2017GCS 105 07 Fatores e Processos de Formação dos Solos

Prévia do material em texto

Fatores e processos de formação dos 
solos 
Prof. Sérgio Henrique Godinho Silva 
UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS 
GCS105 – Geologia e Pedologia 
Fatores e processos de formação dos solos 
 Solos abrangem grande parte da superfície continental 
terrestre 
 
 Grande variabilidade de classes e atributos 
 
 Sistema natural e complexo, sujeito a diversas 
influências 
 
 Diversos modelos formação dos solo 
Foto: S.H.G. Silva Foto: S.H.G. Silva Foto: W.J.R.Santos 
Fatores e processos de formação dos solos 
 Evolução do solo – início de sua formação até 
estabilidade 
 
 Sistema simples a sistema complexo 
Solo = f(clima, organismos, material de origem, relevo, tempo, ...) 
 Modelo fatorial-funcional concebido por Dokuchaev 
(1883) e equacionado por Jenny (1941) 
Tempo 
Fonte: Adaptado 
de Lepsch (2011) 
Clima 
Fatores e processos de formação dos solos 
 Precipitação pluviométrica e temperatura 
 
Precipitação 
 
 Mais água no sistema 
 
 Erosão (diminui a espessura e expõe material menos 
intemperizado) 
 
 
Solo = f(clima, organismos, material de origem, relevo, tempo, ...) 
Foto: M.A.Toma 
Clima 
Fatores e processos de formação dos solos 
 Precipitação pluviométrica e temperatura 
 
Precipitação 
 
 Infiltração e percolação – lixiviação e translocação – 
importantes para a gênese do solo 
 
 Mais água, mais hidrólise – importante para o 
intemperismo 
 
 
Solo = f(clima, organismos, material de origem, relevo, tempo, ...) 
Lixiviação 
Fatores e processos de formação dos solos 
Temperatura 
 
 Controla a quantidade de água no sistema 
 
 Maior temperatura, mais rápidas as reações químicas 
 
 Locais mais quentes e úmidos – mais intemperismo 
Solo = f(clima, organismos, material de origem, relevo, tempo, ...) 
Clima 
0
0
0
0 
0000 
0000 
Umidade 
Fatores e processos de formação dos solos 
Solo = f(clima, organismos, material de origem, relevo, tempo, ...) 
Clima 
0
0
0
0 Fonte: Fontes (2012) 
Fatores e processos de formação dos solos 
Vento 
 
 Transporte de materiais a longas distâncias, 
influenciando atributos do perfil de solo 
Solo = f(clima, organismos, material de origem, relevo, tempo, ...) 
Clima 
Foto: M.A.Toma 
Organismos 
Fatores e processos de formação dos solos 
 Compreende a fauna e a flora desenvolvida no solo 
 
 Ação de organismos – pré-requisito para a formação de 
solos 
Solo = f(clima, organismos, material de origem, relevo, tempo, ...) 
Foto: S.H.G. Silva 
Organismos 
Fatores e processos de formação dos solos 
- Líquens e musgos colonizando rochas 
 
 
Solo = f(clima, organismos, material de origem, relevo, tempo, ...) 
Organismos 
Fatores e processos de formação dos solos 
- Líquens e musgos colonizando rochas 
 
- Cliclagem de nutrientes pela decomposição e 
mineralização da matéria orgânica 
 
 
Solo = f(clima, organismos, material de origem, relevo, tempo, ...) 
Fonte: Lepsch (2011) 
Organismos 
Fatores e processos de formação dos solos 
- Líquens e musgos colonizando rochas 
 
- Cliclagem de nutrientes pela decomposição e 
mineralização da matéria orgânica 
 
- Quantidade de água no solo 
(evapotranspiração) 
 
- Produção de ácidos orgânicos 
 
- Complexação de elementos 
 
 
 
 
Solo = f(clima, organismos, material de origem, relevo, tempo, ...) 
Foto: S.H.G. Silva 
Organismos 
Fatores e processos de formação dos solos 
- Líquens e musgos colonizando rochas 
 
- Cliclagem de nutrientes pela decomposição e 
mineralização da matéria orgânica 
 
- Quantidade de água no solo 
(evapotranspiração) 
 
- Produção de ácidos orgânicos 
 
- Complexação de elementos 
 
- Cobertura do solo – proteção contra erosão 
 
 
 
Solo = f(clima, organismos, material de origem, relevo, tempo, ...) 
Organismos 
Fatores e processos de formação dos solos 
 
- Agregação (bactérias, fungos, minhocas, térmitas, 
secreções e micélios) 
- Precipitação de minerais na rizosfera 
- Biociclagem de Si 
- Raízes – fluxo preferencial de água (macroporos) 
- Pedoturbação 
Solo = f(clima, organismos, material de origem, relevo, tempo, ...) 
Ação Humana – benéfica ou prejudicial (do ponto de vista 
agronômico) 
Foto: S.H.G. Silva 
Material de origem 
Fatores e processos de formação dos solos 
Solo = f(clima, organismos, material de origem, relevo, tempo, ...) 
 Estado inicial do sistema solo (tempo zero) 
 
 Material a partir do qual o solo irá se desenvolver 
 
 Maioria das vezes – rocha subjacente 
 
 Materiais transportados de outros locais (sedimentos) 
 
 Descontinuidades litológicas (poligenéticos) 
Foto: S.H.G. Silva Foto: S.H.G. Silva 
Foto: S.H.Shimizu 
Fatores e processos de formação dos solos 
Solo = f(clima, organismos, material de origem, relevo, tempo, ...) 
 Composição 
 Textura 
 Consolidação 
Material de origem 
- Composição 
Diversidade e quantidade de elementos que serão 
liberados ao solo com o intemperismo 
Velocidade de alteração 
Exemplos: 
Basalto 
Arenito e quartzito 
Arenito Basalto 
Fatores e processos de formação dos solos 
Solo = f(clima, organismos, material de origem, relevo, tempo, ...) 
Material de origem 
Textura 
Rica em minerais félsicos – solos com textura mais 
grosseira (partículas maiores) 
Rica em minerais máficos – textura mais argilosa 
Arenito Basalto 
Fatores e processos de formação dos solos 
Solo = f(clima, organismos, material de origem, relevo, tempo, ...) 
 Configuração da superfície do terreno 
 
 Distribuição espacial do solo em todas as escalas 
da paisagem 
 
 
Relevo 
Foto: S.H.G. Silva 
Foto: S.H.G. Silva 
Fatores e processos de formação dos solos 
Solo = f(clima, organismos, material de origem, relevo, tempo, ...) 
 Efeitos indiretos 
 
Elevação da altitude (menor temperatura, maior acúmulo 
de material orgânico) 
 
Mais precipitação (efeito orogenético) 
 
Distância até o lençol freático 
Relevo 
Fonte: Toma et al. (2015) 
Fatores e processos de formação dos solos 
Solo = f(clima, organismos, material de origem, relevo, tempo, ...) 
 Efeitos diretos 
 
Relações solo-paisagem – levantamento e mapeamento 
de solos 
 
Relevo 
Curso 
d’água 
Fatores e processos de formação dos solos 
Solo = f(clima, organismos, material de origem, relevo, tempo, ...) 
 Solos sempre em formação e alteração 
 
 Tempo zero de sua formação – indicar um novo ciclo 
evolutivo do solo sob condições pré-definidas 
 
 Se alterar alguma condição (fator), novo tempo zero 
Tempo 
Neossolo Flúvico 
Foto: Z.R. Souza 
Fatores e processos de formação dos solos 
Solo = f(clima, organismos, material de origem, relevo, tempo, ...) 
 Datação absoluta de perfis e horizontes do solo 
 Estádio evolutivo 
 Taxa de formação 
Tempo 
 Estimativas – 8 a 27 anos para se formar 1 mm de 
solo/ha 
Tempo 
Fonte: Adaptado 
de Lepsch (2011) 
Fatores e processos de formação dos solos 
Solo = f(clima, organismos, material de origem, relevo, tempo, ...) 
 Conhecendo esses fatores: diversas relações em 
diferentes escalas 
Regionais Mundial 
Material de origem 
Relevo 
Fatores locais (...) 
Clima 
Foto: S.H.G. Silva 
Fatores e processos de formação dos solos 
PROCESSOS DE 
FORMAÇÃO DOS SOLOS 
Fatores e processos de formação dos solos 
 Interação de fatores ambientais (formação) desencadeia 
PROCESSOS de formação dos solos 
 
 Registrados nas feições morfológicas e composição do 
solo 
 
 Indica condiçõesambientais a que o solos estiveram 
submetidos durante a evolução 
 
Foto: S.H.G. Silva 
Foto: S.H.G. Silva 
Fatores e processos de formação dos solos 
 Dois modelos: 
 
 Processos pedogenéticos múltiplos (Simonson, 1959) 
– agrupa vários processos em quatro categorias 
 
 Processos pedogenéticos específicos (Fanning e 
Fanning, 1989) – detalhamento dos processos múltiplos 
 Ambos consideram que o efeito a longo prazo 
dos processos resultam nos atributos dos solos Foto: S.H.G. Silva 
Fatores e processos de formação dos solos 
 Processos pedogenéticos múltiplos (Simonson, 1959) 
Processos pedogenéticos múltiplos 
Adição 
Remoção 
Transformação 
Translocação 
- C e N 
- Resíduos orgânicos (MO) 
- Solutos 
- Material particulado 
- Água 
- Erosão (mineral e 
orgânico) 
- Lixiviação 
- Ruptura da rede 
cristalina de minerais 
- Gênese dos minerais de 
argila 
- Decomposição e 
mineralização da 
matéria orgânica 
-Eluviação de matéria 
orgânica, argila silicatada e 
óxidos de um horizonte para 
outro (p.e. A ou E para B) 
-Formam-se zonas de 
perdas e de acumulação de 
coloides 
Fatores e processos de formação dos solos 
Processos pedogenéticos específicos 
Ferralitização (ou Latolização) 
 
Remoção de sílica e bases do solo e acúmulo residual de 
óxidos, hidróxidos e oxi-hidróxidos de Fe e Al no perfil 
 Típico em solos muito intemperizados (clima quente e 
úmido) – Latossolos 
 Rápido intemperismo químico, degradação de 
argilominerais e remoção de sílica do perfil 
 Fe e Al liberados dos minerais se precipita 
 Al – argilomineral 1:1 ou gibbsita (Al(OH)3) Foto: G.C. Poggere 
Fatores e processos de formação dos solos 
Processos pedogenéticos específicos 
Ferralitização (ou Latolização) 
 Baixa CTC, baixa fertilidade 
 Baixa razão SiO2/ Al2O3 + Fe2O3 
 Perfis homogêneos e profundos 
 Menor quantidade de minerais 
primários 
Foto: S.H.G. Silva 
Foto: S.H.G. Silva 
Fatores e processos de formação dos solos 
Processos pedogenéticos específicos 
Lessivagem (ou argiluviação) 
 
Migração de partículas finas (argila) dos horizontes A ou E 
(eluviais) para o B (iluvial), produzindo horizontes Bt 
 Dispersão e suspensão de argila em horizontes superficiais e 
translocação para horizonte subsuperficial, onde se acumula 
 
 Superfície dos agregados (argilãs) 
 
 Importante na formação de Argissolos e Luvissolos 
Foto: S.H.G. Silva Foto: M.A.Toma 
Fatores e processos de formação dos solos 
Processos pedogenéticos específicos 
Gleização 
 
Redução e remoção do Fe presente nos óxidos de Fe 
devido à ação microbiana em ambiente anaeróbico 
 Fe passa a aceptor de elétrons e sofre redução 
 
 Liberados dos minerais e ficando em solução 
como Fe2+ 
 
 Provoca alteração da cor do solo 
 
 Se Fe2+ presente, solo drenado mudará de cor 
(oxidação) 
 
 Cores acinzentadas (ou azuladas e esverdeadas) 
– horizonte diagnóstico glei (Gleissolos) 
 
 Indica drenagem restrita 
Foto: S.H.G. Silva 
Fatores e processos de formação dos solos 
Processos pedogenéticos específicos 
Podzolização 
 
Complexação e redistribuição de compostos orgânicos 
associados ou não a óxidos de Fe e Al 
 Complexação de compostos orgânicos com 
Fe e Al em condições ácidas 
 
 Acumulação de ácidos orgânicos 
 
 Translocação no perfil, se acumulando em 
subsuperfície 
 
 Formam Bhs, Bh ou Bs, típicos de 
Espodossolos, horizonte B espódico ou ortstein 
Foto: S.H.Shimizu 
Fatores e processos de formação dos solos 
Processos pedogenéticos específicos 
Paludização 
 
Acúmulo de material orgânico em locais saturados com 
água (ambiente anaeróbico, desfavorável à degradação) 
 Material orgânico começa a se acumular 
 
 Quando grandes espessuras – turfeiras 
 
 Horizonte hístico (H) – Organossolos 
 
 Material orgânico em diferentes estádios de 
decomposição 
Foto: S.H.G. Silva 
Fatores e processos de formação dos solos 
Processos pedogenéticos específicos 
Vertissolização (ou Vertização) 
 
Formação de características vérticas, geralmente 
presentes em solos com predomínio de esmectita 
 Características vérticas: 
- Slickensides no subsolo (superfícies de fricção 
devido à expansão e contração) 
 
- Presença de fendas profundas do solo quando 
seco 
 
- Fendas – queda de material da superfície – 
expansão e mistura 
 
- Entre áreas das fendas – microrrelevo gilgai 
 
 Típico de Vertissolos 
Foto: S.H.G. Silva 
Fatores e processos de formação dos solos 
Processos pedogenéticos específicos 
Plintização 
 Acumulação localizada de óxidos de Fe no perfil, 
com cor diferente da matriz do solo 
 
Indicativa de oscilação do lençol freático 
 
Plintossolos 
 
Laterização 
Camadas ou perfis endurecidos e cimentados 
 
Acúmulo de óxidos de Fe, caulinita, quartzo com ou 
sem gibbsita 
 
Foto: F.H.A.Bispo 
Fatores e processos de formação dos solos 
Processos pedogenéticos específicos 
Sulfidização 
 Acumulação de sulfitos 
 
Ambiente redutor (comum em mangues e sedimentos 
marinhos) 
 
Pode formar sulfetos: FeS, Fe3S5 e FeS2 (pirita) 
 
 
 Sulfurização 
Materiais contendo sulfeto são oxidados (ex. drenagem 
de mangues) 
 
Reação catalisada por bactérias do gênero Thiobacillus 
 
Reduz o pH do solo 
 
Intemperização de silicatos 
 
Formação do mineral jarosita (visível em mosqueados 
amarelados) 
Fatores e processos de formação dos solos 
Associar fatores e processos de formação dos solos: 
 
 
 Entendimento da gênese dos solos 
 
 Predição de classes e atributos 
 
 Auxílio na definição de uso e manejo do solo mais 
apropriado 
 
 Identificação de seus potenciais e limitações 
Foto: M.A.Toma 
Fatores e processos de formação dos solos 
Fatores e processos de formação dos solos 
Processos pedogenéticos específicos 
Ferrólise 
 
Destruição de argilominerais do horizonte superficial por 
redução e oxidação do Fe, produzindo gradiente textural 
 Ambientes sujeitos a alagamento 
 
 Série de reações envolvendo adsorção e 
dessorção de Fe2+, Fe3+, H+ e Al3+ 
 
 Desestabilização da estrutura e desmantelamento 
de argilominerais 
 
 Formação de Planossolos, Plintossolos e alguns 
Argissolos, provocando gradiente textural 
Foto: S.H.Shimizu 
Fatores e processos de formação dos solos 
Processos pedogenéticos específicos 
Melanização 
Mistura de material mineral com 
matéria orgânica e húmus 
Recobrimento dos agregados 
Cores escuras 
 
Leucinização 
Remoção de matéria orgânica, 
bases e óxidos do solo, formando-se 
horizonte mais claro (E) em relação 
aos adjacentes 
 
Foto: S.H.G. Silva 
Foto: S.H.Shimizu 
Fatores e processos de formação dos solos 
Processos pedogenéticos específicos 
Silicificação 
Acumulação e redistribuição de 
sílica secundária no solo 
 
Formação de silcretes, fragipãs e 
duripãs 
Dessilicação 
Remoção de sílica do solo 
decorrente do intemperismo de 
minerais silicatados 
 
Indica grau de intemperismo do solo 
 
Alteração de minerais silicatados (2:1 
para 1:1) até formação de óxidos 
 
 
 
2:1 1:1 Gibbsita 
Foto: S.H.G. Silva 
Fatores e processos de formação dos solos 
Processos pedogenéticos específicos 
Pedalização 
Formação de agregados no material 
solo 
 
Troca da estrutura da rocha original 
pela do solo 
 
Brunificação, rubeificação, 
ferruginação e xantização 
 
Processos de colorimento do solo 
 
Ex.: Hematita (Fe2O3) - avermelhada 
 Goethita(FeOOH) – amarelada 
 
 
 
 
Foto: S.H.G. Silva Foto: S.H.G. Silva 
Fatores e processos de formação dos solos 
Processos pedogenéticos específicos 
Salinização 
 Acumulação de sais solúveis no solo 
 
Evapotranspiração maior que a precipitação pluviométrica 
(regiões mais secas) 
 
Solos com alta condutividade elétrica e pressão osmótica 
 
Contendo Ca2+, Mg2+, Na+, K+, CO3
2-, SO4
2-, Cl-, NO3
- 
Sodificação 
Aumento da razão Na+/cátions divalentes na solução 
do solo e no complexo sortivo 
 
Favorece a dispersão da argila, sua eluviação e 
formação de horizonte Btn com estrutura prismática 
 
 
- - 
Na+ 
Na+ 
Na+ 
Na+ 
Na+ 
Na+ 
Na+ 
- 
- - 
- 
- 
Fatores e processos de formação dos solos 
Processos pedogenéticos específicos 
Solodização 
Na é lixiviado do horizonte superficial, mas permanece no horizonte B 
 
Forma-se solo com horizonte superficial ácido, com pouca argila, 
sobrejacente a horizonte Btn – Planossolo Nátrico 
Foto: S.H.Shimizu 
Fatores e processos de formação dos solos 
Processos pedogenéticos específicos 
Calcificação ou 
Carbonatação 
Acumulação de CaCO3 em 
horizontes subsuperficiais 
 
Pedoturbação 
Mistura do solo por processos: 
 
Proisotrópico (homogeiniza o perfil) 
 
Proanisotrópico (organiza, forma 
horizontes) 
 
Bioturbação (fauna) 
Fitoturbação (vegetação) 
 
 
 
Foto: S.H.G. Silva 
Foto: S.H.G. Silva 
Fatores e processos de formação dos solos 
Processos pedogenéticos específicos 
Agradação e 
Cumulização 
Adição eólica, hidrológica ou 
humana de partículas minerais à 
superfície do solo 
 
Se lentas – espessamento do perfil 
Erosão 
Remoção de material do solo por 
ação eólica ou hídrica 
 
 
Reduz espessura do perfil 
Foto: S.H.G. Silva Foto: S.H.G. Silva 
Fatores e processos de formação dos solos 
Processos pedogenéticos específicos 
Alterações provocadas pelo homem 
 
Ex: escavação 
Deposição de artefatos 
Mistura ou compactação 
Aumento dos teores de P e MO no solo (a 
longo prazo) 
... 
Antrossolização 
Elutriação 
Preparo de solo 
inundado 
Remoção de argila do 
horizonte superficial 
sem translocação 
Dispersão da argila do 
horizonte superficial e 
remoção juntamente 
com a água 
OBRIGADO! 
Fatores e processos de formação dos solos 
 Modelo de energia (Runge, 1973) 
 
 Modelo da profundidade do solo (Johnson, 1985) 
 
 Modelo de evolução do solo (Jonhson e Watson-
Stegner, 1987) 
 
 Modelo de caos determinístico e conceitos de incerteza 
(Phillips, 1993) 
Foto: S.H.G. Silva Foto: F.H.A. Bispo 
Fatores e processos de formação dos solos 
Solo = f(clima, organismos, material de origem, relevo, tempo, ...) 
Material de origem 
Consolidação 
 
Material de origem: consolidado ou não 
 
Não consolidado, sem necessidade de transformação da 
rocha consolidada em tamanhos menores (facilidade do 
intemperismo – maior área superficial específica) 
ASE = 6 x 64 mm2 ASE = 64 x 6 x 4 mm2 
ASE = 384 mm2 ASE = 1536 mm2