Mapeamento preliminar de solos com horizonte B textural e B nítico na região de Lavras, MG

Preliminary mapping of alfisols and ultisols in the region of Lavras, MG

CIÊNCIAS AGRÁRIAS

Mapeamento preliminar de solos com horizonte B textural e B nítico na região de Lavras, MG¹

Preliminary mapping of alfisols and ultisols in the region of Lavras, MG

Marilusa Pinto Coelho Lacerda^I; Joel Jean Gabriel Quéméneur^II; Hélcio Andrade^III; Helena Maria Ramos Alves^IV; Tatiana Grossi Chiquiloff Vieira^V

^IDoutora – Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária/FAV – Universidade de Brasília/UnB – Campus Universitário Darcy Ribeiro, Instituto Centro de Ciências, Ala Sul – Asa Norte – Cx. P. 4508 – 70910-960 – Brasília, DF – [e-mail]

^IIDoutor – Instituto de Geociências/IG – Universidade Federal de Minas Gerais/UFMG – Avenida Antônio Carlos, 6.627 – Campus Pampulha – Cx. P. 2.608 – 31270-901 – Belo Horizonte, MG – [e-mail]

^IIIDoutor – Departamento de Ciência do Solo/DCS – Universidade Federal de Lavras/UFLA – Cx. P. 3037 – 37200-000 – Lavras, MG – [e-mail]

^IVDoutora – EMBRAPA Café – Campus Universitário da UFLA – EPAMIG – Cx. P. 176 – 37200-000 – Lavras, MG – [e-mail]

^VMestre – Centro Tecnológico Sul de Minas/CTSM – Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais/EPAMIG – Cx. P. 176 – 37200-000 – Lavras, MG – [e-mail]

RESUMO

Estudos de caracterização de solos e estabelecimento de relações entre pedologia, geologia e geomorfologia permitem a elaboração de modelos preditivos da distribuição dos solos na paisagem. Objetivou-se, com o presente trabalho, estudar estas relações, com a finalidade de representar a distribuição de solos com horizonte B textural e B nítico na paisagem da região de Lavras, MG, por intermédio da geração de mapa preliminar de solos, utilizando técnicas de geoprocessamento. Os estudos foram realizados em solos com horizonte B textural e B nítico, uma vez que esses solos apresentam características relacionadas à variação da composição geoquímica das rochas ígneas de origem, refletindo-se em vários atributos dos solos, enfatizando a cor e o teor de Fe₂O₃. Foram realizadas campanhas de campo com avaliações morfológicas, físicas e químicas de perfis de solos representativos, desenvolvidos a partir de unidades geológicas de composições geoquímicas distintas, estabelecendo as relações pedogeológicas. Verificou-se, também, a distribuição dos solos na paisagem, com o estabelecimento das relações pedogeomorfológicas. Foi constatado que tais solos são desenvolvidos na região em relevo caracterizado por classes de declividade de 12 a 45%, originando diferentes classes de solos com horizonte B textural e B nítico, diretamente relacionados à variação do material de origem. Os critérios estabelecidos nas relações entre pedologia, geologia e geomorfologia permitiram avaliar a distribuição dos solos na paisagem estudada e a geração do mapa preliminar de solos, com individualização de solos com horizonte B textural e B nítico.

Termos para indexação: Pedogeomorfologia, Pedogeologia, Pedogênese, Geoprocessamento, SIG.

ABSTRACT

Studies of characterization of soils and establishment of relationships among pedology, geology and geomorphology allow the elaboration of models of soil distribution in landscaping. This study aimed at studies of this nature, with the purpose of representing the distribution of soils with argillic horizons in the landscape of Lavras region, MG, through the generation of preliminary soil map, using geoprocessing techniques. The studies were accomplished on Alfisols and Ultisols, once these soils present characteristics related to the variation of the geochemistry composition of the igneous rocks of origin, reflecting on several attributes of the soils, emphasizing the color and the content of Fe₂O₃. Field trips were accomplished with morphological, physical and chemical evaluation of profiles of representative soils, developed from geological units of different geochemical compositions, establishing the pedogeologic relationships and also verifying the distribution of the soils in the landscape, with the establishment of the pedogeomorphologic relationships. It was observed that such soils are developed in the area of relief characterized by slopes from 12% to 45%, originating different soils classes with argillic horizons, directly related to the variation of the parent material. The criteria established in the relationships among pedology, geology and geomorphology allowed evaluating the distribution of the soils in the studied landscape, and the generation of a preliminary soil map, with individualization of soils with argillic horizons.

Index terms: Pedogeomorphology, Pedogeology, Pedogenesis, Geoprocessing, GIS.

INTRODUÇÃO

Estudos sobre a natureza do material de origem oferecem elementos de predição dos atributos físicos, químicos, mineralógicos dos solos formados, considerando, ainda, a influência dos demais fatores de formação que atuam no processo pedogenético, assim como o grau de intemperização. Salienta-se, também, o papel fundamental do relevo como controlador do tempo e grau de exposição dos agentes bioclimáticos (RESENDE et al., 2005).

Assim, estudos das relações entre geomorfologia, geologia e classes de solos permitem a elaboração de modelos preditivos da distribuição dos solos em uma dada paisagem, utilizando-se mapeamentos das rochas originais e mapas de classes de relevo da área. Esses estudos podem, então, ser empregados na geração de mapas pedológicos preliminares de uma região, subsidiando os trabalhos convencionais de levantamento e mapeamento de solos.

O uso do geoprocessamento tem otimizado a representação cartográfica das relações dos recursos naturais que compõem uma paisagem, auxiliando atividades de levantamentos, mapeamentos, monitoramentos e diagnósticos ambientais. Os Sistemas de Informações Geográficas (SIGs) manipulam dados de diversas fontes, como mapas planialtimétricos, geomorfológicos, geológicos, produtos de sensoriamento remoto e outros, permitindo combinar informações e efetuar os mais diversos tipos de análises ambientais (CÂMARA & MEDEIROS, 1998).

Os trabalhos de Moore et al. (1993) exemplificam a eficiência do uso do geoprocessamento em estudos de caracterização de elementos da paisagem relacionados à distribuição de solos, com base em análises digitais do terreno. No Brasil, existem vários pesquisadores envolvidos em pesquisas sobre esse tema, podendo-se citar, entre tantos outros, Ippoliti et al. (2005) e Miranda et al. (1999) que utilizaram Modelos Numéricos do Terreno (MDTs) como base para o levantamento de solos e mapeamento de pedoformas. No município de Lavras, MG, Andrade et al. (1998), também usaram MDTs no estabelecimento de um modelo geomorfológico-pedológico da região.

A associação de dados geológicos com elementos de caracterização geomorfológica permite maior identificação dos atributos dos solos formados e auxilia no levantamento dos mesmos, tornando-se possível o mapeamento preliminar das classes de solos de uma região. (IPPOLITI et al., 2005; LACERDA, 1999).

Assim, o objetivo deste trabalho foi a caracterização das classes de solos com horizonte B textural e B nítico na região de Lavras, MG e o estabelecimento das suas relações com a geologia e geomorfologia, a fim se estabelecer um modelo preditivo de distribuição desses solos na paisagem estudada, por meio da geração de mapa preliminar de solos, utilizando-se técnicas de geoprocessamento.

MATERIAL E MÉTODOS

A área selecionada para o estudo acha-se limitada pelas coordenadas geográficas 21º10'23" e 21º19'22" S e 45º04'36" e 44º33'23" W, compreendendo porções das cartas planialtimétricas do IBGE, em escala 1:50.000, denominadas Nepomuceno, Carmo da Cachoeira, Lavras, Itumirim, Nazareno e Itutinga. Essas cartas planialtimétricas constituíram a base cartográfica do estudo, adotando-se, portanto, a escala 1:100.000 para o trabalho.

Os dados de geologia foram obtidos do levantamento geológico, escala 1:50.000, realizado por Quéméneur (1995), com individualização geoquímica das unidades geológicas magmática-metamórficas Arqueanas e Proterozóicas de ocorrência na área estudada, apresentadas na tabela 1. Ocorrem ainda, pequenas porções constituídas por formações metassedimentares proterozóicas (SGSJDR – Supergrupo São João Del Rei e SGM – Supergrupo Minas), além de coberturas Terciárias-Quaternárias. Na figura 1 apresenta-se a distribuição destas unidades geológicas, na área de estudo.

A implementação do banco de dados digitais foi realizada por meio do software SPRING 4.3 (CÂMARA et al., 1996). Com a digitalização das cartas planialtimétricas do IBGE e do mapa geológico foram gerados os planos de informação temática (PIs) de geologia e rede de drenagem. A partir das curvas de nível digitalizadas elaborou-se uma grade no formato triangular (TIN - Triangulated Irregular Network), com a inserção da rede de drenagem como linhas de quebras. A TIN gerada foi convertida em raster, gerando-se o Modelo Digital do Terreno (MDT). Por meio do MDT, obteve-se o mapa temático de classes de declividade da área em estudo, reclassificado em 5 classes (0-3%, 3-12%, 12-24%, 24-45% e >45%), embasadas no modelo geomorfológico-pedológico estabelecido por Andrade et al. (1998) para o município de Lavras, apresentado na tabela 2. Foram realizadas várias campanhas de campo para a checagem das relações entre as classes de declividade com os grupamentos de solos na área de estudo, por intermédio de leituras com clinômetro, de acordo com o modelo adotado, uma vez que a área estudada abrange outros municípios além de Lavras (Nepomuceno, Carmo da Cachoeira, Itumirim, Nazareno e Itutinga).

O estabelecimento das relações entre as unidades geológicas e as classes de solo correspondentes partiu da classificação geoquímica das rochas originais, intensificando-se as observações em regiões com classes de declividade entre 12 e 45%, que correspondem à condição de maior ocorrência de solos com horizonte B textural e B nítico na região estudada, de acordo com o modelo geomorfológico-pedológico adotado. Percorreu-se toda a área, realizando-se o reconhecimento pedológico por caminhamento livre, de acordo com a Embrapa (1989). Selecionaram-se os solos com horizonte B textural e B nítico para estudos mais detalhados, uma vez que esses solos apresentam características relacionadas à variação da composição geoquímica das rochas ígneas de origem, refletindo-se em vários atributos dos solos, com destaque para a cor e teor de Fe₂O_3.

Foram avaliados 240 perfis preliminares que representam as classes de solo com horizonte B textural e B nítico de ocorrência regional, distribuídos em toda a área investigada, georreferenciados por meio de GPS de navegação Garmin 12. Essa densidade de observações foi estabelecida em função do objetivo do trabalho, da escala de mapeamento e da extensão da área de estudo. Nesses perfis, realizaram-se classificações pedológicas expeditas, utilizando-se alguns atributos morfológicos de fácil identificação no campo (cor, atração magnética, textura e cerosidade), além de observações dos solos no ambiente, especialmente com relação ao material de origem e relevo local e regional. Entre os atributos avaliados, foram enfatizados a cor e atração magnética, uma vez que ambos encontram-se diretamente relacionados aos teores de óxidos de ferro dos solos e a cor é considerada atributo morfológico de discriminação de várias classes de solos no 2º nível categórico do Sistema Brasileiro de Classificação de Solos - SiBCS (EMBRAPA, 2006), inclusive dos Argissolos e Nitossolos. Essa etapa permitiu a classificação morfológica das classes de solos com horizontes B textural e B nítico, assim como o estabelecimento do modelo preliminar de distribuição de solos na paisagem, com base nas relações definidas entre geomorfologia, geologia e solos.

Para a checagem do modelo de distribuição de solos elaborado na etapa anterior, selecionaram-se 37 perfis, denominados de controle, representativos dos vários domínios geológicos. O critério de seleção foi a representatividade desses perfis em relação às várias unidades geológicas, consideradas responsáveis pelo desenvolvimento das classes distintas de solos com horizontes B textural e B nítico. A representatividade desses perfis também levou em consideração a extensão territorial das unidades geológicas na área em questão. Foram, então, selecionados oito perfis de solos desenvolvidos a partir da unidade geológica DR, cinco nas unidades TTG e GBL, quatro nas unidades GI, GL e GBRM, três na unidade GCAP e um perfil representativo das unidades geológicas GG, GDT, GTT e GFM.

Nesses perfis foram determinados teores de Fe₂O₃ nos horizontes Bt, para a verificação das classificações morfológicas realizadas na etapa anterior, com base na relação entre cor do solo e teor de Fe₂O₃ dos horizonte Bt, segundo Oliveira et al. (1992), ou seja: Argissolos Vermelho-Amarelos (PVA): Fe₂O₃ < 11%; Argissolos Vermelhos (PV): 11% < Fe₂O₃ < 15% ; Nitossolos Vermelhos Férricos (NVf) e Chernossolos Argilúvicos Férricos (MTf): Fe₂O₃ > 15%. Os teores de Fe₂O₃ dos horizontes B_t foram determinados no extrato do ataque sulfúrico, segundo metodologia descrita por Embrapa (1997) e Vettori (1969).

Nos perfis de solos desenvolvidos a partir de rochas básicas e ultrabásicas (Unidades geológicas GFM, GBL e GBRM) realizaram-se análises granulométricas e análises do complexo sortivo dos horizontes A e Bt, para o cálculo da saturação de bases e atividade da argila, atributos importantes na caracterização dos Chernossolos, adotando-se a relação, segundo Embrapa (2006): T_argila = (Tx100)/(% argila). Avaliou-se, também, o teor de C orgânico para a caracterização de horizonte A chernozêmico.

Após avaliação dos perfis preliminares e de controle, foram selecionados 7 perfis representativos das classes de solos investigadas, entre os 37 perfis estudados, ou seja: PVA e PV, com dois perfis cada e NVef, NVef chernossólico e MTf, com um perfil de cada, para descrição morfológica completa, segundo Santos et al. (2005) e classificação no 3º nível categórico do SiBCS (EMBRAPA, 2006). As análises físicas, químicas e de Fe₂O₃ no extrato do ataque sulfúrico foram realizadas por meio de metodologias descritas em Day (1965), Embrapa (1997) e Vettori (1969).

A partir da definição do modelo de relação entre geomorfologia, geologia e solos da área estudada, foram estabelecidas as regras de cruzamento entre os mapas de classes de declividade e geológico, geoprocessadas no software SPRING 4.3 (CÂMARA et al., 1996), gerando-se o mapa preliminar de classes de solos, com individualização de solos com horizonte B textural e B nítico.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Gerou-se o mapa de classes de declividade da região estudada de acordo com o modelo de relação entre as classes de declividade e classes de solos, estabelecido por Andrade et al. (1998) (Tabela 2). Esse modelo estabelece classes de declividade de 12% a 24% para desenvolvimento de solos com horizontes B textural e B nítico e 24% a 45% para desenvolvimento destes em associação com Cambissolos. Essa relação pedogeomorfológica mostrou-se eficiente, possibilitando estendê-la para toda a área desse estudo, que engloba, além do município de Lavras, parte dos municípios de Nepomuceno, Carmo da Cachoeira, Itumirim, Nazareno e Itutinga. O mapa elaborado espacializou as relações geomorfológicas-pedológicas da área de estudo, tal como demonstrado pelos trabalhos desenvolvidos por Ipoliti et al. (2005), Miranda et al. (1999) e Moore et al. (1993).

A caracterização morfológica dos 240 perfis preliminares foi subsidiada pela composição geoquímica das rochas de origem (Tabela 1) e permitiu o estabelecimento de uma relação pedogeológica preliminar (Tabela 3).

Nos perfis de controle essa relação preliminar foi corroborada, com base na relação entre a cor dos solos e o teor de Fe₂O₃ dos horizontes Bt, conforme nota-se na tabela 4.

Nas unidades geológicas de composição ácida (TTG, GG e GI) os teores de Fe₂O₃ dos solos foram menores que 11% e estão associados com a presença da classe Argissolo Vermelho-Amarelo. Nas unidades geológicas de composição ácida-intermediária (GL e GCAP) os resultados analíticos de Fe₂O₃ dos solos estão de acordo com a ocorrência de Argissolos Vermelho-Amarelos e Argissolos Vermelhos. O domínio geológico Diorito do Rosário (DR), de composição intermediária-básica, apresentou teor de ferro entre 11% e 15%, compatível com o desenvolvimento de Argissolos Vermelhos.

Já nos domínios geológicos de composição básica-ultrabásica (GFM, GBRM e GBL) os solos mostraram valores de Fe₂O₃ > 15%, relacionados à ocorrência de Nitossolos Vermelhos Distroférricos e Eutroférricos ou Chernossolos Argilúvicos Férricos.

Os resultados de atividade de argila nos horizontes Bt, que observam-se na tabela 5, permitiram a constatação da ocorrência de Chernossolo Argilúvico Férrico na região de Lavras, no perfil 36, com atividade da argila de 37 cmol_ckg^-1 de argila. Observa-se, também, que alguns perfis apresentam T_argila > 18 cmol_ckg^-1 de argila, indicando ocorrência de Nitossolos Vermelhos Eutroférricos chernossólicos, segundo SiBCS (EMBRAPA, 2006).

A caracterização completa dos perfis representativos das classes de solo estudadas, desenvolvidos a partir de unidades geológicas de composição geoquímica distinta, permitiu a individualização das classes de solos com horizonte B textural e B nítico com classificação no 3º nível categórico do SiBCS (EMBRAPA, 2006):

Perfis 1 e 2 - Argissolo Vermelho-Amarelo Distrófico argila de atividade baixa A moderado textura média fase campo tropical relevo forte ondulado substrato rochas graníticas- Granito de Itutinga – GI.

Perfis 20 e 21 - Argissolo Vermelho Eutrófico argila de atividade baixa A moderado textura média/argilosa fase floresta tropical subcaducifólia relevo forte ondulado substrato rochas dioríticas - Diorito do Rosário – DR

Perfil 35 - Nitossolo Vermelho Eutroférrico argila de atividade baixa A moderado textura argilosa fase floresta tropical subcaducifólia relevo forte ondulado substrato rochas básicas/ultrabásicas - Greenstone-Belt de Lavras – GBL.

Perfil 36 - Chernossolo Argilúvico Eutroférrico textura média/argilosa fase floresta tropical subcaducifólia relevo forte ondulado substrato rochas básicas/ultrabásicas - Greenstone-Belt de Lavras – GBL.

Perfil 37 - Nitossolo Vermelho Eutroférrico chernossólico argila de atividade > 18 cmol_c kg^-1 textura argilosa fase floresta tropical subcaducifólia relevo forte ondulado substrato rochas básicas/ultrabásicas - Greenstone-Belt de Lavras – GBL.

As avaliações realizadas nos perfis preliminares, de controle e representativos permitiram o estabelecimento das relações pedogeológicas da área investigada, que associadas com as relações pedogeomorfológicas possibilitaram a elaboração do modelo preditivo de distribuição de solos na paisagem, com a definição das unidades de mapeamento de solos, apresentadas na tabela 6.

A partir desses dados, elaborou-se o mapa preliminar de classes de solos, com individualização dos solos com horizonte B textural e B nítico, da região de Lavras, MG (Figura 2). O mapa gerado mostrou boa correspondência das unidades mapeadas com a distribuição dos solos estudados verificada no campo, na escala de 1:100.000.

CONCLUSÕES

Os solos com horizonte B textural e B nítico desenvolvem-se na região de Lavras, MG, em relevo com classes de declividade entre 12 e 45%, relacionados à variação da composição geoquímica das rochas ígneas de origem, caracterizando-se Argissolos Vermelho-Amarelos Distróficos e Eutróficos, Argissolos Vermelhos Distróficos e Eutróficos, Nitossolos Vermelhos Eutroférricos e Distroférricos, Nitossolos Vermelhos Eutroférricos chernossólicos e Chernossolos Argilúvicos Férricos.

Os critérios estabelecidos nas relações entre pedologia, geologia e geomorfologia permitiram avaliar a distribuição dos solos na paisagem estudada e a geração do mapa preliminar de solos, com individualização de solos com horizonte B textural e B nítico.

(Recebido em 20 de novembro de 2006 e aprovado em 11 de abril de 2007)

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Trabalho com apoio financeiro da FAPEMIG.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  14 Jul 2009
• Data do Fascículo
  Jun 2009

Histórico

• Aceito
  11 Abr 2007
• Recebido
  20 Nov 2006