Atributos físicos de latossolos ácricos do norte paulista

Physical attributes of acric oxisols from the state of São Paulo - Brazil

Resumos

Neste trabalho foram quantificadas a argila dispersa em água (ADA), a água disponível (AD) e a superfície específica (SE) de amostras superficiais e subsuperficiais de três latossolos ácricos paulistas. Estes atributos foram relacionados com a carga elétrica líquida, o ponto de efeito salino nulo e o potencial elétrico superficial. As quantidades de argila dispersa em água diminuíram bastante em profundidade, tendo seus valores variado de 0 a 2% no horizonte B. Nestas camadas, a densidade de carga elétrica, o potencial elétrico superficial e o deltapH estiveram próximos da neutralidade, favorecendo a floculação dos colóides. Os teores de água disponível foram baixos em todas as amostras (<6%), com exceção da camada superficial de um dos latossolos, onde o teor foi médio (6-12%). Os baixos valores refletiram a forte microagregação destes solos, cujo movimento e retenção de água são similares aos de solos arenosos. Os valores de superfície específica de todas as amostras foram baixos (variando de 42 a 104m²/g), resultado da predominância de minerais cauliníticos e oxídicos na fração argila dos solos. Foi observado efeito positivo da matéria orgânica e dos óxidos de ferro nos valores de SE ao longo dos perfis.

solos ácrícos; argila dispersa em água; água disponível; superfície específica


Physical attributes, i.e, water dispersible clay (WDC), available water (AW) and specific surface area (SSA) of surface and subsurface samples of three acne Oxisols from the São Paulo State - Brazil (two dusky red and one Una variant latosol) were studied. WDC decreased markedly with depth and their values were 0 and 2% for the B horizon. In that layer, electric charge density, surface potential and deltapH were close to zero, promoting colloid flocullation. Amounts of AW were low (<6%) in all samples, with exception of the surface layer from one of the dusky red latosols, for which available water was medium (6-12%). Those low values reflected strong microagreggationof the acric Oxisols, whose water retention and movement are similar to sandy soils. SSA had small values, varying from 42 to 104nrVg, as a result of a predominance of kaolinite and oxides in the soil clay fraction. A positive correlation was obtained between SSA and the amounts of organic carbon and iron oxides.

acric Oxisols; water dispersible clay; available water; specific surface area


GEOCIÊNCIAS

Atributos físicos de latossolos ácricos do norte paulista1 1 Parte da Dissertação de Mestrado apresentada pelo primeiro autor à Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz"/USP, para obtenção do título de Mestre em Solos e Nutrição de Plantas.

Physical attributes of acric oxisols from the state of São Paulo - Brazil

L.R.F. AlleoniI; O.A. de CamargoII, 2 2 Bolsista do CNPq.

ISeção de Algodão - IAC, C.P. 28 - CEP 13020-902 - Campinas, SP

IISeção de Pedología - MC, C.P. 28 - CEP 13020-902 - Campinas,SP

RESUMO

Neste trabalho foram quantificadas a argila dispersa em água (ADA), a água disponível (AD) e a superfície específica (SE) de amostras superficiais e subsuperficiais de três latossolos ácricos paulistas. Estes atributos foram relacionados com a carga elétrica líquida, o ponto de efeito salino nulo e o potencial elétrico superficial. As quantidades de argila dispersa em água diminuíram bastante em profundidade, tendo seus valores variado de 0 a 2% no horizonte B. Nestas camadas, a densidade de carga elétrica, o potencial elétrico superficial e o DpH estiveram próximos da neutralidade, favorecendo a floculação dos colóides. Os teores de água disponível foram baixos em todas as amostras (<6%), com exceção da camada superficial de um dos latossolos, onde o teor foi médio (6-12%). Os baixos valores refletiram a forte microagregação destes solos, cujo movimento e retenção de água são similares aos de solos arenosos. Os valores de superfície específica de todas as amostras foram baixos (variando de 42 a 104m2/g), resultado da predominância de minerais cauliníticos e oxídicos na fração argila dos solos. Foi observado efeito positivo da matéria orgânica e dos óxidos de ferro nos valores de SE ao longo dos perfis.

Descritores: solos ácrícos, argila dispersa em água, água disponível, superfície específica.

ABSTRACT

Physical attributes, i.e, water dispersible clay (WDC), available water (AW) and specific surface area (SSA) of surface and subsurface samples of three acne Oxisols from the São Paulo State - Brazil (two dusky red and one Una variant latosol) were studied. WDC decreased markedly with depth and their values were 0 and 2% for the B horizon. In that layer, electric charge density, surface potential and DpH were close to zero, promoting colloid flocullation. Amounts of AW were low (<6%) in all samples, with exception of the surface layer from one of the dusky red latosols, for which available water was medium (6-12%). Those low values reflected strong microagreggationof the acric Oxisols, whose water retention and movement are similar to sandy soils. SSA had small values, varying from 42 to 104nrVg, as a result of a predominance of kaolinite and oxides in the soil clay fraction. A positive correlation was obtained between SSA and the amounts of organic carbon and iron oxides.

Key Words: acric Oxisols, water dispersible clay, available water, specific surface area.

INTRODUÇÃO

Os solos ácricos sao resultantes de intenso processo de intemperismo. Devido a isso, são normalmente pro fundos, atingindo espessura de vários metros, variando de argilosos a muito argilosos, sendo bastante friáveis e com fraco desenvolvimento de macroestrutura no horizonte B. A diferenciação entre horizontes é pouco nítida, sendo difícil separá-los sem que haja alguma arbitrariedade na demarcação dos limites.

A sensação de areia conferida a esses solos e observada por OLIVEIRA & PRADO (1987), é conseqüência de uma microagregação muito forte, oriunda de intenso processo de floculação e cimentação das partículas primárias. Isso permite que a infiltração e a percolação de água sejam livres ao longo do perfil (SHARMA &. UEHARA, 1968). Estes processos, segundo PARAMANANTHAN & ESWARAN (1980), estão bem evidenciados em oxissolos altamente intemperizados, como os ácricos, pois a intensidade destas propriedades parece estar relacionada com o grau de intemperização e o teor de ferro livre no solo.

Com relação à superfície específica, sabe-se que ela influencia significativamente os atributos físico-químicos do solo, já que as reações físicas e químicas processam-se, em grande parte, na superfície de seus colóides (MORTLAND, 1954; GROHMANN, 1972a).

Outro atributo físico importante é a argila dispersa em água (ADA), que constitui importante fator na ocorrência de encrostamento superficial, taxa de infiltração e escoamento superficial de água (LEVY et al., 1993). Quando os macroagregados do solo (que são agregados maiores que 250mm, segundo OADES, 1984) se quebram e, concomitantemente, os valores de ADA são altos, a porosidade do solo diminui, podendo dificultar de maneira acentuada a movimentação de água no perfil.

RAIJ (1971) afirma que a argila é completamente floculada quando o pH está em torno de 6,0 ou quando ele aproxima-se do ponto de efeito salino nulo (PESN), correspondente ao valor de pH obtido no cruzamento das curvas de titulação potenciométrica da amostra do solo, a diferentes concentrações de um eletrólito. GOMBEER & D'HOORE (1971) afirmam que condições ideais para dispersão são baixa saturação de alumínio e pH distante do PESN.

A dispersão ocorre de maneira simétrica, segundo ESWARAN & SYS (1979), no lado ácido ou no lado alcalino do PESN. A presença de uma carga líquida (que é negativa, na maioria dos casos, ou positiva, como em alguns solos levantados por OLIVEIRA & PRADO, 1987) produz forças repulsivas que são suficientemente grandes, particularmente em baixas concentrações de eletrólito, para sobreporem as forças eletrostáticas de atração. Neste caso, então, grande parte da argila permanece dispersa (GILLMAN, 1974).

O objetivo deste trabalho foi quantificar alguns atributos físicos, como argila dispersa em água, água disponível e superfície específica, e relacioná-los com a carga líquida, o ponto de efeito salino nulo e o potencial elétrico superficial de três latossolos ácricos do norte paulista, onde a agricultura encontra-se altamente desenvolvida, com predomínio de culturas anuais irrigadas e culturas semi-perenes, como a cana-de-açúcar.

MATERIAL E MÉTODOS

Amostras de terra foram estudadas em duas profundidades, sendo uma superficial, no horizonte A (0-20cm) e outra mais profunda, na maior expressão do horizonte B. Os solos e os respectivos municípios, foram os seguintes: latossolos roxos ácricos (LRác-1 - Ribeirão Preto e LRác-2 - Guaira) e latossolo variação Una ácrico (LUác) - Guaíra.

A metodologia utilizada foi àquela adotada no Instituto Agronômico de Campinas (CAMARGO et al., 1986). Na determinação da superfície específica, em lugar do pré-tratamento das amostras com pentóxido de fósforo (P2O5), para retirada de água, foi feita secagem das amostras em estufa por 24h a 110°C, conforme RATNER-ZOMAR et al. (1983).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os resultados das análises físicas e de alguns atributos químicos e eletroquímicos encontram-se nas TABELAS 1 e 2.

Argila dispersa em água (ADA)

Observa-se na TABELA 1 que os teores de ADA diminuíram de 17 a 22 vezes em profundidade, tendo atingido 0 e 2% no horizonte B. Um dos fatores que parece ter concorrido para um valor mais elevado de ADA na camada superficial foi seu maior teor de carbono orgânico. Primeiramente, porque a matéria orgânica constitui uma das principais fontes de carga negativa dos solos (RAIJ & PEECH, 1972). Em segundo lugar, há relatos de dispersão de caulinita (que é o argilomineral predominante nos latossolos ácricos), devido à ação de ânions orgânicos produzidos pela decomposição da matéria orgânica e por exsudados de raízes (OADES, 1984). LEVY et al. (1993) estudaram dois solos cauliníticos de locais distintos: um da Geórgia (região úmida) e outro de Camarões (região semi-árida), tendo observado que no solo da Geórgia o teor de carbono mais alto e a maior taxa de decomposição do material orgânico contribuíram para um maior valor de argila dispersa em água.

Nas camadas subsuperficiais dos três latossolos ácricos o pH em H2O esteve bem mais próximo do ponto de efeito salino nulo (PESN) do solo do que nas camadas superficiais (TABELA 2).

De acordo com RAIJ (1971), esta proximidade do pH com o PESN é acompanhada de uma redução na carga superficial líquida e, devido à diminuição na repulsão entre as duplas camadas elétricas das partículas de argila, elas passam a interagir livremente, atraindo-se por forças de van der Waals, floculando-se rapidamente. O aumento no PESN em profundidade esteve provavelmente relacionado com uma maior participação dos hidróxidos de ferro na geração de cargas positivas, já que seu PESN é elevado, entre 6,7 e 9,0, segundo WHITE & ZELASNY (1986). GILLMAN & BELL (1976) afirmam que este fenômeno, típico de solos oxídicos altamente intemperizados, é acompanhado por uma diminuição do DpH (pH em KCl 1N - pH em H2O), que chega a zero ou até atinge valores positivos.

Ao se examinar a TABELA 2, e considerando-se a hipótese de MEKARU & UEHARA (1972), na qual o DpH deve indicar a carga líquida do solo, nota-se que à medida que ele passou de valores negativos para positivos ao longo do perfil, a densidade de carga líquida também atingiu valores positivos, indicando que o somatório destas cargas suplantou o de cargas negativas. Juntamente com isso, o potencial elétrico superficial, que é diretamente proporcional à diferença entre pH e PESN, passou de valores negativos no horizonte A para positivos, e menores em módulo, no horizonte B. Estes resultados realçam a alta relação existente entre a argila dispersa em água e o balanço de carga de latossolos ácricos.

Teores de água (U0,03 e U1,5)

Os teores de água a 0,03 e 1,5MPa aproximaram-se de 25 e 21%, respectivamente, com exceção do LUác, cujos valores foram 50% menores do que os dos demais solos argilosos. Resultados semelhantes foram obtidos por UEHARA & GILLMAN (1981) para oxissolos altamente intemperizados. A maioria das amostras apresentou baixa quantidade (<6%) de água disponível, segundo limites definidos por OLIVEIRA et al. (1986), sendo que somente a amostra superficial do LRác-1 teve valor médio de água disponível (de 6 a 12%).

Os altos valores de água retida a altas tensões (TABELA 2) estão associados aos espaços vazios existentes dentro dos agregados de solos muito intemperizados (SHARMA & UEHARA, 1968). TSUJI et al. (1975) observaram, através de microscopia eletrônica, que em solos com microestrutura forte, como os ácricos, a quantidade de água retida a tensões maiores que 0,02MPa é maior do que nos solos com estrutura menos desenvolvida. HOLZHEY & KIMBLE (1986) obtiveram uma curva de retenção de água de um oxissolo que, em altas tensões, foi característica de solos argilosos; em tensões intermediárias, ela refletiu o baixo teor de silte sendo que, sob tensões mais baixas, houve uma queda acentuada da curva, explicada, pelos autores, por um número maior de poros com diâmetro superior a 0,lmm. Esta curva, segundo SHARMA & UEHARA (1968), é similar à de solos arenosos.

Os teores de água disponível foram baixos, resultado da baixa capacidade de armazenamento de água que os solos ácricos possuem. A baixa superfície específica, a presença de argila de baixa atividade e sua tendência de formar agregados estáveis em água, além da baixa quantidade de matéria orgânica, parecem explicar este fenômeno (UEHARA & GILLMAN, 1981).

Entretanto, de acordo com OLIVEIRA & PAULA (1988), o volume de água considerada disponível não tem explicado o comportamento de plantas cultivadas nestes solos, admitindo-se então a hipótese de que o volume realmente disponível é maior. Segundo os autores, a elevada porosidade total e a uniformidade textural dos horizontes ao longo do perfil contribuem para um aumento da porosidade de aeração e, conseqüentemente, para uma maior retenção de água a baixas tensões, que passaria a ser disponível para as plantas. Devido a isso, tem-se sugerido o valor de água retida a 0,01MPa em substituição a 0,03MPa no cálculo de água disponível. LAL (1979), por exemplo, encontrou melhor correspondência entre a estimativa da capacidade de campo e a água retida a 0,01 do que a 0,03MPa, para solos nigerianos. OLIVEIRA & PAULA (1988) contabilizaram um aumento de 4 a 6% na quantidade de água disponível de latossolos roxos e latossolos variação Una do Sudeste brasileiro, quando passaram a utilizar a equação modificada.

Superfície específica (S.E.)

Os valores de superfície específica foram baixos, como era de se esperar, visto que há predominância de minerais cauliníticos e oxídicos na fração argila dos solos (ALLEONI, 1992), e foram semelhantes aos obtidos por GROHMANN (1970) e PAULA et al. (1986). Na TABELA 3 são mostradas as variações entre os horizontes A e B para superfície específica, teores de argila, ferro total e carbono orgânico.

Observa-se que nos latossolos roxos houve diminuição na superfície específica em profundidade, enquanto que no LUác houve aumento de 48%. Como GROHMANN (1972a) encontrou alta correlação positiva entre o teor de argila e a superfície específica de vários latossolos e podzólicos de São Paulo, supõe-se, então, que o acentuado aumento no valor deste atributo possa ter influenciado mais decisivamente a S.E. do latossolo Una do que a dos demais, principalmente pelo seu menor teor de argila.

Outra possível causa do aumento da S.E. no LUác foi o aumento de 45% no teor de Fe2O3 do horizonte A para o horizonte B. GREENLAND et al. (1968) explicam que grande parte destes óxidos se apresentam como partículas distintas, com dimensões extremamente pequenas, o que lhes confere grande superfície específica. GROHMANN & CAMARGO (1974) verificaram uma redução média de 17% na S.E. de amostras superficiais e subsuperficiais, isentas de matéria orgânica, de latossolos roxos paulistas, após a retirada dos óxidos de ferro.

A matéria orgânica também contribui significativamente no valor da S.E. do solo, devido ao seu alto grau de subdivisão. GROHMANN (1972b) obteve valores de S.E. da matéria orgânica em torno de 870m2/g, para solos paulistas. No LUác a relação %C do horizonte A/%C do horizonte B, igual a 2,67, foi menor que as dos demais latossolos (4,0 para o LRác-1 e 4,2 para o LRác-2). Desse modo, o efeito da possível diminuição da superfície específica em profundidade, devido ao menor teor de matéria orgânica, parece ter sido menos evidente neste solo. GROHMANN (1972b), trabalhando com cinco latossolos semelhantes aos deste trabalho, obteve maiores decréscimos na S.E. de horizontes B quando os óxidos de Fe foram retirados, do que quando a matéria orgânica foi eliminada, corroborando, assim, à discussão até apresentada.

CONCLUSÕES

1. Houve associação positiva entre os baixos valores de argila dispersa em água, nas camadas subsuperficiais, e o balanço de carga, o potencial elétrico e o *pH dos solos.

2. Os valores de superfície específica estiveram razoavelmente bem relacionados aos teores de matéria orgânica, o teor de argila e o teor de ferro dos latossolos ácricos.

3. Os teores de água disponível foram baixos, refletindo a forte microagregação, que confere aos solos estudados movimento e armazenamento de água similar aos dos arenosos.

Enviado para publicação em 02.03.94

Aceito para publicação em 20.04.94

  • 1
    Parte da Dissertação de Mestrado apresentada pelo primeiro autor à Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz"/USP, para obtenção do título de Mestre em Solos e Nutrição de Plantas.
  • 2
    Bolsista do CNPq.
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    1 Parte da Dissertação de Mestrado apresentada pelo primeiro autor à Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz"/USP, para obtenção do título de Mestre em Solos e Nutrição de Plantas. 2 Bolsista do CNPq.

    Datas de Publicação

    • Publicação nesta coleção
      19 Jul 2005
    • Data do Fascículo
      Ago 1994

    Histórico

    • Aceito
      20 Abr 1994
    • Recebido
      02 Mar 1994
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