Técnicas de análise laboratorial para solos, matéria vegetal e corretivos orgãnicos

Dissertação de mestrado em Técnicas de Caracterização e Análise Química

Caracterização dos solos da ilha de Santiago (Cabo Verde) numa perspectiva de sustentabilidade ambiental

As respostas geoquímicas do ambiente são controladas, em primeiro lugar, pelos processos naturais, geológicos, pedológicos, climáticos e biológicos. Sobrepondo-se a essa herança, a presença do homem adquire papel importante pelas possibilidades de alteração que promove no ambiente geoquímico a partir das concentrações urbanas, actividades industriais e agrícolas. Nos últimos anos a cartografia geoquímica tem assumido uma importância relevante já que tem sido largamente reconhecido que para se identificar e quantificar a poluição antropogénica é fundamental a existência de mapas que apresentem os valores de fundo geoquímico natural. O principal objectivo deste estudo é o estabelecimento de uma base de dados geoquímicos da ilha de Santiago (Cabo Verde) utilizando os solos como meio amostral. Esta base de dados geoquímicos permitiu caracterizar o estado actual dos solos da ilha de Santiago e estabelecer os valores de fundo geoquímico. A ilha de Santiago, com uma área de 991km2, é a maior ilha do arquipélago representando cerca de 25% da área total. Tem forma adelgaçada na direcção Norte-Sul, apresentando um comprimento máximo de 54,9km entre a ponta Moreia, a Norte, e a ponta Mulher Branca, a Sul, e uma largura máxima de 29km entre a ponta Janela, a Oeste, e a ponta Praia Baixo, a Leste. Apresenta uma altitude máxima de 1392m. No presente trabalho foram seguidas as recomendações do projecto “IGCP 259 – International Geochemical Mapping” no que se refere aos procedimentos de amostragem, preparação física das amostras, análise química e controlo de qualidade dos resultados. Na ilha de Santiago foram colhidas 278 amostras de solos correspondendo a uma densidade de amostragem de 0.28 amostras por km2. As amostras foram decompostas com uma solução modoficada de áqua régia e analisadas para 37 elementos (Ag, Al, As, Au, B, Ba, Bi, Ca, Cd, Co, Cr, Cu,Fe, Hg, K, La, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, S, Sb, Sc, Se, Sr, Te, Th, Ti, Tl, U, V, W and Zn) por ICP-ES. Foram ainda determinados 5 parâmetros característicos do solo (pH, condutividade, matéria orgânica, cor e textura). Os padrões geoquímicos obtidos através dos mapas de distribuição espacial foram correlacionados com vários factores designadamente a natureza da rocha mãe, o tipo de solo e ainda com algumas fontes de contaminação. A utilização da Análise em Componentes Principais permitiu distinguir diferentes tipos de associações de variáveis realçando a importância das associações do tipo geogénico relativamente às associações to tipo antropogénico. A associação Na-CE assinala as áreas onde o impacto das actividades humanas influência os valores de fundo geoquímico

Balanço geoquímico de solos derivados de rochas básico-ultrabásicas no ambiente subtropical do Rio Grande do Sul

O balanço de massa da intemperização de solos desenvolvidos de rochas básico-ultrabásicas no Rio Grande do Sul, os menos intemperizados constatados até o presente no estado, mostrou nos horizontes superficiais uma concentração relativa mais elevada dos elementos móveis do que nos subsuperficiais, indicando a existência de descontinuidade entre eles. Tais feições, em conjunto com a mineralogia e com a morfologia dos perfis investigados, indicam a ocorrência de eventos erosivo-deposicionais em um passado pedogeneticamente recente, bem como uma contribuição importante de materiais intempericamente menos evoluídos para a composição mineral dos horizontes superficiais. Esses eventos erosivos e o rejuvenescimento superficial dos perfis explicam o pouco desenvolvimento e a semelhança química e mineralógica desses solos com os desenvolvidos de rochas básico-ultrabásicas em regiões temperadas.

Efeito do fluoreto de cálcio e do carbonato de cálcio na composição química da solução percolada de um solo ácido

Durante oito meses, foram estudados, em casa de vegetação, os efeitos da aplicação de CaF2 (p.a.) e de CaCO3 (p.a.) sobre a concentração de Al e de outros elementos químicos na solução percolada de amostras de um solo ácido, coletado na região de Piracicaba, SP. Os valores de pH aumentaram na solução percolada de amostras de solos que receberam tanto CaCO3 como CaF2. Os tratamentos com CaF2 foram mais eficientes na retirada de Al do solo do que os tratamentos com CaCO3. Na testemunha e nos tratamentos com CaCO3, a maior parte do Al estava, respectivamente, na forma livre Al3+ ou formando complexos Al-OH, ao passo que, nos tratamentos com CaF2 , mais de 99,5% do Al estava complexado com o fluoreto.

Variações induzidas de atributos químicos e sua influência na reflectância espectral de três solos do estado do Paraná

O objetivo deste trabalho foi verificar a influência de alterações induzidas em alguns atributos químicos da caulinita e dos solos Latossolo Roxo, Latossolo Bruno e Terra Bruna Estruturada, encontrados no Estado do Paraná, sobre a sua reflectância espectral. Foram realizados tratamentos para saturação das amostras dos solos e mineral de argila, com soluções de acetado de cálcio e acetato de sódio, bem como incubações com carbonato de cálcio e com bicarbonato de sódio. Dados espectrométricos das amostras de argila e de solos foram obtidos na faixa espectral entre 400 e 2.500 nm em laboratório. Os tratamentos com acetado de cálcio e com acetato de sódio, nas amostras dos três solos e nas amostras do mineral de argila caulinita, promoveram aumentos no teor de cálcio e de sódio em relação à testemunha, resultando numa maior reflectância. As incubações com carbonato de cálcio ou bicarbonato de sódio nas amostras de solos da camada de 40 a 60 cm promoveram aumentos nos teores de cálcio, sódio e CTC efetiva, decréscimo de matéria orgânica e precipitação de alumínio. Essas alterações contribuíram, conjuntamente, para um aumento na magnitude da reflectância em todo o espectro eletromagnético. Apesar disso, as feições espectrais de absorção dos solos não se alteraram. As análises estatísticas mostraram o nível de discriminância entre as curvas espectrais dos solos.

Comportamento espectral de materiais de solos e de estruturas biogênicas associadas

No presente estudo, verificou-se a interferência da macrofauna edáfica sobre os atributos físicos e químicos e sua relação com a reflectância espectral de um Latossolo Vermelho-Amarelo (LV), Terra Roxa Estruturada latossólica (TR) e Vertissolo (V). Esses solos localizam-se em três pontos ao longo de uma toposseqüência da região de Piracicaba (SP). As amostras foram direcionadas para os agregados formados pelas formigas cortadeiras (Atta sp.), cupins (Cornitermes cumulans) e minhocas (Pontoscolex corethrurus), os quais foram comparados com o solo-controle sem atividade visível e recente dos animais (testemunha). Foram avaliadas a granulometria e a composição química das amostras de solo. O comportamento espectral do solo foi obtido em laboratório, utilizando espectroradiômetro entre 400 e 2.500 nm. Os coprólitos de minhoca apresentaram 2 a 3 vezes mais fósforo e um incremento de 30 a 50% na matéria orgânica em relação ao horizonte superficial do solo. Os agregados de cupins e formigas apresentaram composição química semelhante à dos horizontes subsuperficiais dos solos. O comportamento espectral dos agregados biológicos variou conforme sua composição química e profundidade de ação dos animais. No caso da minhoca, as curvas de reflectância foram semelhantes às do horizonte superficial para os três solos. Para as estruturas de cupim e formiga, tanto a composição química como o comportamento espectral corresponderam ao horizonte subsuperficial no LV e TR.

Resposta do feijoeiro à aplicação de calcário em solos de várzea do sul de Minas Gerais

O experimento foi desenvolvido em casa de vegetação do Departamento de Ciência do Solo da Universidade Federal de Lavras, Lavras (MG), no período de agosto de 1995 a junho de 1996. Objetivou-se avaliar o efeito da aplicação de calcário em algumas propriedades químicas e na nutrição e produção do feijoeiro cultivado em amostras de quatro solos de várzea e comparar as doses estabelecidas como adequadas com as indicadas pelos métodos da saturação por bases e do Al e Ca + Mg. Utilizou-se um fatorial 6 x 4 em delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições, constando de seis níveis de saturação por bases (V%): saturação natural, 40, 60, 80, 100 e 120% e quatro solos: Aluvial, Glei Pouco Húmico, Glei Húmico e Orgânico. Após dois cultivos sucessivos, os resultados mostraram que, nos solos de várzea estudados em casa de vegetação, os níveis de saturação por bases e de pH em água para atingir 90% da produção máxima do feijoeiro variaram de 44 a 52% e de 5,1 a 5,3, respectivamente, valores abaixo dos indicados para a cultura em solos das partes mais elevadas. As doses de calcário necessárias para elevar o V e o pH aos valores estabelecidos aproximaram-se das indicadas pelo método da saturação por bases para V2 igual a 70%; o método do Al e Ca + Mg subestimou essas doses. A calagem foi importante para fornecer Ca e Mg e para neutralizar a toxidez de Al e Mn.

Caracterização de solos com a chernozêmico na Zona da Mata norte do estado de Pernambuco

O presente trabalho, realizado, em 1995, no município de Nazaré da Mata, teve como objetivo caracterizar morfológica, física, química, mineralógica e micromorfologicamente perfis com horizonte A chernozêmico na Zona da Mata Norte de Pernambuco. Foram descritos morfologicamente e coletados três perfis de solo com horizontes A chernozêmico, pertencentes às seguintes classes: Solo Litólico, Brunizém Avermelhado e Podzólico Vermelho-Amarelo, e realizadas análises físicas, químicas (incluindo quantificação das frações húmicas), mineralógicas e pedográficas. Os atributos pedológicos e as condições ambientais permitiram estabelecer a hipótese de que os horizontes superficiais têm sua formação ligada a interações de clima e vegetação, haja vista que, apesar das condições tropicais chuvosas, esses solos mantêm boa reserva química, provavelmente, graças à ocorrência de uma estação mais seca, que se estende por 5 meses, a qual provoca a queda das folhas e reduz a lixiviação de bases, conferindo, assim, significativa incorporação do material orgânico. Tal reserva química parece contribuir para a preservação da mica (biotita) nesses horizontes, a qual, ante as condições tropicais chuvosas, degradar-se-ia. Entretanto, a riqueza química da solução do solo refrearia o processo intempérico, na medida em que a existência do potássio na solução circundante às partículas sólidas minerais não ocasionaria a retirada do referido elemento da estrutura cristalina da biotita. Dessa feita, tal mineral se mantém preservado no ambiente pedológico. Qualitativamente, as diferenças observadas nas frações húmicas mostram-se decorrentes da influência da erosão, sendo encontrados maiores valores de frações menos resistentes no perfil mais erodido (Solo Litólico). Os horizontes subsuperficiais, por sua vez, são caracterizados, inicialmente, por um processo de formação de argila in situ, sendo compostos de alguma caulinita e interestratificados irregulares envolvendo minerais do tipo 2:1 e 1:1. Com a continuidade da pedogênese, tais horizontes são dominados por minerais mais estáveis (caulinitização), havendo movimentação da fração mais fina, o que leva à formação do horizonte B iluvial, onde ocorre também a formação de argila in situ Fatores como variação quantitativa da mineralogia do material de origem, padrão estrutural do gnaisse e relevo, parecem controlar a formação e evolução dos solos estudados.

Estimativa de H + AL pelo pH SMP em solos do Rio Grande do Sul e de Santa Catarina

A capacidade de troca de cátions (CTC) e a proporção dos principais cátions retidos nas cargas negativas do solo são de grande importância para a caracterização química e para o diagnóstico da fertilidade do solo. Essas características, juntamente com o Al, o Ca e o Mg trocáveis, foram incluídas na análise de solo realizada pelos laboratórios oficiais do Rio Grande do Sul e de Santa Catarina, a partir de 1994. Este trabalho avaliou a relação entre o valor de H + Al e o pH SMP, visando estabelecer uma equação para a estimativa do valor de H + Al (acidez potencial), o qual pode ser utilizado no cálculo da CTC (método da soma de cátions trocáveis). O trabalho foi realizado nos laboratórios de solos da Universidade de Passo Fundo (UPF) e da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), em 1995, constando da determinação do teor de H + Al, extraído com acetato de cálcio 1,0 mol L-1, pH 7,0, e do pH SMP em um grupo de 113 amostras de solo. Os resultados obtidos foram reunidos com os de outros pesquisadores, procedendo-se à análise de regressão para um conjunto de 250 amostras representativas de solos dos dois estados. Observou-se relação significativa entre o valor de H + Al e o pH SMP. Concluiu-se que as equações log (H + Al) = 3,9014 - 0,391 SMP (R² = 0,90) ou ln (H + Al) = 8,9832 - 0,9004 SMP (R² = 0,90), com os valores de H + Al expressos em mmol c dm-3, podem ser utilizadas para a estimativa do teor de H + Al pelo uso do pH SMP.

Alterações químicas em solos ácidos após a aplicação de resíduos vegetais

O conhecimento do comportamento químico de solos ácidos durante a decomposição de resíduos vegetais tem grande importância no manejo destes solos. Em Londrina, foi avaliado, durante os anos de 1995 e 1996, o efeito da incubação (0, 15, 30, 60 e 90 dias) de resíduos de nabo, soja e trigo (doses de 2 e 4%) finamente moídos com amostras do horizonte Bw de três unidades de solo (Latossolo Vermelho-Amarelo, Latossolo Roxo e Latossolo Vermelho-Escuro) sobre o pH, carbono orgânico dissolvido (COD) e Al, Ca, Mg e K trocáveis e solúveis. Nos resíduos vegetais, foram determinados o COD e Ca, Mg e K totais e solúveis. Imediatamente após a aplicação dos resíduos vegetais (tempo zero), ocorreram aumentos no pH, no Ca, Mg e K trocáveis e solúveis, no Al solúvel e no COD e redução no Al trocável. A intensidade dessas alterações foi relacionada com o COD e Ca, Mg e K solúveis nos diferentes resíduos, na seguinte ordem: nabo > soja > trigo. Durante a incubação, o COD na solução do solo foi rapidamente diminuído. A redução do COD com o tempo de incubação não alterou o K, mas reduziu drasticamente o Al, Ca e Mg na solução do solo, demonstrando a importância do COD na manutenção de cátions polivalentes em solução por meio do mecanismo de complexação orgânica. A especiação química demonstrou que acima de 90% do Al total em solução estava na forma orgânica. A composição orgânica e inorgânica da fração hidrossolúvel de resíduos vegetais demonstrou ser a principal responsável pelas alterações químicas observadas nas amostras de solos ácidos.

Produtividade da cana-de-açúcar em relação a clima e solos da região noroeste do estado de São Paulo

O trabalho baseou-se em seis experimentos que continham seis variedades comuns, instalados na região noroeste do estado de São Paulo. Em cada local, efetuou-se levantamento pedológico, seguido de amostragem para caracterização química, física e físico-hídrica em amostras deformadas e indeformadas, coletadas até à profundidade de aproximadamente 150 cm, por horizontes. Foram ainda coletados dados de clima e os rendimentos agrícolas referentes à cana-planta da safra 96/97. Para determinar os fatores do solo e do clima que melhor se relacionaram com a produtividade agrícola, foram feitas análises conjuntas, correlações e regressões lineares múltiplas para os diferentes conjuntos de dados de locais e variedades. As características químicas, físicas e hídricas da camada subsuperficial (B) apresentaram significativas correlações com o rendimento da cultura; o procedimento "stepwise" selecionou o Ca da camada B como a variável que mais se correlacionou com o rendimento da cana. O regime hídrico dos solos mostrou-se um fator importante para avaliação do potencial agrícola dos solos. Os Podzólicos eutróficos apresentaram maior capacidade potencial de produção na região considerada.

Disponibilidade de fósforo em seis solos do Uruguai afetada pela variação temporal das condições de oxirredução

Os processos de oxirredução influem na reatividade dos óxidos de ferro no solo, o que pode afetar a disponibilidade do fósforo. Com o objetivo de avaliar como estes processos interferem na disponibilidade do fósforo, realizou-se um estudo com seis solos do Uruguai sujeitos a variações temporais nas condições de oxirredução. Amostras do horizonte A desses solos, com diferente material de origem e que ocupam posição topográfica plana e encostas baixas da paisagem, foram colocadas sob condições de alagamento por 5, 15 e 45 dias. Decorridos estes períodos de tempo, os materiais de solo foram secos durante um período de 21 dias e amostrados para análises químicas. As formas de ferro de baixa cristalinidade, extraídas pelo oxalato de amônio a pH 6 (Fe6), aumentaram com o alagamento dos solos e, após a secagem, decresceram, mas ficaram, entretanto, acima dos teores iniciais. Encontrou-se uma relação significativa entre o conteúdo de carbono orgânico dos solos e a proporção de formas de ferro de baixa cristalinidade, antes e depois dos diferentes períodos de alagamento. Os teores de fósforo disponível extraídos por Bray-1 aumentaram com o alagamento e, com exceção do solo Algorta, após a secagem dos solos, diminuíram para valores similares aos iniciais. O alagamento do solo e a posterior secagem determinaram o aumento das frações de ferro de maior reatividade, acarretando a adsorção de fósforo, evidenciado pelos menores teores de fósforo remanescentes na solução. Houve tendência muito definida de diminuição do fósforo na solução dos solos com o aumento dos teores de ferro em formas de alta reatividade química (Fe6). Estes resultados indicam que, após ciclos de alagamento-secagem do solo, a adsorção do fósforo aumenta pela reação com compostos de ferro recentemente precipitados, o que resulta em menor disponibilidade do fósforo para as plantas.

Micropedologia da alteração em perfis de solos com B textural na região de Lavras, Minas Gerais

Na região de Lavras (MG), foram selecionados perfis de solos com horizonte B textural para a avaliação micropedológica dos processos de alteração e investigação de características de evolução pedológica vinculadas ao material de origem. Os solos com horizonte B textural foram selecionados para tal estudo, dado seu grau de evolução que permite avaliar características herdadas da rocha original. Foram escolhidas classes de solos com B textural, desenvolvidos em relevo ondulado a forte ondulado, a partir de materiais geológicos litoquimicamente distintos: Perfil 1 - Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico, originado por alteração de rochas do domínio geológico Granito de Itutinga; Perfil 2 - Argissolo Vermelho eutrófico, desenvolvido a partir de rochas do domínio geológico Diorito do Rosário; e Perfil 3 - Chernossolo Argilúvico férrico, desenvolvido a partir de rochas do domínio geológico Greenstone-belt de Lavras. Ao longo dos perfis de alteração selecionados, realizaram-se análises petrográficas dos fácies rocha fresca e rocha alterada, bem como análises micromorfológicas dos fácies alterito, de transição e sólum. Para avaliar os processos de alteração, observaram-se as reações de alteração e feições texturais, com auxílio da difração de raios-X com vistas em identificar a mineralogia da fração argila, numa discussão envolvendo material de origem versus processos de alteração pedogenética, possibilitando estabelecer a ordem de destruição dos minerais primários. A evolução dos processos de alteração ao longo dos perfis mostrou-se diretamente vinculada à textura, composição química e mineralógica dos materiais originais, refletindo-se nas características micromorfológicas e composição mineralógica dos horizontes que compõem cada perfil, especialmente o horizonte diagnóstico - B textural.

Relação solo-paisagem-material de origem e gênese de alguns solos no domínio do "Mar de Morros", Minas Gerais

Pouco se conhece sobre os solos desenvolvidos ou influenciados por materiais máficos na Zona da Mata de Minas Gerais, embora muitos estudos tenham sido efetuados nos domínios cristalinos gnáissicos, notadamente com Latossolos e Podzólicos de terraço. Para preencher esta lacuna, foram amostrados os horizontes A e B ou A e C de solos em duas topolitosseqüências. A primeira, localizada na Serra de Guiricema, com drenagem orientada para a bacia do Rio Paraíba do Sul, compreendeu um Latossolo Vermelho-Amarelo (LVA) no topo da serra, um Chernossolo Argilúvico (MT), um Vertissolo (V) e um Nitossolo Vermelho (NV) no terço médio. Da segunda topolitosseqüência, localizada na Depressão de Ponte Nova, com drenagem para a bacia do Rio Doce, fizeram parte um Latossolo Vermelho-Amarelo, dois Nitossolos Vermelhos, um Chernossolo Argilúvico, um Argissolo Vermelho-Amarelo (PVA), um Gleissolo (GX) e um Neossolo Flúvico (RU). Adicionalmente, foi coletado, no Planalto de Viçosa, o horizonte B de um Latossolo Vermelho-Amarelo sobre intrusão de anfibolito, fora das duas topolitosseqüências já citadas, para efeito de comparação. Os solos desenvolvidos a partir dos anfibolitos/diabásio (NV, MT e V) tenderam a ser eutróficos e cauliníticos, com a participação de argilominerais 2:1 (ilita e esmectita, possivelmente como interestratificados), quando menos intemperizados. A baixa relação Feo/Fed nos Latossolos estudados indica o predomínio de formas de ferro de maior grau de cristalinidade, sendo mais elevada no caso dos Nitossolos, em consonância com o menor grau de evolução destes. O Latossolo coletado sobre dique de material máfico apresentou características químicas similares às dos Latossolos desenvolvidos de gnaisse da região, indicando tratar-se de solo proveniente desta rocha, cobrindo o dique como material retrabalhado. A biotita e o anfibólio presentes no gnaisse são os minerais que contribuem para os teores de Fe2O3 acima de 11 dag kg-1, nos Latossolos da região estudada. Os solos com argila de atividade alta (V e MT) têm a gênese e a estabilidade da esmectita e, possivelmente, do interestratificado ilita-esmectita, explicadas pela riqueza do material de origem em minerais ferromagnesianos, pelo relevo que propicia ambiente concentrador e, em certos casos, pela exposição norte do perfil, favorecendo maior evapotranspiração. No caso do Gleissolo, tanto o ambiente concentrador como a drenagem deficiente parecem ser as causas principais da ocorrência de argilominerais 2:1 expansivos. O Argissolo Vermelho-Amarelo, ainda que também ocorra em ambiente concentrador de terraço, não apresentou argilominerais 2:1, destacando-se, entretanto, os altos teores de Fe2O3 destes solos, o que confirma os resultados obtidos por outros autores para solos semelhantes na região de Viçosa.

Pedogênese de uma seqüência de solos desenvolvidos de arenito na região de Piracicaba (SP)

O trabalho abordou a formação de solos com horizonte B textural e teve por objetivo identificar os processos pedogenéticos envolvidos na formação de lamelas, do gradiente textural abrupto, assim como suas implicações sobre os atributos físicos, químicos e mineralógicos do solo. O estudo foi desenvolvido numa toposseqüência de solos derivados de arenito: o perfil (P1), ocorrendo na parte alta do relevo (topo); perfil (P2), na faixa intermediária (terço médio da encosta), e perfil (P3), no terço inferior da encosta. As análises realizadas foram: granulométrica, química, mineralógica e micromorfológica. Os perfis apresentaram seqüência de horizontes do tipo A-E-Bt, tendo sido classificados como Alissolos Crômicos. Os solos foram classificados como quimicamente ácidos, com mineralogia da fração argila mostrando predomínio de caulinita. Os materiais analisados evidenciaram uniformidade quanto à granulometria, diâmetro médio, arredondamento e relação zircão/turmalina das areias, assim como no aspecto morfológico, apontando para formação autóctone do solo. Os processos pedogenéticos responsáveis pela formação do gradiente textural foram a degradação das argilas em condições de oxirredução e a lessivagem. O primeiro processo foi constatado em microdomínios no contato E/Bt, onde se notaram cores de gleização, indicando encharcamento temporário. Neste caso, a formação do horizonte álbico deveu-se principalmente à destruição do topo do horizonte Bt. As lamelas nada mais seriam do que heranças do horizonte Bt no horizonte álbico. A presença de cerosidade, associada aos cutãs de iluviação no exame micromorfológico, revelou a participação do processo de lessivagem contribuindo para a diferenciação textural.