o uso do solo vai ser intenso. É utilizado para atender às necessidades de projetos que visam à caracterização e ao delineamento preciso dos solos, uso e manejo do solo para exploração agrícola, execução de projetos de irrigação, drenagem, além de também ser utilizado como subsídio a projetos de engenharia civil. Os trabalhos de campo assumem extrema importância nesse tipo de levantamento, já que a amostragem é bastante densa. O material cartográfico utilizado envolve restituições aerofotogramétricas com curvas de nível variando entre 5 m a 10 m de intervalo e fotografias Cartografia de solos e suas aplicações8 Pedologia126 aéreas com escala igual ou maior que 1:20.000. Imagens de alta resolução podem ser usadas se associadas a informações altimétricas. Os mapas resultantes abrangem escala igual ou maior do que 1:20.000 e a área mínima de mapeamento é menor que 1,6 ha. Para a caracterização das classes do solo da região, é necessário no mínimo 1 perfil completo e mais 3 complementares para conseguir identificar o nível taxonômico mais baixo. As unidades de mapeamento são identificadas com base na movimentação livre no campo com pequenos intervalos entre uma observação e outra. 8.1.5 Levantamento ultradetalhado Levantamento que tem o objetivo de atender a demandas específicas de áreas muito pe- quenas, como parcelas experimentais, áreas de indústria ou residência. A estrutura básica é mais parecida com o levantamento detalhado, no entanto se diferencia quanto ao método de prospecção e à precisão cartográfica. Esse tipo de estudo é desenvolvido em escalas muito grandes, como 1:5.000, 1:2.000, 1:1.000 e até mesmo 1:500. Nessas escalas, muitas particula- ridades do terreno podem ser observadas, como o teor de alguns elementos específicos e até a oscilação do lençol freático. O material cartográfico básico compreende levantamentos topográficos e plantas da área a ser mapeada com curvas de nível tendo intervalos menores do que 1 m. A área míni- ma a ser mapeada geralmente é menor do que 1 ha. E, para cada unidade taxonômica iden- tificada, deve-se avaliar o perfil completo para total pormenorização das características, de- vendo-se sempre confrontar com informações de perfis complementares. Utilizam-se tantas subdivisões quanto forem necessárias para que seja possível distinguir pequenas variações de uma classe de solo para outra. O Quadro 1 sintetiza as principais informações acerca dos diferentes tipos de levanta- mentos abordados. Quadro 1 – Diferenciação de tipos de levantamento de solo e mapas. Nível de levanta mento de solos Objetivos Métodos de prospecção Material cartográfico e sensores remotos básicos Constituição de unidades de mapeamento a) Escala preferencial dos mapas/cartas finais b) Área mínima mapeável (AMM) c) Frequência de amostragem Esquemático Visão panorâmica da distribuição dos solos Generalizações e amplas correlações com o meio ambiente Mapas planialtimétricos, fotoíndices e imagens de radar e satélite em escalas pequenas Associações extensas de vários componentes. Equivalente ao nível de ordens a) < 1:1.000.000 b) > 40 km2 Cartografia de solos e suas aplicações Pedologia 8 127 Nível de levanta mento de solos Objetivos Métodos de prospecção Material cartográfico e sensores remotos básicos Constituição de unidades de mapeamento a) Escala preferencial dos mapas/cartas finais b) Área mínima mapeável (AMM) c) Frequência de amostragem Exploratório Informação generalizada do recurso solo em grandes áreas Extrapolação, generalizações, correlações e poucas observações de campo Mapas/cartas planialtimétricas, imagens de radar, satélites e fotoíndices em escalas pequenas Associações amplas de até cinco componentes. Correspondendo à subdivisão de ordens a) 1:750.000 a 1:2.500.000 b) 22,5 a 250 km2 c) 1 perfil completo por classe de solo predominante na associação Re co nh ec im en to Baixa inten- sidade Estimativa de recursos potenciais de solos Verificações de campo Mapas/cartas planialtimétricas, imagens de radar, satélites e carta imagem em escalas < 1:100.000 Associações e unidades simples de grandes grupos de solos a) 1:250.000 a 1:750.000 b) 2,5 a 22,5 km2 c) 1 perfil completo por unidade simples ou componente de associação Média Inten- sidade Estimativa de natureza qualitativa e semiquantitativa do recurso solo Verificações de campo e correlações solo/paisagem e extrapolação de padrões de imagem Mapas/cartas planialtimétricas, imagens de radar e satélites, em escalas > 1:250.000 e fotografias aéreas em escalas > 1:120.000 Unidades simples e associações de Grandes Grupos de solos a) 1:100.000 a 1:250.000 b) 40 ha a 2,5 km2 c) 1 perfil completo por unidade simples ou componente de associação Alta inten- sidade Avaliação semiquantitativa de áreas prioritárias Verificações de campo e correlações solo/ paisagem Mapas/cartas planialtimétricas, carta imagens em escala > 1:100.000, imagens de satélite ou fotografias aéreas em escalas > 1:100.000 Unidades simples e associações de subgrupos de solos a) 1:50.000 a 1:100.000 b) 10 ha a 40 ha c) 1 perfil completo e 1 ponto de amostra extra por classe de solo em unidade simples ou componente de associação Semide talhado Planejamento e implantação de projetos agrícolas e de engenharia civil Verificações de campo em transeptos naturais e planejados, por topossequências ou caminhamento livre e correlações solos/superfícies geomórficas Mapas/cartas planialtimétricas em escalas > 1:50.000, imagens de satélite de alta resolução ou fotografias aéreas em escalas > 1:60.000 Unidades simples, associações e com- plexos em nível de famílias a) > 1:50.000 (1) b) < 10ha (para escala > 1:50.000) c) 1 perfil completo e 1 complementar por classe de solo em unidade simples ou componentes de associação Detalhado Execução de projetos de uso intensivo do solo Verificações de campo em transeptos planejados, por topossequências ou caminhamento livre e relações solos/superfícies geomórficas Mapas/cartas planialtimétricas ou levantamentos topográficos com curvas de nível e imagens de satélite de alta resolução ou fotografias aéreas em escalas > 1:20.000 Unidades simples, associações e complexos em nível de família e séries de solos a) > 1:20.000 b) < 1,6 ha c) 1 perfil completo e 2 complementares por classe de solo no nível taxonômico mais baixo (série) Cartografia de solos e suas aplicações8 Pedologia128 Nível de levanta mento de solos Objetivos Métodos de prospecção Material cartográfico e sensores remotos básicos Constituição de unidades de mapeamento a) Escala preferencial dos mapas/cartas finais b) Área mínima mapeável (AMM) c) Frequência de amostragem Ultrade talhado Estudos específicos, localizados Verificações de campo em transeptos planejados, com uso de malhas rígidas Plantas, mapas/ cartas topográficas com curvas de nível a pequenos inter- valos em escala > 1:5.000 Séries de solos a) > 1:5.000 b) < 0,1 ha c) perfis completos e complementares em número suficiente para cada unidade taxonômica Fonte: IBGE, 2015, p. 365. Como mostrado, a etapa de levantamento reúne informações para gerar produtos de análise, como os mapas de solos. No entanto, a construção deles compreende alguns concei- tos específicos e técnicas relacionadas à cartografia. No próximo tópico vamos nos aprofun- dar mais nesse assunto. 8.2 Produção de mapas de solos A cartografia pode ser definida como: Ciência que trata da organização, apresentação, comunicação e utilização de geoinformação, sob uma forma que pode ser visual, numérica ou tátil, incluindo todos os processos de elaboração, após a preparação dos dados, bem como o es- tudo e utilização dos mapas ou meios de representação em todas as suas formas. (ICA, 1991 apudMENEZES, 2000) O mapa é o produto da cartografia, auxiliando na interpretação das características do ambiente, na identificação de uma posição do espaço, orientação e na representação de fe- nômenos e suas variações espaciais. Para a produção e interpretação de mapas, é necessário o conhecimento de alguns con- ceitos relativos ao mapeamento. Neste tópico trataremos dos principais e também das tecno- logias envolvidas no processo. 8.2.1 Modelo da Terra A primeira questão a ser abordada neste tópico se refere ao modelo da Terra, que não é uma esfera, nem mesmo é homogênea. A superfície topográfica da Terra é extremamente acidentada, com altitudes variáveis ao longo da superfície e uma estrutura disforme e in- definível, pois encontra-se sempre em transformação. A dinâmica tectônica de placas faz com que as alterações na superfície sejam constantes, de modo que é impossível definir um modelo da superfície topográfica da Terra. Vídeo Cartografia de solos e suas aplicações Pedologia 8 129 A figura que mais se aproxima da forma da Terra é chamado de geoide (Figura 1), uma superfície equipotencial melhor representativa e ajustada ao nível médio dos mares, mas que constitui ainda uma superfície irregular, não fornecendo subsídios para que sejam efe- tuados cálculos matemáticos sobre a superfície (como a medição de distâncias e o cálculo de coordenadas). Dessa forma, é adotado o elipsoide como figura matemática, com um acha- tamento nos polos, porém mais uniforme como figura representativa da superfície e que permite que cálculos sejam efetuados. Como uma figura matemática, o elipsoide está sujeito às mesmas regras específicas, principalmente quanto à sua precisão. O conceito geral de uma figura representativa ba- seia-se no fato de que a sua precisão está atrelada ao seu ponto de origem ou de controle. Ou seja, partindo do princípio de que uma figura se inicia em um determinado ponto – sendo essa figura uma representação –, a sua precisão diminui à medida em que ocorre o afastamento do ponto de origem. Um exemplo básico para entendermos como isso funciona pode ser observado com a nossa sombra em um dia de sol. Quando a luz do sol está bem inclinada (geralmente no final da tarde ou no amanhecer), a sombra projetada do nosso corpo é extremamente alongada, descaracterizada do corpo que ela representa. No entanto, se observarmos nossos pés, que funcionariam como ponto de origem da sombra, identificaremos que não existe deformação na representação, a qual vai se modificando e deformando à medida em que se afasta do nosso corpo, ou seja, do seu ponto de origem. Figura 1 – Superfícies de representação. Fonte: Elaborada pelo autor. Essa variação na precisão do modelo quanto ao ponto de origem poderia ser controlada e/ou diminuída adotando-se um ponto de controle que serviria de ajuste à forma represen- tativa ao longo da superfície. No entanto, essa dificuldade fez com que os países adotassem seu próprio modelo representativo, com origem em seu próprio território, garantindo a con- fiabilidade para cálculos e elaboração de mapas. A partir daí, cria-se o conceito de datum, caracterizado como o ponto onde a superfície do elipsoide de referência toca a Terra e que tem como base uma superfície de referência, que é o datum horizontal, e uma superfície de Cartografia de solos e suas aplicações8 Pedologia130 nível, chamada de datum vertical. Como o ponto de origem é importante, para se definir o datum de uma região, escolhe-se o ponto central em relação à área. Quando o ponto de origem se localiza na superfície da Terra, é considerado topocên- trico; quando está no centro da Terra, o datum possui maior conformidade, podendo ser utilizado a nível global, e é chamado de geocêntrico. Essa é a característica do SIRGAS 2000, atualmente o datum oficial utilizado no Brasil. 8.2.2 Sistema de coordenadas Cada ponto na superfície da Terra corresponde à interseção de duas linhas imaginárias, um meridiano e um paralelo, em que os meridianos correspondem às verticais e os paralelos às linhas horizontais (Figura 2). Figura 2 – Meridianos e paralelos. Polo Norte Polo Sul Equador = 0° Fonte: Elaborada pelo autor. Observando a Figura 2, vemos que os meridianos correspondem a círculos máximos da esfera, cujos planos contêm o eixo de rotação da Terra. O meridiano principal é o de Greenwich, que é medido por valores de até +180° a leste e até -180° a oeste. Os paralelos são círculos máximos com o plano perpendicular ao eixo dos polos, o Equador é o paralelo de origem, o paralelo principal com valor 0° e que divide a Terra em dois hemisférios. Os tama- nhos diminuem em direção aos polos, a variação se dá para até +90° ao norte e -90° ao sul. A interseção de um meridiano com um paralelo origina um ponto que é representado pelo valor correspondente de uma linha e de outra (Figura 3). Por esse motivo, cada ponto da superfície terrestre, para que seja localizado espacialmente, precisa dos valores das duas linhas, ou seja, de um par de coordenadas. Cartografia de solos e suas aplicações Pedologia 8 131 Figura 3 – Coordenadas. Polo Norte Polo Sul Equador = 0° Latitude (ϕ) Longitude (l) Fonte: Elaborada pelo autor. Dessa forma, entende-se a longitude como a distância angular (em graus) entre um ponto qualquer na superfície e o meridiano de origem; já a latitude é a distância angular entre um ponto qualquer da superfície terrestre e o paralelo principal, a Linha do Equador (Figura 3). Outro sistema de coordenadas muito aplicado é o de coordenadas planas, que se baseia em um plano cartesiano com a escolha de dois eixos perpendiculares (horizontal e vertical), cuja interseção é denominada a origem, que é estabelecida como base para a identificação da posição do ponto, os valores das coordenadas são referenciados como x e y, assim como ocorre em um plano cartesiano. 8.2.3 Escala A escala representa uma proporção entre uma distância medida no mapa e aquela exis- tente no terreno. De forma simplificada, a escala pode ser representada pela seguinte regra: E = d D Onde: E = Escala D = Distância real no terreno d = Distância medida no mapa A representação da escala pode ser feita de várias formas, com a utilização de uma escala gráfica ou numérica, que pode ser representada da seguinte maneira: em uma situa- ção em que a escala corresponde a E=1/50.000, a sua representação numérica se dará como 1:50.000 (onde se lê: um para cinquenta mil). É importante lembrar que, quanto maior o denominador da escala, menor é a representação do objeto no mapa, correspondendo a uma escala pequena; e quanto menor o denominador, maior o tamanho do objeto representado no mapa, configurando uma escala maior, já que mais detalhes serão percebidos (Mapa 1). Cartografia de solos e suas aplicações8 Pedologia132 Mapa 1 – Mapas de Brasília em escalas diferentes. Mapa na escala de 1:100.000 Mapa na escala de 1:250.000 Fonte: Elaborado pelo autor. A variação de escala entre escalas maiores e menores configura um processo de genera- lização cartográfica que pode ser observado no Mapa 1, em que, com a diminuição da escala, perde-se detalhes, pois eles não seriam visíveis. O processo de generalização é fundamental para evitar confusão visual na interpretação ao elaborar mapas em escalas pequenas. 8.2.4 Projeções cartográficas O maior problema na confecção de um mapa é a representação de uma superfície curva (a Terra) em um plano (papel ou a tela de um computador). Como a curva e o plano são formas completamente distintas, não é possível realizar a projeção de uma para outra sem que ocorram distorções. A projeção corresponde a uma relação matemática que permite determinar a posição de um ponto em dois espaços distintos, ou seja, na superfície curva e na sua representação planificada. É uma transformação de espaços entre uma superfície de referência e a de projeção. Existem diferentes projeções cartográficas que reproduzem a superfície de referência sobre um planoe cada projeção tem uma natureza distinta quanto à forma de contato com a superfície, podendo ocorrer a projeção de forma plana, cônica ou cilíndrica, conforme mostra a Figura 4. Cartografia de solos e suas aplicações Pedologia 8 133 Figura 4 – Superfícies de projeção. Classificação quanto à superfície Aspecto geral do grid Plana CilíndricaCônica Fonte: Elaborada pelo autor. Diferentes projeções foram desenvolvidas para solucionar os problemas relativos às deformações e existem diversas formas de classificar as projeções. No entanto, neste tópico trataremos apenas das projeções indicadas pelo IBGE para uso em mapeamento de solos e apresentaremos suas características: • Projeção policônica É uma superfície de projeção representada por diversos cones sobrepostos. É apro- priada para países de extensão predominantemente norte-sul e restritas na exten- são leste-oeste. Por esse motivo, é a projeção mais adequada para representar o território brasileiro em sua totalidade. • Projeção cônica normal de Lambert (com dois paralelos padrão) Nessa projeção, os paralelos são círculos concêntricos, enquanto os meridianos são linhas retas convergentes. Existem duas linhas de contato com a superfície, portanto dois paralelos padrão, oferecendo uma área maior com baixo nível de deformação. Pode ser usada em qualquer latitude, mas é útil para regiões que se estendem na direção leste-oeste. É a projeção adotada para a Carta Internacional do Mundo ao Milionésimo – CIM. • Projeção cilíndrica transversa de mercator (tangente) Nessa projeção os meridianos e paralelos não são linhas retas, exceto o Equador e o meridiano de tangência. É indicada para regiões de grande extensão norte-sul e muito utilizada para navegação. • Projeção cilíndrica transversa de mercator (secante) Nessa projeção somente o meridiano central e o Equador são linhas retas. É utilizada para representar o sistema UTM (Universal Transversa de Mercator). Sua aplicação se dá em cartas topográficas pelo IBGE e pelo exército. Cartografia de solos e suas aplicações8 Pedologia134 8.2.5 Sensoriamento remoto O sensoriamento remoto pode ser definido como “arte ou ciência de obter informações sobre um objeto sem estar em contato direto com esse objeto” (JENSEN, 2011). É um sistema que utiliza a radiação eletromagnética emitida pelo sol e refletida pelos objetos na superfície da Terra para gerar imagens a partir de satélites que se movimentam a níveis orbitais. Existem limitações, é claro, principalmente relacionadas à distância do satélite com a superfície, que pode limitar a qualidade da imagem, além da qualidade do sensor do saté- lite, ou seja, a tecnologia envolvida, assim como o tempo de revisita do satélite para uma mesma região, que pode variar muito de um satélite para outro. A análise e interpretação das imagens de satélite e o seu processamento permitem gerar informações que podem ser representadas cartograficamente, servindo como subsídio aos levantamentos implementados para o mapeamento de solo. É uma tecnologia que ainda possui limitações (quanto à revisita e qualidade da imagem principalmente), mas que ainda atende à comunidade científica e tem se desenvolvido muito rapidamente, além de ser um produto de custo baixo. Apesar dos custos elevados para se colocar um satélite em órbita, o seu funcionamento é intermitente até acabar a vida útil dele. O custo de aquisição das imagens com as empresas que administram os satélites é mui- to menor do que aquele para fazer um voo aerofotogramétrico, que envolve aluguel do avião, espaço no aeroporto, custos com o piloto, combustível, equipamento, além de depen- der das condições de voo. Ainda hoje a aerofotogrametria fornece produtos mais precisos que as imagens de satélite, porém mais caros. Atualmente, o uso de drones pode diminuir os custos desse processo. 8.2.6 Sistemas de informações geográficas Os sistemas de informações geográficas (SIG) correspondem a um conjunto de tecnolo- gias que coletam, armazenam e tratam informações espaciais ou georreferenciadas (aquelas que possuem localização conhecida no espaço), a fim de aplicar em sistemas específicos que utilizam o espaço físico geográfico. É nesse sistema que as informações são processadas, as imagens interpretadas, as uni- dades de solo delimitadas e o mapa desenvolvido. Por meio desse sistema o profissional efetua a análise espacial e elabora o mapa temático. Ou seja, nele o fenômeno observado será especializado, classificado quanto a algum critério e, no caso dos solos, a classificação deve respeitar o SiBCS. Em seguida, é atribuída uma base cartográfica, de acordo com a área representada – podendo ser um país, divisões municipais, estaduais, entre outras –, e as demais informações referentes aos mapas, adquirindo a característica de mapa temático por representar um tema específico – no caso, os solos da região (Mapa 2). Cartografia de solos e suas aplicações Pedologia 8 135 Mapa 2 – Mapa de solos do Brasil. Argissolos Argissolos acinzentados Argissolos amarelos Argissolos vermelhos Argissolos vermelho-amarelos Cambissolos húmicos Cambissolos háplicos Chernossolos rêndzicos Chernossolos ebânicos Chernossolos argilúvicos Espodossolos ferrilúvicos Gleissolos tiomórficos Gleissolos háplicos Gleissolos sálicos Latossolos amarelos Latossolos brunos Latossolos vermelhos Latossolos vermelho-amarelos Luvissolos crômicos Neossolos litólicos Neossolos quartzarênicos Neossolos regolíticos Neossolos Nitossolos vermelhos Nitossolos háplicos Organossolos Planossolos nátricos Planossolos háplicos Plintossolos pétricos Plintossolos háplicos Vertissolos Vertissolos ebânicos Fonte: Elaborado pelo autor. Cartografia de solos e suas aplicações8 Pedologia136 A elaboração do mapa não é o término do processo. Saber interpretar um mapa e extrair as informações corretas é fundamental para o profissional e estudante da área. No próximo tópico, trataremos da interpretação do mapa de solos. 8.3 Aplicação e interpretação do mapa de solos A aplicação dos conhecimentos apontados nos tópicos anteriores funda- menta o caminho para gerar o seu próprio mapa de solo. A aplicação dos conteúdos descritos está representada no Mapa 2, em um mapa de solos do Brasil. A interpretação do mapa de solos deve ser feita com cautela devido à quantidade de classes existentes em um mesmo mapa. Com mapas representando mais de cinco classes temáticas, é possível que o cérebro humano comece a se confundir na identificação das cores. É importante ressaltar que a per- cepção de cores é uma característica muito pessoal, ninguém consegue saber exatamente se todos enxergam o vermelho, por exemplo, da mesma forma. O nível de variação perceptiva das cores ainda não foi estabelecido cientificamente, mas sabe-se que um determinado tom de verde pode ser considerado azul por algumas pessoas, cinza para outras ou até mesmo amarelo. O olho humano e sua capacidade de percepção é muito complexo e ainda tem sido estudado, mas, para o computador, não existem dúvidas, já que a cor é um número apenas. Dessa forma, ainda que uma variação sutil de tonalidade seja imperceptível para o olho humano, é completamente diferente para o computador, por não possuir o mesmo valor. No entanto, ao elaborar um mapa, deve-se ter o cuidado de aplicar cores que sejam facil- mente reconhecidas e destacadas umas das outras. Existem diversos ramos científicos que estudam as teorias de cores e a cartografia também se debruça sobre esse tema, pois é de grande importância para a cartografia temática. O SiBCS (2013) realizou um estudo sobre isso e estabeleceu as cores que o profissional deve aplicar em cada classe temática (com os seus respectivos valores, para que não ocorram erros) e uma regra para o mapeamento de solos (Figura 5). Figura 5 – Planilha de cores para mapa de solos. Luvissolos Luvissolos Crômicos E 26-3 CVC C = 10 M = 40 Y = 100 K = 0 R = 212 G = 150 B = 22 Luvissolos HáplicosE 26-6 CVC C = 10 M = 25 Y = 60 K = 0 R = 215 G = 178 B = 112 Planossolos Planossolos Nátricos E 258-7 CVC C = 35 M = 0 Y = 20 K = 0 R = 137 G = 202 B = 199 Planossolos Háplicos E 287-7 CVC C = 20 M = 0 Y = 30 K = 3 R = 181 G = 214 B = 174 Vídeo Cartografia de solos e suas aplicações Pedologia 8 137 Cambissolos Cambissolos Húmicos E 27-7 CVC C = 10 M = 20 Y = 50 K = 5 R = 207 G = 182 B = 128 Cambissolos Flúvicos E 29-8 CVC C = 5 M = 10 Y = 20 K = 0 R = 235 G = 219 B = 191 Cambissolos Háplicos E 29-7 CVC C = 10 M = 15 Y = 30 K = 0 R = 215 G = 197 B = 165 Vertissolos Vertissolos Hidromórficos E 313-7 CVC C = 30 M = 20 Y = 50 K = 0 R = 158 G = 170 B = 133 Vertissolos Ebânicos E 315-7 CVC C = 30 M = 20 Y = 50 K = 20 R = 134 G = 143 B = 114 Vertissolos Háplicos E 312-8 CVC C = 3 M = 0 Y = 30 K = 20 R = 192 G = 192 B = 145 Organossolos Organossolos Tiomórficos E 224-6 CVC C = 50 M = 15 Y = 0 K = 25 R = 94 G = 129 B = 161 Organossolos Fólicos E 204-6 CVC C = 40 M = 25 Y = 0 K = 5 R = 133 G = 150 B = 193 Organossolos Háplicos E 204-8 CVC C = 25 M = 15 Y = 0 K = 3 R = 167 G = 179 B = 213 Plintossolos Plintossolos Pétricos E 152-7 CVC C = 3 M = 30 Y = 0 K = 0 R = 236 G = 172 B = 203 Plintossolos Argilúvicos E 153-8 CVC C = 5 M = 25 Y = 0 K = 3 R = 227 G = 179 B = 205 Plintossolos Háplicos E 154-9 CVC C = 3 M = 15 Y = 0 K = 10 R = 214 G = 186 B = 201 Espodossolos Espodossolos Humilúvicos E 220-8 CVC C = 20 M = 5 Y = 3 K = 20 R = 154 G = 172 B = 186 Espodossolos Ferrilúvicos E 220-9 CVC C = 10 M = 3 Y = 3 K = 15 R = 182 G = 190 B = 197 Espodossolos Ferrihumilúvicos E 224-8 CVC C = 20 M = 5 Y = 0 K = 20 R = 154 G = 172 B = 188 Nitossolos Nitossolos Brunos E 59-6 CVC C = 0 M = 20 Y = 25 K = 20 R = 193 G = 163 B = 143 Nitossolos Vermelhos E 58-7 CVC C = 0 M = 25 Y = 30 K = 10 R = 216 G = 171 B = 146 Nitossolos Háplicos E 56-8 CVC C = 0 M = 20 Y = 25 K= 0 R = 246 G = 198 B = 171 Cartografia de solos e suas aplicações8 Pedologia138 Latossolos Latossolos Brunos E 6-5 CVC C = 0 M = 10 Y = 50 K = 5 R = 236 G = 213 B = 131 Latossolos Amarelos E 5-8 CVC C = 0 M = 3 Y = 30 K = 0 R = 254 G = 243 B = 175 Latossolos Vermelhos E 32-5 CVC C = 0 M = 25 Y = 50 K = 0 R = 244 G = 185 B = 128 Latossolos Vermelho-Amarelos E 32-7 CVC C = 0 M = 15 Y = 30 K = 0 R = 247 G = 209 B = 166 Gleissolos Gleissolos Tiomórficos E 218-5 CVC C = 50 M = 15 Y = 5 K = 0 R = 108 G = 163 B = 205 Gleissolos Sálicos E 225-6 CVC C = 50 M = 5 Y = 0 K = 0 R = 94 G = 180 B = 230 Gleissolos Melânicos E 211-8 CVC C = 30 M = 5 Y = 3 K = 0 R = 150 G = 199 B = 230 Gleissolos Háplicos E 211-9 CVC C = 20 M = 3 Y = 3 K = 0 R = 182 G = 216 B = 238 Chernossolos Chernossolos Rêndzicos E 316-6 CVC C = 40 M = 60 Y = 70 K = 0 R = 142 G = 104 B = 86 Chernossolos Ebânicos E 102-6 CVC C = 20 M = 40 Y = 30 K = 10 R = 170 G = 134 B = 134 Chernossolos Argilúvicos E 102-2 CVC C = 20 M = 80 Y = 60 K = 15 R = 156 G = 74 B = 78 Chernossolos Háplicos E 102-4 CVC C = 20 M = 60 Y = 40 K = 10 R = 168 G = 106 B = 112 Neossolos Neossolos Litólicos E 325-6 CVC C = 0 M = 0 Y = 0 K = 40 R = 150 G = 149 B = 149 Neossolos Flúvicos E 29-9 CVC C = 5 M = 5 Y = 10 K = 0 R = 238 G = 235 B = 220 Neossolos Regolíticos E 325-8 CVC C = 0 M = 0 Y = 0 K = 15 R = 207 G = 206 B = 206 Neossolos Quartzarênicos E 1-7 CVC C = 0 M = 0 Y = 10 K = 0 R = 255 G = 254 B = 227 Cartografia de solos e suas aplicações Pedologia 8 139 Argissolos Argissolos Bruno-Acinzentados E 141-9 CVC C = 0 M = 15 Y = 3 K = 0 R = 250 G = 210 B = 221 Argissolos Acinzentados E 108-9 CVC C = 0 M = 15 Y = 10 K = 3 R = 241 G = 204 B = 200 Argissolos Amarelos E 124-9 CVC C = 0 M = 5 Y = 3 K = 0 R = 253 G = 241 B = 240 Argissolos Vermelhos E 86-9 CVC C = 0 M = 35 Y = 25 K = 0 R = 240 G = 165 B = 157 Argissolos Vermelho-Amarelos E 107-9 CVC C = 0 M = 15 Y = 10 K = 0 R = 249 G = 210 B = 205 Convenção Corpos d’água E 232-9CVC C=3 M=0 Y=0 K=0 R=244 G=250 B=254 Fonte: IBGE, 2007, p. 164. Adaptado. Para que ocorra a interpretação correta do mapa, as cores não podem sofrer alterações. Para isso, é necessário que o mapa seja impresso em um equipamento adequado e com o driver atualizado, em impressoras do tipo plotter ou de impressão a laser, que possuem maior acurá- cia na diferenciação de cores. As impressoras comuns, do tipo jato de tinta, não são adequadas, pois não conferem a mesma tonalidade, causando alterações nas classes representadas. Em um mapa de solos que possui muitas classes, essa alteração que a impressora pode causar nas cores representadas pode modificar toda a interpretação do mapa. Por esse moti- vo, um cuidado deve ser tomado na impressão, prezando sempre pela qualidade das cores – assim como pelos posicionamentos das linhas e dos pontos, não podendo borrar, já que isso afetaria a posição espacial de um elemento representado no mapa. Se houver dúvidas quanto à integridade do equipamento de impressão, é melhor que o mapa seja visualizado na tela do computador. Ainda que ele possa inserir erros nas cores causados pela luminosi- dade diferenciada da tela, são menores do que os problemas de uma impressão que altera totalmente a tonalidade. Cartografia de solos e suas aplicações8 Pedologia140 Conclusão Este capítulo não teve como objetivo ser um manual de construção de mapas de solo, mas sim apresentar os principais conceitos relacionados ao tema. A construção de mapas é um tema relacionado à cartografia, mas, quando se trata de solos, deve-se considerar etapas diferenciadas, como os levantamentos utilizados ao longo do processo cartográfico e a clas- sificação dos dados com o esquema de cores apropriado para aplicação em solos. Ampliando seus conhecimentos No trecho a seguir, os autores ressaltam a importância dos levantamentos para análise do solo, principalmente no que se refere ao uso do solo para agricultura, uma demanda importante e já ressaltada em capítulos anteriores. A obra Sistema de informações geográficas: aplicações na agricultura é um clássico lançado pela Embrapa na década de 1990. Apesar de o conhecimento estar defasado do ponto de vista tecnológico, é um material de grande im- portância, pois trabalha especificamente o uso de SIGs para análise de solo com finalidade agrícola. O produto final é sempre um mapa. Sistema de informações geográficas na avaliação de terras para agricultura (ASSAD et al., 1998, p. 194) [...] Os solos como interface da litosfera, atmosfera, biosfera e hidrosfera desempenham um papel muito importante nas atividades humanas, visto ser a base de sustentação de grande número delas. Além disso, por refle- tir as interações da rocha de origem com o clima e componentes bióticos da paisagem, constituem um excelente estratificador do meio, particular- mente em grandes escalas. De um modo geral, os levantamentos de solo fornecem informações que permitem inferir a dinâmica ambiental. Por isso, algumas metodologias de avaliação das terras partem de levantamentos de solos, principalmente quando se destinam à avaliação das terras para fins de agricultura. No entanto, Burrough (1993), discutindo métodos e técnicas de informa- ções pedológicas, sugere que os levantamentos devem adotar, preferen- cialmente, procedimentos quantitativos que facilitem as interpretações das interações entre solos e paisagens, a fim de explicar a complexidade e a variedade dos solos nas várias escalas do espaço e do tempo. [...] Cartografia de solos e suas aplicações Pedologia 8 141 Atividades 1. Qual o tipo de levantamento mais utilizado no Brasil e qual o produto que ele gera? Qual o tipo de projeção utilizada no produto gerado? 2. Quais as características dos mapas gerados pelos levantamentos detalhados? 3. O que a escala cartográfica representa? Quais são os seus fundamentos? 4. Qual é o principal problema de interpretação dos mapas de solo? 5. Como é feita a nomenclatura do 1º, 2º, 3º e 4º níveis categóricos?Referências ASSAD, M. et al. Sistema de informações Geográficas na Avaliação de Terras para Agricultura. In: ASSAD, E.; SANO, E. Sistema de Informações Geográficas: aplicações na agricultura. 2. ed. Brasília, Embrapa, 1998. EMBRAPA. Sistema brasileiro de classificação de solos. Rio de Janeiro: Centro Nacional de Pesquisa de Solos, 2013. IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Manual técnico de pedologia. 3 ed. Rio de Janeiro: IBGE, 2015. _______. Noções Básicas de Cartografia. Rio de Janeiro: IBGE, 1999. JENSEN, J. R.; EPIPHANIO, J. C. N. Sensoriamento remoto do ambiente: uma perspectiva em recur- sos terrestres. São Paulo: Parêntese, 2011. LEPSCH, I. F. 19 lições de Pedologia. São Paulo: Oficina de Textos, 2016. MIRANDA, J. I. Fundamentos de sistemas de informações geográficas. Campinas: Embrapa Informática Agropecuária; Embrapa Informação Tecnológica, 2005. SLOCUM, T. A. et al. Thematic cartography and geovisualization. Londres: Pearson, 2009. Resolução 1. O levantamento exploratório é o tipo mais comum no Brasil. É executado para iden- tificar as informações de natureza qualitativa do solo e áreas com maior ou menor potencial para o desenvolvimento da região. Por ter escalas entre 1:250.000 e 1:500.00, é natural concluir que esse é o tipo de levantamento que gera o mapa de solos do Brasil. Ele, por sua vez, utiliza a projeção policônica, adaptada ao formato do país. 2. Os mapas resultantes abrangem escalas iguais ou maiores que 1:20.000 e a área mí- nima de mapeamento é menor que 1,6 ha. Para a caracterização das classes do solo da região, é necessário no mínimo 1 perfil completo e mais 3 complementares para conseguir identificar o nível taxonômico mais baixo. As unidades de mapeamento são identificadas a partir da movimentação livre no campo com pequenos intervalos Cartografia de solos e suas aplicações8 Pedologia142 entre uma observação e outra. 3. A escala representa uma proporção entre uma distância medida no mapa e a distân- cia existente no terreno. De forma simplificada, a escala pode ser representada por uma regra da seguinte maneira: E = d D Onde: E = Escala D = Distância real no terreno d = Distância medida no mapa A representação da escala pode ser feita de várias formas, com a utilização de uma escala gráfica ou numérica, que pode ser representada da seguinte maneira: em uma situação em que a escala corresponde a E=1/50.000, a sua representação numérica se dará como 1:50.000 (onde se lê: um para cinquenta mil). 4. O principal problema refere-se à quantidade de classes de solo, pois as classes são muito numerosas e as cores variam bastante. Com mapas representando mais de cinco classes temáticas, é possível que o cérebro humano comece a se confundir na identificação das cores. Pedologia 143 9 Solos do Brasil e do mundo Com a compreensão dos processos físicos e químicos que levam à formação e ao desenvolvimento do solo, é possível conhecer os principais solos do Brasil e do mundo. Neste momento, já sabemos que os tipos de solo são diversos e que não será possível abordar todos, por isso veremos os principais tipos de solos do Brasil e do mundo com um foco maior nos solos do nosso país. Solos do Brasil e do mundo9 Pedologia144 9.1 Solos da Amazônia, do Nordeste e do Centro-Oeste Neste tópico abordaremos as principais características dos solos da Amazônia, do Nordeste e do Centro-Oeste. Os mapas da região foram elabo- rados a partir de dados provenientes do IBGE e da Embrapa, resultantes de levantamentos pedológicos nessas instituições e que foram classificados de acordo com o SiBCS e com os padrões cartográficos. 9.1.1 Solos da Amazônia A Amazônia está compreendida na região Norte do Brasil, mas não atinge a totalidade dessa região. O complexo regional da Amazônia constitui o maior das regiões geoeconômi- cas brasileiras e a ocupação ainda está em processo, de maneira que os limites territoriais da área ainda estão sendo descritos com base nisso. Dessa forma, não é possível traçar um limi- te específico dessa região, pois ele logo ficará desatualizado. Assim, o mapa representativo compreende toda a região Norte (Mapa 1), contemplando toda a Amazônia brasileira (que corresponde à maior parte do território) e os estados dessa região. A região Norte, portanto, abrange os estados do Acre, Amapá, Pará, Roraima, Tocantins, Rondônia e Amazonas. Esse complexo é o menos conhecido quanto à caracterização dos solos, pois a floresta extremamente densa diminui as possibilidades de estudos realizados na área. Uma região costeira constituída quase que exclusivamente de mangue pode ser en- contrada no Amapá. Dela até a ilha de Marajó se estendem praias e campos inundáveis, o relevo é bastante variado com planícies e planaltos amazônicos. A maior parte dos solos amazônicos situa-se em locais com boa drenagem, entretanto eles não possuem um bom desenvolvimento. A floresta consegue manter a sua exuberância a partir dos nutrientes exis- tentes na biomassa vegetal, porém no solo existem quantidades pequenas, mas que atendem às necessidades mínimas dos vegetais. Como ele é pobre, a floresta acaba se tornando au- tossustentável, ou seja, consome tudo o que produz. Os nutrientes são armazenados e não são lixiviados, ainda que a precipitação seja intensa, pois a copa das árvores protege o solo dos impactos causados pela água da chuva e a quantidade grande de raízes absorve a água que precipita. Quando se diz que o solo da Amazônia é pobre, essa afirmação se faz com relação aos nutrientes essenciais, pois a vegetação intensa absorve a maior parte deles, de modo que, se o solo da Amazônia for utilizado para agricultura e manejado indevidamente, pode empobrecer ainda mais e inviabilizar o cultivo. Atualmente, sabe-se que o cultivo no solo da Amazônia é possível, porém deve ser realizado com cautela, aplicando uma tecnologia apropriada e praticando uma agricultura sustentável. A maior parte da floresta deve ser preservada, pois se trata do ecossistema mais importante do planeta. Vídeo Solos do Brasil e do mundo Pedologia 9 145 As áreas utilizadas para agricultura nessa região são poucas, mas pode -se causar gran- des impactos se não forem usadas de modo responsável. A agricultura realizada nessa re- gião é itinerante ou migratória, consiste em derrubar de 2 a 5 hectares da floresta e queimar em período próximo à estação chuvosa. Ao plantar arroz, milho, feijão e mandioca de ma- neira intercalada – aproveitando os nutrientes que são liberados nas cinzas da queima –, após a segunda ou terceira colheita os nutrientes serão totalmente consumidos e parte-se para outra área, onde esse processo recomeça. A recuperação do solo da região demora cerca de 10 a 15 anos para ocorrer e, após esse período, a atividade pode ser retomada. É um tipo de agricultura primitiva, que pode causar impactos maiores caso a queimada se espalhe. Como pode ser observado na Figura 1a, são facilmente encontrados latossolos amare- los, vermelhos e vermelho-amarelos (que também são conhecidos como solos podzólicos) em áreas de planaltos. Os neossolos e o neossolo quartzênico situam-se em regiões mais ao sul. Os plintossolos (Figura 1b) correspondem a cerca de 60% do solo amazônico. Existem áreas com a presença dos neossolos e outras com o nitossolo, também cha- mado de terra roxa, principalmente na região do Acre. Há também a ocorrência de terra preta de índio, denominação dada a solos com horizonte A antrópico, bastante escuro, com elevados níveis de carbono e restos de cerâmica indígena dispostos no local há centenas de anos. Por esse motivo, esse solo também é conhecido como terra preta arqueológica. Nas áreas montanhosas, é possível encontrar cambissolos e neossolos litólicos, que constituem solos pouco desenvolvidos. Solos endurecidos com óxidos de ferro e classifica- dos como plintossolos podem ser encontrados na parte leste. Figura 1 – a) Latossolo amarelo; b) Plintossolo argilúvico. Fonte: Acervo da EmbrapaSolos/ Humberto Gonçalves dos Santos. a) b) Fonte: Acervo da Embrapa Solos/Manoel Batista de Oliveira Neto. Solos do Brasil e do mundo9 Pedologia146 Mapa 1 – Solos da região Norte. A rg is so lo s A rg is so lo s v er m el ho s A rg is so lo s v er m el ho -a m ar el os C am bi ss ol os h úm ic os C am bi ss ol os h áp lic os C he rn os so lo s a rg ilú vi co s E sp od os so lo s f er ril úv ic os G le is so lo s t io m ór fic os G le is so lo s h áp lic os G le is so lo s s ál ic os L at os so lo s a m ar el os L at os so lo s v er m el ho s L at os so lo s v er m el ho -a m ar el os L uv is so lo s c rô m ic os N eo ss ol os li tó lic os N eo ss ol os q ua rtz ar ên ic os N eo ss ol os N ito ss ol os v er m el ho s N ito ss ol os h áp lic os O rg an os so lo s P la no ss ol os n át ric os P lin to ss ol os p ét ric os P lin to ss ol os h áp lic os Pr oj eç ão P ol ic ôn ic a. S is te m a de R ef er ên ci a: S IR G A S 20 00 . Fonte: Elaborado pelo autor. 9.1.2 Solos do Nordeste O Nordeste compreende os estados de Alagoas, Bahia, Ceará, Maranhão, Paraíba, Pernambuco, Piauí, Rio Grande do Norte e Sergipe. Existem quatro sub-regiões no Nordeste: o meio-norte, a Zona da Mata, o sertão e o agreste. Cada sub-região possui solos Solos do Brasil e do mundo Pedologia 9 147 com características completamente distintas, mas diretamente relacionadas com as caracte- rísticas climáticas. O meio-norte, localizado entre o leste do Maranhão e o oeste do Piauí, possui caracterís- ticas intermediárias para a região amazônica na vegetação que apresenta. Nas regiões com altitudes menores e próximas da costa, são identificadas ocorrências de plintossolos e dunas em que os Lençóis Maranhenses se destacam – e os neossolos quartzênicos também apare- cem. Nas regiões em que o relevo se eleva, são encontrados argissolos e latossolos (Mapa 2). A Zona da Mata compreende algumas dezenas de quilômetros da estreita faixa do li- toral, o clima é chuvoso a leste do Rio Grande do Norte até o sul da Bahia. Os ventos alísios são os responsáveis por trazer a maior parte das chuvas que ocorrem na região. Próximo ao litoral ocorrem os neossolos quartzarênicos, oriundos de areias antigas e dunas. No interior, ocorrem relevos achatados conhecidos como tabuleiros, onde encontram-se os latossolos e as colinas e os morros em que predominam os argissolos. No recôncavo baiano ocorrem os vertissolos (Figura 2), conhecidos localmente como massapé. O sertão compreende as terras semiáridas do Piauí até o norte de Minas Gerais. Engloba uma área rebaixada se comparada com os planaltos da bacia do Rio Parnaíba, da Serra da Borborema, Chapada Diamantina e das serras do Atlântico. Nessas regiões, o solo é vinculado à vegetação da caatinga, o clima é quente, seco e com chuvas irregulares ao longo do ano, con- centradas em um único período do ano. Por isso, a água é escassa e os solos são rasos e salinos. Encontram-se nessa região os luvissolos crômicos (Figura 3), argissolos vermelhos e neossolos. Figura 2 – Vertissolo háplico. Fonte: Sergio Hideiti Shimizu/IBGE, 2015, p. 316. Solos do Brasil e do mundo9 Pedologia148 Figura 3 – Luvissolo crômico. Fonte: Virlei Álvaro de Oliveira/IBGE, 2015, p. 301. O agreste é uma zona intermediária entre a Zona da Mata e o sertão, é um ambiente transitório em que os solos de ambas as regiões ocorrem. Solos do Brasil e do mundo Pedologia 9 149 Mapa 2 – Solos do Nordeste. Projeção Policônica. Sistema de Referência: SIRGAS 2000. Argissolos Argissolos acinzentados Argissolos amarelos Argissolos vermelhos Argissolos vermelho-amarelos Cambissolos húmicos Cambissolos háplicos Chernossolos rêndzicos Chernossolos ebânicos Chernossolos argilúvicos Espodossolos ferrilúvicos Gleissolos tiomórficos Gleissolos háplicos Gleissolos sálicos Latossolos amarelos Latossolos vermelhos Latossolos vermelho-amarelos Luvissolos crômicos Neossolos Neossolos quartzarênicos Neossolos regolíticos Nitossolos vermelhos Planossolos Planossolos nátricos Planossolos háplicos Plintossolos pétricos Plintossolos háplicos Vertissolos Vertissolos ebânicos Dunas Fonte: Elaborado pelo autor. 9.1.3 Solos do Centro-Oeste Essa região compreende os estados de Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Goiás e Distrito Federal. Tem como principais características os chapadões entremeados de vales, a planície do pantanal, matas, caracterizando o Planalto Central. A topografia da região é variável, com predomínio de declividades suaves. O clima é úmido, mas com um período de seca entre os meses de maio a setembro, principalmente. Os latossolos (Figura 4) e alguns neossolos são comumente encontrados nas regiões com relevo mais plano, nas chapadas e nas áreas onde a ondulação do relevo é suave. Algumas das feições típicas dessa região são as veredas e as matas-galerias. Nas áreas mais úmidas, ocorrem os organossolos (Figura 5) e os gleissolos; nas mais elevadas, encontram-se os plintossolos pétricos e os argissolos. Os latossolos ocorrem sob a vegetação do cerrado, são pobres em nutrientes e possuem nível elevado de acidez. Solos do Brasil e do mundo9 Pedologia150 A acidez do latossolo, relacionada com a presença de alumínio e a escassez de nutrien- tes, é a principal causa do surgimento do cerrado como vegetação nessa região, em vez de proporcionar o aparecimento de florestas, algo que não seria possível devido às característi- cas do solo descritas. No sudoeste da região se destaca uma área com características clima- tológicas diferenciadas (além de possuir uma vegetação distinta do cerrado): é o Pantanal Mato-Grossense. Em sua quase totalidade essa região fica em uma bacia sedimentar com o clima semelhante ao das regiões semiáridas do Nordeste. Mais ao sul aparecem solos argilosos, que produzem fendas na época das secas (vertis- solos), como pode ser visto na Figura 6, com quantidades elevadas de sais solúveis. Próximo da margem dos maiores rios da região é possível encontrar gleissolos e neossolos. Figura 4 – Latossolo vermelho. Fonte: Virlei Álvaro de Oliveira/IBGE, 2015, p. 297. Figura 5 – Organossolo háplico. Fonte: Virlei Álvaro de Oliveira/IBGE, 2015, p. 310. Solos do Brasil e do mundo Pedologia 9 151 Figura 6 – Fendas na superfície do vertissolo. Fonte: Glailson Barreto Silva/IBGE, 2015, p. 388. Mapa 3 – Solos do Centro-Oeste. Projeção Policônica. Sistema de Referência: SIRGAS 2000. Argissolos Argissolos acinzentados Argissolos amarelos Argissolos vermelhos Argissolos vermelho-amarelos Cambissolos háplicos Chernossolos rêndzicos Chernossolos ebânicos Chernossolos argilúvicos Espodossolos ferrilúvicos Gleissolos háplicos Latossolos amarelos Latossolos vermelhos Latossolos vermelho-amarelos Luvissolos crômicos Neossolos Neossolos quartzarênicos Neossolos regolíticos Nitossolos vermelhos Organossolos Planossolos Planossolos nátricos Planossolos háplicos Plintossolos pétricos Plintossolos háplicos Vertissolos Vertissolos ebânicos Fonte: Elaborado pelo autor. Solos do Brasil e do mundo9 Pedologia152 9.2 Solos do Sudeste e Sul Neste tópico abordaremos as principais características dos solos do Sudeste e do Sul do Brasil. Assim como no tópico anterior, os mapas da região foram elaborados a partir de dados provenientes do IBGE e da Embrapa, re- sultantes de levantamentos pedológicos nessas instituições e que foram clas- sificados de acordo com o SiBCS e os padrões cartográficos. 9.2.1 Solos do Sudeste O Sudeste é constituído pelos estados de Minas Gerais, Espírito Santo, Rio de Janeiro e São Paulo. É uma área de transição entre o clima semiárido e úmido, por isso nela existe uma grande variedade de solos. É uma área que possui também um relevo diversificado, além de grande diversidade de material de origem para formação de diferentes tiposde solo. O Sudeste pode ser dividido em quatro grandes áreas: região semiárida, faixa litorânea, área montanhosa e os planaltos de origem sedimentar. A região semiárida compreende o norte de Minas Gerais e possui solos similares aos do sertão nordestino. A faixa litorânea possui largura variável e compreende desde os depósitos arenosos até sedimentos de rios. Nas regiões da orla, encontram-se neossolos quartzarênicos e também espodossolos. É possível encontrar nelas ainda organossolos, algumas incidências de gleissolos e planossolos, sendo este encontrado principalmente na região da baixada flumi- nense. Os gleissolos também são encontrados nos manguezais existentes nessa região. A área montanhosa é compreendida pelos estados do Espírito Santo, Rio de Janeiro e parte leste de São Paulo e Minas Gerais. É onde encontra-se o domínio da Mata Atlântica. Nos “mares de morros” são predominantes os argissolos (Figura 7) e latossolos vermelho- -amarelos. Na região serrana, onde a declividade é mais forte, o solo não se desenvolve muito bem, por isso são mais facilmente encontrados neossolos e cambissolos (Mapa 4). A topografia da região é um limitador para a realização de atividades agrícolas. A insistên- cia nelas pode ser prejudicial ao solo, sendo mais adequado o manejo de culturas perenes, preservando a Mata Atlântica. No entanto, na Serra do Mar e na Serra da Mantiqueira, não é isso o que acontece, e a Mata Atlântica tem sido removida. A oeste do Estado de São Paulo, algumas características da região se assemelham ao Planalto Central, como os latossolos e os neossolos quartzarênicos. Áreas que anteriormente eram de flo- restas possuem o solo extremamente fértil e com horizonte B com acúmulo de argila. Os solos mais produtivos da região Sudeste, como as terras roxas, são encontrados nos vales dos rios Grande, Paranapanema, Parnaíba e no nordeste de São Paulo. A alta produção dessas terras é resultado da qualidade do solo, da topografia da região e do clima propício às atividades agrícolas. Vídeo Solos do Brasil e do mundo Pedologia 9 153 Figura 7 – Argissolo vermelho-amarelo. Fonte: Virlei Álvaro de Oliveira/IBGE, 2015, p. 242. Mapa 4 – Solos do Sudeste. Argissolos Argissolos amarelos Argissolos vermelhos Argissolos vermelho-amarelos Cambissolos háplicos Cambissolos húmicos Chernossolos rêndzicos Chernossolos ebânicos Chernossolos argilúvicos Espodossolos ferrilúvicos Gleissolos háplicos Gleissolos sálicos Latossolos amarelos Latossolos vermelhos Latossolos vermelho-amarelos Luvissolos crômicos Neossolos Neossolos quartzarênicos Neossolos regolíticos Nitossolos vermelhos Organossolos Planossolos Planossolos nátricos Planossolos háplicos Plintossolos pétricos Plintossolos háplicos Vertissolos Vertissolos ebânicos Projeção Policônica. Sistema de Referência: SIRGAS 2000. Fonte: Elaborado pelo autor. Solos do Brasil e do mundo9 Pedologia154 9.2.2 Solos do Sul A região Sul do Brasil compreende os estados do Paraná, de Santa Catarina e Rio Grande do Sul. É uma zona de transição entre clima tropical e temperado. Compreende extensas áreas do Planalto Meridional, com altitudes próximas a 1000 m, e possui temperaturas mais baixas, sendo que os tipos de solos localizados nessa região refletem essas características (Mapa 5). No Planalto Meridional, nas áreas mais elevadas, a vegetação era predominantemente de araucárias. Os solos dessa região são desenvolvidos a partir do basalto, dando origem às terras roxas e terras brunas. Estas compreendem os latossolos (Figura 8) e nitossolos, com as terras roxas e brunas, respectivamente. As terras roxas de alta fertilidade são comumente encontradas na região do oeste do Paraná. Em áreas de relevo mais acidentado, principalmente nas encostas de planaltos, podem ser encontrados neossolos, argissolos e cambissolos. Esses tipos de solo apresentam um horizonte A espesso e escuro na medida em que a altitude aumenta – sobretudo os cam- bissolos, que têm como destaque nesse sentido o cambissolo húmico. Os chernossolos são encontrados em regiões de encostas menos íngremes e sobre o basalto, tendo sua maior expressão no extremo sul, principalmente nas regiões de campanha, onde estão associados aos vertissolos, sendo conhecido em algumas regiões como terras pretas de Bagé. Nas áreas costeiras é possível encontrar solos muito bem desenvolvidos, com excesso de água e presença de areia de antigas praias. Existem nessa região os planossolos (Figura 9), os gleissolos e os neossolos quartzarênicos. Nessas áreas onde se encontram os planosso- los e os gleissolos, as terras são utilizadas para o cultivo de arroz irrigado. Figura 8 – Latossolo bruno. Fonte: Sergio Hideiti Shimizu/IBGE, 2015, p. 295. Solos do Brasil e do mundo Pedologia 9 155 Figura 9 – Planossolo háplico. Fonte: Sergio Hideiti Shimizu/IBGE, 2015, p. 311. Mapa 5 – Solos da região Sul. Argissolos Argissolos acinzentados Argissolos amarelos Argissolos vermelhos Argissolos vermelho-amarelos Cambissolos húmicos Cambissolos háplicos Chernossolos rêndzicos Chernossolos ebânicos Chernossolos argilúvicos Espodossolos ferrilúvicos Gleissolos tiomórficos Gleissolos háplicos Gleissolos sálicos Latossolos amarelos Latossolos brunos Latossolos vermelhos Latossolos vermelho-amarelos Luvissolos crômicos Neossolos litólicos Neossolos quartzarênicos Neossolos regolíticos Neossolos Nitossolos vermelhos Nitossolos háplicos Organossolos Planossolos nátricos Planossolos háplicos Plintossolos pétricos Plintossolos háplicos Vertissolos Vertissolos ebânicos Projeção Policônica. Sistema de Referência: SIRGAS 2000. Fonte: Elaborado pelo autor. Solos do Brasil e do mundo9 Pedologia156 9.3 Solos do mundo Conhecer a distribuição dos solos do mundo é de extrema importância para que possamos compreender os fatores que contribuem para a diversida- de de ecossistemas. No Mapa 6 é possível observar uma grande variedade nos tipos de solo ao redor do planeta. Mapa 6 – Solos do mundo. Classes de solo Alfisols Andisols Aridisols Entisols Gelisols Histosols Inseptisols Mollisols Oxisols Spodosols Ultisols Vertisols Rocky Land Shifting Sand Ice/Glacier Fonte: USDA, 2017. A variação dos tipos de solo no mundo está relacionada a questões climatológicas, por isso a maior parte das classificações dos solos do mundo subdivide o planeta em zonas climáticas, pois as diferenças entre temperatura e precipitação influenciam diretamente no crescimento de vegetação e também no desenvolvimento do solo por meio de reações quí- micas e físicas. Veremos a seguir alguns dos principais tipos de solo do mundo de maneira mais específica. 9.3.1 Solos de regiões tropicais e subtropicais As regiões tropicais e subtropicais se caracterizam por possuir temperaturas médias e altas todo o ano e elevada pluviosidade com estações secas de curto período ou inexisten- tes. São reconhecidos seis tipos de solos nessas regiões: ferrasols, lixisols, acrisols, nitisols, alisols e plinthosols. Os ferrasols correspondem aos latossolos da classificação brasileira, estendem-se por quase toda a região dos trópicos úmidos, principalmente no Brasil, na República Democrática do Congo, na República Centro- -Africana, em Angola, no Guiné e em parte de Madagascar Vídeo Solos do Brasil e do mundo Pedologia 9 157 – podendo ainda ser encontrado em parte do sudeste asiático. As argilas nesse tipo de solo são predominantemente caulinitas e revestidas por óxidos de ferro, enquanto o relevo é relativamente estável. No grupo que abrange os lixisols, acrisols e nitisols, encontram-se os solos bem intem- perizados, que possuem horizonte B desenvolvido e acúmulo de argila. O horizonte desse tipo de solo apresenta uma estrutura de agregados na forma de blocos revestidos por argila. Geralmente esses tipos de solo predominam associados aos ferrasols em paisagens em que o relevo é mais dinâmico e recente. Os alisols são solos ácidosformados por sedimentos argilosos. Sua extensão no mundo é pequena e no Brasil corresponde aos argissolos acinzentados. São solos ácidos e de baixa fertilidade que necessitam de correção com compostos químicos para que possam ser usa- dos para agricultura. Já os plinthosols são solos formados por óxidos de ferro com cor avermelhada. Se expostos diretamente ao sol, formam uma camada dura e irreversível, podendo ser usada como blocos para a construção civil. No Brasil, esse tipo de solo correlaciona-se com os plintossolos. 9.3.2 Solos de regiões temperadas e úmidas Nas regiões temperadas desenvolveram-se florestas decíduas e de coníferas. Localizam- -se em latitudes mais baixas, em que os solos se desenvolveram a partir de depósitos recen- tes, formados durante o último período glacial. Nessas regiões são encontrados principal- mente: luvisols, planosols, stagnosols, podzols, albiluvisols e umbrisols. Os luvisols são solos rasos, apresentando um horizonte B de acúmulo de argilas de alta atividade. Ocupam áreas extensas com relevo plano e pouco ondulado. Podem situar-se em algumas regiões de clima quente, como o Brasil, mas é algo pouco característico. Aqui, essa classe é conhecida como luvissolos. Os planosols e stagnosols são solos que têm quantidade elevada de argila, saturados com água em algumas épocas do ano e que apresentam um lençol freático suspenso. No Brasil, esses solos são conhecidos pela taxonomia de planossolos. O solo podzol apresenta o húmus ácido e sofreu intensa translocação de material orgânico, óxidos de ferro e alumínio. Situa- se abaixo de uma camada de cor desbotada, mais especificamente do horizonte E, sendo conhecido segundo a classificação brasileira como espodossolo. Já os albiluvisols são caracterizados por um horizonte E de cor clara e são pobres em argila. São comuns na Europa, norte da Ásia e na Ásia central. Esse tipo de solo também é considerado intermediário entre podsols e luvisols. Ocorre também em regiões como Canadá, Polônia e Rússia, onde a tundra é predominante. Os umbrisols possuem um horizonte A espesso e escuro, têm um solo com elevado nível de acidez e pobre em cátions básicos. Esse solo é encontrado com facilidade em lugares que possuem uma boa drenagem, regiões montanhosas e clima temperado, em que a estação de seca é praticamente inexistente. É um solo comum nas regiões andinas, montanhas rochosas Solos do Brasil e do mundo9 Pedologia158 nos Estados Unidos, no Himalaia e na Ásia. No Brasil, correlaciona-se com cambissolos hú- micos e nitossolos húmicos. 9.3.3 Solos de regiões áridas e semiáridas As regiões áridas constituem ¼ da superfície terrestre, tendo como suas maiores áreas os desertos do Saara, Kalahari, Namíbia, península arábica, além da Ásia central, Austrália, centro e oeste dos Estados Unidos e o sudoeste da América do Sul. As regiões semiáridas constituem zonas de transição entre os desertos. São regiões em que o intemperismo físico é dominante, principalmente pela ação dos ventos. A evaporação é superior à precipitação, não havendo água para percolar nos solos, provocando a acumulação de sulfatos, cloretos e carbonatos. A vegetação escassa, somada aos ventos fortes e ao clima seco, faz com que as partículas finas sejam arrastadas e as pedras mais pesadas se acumulem para proteger o material abaixo delas e, assim, desenvolver-se. As areias se acumulam em dunas e prosseguem em movimentação, até que se estabilizam e formam um solo com horizonte A que se sobrepõe às areias. São característicos os tipos solonchaks, solonetz, gypsols, calcisols e durisols. Os solonchaks e solonetz são tipos de solo com uma concentração alta de sais e com a presença de cloreto de sódio cristalizado. A ocorrência se dá nas partes mais baixas do re- levo e, por isso, eles recebem pouca água da chuva que cai ocasionalmente. A água traz um acúmulo de sais minerais, mas evapora-se rapidamente, não chegando a infiltrar, deixando os sais nas camadas mais superficiais desses tipos de solo. A vegetação é escassa, pois pou- cas plantas conseguem sobreviver às altas concentrações de sal. Não são solos bons para a agricultura, a não ser que seja feita uma lavagem com água de boa qualidade, com técnicas de irrigação e drenagem. Os gypsols, calcisols e durisols são solos com o acúmulo muito grande de cálcio (ou gesso) nos horizontes superficiais. Encontrados em locais de chuvas escassas e onde a evaporação é mais intensa, são chamados de solos desérticos. As maiores ocorrências desse tipo de solo estão nos desertos próximos ao Irã, Iraque e Síria, entre o mar Cáspio e o mar Aral, nos de- sertos da Líbia, da Namíbia e também na Austrália central. 9.3.4 Solos de climas frios Os solos de clima frio são os chamados cryosols, ocupam terras que cercam o Oceano Ártico e as partes meridionais da América do Sul. O clima possui variação extrema e a ve- getação característica é a tundra, que é composta de musgos, liquens, ervas diversificadas e arbustos de pequeno porte. A temperatura mais quente nessas regiões fica abaixo de 10° C, o suficiente para causar o derretimento do gelo na superfície, fazendo com que ela fique alagada e, em alguns casos, inundada. Como as condições são extremas, é natural que os solos sejam afetados, resultando em uma movimentação contínua do material do solo pela ação de congelamento e descongela- mento. O intemperismo que afeta os solos da região é baixo, já que ficam congelados a maior Solos do Brasil e do mundo Pedologia 9 159 parte do ano. Em certa profundidade aparece uma camada denominada permafrost, que tem como significado “gelo permanente”. A vegetação existente morre durante o inverno e os seus restos se acumulam na superfície e se decompõem lentamente devido à ação do gelo. Por esse motivo, a camada mais superficial desse tipo de solo possui uma coloração escura e é rica em matéria orgânica e restos de vege- tais em decomposição. Quando esse tipo de solo se situa em locais em que o período de degelo é mais longo, os restos vegetais da camada superficial acumulam-se em camadas espessas e formam os solos orgânicos das regiões frias, também conhecidos pelo nome de histosols. Para a agricultura, não há como aproveitar esse tipo de solo, as áreas são utilizadas ape- nas para pastagens nômades de renas. No entanto, para a vida silvestre é muito importante, pois algumas espécies migram para essa região para se reproduzir, principalmente no verão. O clima extremo constitui uma dificuldade para a realização das atividades humanas, o que permite que grande parte desse bioma ainda permaneça preservado. É claro que o baixo apro- veitamento desse solo contribui para que não seja tão especulado e/ou explorado pelo homem. Conclusão Os solos do Brasil e do mundo possuem características específicas que devem ser co- nhecidas. Assim, fica mais fácil compreender os motivos que levam a uma variedade tão grande dos tipos de solo e os fatores condicionantes para cada um. A variedade é tão grande que não é possível abordar e especializar todos os tipos de solo existentes. Por esse motivo, neste capítulo vimos de forma mais detalhada os solos do Brasil e de forma mais generaliza- da alguns dos principais solos do mundo. Ampliando seus conhecimentos O texto a seguir é um trecho da obra 19 lições de pedologia, de Igo F. Lepsch, que ressalta a importância do mapeamento dos solos do mundo e desse conhecimento para as atividades humanas. Mapas de solos do mundo (LEPSCH, 2016, p. 385) [...] Mapas-múndi de solos abrigam importantes informações, principalmente para muito institutos e organizações envolvidos em estudos em escalas globais, como os relacionados ao impacto, à produção agrícola e às mudan- ças climáticas que ocasionam o efeito estufa. Os dados desses mapas são Solos do Brasil e do mundo9 Pedologia160 cruciais para essas agências, pois permitem o input de modelos que simulam colheitas de cultivo e estimam a quantidade de colheitas ou o impacto ambiental de diferentesusos da terra. [...] Atividades 1. O solo da Amazônia é bem desenvolvido? Como a vegetação consegue manter a exuberância? 2. Quais são as características do sertão? Quais tipos de solos são encontrados nessa região? 3. Onde são localizados os solos mais produtivos do Sudeste? Por que essa região é a mais produtiva? 4. Os solos de regiões frias são desenvolvidos? Por quê? Referências EMBRAPA. Sistema brasileiro de classificação de solos. Rio de Janeiro: Centro Nacional de Pesquisa de Solos, 2013. IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Noções Básicas de Cartografia. Rio de Janeiro: IBGE, 1999. ______. Manual técnico de pedologia. Coordenação de Recursos Naturais e Estudos Ambientais. 3. ed. Rio de Janeiro: IBGE, 2015. USDA – Natural Resources Conservation Service. Disponível em: <www.nrcs.usda.gov>. Acesso em: 22 nov. 2017. LEPSCH, I. F. 19 lições de Pedologia. São Paulo: Oficina de Textos, 2016. Resolução 1. O solo da Amazônia não possui um bom desenvolvimento. A floresta consegue man- ter a sua exuberância a partir dos nutrientes existentes na biomassa vegetal, porém no solo existem quantidades pequenas, mas que atendem às necessidades mínimas dos vegetais. Como ele é pobre, a floresta. acaba se tornando autossustentável, ou seja, consome tudo o que produz. Os nutrientes são armazenados e não são lixivia- dos, ainda que a precipitação seja intensa, pois a copa das árvores protege o solo dos impactos causados pela água da chuva e a quantidade grande de raízes absorve a água que precipita. 2. O sertão compreende as terras semiáridas do Piauí até o norte de Minas Gerais. En- Solos do Brasil e do mundo Pedologia 9 161 globa uma área rebaixada se comparada com os planaltos da bacia do Rio Parnaí- ba, da Serra da Borborema, Chapada Diamantina e das serras do Atlântico. Nessas regiões, o solo é vinculado à vegetação da caatinga, o clima é quente, seco e com chuvas irregulares ao longo do ano, concentradas em um único período do ano. Por isso, a água é escassa e os solos são rasos e salinos. Encontram-se nessa região os luvissolos crômicos, argissolos vermelhos e neossolos.. 3. Os solos mais produtivos da região Sudeste, como as terras roxas, são encontrados nos vales dos rios Grande, Paranapanema, Parnaíba e no nordeste de São Paulo. A alta produção dessas terras é resultado da qualidade do solo, da topografia da região e do clima propício às atividades agrícolas. 4. Não, porque o intemperismo que afeta os solos da região é baixo, já que o solo fica congelado a maior parte do ano. Pedologia 163 10 Os solos e as atividades humanas O solo é um recurso muito importante, a humanidade depende dele para conti- nuar a viver, pois é palco das ações do homem e também é fornecedor dos alimen- tos e da água para a nossa sobrevivência. A agricultura tem impactado o ambiente e necessita expandir ainda mais para suprir os anseios de uma população que só cresce. A conservação do solo, então, é cada vez mais necessária para que não ocorra a degra- dação total. Neste capítulo vamos estudar um pouco sobre as formas de conservação e de manejo dos solos. Os solos e as atividades humanas10 Pedologia164 10.1 Degradação dos solos Um solo degradado é aquele que está em desarmonia com o seu ambien- te. Quanto maior e mais rápida for a degradação do solo, mais o ambiente será impactado. A degradação pode ocorrer de diversas formas, e a ação do homem é preponderante nesse aspecto, seja para impedir a degradação ou, até mesmo, para atuar como agente degradante. As atividades humanas pressupõem o uso do solo e, com isso, ao longo do desenvol- vimento da humanidade, o homem se acostumou a modelar a paisagem para o seu pró- prio benefício sem avaliar as consequências de seus atos. O desmatamento, por exemplo, é uma prática recorrente na história da humanidade, no entanto, um solo desprovido de ve- getação torna-se exposto a uma série de fatores ambientais que podem degradá-lo. Com isso, o solo torna-se impactado e a velocidade com que a degradação ocorre vai depender da estrutura interna do solo. Dessa forma, é correto pensar que os solos mais frágeis são os mais degradados e em menos tempo, assim como dificilmente terão capacidade de se recuperar devido à fragili- dade de sua estrutura. Outros tipos de solos podem até ser mais resistentes, mas isso não significa que as atividades serão menos impactantes. É importante ressaltar que um solo de- gradado não se recupera rapidamente, é preciso um tempo geológico para ele se recompor, pois trata-se de um produto resultante de ações geológicas e geomorfológicas que duram milhares de anos para acontecer. Assim, deixar o solo exposto intensifica processos que normalmente demorariam mi- lhares de anos para acontecer, não dando tempo para que as reações químicas ocorram. Nesse aspecto, são predominantes os fenômenos físicos (como a lixiviação e a erosão), mas também existem outras formas de degradação (como a poluição do solo, salinização e deser- tificação). Aquela que é considerada a mais danosa de todas é a erosão, tratada no próximo tópico deste capítulo. 10.1.1 Lixiviação A lixiviação é o processo pelo qual as rochas e o solo são lavados pela água da chuva. O solo sem proteção está mais exposto a esse fenômeno, que tem como principal problema a perda de nutrientes, os quais são levados pela água da chuva ao lavar as partículas de solo. Dessa forma, a vegetação não terá nutrientes para crescer e se desenvolver, pois o solo fica empobrecido e perde a capacidade de manter uma vegetação densa. Em condições normais, em que o solo não passa pelo processo de lixiviação – ou seja, com a cobertura vegetal protegendo as camadas superficiais –, a própria vegetação fornece os nutrientes necessários para sua subsistência. Isto é, os restos da vegetação retornam ao solo e entram em processo de decomposição, durante o qual ocorre a mineralização de ele- mentos e os nutrientes ficam disponíveis para serem absorvidos. Vídeo Os solos e as atividades humanas Pedologia 10 165 Quando o solo é exposto e a lixiviação ocorre, esse processo de reciclagem de nutrientes é interrompido. Alguns solos têm quantidade de nutrientes para se manter durante vários anos, no entanto, existem solos que só conseguem por dois ou três anos, perdendo totalmen- te a capacidade de repor os nutrientes após esse período. Para conter a lixiviação, são empregadas práticas edáficas, que utilizam adubos cor- retivos para que as perdas de nutrientes pelo solo sejam compensadas. No entanto, é uma prática que deve ser utilizada com cuidado, pois, caso seja feita de forma inadequada, pode acabar provocando a lixiviação excessiva de alguns nutrientes do solo. É um problema re- corrente no uso do solo e que também impossibilita a prática de agricultura. Por motivos já expostos, não é possível realizar uma cultura em um solo que se encontra lixiviado. 10.1.2 Salinização A salinização é o excesso ou o acúmulo de sais no solo – em sua estrutura, principal- mente na superfície. É um processo oposto à lixiviação, ocorre em regiões de clima árido e semiárido, em que a água evapora rapidamente antes que se infiltre totalmente. Quando o processo de evaporação supera o de evapotranspiração, reações químicas fundamentais não acontecem, deixando um excesso de sais na camada superficial do solo. O aspecto tomado por um solo salinizado é de rigidez, causando até rachaduras com a dilatação e contração dos materiais (Figura 1). Figura 1 – Solo degradado por salinização. Fonte: sugar0607/iStockphoto. Com o aumento da quantidade de sais no solo, as plantas não conseguem se desenvol- ver, provocando a redução do seu crescimento. Isso acontece porque os sais solúveis aumen- tam a capacidade osmótica do solo e isso dificulta a absorção de água e nutrientes do solo pelas plantas. Em algumas regiões, o lençol freático possui uma salinidade muito elevada Os solos e as atividades humanas10 Pedologia166 e, se por acaso o níveldo lençol freático subir, como em uma prática de irrigação, isso pode ocasionar o processo de salinização do solo. Para solucionar o problema de salinização, é necessário forçar uma lixiviação. Para isso, deve-se instalar um sistema de drenagem para retirar o excesso de sais e a água deve ser de boa qualidade para que o processo tenha efeito benéfico. O excesso de sais também pode deixar a camada superficial do solo impermeável ou pouco permeável, então, para solu- cionar esse problema, deve-se acrescentar sais de cálcio, que irão flocular as argilas, e em seguida é preciso drenar a água para a superfície, forçando a lixiviação. 10.1.3 Desertificação A desertificação de uma região é uma degradação extrema, geralmente ocorre em re- giões áridas e semiáridas e a causa pode ser de atividades antrópicas ou mesmo devido a questões climatológicas (Figura 2). Quando o solo é manuseado de forma indevida, a erosão o deteriora e a umidade retida pelas partículas é perdida, o que faz com que a área dos de- sertos limítrofes tenda a aumentar. Um dos motivos que leva à desertificação é o uso inten- sivo do solo quando há o aumento expressivo das populações mais pobres. Figura 2 – Paisagem degradada pelo processo de desertificação. Fonte: JJoel/iStockphoto. O maior impacto causado pela desertificação é a diminuição da biodiversidade, pois somente formas de vida adaptadas a condições extremas conseguem sobreviver nesse am- biente. Os solos têm reduzido a sua capacidade de servir à agricultura, atingindo, com isso, grande parte da população, principalmente os mais pobres. 10.1.4 Poluição do solo O solo tende a absorver grande parte dos elementos da natureza que entram em contato com ele. A água é um exemplo, os restos orgânicos também, mas, se algum desses elemen- tos estiver contaminado, o solo absorve essa impureza, em vez de removê-la. Devido a isso, o solo pode adicionar essas impurezas à água que percola e até mesmo ao ar, em vez de Os solos e as atividades humanas Pedologia 10 167 retê-las. Consequentemente, esse material passa para o nosso consumo, pois entra em con- tato com o ar que respiramos e com a água que consumimos. Entre as principais substâncias que agregam impurezas ao solo estão os adubos e os defensivos agrícolas. Ainda que eles sejam orgânicos, devem ser manejados com cautela, já que o uso em excesso pode fazer com que esses elementos se comportem como poluentes, percolando para o interior do solo com as águas e, até mesmo, sendo levados para a atmos- fera em contato com o ar. Outra fonte de contaminação do solo são os dejetos industriais (Figura 3) e residenciais. Muitas indústrias despejam resíduos tóxicos diretamente no solo sem o devido tratamento. Essas substâncias são absorvidas e contaminam as partículas de solo, podendo chegar ao lençol freático. Esse tipo de contaminação é extremamente danoso para a saúde, uma vez que o cultivo de plantas em solos contaminados faz com que os resíduos tóxicos passem para os frutos e sejam consumidos pelas pessoas, da mesma forma que a água que bebemos pode ser contaminada se tiver origem no lençol freático. Com o passar do tempo, a exposi- ção contínua a essas substâncias tóxicas pode ocasionar uma série de problemas de saúde. Figura 3 – Contaminação do solo por resíduos industriais. Fonte: prill/iStockphoto. Inseticidas e herbicidas, que são amplamente utilizados pela agricultura moderna, tam- bém são danosos e poluem o solo. Devem ser utilizados em quantidades pequenas para que não ocorra a transferência das substâncias para a cultura. É preciso evitar também a erosão na região, para que as substâncias não sejam arrastadas para outras áreas. 10.2 Erosão A erosão, entendida como a destruição de saliências ou de depressões na paisagem, pode ser resumida como um trabalho mecânico de destruição. A erosão do solo, portanto, é a destruição da camada mais superficial e o Vídeo Os solos e as atividades humanas10 Pedologia168 acúmulo do material nas partes deprimidas do relevo. A partir desse entendimento, vê-se a importância de combater a erosão, pois é uma ação degradante que impacta diretamente na capacidade de uso do solo para as mais diversas atividades. Por esse motivo, ainda é de causar espanto que a sociedade não adote práticas que evi- tem os processos erosivos – na verdade, as atividades humanas parecem não considerar a erosão um problema e continuam a agir de forma que intensifica esse processo. A vegetação ainda é derrubada constantemente (sobretudo no Brasil), queimadas são realizadas, encos- tas são aradas e os pastos constantemente ficam superlotados. A agricultura tem avançado no território brasileiro de maneira descuidada e, nos locais em que se instala, tem deixado um rastro de erosão intensa causada pelo uso indevido do solo. Com a erosão, os solos se tornam pobres e não conseguem se recuperar rapidamente – em alguns casos, pode levar centenas de anos para que o solo de uma determinada região se recupere. Das diversas formas existentes de erosão, no Brasil a erosão hídrica é a mais importante. Vamos estudá-la mais detalhadamente. 10.2.1 Erosão hídrica A erosão hídrica resulta, basicamente, da força do impacto das precipitações sobre o solo. A erosão ocorre devido à desagregação das partículas do solo pela ação da precipitação e pelo transporte desse material devido ao escoamento, sendo depositadas à jusante em que podem ser novamente erodidas. Os solos mais suscetíveis a esse tipo de erosão encontram- -se em locais com níveis de precipitações intermediários e vegetação inexistente. Dessa for- ma, o solo fica desprotegido e a água consegue desprender as partículas ou os agrupamen- tos de partículas. A vegetação tem a capacidade de dissipar a energia da chuva e proteger o solo da compactação, possibilitando a infiltração, amenizando o escoamento superficial e, consequentemente, a erosão hídrica. Os solos arenosos são mais suscetíveis à erosão, principalmente aqueles que possuem granulação fina, são secos, ácidos, as partículas não são coesas e são porosos. Além disso, a característica topográfica do terreno também pode influenciar, pois a forma dele pode definir a velocidade com que os processos erosivos vão acontecer. Em terrenos com mais acidentes e inclinações elevadas, a velocidade da água no escoamento superficial pode ser submetida a um incremento, acelerando a erosão. A erosão hídrica pode acontecer também subsuperficialmente com a infiltração da água facilitada pelos caminhos abertos pelas raízes das plantas. Assim, a água se movimenta em subsuperfície até atingir a rocha. Nesse ponto, o solo fica instável e propício aos deslizamen- tos, principalmente em regiões mais inclinadas (Figura 4). Os solos e as atividades humanas Pedologia 10 169 Figura 4 – Desmoronamento causado pela erosão do solo. Fonte: Berryspun/iStockphoto. A coesão das partículas do solo tem papel determinante na evolução da erosão, pois vai determinar como as partículas do solo correspondem à ação das gotas de chuva. Se as partículas não forem coesas, pode ocorrer a erosão laminar, que corresponde à remoção de uma fina camada superficial de partículas do solo que são levadas pelo escoamento super- ficial. Essas partículas tendem a se acumular em depressões, pois possuem peso e diâmetro suficientes, no entanto, muitas vezes, essa deposição ocorre nos rios, pois a água que escoa superficialmente tende a ir em direção ao rio principal da região. Se pensarmos que do pon- to de vista geomorfológico, estamos todos em um contexto de bacia hidrográfica. Dessa forma, o acúmulo de sedimentos nos rios pode causar o assoreamento. Esse fenô- meno deve ser compreendido como o acúmulo de sedimentos na parte mais profunda dos rios, que termina por diminuir a profundidade do canal. Isso causa diversos problemas, como inundação de áreas, já que, com a profundidade diminuída, a água vai ocupar as margens. O ravinamento é outro problema decorrente da falta de coesão das partículas,ele cor- responde ao canal de escoamento concentrado da água, apresentando feições bem definidas, como se fossem “rasgos” no relevo. Com o passar do tempo, o canal se aprofunda com a con- tinuidade dos processos erosivos e pode chegar a alcançar metros de profundidade (Figura 5). Figura 5 – Ravinamento. Fonte: GUERRA, 1993, p. 349. Os solos e as atividades humanas10 Pedologia170 Outra formação resultante desse tipo de erosão é a voçoroca (Figura 6). Essa formação consiste na escavação do solo ocasionada pela erosão do canal de escoamento superficial, fazendo surgir áreas de esbarrancamentos de material constituinte do solo. Como é uma escavação ocasionada pela enxurrada, é comum encontrar dentro da voçoroca quantidade elevada de lama, constituindo a chamada área voçorocada. O termo boçoroca também é utiliza- do em alguns livros para se referir a essa formação. Figura 6 – Voçoroca em Mineiros, GO. Fonte: IBGE, 2009, p. 83. A erosão é extremamente danosa ao ambiente e à paisagem. Apesar de ser um fenô- meno que pode ter causas naturais, é intensificado pelas ações antrópicas, principalmente aquelas que retiram a vegetação que protege a superfície. É necessário que as atividades exercidas pelo homem evitem os impactos e busquem medidas mitigadoras para os danos inevitáveis. Sobretudo, é importante que busquem a conservação do solo, assunto que será visto no próximo tópico. 10.3 Conservação dos solos A conservação do solo é um conjunto de ações que tem como objetivo evi- tar a degradação do solo por meio das atividades antrópicas. Isso é um reflexo do uso inadequado que a sociedade tem feito dos solos, ocasionando a imper- meabilização, que causa a erosão e, consequentemente, a queda de produtivi- dade agrícola, que se reflete na necessidade de aplicar insumos externos que acabam degradando os recursos hídricos e afetando a qualidade das águas. Essa escalada de acontecimentos é o resultado da relação entre o solo e as atividades humanas. Atualmente, existe a consciência de que não se pode evoluir sem utilizar práticas que permitam a manutenção de um recurso para as gerações futuras – e o solo está inserido Vídeo Os solos e as atividades humanas Pedologia 10 171 nesse contexto. A agricultura, que é uma das atividades mais danosas ao solo, já começa a se direcionar para essa linha de pensamento e a trabalhar a conservação do solo. A agricultura não deve ser encarada apenas como fornecedora de alimentos, mas como responsável pela produção de ambientes e paisagens de interesse de toda a socieda- de. Por esse motivo, o agricultor deve ter responsabilidade e adotar técnicas de manejo e conservação do solo. No entanto, não existe um mecanismo que incentive essas práticas, nem mesmo um reconhecimento. Isso configura um problema, pois a conservação do solo deveria ser uma prática adotada naturalmente, e não por meio da imposição ou da força de uma lei. Na falta de incentivos e de leis, as atividades seguem degradantes ao solo. A adoção de medidas de conservação do solo se faz necessária, pois elas devem ser adotadas, inclusive, de forma mecânica na agricultura, para a diminuição do impacto. Entre essas medidas, destaca-se o terreceamento (Figura 7), uma técnica que contém a erosão cau- sada pelo escoamento da água. A aplicação dessa técnica consiste em parcelar um terreno inclinado em várias rampas, de forma que a água da chuva, ao escoar, vá perdendo força na medida em que encontra em seu trajeto superfícies estreitas e planas que fazem a água perder velocidade em seu trajeto. Dessa forma, a água remove uma quantidade menor de sedimentos e causa menos impactos no solo. O terreceamento é uma técnica utilizada há muito tempo, inventada pela civilização inca, que tinha como objetivo aumentar a área de agricultura, já que ocupava terrenos mon- tanhosos. É utilizada atualmente no sul da Ásia para a agricultura, mas poderia ser usada como técnica de conservação do solo por diminuir os impactos. Figura 7 – Plantio de arroz em terraços. Fonte: martinhosmart/iStockphoto. Um dos problemas que envolvem a técnica do terreceamento é o alto custo envolvido. Custos elevados para a produção podem impactar no preço de venda e fazer com que a ati- vidade perca a competitividade no mercado. Atualmente, o terreceamento não é viável para Os solos e as atividades humanas10 Pedologia172 fins de agricultura em grande escala, mas pode vir a se tornar, conforme novas tecnologias forem desenvolvidas, auxiliando a implementação dessa técnica. Outras medidas que devem ser adotadas são a manutenção da cobertura permanente do solo e da matéria orgânica dele. O monitoramento da matéria orgânica deve ser feito com regularidade, para que seja possível naturalmente reverter um possível quadro de perda sem recorrer a aditivos químicos que podem impactar ainda mais o solo. A aptidão agrícola das terras deve ser respeitada, no entanto, as práticas agrícolas ne- cessitam de um planejamento que permita um melhor uso e manejo do solo. As atividades agrícolas produzem muitos sedimentos, resultantes da erosão, que é intensamente associa- da a essa prática. Com a realização de um manejo eficiente, a erosão pode diminuir. É importante ressaltar que qualquer prática conservacionista – mesmo onde se faz agricultura – deve se preocupar, primeiramente, com a harmonia da paisagem. A paisa- gem harmoniosa é o primeiro passo para uma conservação eficiente. Entende-se como harmonia da paisagem as encostas ocupadas por florestas, o desenvolvimento da vida silvestre em seu habitat, as águas dos rios limpas e em condição de serem consumidas e a poluição ambiental controlada. As práticas conservacionistas têm como objetivo principal evitar o impacto da água no solo, assim como também devem não permitir o seu escoamento. Ao evitar esses processos, a água tem possibilidade de infiltrar no solo sem remover o horizonte A, além de enriquecer os mananciais subterrâneos. Nesse quadro, como não ocorre o escoamento superficial, os rios não são sobrecarregados e não ocorrem inundações de campos, áreas de cultivo e prin- cipalmente de áreas urbanas. Na literatura, muitas vezes, a conservação dos solos encontra-se reunida com o manejo de recursos hídricos. Isso ocorre porque as atividades de manejo e conservação de solos e de recursos hídricos encontram-se intrinsecamente relacionadas principalmente se for pensado o manejo de recursos hídricos dentro do contexto de bacias hidrográficas, região delimitada por aclives, propensa à erosão e densamente drenada. Por esse motivo, os estudos de técnicas de monitoramento dos recursos hídricos aca- bam por auxiliar também o manejo e a conservação do solo. A Agência Nacional de Águas (ANA) utiliza o processo de ottocodificação de bacias (Mapa 1), que permite identificar com rapidez as bacias conectadas e a direção de fluxo dos rios, servindo como base para saber se um determinado empreendimento terá impactos que ficarão restritos àquela região ou se irão se propagar e em qual velocidade. O mesmo modelo pode ser utilizado para a identificação de impactos relacionados a processos erosivos ou à propagação de poluentes pela água. Dessa forma, o sistema de clas- sificação de bacias ottocodificadas se mostra eficiente ao ser aplicado no computador, que interpreta com facilidade os dígitos dos códigos das bacias que contêm informações acerca da topologia embutida no código. Para entender melhor como funciona o sistema de ottoco- dificação de bacias, cabe aqui uma breve explicação. As bacias são delimitadas a partir da identificação dos aclives que limitam a região, des- considerando as divisões políticas. Ao delimitar as grandes bacias, basta aplicar números Os solos e as atividades humanas Pedologia 10 173 pares de montante à jusante nas maiores bacias identificadas e em sentido horário. Os nú- meros ímpares são aplicados às outras bacias, que são as chamadas interbacias, conforme ilustra o Mapa 1. Mapa 1– Classificação Nível 1 das ottobacias.Fonte: Elaborado pelo autor. Com as bacias já delimitadas, o processo deve ser repetido no interior de cada uma de- las, ou seja, pega-se uma bacia e identifica-se os aclives que limitam a região, desconsideran- do as divisões políticas. É preciso delimitar as grandes bacias, para em seguida acrescentar na bacia original números pares de montante à jusante, nas maiores bacias identificadas e Os solos e as atividades humanas10 Pedologia174 em sentido horário. Os números ímpares são aplicados às outras bacias, as interbacias, con- forme ilustra o Mapa 2. Mapa 2 – Classificação Nível 2 das ottobacias. Fonte: Elaborado pelo autor. A vantagem desse sistema é manter embutido nos dígitos a relação topológica das ba- cias. Dessa forma, sabe-se, por exemplo, que a bacia de número 44 fica a oeste da bacia 42 e ao norte da bacia 89. Essas relações são importantes para que se possa criar um modelo matemático que simule a propagação de um fenômeno ou de um impacto no ambiente. Apesar de ser uma metodologia desenvolvida para a gestão de recursos hídricos, as ottobacias estão sendo adotadas por diferentes países para o sistema de manejo mais amplo. Por ser desenvolvida no Brasil, é de se esperar que o país a adote como metodologia própria para o manejo e a conservação do solo. Conclusão Por toda a obra tratamos do substrato solo com extrema importância, trabalhando ques- tões que foram desde a gênese do solo à sua degradação total ou parcial. O objetivo até aqui foi demonstrar não apenas a importância do solo enquanto recurso, mas também como um verdadeiro organismo integrado, conectado e em constante desenvolvimento. A sociedade vive um momento de sustentabilidade, pois sabemos que os recursos são finitos e as capacidades de recuperação não são tão rápidas, como é o caso do solo. Vimos neste capítulo que, apesar da consciência de que o solo se recupera em um período do tempo Os solos e as atividades humanas Pedologia 10 175 geológico, sua degradação é constante, pois as pessoas jogam lixo e esgoto nele, contaminando toda a sua estrutura. A erosão é um processo oriundo das atividades humanas e que pode fazer com que o solo fique extremamente pobre. Apesar de ser um processo natural, o homem tem a capaci- dade de acelerar ou causar esse fenômeno em áreas estáveis. Por fim, abordamos o processo de conservação do solo a partir de diferentes técnicas que diminuem o impacto das ações nele. A conservação mantém os recursos do solo com vida, interagindo com a atmosfera e trocando íons adsorvidos nos coloides do solo. O capítulo, portanto, encerra a obra deixando o leitor com uma reflexão a fazer: sobre como tem olhado, usado e alterado o solo que utiliza diariamente para se deslocar e para realizar suas atividades. Ampliando seus conhecimentos O trecho a seguir foi extraído do Manual técnico de pedologia do IBGE. É um trecho im- portante, pois destaca a importância dos levantamentos pedológicos aplicados à conserva- ção de solo. Utilidades (IBGE, 2015, p. 348) [...] Em países desenvolvidos, os levantamentos pedológicos são executados de maneira planificada, obedecendo a uma programação de governo, para atendimento de projetos globais ou específicos, envolvendo o uso agrícola e não agrícola, conservação e recuperação dos solos, decisões localizadas em construção civil, expansão urbana, irrigação, drenagem, taxação de impostos, previsão de safras e planejamento de uso racional do solo em nível de propriedades. No Brasil, em razão da escassez, ou mesmo inexistência de levantamentos em escalas de detalhe, os existentes têm servido tão somente a demandas governamentais para subsidiar políticas desenvolvimentistas. Entre algu- mas das utilizações verificadas, pode-se mencionar zoneamentos diversos (pedoclimáticos, socioeconômico-ecológicos etc.), subsídios aos Estudos de Impactos Ambientais – EIA e seus respectivos Relatórios de Impactos Ambientais – RIMA, estudos de viabilidade técnica de projetos de irriga- ção e drenagem. Os levantamentos pedológicos têm também atendido a instituições de ensino e pesquisa, constituindo bases permanentes para atualização de conhecimentos e formação de profissionais das áreas de agronomia, engenharia e geociências. Os solos e as atividades humanas10 Pedologia176 Atividades 1. O que é a degradação do solo? Como ela pode ocorrer? 2. Explique o que é a salinização e como ela ocorre. 3. Quais as principais substâncias responsáveis pela poluição do solo? 4. Qual o objetivo das práticas conservacionistas no processo de conservação do solo? Referências EMBRAPA. Sistema brasileiro de classificação de solos. Rio de Janeiro: Centro Nacional de Pesquisa de Solos, 2013. GUERRA, A. J. T. Dicionário geológico-geomorfológico. Rio de Janeiro: IBGE, 1993. IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Manual técnico de geomorfologia. 3. ed. Rio de Janeiro: IBGE, 2009. ______. Manual técnico de pedologia. 3. ed. Rio de Janeiro: IBGE, 2015. LEPSCH, I. F. 19 lições de Pedologia. São Paulo: Oficina de Textos, 2016. Resolução 1. Um solo degradado é aquele que está em desarmonia com o seu ambiente. Quanto maior e mais rápida for a degradação do solo, mais o ambiente será impactado. A degradação pode ocorrer de diversas formas, e a ação do homem é preponde- rante nesse aspecto, seja para impedir a degradação ou até mesmo para atuar como agente degradante. 2. A salinização é o excesso ou o acúmulo de sais no solo – em sua estrutura, princi- palmente na superfície. É um processo oposto à lixiviação, ocorre em regiões de clima árido e semiárido, em que a água evapora rapidamente antes que se infil- Os poucos levantamentos de solos de caráter executivo realizados, ou seja, os detalhados, que podem e devem servir de base para a implan- tação de projetos de uma maneira geral, na realidade foram em maioria elaborados como formalidade de contratos, em grandes projetos de irri- gação e drenagem, de assentamentos de colonos e de exploração agrícola. Costumam ser também executados em unidades ou centros de pesquisas agronômicas. [...] Os solos e as atividades humanas Pedologia 10 177 tre totalmente. Quando o processo de evaporação supera o de evapotranspiração, reações químicas fundamentais não acontecem, deixando um excesso de sais na camada superficial do solo. O aspecto tomado por um solo salinizado é de rigidez, causando até rachaduras com a dilatação e contração dos materiais. 3. Entre as principais substâncias que agregam impurezas ao solo estão os adubos e os defensivos agrícolas. Ainda que eles sejam orgânicos, devem ser manejados com cautela, já que o uso em excesso pode fazer com que esses elementos se comportem como poluentes, percolando para o interior do solo com as águas e, até mesmo, sen- do levados para a atmosfera em contato com o ar. 4. As práticas conservacionistas têm como objetivo principal evitar o impacto da água no solo, assim como também o seu escoamento. Ao evitar esses processos, a água tem a possibilidade de infiltrar no solo sem remover o horizonte A, além de enri- quecer os mananciais subterrâneos. Nesse quadro, como não ocorre o escoamento superficial, os rios não são sobrecarregados e não ocorrem inundações de campos, áreas de cultivo e principalmente de áreas urbanas. Código Logístico Fundação Biblioteca Nacional ISBN 978-85-387-6367-3 PED O LO G IA João V ictor Pacheco G om es Página em branco Página em branco