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Revista Brasileira de Ciência do Solo

On-line version ISSN 1806-9657

Rev. Bras. Ciênc. Solo vol.32 no.1 Viçosa Jan./Feb. 2008

http://dx.doi.org/10.1590/S0100-06832008000100008 

SEÇÃO II - QUÍMICA E MINERALOGIA DO SOLO

 

Caracterização química e mineralógica de agregados de diferentes classes de tamanho de Latossolos Bruno e Vermelho localizados no estado do Paraná

 

Chemical and mineralogical characterization of the different structure size classes of Red-Yellow and Dusky Red Latosols in Paraná, Brazil

 

 

Vander de Freitas MeloI; Fernando Henrique ToledoII; Rodrigo de MouraII; Valmiqui Costa LimaIII; André Ademir GhidinIV

IProfessor do Departamento de Solos e Engenharia Agrícola, Universidade Federal do Paraná – UFPR. Rua dos Funcionários 1540, CEP 80035-050 Curitiba (PR). Bolsista CNPq. E-mail: vanderfm@ufpr.br
IIAcadêmico do Curso de Agronomia, UFPR. Bolsista PIBIC/CNPq. E-mails: zumbi@ufpr.br; rodemoura@ufpr.br
IIIProfessor do Departamento de Solos e Engenharia Agrícola, UFPR. E-mail: valmiqui@ufpr.br
IVProfessor do Curso de Gestão Ambiental, Faculdade Palas Atena – FPA. CEP 85560-000 Chopinzinho (PR). E-mail: ghidin@chnet.com.br

 

 


RESUMO

O teor e a forma dos minerais da fração argila são determinantes na definição da morfologia dos agregados do solo. Objetivando estudar a mineralogia da fração argila e as propriedades químicas de diferentes classes de agregados de Latossolos (Latossolo Bruno Ácrico húmico - LBd e Latossolo Vermelho Distroférrico húmico - LVdf) originados de rochas basálticas no Estado do Paraná, coletaram-se amostras indeformadas em diferentes profundidades (horizontes Bw1 e Bw2) em perfis de solos localizados em duas toposseqüências (quatro perfis no LBd e três no LVdf). Após secagem e separação das amostras indeformadas em seis classes de agregados (2–4; 1–2; 0,5–1; 0,25–0,5; 0,105–0,25; < 0,105 mm) determinaram-se os teores de Si solúvel em ácido acético 0,5 mol L-1 e de K, Ca, Mg e Al trocáveis. A fração argila das diferentes classes de agregados também foi estudada por diferentes técnicas: difratometria de raios X, análise térmica e análises químicas. Verificou-se homogeneidade nos teores trocáveis de elementos entre as classes de tamanho de agregados dos horizontes Bw1 e Bw2 dos perfis dos Latossolos Bruno e Vermelho. A intensa e contínua pedogênese dos Latossolos não foi suficiente para homogeneizar a mineralogia da fração argila (característica mais estável que a dos teores trocáveis) dos agregados. A maior variação nos teores de minerais, em função da classe de tamanho dos agregados, foi para o perfil localizado na posição mais alta da toposseqüência do LBd: variação de 35 % nos teores de gibbsita no horizonte Bw1 e 44 % nos teores de caulinita no horizonte Bw2. Considerando, ainda, o efeito da classe de tamanho dos agregados sobre a mineralogia dos horizontes Bw1 e Bw2 do LBd e LVdf, verificaram-se variações em algumas características cristalográficos da goethita e hematita – diâmetro médio do cristal (DMC) e intensidade de substituição isomórfica de Fe por Al – e da caulinita (DMC).

Termos de indexação: silício, caulinita, óxidos de ferro, gibbsita, características cristalográficas.


SUMMARY

The content and shap of clay minerals are important in the definition of soil structure morphology. To evaluate the clay mineralogy and chemical properties of different aggregate size-classes of Latosols (Red-Yellow - LBd and Dusky Red - LVdf) derived from basalt in the state of Paraná, Brazil, soil samples of the Bw1 and Bw2 horizons were collected in four LBd and three LVdf profiles, distributed across two distinct toposequences. Dried and undisturbed soil samples were separated into six size-classes (2–4; 1–2; 0.5–1; 0.25–0.5; 0.105–0.25; < 0.105 mm) and the soluble Si in 0,5 mol L-1 acetic acid and exchangeable K, Ca, Mg and Al contents were determined. The clay fraction extracted from each aggregate size-class was investigated by X-ray diffraction, thermal analysis and chemical analysis. The content of exchangeable elements did not vary among the aggregate size-classes in the Bw1 and Bw2 horizons for Red-Yellow and Dusky Red Latosol profiles. In spite of the high and continuous weathering of these soils the mineralogical characteristics of the aggregate clay fraction were not homogenized. The highest variation in the mineral contents, according to the aggregate size class, was observed for the profile in the highest position of the LBd toposequence; the gibbsite contents varied 35 % in a sample of the Bw1 horizon and the kaolinite contents 44 % in the Bw2 horizon. Additionally, changes in crystallographic characteristics of the goethite and hematite (mean crystal diameter (MCD) and isomorphic substitution level of Fe by Al) and the kaolinite (MCD) were observed among aggregate size classes of the same horizon, for both soils.

Index terms: crystallographic characteristics, gibbsite, iron oxide, kaolinite, silicon.


 

 

INTRODUÇÃO

As características intrínsecas ao material de origem, condições climáticas, atividade biológica e posição do perfil na paisagem, podem determinar a maior ou menor transformação dos minerais do solo. Nos Latossolos, geralmente há nas posições mais altas da toposseqüência (área mais bem drenada) predomínio de minerais como gibbsita e hematita e, nas partes mais inferiores, mais úmidas e com maior concentração de silício, removido das posições superiores, predomínio de caulinita e goethita (Curi & Franzmeir, 1984; Ghidin et al., 2006a). As características físicas dos Latossolos, determinadas pelo tipo, tamanho e grau de desenvolvimento dos agregados, dependem muito das proporções e da cristalografia dos minerais da fração argila, onde a forma do mineral irá influenciar fortemente a morfologia dos agregados. A hematita, gibbsita e goethita interferem no ajuste face a face de minerais filossilicatos (efeito desorganizador), como a caulinita, o que favorece a formação de estruturas menores e com formato esférico (Resende, 1985; Resende et al., 1992, 1997; Ferreira et al., 1999). Por essas razões, Ghidin et al. (2006b) observaram que os maiores teores de caulinita nos horizontes mais profundos e nos perfis das posições mais baixas em uma toposseqüência de Latossolo Bruno favoreceram o desenvolvimento de estruturas maiores (maior diâmetro médio geométrico dos agregados). Como resultado, a análise micromorfológica dessas amostras evidenciou a presença de plasma denso, com trama porfírica fechada.

Com relação aos aspectos químicos dos agregados, mesmo se tratando de solos altamente intemperizados, Moura Filho (1970) encontrou relação inversa entre tamanho de agregado e teor de bases em Latossolo Roxo do Triângulo Mineiro. Segundo o autor, as bases se concentram no interior dos agregados e, devido ao reduzido tamanho dos poros, a lixiviação é limitada. Melo et al. (2002) consideraram esses microambientes mais ricos quimicamente (agregados menores) como responsáveis pela manutenção de partículas de biotita na fração argila dos Latossolos de diferentes regiões do Brasil. Mesmo com baixos teores na fração argila dos Latossolos (menor que 10 g kg-1), os autores observaram que os minerais micáceos foram responsáveis por mais de 50 % do K total dessa fração. Com a possível ocorrência desses diferentes microambientes em um mesmo horizonte do solo, pode-se ter uma composição mineralógica distinta da fração argila em função da classe dos agregados, o que ajudaria a explicar a existência de estruturas mistas em tamanho normalmente observadas nos Latossolos. A comprovação dessa hipótese implicaria prever que as raízes explorariam microambientes distintos (classes de agregados) em relação à composição química e mineralógica do solo durante o crescimento das plantas.

Por outro lado, devido ao intenso e contínuo processo pedogenético sofrido pelos Latossolos, é esperado que haja homogeneização das características químicas e mineralógicas no interior das diferentes classes de agregados. Uma teoria hierárquica de agregação propõe que os microagregados (< 250 µm) se juntam para formar macroagregados (> 250 µm) (Edwards & Bremner, 1967), e as ligações dentro dos microagregados são mais fortes que as ligações entre eles. Já os ciclos de umedecimento e secagem podem quebrar os agregados maiores em momentos de expansão (Singer et al., 1992). Estes ciclos têm influência mais positiva na formação das estruturas do solo nos estádios iniciais de agregação e nos macroagregados (Denef et al., 2002; Six et al., 2004). A atividade biológica também pode ser importante para formação das estruturas e homogeneização dos constituintes sólidos dos solos. Segundo Schaefer (2001), a atividade da mesofauna tropical afeta a estrutura do solo pela ingestão seletiva de partículas minerais e orgânicas e eliminação destas como coprólitos ou pelotas fecais, misturando as partículas do solo e formando agregados organominerais estáveis. Espera-se que esse efeito seja ainda mais pronunciado em solos mais velhos, como os Latossolos.

Devido a essas incertezas quanto à homogeneidade das características químicas e mineralógicas das diferentes classes de tamanho de agregados de um mesmo horizonte do solo, Ghidin et al. (2006b) não estabeleceram correlações entre os teores dos minerais da fração argila da TFSA de dois Latossolos com a percentagem de agregados retidos em diferentes peneiras na análise de estabilidade em água (classes 2 a 1 mm; 1 a 0,5 mm; 0,5 a 0,25 mm; 0,25 a 0,105 mm; e < 0,105 mm). As correlações foram feitas apenas com o diâmetro médio geométrico (DMG) dos agregados. Nesse caso, apenas a determinação mineralógica da fração argila dos agregados também retidos em cada classe de peneira seria adequada para estabelecer correlações entre os teores de minerais e a percentagem de agregados.

Assim, o objetivo do presente trabalho foi estudar as variações nas propriedades químicas e na mineralogia da fração argila, incluindo a cristalografia dos minerais, de diferentes classes de tamanho de agregados dos horizontes Bw1 e Bw2 de perfis de Latossolos Bruno e Vermelho, localizados em Guarapuava e Cascavel, Paraná.

 

MATERIAL E MÉTODOS

Descrição geral das áreas e amostragem dos solos

Com o objetivo de estudar as características químicas e mineralógicas dos agregados em condições naturais, selecionaram-se duas classes de Latossolos provenientes de rochas eruptivas básicas em área de preservação permanente, em Guarapuava (Latossolo Bruno distrófico húmico - LBd – Embrapa (1999) e Cascavel (Latossolo Vermelho distroférrico húmico - LVdf), Paraná. Escolheram-se duas toposseqüências, com declividade média de 5 % e comprimento médio de rampa de 400 m, e abriram-se quatro trincheiras no LBd e três no LVdf, coletando-se amostras indeformadas dos horizontes Bw1 e Bw2. Obteve-se a seguinte distribuição das trincheiras nos segmentos da toposseqüência: LBd – P1, terço superior da encosta (TSE); P2, terço médio/superior da encosta (TMSE); P3, terço médio da encosta (TME); e P4, terço inferior da encosta; e LVdf – P1, TSE; P2, TME; e P3, TIE. As características morfológicas dos perfis e as análises químicas das amostras deformadas dos horizontes (TFSA) podem ser obtidas em Ghidin et al. (2006a).

As toposseqüências estudadas situam-se na latitude 25 ° 21 ´ 50 ´´ sul e longitude de 51 ° 28 ´ 33 ´´ oeste e altitude de 1.068 m, no município de Guarapuava, e latitude de 24 ° 27 ´ 21 ´´ sul e longitude de 53 ° 27 ´ 19 ´´ oeste e altitude de 781 m, em Cascavel.

As rochas de origem dos solos pertencem ao Grupo São Bento, Formação Serra Geral, área sob domínio da grande Bacia do Rio Paraná. Esses derrames são representados em volume como (Bellieni et al., 1986): 90 % de rochas básicas, 7 % de rochas intermediárias e 3 % de rochas ácidas, sendo as últimas no topo dos pacotes vulcânicos da Formação da Serra Geral em sobreposição às rochas básicas. Segundo Schneider (1970), em área próxima a Cascavel, a rocha é o basalto vacuolar, o qual apresenta coloração preta, brilho resinoso, com predomínio de plagioclásio, piroxênios, magnetita e presença de alguns secundários (cloritas esverdeadas e óxidos e hidróxidos de Fe). Já em Guarapuava foi identificado o andesi-basalto pórfiro (rocha mais ácida), o qual apresenta coloração cinza clara a cinza-escura, com predomínio de plagioclásio (andesina), piroxênio (hiperstênio e augita), opacos (magnetita) e quartzo.

O clima, segundo classificação de Köppen, em Cascavel é o Cfa, sem estação seca e clima mesotérmico, apresentando verões quentes e sem estação seca definida (IAPAR, 2000). Em Guarapuava tem-se o tipo Cfb, caracterizado pelo clima mesotérmico, úmido e superúmido, com verões frescos e sem estação seca definida.

Separação dos agregados

As amostras indeformadas dos horizontes Bw1 e Bw2 foram destorroadas manualmente no campo, aplicando-se leve pressão para causar o mínimo de mudança em sua estrutura original, sendo, a seguir, acondicionadas em jornal para o transporte. Após a secagem ao ar, foram pesados cerca de 500 g de amostras (torrões) dos horizontes Bw1 e Bw2 dos perfis P1 a P4 do LBd e dos perfis P1 a P3 do LVdf; em seguida, foram separadas seis classes de tamanhos de agregados (4–2;1–2; 0,5–1; 0,25–0,5; 0,105–0,25; e < 0,105 mm), utilizando-se um sistema de peneiras acopladas a um agitador orbital, com agitação por 5 min (estabilidade de agregados via seca – Embrapa, 1997). A velocidade de trabalho do aparelho foi na escala 7, quando este oferece opções na faixa de 0 a 10. A quantidade de amostra (torrões) usada na separação das classes de agregados foi definida com base em testes prévios para distribuição adequada dos agregados na primeira peneira e para submeter as amostras às mesmas condições experimentais.

Análises químicas dos agregados

Análise de rotina

Analisaram-se as amostras de agregados, conforme método proposto por Pavan et al. (1992), determinando-se o pH em água (relação solo/solução 1:2,5), teores de Al3+, Mg2+, Ca2+ (extração com solução de KCl 1 mol L-1), K+ (extração com solução Mehlich-1) e acidez potencial (H + Al) (extração com solução de acetato de amônio 1 mol L-1, pH 7).

Extração de silício solúvel

Para extração do Si solúvel utilizou-se o método do ácido acético 0,5 mol L-1 (Korndörfer et al., 1999). Em erlenmeyer, adicionaram-se 25 mL de solução do ácido em 2,5 g de amostra de agregado e, após 2 h de agitação, filtrou-se o sobrenadante.

Os extratos foram então preparados para leitura de Si, utilizando-se 10 mL de extrato, juntamente com 1 mL de solução sulfomolíbdica 7,5 % (7,5 g de molibdato de amônio mais 10 mL de ácido sulfúrico 9 mol L-1, em 100 mL de água deionizada). A solução final ficou em repouso por 10 min para então acrescer 2 mL de solução de ácido tartárico 20 %, com novo repouso por 5 min e adição de 1 mL de solução de ácido ascórbico 0,3 %. Após 1 h de repouso, procedeu-se à leitura de Si em espectrofotômetro UV- visível com comprimento de onda de 660 nm.

Análises mineralógicas da fração argila dos agregados

Preparação das amostras

Pesaram-se 50 g de cada amostra de agregados para remoção da matéria orgânica, utilizando-se solução de peróxido de hidrogênio 30 % (v/v) (Gee & Bauder, 1986). Logo após, passou-se o conteúdo em peneira com malha de 0,05 mm, retendo-se a fração areia. Para obter a fração argila, tomou-se a velocidade de sedimentação das partículas de silte, de acordo com a lei de Stockes (Jackson, 1979).

Difratometria de raios X (DRX)

Para identificar os minerais por DRX, amostras da fração argila foram montadas em placa de Koch (amostras não orientadas). Os difratogramas foram obtidos em goniômetro vertical Philips, modelo PW1050/70, com velocidade de 1 ° 2 q/min e amplitude de 4 a 65 ° 2 q. O difratômetro, equipado com filtro de Ni e utilizando radiação CuKa, foi operado a 20 mA e 40 kV.

Extração de óxidos de Fe e Al de baixa cristalinidade e dos óxidos de Fe mais cristalinos

Para determinar os teores e a composição química dos óxidos de Fe e Al de baixa e óxidos de Fe de alta cristalinidade (goethita e hematita), foram utilizados o método do oxalato de amônio 0,2 mol L-1, pH 3,0 (OA) (McKeague, 1978), e o do ditionito-citrato-bicarbonato (DCB) (Mehra & Jackson, 1960), respectivamente, conforme detalhes apresentados por Melo et al. (2001a). Após as extrações, os teores de Fe e Al foram determinados por espectrofotometria de absorção atômica.

Após lavagem do resíduo para remover o excesso de sais (uma lavagem com solução de (NH4)2CO3 1 mol L-1 e outra com água deionizada), obteve-se o peso da amostra seca, utilizado para calcular a percentagem de massa da amostra de argila removida pelas extrações com OA e DCB. O mesmo resíduo do DCB foi submetido à DRX, para estudo das características cristalográficas da caulinita. O diâmetro médio do cristal (DMC) do mineral foi calculado a partir da LMA da reflexão (001), utilizando-se NaCl como padrão interno para correção das distorções instrumentais (posição e largura à meia altura dos picos) e obtenção do valor de b (Melo et al., 2001a). A mistura (em torno de 50 mg g-1) foi feita triturando-se a amostra em almofariz na presença de NaCl. Para obtenção da largura à meia altura corrigida, utilizou-se a equação ajustada por Melo et al. (2001b) a partir dos dados apresentados por Klug & Alexander (1954). Devido aos altos teores de gibbsita nas amostras e à forte interferência desse mineral, não se estimou a cristalinidade da caulinita por DRX nas amostras tratadas com DCB. A reflexão (110) da gibbsita em 20,3 ° 2 q (radiação CuKa) inviabiliza a medição do parâmetro h1 da fórmula proposta por Hughes & Brown (1979).

Extração de gibbsita (Gb) e caulinita (Ct)

O estudo dos óxidos de Fe mais cristalinos (goethita - Gt e hematita - Hm) foi realizado por DRX em amostras da fração argila concentrada, pela remoção de Ct e Gb por meio da fervura com NaOH 5 mol L-1, pelo período de 1,5 h em banho-de-areia a 250 °C, seguida de extração com HCl 0,5 mol L-1 (Norrish & Taylor, 1961; Kämpf & Schwertmann, 1982; Singh & Gilkes, 1991). Após lavagem para retirar o excesso de sal e secagem, o resíduo foi analisado por DRX (amostra não orientada) numa amplitude de 10 a 40 ° 2 q e velocidade de 0,5 ° 2 q/min. Utilizou-se também o NaCl como padrão interno.

A relação (R) entre Gt e Hm [R = Gt/(Gt + Hm)] foi estimada com base na área dos picos dos minerais, segundo Torrent & Cabedo (1986). Para quantificar a Hm e Gt na fração argila, promoveu-se a alocação do Fe2O3 obtido com DCB nestes minerais, considerando a fórmula da cela unitária, a relação Gt/(Gt + Hm) e o nível de substituição isomórfica de Fe por Al (SI) na estrutura (Netto,1996; Melo et al., 2001a). A SI na Hm e Gt foi estimada pela posição dos picos destes minerais, utilizando-se as fórmulas descritas por Schwertmann et al. (1979) e Schulze (1984), respectivamente. O DMC da Hm e Gt foi calculado, de maneira análoga à Ct, a partir da largura à meia altura (LMA) das reflexões (104) e (110) da Hm e (110) e (111) da Gt, utilizando-se a equação de Scherrer (Klug & Alexander, 1954).

Análise termogravimétrica (TG) e análise térmica diferencial (ATD)

As amostras da fração argila tratadas com DCB foram analisadas num derivatógrafo SHIMADZU DTG-60, Simultâneus DTA-TG APPARATUS. A interpretação qualitativa foi feita pelas características dos picos endotérmicos e exotérmicos dos minerais (ATD), e a quantificação da Ct e Gb foi feita de acordo com a redução de massa da amostra, em decorrência da desidroxilação dos minerais (TG) (Jackson, 1979).

 

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Características químicas dos agregados

Verificou-se grande homogeneidade das características químicas das classes de agregados de ambos os solos (Quadro 1). Apenas os teores de Ca2+ trocáveis reduziram ligeiramente com o tamanho dos agregados para as amostras 1 a 6. Por se tratar de característica mais dinâmica, o fluxo de água no solo promoveu homogeneização dos teores de elementos trocáveis nas classes de agregados dos horizontes Bw1 e Bw2 dos perfis. Dessa forma, os dados do presente trabalho não confirmaram as observações de Moura Filho (1970), o qual verificou maior riqueza química nas menores classes de agregados de um Latossolo Roxo do Triângulo Mineiro.

Maiores valores de Si solúvel foram observados no Latossolo Bruno (Quadro 1), que são atribuídos à característica básica intermediária do material de origem (Schneider, 1970). Não se verificou fluxo lateral expressivo de Si solúvel nos dois solos, dada a proximidade dos teores do elemento nos horizontes Bw2 dos diferentes perfis.

Extração de óxidos de Fe e Al de baixa cristalinidade (OA) e extração dos óxidos de Fe cristalinos (DCB) da fração argila dos agregados

Ambos os solos apresentaram teores baixos de material amorfo (Quadro 2), o que se deve ao alto grau evolutivo dos solos, que favorece a cristalinidade dos minerais. Foram observados, também, elevados teores de água no material amorfo; um dos processos envolvidos na transformação dos minerais amorfos em óxidos cristalinos é a desidratação dos minerais (Schwertmann & Taylor, 1989). O material amorfo foi composto principalmente de óxidos de Al (68 a 86 % do total de óxidos extraídos) (Quadro 2).

Nos dois primeiros perfis do LBd e do LVdf, verifica-se a tendência de os teores totais de óxidos de baixa cristalinidade (Fe2O3 + Al2 O3 – OA) aumentarem com a redução do tamanho dos agregados (Quadro 2). Provavelmente, nessa condição de maior drenagem (topo da paisagem), os menores agregados apresentam condições mais favoráveis para manutenção de água no interior dos microporos por mais tempo (retenção mais forte das moléculas de água nos microporos). De acordo com os resultados obtidos por Wowk (2003) e Pires (2004), a maior umidade retarda a cristalização dos óxidos e favorece o aumento da quantidade de material amorfo no solo.

Os teores de Fe2O3-DCB ficaram entre 97,5 e 171,3 g kg-1 para o LBd e entre 171,9 e 237,8 g kg-1 para o LVdf (Quadro 2), o que evidencia a maior riqueza da rocha de origem do segundo solo em minerais primários ferromagnesianos (Schneider, 1970). Na toposseqüência do LBd, o menor teor de Fe cristalino foi obtido para os agregados do perfil 4 (amostras 37 a 48 – Quadro 2), localizado na parte mais baixa da toposseqüência, onde há maior umidade no solo, o que acelera o processo de desferrificação. Ghidin et al. (2006a) constataram em campo a presença de mosqueado e coloração variegada (10YR 7/3, 7,5YR 5/6, 2,5YR 5/8) no horizonte Bw2 do perfil 4 desse solo. Não houve variações consistentes entre os teores de Fe2O3-DCB com a classe de tamanho de agregados para um mesmo horizonte do LBd e do LVdf (Quadro 2).

Composição mineralógica da fração argila dos agregados

Foi observado nas amostras o predomínio de caulinita (Ct), gibbsita (Gb), goethita (Gt) e hematita (Hm) (Quadro 3). A variação na quantidade dos minerais nas diferentes amostras pode ser atribuída à composição química e mineralógica do material de origem, ao clima das áreas, à condição de drenagem e à dinâmica de Si.

Observou-se que o maior teor de Si (Quadro 1) nos horizontes Bw2 favoreceu a formação de Ct no LBd (teores médios maiores do mineral no horizonte mais profundo). Esse comportamento também foi observado por Curi & Franzmeier (1984) em Latossolo Vermelho originado de basalto no Planalto Central do Brasil. Por outro lado, a quantidade dos óxidos de Fe e Al reduziu em profundidade no LBd; a soma dos óxidos cristalinos foi maior no horizonte Bw1 (Quadro 3). Para o LVdf, os teores médios dos minerais foram mais homogêneos em relação ao horizonte e à posição do solo na toposseqüência (Quadro 3).

Verificou-se expressiva variação entre os teores de minerais em função do tamanho dos agregados para um mesmo horizonte, principalmente para o LBd (Quadro 3). Tomando a Ct e a Gb como exemplos, dada a maior exatidão da termogravimetria como análise quantitativa, as diferenças entre o maior e o menor teor desses minerais nas classes de agregados de 1 a 6, para o LBd, oscilaram entre 8 e 44 % e entre 4 e 35 %, respectivamente (números entre parênteses no quadro 3). A maior variação ocorreu nos horizontes do perfil mais alto na toposseqüência (P1 – terço superior da encosta). Possivelmente, mesmo a transformação contínua entre agregados menores e maiores, por processos pedogenéticos de união de microagregados e ruptura de macroagregados (Edwards & Bremner, 1967; Singer et al., 1992; Denef et al., 2002; Six et al., 2004), não tenha sido suficiente para homogeneizar os teores dos minerais das diferentes classes de agregados de um mesmo horizonte. Entretanto, de maneira geral, não se observou consistência nas variações dos teores de minerais com o tamanho dos agregados (aumento contínuo em direção aos maiores ou menores agregados). A única variação sistemática ocorreu para os teores de Gb no horizonte Bw2 do perfil 2 do LBd, onde a quantidade do mineral aumentou dos maiores para os menores agregados (Quadro 3). Variação em sentido oposto foi constatada para os teores de Si solúvel no mesmo horizonte do perfil 2 do LBd (Quadro 1). Menores teores de Si na solução do solo favorecem a formação de gibbsita (Hsu, 1989).

Para o LVdf, os teores de Ct e Gb foram mais uniformes em relação ao tamanho dos agregados (Quadro 3), o que é compatível com o maior grau de pedogênese dessa classe de solo, em relação ao LBd.

Características cristalográficas da Hm, Gt e Ct da fração argila dos agregados

Observou-se que nas amostras 10, 13, 19, 20, 21, 23, 24, 28 e 30, com destaque para as amostras 23, 24 e 28, pertencentes ao LBd, e nas amostras 50, 51, 56, 57, 58, 59, 60, 62, 63 e 64, com destaque para a 62 e a 63, do LVdf, a Gt apresentou valores de DMC na direção (111) superiores aos da direção (110) (relação entre os DMC do mineral – Quadro 4), o que pode caracterizar o formato acicular do mineral (Melo et al., 2001a). No restante das amostras dos dois solos, a Gt apresentou valores próximos de DMC nas direções (110) e (111), o que indica tendência para o formato isodimensional. De acordo com a mesma técnica, observa-se que a Hm é mais esferoidal que a Gt na fração argila das amostras de agregados do LVdf.

A substituição isomórfica (SI) de Fe por Al na estrutura da Gt e Hm (Quadro 4) diminui tanto a cristalinidade quanto o tamanho dos minerais (Kämpf & Schwertmann, 1982). Provavelmente, os maiores valores de SI, principalmente para a Gt, refletem condições pretéritas de maior teor de Al3+ no interior de determinadas classes de agregados dos solos, durante a formação dos óxidos de Fe. Essas condições supostamente diferenciadas não foram preservadas nas condições atuais, uma vez que foi pequena a variação nos teores de Al3+ entre as classes de agregados para um mesmo horizonte (Quadro 1).

A menor temperatura de desidroxilação (TD) da Ct dos solos (valores oscilando entre 461 e 496 °C – Quadro 5) em relação ao mineral padrão encontrado em minas de caulim (valores superiores a 540 °C) pode ser atribuída ao reduzido tamanho e à baixa cristalinidade dos cristais (SmyKatz-Kloss, 1975; Singh & Gilkes, 1992; Melo et al., 2001b). Dessa forma, pode-se inferir que a caulinita no LBd apresenta maior cristalinidade que no LVdf.

As condições de crescimento da Ct na direção (001) foram similares entre os solos estudados, horizontes e posições dos perfis na paisagem (valores próximos de DMC(001) e NMC(001) – Quadro 5).

Ainda utilizando a TD como indicativo da cristalinidade da Ct, para um mesmo horizonte, as seis classes de agregados apresentaram valores próximos para esse atributo; a diferença entre o maior e o menor valor oscilou de 0,5 a 6,7 % para o LBd e de 0,6 a 1,7 % para o LVdf.

 

CONCLUSÕES

1. Verificou-se homogeneidade nos teores trocáveis de elementos entre as seis classes de tamanho dos agregados (2–4 mm; 1–2 mm; 0,5–1 mm; 0,25–0,5 mm; 0,105–0,25 mm; e < 0,105 mm) dos horizontes Bw1 e Bw2 dos perfis dos Latossolos Bruno (LBd) e Vermelho (LVdf).

2. A intensa e contínua pedogênese dos Latossolos não foi suficiente para homogeneizar a mineralogia da fração argila (característica mais estável que a dos teores trocáveis) dos agregados. A maior variação nos teores de minerais, em função da classe de tamanho dos agregados, foi para o perfil localizado na posição mais alta da toposseqüência do LBd: de 35 % nos teores de gibbsita no horizonte Bw1 e 44 % nos teores de caulinita no horizonte Bw2. Considerando, ainda, o efeito da classe de tamanho dos agregados sobre a mineralogia dos horizontes Bw1 e Bw2 do LBd e LVdf, verificaram-se variações em algumas características cristalográficas da goethita e hematita – diâmetro médio do cristal (DMC) e intensidade de substituição isomórfica de Fe por Al – e da caulinita (DMC).

3. A coleta de amostras deformadas dos horizontes Bw1 e Bw2 do LBd e do LVdf para obtenção da TFSA e estudos mineralógicos implicaria na determinação dos teores médios dos minerais da fração argila e não representaria os micro ambientes (classes de agregados) dos horizontes.

 

LITERATURA CITADA

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Recebido para publicação em outubro de 2006 e aprovado em setembro de 2007.

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