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Professora Dr. Camila de Cassia Silva SOLOS AGRÍCOLAS 2024 by Editora Edufatecie. Copyright do Texto C 2024. Os autores. Copyright C Edição 2024 Editora Edufatecie. O conteúdo dos artigos e seus dados em sua forma, correção e confiabilidade são de responsabilidade exclusiva dos autores e não representam necessariamente a posição oficial da Editora Edufatecie. Permitido o download da obra e o compartilhamento desde que sejam atribuídos créditos aos autores, mas sem a possibilidade de alterá-la de nenhuma forma ou utilizá-la para fins comerciais. REITORIA Prof. Me. Gilmar de Oliveira DIREÇÃO ADMINISTRATIVA Prof. Me. Renato Valença DIREÇÃO DE ENSINO PRESENCIAL Prof. Me. Daniel de Lima DIREÇÃO DE ENSINO EAD Profa. Dra. Giani Andrea Linde Colauto DIREÇÃO FINANCEIRA Eduardo Luiz Campano Santini DIREÇÃO FINANCEIRA EAD Guilherme Esquivel COORDENAÇÃO DE ENSINO, PESQUISA E EXTENSÃO Profa. Ma. Luciana Moraes COORDENAÇÃO ADJUNTA DE ENSINO Profa. Dra. Nelma Sgarbosa Roman de Araújo COORDENAÇÃO ADJUNTA DE PESQUISA Profa. Ma. Luciana Moraes COORDENAÇÃO ADJUNTA DE EXTENSÃO Prof. Me. Jeferson de Souza Sá COORDENAÇÃO DO NÚCLEO DE EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Prof. Me. Jorge Luiz Garcia Van Dal COORDENAÇÃO DE PLANEJAMENTO E PROCESSOS Prof. Me. Arthur Rosinski do Nascimento COORDENAÇÃO PEDAGÓGICA EAD Profa. Ma. Sônia Maria Crivelli Mataruco COORDENAÇÃO DO DEPTO. DE PRODUÇÃO DE MATERIAIS DIDÁTICOS Luiz Fernando Freitas REVISÃO ORTOGRÁFICA E NORMATIVA Beatriz Longen Rohling Carolayne Beatriz da Silva Cavalcante Caroline da Silva Marques Eduardo Alves de Oliveira Isabelly Oliveira Fernandes de Souza Jéssica Eugênio Azevedo Louise Ribeiro Marcelino Fernando Rodrigues Santos Vinicius Rovedo Bratfisch PROJETO GRÁFICO E DIAGRAMAÇÃO Bruna de Lima Ramos Carlos Firmino de Oliveira Hugo Batalhoti Morangueira Giovane Jasper Vitor Amaral Poltronieri ESTÚDIO, PRODUÇÃO E EDIÇÃO André Oliveira Vaz DE VÍDEO Carlos Henrique Moraes dos Anjos Pedro Vinícius de Lima Machado Thassiane da Silva Jacinto FICHA CATALOGRÁFICA Dados Internacionais de Catalogação na Publicação - CIP S586s Silva, Camila de Cassia Solos agrícolas / Camila de Cassia Silva. Paranavaí: EduFatecie, 2022. 128p. : il. Color. 1.Solos - Manejos. 2. Fertilidade do solo. 3. Solos- Classificação. 4. Solos - Degradação. I. Centro Universitário Unifatecie. II. Núcleo de Educação a Distância. III. Título. CDD: 23 ed. 631.42 Catalogação na publicação: Zineide Pereira dos Santos – CRB 9/1577 As imagens utilizadas neste material didático são oriundas do banco de imagens Shutterstock . 3 AUTORA ●Doutora em Agronomia pela UEM (Universidade Estadual de Maringá). ●Licenciada em Ciências Biológicas pela UENP (Universidade Estadual do Norte do Paraná). Informações e contato: Currículo Plataforma Lattes: http://lattes.cnpq.br/8196551482918960 Professora Dr.ª Camila de Cassia Silva http://lattes.cnpq.br/8196551482918960 4 APRESENTAÇÃO Seja muito bem-vindo(a)! Prezado(a) aluno(a), se você se interessou pelo assunto desta disciplina, isso já é o início de uma grande jornada que vamos trilhar juntos a partir de agora. Aqui, iremos discutir sobre um dos tópicos mais importantes na área das Ciências Agrárias: o solo. Te convido a explorarmos juntos os pontos-chave relacionados aos solos agrícolas, e a melhor forma de manejá-los para que seja possível garantir a produtividade das culturas. Na unidade I começaremos a nossa jornada entendendo como se deu o início do uso dos solos para fins agrícolas, e, também, como esse solo foi formado, visto que muitos fatores estão envolvidos como a sua formação. Além disso, serão apresentados os processos que dão origem ao solo. Esse conhecimento é fundamental para que você possa compreender por que os solos podem apresentar características específicas que são facilmente observadas nas diferentes camadas do solo, também chamadas de horizontes. A partir daí, na unidade II, vamos ampliar nossos conhecimentos sobre as propriedades do solo e como eles podem ser classificados. Serão discutidas as principais propriedades químicas, físicas e biológicas do solo, e os sistemas que podem ser utilizados para a classificação do solo. O entendimento da interação entre as propriedades do solo é fundamental para entender o comportamento do solo, pois elas podem variar de região para região, e também de acordo com o tipo de manejo que se é realizado na área. A partir do conhecimento das propriedades do solo, é possível realizar a sua classificação. No Brasil, devido à grande diversidade das paisagens, foi desenvolvido um sistema próprio de classificação. Já na unidade III, iremos conversar a respeito da fertilidade do solo e nutrição das plantas. A partir dos conteúdos explorados nesta unidade você irá compreender porque alguns nutrientes são considerados essenciais ao desenvolvimento vegetal, enquanto outros não o são, e quais os fatores podem interferir em sua disponibilidade no solo. Por fim, na unidade IV, discutiremos um assunto que tem ganhado cada vez mais espaço no cenário a agrícola: a qualidade do solo. Não é novidade que algumas práticas empregadas nos sistemas de produção podem levar à degradação dos solos, o que pode causar grandes prejuízos, principalmente a longo prazo, se considerarmos que o solo não é um recurso renovável. No entanto, junto com a modernização da agricultura têm sido 5 apresentadas algumas práticas que têm por objetivo promover a conservação do solo, as chamadas práticas conservacionistas, as quais podem garantir a qualidade do solo, e consequentemente, a produção das culturas. Dessa forma, a partir dos conteúdos abordados nesse material, espero contribuir para seu crescimento pessoal e profissional. Muito obrigada e bom estudo! 6 SUMÁRIO Qualidade X Degradação do Solo Introdução à Fertilidade do Solo Propriedades e Classificação do Solo A Importância do Solo em Sistemas Agrícolas Professora Dr. Camila de Cassia Silva A IMPORTÂNCIA DO SOLO EM SISTEMAS AGRÍCOLAS1UNIDADEUNIDADE PLANO DE ESTUDO 8 Plano de Estudos • Breve histórico do surgimento da agricultura; • O solo: processo de formação. Objetivos da Aprendizagem • Apresentar a importância do solo para a agricultura; • Descrever os fatores e processos envolvidos na formação do solo; • Discutir como é formado o perfil do solo; • Conceituar os horizontes do solo. A IMPORTÂNCIA DO SOLO EM SISTEMAS AGRÍCOLASUNIDADE 1 9 INTRODUÇÃO Olá! Nesta unidade iremos discutir sobre a formação e importância dos solos agrícolas. O solo é considerado um dos principais fatores da área de Ciências Agrárias. Historicamente, o homem sempre se interessou pelo solo, visto que este é o suporte das plantas que são consideradas úteis à subsistência da humanidade, além de suas propriedades serem condicionantes ao rendimento das culturas. Mas como os solos foram formados? Quais processos estão envolvidos em sua formação? Quais são as suas propriedades? Por que o entendimento deDessa forma, a análise da cor pode ser utilizada para obter informações sobre as propriedades do solo e do ambiente, na classificação dos solos e diferenciação dos horizontes, além de exercer influência na temperatura do solo (FERNANDEZ; SCHULZE, 1992; SCHAETZL; ANDERSON, 2005). Geralmente, a cor do solo reflete a composição de cores de minerais de ferro e o conteúdo de matéria orgânica presente no solo. Neste contexto, a cor de um horizonte ou PROPRIEDADES E CLASSIFICAÇÃO DO SOLOUNIDADE 2 46 camada pode ser relativamente uniforme, ou, apresentar misturas de diferentes cores. A cor do solo é uma importante propriedade morfológica que pode ser facilmente determinada no campo pela comparação visual de amostras secas e úmidas, por meio da utilização da carta de Munsell. A Carta de Cores Munsell para Solos reúne diversos padrões de cor encontrados nos solos, e abaixo de cada padrão de cor há uma abertura onde são posicionadas as amostras de solo para se fazer a comparação visual. A notação Munsell referente a cada padrão de cor é feita da seguinte forma: matiz valor/croma. O matiz é a cor espectral dominante, o valor é a tonalidade da cor e o croma é a pureza da cor (USDA, 2017). Do ponto de vista óptico, a cor que você vê no solo representa ondas de diferentes comprimentos que são refletidas pelo solo e suas partículas constituintes. Mais do que uma simples característica dos solos, a cor é também um fator importante para a sua classificação. Ela é, inclusive, parte do nome de alguns solos, como dos solos podzólicos vermelho-AMARELOS (FINKLER et al., 2018). 1.3 Propriedades Biológicas As propriedades biológicas do solo dizem respeito aos organismos presentes nesse meio. Uma quantidade muito grande de organismos vive no solo e nele causam modificações. Embora muitas pessoas acreditem que o solo é um corpo morto, na verdade, ele deve ser considerado um organismo vivo, pois é habitado por uma grande quantidade de organismos, que são responsáveis por causar diversas modificações no solo. O solo é constituído por uma vibrante comunidade viva, como fungos, bactérias, insetos, raízes e minhocas, constituindo a fauna e a flora do solo (PELINSON et al., 2021). A fauna (animais) pode ser subdividida em: macrofauna (minhocas, centopeias e toupeiras), mesofauna (ácaros e colêmbolos), e microfauna (protozoários e nematoides). Já a flora (plantas) inclui algas diatomáceas e raízes de plantas superiores. Além da fauna e A cor de um determinado horizonte ou camada do solo pode ser relativamente uniforme, ou, apresentar padrões mosqueados ou variegados de diferentes cores, sendo então necessário observar a cor da massa dominante e a(s) cor(es) da(s) mancha(s) presentes. SAIBA MAIS PROPRIEDADES E CLASSIFICAÇÃO DO SOLOUNIDADE 2 47 da flora, o solo também conta com uma comunidade microbiológica, constituída por fungos e bactérias (PES e ARENHARDT, 2015; PELINSON et al., 2021). Entre os organismos do solo existem aqueles que são benéficos, ou seja, formam associações que compartilham nutrientes com as plantas, como as micorrizas (importantes na absorção de fósforo) e as bactérias fixadoras de nitrogênio (que se associam às raízes das leguminosas e conseguem retirar nitrogênio do ar atmosférico, sendo uma parte disponibilizada para as plantas). Os organismos do solo também podem contribuir com o processo de agregação das partículas, por meio de atividades de moldagem e escavação, associação e rede estabelecida entre raízes e hifas fúngicas e produção de gomas orgânicas ou exsudatos por fungos e bactérias. Por outro lado, existem aqueles organismos considerados prejudiciais, que se alimentam de partes das plantas cultivadas ou são causadores de doenças (PELINSON et al., 2021). As raízes são responsáveis por estabilizar as ligações organominerais e propiciar o fendilhamento (rachaduras) e a contração do solo devido à perda de umidade, aumentando a estabilidade dos agregados. Além disso, essas estruturas também são responsáveis por atraírem muitos microrganismos devido aos exsudatos que produzem, proporcionando o estabelecimento de relações simbióticas (BRADY e WEIL, 2013). Uma parte considerável dessa vida existente no solo atua na ciclagem dos nutrientes. Alguns organismos atuam partindo os resíduos das plantas e animais, retirando deles os seus nutrientes e deixando as frações menores. Estas frações menores se tornam acessíveis à ação dos microrganismos, que após decompor esse material, liberam os nutrientes para a solução do solo, podendo ser novamente absorvidos pelas plantas (PES e ARENHARDT, 2015). 1.3.1 Matéria Orgânica A matéria orgânica do solo (MOS) pode ser definida como todo material orgânico de origem vegetal e animal em decomposição (fragmentos de resíduos, biomassa microbiana, compostos solúveis e matéria orgânica ligada intimamente aos argilominerais do solo). A vegetação representa o material mais abundante do qual a matéria orgânica se origina. Acredita-se que aproximadamente 90% da estrutura da MOS é composta de carbono (C), oxigênio (O), nitrogênio (N) e hidrogênio (H) (REIS, 2017), os quais possuem diferentes graus de associação com as fases minerais do solo (ZANDONADI et al., 2004). Além de serem uma fonte de nutrientes, a MOS apresenta cargas de superfície que contribuem para o aumento da CTC do solo e, em decorrência da sua alta reatividade, PROPRIEDADES E CLASSIFICAÇÃO DO SOLOUNIDADE 2 48 consegue regular a disponibilidade de vários nutrientes, principalmente os micronutrientes. Além disso, também atua na regulação da atividade de elementos considerados fitotóxicos, como o alumínio (Al3+) e o manganês (Mn2+), naqueles solos que são ácidos (ZANDONADI et al., 2014). Nos ambientes tropicais a MOS possui uma importância muito grande, pois mantém viva a qualidade biológica dos solos (MOREIRA e SIQUEIRA, 2006), a qual melhora os atributos físicos, principalmente na manutenção da estrutura e umidade do solo (PRIMAVESI, 2009). Também atua nos atributos químicos, principalmente na ciclagem e nos processos de imobilização e mineralização dos nutrientes devido aos microrganismos da biomassa microbiana do solo, consequentemente garantindo fertilidade às plantas (LOUREIRO et al., 2016). Os componentes dos tecidos vegetais e animais são incorporados ao solo por meio da decomposição realizada pelos microrganismos, que transformam estruturas químicas complexas em substâncias mais simples. Uma parte desses compostos simples que são obtidos após a decomposição, e da energia liberada, são utilizados pelos microrganismos para a manutenção do seu próprio metabolismo e reprodução. Quando esse microrganismo se reproduz, consequentemente há um aumento da biomassa do solo, imobilizando parte dos nutrientes que estavam contidos nos resíduos. Esse aumento de biomassa representa uma imobilização temporária de nutrientes, C e energia, que originalmente se encontravam nos tecidos vegetais e animais que constituíam o resíduo e que posteriormente passaram a fazer parte dos resíduos microbianos. Os nutrientes imobilizados podem atingir grandes quantidades, mas com a morte dos microrganismos, acabam retornando à sua forma solúvel, disponível para o aproveitamento pelas plantas, caracterizando o processo chamado de mineralização (PES e ARENHARDT, 2015). Também é importante que você saiba que a relação entre o C e o N (C:N) é capaz de definir a cinética da decomposição da MOS. Neste contexto, é possível considerar a dinâmica de C:N a partir de duas perspectivas, em que a primeira é em relação aos microrganismos, e a segunda é em relação à matéria orgânica (REIS, 2017). No caso dos microrganismos, a relação C:N das células microbianas muda bastante. Nos fungos, por exemplo, essa relação é de aproximadamente 10:1. Nos actinomicetos, em torno de 8:1. Já nas bactérias aeróbicas, a relação é 5:1, enquanto nas bactérias anaeróbicas, 6:1 (REIS,2017). Já em relação à matéria orgânica, é importante considerar que está é a maior fonte de C dos microrganismos. Porém, nem todo o C é transformado em célula microbiana, PROPRIEDADES E CLASSIFICAÇÃO DO SOLOUNIDADE 2 49 pois grande parte é transformado em CO2 devido à sua mineralização. O C contido na matéria orgânica, e que é assimilável pelos microrganismos do solo, varia de acordo com os microrganismos ou com o grupo deles. Dessa forma, os coeficientes assimilatórios do Carbono Orgânico Total (COT) nos diferentes microrganismos são: fungos (30 a 40%), actinomicetos (15 a 30%) e bactérias (1 a 15%) (REIS, 2017). Também é importante considerar que as diferentes matérias orgânicas variam de acordo com as condições em que se acumulam e se decompõem no solo. Outros fatores importantes são o seu teor e a sua distribuição no perfil e, de maneira geral, as suas características morfológicas e físico-químicas. Naturalmente, as características dos horizontes em que a matéria se encontra também são determinantes. O termo húmus é muito utilizado no meio científico para designar toda MOS. Dessa forma, os tipos mais conhecidos de húmus são, em solos de drenagem livre, o mull, o moder e o mor. Já nos solos em que a drenagem é impedida, são formadas as turfas e o anmoor (REIS, 2017). PROPRIEDADES E CLASSIFICAÇÃO DO SOLOUNIDADE 2 50 Os solos, produto do intemperismo sobre a rocha, cuja transformação se desenvolve ao longo do tempo, em determinado relevo, clima e bioma, podem ser divididos em dois grandes grupos: os transportados (conhecidos como sedimentares) e os não transportados (conhecidos como residuais) (DAIBERT e SANTOS, 2014). Os solos sedimentares compreendem aqueles que sofrem o intemperismo em um local e depois sofrem a ação transportadora dos agentes geológicos, como mar, rio, vento, gelo, gravidade, posteriormente sendo depositados em forma de sedimentos em distâncias variadas. Na composição desse tipo de solo existe grande quantidade de matéria orgânica. Não possui ligação com a rocha original (DAIBERT e SANTOS, 2014). Geralmente, os solos sedimentares são depositados com menor consolidação que os residuais, com maior heterogeneidade e profundidade variável. São menos resistentes, e apresentam maior permeabilidade. São considerados solos sedimentares: solos de aluvião, solos orgânicos, solos coluviais e solos eólicos (DAIBERT e SANTOS, 2014). Por sua vez, o solo residual é resultante da decomposição da rocha matriz e permanece no mesmo local. De certa forma, mantém a estrutura da rocha matriz a partir da qual se originou. Esse tipo de solo é mais homogêneo, mais resistente e mais impermeável (DAIBERT e SANTOS, 2014). A ocorrência de um solo residual só é possível quando a velocidade de decomposição da rocha é maior do que a velocidade de remoção por agentes externos. Neste contexto, regiões tropicais favorecem a degradação da rocha mais rapidamente, fato que comumente pode ser observado no Brasil (DAIBERT e SANTOS, 2014). O solo residual pode ser classificado em: maduro, jovem, saprolítico, e de alteração de rocha (DAIBERT e SANTOS, 2014). CLASSIFICAÇÃO DO SOLO SEGUNDO A FORMAÇÃO CLASSIFICAÇÃO DO SOLO SEGUNDO A FORMAÇÃO2 TÓPICO PROPRIEDADES E CLASSIFICAÇÃO DO SOLOUNIDADE 2 51 O termo granulometria, ou composição granulométrica, é utilizado quando se faz referência ao conjunto de todas as frações ou partículas do solo, incluindo desde as mais finas de natureza coloidal (argilas), até́ as mais grosseiras (calhaus e cascalhos). No caso de solos que são compostos principalmente por partículas visíveis a olho nu (> 0,074 mm), estes são chamados de solos granulares (solos grossos), os quais podem ser subdivididos em pedregulhos e areias. Já os solos que possuem como característica granulação fina (por possuírem reduzida reserva de nutrientes. Porém, podem ser bastante produtivos quando bem manejados. São solos em avançado estágio de intemperismo, são profundos e com alto grau de desenvolvimento, o que lhes confere uma fertilidade natural pobre (SANTOS et al., 2018). Os Luvissolos são pouco profundos a profundos, apresentando gradiente textural entre os horizontes A e B, exclusivamente eutróficos, com alta saturação por bases e argila de atividade alta. São solos muito ricos quimicamente, que possuem fertilidade natural associada à presença de argilas expansivas (SANTOS et al., 2018). Já os Neossolos são pouco desenvolvidos, constituídos por material mineral ou orgânico pouco espesso. Podem ser rasos, como os neossolos litólicos e neossolos regolíticos, ou profundos, como os neossolos quartzarênicos e neossolos flúvicos. O grande diferencial dessa ordem é a ausência de horizonte B (SANTOS et al., 2018). Os Nitossolos apresentam coloração vermelha devido à presença de estrutura forte associada a uma cerosidade expressiva. São solos profundos, bem desenvolvidos, bem drenados e argilosos. O horizonte B nítico apresenta argila de atividade baixa ou atividade alta conjugada com caráter alumínico, ambos na maior parte dos primeiros 100 cm do horizonte B (SANTOS et al., 2018). Organossolos são formados exclusivamente por uma camada orgânica chamada de “horizonte hístico”. É a única ordem de solos de origem orgânica, sem o predomínio de partículas minerais como nas demais (SANTOS et al., 2018). PROPRIEDADES E CLASSIFICAÇÃO DO SOLOUNIDADE 2 55 Planossolos são constituídos por material mineral com horizonte A ou E seguido de horizonte B plânico. Esses solos apresentam má drenagem e possuem elevado gradiente textural entre os horizontes A e B (SANTOS et al., 2018). Os Plintossolos normalmente são profundos e apresentam nódulos de ferro no seu perfil, característica que acaba limitando a penetração de raízes e a retenção de água nos horizontes onde ocorrem. O horizonte B nítico apresenta argila de atividade baixa ou atividade alta conjugada com caráter alumínico, ambos na maior parte dos primeiros 100 cm do horizonte B (SANTOS et al., 2018). Por fim, os Vertissolos caracterizam-se por apresentarem coloração escura, devido à presença homogênea de matéria orgânica e argilas. São solos pouco profundos a profundos, com elevada fertilidade natural. São utilizados para a pecuária extensiva sobre campo nativo ou para o cultivo de arroz irrigado (SANTOS et al., 2018). Diante da ampla heterogeneidade de tipos de solos existente no território brasileiro, é comum haver diferentes níveis de potencialidade e/ou limitação desses solos ao cultivo agrícola. De acordo com Lima, Lima e Melo (2007), a grande diversidade de fatores de formação do solo brasileiro é o que explica a sua variedade no território nacional. UNIDADE 2 PROPRIEDADES E CLASSIFICAÇÃO DO SOLO 56 REFLITA SAIBA MAIS Para que seja possível realizar a classificação de um solo é necessário conhecer diversos atributos do solo, assim como fazer a correta identificação dos perfis que esse solo apresenta. Você acha que o desenvolvimento de uma chave de classificação do solo, o qual foi realizado por pesquisadores da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, foi um processo rápido? Você acha importante que sejam realizados estudos contínuos para que seja possível aprimorar a classificação do solo? Fonte: A autora (2021). Você pode obter mais informações sobre a chave de classificação proposta pelo SiBCS no link: https://www.embrapa.br/solos/sibcs UNIDADE 2 PROPRIEDADES E CLASSIFICAÇÃO DO SOLO 57 Nesta unidade foi possível perceber que o processo, o conhecimento das propriedades químicas, físicas e biológicas são fundamentais para que seja possível realizar a classificação do solo. Várias etapas devem ser cumpridas para que no final se obtenha a informação do tipo de solo de uma determinada área de interesse, e a partir disso, é possível definir quais culturas estão aptas a serem implantadas naquela região específica. CONSIDERAÇÕES FINAIS PROPRIEDADES E CLASSIFICAÇÃO DO SOLOUNIDADE 2 58 LEITURA COMPLEMENTAR Mineralogia, propriedades químicas e classificação de solos das Serras do Leste Catarinense Dados sobre a composição mineralógica dos solos das serras litorâneas do sul de Santa Catarina são escassos. Este trabalho objetivou caracterizar, do ponto de vista morfológico, físico e químico, perfis de solo representativos desta região, bem como identificar os componentes mineralógicos desses solos e suas relações com as propriedades físicas e químicas. Selecionaram-se sete perfis de Argissolos e Latossolos, contemplando materiais de origem diferenciados. Os perfis foram descritos quanto à morfologia e aspectos do meio físico. Na argila fez se pré-tratamentos de saturação com K, Mg e Mg + etileno glicol para análises mineralógicas por difratometria de raios-x. O silte foi analisado na forma de pó. A maioria dos perfis apresentou reação ácida, médios a baixos teores de carbono orgânico e baixos valores de soma e saturação por bases, indicando tratar-se de solos lixiviados e muito intemperizados. A mineralogia da fração argila revelou-se bastante similar entre os perfis, com caulinita como argilomineral dominante, seguida de proporções baixas de illita, vermiculita com polímeros de Al entrecamadas e interestratificados illita-vermiculita. Óxidos de alumínio do tipo gibbsita, bem como quartzo, também foram constatados em alguns perfis. Apesar da proporção expressiva de argilominerais 2:1 em vários solos, a CTC da fração argila dos solos foi baixa, provavelmente porque os referidos argilominerais apresentam forte intercalação com polímeros de hidroxi-Al entrecamadas, que reduzem a CTC dos mesmos. Disponível em: https://periodicos.udesc.br/index.php/agroveterinaria/article/view/5309 Fonte: SOBRINHO, J. B. P.; ALMEIDA, J. A.; ERHART, J. Mineralogia, propriedades químicas e classificação de solos das Serras do Leste Catarinense. Revista de Ciências Agroveterinárias, Lages, v. 8, n. 1, p. 9-24, 2014. Disponível em: https://periodicos.udesc.br/index.php/agroveterinaria/article/view/5309. Acesso em: 20 dez. 2021. PROPRIEDADES E CLASSIFICAÇÃO DO SOLOUNIDADE 2 59 MATERIAL COMPLEMENTAR FILME/VÍDEO • Título: Apresentação dos horizontes de um perfil de Solos • Ano: 2019. • Sinopse: O vídeo apresenta uma breve explicação de como realizar um levantamento de solo, com a identificação dos horizontes. Para tanto, são abordados os principais pontos que permitem a diferenciação entre os horizontes. • Link do vídeo: https://www.youtube.com/ watch?v=75CWjXMyPUg LIVRO • Título: Guia prático de campo • Autor: IBGE. • Editora: Fundação Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. • Sinopse: O Guia prático de campo constitui uma publicação de apoio aos estudos de solos, voltada exclusivamente para as atividades de campo, em particular atividades de descrição e coleta de amostras de solos, abordando aspectos pouco explorados nos manuais de campo já produzidos. Apresenta formato compacto, o que favorece sua portabilidade e manuseio no campo, atendendo a um importante segmento técnico da pedologia nacional. FILME/VÍDEO • Título: Explicação sobre a Carta de Munsell (Carta de Cores do Solo) • Ano: 2020. • Sinopse: Neste vídeo a professora Carmen Manhães explica sobre a Carta de Munsell e como utilizar esta Carta de cores do Solo. • Link do vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=PqzpcHYcUlw PROPRIEDADES E CLASSIFICAÇÃO DO SOLOUNIDADE 2 60 FILME/VÍDEO • Título: Nitossolo Vermelho • Ano: 2013. • Sinopse: Este vídeo aborda as principais características de um Nitossolo Vermelho, demonstrando alguns aspectos morfológicos típicos deste tipo de solo. • Link do vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=mSoyoWxlHPo PROPRIEDADES E CLASSIFICAÇÃO DO SOLOUNIDADE 2 Professora Dr. Camila de Cassia Silva INTRODUÇÃO À FERTILIDADEDO SOLO3UNIDADEUNIDADE PLANO DE ESTUDO 62 Plano de Estudos • Conceito de fertilidade; • Nutrientes e critérios de essencialidade; • Acidez e alcalinidade do solo; • Absorção de nutrientes pelas plantas. Objetivos da Aprendizagem • Apresentar os principais conceitos envolvidos no estudo da fertilidade do solo; • Discutir sobre a essencialidade dos nutrientes; • Apresentar quais são os macros e micronutrientes e como são disponibilizados às plantas; • Explicar a importância da determinação da acidez do solo; • Discutir sobre a correção da acidez do solo; • Apresentar as formas com que as plantas absorvem os nutrientes. INTRODUÇÃO À FERTILIDADE DO SOLOUNIDADE 3 63 Olá! Nesta unidade iremos discutir sobre os principais elementos envolvidos na fertilidade do solo e nutrição das plantas, que é um dos temas mais importantes na área da agronomia por estar intimamente ligado ao desenvolvimento dos vegetais. Os nutrientes presentes na solução do solo são elementos indispensáveis para que a planta possa completar o seu ciclo de vida. Dessa forma, nos tópicos apresentados nesta unidade serão abordados os principais conceitos referentes aos tipos de nutrientes, à caracterização da essencialidade, as funções dos elementos essenciais e benéficos e aos fatores envolvidos na disponibilidade dos nutrientes às plantas. Também será discutido os passos necessários para realizar a correção da fertilidade do solo. Todos esses pontos são de grande relevância para o seu aprendizado, pois é muito provável que você se depare com a necessidade de realizar a avaliação da fertilidade do solo em seu dia-a-dia como engenheiro-agrônomo. INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO À FERTILIDADE DO SOLOUNIDADE 3 64 A fertilidade do solo consiste na disponibilização de nutrientes às plantas, a fim de garantir adequado desenvolvimento das culturas. Lopes e Guilherme (2007) afirmam que uma boa condição de funcionamento do solo garante a produtividade. Todavia, o papel da fertilidade do solo consegue abranger, devido ao tamanho da sua importância, aspectos que vão além da produtividade agrícola (BRANDÃO et al., 2021). Sendo assim, a fertilidade do solo proporcionou, desde o início das pesquisas e estudos nessa área, ganhos no aspecto ambiental, como: aumento da produtividade de uma área devido à melhoria da fertilidade do solo, evitando o desmatamento de outras áreas; ganhos no aspecto social com o impacto na redução dos preços dos produtos da cesta básica, em virtude do aumento da oferta de alimentos no mercado, que favoreceu as pessoas de baixa renda; e ganhos no aspecto econômico, pois o crescimento da produtividade levou ao aumento da exportação das commodities agrícolas, que contribuem de maneira notável para o incremento do produto interno bruto (PIB) brasileiro (LOPES; GUILHERME, 2007; FINKLER et al., 2018). Como área de pesquisa, a fertilidade do solo é focada em compreender a capacidade do solo de suprir, ao reter e fornecer, nutrientes às plantas, bem como descrever quais são os elementos essenciais, de que forma, em que momento e em qual quantidade os nutrientes interagem com as plantas. Além disso, essa área é responsável por entender o que pode limitar a disponibilidade dos nutrientes e como é possível corrigir as deficiências e os excessos no solo. Portanto, o profissional que trabalha com a fertilidade do solo deve conhecer a respeito de cada nutriente para melhor compreensão das transformações no CONCEITO DE FERTILIDADE DO SOLO1 TÓPICO INTRODUÇÃO À FERTILIDADE DO SOLOUNIDADE 3 65INTRODUÇÃO À FERTILIDADE DO SOLOUNIDADE 3 solo que afetam a mobilidade e a disponibilidade de cada um desses elementos para as plantas (CAMARGOS, 2005). Além de entender o que é fertilidade, é importante atentar-se a outros conceitos relacionados a essa área, como: (CAMARGOS, 2005; LOPES; GUILHERME, 2007). ● Solo produtivo: solo considerado fértil e que se encontra em local com clima favorável ao cultivo, com boas condições edáficas; ● Solo fértil: contém todos os nutrientes necessários ao crescimento e desenvolvimento vegetal em quantidades suficientes, equilibradas e assimiláveis. Além disso, deve ter boas características físicas e microbiológicas, sendo principalmente livre de compostos tóxicos; ● Fertilidade natural: é derivada do processo de formação do solo devido à composição do material de origem e à sua interação com o ambiente em que ocorre; ● Fertilidade atual: decorrente de um solo que já sofreu ação antrópica. Ou seja, é a fertilidade resultante das práticas de manejo da adubação, visando a fornecer nutrientes para um determinado cultivo em uma área; ● Fertilidade potencial: é aquela que o solo poderia alcançar, caso não houvesse algumas situações específicas em que o solo fica impedido de mostrar toda a sua capacidade de fornecer nutrientes, de modo que sua fertilidade fica comprometida. Isso ocorre, por exemplo, em solos com altos teores de alumínio, algo comum em solos ácidos, que levam à indisponibilidade de cátions importantes, como cálcio, magnésio e fósforo, tornando as suas concentrações baixas no solo. De forma geral, o solo precisa ter uma boa condição de funcionamento dentro de um ecossistema, e, para isso, a presença de nutrientes é um aspecto fundamental, pois garante a boa qualidade do solo e o seu bom uso e manejo, principalmente em agroecossistemas. Além disso, algumas práticas incrementam o nível de nutrientes, podendo funcionar como melhorias úteis na conservação da fertilidade do solo (LOPES e GUILHERME, 2007; MENDES, 2007; PES e GIACOMINI, 2017). 1.1 Leis da fertilidade do solo A fertilidade do solo é regida por leis importantes que definem sobre a disponibilidade dos nutrientes, os quais precisam estar em equilíbrio e disponíveis em formas assimiláveis pelas plantas. Alguns princípios e leis foram propostos, com o objetivo de estabelecer um modelo matemático ideal entre a relação do crescimento vegetal e a proporção de elementos essenciais que devem ser fornecidos na adubação. O entendimento adequado dessas leis é importante para que seja possível realizar uma adubação equilibrada, em termos quantitativos e qualitativos (CAMARGOS, 2005). 66INTRODUÇÃO À FERTILIDADE DO SOLOUNIDADE 3 A principal lei utilizada no estudo da fertilidade do solo é a Lei do Mínimo. Esta lei, também conhecida como lei de Liebig, foi criada em 1843, e propõe que o crescimento vegetal está limitado por aquele nutriente que se encontra em menor proporção no solo, em relação à necessidade das plantas, mesmo que os demais nutrientes estejam disponíveis em concentrações adequadas (RUSSELL E. e RUSSELL E., 1973; TISDALE e NELSON, 1975; RAIJ, 1981). A proposição dessa lei, fundamental para a fertilidade do solo, visa a fornecer uma recomendação de fertilizantes de maneira equilibrada, pois o equilíbrio dos nutrientes no solo é vital para a produtividade e a manutenção da qualidade do solo. O esquema mais tradicional de representação da lei do mínimo é por meio da imagem de um barril (Figura 1). A ideia principal é que as diferentes tábuas que compõem o barril são de várias alturas e representam, cada uma delas, um nutriente específico. A tábua de menor altura representa o nutriente encontrado na menor concentração na solução do solo, ou seja, o nutriente limitante. O ideal para equilibrar o sistema é que todas as tábuas estejam em alturas niveladas, e assim deve ser feito no solo. Para que haja um equilíbrio, é preciso que todos os nutrientes estejam em quantidades mínimas suficientes e disponíveis para a absorção vegetal de forma equilibrada (BRANDÃO et al., 2021). Além dos nutrientes, outros fatores podem ser limitantes da produtividade, como as condições climáticas e a falta de água, por exemplo. Contudo, se um fator não limitante aumentar, ele não influenciará muito o crescimento das plantas, muito pelo contrário, ele reduzirá o desenvolvimento vegetal, desequilibrandoainda mais o sistema (BRADY e WEIL, 2013; CAMARGOS, 2005) FIGURA 1. REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DA LEI DO MÍNIMO Fonte: Nachtigall (2014). 67 As leis apresentadas anteriormente são conhecidas como as três leis fundamentais da adubação e são aplicadas para se obter um melhor rendimento com o uso da quantidade adequada de fertilizantes, a fim de evitar desperdícios de recursos e promover a economia na produção. Contudo, existem, ainda, mais cinco leis que precisam ser levadas em consideração: lei da restituição, lei dos incrementos decrescentes, lei da interação, lei do máximo e lei da qualidade biológica. Fonte: Camargos (2005). SAIBA MAIS INTRODUÇÃO À FERTILIDADE DO SOLOUNIDADE 3 No entanto, a representação da lei do mínimo é compreendida em seu aspecto qualitativo, em que o efeito de um nutriente em baixa concentração não elimina o efeito de outros nutrientes, mas sim reduz a eficácia dos demais elementos, o que, consequentemente, reduz a produtividade. Ou seja, a produtividade vegetal não será maior do que o nível estabelecido pelo nutriente presente em menor quantidade, fator que será o limitante para o desenvolvimento da produtividade (CAMARGOS, 2005). De acordo com a interpretação quantitativa da lei de Liebig, o crescimento vegetal é continuamente linear até um ponto onde se alcança um “plateau devido à insuficiência de um fator que se torna limitante ao crescimento, e que, se suprido, provoca outro surto de crescimento, até que novo nutriente se torne limitante e, assim, sucessivamente (CAMARGOS, 2005). Também é possível considerar que a produtividade aumenta linearmente, com o nutriente adicionado, até que um “plateau” seja atingido, em consequência de ter outro nutriente passando a ser mais limitante ao crescimento e, portanto, o único limitante da produtividade. Por exemplo, a realização de uma adubação com N e K não traria aumento algum na produtividade se o elemento mais limitante no solo fosse o P. Somente após aplicação do P é que haveria possibilidade de resposta ao N ou a K (CAMARGOS, 2005). 68 Na análise química do solo é possível identificar inúmeros elementos em uma amostra e, de forma semelhante, o mesmo pode ser observado nos vegetais superiores. De maneira geral, qualquer elemento que esteja em sua forma disponível pode ser absorvido pelas plantas. No entanto, a presença de um elemento químico no tecido vegetal não implica, necessariamente, que este seja fundamental para a nutrição da planta. Dessa forma, houve a necessidade de separar os elementos que são essenciais para o crescimento e desenvolvimento das plantas, daqueles que, sem ser essenciais, são apenas benéficos. Para tanto, foram definidos os critérios de essencialidade dos nutrientes (CAMARGOS, 2005). Utilizando-se a definição inicial de Arnon e Stout (1939), o elemento é considerado essencial quando atende a três critérios: 1. O elemento deve estar diretamente envolvido no metabolismo da planta (como constituinte de molécula, participar de uma reação, etc.); 2. A planta não é capaz de completar o seu ciclo de vida na ausência deste elemento; 3. A função do elemento é específica, ou seja, nenhum outro elemento poderá substituí-lo naquela função. Dezesseis elementos químicos são chamados essenciais para o crescimento das plantas, e são divididos em dois grupos principais: os não-minerais e os minerais. Entre os nutrientes não-minerais encontram-se o carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio (O), os NUTRIENTES E CRITÉRIOS DE ESSENCIALIDADE2 TÓPICO INTRODUÇÃO À FERTILIDADE DO SOLOUNIDADE 3 69INTRODUÇÃO À FERTILIDADE DO SOLOUNIDADE 3 quais são encontrados na atmosfera e na água e participam da fotossíntese na forma de gás carbônico (CO2) e água (H2O), que quando na presença de luz dão origem a moléculas de O2, CH2O (carboidratos) e H2O. Os produtos da fotossíntese são responsáveis pela maior parte do crescimento das plantas. Dessa forma, quantidades insuficientes de CO2, H2O ou luz levam à redução no crescimento (LOPES, 1998). Em relação aos treze nutrientes minerais, estes são fornecidos pelo solo, e são divididos em macro e micronutrientes, os quais se diferenciam quanto às quantidades utilizadas pela planta. Os macronutrientes são necessários na ordem de gramas por quilograma (g/kg) de matéria seca da planta. Já os micronutrientes são necessários na ordem de miligramas por quilograma (mg/kg) de matéria seca da planta. Os nutrientes não- minerais também são classificados como macronutrientes (BRANDÃO et al., 2021). Ambos são constituintes dos minerais e da matéria orgânica do substrato onde a planta cresce e encontram-se também dissolvidos na solução do solo (RONQUIM, 2010). São classificados como macronutrientes o N, P, K, Ca, Mg e S. Os três primeiros elementos constituem o grupo dos macronutrientes primários, que são aqueles utilizados em quantidades relativamente grandes. Já o Ca, Mg e S são utilizados em quantidades um pouco menores, sendo classificados como macronutrientes secundários (CAMARGOS, 2005; BRANDÃO et al., 2021). Entre os micronutrientes estão: boro (B), zinco (Zn), cobre (Cu), ferro (Fe), molibdênio (Mo), cloro (Cl) e manganês (Mn) (CAMARGOS, 2005; BRANDÃO et al., 2021). Por meio da evolução de pesquisas na área de nutrição mineral de plantas, foram identificados alguns elementos que podem ser considerados essenciais para algumas espécies vegetais, ou mesmo substituir parcialmente a função de elementos essenciais. Outros, quando em concentrações muito baixas, estimulam o crescimento de plantas, porém, sua essencialidade não é demonstrada ou, apenas demonstrada sob determinadas condições especiais. Esses elementos têm sido classificados como elementos benéficos. Em alguns casos, o efeito positivo do elemento no crescimento da planta resulta em aumento da resistência a pragas e a doenças, ou favorecem a absorção de outros elementos essenciais. São considerados elementos benéficos alumínio (Al), cobalto (Co), níquel (Ni), silício (Si) e sódio (Na) (CAMARGOS, 2005). Atenção especial deve ser dada ao Al. Este elemento é reconhecidamente um tóxico para inúmeras espécies cultivadas. No entanto, trabalhos empregando solução nutritiva purificada procuraram demonstrar efeito benéfico do elemento quando suprido em baixas concentrações. Asher (1991) apresentou exemplos de trabalhos clássicos que demonstram 70INTRODUÇÃO À FERTILIDADE DO SOLOUNIDADE 3 efeitos benéficos do Al, tanto em plantas acumuladoras desse elemento, como no milho, onde a concentração de 7,4 µmol de Al/L na solução nutritiva resultou em aumento da produção de matéria seca (CAMARGOS, 2005). 2.1 Dinâmica dos Macronutrientes no Solo Para um melhor entendimento do funcionamento da dinâmica dos elementos químicos no solo, é importante ter em mente que eles não são absorvidos na sua forma orgânica, mas sim na forma iônica, possuindo cargas positivas (cátions) ou negativas (ânions). De forma geral, os nutrientes contidos na matéria orgânica passam pelo processo de mineralização, que é realizado por microrganismos presentes no solo para a obtenção de cargas e, assim, tornam-se disponíveis às plantas (FINKLER et al., 2018). No caso do N, a maior parte do elemento está presente na atmosfera terrestre, sendo obtido a partir da fixação biológica (FBN). A FBN pode ocorrer por meio da atuação de bactérias presentes no solo e nas raízes das leguminosas. Essas bactérias retiram o N2 da atmosfera e, por meio de atividades enzimáticas (atuação da enzima nitrogenase), realizam a transformação deste elemento em amônia (NH3). A partir de diversos processos enzimáticos, realizados por microrganismos no solo, o NH3 é convertido em íons amônio NH4+ e/ou a nitrato (NO3-), e o N é então absorvido pelas plantas (VIEIRA, 2007). A fixação também pode ocorrer por meio de processos físicos, como os relâmpagos e as faíscas elétricas. Neste caso, as deposições atmosféricas de formas combinadasde N [NH4+, (NHx), NO3-, NO2-] que chegam ao solo, vêm por meio de chuva ou poeira (VIEIRA, 2017). Também existe o caso em que a fixação ocorre industrialmente, caso em que é realizada por indústrias de fertilizantes (ROSA; MESSIAS e AMBROZINI, 2003). O N também pode ser fornecido às plantas por meio da aplicação de fertilizantes nitrogenados. No Brasil, os fertilizantes nitrogenados mais utilizados são a ureia [CO(NH2)2] (45% de N), o nitrato de amônio (NH4NO3) (32% de N), sulfato de amônio [(NH4)2SO4] (20% de N) e o fosfato monoamônico (MAP) (9% de N). A ureia é rapidamente hidrolisada no solo, passando para a forma de NH4+ pela ação da enzima urease. Além disso, a ureia apresenta baixa corrosividade, alta solubilidade e é prontamente absorvida pelas folhas, em taxa de 10 a 20 vezes superior à dos elementos na forma iônica (CANTARELLA, 2007; MALAVOLTA e MORAES, 2009). Para escolher a dose certa do fertilizante a ser aplicado é necessário atentar-se à necessidade da cultura. Se a aplicação for realizada com dose inferior ao exigido pela cultura, serão observados rendimentos e qualidade inferiores às esperadas. Da mesma 71INTRODUÇÃO À FERTILIDADE DO SOLOUNIDADE 3 forma, a aplicação de doses superiores pode levar em prejuízos ao ambiente (CASARIN e STIPP, 2013). A melhor forma para a aplicação do N é no sulco de plantio, e no caso da adubação de cobertura, a aplicação deve ser realizada o mais próximo possível das raízes para evitar perdas por volatilização (VILLALBA et al., 2014). Por sua vez, o P absorvido pelas plantas é apenas aquele de origem fosfatada (PO4). Ele está presente na solução do solo somente de duas formas: HPO4-2 e H2PO4. As formas orgânicas são provenientes de deposições de animais e restos culturais. As formas inorgânicas são de origem mineral. Além disso, são obtidas com a utilização de fertilizantes minerais (FINKLER et al., 2018). Após a entrada no solo, parte do P fica disponível em solução às plantas. Outra parte fica adsorvida na matriz coloidal devido à alta necessidade de P que os solos tropicais apresentam (FINKLER et al., 2018). Os fertilizantes fosfatados são aplicados de acordo com a necessidade de cada cultura, para que se mantenha uma boa produtividade. Os adubos fosfatados são divididos em duas classes: os adubos solúveis em citrato neutro de amônio (CNA) + água, e os adubos pouco solúveis ou não solúveis (FINKLER et al., 2018). Entre os adubos fosfatados solúveis em CNA + água estão incluídos: supersimples (SSP), que possui cerca de 18% de P2O5 solúvel em CNA + água e 16% de P2O5 solúvel em água, e também disponibiliza de 18 a 20% de cálcio e de 10 a 12% de enxofre; superfosfato triplo, ou supertriplo, contém cerca de 41% de P2O5 solúvel em CNA + água e 37% de P2O5 solúvel em água, além de cerca de 12 a 14% de cálcio; diamônio fosfato (DAP), que possui 45% de P2O5 solúvel em CNA + água e 38% de P2O5 solúvel em água, e também 16% de N; e o monoamônio fosfato (MAP), com 48% de P2O5 solúvel em CNA mais água e 44% em água, além de 9% de N (TRANI P. e TRANI A., 2011; FINKLER et al., 2018). Já entre os adubos fosfatados de baixa solubilidade, encontram-se: termofosfatos magnesianos, que possuem cerca de 17% de P2O5 total e 14% de P2O5 solúvel em ácido cítrico, além de 18 a 20% de Ca; fosfatos naturais, que são rochas fosfatadas que podem ser colocadas diretamente no solo e não sofrem nenhum processo químico, como ataque ácido, passando apenas pela moagem e são modificadas até virarem pó (FINKLER et al., 2018). Para a recomendação de adubação fosfatada, é importante estabelecer qual será sua finalidade. Dessa forma, ela pode ser corretiva, em área total, visando ao melhor aproveitamento do sistema radicular quando instalada a cultura, porém com maior perda de P que fica retido no solo. A adubação também pode ser de manutenção, em sulco de plantio, principalmente em culturas perenes, para reposição de nutrientes, visando ao 72INTRODUÇÃO À FERTILIDADE DO SOLOUNIDADE 3 aumento da fertilidade do solo. Para a melhor tomada de decisão de dosagem, você deve sempre analisar e interpretar a análise de solo (FINKLER et al., 2018). Já o K é encontrado na solução do solo como K+. No entanto, o K total do solo se dá pela soma das formas nas quais este elemento é encontrado no solo, que são: K+ na solução do solo, K adsorvido nas cargas negativas do solo, K nas entrecamadas de argilominerais 2:1 e K na estrutura dos minerais (FINKLER et al., 2018). As plantas absorvem o K da solução do solo, cuja concentração é mantida pelo equilíbrio com o K retido nos sítios de troca (trocável). Entretanto, quando a concentração de K na solução atinge valores muito baixos, pode haver difusão de parte do K contido nas estruturas dos argilominerais e dissolução dos minerais primários que contêm K, indicando que as formas de K não trocáveis são potencialmente disponíveis para as plantas (NUNES, 2016). Além do K no solo, o elemento é encontrado nos fertilizantes, ou seja, cloreto de potássio (KCl), sulfato de potássio (K2SO4), sulfato de potássio e magnésio (K–Mg) e nitrato de potássio (KNO3). Todo esse K inserido no solo por meio de fertilizantes é encontrado como K na solução, que pode ser absorvido pela planta, ser perdido via lixiviação ou ficar adsorvido à capacidade de troca catiônica (CTC). O K adsorvido, ou seja, ligado à CTC, pode novamente retornar para a solução, ficando disponível para a absorção. Além da entrada do elemento no solo por meio de fertilizantes, ocorre também a entrada via intemperismo de minerais que possuem o K em sua estrutura cristalina. Para mensurar a quantidade de K no solo, são utilizados diversos métodos, de acordo com a forma como o elemento é encontrado (FINKLER et al., 2018). Nos solos brasileiros, o K apresenta elevada mobilidade, apesar de ficar retido pelos coloides do solo por meio da CTC. Isso ocorre pois, os solos altamente intemperizados brasileiros apresentam baixa CTC. Em solos argilosos, o K permanece retido mais fortemente na CTC. Dessa forma, a lixiviação ocorre com maior intensidade nos solos de textura média a arenosa, que geralmente possuem menor CTC. Na planta, o potássio também é móvel, tanto na célula individual quanto nos tecidos (FINKLER et al., 2018). 73 A fixação biológica do nitrogênio (FBN) é um processo extremamente importante para a disponibilização de N às plantas. Faça a leitura do capítulo 8 do livro “Ciclo do nitrogênio em sistemas agrícolas” para conhecer todos os fatores envolvidos à FBN. Fonte: Vieira (2017). SAIBA MAIS INTRODUÇÃO À FERTILIDADE DO SOLOUNIDADE 3 2.2 Dinâmica dos Micronutrientes De acordo com Brady (1983), os micronutrientes estão associados a certos processos essenciais às plantas, como a influência mediante certos sistemas de enzimas. Por exemplo, Cu, Fe e Mo têm capacidade para agir como “portadores de elétrons” no sistema enzimático que produz as reações de oxidação e redução nos vegetais. Aparentemente, tais reações, essenciais ao desenvolvimento e à reprodução dos vegetais, não sobrevêm na ausência desses micronutrientes (FINKLER et al., 2018). A quantidade e a disponibilidade de micronutrientes para as plantas dependem muito da mineralogia das rochas que dão origem aos solos. Existe uma grande correlação entre o teor de argila e o conteúdo de micronutrientes (SENGIK, 2003). Dessa forma, solos com baixos teores de argila, ácidos e com baixo teor de matéria orgânica são potencialmente deficientes em micronutrientes (FINKLER et al., 2018). Na medida em que ocorrem a decomposição mineral e a formação do solo, as formas minerais dos micronutrientes se modificam, da mesma forma que os macronutrientes. Formam-se óxidos e, em alguns casos, sulfetos de certos elementos, como o Fe, o Mn e o Zn (FINKLER et al., 2018). As principais fontes naturais dos micronutrientes são: Fe – óxidos, sulfetos e silicatos; Mn – óxidos, silicatos e carbonatos;Zn – sulfetos, óxidos e silicatos; Cu – sulfetos, carbonatos óxido-hidratados; Bo – borossilicatos, boratos; Mo – sulfetos, molibdatos; Cl – cloretos; Co – silicatos (FINKLER et al., 2018). Os silicatos secundários, incluindo os minerais das argilas, podem conter elevados teores de Fe e Mn, além de pequenas quantidades de Zn e Co. As rochas ultramáficas são ricas em Ni. Os micronutrientes catiônicos liberados pelo intemperismo estão sujeitos à adsorção coloidal, assim como os íons de Ca ou Al. Os ânions do solo, como o borato e o 74INTRODUÇÃO À FERTILIDADE DO SOLOUNIDADE 3 molibdato, podem ser adsorvidos ou sofrer reações semelhantes às dos fosfatos (FINKLER et al., 2018). Compreender os mecanismos de contato íon-raiz e o comportamento dos micronutrientes no solo é necessário para se manejar corretamente as práticas de adubação. Segundo Brady e Weil (2013), quando um nutriente está presente em níveis muito baixos, o crescimento das plantas pode ser restringido devido a esse fornecimento insuficiente (nível de deficiência). Assim que o nível de nutrientes é aumentado, as plantas respondem, absorvendo mais do nutriente e aumentando seu crescimento. Quando o nutriente atinge um nível de disponibilidade suficiente para atender às necessidades das plantas (nível de suficiência), um maior acréscimo desse nível terá pouco efeito no crescimento dos vegetais, embora sua concentração possa continuar aumentando no tecido vegetal. Em algum nível de disponibilidade, a planta vai absorver muito do nutriente para o seu próprio desenvolvimento (intervalo de toxidade), causando, em vez disso, reações fisiológicas adversas (BRADY, 1983; BRADY; WEIL, 2013). No caso dos macronutrientes, a faixa de suficiência é muito ampla e raramente acontece toxicidade. Porém, para os micronutrientes, a faixa entre os níveis deficientes e tóxicos pode ser estreita, tornando bastante real a possibilidade de toxicidades (FINKLER et al., 2018). 75 O potencial de acidez ou alcalinidade do solo, expresso em pH, afeta a disponibilidade de substâncias e compostos químicos nos solos e é frequentemente considerado a principal variável para caracterizar o comportamento químico do solo (WEIL e BRADY, 2017). O pH natural do solo pode estar relacionado às características da rocha a partir da qual o solo foi formado, e aos processos de intemperismo que atuaram sobre ele, como, por exemplo, o clima, a vegetação e a topografia. Esses processos tendem a causar uma diminuição do pH (aumento da acidez) ao longo do tempo (BRANDÃO et al., 2021). Nesse caso, ocorre a remoção de cátions, como K+, Ca2+, Mg2+, Na1+. Além disso, algumas práticas e atividades agrícolas também podem acelerar o processo de acidificação, como a aplicação de fertilizantes, que durante a sua transformação no solo (pelos microrganismos) resulta na formação de íons livres de hidrogênio (H+) (LOPES; SILVA e GUILHERME, 1991; STRAWN; BOHN; O’CONNOR, 2015). Alguns autores atribuem ainda como uma terceira causa importante da acidificação dos solos, a hidrólise do alumínio, a qual produz íons H+ (LOPES; SILVA e GUILHERME, 1991). A acidez e a alcalinidade do solo são medidas com base na concentração de H+ presentes na solução do solo. De forma geral, o valor de pH igual a 7 caracteriza um sistema como neutro. Por sua vez, a elevada concentração de H+ no solo caracteriza-o como um sistema ácido, apresentando pH baixo (pH 7), classificando esse solo como alcalino. Como a escala de pH é logarítmica, uma diferença de 1 unidade de pH ACIDEZ E ALCALINIDADE DO SOLO3 TÓPICO INTRODUÇÃO À FERTILIDADE DO SOLOUNIDADE 3 76INTRODUÇÃO À FERTILIDADE DO SOLOUNIDADE 3 é, na verdade, uma diferença de dez vezes. Por exemplo, um solo com pH de valor 5 é dez vezes mais ácido que um solo com pH de valor 6 (OSMAN, 2013). A acidez do solo pode ser dividida em ativa e potencial, e esta, por sua vez, em trocável e não trocável. A acidez ativa refere-se à fração do H que está dissociada, ou seja, na solução do solo, na forma de H+, sendo expressa em valores de pH. Já a acidez potencial corresponde à soma da acidez trocável e da acidez não trocável do solo. A acidez trocável diz respeito aos íons H+ e Al3+ que estão retidos na superfície dos coloides. A acidez não trocável é representada pelo H+ de ligação covalente, associado aos coloides com carga negativa variável e aos compostos de Al3+ (LOPES; SILVA e GUILHERME, 1991). O pH do solo está extremamente relacionado com a disponibilidade de nutrientes às plantas. Na Figura 2 é possível observar a relação existente entre a disponibilidade de macro e micronutrientes de acordo com o pH do solo. O conhecimento de fatores envolvidos com a acidez e alcalinidade do solo é de extrema importância para a nutrição de plantas, pois o pH do solo afeta a quantidade de nutrientes e compostos químicos que são solúveis na solução do solo e, consequentemente, o crescimento e o desenvolvimento das plantas, principalmente devido à sua relação com outras propriedades do solo, incluindo disponibilidade de nutrientes, toxicidade elementar e atividade microbiana (BRANDÃO et al., 2021). FIGURA 2 - RELAÇÃO ENTRE O PH E A DISPONIBILIDADE DOS NUTRIENTES NO SOLO Fonte: Cotta (2016). 77INTRODUÇÃO À FERTILIDADE DO SOLOUNIDADE 3 3.1 Correção da Acidez do Solo Para realizar a correção da acidez do solo, inicialmente deve-se proceder à amostragem desse solo. A amostragem do solo é considerada a etapa mais crítica de todo o processo de análise (CANTARUTTI et al., 1999; MOREIRA, 2012). Ela é considerada a base para o uso racional, sustentável e econômico dos solos, pois é o ponto de partida para que seja possível realizar a recomendação correta de fertilizantes e corretivos (ARRUDA; MOREIRA e PEREIRA, 2014). O primeiro passo da amostragem consiste na divisão da área em talhões com o máximo de homogeneidade para que seja possível retratar a realidade do solo da área em questão. Em seguida procede-se à coleta das amostras. A sugestão é que seja realizada a coleta de 20 amostras simples (sub-amostras) em cada talhão. No caso de áreas sob plantio convencional ou de culturas perenes, a amostragem de solo é feita na camada de 0 cm – 20 cm, enquanto nas lavouras manejadas no sistema plantio direto (SPD), recomenda- se uma amostragem na camada de 0 cm - 10 cm (SFREDO, 2008; ARRUDA; MOREIRA e PEREIRA, 2014). As subamostras devem ser retiradas de maneira uniforme em volume e profundidade desejada, com o auxílio de enxada ou enxadão, pá reta, tubo tipo sonda de amostragem, trados (holandês, caneco, etc.), pá de jardineiro, entre outros, para que não ocorra uma sub ou superestimação dos atributos do solo dentro de um mesmo talhão. As sub-amostras coletadas são transferidas para um balde, que deve estar limpo a fim de evitar qualquer interferência nas análises, são homogeneizadas, e a partir dessa amostra composta resultante são recuperados 500 g de solo, e transferido para um saco plástico contendo todas as informações da área e do produtor (SFREDO, 2008; ARRUDA; MOREIRA e PEREIRA, 2014). As amostras coletadas são enviadas a um laboratório, onde irão passar por diversos processos para a determinação da qualidade química do solo. A partir dos resultados fornecidos pelo laboratório, procede-se à determinação da calagem. A calagem é um dos procedimentos mais importantes adotados para ajustar o pH do solo, ou seja, para corrigir a acidez, e manter o solo em condições adequadas para as práticas agrícolas e o desenvolvimento das plantas. Esse processo ocorre durante a preparação do solo para o manejo agrícola, com a adição de materiais alcalinos que neutralizarão a acidez do solo (OSMAN, 2013). Os materiais utilizados no processo de calagem são, na maioria das vezes, carbonatos e bicarbonatos, e, às vezes,óxidos e hidróxidos de cálcio e magnésio. Os 78INTRODUÇÃO À FERTILIDADE DO SOLOUNIDADE 3 carbonatos são os materiais calcários mais utilizados, devido ao seu custo reduzido e à sua facilidade de aquisição e manuseio. O calcário moído é obtido da rocha calcária e é composto por carbonato de cálcio (CaCO3) e/ou carbonato de magnésio (MgCO3). Alguns exemplos desses compostos são a calcita, que é indicada para solos com deficiência de Ca (calcário calcítico), devido à maior concentração de CaCO3, e a domilita, que, apesar de ter um custo superior ao da calcita, possui a vantagem de ter alta concentração de Mg, podendo ser utilizada para solos com deficiência em Mg e Ca (calcário dolomítico) (STRAWN; BOHN; O’CONNOR, 2015). Quando em contato com solos ácidos, as partículas de calcário se dissolvem e liberam Ca2+ e HCO3, o que leva à neutralização de H+ e Al3+ (SMYTH, 2011). Dentre os vários métodos utilizados para recomendação de calagem, no Brasil são utilizados principalmente três. O primeiro é o método de neutralização do alumínio, o qual apresenta algumas variações em função da região do Brasil. Esse método tem por objetivo neutralizar Al3+ e/ou elevar os níveis de Ca2+ e Mg2+ (LOPES; SILVA e GUILHERME, 1991). O segundo método é o Solução tampão SMP, que consiste em agitar uma quantidade de solo com um volume da solução tampão. Por meio do pH da suspensão, representado por pH SMP, é consultada uma tabela que apresenta os valores de pH com a respectiva necessidade de calcário que deve ser aplicada para corrigir o solo (LOPES; SILVA e GUILHERME, 1991). Por fim, o terceiro método é o de saturação por bases, o qual baseia-se na relação existente entre pH e saturação por bases. Neste caso é utilizada uma fórmula, que considera parâmetros referentes ao solo, ao corretivo e à cultura específica (LOPES; SILVA e GUILHERME, 1991). A fórmula utilizada é: Em que: NC = necessidade de calcário T = capacidade de troca de cátions (CTC) a pH 7,0, que é dada pela soma de bases [SB (= Ca2++Mg2++ K+) + (H+Al)], ou seja, CTC = SB + (H+Al) V1 = saturação por bases atual do solo, que é dada por SB/T x 100 V2 = saturação por bases desejada para a cultura a ser implantada f = fator de correção, que é dado por 100 / poder relativo de neutralização total (PRNT) do calcário escolhido. 79 Diversos métodos podem ser utilizados para realizar o diagnóstico da concentração de nutrientes, tanto no tecido vegetal quanto no solo. Para conhecer os métodos de análise do solo, faça a leitura do “Manual de Métodos de Análise de Solo”, elaborado pela Embrapa (1997). Fonte: Embrapa (1997). SAIBA MAIS INTRODUÇÃO À FERTILIDADE DO SOLOUNIDADE 3 80 A absorção de um nutriente nada mais é do que a sua passagem através do sistema radicular para o interior da célula. A maioria dos elementos essenciais são absorvidos em sua forma iônica, a partir da solução do solo. No entanto, os nutrientes também podem ser absorvidos pelas folhas, mas a participação delas é pequena quando comparadas às raízes. As folhas são a principal porta de entrada do C, por meio do CO2 (BRANDÃO et al., 2021). O primeiro passo para entender o funcionamento do processo de absorção de nutrientes consiste na compreensão da anatomia da raiz. Esta estrutura é constituída por vários tipos de células. A primeira camada da raiz é a epiderme, a qual é composta por células mais superficiais, compactas e com pelos absorventes. Em seguida observa-se o parênquima cortical, que possui diversas camadas de células com espaço entre elas. A terceira camada é a endoderme, que é uma camada única de células compactadas que apresentam estrias de Caspary nas paredes celulares, as quais nada mais são do que cintas de celulose que unem firmemente às células vizinhas, vedando completamente os espaços entre elas. Dessa forma, para penetrar no cilindro central, toda e qualquer substância precisa atravessar diretamente as células endodérmicas, visto que as estrias de Caspary fecham os interstícios intercelulares, que é um reforço de suberina nas estruturas, responsáveis por impedir a passagem dos íons pelas paredes e espaços intercelulares. Por fim, há o cilindro central, composto por células adensadas que circundam e protegem os vasos condutores de xilema e floema (SALDANHA et al., 2016). Considerando que as células vegetais são separadas por paredes, os íons podem se difundir através de um tecido (ou ser passivamente carregados pelo fluxo de água) ABSORÇÃO DE NUTRIENTES PELAS PLANTAS4 TÓPICO INTRODUÇÃO À FERTILIDADE DO SOLOUNIDADE 3 81INTRODUÇÃO À FERTILIDADE DO SOLOUNIDADE 3 inteiramente pelos espaços intercelulares, sem nunca entrarem em uma célula viva. Esse conjunto de paredes celulares é denominado espaço extracelular ou aplasto. Da mesma forma, os citoplasmas de células vizinhas também formam uma fase contínua, sendo coletivamente chamados de simplasto (TAIZ et al., 2017). A absorção de íons pela raiz é mais pronunciada na zona pilífera do que nas zonas meristemática e de alongamento. As células da zona pilífera completaram seu alongamento, mas ainda não deram início ao crescimento secundário. Os pelos nada mais são do que extensões de células epidérmicas específicas, que aumentam de maneira significativa a área de superfície disponível para a absorção de íons (TAIZ et al., 2017). Para serem absorvidos, os elementos químicos devem entrar em contado com a membrana celular das raízes. Dessa forma, a arquitetura das raízes, suas ramificações, diâmetro médio, presença de pelos absorventes e formação de micorrizas, são responsáveis por determinar superfície radicular ou a área de contato com a solução do solo. Ou seja, quanto maior a área radicular, maior a chance de o nutriente alcançar uma posição favorável à absorção (SANTOS; SILVA, 2009). A absorção pode ocorrer por meio de: a) Interceptação radicular – consequência do crescimento da raiz, atingindo os nutrientes presentes na solução do solo; b) Fluxo de massa – ocorre por meio da transpiração das plantas, pois se cria um gradiente de potencial de água entre o solo e o sistema radicular. Dessa forma, os íons são carregados na fase líquida móvel do solo em direção à rizosfera; c) Difusão – movimento a curtas distâncias dos nutrientes, de uma região de maior concentração para uma de menor concentração (BRANDÃO et al., 2021). A absorção pode, ainda, ser conceituada por dois mecanismos de absorção: 1) Passivo – é um processo rápido, reversível, não seletivo e sem gasto de energia. O movimento ocorre de um local de maior concentração (solução do solo) para outro de menor concentração (interior da planta); 2) Ativo – é um processo lento, irreversível, seletivo e com gasto de energia (BRANDÃO et al., 2021). A absorção de nutrientes também pode ocorrer via foliar. Os princípios fisiológicos envolvidos no transporte dos nutrientes absorvidos pelas folhas em função da adubação foliar são semelhantes aos envolvidos na absorção de nutrientes pelas raízes. Deve-se considerar, porém, que o tempo e a forma do deslocamento dos nutrientes aplicados sobre as folhas para os demais órgãos da planta não são os mesmos se comparados aos envolvidos na absorção pelas raízes, bem como que a mobilidade dos diferentes nutrientes não é a mesma através do floema (TAIZ et al., 2017). 82 Considerando a importância dos nutrientes ao crescimento e desenvolvimento das plantas, você concorda que os produtores rurais deveriam dar mais atenção ao manejo da fertilidade do solo, principalmente com o apoio de um consultor técnico, para garantir o máximo potencial de produção das culturas? Fonte: A autora (2021). REFLITA INTRODUÇÃO À FERTILIDADE DO SOLOUNIDADE 3 Porém, alguns fatores podem influenciar na absorção de nutrientes, como fatores externos (ambientais) e fatores internos da planta. Entre os fatores externos, encontram-se: aeração do solo, temperatura do ar, umidade do solo, disponibilidadede nutrientes no solo, teor de matéria orgânica no solo, pH, presença de micorrizas. Já entre os fatores internos, estão: potencial genético da planta, taxa de crescimento da planta, atividade metabólica (fotossíntese e respiração), concentração interna de nutrientes, taxa de transpiração e transporte interno de nutrientes (PES; ARENHARDT, 2015). Após absorvido, o nutriente pode ser deslocado do órgão onde foi assimilado para outro, como da folha para o fruto. Esse deslocamento ocorre principalmente no floema e sua intensidade depende do elemento. Dessa forma, os nutrientes são classificados como móveis (N, K, Mg, P, Cl, Zn, Mo e Na) e imóveis (Ca, S, Fe, Bo e Cu). Consequentemente, sintomas visuais de deficiência de nutrientes móveis ou pouco móveis aparecem nas folhas velhas, enquanto os sintomas de deficiência de nutrientes imóveis aparecem nas folhas novas (TAIZ et al., 2017). 83 Nesta unidade foi possível perceber que ao longo dos anos as pesquisas na área de fertilidade do solo permitiram que o produtor rural passasse a obter um melhor desempenho das culturas, por estar fornecendo às plantas elementos que são imprescindíveis em diversos processos metabólicos e fisiológicos das mesmas. Neste cenário, o entendimento dos fatores relacionados à fertilidade do solo e nutrição mineral de plantas é fundamental para que seja possível disponibilizar a quantidade adequada dos nutrientes essenciais ao crescimento e desenvolvimento das plantas. CONSIDERAÇÕES FINAIS INTRODUÇÃO À FERTILIDADE DO SOLOUNIDADE 3 84 LEITURA COMPLEMENTAR Circular Técnica: Calagem e adubação da soja O artigo apresenta diversas informações de extrema relevância sobre os processos relacionados à calagem e adubação da cultura da soja. Inicialmente, o autor discute sobre a melhor forma de realizar a amostragem e análise do solo. A partir do resultado da análise do solo é possível tomar decisões para a correção do solo. Para tanto, é necessário atentar-se a uma série de fatores, como a escolha do calcário, a definição da quantidade de calcário, melhor época e forma de aplicação do corretivo. Além da correção da acidez, a partir da análise do solo também é possível realizar a correção da quantidade de nutrientes por meio da adubação. Dessa forma, no artigo o autor apresenta informações sobre a importância da adequada disponibilização de macro e micronutrientes para o garantir o desenvolvimento da cultura da soja Fonte: SFREDO, G. J. Calagem e adubação da soja. Londrina: Embrapa Soja, 2008. 12p. Disponível em: https://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/470943/calagem-e-adubacao-da- soja. Acesso em: 25 nov. 2021. INTRODUÇÃO À FERTILIDADE DO SOLOUNIDADE 3 85 MATERIAL COMPLEMENTAR FILME/VÍDEO • Título: Como fazer corretamente uma coleta de solo para análise • Ano: 2020. • Sinopse: Neste vídeo o engenheiro-agrônomo Lucas Drum, do IDR-Paraná, mostra a sequência correta para coletar amostras de solo da sua propriedade e enviá-las para análise. As análises são muito importantes para decidir que tipo de adubação deve ser feita, sem contar que é um dos pré-requisitos para contratação de crédito rural. Lucas também coloca um exemplo prático de divisão de área para um produtor de leite. Dividir a área em talhões, realização da coleta, limpeza do recipiente, uso de equipamentos e ferramentas estão entre as dicas do nosso servidor. Como sabemos, o custo de calcário, corretivos e fertilizantes representa uma parcela significativa do custo de produção. Assim, a coleta correta de amostra de solo é a parte mais importante em um programa de adubação, pois é essencial para o levantamento das necessidades de calcário e adubos. Uma coleta mal elaborada pode levar à perda de dinheiro ou redução de produtividade. • Link do vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=NjfDp6VkmUk LIVRO • Título: Guia de interpretação de análise de solo e foliar • Autores: Luiz Carlos Prezotti e André Guarçoni M. • Editora: DCM/Incaper. • Sinopse: O Guia de Interpretação de Análise de Solo e Foliar é uma publicação, que reúne os esforços e conhecimentos técnicos de uma equipe altamente qualificada. Aborda diversas metodologias e etapas de interpretação dos resultados das análises de solo e planta e a recomendação de um programa de manejo da fertilidade. Tem por finalidade auxiliar os profissionais da área agronômica na interpretação da análise de solo e análise foliar quanto aos aspectos técnicos, o que contribuirá para a determinação da necessidade de aplicação de calcário, de gesso agrícola, de matéria orgânica, de fertilizantes, com garantia de um manejo adequado da adubação. INTRODUÇÃO À FERTILIDADE DO SOLOUNIDADE 3 86 FILME/VÍDEO • Título: Desafios para o manejo da nutrição de plantas e fertilidade do solo • Ano: 2016. • Sinopse: Com o tema, Desafio para o Manejo da Nutrição de Plantas e Fertilidade do Solo na Produção de Grãos, Álvaro Resende, Pesquisador da EMBRAPA, chamou atenção, no 15º Encontro de Difusores, para alguns pontos importantes para o manejo da fertilidade do solo, visando maior tolerância das culturas, estresses bióticos e abióticos, boas produtividades e garantia de rentabilidade para o investimento em adubação. • Link do vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=3nk8T8DOdv0 INTRODUÇÃO À FERTILIDADE DO SOLOUNIDADE 3 Professora Dr. Camila de Cassia Silva QUALIDADE X DEGRADAÇÃO DO SOLO 4UNIDADEUNIDADE PLANO DE ESTUDO 88 Plano de Estudos • Pontos relacionados a qualidade do solo; • Degradação do solo; • Importância da conservação do solo. Objetivos da Aprendizagem • Conhecer as novas opções de apresentação de maquetes. • Compreender como as maquetes de produção manual podem ser substituídas pelos equipamentos de impressão 3D. • Conhecer os softwares para modelagem tridimensional de maquetes eletrônicas. • Apresentar os principais renderizadores para maquetes eletrônicas. • Conhecer os principais softwares para pós-produção de imagens renderizadas de maquetes eletrônicas. QUALIDADE X DEGRADAÇÃO DO SOLO UNIDADE 4 89 Olá! Nesta unidade iremos discutir sobre a qualidade, degradação e conservação do solo. O solo é formado, basicamente, por minerais e matéria orgânica. Ele serve como fonte de nutrientes para as plantas e é um importante elemento na produção agrícola. Logo, para que as culturas sejam produtivas é necessário um solo de qualidade, e para isso devem ser utilizadas práticas para a sua conservação, evitando, assim, a sua degradação. A seguir iremos discutir os principais pontos relacionados à qualidade do solo. Vamos aprender como identificar um solo de qualidade, entender como um solo de qualidade influencia a produção das culturas, e conhecer formas de manejo que garantem a qualidade do solo. Além disso, vamos falar sobre a degradação do solo, abordando as causas e tipos de degradação, principalmente, a erosão. E ainda, discutiremos formas de identificar um solo degradado. Também iremos discutir sobre a importância das práticas conservacionistas e conhecer as práticas de caráter vegetativo, edáfico e mecânico. INTRODUÇÃO QUALIDADE X DEGRADAÇÃO DO SOLO UNIDADE 4 90 A qualidade do solo (QS) pode ser entendida como a capacidade de um solo, dentro do seu ecossistema natural ou manejado, de sustentar a produtividade de plantas e animais, manter ou melhorar a qualidade do ar e da água, garantindo a saúde e permitindo a ocupação humana. Para tanto, um solo de qualidade deve propiciar equilíbrio ao meio ambiente, produção agropecuária e bem-estar humano (EMBRAPA, 2013). A QS é um dos fatores mais importantes para o desenvolvimento de uma agricultura sustentável. A discussão sobre este assunto intensificou-se no início dos anos 1990, quando a comunidade científica, consciente da importância do solo para a qualidade ambiental, começou a abordar, nas publicações, a preocupação com a degradação dos recursos naturais, a sustentabilidade agrícola e a função do solonesse contexto (VEZZANI; MIELNICZUK, 2009). Alguns fatores podem ser mensurados ao se avaliar a qualidade do solo, os quais serão discutidos a seguir. 1.1 Identificação de Solos de Qualidade Para a identificação de solos de qualidade existem algumas variáveis que servem como indicadores da qualidade do solo. Esses indicadores devem abranger os aspectos físicos, químicos e biológicos do solo. Os aspectos mais utilizados como indicadores de qualidade física do solo são aquelas relacionadas com a forma e com a estabilidade estrutural do solo, como a profundidade efetiva de enraizamento, a porosidade total e a distribuição e tamanho dos poros, a distribuição do tamanho das partículas, a densidade do solo, a resistência do solo à penetração das raízes, o intervalo hídrico ótimo, o índice PONTOS RELACIONADOS A QUALIDADE DO SOLO1 TÓPICO QUALIDADE X DEGRADAÇÃO DO SOLO UNIDADE 4 91QUALIDADE X DEGRADAÇÃO DO SOLO UNIDADE 4 de compressão e a estabilidade dos agregados (TOPP et al., 1997; SCHOENHOLTZ; VAN MIEGROET; BURGER, 2000; SINGER; EWING, 2000). Já os indicadores biológicos podem ser atributos como a biomassa microbiana do solo, o nitrogênio mineralizável, a respiração microbiana do solo, a atividade enzimática e o quociente metabólico (ARAÚJO et al., 2012). Para manutenção da qualidade do solo e da sustentabilidade de seu uso, é fundamental que haja diversidade e abundância de espécies que compõem a macrofauna do solo (MERLIM et al., 2005), pois são indicadores da biodiversidade do solo e da intensidade das atividades biológicas. Por sua vez, os indicadores químicos são as variáveis relacionadas com o teor de matéria orgânica do solo, a acidez do solo, o conteúdo de nutrientes e elementos fitotóxicos (ARAÚJO et al., 2012). Medidas que expressam a disponibilidade de nutrientes, como cálcio, magnésio, fósforo, potássio, micronutrientes, assim como suas relações são importantes para avaliar qualidade de solo entre diferentes sistemas de manejos (ARAÚJO et al., 2012). Assim, podemos perceber que existe uma relação e interação entre propriedades físicas, químicas e biológicas no solo. Por exemplo, o contínuo fornecimento de matéria orgânica (propriedade química) serve como fonte de energia para a atividade microbiana (propriedade biológica) e atua como agente de estabilização de agregados (propriedade física) (CAMPOS et al., 1995). Na busca pelos melhores indicadores da qualidade do solo, pesquisadores propuseram um conjunto básico de indicadores de ordem biológica, física e química (DORAN; PARKIN, 1994). A proposta é de que esses indicadores sejam relacionados com cinco funções do solo: habilidade de regular e compartimentalizar o fluxo de água, habilidade de regular e compartimentalizar o fluxo de elementos químicos, promover e sustentar o desenvolvimento de raízes, manter um habitat biológico adequado e responder ao manejo, resistindo à degradação (LARSON e PIERCE, 1994). Além disso, é de suma importância que os indicadores da qualidade do solo sejam sensíveis a variações a longo prazo provocadas pelas alterações sazonais, possam ser medidos independente da classe e condições dos solos, sejam de fácil mensuração, tenham um baixo custo e possam ser adaptados para diversos sistemas (STENBERG, 1999; SCHOENHOLTZ; VAN MIEGROET; BURGER, 2000). 92QUALIDADE X DEGRADAÇÃO DO SOLO UNIDADE 4 1.2 Influência da Qualidade do Solo sobre a Produção das Culturas Todas as variáveis que servem como indiciadores da qualidade do solo, que foram explicitadas no tópico anterior, influenciam no crescimento vegetal e na produção das culturas. Dentre os parâmetros de qualidade física do solo, a estrutura do solo é um dos indicadores mais importantes para o desenvolvimento das plantas, pois influencia nas condições de compactação, adensamento, suscetibilidade do solo à erosão, infiltração, retenção e disponibilidade de água às plantas (REICHERT et al., 2003; AGUIAR, 2008). Portanto, se o solo está bem estruturado, isso vai influenciar no crescimento de raízes, que, por sua vez, promove o crescimento vegetal, resultando em maiores ganhos de produtividade em determinada cultura vegetal (WOHLENBERG et al., 2004). Ademais, podemos citar, ainda, outros atributos físicos que influenciam diretamente a produção das culturas, como a magnitude com a qual a matriz do solo resiste à deformação e a capacidade do solo em fornecer adequada aeração para o crescimento e expansão do sistema radicular (SINGER; EWING, 2000; IMHOFF, 2002). A aeração do solo pode ser tão importante para o crescimento das plantas quanto seu estado de umidade. Em muitas aplicações relacionadas ao manejo de florestas, pastagens, lavouras ou obras de paisagismo, o objetivo maior das práticas de manejo do solo é manter um elevado nível de oxigênio para a respiração das raízes (BRADY; WEIL, 2013). A baixa concentração de oxigênio no solo altera o metabolismo em todo o interior das plantas. Com frequência, a falta de aeração do solo pode reduzir a brotação das partes aéreas mais do que o crescimento de raízes. Dentre as primeiras respostas das plantas à baixa concentração de oxigênio no solo podemos citar: o fechamento dos estômatos das folhas, redução da fotossíntese e a translocação de açúcar dentro da planta. Além disso, com a falta de oxigênio, a habilidade das raízes em absorver e transportar água e nutrientes é prejudicada e, como resultado de um metabolismo das raízes alterado, os hormônios das plantas se tornam desbalanceados (BRADY; WEIL, 2013). Além do oxigênio, baixos níveis de gás carbônico restringem a respiração das raízes e afetam as suas funções. A membrana celular das raízes pode se tornar menos permeável à água, com isso, as plantas podem ter dificuldade em absorver a água, fazendo- as murcharem ou secarem mesmo em solos saturados com água (BRADY; WEIL, 2013). Da mesma forma, algumas plantas podem mostrar sintomas de deficiência de nutrientes em solos mal drenados, mesmo que esses nutrientes estejam presentes em quantidades adequadas. Além do mais, substâncias tóxicas produzidas por microrganismos 93QUALIDADE X DEGRADAÇÃO DO SOLO UNIDADE 4 anaeróbicos podem restringir o crescimento e causar danos às raízes das plantas (BRADY; WEIL, 2013). Outro fator importante é a temperatura do solo. A temperatura afeta não só́ o crescimento das plantas e dos seus microrganismos, como também influencia a perda de água do solo por evaporação. As temperaturas muito elevadas do solo, resultantes de incêndios em florestas, pastagens ou campos de cultivo, podem contribuir significativamente para importantes alterações nas propriedades químicas e físicas do solo (BRADY; WEIL, 2013). Em resumo, a qualidade do solo está intrinsecamente relacionada à produção de culturas vegetais, fatores como uma boa estrutura do solo melhoram a aeração que, por sua vez, influenciam sobre o crescimento radicular e das partes aéreas da planta. Portanto, para que ocorra uma boa produção das culturas, os solos precisam ser manejados de forma a garantir sua qualidade. 1.3 Formas de Manejo que Garantem a Qualidade do Solo Para garantir a qualidade, os solos devem ser manejados de forma que sua estrutura física, os compostos minerais, a matéria orgânica e os microrganismos ali presentes sejam preservados, evitando assim problemas como a acidez elevada do solo, a erosão e a infertilidade de terras agrícolas. A adoção de sistemas conservacionistas de manejo, como o Sistema de Plantio Direto (SPD) (Figura 1) tem-se apresentado como uma alternativa para contribuir com a sustentabilidade e qualidade do solo, pois melhora o estado de agregação devido ao incremento do teor do carbono orgânico (SILVA et al., 2000). Dessa forma, os preceitos da agricultura conservacionista que compõem o SPD compreendem princípios básicos como: a mobilização de solo apenas na linha ou cova de semeadura, a manutenção dos restos culturais nasuas características é tão relevante aos sistemas agrícolas? A seguir, iremos discutir os principais pontos relacionados à história da formação deste componente fundamental da paisagem agrícola, assim como a sua relação com a agricultura. Para dar a necessária importância ao solo e protegê-lo, é fundamental conhecer a maneira como se forma e quais os elementos da natureza que participam da sua formação. A IMPORTÂNCIA DO SOLO EM SISTEMAS AGRÍCOLASUNIDADE 1 10 A palavra Agricultura é um substantivo feminino que deriva do latim, sendo que ager significa campo e cultura, enquanto colere tem o sentido de cuidar, cultivar plantas. Dessa forma, seu significado é o conjunto de trabalhos que transformam o meio natural para a produção de vegetais e de animais úteis ao homem (TAVARES et al., 2019). A agricultura é um fenômeno recente na história da humanidade. De acordo com estudos arqueológicos, enquanto a existência do homem é avaliada em aproximadamente 1.000.000 de anos, os vestígios da execução de práticas agrícolas surgiram, no máximo, há 10.000 anos (OLIVEIRA JR, 1989). Durante a maior parte da sua existência, o homem retirou da natureza os produtos necessários à sua alimentação de forma a garantir sua reprodução biológica. Neste cenário, a caça, a pesca e a coleta de frutos, raízes, cereais, entre ouros alimentos, foram as principais atividades humanas até que a agricultura se consolidasse (OLIVEIRA JR, 1989). Diante disso, é fácil perceber que a agricultura não surgiu como uma transformação repentina, onde o homem simplesmente passou de caçador e coletor, a agricultor. Durante todo esse processo, algumas espécies começaram a ser cultivadas e criadas, e logo depois foram abandonadas. Também houve casos de que animais e plantas foram domesticados e depois voltaram ao seu estado selvagem. Dessa forma, é muito complicado apontar as diferenças entre as atividades de caça e coleta de certas formas de agricultura, principalmente porque não existe sucessão alguma de etapas que nos permitam determinar com clareza os elementos capazes de demonstrar o período em que as atividades de caça e coleta terminaram, e deram lugar à agricultura propriamente dita (OLIVEIRA JR, 1989). BREVE HISTÓRICO DO SURGIMENTO DA AGRICULTURA1 TÓPICO A IMPORTÂNCIA DO SOLO EM SISTEMAS AGRÍCOLASUNIDADE 1 11 Dessa forma, iremos considerar que o surgimento da agricultura se deu quando determinada sociedade reuniu uma série de condições, historicamente suficientes, para tirar proveito das potencialidades de um determinado meio natural. Alguns elementos são apontados como facilitadores do surgimento da agricultura como uma prática social, como: o modelo de consumo alimentar, que passou a integrar os cereais nas dietas; a sedentariedade, que permitiu que os cereais passassem a ser cultivados, e a criação de animais. Sendo assim, de forma geral, o surgimento da agricultura só foi possível devido à presença de uma economia sedentária de coleta intensiva (OLIVEIRA JR, 1989). Até aqui, podemos observar que a agricultura teve início no momento em que o homem deixou de atender apenas às suas necessidades básicas e passou a produzir excedentes, prestando mais atenção no uso e manejo do solo e das sementes. Naquela época, não havia nenhuma preocupação com a preservação do meio ambiente, apenas a obtenção de altas produtividades era considerada importante. Como consequência desse pensamento, os solos perderam sua capacidade nutricional e produtiva (TAVARES et al., 2019). Acompanhando o desenvolvimento das civilizações, houve transformações nas formas de cultivo, os quais tornaram-se mais prósperos, ultrapassando questões de sobrevivência. Neste contexto, após o surgimento da agricultura, é possível dividir sua história em mais quatro fases (ALMEIDA, 2004). Na segunda fase, surge uma agricultura mais organizada, para atender às necessidades dos nobres e do clero. A terceira fase se caracterizou pelo surgimento das primeiras unidades agrícolas, em áreas cedidas pela Igreja ou por senhores feudais, e foi quando surgiu o uso de tração animal. A quarta fase ocorreu durante o século XX, em que a atividade agrícola passou a ser o acúmulo de capital para amparar a economia de consumo. Já a quinta fase teve início no final do século XX, caracterizando-se pelo surgimento de novas ideias agronômicas, transformando os pensamentos de uma agricultura familiar para outra de nível muito maior, e mais moderna (ALMEIDA, 2004). A seguir, iremos discutir sobre o elemento chave para a existência a agricultura: o solo. A IMPORTÂNCIA DO SOLO EM SISTEMAS AGRÍCOLASUNIDADE 1 12 O solo pode ser definido como uma coleção de corpos naturais, ocupando uma parte da superfície do globo, que suporta as plantas, e cujas propriedades são provenientes do efeito integrado do clima e da matéria viva sobre um material original, condicionado pela natureza da rocha, o relevo e o tempo (SOIL SURVEY STAFF, 1999). É considerado como o substrato para a vida dos ecossistemas, constituindo um sistema vivo e dinâmico que intervém como regulador dos ciclos biogeoquímicos e hidrológico, funcionando como filtro e reservatório de armazenamento de água, desempenhando ainda funções de suporte físico e químico para a vida. Dessa forma, pode ser visto como um recurso natural vital, embora seja finito (CORTEZ e ABREU, 2008). No entanto, há milhões de anos atrás o solo não existia, e durante muito tempo foram observadas apenas rochas, dos mais variados tamanhos, as quais foram denominadas rochas matrizes. No entanto, esses rochedos começaram a ruir, até que se quebraram tantas vezes que se transformaram em pequenos grãos. Estes, por sua vez, passaram por novos processos de divisão, até se tornarem minerais. Todo o processo de alteração da formação de rochedos, devido à desagregação e decomposição das rochas, é chamado de intemperismo (DAIBERT e SANTOS, 2014). Esses materiais, que passaram pelo processo de intemperismo, posteriormente sofreram uma reorganização estrutural, o que caracteriza o processo de pedogênese. Segundo Muggler et al. (2005), a pedogênese pode ser definida como o processo no qual o solo se forma, levando em consideração o resultado dos fatores de formação do solo que nele atuam. O SOLO: PROCESSO DE FORMAÇÃO2 TÓPICO A IMPORTÂNCIA DO SOLO EM SISTEMAS AGRÍCOLASUNIDADE 1 13 A pedogênese é considerada uma ciência recente, que teve o seu início marcado pelos trabalhos realizados pelo pesquisador V. V. Dokuchaev (1846-1903), que ficou conhecido por apresentar um modelo fatorial de formação do solo, que propunha que este era formado devido à interação entre o clima, os organismos presentes na paisagem, o relevo, o material parental e o tempo (PEREIRA et al., 2019). Ou seja, a formação dos solos está relacionada às intempéries sofridas, e à interação dos cinco fatores, os quais dão origem aos processos pedogenéticos: a transformação, a translocação, a adição e perda. A atuação desses processos em diferentes intensidades, que irá depender das condições ambientais, é responsável pela variabilidade dos tipos de solos de uma determinada paisagem (PEREIRA et al., 2019). O solo compreende a porção superior da crosta terrestre (litosfera), mais precisamente a porção superior do regolito, que é o material solto, constituído de rocha alterada e solo, ocorrendo acima da rocha consolidada (Figura 1). FIGURA 1 - REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DA FORMAÇÃO DE UM SOLO Fonte: https://www.shutterstock.com/pt/image-vector/easy-edit-vector-illustration-diagram-layer-155635208 A IMPORTÂNCIA DO SOLO EM SISTEMAS AGRÍCOLASUNIDADE 1 14 2.1 As rochas As rochas podem ser definidas como um agregado sólido que ocorre naturalmente, constituído por um, ou mais, minerais, e podem ser classificadas de acordo com sua composição química, sua forma estrutural ou sua textura, sendo mais comum classificá-las de acordo com os processos desuperfície do solo, a diversificação de espécies pela rotação, pela sucessão ou pela consorciação de culturas, a redução do intervalo de tempo entre a colheita e semeadura, o aporte de grande quantidade de material orgânico ao solo, com qualidade e frequência compatíveis com sua demanda biológica e a cobertura permanente do solo (DENARDIN et al., 2011). O SPD, desde que bem manejado, seguindo princípios básicos acima citados, alcança inúmeros benefícios com o passar do tempo, tais como a melhoria da qualidade do solo e aumento de produtividade dos cultivos (SÁ, et al. 2010). Além do plantio direto, nos próximos tópicos desta unidade vamos falar sobre outras práticas conservacionistas, que assim como o SPD garantem a qualidade do solo. 94QUALIDADE X DEGRADAÇÃO DO SOLO UNIDADE 4 FIGURA 1. IMAGEM DE UMA LAVOURA DE SOJA ILUSTRANDO O PLANTIO DIRETO NA PALHA Fonte: A autora (2021). 95 DEGRADAÇÃO DO SOLO2 TÓPICO QUALIDADE X DEGRADAÇÃO DO SOLO UNIDADE 4 Um solo em equilíbrio com o ambiente é considerado sadio, à medida que, quando em desequilíbrio, revela estar degradado e assim influencia negativamente o ambiente. Uma vez desprovido de sua vegetação natural, o solo fica exposto a uma série de fatores que tendem a degradá-lo em um ritmo que varia com suas características, o tipo de clima e os aspectos da topografia. A degradação acelerada sempre existirá se o agricultor não promover os cuidados devidos e combater as causas relacionadas a processos, como a lixiviação e acidificação, excesso de sais ou salinização, desertificação, poluição, degradação física e erosão (LEPSCH, 2010). 2.1 Causas de Degradação do Solo São diversas as causas da degradação do solo, mas em grande parte ela se inicia com o desmatamento, seguida por processos de ocupação do solo, como a construção de casas, ferrovias, estradas, agricultura, irrigação excessiva, mineração, etc. O lançamento de dejetos, sejam industriais ou domésticos, sem tratamento, podem causar a degradação do solo (ARAÚJO et al., 2012). As lavouras e as pastagens degradadas deixam pouco ou nenhuma cobertura vegetal para proteger o solo, acarretando, assim, a erosão que, por sua vez, leva os agricultores a desmatar, limpar e cultivar mais terras, causando mais degradação. Além da degradação do solo causada pela agricultura intensiva, também são notáveis os processos degradantes do solo presentes em canteiros de obras civis e nas atividades decorrentes da 96QUALIDADE X DEGRADAÇÃO DO SOLO UNIDADE 4 mineração, assim como as pressões da globalização que exigem a expansão das áreas de cultivo por meio do desmatamento de terras marginais. Em muitos casos, a degradação é causada, principalmente, devido à deterioração das propriedades físicas, seja pela compactação ou formação de crostas de superfície, ou pela deterioração das propriedades químicas devido à acidificação, ou ao acúmulo de sais. Entretanto, a maior parte da degradação do solo (85%) provém da erosão causada, sobretudo, pela ação destrutiva do vento e da água (BRADY; WEIL, 2013). 2.2 Principais Tipos de Degradação do Solo 2.2.1 Lixiviação e Acidificação A acidificação do solo é uma das consequências do empobrecimento do solo e ocorre com maior frequência em regiões de clima úmido, onde grande quantidade de chuva acarreta a lavagem progressiva de volumes significativos de cátions básicos (cálcio, magnésio, potássio e sódio). Com a lixiviação, esses cátions são trocados pelo hidrogênio, tornando o solo cada vez mais ácido. Essa acidez do hidrogênio é convertida em alumínio que, em altas concentrações, se torna tóxico para a maior parte das plantas cultivadas (LEPSCH, 2010). O processo de acidificação é acelerado pela colheita dos produtos agrícolas e também pelas chamadas chuvas ácidas, que podem ocorrer perto dos grandes centros urbanos, provocadas pelas fumaças emitidas por indústrias e veículos automotores (LEPSCH, 2010). 2.2.2 Salinização A salinização é o acúmulo de sais no solo, normalmente próximos à superfície. Pode ser considerada como um processo oposto à lixiviação, pois provoca a alcalinização do solo, ocorre em regiões de clima árido e semiárido, nos locais em que a maior parte da água recebida pelo solo evapora, ao invés de nele se infiltrar. A quantidade de cátions (sódio, cálcio, magnésio, etc.) excede àquela possível de ser retida pela CTC, e esses cátions se combinam e se precipitam dentro ou sobre o solo (LEPSCH, 2010). O aumento de sais solúveis em um solo eleva o seu potencial osmótico, por isso, as plantas têm dificuldade de absorver água e nutrientes, provocando a redução do seu crescimento, e também são perceptíveis injúrias foliares. A proporção elevada de sódio em relação a outros cátions compromete a capacidade de infiltração do solo pela dispersão das argilas e pela alcalinização (LEPSCH, 2010). 97QUALIDADE X DEGRADAÇÃO DO SOLO UNIDADE 4 A salinização pode se agravar se a água usada para a irrigação for de má qualidade, isto é, salobra, com muitos sais em solução. Para contornar esses problemas é necessário instalar um adequado sistema de drenagem para retirar o excesso de água (LEPSCH, 2010). 2.2.3 Desertificação A desertificação é o resultado da extrema degradação de terras situadas em regiões áridas e semiáridas onde os solos estão mais vulneráveis à exploração agropastoril inapropriada. Ela pode ser ocasionada tanto por atividades humanas quanto por variações climáticas (LEPSCH, 2010). O processo de desertificação pode ocorrer em regiões onde as necessidades da população excedem a capacidade de produção de seus solos. Em períodos mais úmidos, os solos podem até serem produtivos para atender às necessidades locais de alimentos. Contudo, durante os períodos mais secos, a população permanece com o pastoreio de seus animais, que podem consumir até folhas de árvores que são cortadas. Com isso o solo fica completamente desprotegido e é removido pelos ventos. Quando vêm as chuvas, a erosão aumenta ainda mais. Se este ciclo continuar a área se torna desertificada (LEPSCH, 2010). Um dos maiores impactos da desertificação é a redução da biodiversidade e da capacidade dos solos de serem usados para a agricultura. Segundo estimativas da Organização das Nações Unidas para a Alimentação e a Agricultura (FAO), mais de 200 milhões de pessoas são diretamente afetadas pela desertificação e cerca de um bilhão está em risco, por esses processos de degradação do solo (LEPSCH, 2010). 2.2.4 Poluição do Solo Periodicamente, os agricultores adicionam ao solo uma quantidade de nutrientes, aproximadamente na mesma proporção da que é removida pelas colheitas. Se os nutrientes forem adicionados em excesso, o solo pode absorver alguns deles, e outros podem ser lixiviados (LEPSCH, 2010). Por isso, os fertilizantes devem ser aplicados em quantidades calculadas e adequadas, em caso excesso, movem-se como poluentes nas águas que se infiltram no interior do solo, escorrem nas enxurradas ou ainda são volatilizadas para a atmosfera. O nitrogênio dos fertilizantes, na forma de nitratos, pode ser lixiviado com facilidade para o lençol freático e daí para as nascentes. Água com altos teores de nitratos é prejudicial à nossa saúde (LEPSCH, 2010). 98QUALIDADE X DEGRADAÇÃO DO SOLO UNIDADE 4 Quando as enxurradas carregando fertilizantes atingem lagos e rios, fertilizam as plantas aquáticas que crescem desordenadamente, consomem o oxigênio da água causando a eutrofização (LEPSCH, 2010). Além disso, inseticidas e herbicidas devem ser usados nas quantidades mínimas necessárias, escolhidos entre os que mais facilmente se decompõem e o solo que os recebe deve ser protegido contra a erosão para que tais substâncias não sejam arrastadas com ele para os cursos d’água (LEPSCH, 2010). 2.2.5. Degradação Física Os organismos do solo, incluindo as raízes, dependem do oxigênio e da água contida no espaço poroso entre os agregados que formama estrutura do solo. Práticas agrícolas podem alterar a estrutura desses agregados, e diminuírem os poros, acarretando dificuldades de penetração das raízes, bem como carência de ar e de água (LEPSCH, 2010). As principais alterações da estrutura do solo são: a compactação e o encrostamento. A compactação resulta da compressão mecânica do solo pela força exercida sobre ele, como, por exemplo, pelo tráfego de veículos pesados ou pela aração. Quando o arado corta o solo para revolvê-lo, a parte logo abaixo da revolvida é comprimida pela força exercida pelo disco do arado e pela roda do trator. A camada compactada prejudica o enraizamento e a penetração de água. Por isso, frequentemente, essa camada compactada tem de ser desfeita com o uso de outro implemento, chamado subsolador (LEPSCH, 2010). Já o encrostamento acontece pelo impacto direto das gotas da chuva na superfície de solos com argilas mais suscetíveis à dispersão. Essas crostas diminuem a infiltração de água no solo, mas podem ser evitadas com a manutenção de cobertura vegetal ou com a escarificação frequente (LEPSCH, 2010). 2.3 Erosão A superfície da Terra não é estática, e sofre contínuas modificações desde os primórdios de sua formação. Os rios, os ventos, as geleiras e as enxurradas das chuvas deslocam, transportam e depositam continuamente as partículas do solo, o que é chamado de erosão geológica. Esse processo erosivo é equilibrado pelos contínuos processos de renovação do solo e, com esse equilíbrio dinâmico, a vida na Terra foi mantida por muitos milhões de anos, caracterizando o processo de erosão geológica (LEPSCH, 2010). No entanto, quando o homem cultiva a terra, esse equilíbrio pode ser rompido. Na maior parte dos sistemas de cultivo, é preciso retirar a cobertura vegetal original e revolver 99QUALIDADE X DEGRADAÇÃO DO SOLO UNIDADE 4 o solo com o arado, fertilizá-lo e, por vezes, irrigá-lo. Essas operações, quando efetuadas sem o devido cuidado, promovem a erosão acelerada e outras formas de degradação (LEPSCH, 2010). A erosão acelerada ocorre quando o solo ou a vegetação natural são alterados pelo pastoreio, pela derrubada de florestas para uso agrícola, pela aração de encostas ou por terraplanagens para a construção de estradas e edifícios (BRADY; WEIL, 2013). É considerada uma das principais causas do depauperamento dos solos, e ocorre, principalmente, pela remoção seletiva das partículas do solo das partes mais altas, as quais são depositadas nas terras mais baixas, ou, no fundo dos lagos, rios e oceanos (LEPSCH, 2010; BRADY; WEIL, 2013). 2.3.1 Tipos de Erosão A erosão nada mais é do que um processo físico de desagregação, transporte e deposição do solo por agentes como a água (erosão hídrica) e o vento (erosão eólica). A erosão hídrica vai predominar em regiões de elevadas precipitações pluviométricas, em áreas com solo descoberto e com topografia irregular. Já a erosão eólica vai ocorrer com maior intensidade em regiões áridas, semiáridas e com solo descoberto, tanto em áreas planas como de topografia irregular (PES; GIACOMINI, 2017). No Brasil, a erosão hídrica é a mais importante e se processa em duas fases distintas: desagregação e transporte. A desagregação é ocasionada tanto pelo impacto direto no solo das gotas da chuva, como pelas águas que escorrem na sua superfície. Em ambos os casos, é uma intensa forma de energia do movimento (ou energia cinética) que desagrega e arrasta o solo. O impacto direto das gotas de chuva provoca forte desagregação das partículas de solo e isso ocorre somente quando sua superfície está desprovida de vegetação (LEPSCH, 2010). Quando a água da chuva chega a escorrer, forma a enxurrada que desgasta o solo de formas diversas, dependendo da sua quantidade e da maior ou menor suscetibilidade à erosão do horizonte por sobre o qual ela escoa. Três tipos principais de erosão hídrica são conhecidos: laminar, em sulcos e em voçorocas. A erosão laminar é a uniforme remoção de uma delgada camada superior do terreno. Ao colidirem com a superfície do solo desnudo, as gotas de chuva rompem os agregados, reduzindo-os a partículas menores, passíveis de serem arrastadas pela energia da enxurrada. Se não forem adotadas medidas de controle da enxurrada pelo agricultor, 100QUALIDADE X DEGRADAÇÃO DO SOLO UNIDADE 4 essa ação erosiva continuará a atuar, e provocará o aparecimento de sulcos (LEPSCH, 2010). A erosão em sulcos resulta de irregularidades na superfície do solo, devido à concentração da enxurrada em determinados locais. Em algumas encostas, a água que escorre de pequenos sulcos converge para outros, mais acentuados. Ao se concentrar, ano após ano, nos mesmos sulcos, eles vão se ampliar, até formarem grandes cavidades ramificadas (LEPSCH, 2010). Se desde o início a enxurrada não for controlada, os sulcos irão se transformar em voçorocas, as formas mais espetaculares de erosão, apresentando-se como fissuras disseminadas nas encostas e podem atingir profundidades de vários metros, até o horizonte C dos solos, com paredes quase verticais. Esse tipo de erosão indica destruição total de áreas agrícolas e, por vezes, também de áreas urbanas (LEPSCH, 2010). A evolução dos sulcos para voçorocas é normalmente causada por aradura, semeadura e cultivos alinhados no sentido morro abaixo, o que facilita o direcionamento das enxurradas. A pecuária extensiva, com animais caminhando repetidamente em uma mesma direção muito inclinada, e estradas rurais mal planejadas, também podem concorrer para a formação das voçorocas (LEPSCH, 2010). Já a erosão eólica, é capaz de provocar danos generalizados, não apenas à vegetação e aos solos dos locais erodidos, mas à qualquer coisa que possa ser danificada devido à ação abrasiva das partículas carregadas pelo vento. Além disso, esse tipo de erosão também prejudica as áreas além do local erodido, alterando o solo onde as partículas transportadas se depositam (BRADY; WEIL, 2013). Na erosão eólica, o ar em movimento faz com que haja desagregação de pequenos grãos de solo a partir de pequenos agregados ou de torrões dos quais fazem parte. Depois que o ar em movimento está́ carregado de partículas do solo, o seu poder abrasivo é muito grande. O impacto desses grãos, que se movem rapidamente, desaloja outras partículas dos torrões e agregados. Essas partículas de solo podem ser transportadas por saltação (movimento das partículas provocado por uma série de saltos curtos), rastejo no solo (decorrente do processo da saltação) ou suspensão (as partículas de poeira e de areia fina são movidas para cima e paralelamente à superfície do solo) (BRADY; WEIL, 2013). Umas das principais formas de proteger o solo contra a erosão é por meio da utilização de práticas conservacionistas. Essas práticas serão estudadas no próximo tópico desta unidade. 101QUALIDADE X DEGRADAÇÃO DO SOLO UNIDADE 4 2.4 Identificação de Solos Degradados Por meio de parâmetros, como aqueles que avaliam a qualidade do solo, podemos identificar um solo degradado. Os solos degradados apresentam valores de menores de pH e menores concentrações de mateira orgânica e de minerais como o fosforo e cálcio. A biomassa microbiana também é menor em solos degradados, o que pode estar relacionado a condições desfavoráveis de pH e matéria orgânica que prejudicam a proliferação de microrganismos. Também é possível identificar um solo degradado por meio do teor de argila. Em nitossolos vermelhos, a erosão remove as camadas superiores de solo mais arenosos, com isso, esses solos, quando degradados, apresentam maiores concentrações de argila (NOGUEIRA-JUNIOR, 2000). Além das análises físico-químicas e biológicas do solo, a identificação de degradação também se dá por meio de técnicas de sensoriamento remoto e geoprocessamento. Essas técnicas contribuem de modo expressivo para a rapidez, eficiência e confiabilidade nas análises que envolvem os processosde degradação do solo (ROSENDO, 2005). O planejamento e o monitoramento por meio da utilização de geotecnologias têm contribuído de forma efetiva na identificação dos diferentes usos atribuídos ao solo (PEPE; CAMPOS; ALOVISI JÚNIOR, 2009). A elaboração de mapas, com auxílio de softwares de geoprocessamento, tornou possível a identificação de áreas degradadas. Acredita-se que o uso de geotecnologias, em conjunto com a pesquisa em campo e em laboratório, tende a enriquecer ainda mais o diagnóstico do potencial degradação de regiões com solo degradado (CARVALHO; SILVEROL, 2017). 102 Você sabia que existem três datas para comemorar o dia do solo? 15 de abril (Dia Nacional da Conservação do Solo), 22 de abril (Dia Internacional da Mãe Terra) e 5 de dezembro (Dia Mundial do Solo). As três nos levam a pensar sobre como tratamos a terra. Para saber mais sobre a história por trás da definição dessas datas comemorativas, e ver um alerta da FAO sobre a degradação do solo, leia a matéria publicada pela Embrapa: Dia Nacional da Conservação do Solo: sua história e um alerta da FAO. Disponível em: https://www.embrapa.br/busca-de-noticias/-/noticia/11582581/dia-nacional-da-conservacao-do-solo- sua-historia-e-um-alerta-da-fao. SAIBA MAIS QUALIDADE X DEGRADAÇÃO DO SOLO UNIDADE 4 103 IMPORTÂNCIA DA CONSERVAÇÃO DO SOLO3 TÓPICO QUALIDADE X DEGRADAÇÃO DO SOLO UNIDADE 4 Durante muito tempo as práticas agrícolas convencionais, em todo o mundo, propuseram um intenso preparo do solo, prática em que o solo fica descoberto e, portanto, desprotegido contra os efeitos da erosão. No entanto, na última metade do século passado, alguns avanços tecnológicos trouxeram soluções a esse problema, permitindo que os agricultores manejem suas áreas com redução da movimentação do solo devido à implantação do SPD (BRADY; WEIL, 2013). De forma geral, a ciência da conservação do solo recomenda algumas medidas que tem como objetivo a proteção do solo, a mitigação dos processos erosivos, o aumento da disponibilidade de água e nutrientes, a manutenção ou recuperação das condições físicas, químicas e biológicas do solo, e o estabelecimento de critérios para o uso e manejo dos solos, de forma a não comprometer sua capacidade produtiva (ELTZ; AMADO; LOVATO, 2005; PES; GIACOMINI, 2017). Desde a época em que os sistemas de preparo do solo de forma conservacionistas tiveram início, inúmeros testes de campo demonstraram que os métodos de preparo do solo envolvidos diminuem a erosão em relação aos métodos de preparo convencionais (BRADY; WEIL, 2013). As práticas conservacionistas empregam tecnologias modernas e permitem, entre tantas melhorias, controlar a erosão e/ou reduzi-la significativamente. De acordo com Lepsch (2010) o solo pode, sim, ser cultivado sem ser degradado e, assim, estabelecer uma relação harmônica entre a agricultura e o meio ambiente equilibrado. As práticas conservacionistas visam a prevenção à degradação e recuperação dos solos agrícolas. De maneira geral, as práticas de conservação do solo devem: proporcionar 104QUALIDADE X DEGRADAÇÃO DO SOLO UNIDADE 4 uma cobertura do solo, através de plantas vivas ou de seus resíduos culturais, durante o maior tempo possível; maximizar a infiltração da água da chuva e/ou de irrigação no solo; evitar o escoamento da água no sentido do declive (PES; GIACOMINI, 2017). Do mesmo modo, as práticas conservacionistas evitam o impacto da água da chuva e depois o seu escoamento. Ao evitar as enxurradas, toda essa água infiltra-se no solo, sem remover o horizonte A, enriquecendo os mananciais subterrâneos. Sem o escoamento superficial, os rios não são sobrecarregados, e evitam-se assim, as inundações dos campos de cultivo e de áreas urbanas. Essas práticas são essencialmente benéficas para todos, porque proporcionam tranquilidade tanto no campo como na cidade. Para executá-las, é preciso conhecer o solo e, assim, melhor conservá-lo (LEPSCH, 2010). Existem muitos meios de conservar o solo e, para efeito didático, são classificados em três grupos principais, que serão estudados nesta unidade: práticas de caráter edáfico, mecânico e vegetativo. 3.1 Práticas Conservacionistas de Caráter Vegetativo São métodos de cultivo que visam controlar a erosão com o aumento da cobertura vegetal do solo. As principais práticas são: reflorestamento, formação e manejo adequado de pastagens, cultivos em faixas, controle das capinas, faixas de árvores em forma de quebra-ventos e cobertura do solo com palha (LEPSCH, 2010). Essas práticas são bastante efetivas no controle da erosão, e se baseiam no princípio de melhor cobrir o solo, com árvores, folhagens ou resíduos vegetais, imitando a natureza. O revestimento vegetal protege tanto pela interceptação das gotas da chuva como pela diminuição da velocidade de escoamento das enxurradas. Além disso, fornece matéria orgânica e sombreamento ao solo. Os benefícios são usufruídos por alguns animais úteis ao solo, como as minhocas, o que diminui as perdas pela lixiviação que leva os elementos nutritivos para a profundidade (LEPSCH, 2010). Áreas reflorestadas, além de proteger o solo, fornecem lenha, madeira, carvão que, de outra forma, viriam de áreas de mata nativa. O reflorestamento ciliar, preferivelmente com espécies arbóreas nativas, é usado para a proteção das margens dos rios e evita o desbarrancamento (LEPSCH, 2010). 105QUALIDADE X DEGRADAÇÃO DO SOLO UNIDADE 4 3.2 Práticas Conservacionistas de Caráter Edáfico As práticas de caráter edáfico são medidas que dizem respeito ao solo, para manter ou melhorar sua fertilidade, principalmente em relação à adequada disponibilidade de nutrientes para as plantas. Essas medidas baseiam-se em três princípios: eliminação ou controle das queimadas, adubações, calagem e rotação de culturas (LEPSCH, 2010). As queimadas são consideradas a forma mais rápida e econômica de limpar um terreno, de combater certas doenças ou pragas das culturas, de facilitar a colheita (caso da cana-de-açúcar) ou de renovar pastagens. Em sistemas de agricultura itinerante, muitas vezes, é a forma de tornar rapidamente disponíveis os nutrientes, em forma de cinzas, contidos na biomassa da vegetação natural. No entanto, se a queimada for efetuada com muita frequência, deixa o solo sem nenhuma proteção, o que aumenta a erosão, volatiliza elementos úteis à nutrição das plantas e contribui para a poluição atmosférica. A queima de florestas, pastagens e de restos culturais deve ser evitada ou, pelo menos, reduzidas ao mínimo necessário (LEPSCH, 2010). As adubações e correções da acidez visam adicionar ao solo os nutrientes que lhe faltam para o melhor desenvolvimento das lavouras. Além de corrigirem as deficiências naturais do solo, repõem os nutrientes removidos com as colheitas e corrigem sua acidez. Para saber como efetuar a adubação, o agricultor moderno retira uma amostra do solo e a envia para um laboratório, para que seja analisada. Com base na análise, serão indicados os corretivos e fertilizantes que devem ser usados (LEPSCH, 2010). No sistema de rotação de culturas, alternam-se, em um mesmo terreno, diferentes culturas, em uma sequência regular. Assim, não se repete durante muito tempo o cultivo de uma espécie em um mesmo local. Essa prática baseia-se no fato de as culturas terem sistemas radiculares e exigências nutricionais diferentes. A rotação alterna uma cultura com maior capacidade de extrair nutrientes do solo com outra de menor capacidade, como algodão, soja, milho, altamente aconselhável, porque a soja é menos exigente em nutrientes, e fixa o nitrogênio do ar atmosférico. Assim, ela irá melhorar o solo, deixando ricos resíduos, que poderão ser posteriormente aproveitados pelo algodão e pelo milho (LEPSCH, 2010). 3.3 Práticas Conservacionistas de Caráter Mecânico Relacionam-se ao trabalho de conservação do solo, a utilização de máquinas. Em geral, introduzem algumasalterações no relevo, para corrigir os declives muito acentuados pela construção de canais ou patamares em linhas de nível, os quais interceptam as águas das enxurradas, forçando-as a se infiltrar ao invés de escorrer. De uma maneira geral, essas 106QUALIDADE X DEGRADAÇÃO DO SOLO UNIDADE 4 práticas requerem maiores recursos financeiros, mas podem ser indispensáveis para que terrenos declivosos sejam convenientemente usados, sem o risco de serem severamente erodidos (LEPSCH, 2010). Entre as principais práticas mecânicas de conservação, citam-se a aração e o plantio em curvas de nível, os terraços do tipo camalhão e as estruturas para desvio e infiltração das águas que escoam das estradas (LEPSCH, 2010). O preparo do solo e o plantio em curvas de nível, também chamado de semeadura em contorno, consistem em executar todas as operações de plantio e cultivo no sentido perpendicular às maiores pendentes. Assim, cada uma das fileiras de plantas atua como pequenos sulcos e montículos de terra, que as máquinas cultivadoras deixam na superfície, compondo obstáculos que interceptam a enxurrada. O plantio em contorno é uma prática que, além de ser de simples controle da erosão, facilita a adoção de outras práticas complementares de caráter vegetativo (LEPSCH, 2010). O termo terraço também é usado para designar o conjunto formado por um canal e camalhão (ou dique de terra) (Figura 2), construídos a intervalos regulares, no sentido transversal à inclinação do terreno, para captar as enxurradas, forçando-as a se infiltrarem no solo, ou conduzindo-as a local não recentemente cultivado (LEPSCH, 2010). O terraceamento é uma prática mecânica muito eficiente no controle da erosão, desde que seja bem-planejado e executado, e apresente uma manutenção adequada. Por outro lado, um sistema de terraços mal planejado poderá causar muito mais prejuízos do que benefícios, pois se um camalhão se romper, pelo transbordamento de água de chuva muito intensa, o mesmo acontecerá com todos os outros que estão abaixo, causando profundos sulcos de erosão (LEPSCH, 2010). 107 O terraceamento da lavoura é uma prática que tem por objetivo combater a erosão por meio da construção de terraços, os quais irão disciplinar o volume de escoamento das águas das chuvas. Existem diversos tipos de terraços, os quais devem ser selecionados de acordo com a declividade do relevo da área. Faça a leitura do material elaborado por pesquisadores da Embrapa, “Boas práticas agrícolas — Terraceamento”, e conheça quais são e quando instalar os diferentes tipos de terraços. Para saber mais acesse: https://www.embrapa.br/documents/10180/13599347/ID01.pdf SAIBA MAIS QUALIDADE X DEGRADAÇÃO DO SOLO UNIDADE 4 FIGURA 2. IMAGEM EVIDENCIANDO O PREPARO DO SOLO COM TERRACEAMENTO Fonte: adaptado de Machado e Wadt (2009). 108 Os solos são fundamentais para a vida na Terra, mas as pressões humanas sobre os recursos do solo estão alcançando limites críticos. O manejo cuidadoso do solo é um elemento essencial da agricultura sustentável e também fornece uma alavanca valiosa para a regulação do clima e um caminho para salvaguardar os serviços ecossistêmicos e a biodiversidade”. Fonte: Carta Mundial do Solo (FAO, 2015). REFLITA QUALIDADE X DEGRADAÇÃO DO SOLO UNIDADE 4 109 Nesta unidade aprendemos sobre aspectos importantes relacionados à qualidade do solo. Foi possível identificar quais parâmetros devem ser analisados ao avaliar a qualidade do solo, e qual a relação desses parâmetros com a produção das culturas. Além disso, compreendemos que quando os solos não são bem manejados, eles tornam-se degradados devido à ação de processos como a lixiviação, acidificação, poluição, erosão, etc. Portanto, é essencial a adoção de práticas conservacionistas para a proteção da estrutura do solo e manutenção dos minerais, matéria orgânica e microrganismos, os quais são imprescindíveis para um solo de qualidade. CONSIDERAÇÕES FINAIS QUALIDADE X DEGRADAÇÃO DO SOLO UNIDADE 4 110 LEITURA COMPLEMENTAR Capacidade de uso e manejo conservacionista do solo de um fragmento de cerrado sensu stricto, Montes Claros-MG A degradação do solo decorre de processos físicos e químicos. A atividade humana favorece sua aceleração por meio das práticas improprias de manejo, como sobre pastejo intensivo e desmatamento. Estes processos implicam na redução do volume, fertilidade e atividade biológica do solo explorado, fazendo-se necessário o uso de práticas conservacionistas, o que aumenta a capacidade produtiva do solo e seu tempo de uso. Objetivou-se determinar a atual capacidade de uso do solo de uma área de cerrado sensu stricto. Para tais resultados, foram obtidos os dados referentes a clima, relevo, fertilidade do solo e histórico de uso da área. Com isso, uma área especializada em formação para cultivos intensivos, mas com adaptação uma pastagem. O solo possui problemas de conservação, devido apouca profundidade natural, o que foi agravado pela ação da erosão hídrica. Uma área foi classificada com declividade ligeira (5,37%), o que pode acelerar a erosão hídrica. É recomendada a recomposição vegetal do solo, bem como ouso de curvas de nível. Fonte: XAVIER, M. V. B. et al. Capacidade de uso e manejo conservacionista do solo de um fragmento de cerrado sensu stricto, Montes Claros-MG. Research, Society and Development, v. 10, n. 7, e41410716697, 2021. QUALIDADE X DEGRADAÇÃO DO SOLO UNIDADE 4 111 MATERIAL COMPLEMENTAR FILME/VÍDEO • Título: Plantas indicadoras de qualidade de solo • Ano: 2020. • Sinopse: Neste vídeo o apresentador discute sobre a importância do entendimento da dinâmica da vegetação espontânea que nasce no solo, também conhecida como planta daninha, para traçar estratégias para o preparo do solo. Nem sempre as plantas daninhas devem ser vistas como prejudiciais aos sistemas agrícolas, pois muitas vezes o seu crescimento e persistência na área pode estar relacionado ao fato de que algo não está funcionando de forma adequada no solo. Por este motivo, são chamadas de plantas indicadoras de qualidade do solo. Esse olhar traz muita sabedoria e nos diz boa parte do que precisamos fazer para melhorar o solo, dependendo da cultura a ser implantada. • Link do vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=WJ4fgDwZAew LIVRO • Título: Formação e Conservação dos Solos • Autor: Igo F. Lespsch. • Editora: Oficina de textos. • Sinopse: O livro formação e Conservação dos solos inicia-se com um breve histórico da evolução dos conhecimentos sobre o solo. A seguir, são explicados os seus principais constituintes, e os fatores naturais responsáveis pela sua formação, ou seja, a explicação da razão de os solos diferirem de um lugar para outro. Os principais solos do mundo e, em particular, do Brasil são descritos com a terminologia dos sistemas de classificação nacional e internacional. Há também o mapeamento das várias regiões do Brasil, segundo o recente Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. A última parte do livro trata das causas da degradação dos solos, com destaque à erosão, e seu controle por meio das práticas de conservação do solo recomendadas para a agricultura moderna. QUALIDADE X DEGRADAÇÃO DO SOLO UNIDADE 4 112 FILME/VÍDEO • Título: Desertificação no Brasil 33% da superfície do planeta já está comprometida • Ano: 2012. • Sinopse: O vídeo mostra o que é o processo de desertificação, onde ele normalmente ocorre, e como sua ocorrência provoca impactos na sociedade de forma geral e na economia. Também são discutidas as práticas conservacionistas que podem ser empregadas para que não ocorra a desertificação de determinada área. • Link do video: https://www.youtube.com/watch?v=9v0kxhcWViY FILME/VÍDEO • Título: Práticas conservacionistas do solo e da água são importantes para produção de alimentos • Ano: 2019. • Sinopse: Neste vídeo são discutidas algumas situações de degradação do solo, e como a adoção de práticas conservacionistasdo solo e da água são importantes para que seja possível obter um solo de qualidade e, consequentemente, garantir a produção das culturas. • Link do vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=lYiMyvjiOrQ QUALIDADE X DEGRADAÇÃO DO SOLO UNIDADE 4 113 CONCLUSÃO GERAL Prezado(a) aluno(a), Neste material, busquei trazer para você os principais temas relacionados ao solo. Para tanto abordamos o histórico da utilização do solo na agricultura, e a importância dessa atividade para o desenvolvimento da humanidade. A partir do entendimento da importância do solo, compreendemos que sua formação não é um processo simples, mas, sim, o conjunto de uma série de fatores, que juntos, deram origem à principal ferramenta utilizada para o funcionamento dos ecossistemas, o solo. Compreendemos que o solo é um meio dinâmico e constituído por diversos componentes de natureza química, física e biológica, que juntos, e em equilíbrio, são responsáveis para alcançar a qualidade do solo. Além disso, também discutimos sobre a importância da fertilidade do solo para um adequado desenvolvimento das culturas. Tudo isso, é responsável por garantir a produtividade das culturas. Destacamos que, naturalmente, o solo entra em processo de degradação diante de algumas atividades de natureza antrópica. Dessa forma, discutimos os principais tipos de degradação e como proceder diante de sua ocorrência. Diversas práticas podem ser adotadas para evitar a degradação do solo, assim como para promover a recuperação de áreas que já se encontram em processo de degradação. Através da utilização dessas práticas conservacionistas, é possível alcançar uma agricultura sustentável. A partir de agora, acredito que você já está preparado para auxiliar produtores rurais a entender melhor as características do solo, para que seja possível manejá-lo de forma adequada, de acordo com as necessidades encontradas em cada área de cultivo. Até uma próxima oportunidade. Muito Obrigada! 114 REFERÊNCIAS AGUIAR, M. I. Qualidade física do solo em sistemas agroflorestais. 2008. 91f. Dissertação (Mestrado em Solos e Nutrição de Plantas) – Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2008. ALMEIDA, J. A agronomia entre a teoria e a ação. Porto Alegre: UFRGS, 2004. Disponível em: https://www.ufrgs.br/temas/wp-content/uploads/2021/04/2000_agronomia_teoria_acao.pdf. Acesso em: 19 out. 2021. ANJOS, L. H.; FERNANDES, M. 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As rochas magmáticas também podem ser classificadas como: vulcânicas (ou extrusivas), que são aquelas formadas devido às erupções vulcânicas, que passaram por um rápido processo de resfriamento na superfície, como acontece com o basalto, a pedra- pomes e o vidro vulcânico; e plutônicas (ou intrusivas), formadas dentro da crosta terrestre por meio de um processo lento de resfriamento, como acontece com o granito e a diábase (DAIBERT e SANTOS, 2014). 2.1.2 Rochas Sedimentares As rochas sedimentares são formadas pelo acúmulo de pequenos fragmentos que são decorrentes do desgaste de uma rocha matriz. Por serem constituídas por sedimentos acumulados, recebem o nome de rochas sedimentares, e podem ser classificadas em: • Detríticas – formadas a partir de detritos de outras rochas, como, por exemplo, o arenito, o argilito, o varvito e o folhelho. • Quimiogénicas – formadas devido à precipitação de substâncias dissolvidas em água, assim como ocorre com o sal-gema, as estalactites e as estalagmites. • Biogênicas – formadas por restos de seres vivos. Aqui pode-se citar como exemplo o calcário conquífero, formado a partir dos resíduos de conchas de animais marinhos e que possui o mineral calcita, e o carvão, formado a partir dos resíduos de vegetais. A IMPORTÂNCIA DO SOLO EM SISTEMAS AGRÍCOLASUNIDADE 1 15 2.1.3 Rochas Metamórficas As rochas metamórficas são formadas pela deformação de rochas magmáticas, sedimentares, e até mesmo outras rochas metamórficas, devido às alterações de condições ambientais, como a temperatura e a pressão, ou a atuação simultânea de ambas. Como exemplos de rocha metamórfica podemos citar o gnaisse, que é formado a partir do granito, a ardósia, formada a partir do argilito, o mármore, formado a partir do calcário, e o quartzito, formado a partir do arenito (DAIBERT; SANTOS, 2014). 2.2 Intemperismo O intemperismo é o conjunto de fenômenos químicos, físicos e biológicos que provocam a alteração das rochas e seus minerais e que levam à degradação e enfraquecimento das rochas. Esse fenômeno, junto com a erosão, é de grande importância para a formação, assim como para a constante modificação no relevo terrestre (DAIBERT e SANTOS, 2014). As rochas e seus minerais são submetidos à ação dos agentes do intemperismo, e os fragmentos obtidos de tais rochas vão ficando cada vez menores e se acumulando nas encostas, baixadas ou até mesmo sobre o próprio material de origem. Dessa forma, é sobre esse material geológico o verdadeiro solo é formado, resultante da ação de forças pedogenéticas (DAIBERT e SANTOS, 2014). Para que seja possível a formação de diferentes tipos de rochas, essas passam por processos específicos, resultando em propriedades particulares em cada uma delas. Para compreender melhor os processos de formação das rochas ígneas, sedimentares e metamórficas, assista ao vídeo disponível no link: https://www.youtube.com/watch?v=EGK1KkLjdQY. SAIBA MAIS A IMPORTÂNCIA DO SOLO EM SISTEMAS AGRÍCOLASUNIDADE 1 16 A seguir, você irá conhecer os diferentes tipos de intemperismo. 2.2.1 Intemperismo Físico O intemperismo físico é responsável por alterar o tamanho ou a forma dos minerais sem modificar a composição mineralógica (CARNEIRO; GONÇALVES e LOPES, 2009). Ocorre principalmente devido à variação de temperatura nas rochas, sendo mais comum em climas secos, sejam eles quentes ou frios. As rochas podem se expandir ou contrair quando são aquecidas e resfriadas, respectivamente, e com isso, acaba havendo uma tendência de as rochas se fragmentarem devido ao enfraquecimento de suas estruturas. Considerando que a superfície externa das rochas frequentemente permanece mais quente, ou mais fria, do que as porções mais protegidas em seu interior, algumas rochas podem sofrer intemperismo por esfoliação, que é a desintegração em camadas das suas partes externas (BRADY e WEIL, 2013). O intemperismo físico também pode acontecer devido à abrasão por água, gelo e vento. No caso da água, existe a possibilidade do transporte de sedimentos, que tem um enorme poder de erosão. O arredondamento das rochas do leito dos rios e os grãos de areia das praias constituem um exemplo da abrasão provocada pela água em movimento (BRADY e WEIL, 2013). O transporte de poeira e areia pelo vento, também é considerado agente de intemperismo físico devido à abrasão provocada nas rochas. A ação da movimentação de gelo também se enquadra no intemperismo físico, pois trituraram e incorporaram fragmentos de rocha e solo, transportando grandes quantidades desses materiais (BRADY e WEIL, 2013). 2.2.2 Intemperismo Biogeoquímico O intemperismo químico compreende as fases de decomposição química dos minerais primários das rochas e de síntese de minerais secundários, bem como liberam os nutrientes das plantas em formas solúveis. A decomposição dos minerais primários das rochas resulta da ação separada ou simultânea de vários processos químicos, sendo eles: hidrólise, oxidação, hidratação, carbonatação e dissolução (BRADY e WEIL, 2013). Enquanto o intemperismo físico é mais acentuado em ambientes muito frios ou muito secos, os processos químicos são mais intensos onde o clima é úmido e quente. No entanto, ambos os tipos de intemperismo ocorrem juntos, e um tende a acelerar o outro. Por exemplo, a abrasão física (pelo atrito) diminui o tamanho das partículas, consequentemente A IMPORTÂNCIA DO SOLO EM SISTEMAS AGRÍCOLASUNIDADE 1 17 aumentando sua superfície e tornando-as mais suscetíveis às rápidas reações químicas (BRADY e WEIL, 2013). O intemperismo químico conta com a atuação de agentes geológicos, como a água e o oxigênio, e também com agentes biológicos, como os ácidos produzidos pelo metabolismo dos microrganismos e das raízes das plantas. Dessa forma, a denominação intemperismo biogeoquímico é frequentemente utilizada para descrever tais processos (BRADY e WEIL, 2013). 2.3 Fatores que Influenciam a Formação do Solo Conforme apresentado anteriormente, a formação dos solos está relacionada às intempéries sofridas, e à interação de cinco fatores, o material de origem, o clima, os organismos, o relevo e o tempo, que atuam de forma dependente uns dos outros. Vejamos como esses fatores atuam. 2.3.1 Material de Origem O material de origem é a matéria-prima a partir da qual os solos se desenvolvem, podendo ser de natureza mineral, compreendido por rochas ou sedimentos, ou orgânica, que são os resíduos vegetais. Por ocuparem extensões consideráveis, os materiais rochosos são, sem dúvida, os mais importantes e abrangem os diversos tipos conhecidos de rochas (BERTOLLO et al., 2021). Devido ao fato de os solos terem se originado a partir de diferentes tipos de material de origem, eles podem apresentar diferentes características. Por exemplo, um solo pode herdar uma textura arenosa quando se origina a partir de um material constituído de partículas grosseiras e rico em quartzo, como o arenito ou o granito (BRADY e WEIL, 2013). A composição química e mineralógica do material de origem exerce forte influência sobre o intemperismo químico e a vegetação natural. Por exemplo, a presença de calcário em um material de origem é responsável por retardar o desenvolvimento da acidez que normalmente ocorre em climas úmidos (BRADY e WEIL, 2013). De forma geral, a natureza do material de origem influencia os tipos de argilas que se formam no solo em desenvolvimento, de forma que os argilominerais presentes nesse material de origem sãoresultantes de um ciclo anterior de intemperismo. Por sua vez, a natureza dos minerais de argila presentes afeta muito o tipo de solo que se desenvolve (BRADY e WEIL, 2013). A IMPORTÂNCIA DO SOLO EM SISTEMAS AGRÍCOLASUNIDADE 1 18 Os materiais de origem podem ser formados no local (in situ), como se fossem um manto residual intemperizado da rocha, ou podem ser transportados do local onde se formaram para serem depositados em outro lugar. Esse transporte pode ocorrer por ação da água, da gravidade, do gelo ou do vento (BRADY e WEIL, 2013). Embora os materiais de origem sejam classificados por suas propriedades químicas e físicas, eles também podem ser classificados de acordo com o modo como foram depositados, como: depósito em lagos; depósito por cursos d’água; depósitos em oceanos; depósitos por ação da gravidade; depósito por gelo; depósito por água; e depósito pelo vento (BRADY e WEIL, 2013). Apesar de esses termos se relacionarem apenas à forma de deposição do material de origem, normalmente as pessoas se referem aos solos que se formam a partir desses depósitos, como solos orgânicos, solos glaciais, solos aluviais e assim por diante. No entanto, esses termos são considerados pouco específicos, não só́ porque as propriedades do material de origem variam amplamente dentro de cada grupo, como também pelo fato de que o efeito do material de origem é modificado pela influência do clima, dos organismos, do relevo e do tempo (BRADY e WEIL, 2013). Existem diferentes tipos de material de origem. O solo brasileiro é formado a partir de três estruturas geológicas, são elas: escudos cristalinos, bacias sedimentares e terrenos vulcânicos. Cada uma permite a formação de determinados minerais e solos. A partir dessas estruturas geológicas são identificados quatro tipos de solos: terra roxa, massapé, salmorão e aluviais. Fonte: LARA, A. A. et al. Material de origem em solos brasileiros, coleção de rochas calcária. Revista Científica Eletrônica de Ciências Aplicadas da FAIT, v. 12, n. 2, p. 1-6, 2018. SAIBA MAIS A IMPORTÂNCIA DO SOLO EM SISTEMAS AGRÍCOLASUNIDADE 1 19 2.3.2 Clima O clima é considerado o fator mais influente entre os fatores que atuam sobre o material de origem, pois é responsável por determinar a natureza e a intensidade do intemperismo que ocorre em grandes áreas geográficas. A atuação do clima na pedogênese está associada principalmente aos atributos: precipitação efetiva e temperatura (PEREIRA et al., 2019). A precipitação efetiva é de grande importância quando se considera que é essencial para que todas as principais reações químicas de intemperismo ocorram. Mas para que tais reações aconteçam, a água deve penetrar no regolito. Pelas reações de hidrólise, ocorrem alterações do material de origem e a remoção dos solutos originados na reação. Além disso, a água atua na translocação, adição ou remoção de materiais no interior do perfil do solo. Quanto maior a profundidade de penetração da água, mais intemperizado e espesso será́ o solo (BRADY e WEIL, 2013). Da mesma forma, a limitação de água é um fator importante na determinação das características dos solos naquelas regiões mais secas. O déficit hídrico faz com que os sais solúveis não sejam lixiviados desses solos, de forma que em alguns casos sejam acumulados em níveis elevados e consequentemente limitam o crescimento das plantas (BRADY e WEIL, 2013). Por sua vez, a temperatura apresenta um efeito indireto, influenciando a velocidade das reações químicas e do intemperismo. A cada 10 °C de aumento na temperatura, as taxas das reações bioquímicas aumentam de forma exponencial, podendo até mesmo dobrar. Em ambientes de clima tropical, onde é comum a ocorrência de altas taxas de precipitação pluviométrica e altas temperaturas, o intemperismo é intenso (SILVA e TADRA, 2017), sendo formados solos profundos e de composição química e mineralógica bastante alterada. Já em regiões de clima frio e temperado, os solos tendem a ser mais jovens e menos intemperizados (BRADY e WEIL, 2013). 2.3.3 Biota Todos os organismos que habitam o solo desempenham um papel muito importante na sua formação, pois além de consistirem em fonte de matéria orgânica, atuam também na transformação dos constituintes orgânicos e minerais. De todos os organismos, a maior influência sobre a formação do solo é a da vegetação natural, isto porque ela fornece matéria orgânica, proteção contra a erosão devido à ação das raízes fixadas no solo, além de as folhas evitarem o impacto direto da chuva. Quando se decompõe, a matéria orgânica A IMPORTÂNCIA DO SOLO EM SISTEMAS AGRÍCOLASUNIDADE 1 20 libera ácidos que também participam na transformação dos constituintes minerais do solo (LIMA V. e LIMA M., 2007). A fauna do solo, que é representada por organismos como minhocas, besouros, formigas, cupins, entre outros, atua sobre a quebra e transporte dos resíduos vegetais no perfil do solo, enquanto os microrganismos, como os fungos e as bactérias, são responsáveis por realizarem o ataque microbiano, a partir do qual ocorre a transformação da matéria orgânica fresca em húmus. Esse composto apresenta grande capacidade de retenção de água e nutrientes, o que é muito importante para o desenvolvimento das plantas que habitam o solo (BRADY e WEIL, 2013). Os animais de grande porte também exercem influência sobre a formação do solo. Os roedores, as toupeiras e os cães-de-pradaria, perfuram superficialmente o solo, e esses túneis acabam facilitando o movimento da água e do ar em direção às camadas inferiores do solo. Por outro lado, em certas situações, a atividade animal pode impedir o desenvolvimento do solo por provocarem sua perda por erosão (BRADY e WEIL, 2013). As atividades humanas também influenciam consideravelmente a formação do solo. Atualmente, são responsáveis por causar a destruição da vegetação (árvores e capins), de forma que os cultivos subsequentes do solo para produção agrícola têm modificado, e muito, a formação dos solos (BRADY e WEIL, 2013). 2.3.4 Relevo O relevo é considerado um importante fator na formação do solo, pois é responsável pelo controle de toda dinâmica dos fluxos de água na paisagem, como lixiviação de solutos, atuação de processos erosivos e condições de drenagem (ANJOS et al., 1998). O relevo, muitas vezes referido como topografia, diz respeito às feições da superfície terrestre e é descrito em termos de diferenças de altitude, inclinação e posição na paisagem, ou seja, quanto à configuração do terreno, a qual tanto pode apressar como retardar o trabalho das forças climáticas (BRADY e WEIL, 2013). De acordo com o tipo de relevo, que pode ser plano, inclinado ou abaciado, a água da chuva pode entrar no solo (processo de infiltração), escoar pela superfície (consequentemente causando erosão), ou se acumular formando banhados (WILDING, 2000; LEPSCH, 2002). Nos relevos planos, praticamente toda a água da chuva infiltra no solo, o que leva à disponibilização de condições para que haja a formação de solos mais profundos. Por outro lado, nas regiões em que o relevo é inclinado, a maior parte da água escorre pela superfície, o que favorece a ocorrência de processos erosivos, consequentemente dificultando a A IMPORTÂNCIA DO SOLO EM SISTEMAS AGRÍCOLASUNIDADE 1 21 formação do solo e predominando solos rasos. Por sua vez, nas áreas onde o relevo é abaciado, além das águas da chuva, também recebem aquelas provenientes das áreas inclinadas, tendendo a um acúmulo e favorecendo o aparecimento de banhados, também chamados de várzeas, cujo se formam os solos chamados de hidromórficos (WILDING, 2000; LEPSCH, 2002; BRADY; WEIL, 2013). Rhue e Walker (1968) citado por Bonfatti (2012) propõem um modelo de segmentação da paisagem (Figura 2), em que demonstram as principais relações entre topografia e as características dos solos. Neste modelo de paisagem, foram propostos diferentes segmentos,sendo eles: • Topo: é a parte mais elevada da paisagem, cujo é possível encontrar tantos solos mais profundos, quando o topo é suavemente ondulado ou plano, quanto solos mais rasos, quando se constitui numa crista. • Ombro: consiste na área da paisagem onde o declive é maior, apresentando característica convexa, ocorrendo muito escoamento superficial. Normalmente nessa região formam-se solos rasos. • Encosta: localizada logo abaixo do ombro, é também uma área declivosa onde se observa muito escoamento superficial, tendendo à formação de solos rasos. No terço superior da encosta há maior retirada e transporte de material, e no terço inferior há maior deposição. No entanto, um importante fator relacionado à encosta diz respeito à cobertura vegetal. Quanto maior a cobertura, menor o escoamento e maior a infiltração, favorecendo a formação de solos mais profundos. • Pedimento: área após a encosta que assume formato côncavo, consequentemente contribuindo para a acumulação de material erodido do ombro e da encosta, com tendência a formação de solos mais profundos. • Planície aluvial: é formada por material transportado pelos rios (planície aluvial) ou por material retirado e depositado do ombro e encostas (planície coluvial). Normalmente é formado após um longo período de evolução da paisagem. A IMPORTÂNCIA DO SOLO EM SISTEMAS AGRÍCOLASUNIDADE 1 22 FIGURA 2 - MODELO DE SEGMENTAÇÃO DE UMA PAISAGEM Fonte: Bonfatti (2012) adaptado de: Rhue e Walker (1968). 2.3.5 Tempo O fator tempo apresenta uma relação não apenas de cronologia, mas também de maturidade e evolução (SILVA e TADRA, 2017). Sendo assim, de forma geral, os processos de formação do solo demoram a mostrar seus efeitos. O tempo interage com os outros fatores de formação do solo. Por exemplo, em um local quase plano, que apresenta clima quente e muita chuva sendo depositada sobre um material de origem permeável e rico em minerais reativos, a ação do intemperismo e a diferenciação do perfil do solo podem se revelar muito mais rapidamente do que em um local com declive acentuado e material de origem resistente ao clima frio e seco (RODRIGUES, 2018). No estudo dos solos é muito comum encontrar as expressões solo “jovem” e solo “maduro”. Essas expressões são relacionadas à idade do solo em anos, mas sim ao seu grau de intemperismo e desenvolvimento do seu perfil. Dessa forma, o desenvolvimento de um solo maduro e profundamente intemperizado a partir de rochas muito resistentes ao intemperismo pode levar milhares de anos, e está relacionado com a natureza das condições ambientais em um determinado local ao longo do tempo (Figura 3) (PEREIRA et al., 2019). A IMPORTÂNCIA DO SOLO EM SISTEMAS AGRÍCOLASUNIDADE 1 23 FIGURA 3 - REPRESENTAÇÃO DE UM TRANSECTO COM VARIAÇÕES NA COBERTURA PEDOLÓGICA RELACIONADAS À ATUAÇÃO DOS FATORES DE FORMAÇÃO DO SOLO Fonte: Pereira et al. (2019). 2.4 Processos Básicos de Formação do Solo O acúmulo do regolito a partir da fragmentação e decomposição da rocha ou da deposição de materiais geológicos não consolidados pode preceder, ou, mais comumente, ocorrer ao mesmo tempo que o desenvolvimento dos característicos horizontes de um perfil do solo. Durante a formação (gênese) de um solo, a partir de um material de origem, o regolito passa por muitas mudanças profundas causadas por quatro grandes processos de formação do solo, sendo eles: transformação, translocação, adição e remoção (BRADY e WEIL, 2013). Esses quatro processos básicos de formação, ou processos pedogenéticos, ajudam a distinguir os solos das camadas de sedimentos depositadas por processos geológicos. A seguir, será apresentado cada um desses processos (BRADY e WEIL, 2013). Os processos da gênese dos solos, operando sob a influência dos fatores ambientais discutidos anteriormente, nos dá um suporte para a compreensão da relação existente entre os solos, as paisagens e o ecossistema em que eles funcionam (BRADY e WEIL, 2013). 2.4.1 Transformação As transformações ocorrem quando os constituintes do solo são modificados (química ou fisicamente) ou destruídos, enquanto outros são sintetizados a partir dos A IMPORTÂNCIA DO SOLO EM SISTEMAS AGRÍCOLASUNIDADE 1 24 materiais precursores. Como exemplo de alteração química, podemos citar a transformação dos minerais primários, que são aqueles que eram constituintes da rocha, em novos minerais (minerais secundários) (BRADY e WEIL, 2013). A cor do solo também é um exemplo de transformação. Solos que apresentam coloração vermelha, amarela ou vermelho-amarela são resultantes da formação de compostos óxidos a partir da liberação de ferro (Fe) das rochas (LIMA V. e LIMA M., 2007). Os materiais vegetais que caem no solo, como as folhas, galhos, frutos e flores, assim como as raízes que morrem, também sofrem transformações. Durante o processo de decomposição dessas estruturas, para que haja a formação do húmus, ocorre liberação de ácidos orgânicos, que também contribuem para a alteração dos componentes minerais do solo (LIMA V. e LIMA M., 2007). 2.4.2 Translocação As translocações estão relacionadas com o movimento de materiais orgânicos e inorgânicos (tanto no sentido vertical como lateral), em que a água é o agente translocante mais comum, tanto descendo (devido à força da gravidade), como subindo (por ação capilar) (BRADY e WEIL, 2013) 2.4.3 Adições As entradas de materiais de fontes externas para os perfis de solos já́ desenvolvidos são consideradas como adições. Um exemplo muito comum é o da adição da matéria orgânica das folhas e raízes das plantas, que caem quando mortas (sendo que o carbono se origina na atmosfera) (BRADY e WEIL, 2013). 2.4.4 Remoções As remoções ocorrem por lixiviação (para as águas subterrâneas), por erosão de materiais superficiais ou outras formas de remoção. A erosão, agindo como fator principal das perdas, muitas vezes remove as partículas mais finas (húmus, argila e silte), deixando o horizonte superficial relativamente mais arenoso e menos rico em matéria orgânica (BRADY e WEIL, 2013). 2.5 Perfil do Solo À medida que se transforma o solo, o material de origem vai se diferenciando em seções mais ou menos paralelas à superfície do terreno, as quais são denominados A IMPORTÂNCIA DO SOLO EM SISTEMAS AGRÍCOLASUNIDADE 1 25 horizontes, que podem apresentar constituição orgânica ou mineral. Cada solo é caracterizado por uma determinada sequência desses horizontes. Quando essa sequência é exposta em um corte vertical, a chamamos de perfil do solo (BRADY e WEIL, 2013). Os horizontes de um perfil de solo são formados devido a múltiplos processos pedogenéticos de adições, perdas, translocações e transformações, e ao fato desses fenômenos ocorrerem com intensidades diferentes no regolito. O perfil do solo exprime a ação conjunta dos cinco fatores responsáveis pela sua formação. Dessa forma, as várias propriedades do solo, tais como textura, cor, estrutura, consistência e sequência de horizontes são responsáveis por caracterizá-lo (BRADY e WEIL, 2013). Os seis horizontes principais do solo mais conhecidos são designados usando pelas letras maiúsculas O, A, E, B, C e R (Figura 4). Dentro de um horizonte principal podem ocorrer horizontes subordinados (ou sub-horizontes), os quais são designados por letras minúsculas (sufixos) logo após a letra maiúscula do horizonte principal, como, por exemplo, Bt, Ap ou Oi (BRADY e WEIL, 2013). FIGURA 4 - REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DA SEÇÃO TRANSVERSAL DE UM SOLO Fonte: https://www.shutterstock.com/pt/image-vector/ground-cross-section-vector-illustration- organic-1055007389 RochaPedraRocha A IMPORTÂNCIA DO SOLO EM SISTEMAS AGRÍCOLASUNIDADE 1 26 Os horizontes O geralmente são formados acima do solo mineral ou ocorrem em um perfil de solo orgânico. São derivados de plantas mortas e resíduos de origem animal (BRADY e WEIL, 2013). Os horizontes A são mais superficiais, e geralmente contêm matériaorgânica suficiente, parcialmente decomposta (humificada), para imprimir uma cor mais escura do que a dos horizontes inferiores. É comum observar uma textura mais grosseira nesses horizontes, por terem perdido alguns dos seus materiais mais finos para os horizontes mais profundos por processos de translocação e/ou erosão (BRADY e WEIL, 2013). Horizontes E são zonas de máxima lixiviação, ou de eluviação, de argila ou óxidos de ferro e de alumínio, que são responsáveis pelo surgimento de uma concentração de minerais resistentes (como o quartzo) na forma de partículas do tamanho da areia e do silte. Geralmente localiza-se abaixo do horizonte A, tem cor mais clara do que qualquer horizonte situado imediatamente acima ou abaixo (BRADY e WEIL, 2013). Os horizontes B, que se formam abaixo de um horizonte O, A ou E durante a gênese do solo, sofreram mudanças suficientes para que a estrutura do material de origem não mais permanecesse discernível. Em muitos horizontes B, vários materiais, geralmente removidos dos horizontes a ele sobrepostos, se acumularam em um processo chamado de iluviação (BRADY e WEIL, 2013). O horizonte C é o material inconsolidado subjacente ao solum (horizontes A e B), podendo, ou não, ser idêntico ao material de origem a partir do qual esse solum foi formado. Este horizonte se encontra abaixo das zonas de maior atividade biológica e não foi suficientemente alterado pela gênese do solo para se qualificar como um horizonte B. Apesar de ser solto o suficiente para ser escavado com uma pá́, o material do horizonte C muitas vezes mantém algumas das características estruturais da rocha-mãe ou dos depósitos geológicos dos quais se formaram. Suas camadas superiores podem, com o tempo, tornarem-se uma parte do solum caso o intemperismo e a erosão tenham continuidade (BRADY e WEIL, 2013). Por fim, as camadas R consistem em rochas inconsolidadas, com pouca evidência de intemperismo (BRADY e WEIL, 2013). Muitas vezes, camadas características estão presentes dentro de um horizonte principal, as quais são indicadas por um algarismo arábico após a designação da letra maiúscula. Por exemplo, se três combinações diferentes de estrutura e cores puderem ser percebidas no horizonte B, o perfil poderá incluir a sequência: B1-B2-B3 (BRADY e WEIL, 2013). A IMPORTÂNCIA DO SOLO EM SISTEMAS AGRÍCOLASUNIDADE 1 27 Se dois materiais de diferentes origens geológicas estão presentes dentro do perfil do solo, o algarismo 2 é colocado antes do símbolo do horizonte principal, a partir dos horizontes desenvolvidos na segunda camada de material de origem (BRADY e WEIL, 2013). Também é comum a ocorrência de uma camada de material de solo mineral transportada por seres humanos, de forma que se origina fora do pedon. Neste caso, o símbolo de acento circunflexo (^) é colocado antes da designação do horizonte principal (BRADY e WEIL, 2013). Entre os horizontes principais podem existir outros horizontes com feições intermediárias. Ou seja, apresentam determinadas características de um horizonte, mas também algumas características de um outro horizonte. Nesse caso, duas letras maiúsculas são usadas para designar esses horizontes de transição, como, por exemplo, AE, EB, BE e BC. Nessa designação o símbolo do horizonte dominante é colocado antes do subordinado (BRADY e WEIL, 2013). UNIDADE 1 A IMPORTÂNCIA DO SOLO EM SISTEMAS AGRÍCOLAS 28 REFLITA SAIBA MAIS “Segundo dados da Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação (FAO), cerca de 33% dos solos mundiais estão degradados, trazendo como consequência a redução da produtividade de alimentos em até 60%”. Considerando todos os processos e fatores envolvidos na formação do solo, você acha que é possível recuperar o solo que é perdido devido à sua má utilização? Fonte: FOGTEC AMBIENTAL. Dia Mundial do Solo. A Importância do Solo para a sociedade. 2021. Os solos apresentam muitas particularidades, estando de acordo com as condições climáticas e ambientais de cada uma das regiões do planeta. Fonte: IBGE, Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Manual Técnico de Pedologia. 2º edição. Rio de Janeiro: [s.n.], 2007. UNIDADE 1 A IMPORTÂNCIA DO SOLO EM SISTEMAS AGRÍCOLAS 29 CONSIDERAÇÕES FINAIS Nesta unidade foi possível perceber que o processo de surgimento do solo exige a atuação conjunta de diversos fatores, ao longo dos anos, que são responsáveis por transformar grandes formações rochosas no solo que conhecemos e utilizamos para a produção de alimentos. Compreender todos esses processos nos permite entender porque existe tanta heterogeneidade entre os solos agriculturáveis. A IMPORTÂNCIA DO SOLO EM SISTEMAS AGRÍCOLASUNIDADE 1 LEITURA COMPLEMENTAR 30 POR QUE O SOLO É TÃO IMPORTANTE QUANTO A ÁGUA E O AR? O artigo apresenta informações sobre a importância do adequado manejo do solo na garantia da manutenção do funcionamento equilibrado dos ecossistemas, e como essas más práticas estão afetando o meio-ambiente de forma geral. São apresentadas possíveis soluções para amenizar os impactos decorrentes da degradação do solo, assim como para sua preservação. Disponível em: https://www.embrapa.br/busca-de-noticias/-/noticia/57867457/ artigo-por-que-o-solo-e-tao-importante-quanto-a-agua-e-o-ar Fonte: BERNARDI, A. Por que o solo é tão importante quanto a água e o ar? Brasília: Embrapa, 2020. Disponível em: https://www.embrapa.br/busca-de-noticias/-/ noticia/57867457/artigo-por-que-o-solo-e-tao-importante-quanto-a-agua-e-o-ar. Acesso em: 20 out. 2021. A IMPORTÂNCIA DO SOLO EM SISTEMAS AGRÍCOLASUNIDADE 1 31 MATERIAL COMPLEMENTAR LIVRO • Título: Manual técnico de geomorfologia • Autor: IBGE. • Editora: Fundação Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. • Sinopse: O manual técnico de geomorfologia contempla técnicas e procedimentos para interpretação e mapeamento do relevo, com a expectativa de atender a setores da sociedade que necessitam deste tipo de informação. O material proporciona informações sobre os conjuntos de formas de relevo que compõem as unidades, constituindo compartimentos identificados como planícies, depressões, tabuleiros, chapadas, patamares, planaltos e serras. FILME/VÍDEO • Título: Vamos Falar Sobre Solos • Ano: 2014. • Sinopse: A animação VAMOS FALAR SOBRE SOLOS, enfatiza a dependência da humanidade dos solos e descreve como o desenvolvimento sustentável é ameaçado por certas tendências de como os solos são manejados e como a terra é governada. O filme oferece opções para transformar a nossa gestão dos solos rumo à sustentabilidade. • Link do vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=e8uqY0Aqcf0 A IMPORTÂNCIA DO SOLO EM SISTEMAS AGRÍCOLASUNIDADE 1 https://www.youtube.com/watch?v=e8uqY0Aqcf0 Professora Dr. Camila de Cassia Silva PROPRIEDADES E CLASSIFICAÇÃO DO SOLO2UNIDADEUNIDADE PLANO DE ESTUDO 33 Plano de Estudos • Propriedades química, física e biológica do solo; • Classificação do solo segundo a sua formação; • Classificação granulométrica do solo; • Sistema brasileiro de classificação de solos. Objetivos da Aprendizagem • Apresentar quais são as propriedades química, física e biológica do solo e sua importância; • Discutir sobre as formas de classificação do solo. PROPRIEDADES E CLASSIFICAÇÃO DO SOLOUNIDADE 2 34 Olá! Nesta unidade iremos discutir sobre as propriedades e classificação dos solos agrícolas. Os solos são considerados corpos tridimensionais, dinâmicos e vivos, devido à constante alteração que sofrem, e também por contarem com a presença de organismos. Basicamente, são organizações de compostos sólidos (orgânicos e minerais — fase sólida) e espaços porosos contendo água (fase líquida) e ar (fase gasosa). Ou seja, pode-se dizer que o solo é composto por diferentes propriedades. Devido à grande variedade de tipos e comportamentos apresentados pelos solos, assim como às suas diversas aplicações, foi inevitável a necessidade de dividi-losem conjuntos. Essa separação em conjuntos apresenta como objetivo, do ponto de vista prático, dividir os diferentes tipos de solos de acordo com suas características comuns. No entanto, não existe um consenso sobre um sistema único de classificação de solos definitivo. A seguir, serão discutidas as diferentes propriedades do solo, assim como os sistemas de classificações dos solos mais utilizados. INTRODUÇÃO PROPRIEDADES E CLASSIFICAÇÃO DO SOLOUNIDADE 2 35 Cada região da superfície terrestre apresenta um tipo específico de solo, variando de acordo com o material de origem. Mas de forma geral, dentro da perspectiva agrícola, o ideal para um solo agricultável é que sua constituição seja de aproximadamente 45% de minerais, 5% de matéria orgânica e 50% de espaço poroso, sendo 25% desse espaço preenchido com ar e 25% com água (GLIESSMAN, 2005). Dessa forma, assume-se que os solos possuem propriedades físicas, químicas e biológicas, que interagem entre si e resultam em características específicas (GUERRA e BOTELHO, 1996). A seguir, iremos discutir cada uma delas. 1.1 Propriedades químicas O estudo das propriedades químicas do solo pode ser realizado sob diferentes perspectivas. Para compreender os solos sob o ponto de vista pedológico e agronômico, é possível analisar diversas características, como a quantidade de carbono orgânico, nitrogênio total, valor de pH, concentração de cloreto de potássio, fósforo assimilável, carbonato de sódio, sílica, sesquióxido de ferro, óxido de titânio, capacidade de troca de cátions, saturação de bases, entre outras variáveis (PALMIERI e LARACH, 1996). Já os estudos que levam em consideração a perspectiva geomorfológica, normalmente irão analisar características como os teores de carbono orgânico e o pH, que juntamente com as outras propriedades químicas, também interferem sobre os atributos físicos dos solos, como o teor e estabilidade de agregados, porosidade, densidade aparente, entre outros fatores (GUERRA e BOTELHO, 1996). PROPRIEDADES QUÍMICA, FÍSICA E BIOLÓGICA DO SOLO1 TÓPICO PROPRIEDADES E CLASSIFICAÇÃO DO SOLOUNIDADE 2 36 As características do solo que são influenciadas pela composição química podem ser reunidas em: relação solo — planta, qualidade da água, capacidade tamponante, mobilidade de contaminantes, disponibilidade de nutrientes, assim como de água para os seres vivos, entre outros (SANTANA e BAHIA FILHO, 1999). O local onde ocorrem os fenômenos químicos e físico-químicos do solo é na fração de argila, pois se trata de um sistema coloidal. Essa fração coloidal do solo é muito heterogênea, constituindo-se de partículas de diferentes espécies minerais (argilominerais e óxidos), de partículas orgânicas (húmus) e de compostos organominerais (associação de argilominerais, óxidos e húmus) (SANTOS, 2007). Considerando que os solos apresentam diversas características químicas, a seguir serão apresentadas a principais. 1.1.1 Cargas Elétricas A maioria das reações que ocorrem no solo são fenômenos de superfície. Um bom entendimento da quantidade e distribuição de cargas na superfície dos coloides e seus pontos de carga zero (PCZs) podem apresentar diferentes utilidades, como: a) explicar as adsorções de ocorrência natural e sintetizadas; b) contribuir na interpretação de algumas propriedades físicas, como é o caso da coagulação, agregação e mobilidade eletroforética, e também de algumas propriedades químicas, como acontece com a capacidade de troca catiônica (CTC); c) entender o comportamento da carga de superfície em função do pH e da força iônica da solução do solo; d) validar os modelos moleculares (CHERLET e SPOSITO, 1987); e) avaliar o desenvolvimento pedogenético (HENDERSHOT e LAVKULICH, 1978). A origem e a natureza da carga são importantes na delimitação da magnitude de propriedades físicas e químicas dos solos, como a troca iônica, a adsorção de ânions e as interações de partículas. Nos coloides é possível encontrar dois tipos de cargas, as permanentes e as variáveis. Essas cargas se desenvolvem na superfície da partícula sólida do solo por meio de três processos principais: 1) substituição isomórfica; 2) dissociação e associação de prótons (H+) (protonação/desprotonação); e 3) adsorção específica de cátions e ânions. As cargas permanentes são resultantes da substituição isomórfica no momento da formação do mineral, e independe da composição da solução. Já as cargas variáveis, originam-se a partir dos processos de protonação e desprotonação, e adsorção específica de cátions e ânions, como H+ e OH-. Podem ser carregadas positivamente, negativamente ou neutras, dependendo da solução que as envolvem (SANTOS, 2007). PROPRIEDADES E CLASSIFICAÇÃO DO SOLOUNIDADE 2 37 Devido a essa presença de cargas elétricas, o solo é considerado um armazém de íons e moléculas, os quais podem ou não serem absorvidos pelas plantas e microrganismos, ou migrarem até o lençol freático. Além disso, as partículas da fração de argila do solo podem se aglutinar formando agregados, ou podem se manter livres (dispersas) (SANTOS, 2007). 1.1.2 Adsorção e Troca de Íons A adsorção é o mecanismo de acúmulo químico e/ou físico de uma determinada substância na interface entre a superfície sólida e a solução por meio de processos químicos. No sistema solo, a adsorção ocorre entre a solução e as superfícies minerais e orgânicas da fração coloidal, resultando em um balanço de cargas entre as superfícies e a solução do solo (POZZA et al., 2009; NASCIMENTO SOBRINHO, 2014). Conforme apresentado anteriormente, as partículas coloidais do solo apresentam cargas elétricas negativas e positivas, podendo adsorver tanto cátions como ânions devido à diferença de carga. Essas cargas, negativas ou positivas, são neutralizadas por íons de carga contrária, que podem ser trocados por outros íons presentes na solução do solo. Neste sentido, as cargas negativas são neutralizadas por íons eletropositivos, ou seja, pelos cátions, caracterizando o processo de adsorção catiônica. Na neutralização de cargas positivas pelos ânions tem-se a adsorção aniônica. Os íons envolvidos nesse processo de adsorção ligam-se por eletrovalência ou por covalência às partículas coloidais do solo. Os cátions mais envolvidos quantitativamente nesse processo são: Ca2+, Mg2+, Al3+, H+, K+, Na+ e NH4 +. Em alguns solos, geralmente o Ca2+ é mais abundante, enquanto em outros, é o Al3+ (NOVAIS e MELLO, 2007). Os íons adsorvidos às partículas coloidais podem ser deslocados e substituídos, estequiometricamente, por outros íons de mesmo tipo de carga, constituindo uma troca iônica (BRANDÃO et al., 2021). Como as cargas da fase sólida se manifestam na superfície das partículas do solo, existe uma estreita relação entre o fenômeno de troca e a área superficial dessas partículas. Essa área, expressa em m2 g-1, é a superfície específica do solo. Dessa forma, o fenômeno de troca iônica do solo, que é basicamente a expressão de suas propriedades físico-químicas, é função de sua superfície específica e da densidade de cargas elétricas que se manifestam nesta superfície (NOVAIS e MELLO, 2007). Todos esses processos são decorrentes do constante deslocamento dos íons nas entre a superfície das partículas coloidais e a solução do solo. Conhecer o funcionamento desses processos é muito importante para a compreensão das características físico- PROPRIEDADES E CLASSIFICAÇÃO DO SOLOUNIDADE 2 38 químicas de um determinado solo, além de ser fundamental para a abordagem de um manejo adequado, visando a melhorar a qualidade e a fertilidade do solo e a auxiliar na nutrição e na produção vegetal (BRANDÃO et al., 2021). 1.1.3 Capacidades de Troca Catiônica (CTC) As cargas presentes na superfície das partículas do solo promovem a atração e a ligação dos íons e das moléculas polarizadas presentes na solução do solo. Tais ligações são consideradas reversíveis, poispermitem que ocorra a troca de cátions, característica do solo conhecida como capacidade de troca catiônica (CTC). As principais substâncias que possuem superfície de troca catiônica mais ativa são os argilominerais, os compostos húmicos e os óxidos de Fe e Al. Devido ao maior número de cargas negativas presentes nessas substâncias, a adsorção é principalmente de cátions (NOVAIS e MELLO, 2007; RONQUIM, 2010). Na determinação da CTC do solo, o pH é um fator importante a ser considerado durante a troca catiônica. Isso porque, uma parte das cargas elétricas do solo pode formar cargas permanentes, devido às ligações eletrovalentes, e a outra parte será dependente das alterações do pH, formando ligações covalentes. Dessa forma, dependendo do pH formado no solo, parte das cargas pode ser bloqueada devido à presença de íons H+ (ligações covalentes). Neste caso, a CTC dos solos será dada por ambas as cargas (permanentes e variáveis) com o pH, porém livres de ligações covalentes com o hidrogênio, constituindo a CTC efetiva do solo. Dessa forma, quanto maior o aumento do pH no solo, maior será a concentração de íons H+ ligados às cargas dependentes do pH que serão neutralizados, aumentando a CTC efetiva do solo. Em um solo, a CTC representa a quantidade total de cátions retidos à superfície das partículas dos coloides em condição de permuta (RONQUIM, 2010). Os principais cátions básicos que neutralizam as cargas negativas da CTC efetiva do solo são: Ca2+, Mg2+, K+, Na2+ e NH4 +, além do Al3+ e dos cátions H+, que se ligam a cargas de caráter eletrovalente, do tipo ácido forte (NOVAIS e MELLO, 2007). Um outro tipo de CTC que também pode ser determinada é a CTC potencial, a qual é obtida a partir de análise em uma solução a pH 7,0. Normalmente, os solos, irão apresentar CTC efetiva menor que a CTC potencial, visto que, em sua maioria, os solos são ácidos. A CTC potencial é estimada por meio do valor T, que nada mais é do que a soma dos seguintes elementos adsorvidos: PROPRIEDADES E CLASSIFICAÇÃO DO SOLOUNIDADE 2 39 T = Ca2+ + Mg2+ + K+1 + Na1+ + H+ + Al3+ Já a CTC efetiva é estimada pela seguinte soma: CTCefetiva = Ca2+ + Mg2+ + K+1 + Na1+ + Al3+ Além da CTC efetiva e CTC potencial, outras relações podem ser realizadas, como, por exemplo, a soma de bases, dada pelo valor S a partir da soma das bases trocáveis Ca2+, Mg2+, K+, Na2+, obtido pela fórmula: S = Ca2+ + Mg2+ + K+1 + Na1+ Além da soma de bases, também é possível encontrar a porcentagem de bases trocáveis na CTC potencial, que é chamada de saturação de bases e dada pelo valor V, a qual é obtida pela seguinte fórmula: V (%) = S/T x 100. 1.2 Propriedades Físicas Do ponto de visa físico, o solo é um meio poroso, não rígido, trifásico, formado por partículas que possuem complexidade de forma, de tamanho e de estrutura mineralógica e algumas partículas são finamente divididas de maneira a apresentar uma grande área superficial. Para que o solo seja considerado ideal ele deve apresentar boa aeração e retenção de água, assim como bom armazenamento de calor e pouca resistência mecânica ao crescimento radicular (REICHERT J. e REINERT D., 2007). Definir as características físicas de cada horizonte do solo, como, por exemplo, cor e textura, possibilita classificar os perfis e analisar a aptidão para cultivo agrícola. A seguir, serão apresentadas as principais propriedades físicas do solo. 1.2.1 Textura A textura do solo diz respeito às proporções das diferentes partículas que constituem o solo e é um ponto fundamental para a compreensão das melhores formas de manejá-lo. Ela é considerada uma propriedade permanente, pois não pode ser facilmente alterada, e deve ser analisada de forma particular nos diferentes horizontes (BRADY e WEIL, 2013). As partículas são classificadas de acordo com seu tamanho, podendo variar de boulderes, ou > 1 m, até argilasno campo, ou em laboratório. No campo, a estimativa é baseada na sensação ao tato ao manusear uma amostra de solo. A areia manifesta sensação de aspereza, o silte maciez e a argila maciez e plasticidade e pegajosidade quando molhada. No laboratório, a amostra de solo é A fração argila do solo é composta por uma grande família de minerais: os argilominerais. Esses minerais podem ser classificados em vários grupos, que variam conforme a estrutura cristalina e propriedades semelhantes (CASTRO; VENDRAME; PINESE, 2014). Estes componentes contribuem significativamente para as propriedades físicas (textura, estrutura e consistência) e químicas (pH, capacidade de troca catiônica [CTC]) do solo. Para conhecer cada tipo de argilominerais, faça a leitura do tópico “Minerais do solo: primários e secundários”. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9786556901763/pageid/18. SAIBA MAIS PROPRIEDADES E CLASSIFICAÇÃO DO SOLOUNIDADE 2 43 dispersa numa suspensão e, por peneiramento e sedimentação, se determina exatamente a proporção de areia, argila e por diferença a de silte (REICHERT J. e REINERT D., 2007). 1.2.2 Estrutura A estrutura do solo está relacionada à forma como as partículas estão agregadas, podendo caracterizar a porosidade e os canais do solo (BRADY; WEIL, 2013). Podem ocorrer diferentes formatos estruturais nos solos, e mesmo ao longo do perfil. A estrutura do solo pode variar de grãos simples (partículas não agregadas) a uma estrutura maciça, quando estão presentes sedimentos de argila (PELINSON et al., 2021). A estrutura do solo, conceitualmente, não é um fator de crescimento das plantas ou um indicativo direto da qualidade ambiental. No entanto, ela está indiretamente relacionada com praticamente todos os fatores que agem sobre eles, como o suprimento de água, a aeração, a disponibilidade de nutrientes, a atividade microbiana e a penetração de raízes, dentre outros (REICHERT D. e REINERT D., 2007). De acordo com Reichert J. e Reinert D. (2007), os solos podem ser classificados em quatro tipos principais de unidades estruturais, sendo elas: • Granular e grumosa: os agregados são arredondados, formados predominantemente na superfície do solo sob influência marcada da matéria orgânica e atividade microbiológica. Os grumos apresentam poros visíveis, a sensação ao manusear o solo é de friabilidade, e soltam-se facilmente dos agregados vizinhos; • Laminar: os agregados são de formato laminar e formados por influência do material de origem ou em horizontes muito compactados; • Prismática e colunar: os agregados formam-se em ambientes mal drenados e em horizontes subsuperficiais com pequena influência da matéria orgânica. Geralmente constituem-se de agregados grandes e adensados. Quando o topo dos prismas é arredondado, observa-se a estrutura colunar; • Blocos angulares e subangulares: os agregados têm formato cuboide e formam-se em ambientes moderadamente a bem drenados nos subsolos. 1.2.3 Densidade A densidade do solo é definida como a massa por unidade de volume de solo seco (partículas sólidas + espaços porosos), enquanto a densidade de partículas se refere à massa das partículas sólidas em um volume conhecido de partículas. A densidade do solo pode ser determinada com anel de amostragem ou anel de Kopeck, em que o solo PROPRIEDADES E CLASSIFICAÇÃO DO SOLOUNIDADE 2 44 é coletado, seco em estufa e pesado e, então, calcula-se a sua densidade com base no volume conhecido do anel de amostragem, por meio da seguinte fórmula: D = m/V, em que m – massa e V – volume (PES e ARENHARDT, 2015; PELINSON et al., 2021). De forma geral, a densidade aumenta com a profundidade do perfil devido às pressões exercidas pelas camadas superiores provocando a compactação, reduzindo a porosidade. A movimentação de material fino dos horizontes superiores (eluviação) também contribui para a redução dos espaços porosos, aumentando a densidade aparente dessas camadas (PEQUENO, 2013). Os valores normais de densidade para solos arenosos variam de 1,2 a 1,9 g cm-3, enquanto solos argilosos apresentam valores mais baixos, de 0,9 a 1,7 g cm-3. Valores de densidade associados ao estado de compactação com alta probabilidade de oferecer riscos de restrição ao crescimento radicular encontram-se na faixa de 1,65 g cm-3 para solos arenosos e 1,45 g cm-3 para solos argilosos (REICHERT J. e REINERT D., 2007). 1.2.4 Porosidade O espaço do solo não ocupado por sólidos, mas sim pela água e ar compõem o espaço poroso, definido como sendo a proporção entre o volume de poros e o volume total de um solo (REICHERT J. e REINERT D., 2007). A partir do cálculo da densidade é possível determinar a porosidade. Em solos que apresentam a densidade de partículas iguais, quanto menor a densidade maior será o percentual de poros (PELINSON et al., 2021). A porosidade é um fator que varia muito entre solos, sendo de 25 a 60% em camadas subsuperficiais compactadas, e superficiais com alta agregação e matéria orgânica, respectivamente. Os poros podem ser classificados da seguinte maneira: Macroporos: > 0,08 mm, possibilitam a livre circulação de ar e água. Microporos: