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PRINCIPAIS MINERAIS DO
                       SOLO

                   Minerais Primários
Formados em temperaturas elevadas e usualmente
derivados de rochas ígneas ou metamórficas, mas podem
ser herdados de rochas sedimentares
Quartos, micas, feldspatos

                 Minerais Secundários
Formados em reação de baixas temperaturas e são herdados
de rochas sedimentares ou formados no solo por
intemperismo
Argilominerais e óxidos
A composição da crosta é o reflexo da composição dos
minerais. Considerando a abundância dos elementos, os
silicatos (oxigênio + silício) são os predominantes

Elemento     Média Crosta    Raio Iônico                 Volume
                (g Kg-1)        (nm)                        (%)
 O2-             466            0,140                      89,84
 Si4+            277            0,039                       2,37
 Al3+            81             0,051                       1,24
 Fe2+            50             0,074                       0,79
 Mg2+            21             0,066                       0,60
 Ca2+            36             0,099                       0,39
 Na+             28             0,097                       0,84
  K+             26             0,133                       1,84




                                        Referência: Mineral in soil environments
Silicatos
Constituem aproximadamente 90% da crosta terrestre
No solo podem ocorrer minerais primários ou secundários


  A estrutura fundamental
        dos silicatos:
       o tetraedro SiO4
Principais minerais silicatados e sua proporção na litosfera



                         Silicato             Proporção (%)
                         Quartzo                   12
   Minerais
  primários
                       Feldspatos                  51
predominantes             Micas                     5
na fração areia
                       Anfibólios                   5
     e silte           Piroxênios                  11
                         Olivina                    3
                      Argilominerais                5
ORIGEM DA CTC I




       Esta é uma das origens da
 Capacidade de Troca de Cátions (CTC)
                do solo
ORIGEM DA CTC I
 Este tipo de CTC é chamado de CTC
 variável, porque o número de cargas
 elétricas pode aumentar ou diminuir em
 função do pH do solo:
    Se o pH diminuir,    a CTC diminui

   Se o pH aumentar,    a CTC aumenta
ORIGEM DA CTC I
 A CTC variável é a que predomina nos
 solos tropicais;
 A CTC variável é a que existe na fração
 orgânica do solo;
ORIGEM DA CTC
Partículas Orgânicas




                       Grupo
                       COOH

                       COO-
ORIGEM DA CTC I
Porque depende do pH ?
Substituição isomórfica
 Entrada do Al3+ no lugar do Si4+
 nos tetraedros                            Alumínio 3+
 Entrada de Mg2+ no lugar de Al3+
 nos octaedros                                      Silício 4+




 Nos argilominerais 2:1 o excesso de carga negativa é compensado pela
 carga positiva de cátions, lâminas hidróxido ou polímeros de hidróxi-
 Al situado entre camadas, as quais mantém as camadas unidas
ORIGEM DA CTC
 Esta CTC é chamada permanente, porque
 NÃO varia com o pH
 Ela ocorre nos solos menos desenvolvidos,
 predominando nas regiões temperadas;
 No RS, alguns solos da campanha
CTC
DOIS TIPOS DE CTC:
 VARIÁVEL
 PERMANENTE
CTC DO SOLO
                            Partícula de Argila

Nutrientes
   ou
Moléculas
 Polares



  CTC
 (Cargas
Negativas)


             2 milésimos de milímetro
Caulitas       baixa substituição isomórfica
As cargas ocorrem por adsorção ou dissociação dos íons
hidrogênio, conforme o pH do solo pH dependentes
              CTC é baixa          3 a 15 cmolc kg-1




     Ocorrem em solos ácidos de regiões tropicais e subtropicais:
           Latossolos, Argissolos, Nitossolos, Cambissolos....
            Baixa CTC       influencia propriedades químicas
           Não expansivas      influencia propriedades físicas
Microclina


                                                      Ortoclási                                          Clima seco e quente (- Si)
                                                      o
                                                                                                Rápida remoção de bases
                                 Alto em K             Outros                                Muito Mg na zona de
ALUMINOSILICATOS PRIMÁRIOS


                                                                                                intemperismo
                                                                                                       -
                                                                    -
                                                                                                       K
                                                                    K            Ilita
                                                      Muscovit     + H2O                             +K
                                                      a
                                                                          -              -


                                                                   +H
                                                                          K              K
                                                        Micas

                                                                    2
                                                                    O
                                                                                                  - Mg
                                                                              Vermiculita                 Esmectita             Caulinita   Óxidos
                                                        Biotita                                          (Montmorilonit                     de Fe e
                                                                                                              a)                              Al
                                                                      g
                             Alto em Mg, Ca, Na, Fe




                                                       Clorita     -M                - Mg
                                                                     -                            - Mg
                                                       primári
                                                          a         K          Clorita

                                                                                Lenta remoção de bases
                                                      Carbonatos                         Rápida remoção de
                                                                                               bases
                                                      Feldspato                            Clima seco e quente (- Si)

                                                        Augita

                                                      Hornblend
                                                      a
                                                        Outros
Ilita
Designa micas de tamanho argila, semelhantes a muscovita, porém com
mais silício, mais água e menos K.
A ilita é resultante da alteração parcial da mica sendo parcialmente
expansiva, menor CTC e menos K que a mica (troca de K por Ca, Mg, Na..)
Esmectitas
Argilomineral expansivo com distancia basal de 10Å (K+
entre camadas) e 15 Å (H2O entre camadas). com maior
capacidade de expansão: entre 10 e 20 Å e menor densidade
de carga negativa nas camadas.
                 CTC         80 a 120 Cmolc kg-1
                          ASE        800 m2g

             Dioctraedrais
             Montmorilonita (mais comum em solos)
             Al3+ – Mg2+ lamina octaedral
             Baidelita
             Si4+ - Al3+ lâmina tetraedral
             Nontronita – idem baidelita
CTC DO SOLO
  PARTÍCULA      CTC
     DO       (Cmolc.Kg-1)
    SOLO
   ARGILA 1:1     3-15
   ARGILA 2:1   100-150
    SILTE     Menor que 1
    AREIA           0
Capacidade de Troca de Cátions Aproximada para
            alguns colóides do solo.
     Componente         CTC (Cmolc/Kg)
   Montmorilonita            80-120
   Vermiculita              100-150
   Ilita                     20-40
   Caulinita                  3-15
   Matéria Orgânica         200-300
CTC DO SOLO

 Como a CTC está na fração argila: solos argilosos
 possuem maior CTC que arenosos;

 Solos com mais matéria orgânica possuem maior
 CTC
 Solos com minerais do tipo 2:1 possuem mais
 CTC que solos com minerais do tipo 1: 1 (aprox. =
 quantid. argila)
Mais CTC ...


E daí?
Fase Sólida Fase Líquida

   Mineral de
   Argila
NUTRIENTES
NUTRIENTES

       Fase sólida   Fase Líquida


      CTC
ACIDEZ DO SOLO



   É gerada quando os cátions básicos são substituídos por H
e Al provenientes da alteração dos minerais.

       pH do SOLO
      ACIDEZ ATIVA – é devida aos íons H+ que estão
dissociados na solução do solo.
    É expressa pelo pH = - log [H+] = 1/log [H+]

       ACIDEZ POTENCIAL – soma de H + Al adsrovido no
solo
Total de Ácidos no Solo ?
  pH Acidez=acidez do solo

                  +               1
pH = − log( H ) = log                 +
                                 (H )
    Concentrações de H+1   pH
          (mol L-1) *
  0,0001 ou 10-4           4,0
                           5,0
  0,00001 ou 10-5          6,0
  0,000001 ou 10-6         7,0
  0,0000001 ou 10-7        8,0
  0,00000001 ou 10-8
% de saturação de Al3+ = 100
                               Al 3 +
                             S + Al 3 +
                                      S
 % de saturação de bases:   V % = 100
                                      T
   Interpretação dos valores de S, T e V em solos
             S(cmolc/kg        V (%)       T (cmolc/kg)
                 )

     alto    mais de 6     mais de 60%;    mais de 10
    médio     4a6           35 a 60%;        6 a 10
    baixo    menos de     menos de 35%;    menos de 6
                 4
     alto     ROLAS         mais de 80%;
    médio      2004          65 a 80%;
    baixo                    45 a 64%;
     m.                         < 45
    baixo
Cátions trocáveis




       0
           5
                      10
                                   15
                                        20




               Bases de Troca




Urug
           Acidez de Troca




SM
SA
SP
Erec
7.0



             6.5



             6.0

pH do solo
             5.5



             5.0



             4.5



             4.0
                   0   20      40      60         80   100
                        % de saturação de bases
A CTC segura os cátions!!!!,
mas e a sustentação física,
água, ar, calor...?????
Vamos lá........

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Ctc solos

  • 1. PRINCIPAIS MINERAIS DO SOLO Minerais Primários Formados em temperaturas elevadas e usualmente derivados de rochas ígneas ou metamórficas, mas podem ser herdados de rochas sedimentares Quartos, micas, feldspatos Minerais Secundários Formados em reação de baixas temperaturas e são herdados de rochas sedimentares ou formados no solo por intemperismo Argilominerais e óxidos
  • 2. A composição da crosta é o reflexo da composição dos minerais. Considerando a abundância dos elementos, os silicatos (oxigênio + silício) são os predominantes Elemento Média Crosta Raio Iônico Volume (g Kg-1) (nm) (%) O2- 466 0,140 89,84 Si4+ 277 0,039 2,37 Al3+ 81 0,051 1,24 Fe2+ 50 0,074 0,79 Mg2+ 21 0,066 0,60 Ca2+ 36 0,099 0,39 Na+ 28 0,097 0,84 K+ 26 0,133 1,84 Referência: Mineral in soil environments
  • 3. Silicatos Constituem aproximadamente 90% da crosta terrestre No solo podem ocorrer minerais primários ou secundários A estrutura fundamental dos silicatos: o tetraedro SiO4
  • 4.
  • 5. Principais minerais silicatados e sua proporção na litosfera Silicato Proporção (%) Quartzo 12 Minerais primários Feldspatos 51 predominantes Micas 5 na fração areia Anfibólios 5 e silte Piroxênios 11 Olivina 3 Argilominerais 5
  • 6. ORIGEM DA CTC I Esta é uma das origens da Capacidade de Troca de Cátions (CTC) do solo
  • 7. ORIGEM DA CTC I Este tipo de CTC é chamado de CTC variável, porque o número de cargas elétricas pode aumentar ou diminuir em função do pH do solo: Se o pH diminuir, a CTC diminui Se o pH aumentar, a CTC aumenta
  • 8. ORIGEM DA CTC I A CTC variável é a que predomina nos solos tropicais; A CTC variável é a que existe na fração orgânica do solo;
  • 9. ORIGEM DA CTC Partículas Orgânicas Grupo COOH COO-
  • 10. ORIGEM DA CTC I Porque depende do pH ?
  • 11. Substituição isomórfica Entrada do Al3+ no lugar do Si4+ nos tetraedros Alumínio 3+ Entrada de Mg2+ no lugar de Al3+ nos octaedros Silício 4+ Nos argilominerais 2:1 o excesso de carga negativa é compensado pela carga positiva de cátions, lâminas hidróxido ou polímeros de hidróxi- Al situado entre camadas, as quais mantém as camadas unidas
  • 12. ORIGEM DA CTC Esta CTC é chamada permanente, porque NÃO varia com o pH Ela ocorre nos solos menos desenvolvidos, predominando nas regiões temperadas; No RS, alguns solos da campanha
  • 13. CTC DOIS TIPOS DE CTC: VARIÁVEL PERMANENTE
  • 14. CTC DO SOLO Partícula de Argila Nutrientes ou Moléculas Polares CTC (Cargas Negativas) 2 milésimos de milímetro
  • 15. Caulitas baixa substituição isomórfica As cargas ocorrem por adsorção ou dissociação dos íons hidrogênio, conforme o pH do solo pH dependentes CTC é baixa 3 a 15 cmolc kg-1 Ocorrem em solos ácidos de regiões tropicais e subtropicais: Latossolos, Argissolos, Nitossolos, Cambissolos.... Baixa CTC influencia propriedades químicas Não expansivas influencia propriedades físicas
  • 16. Microclina Ortoclási Clima seco e quente (- Si) o Rápida remoção de bases Alto em K Outros Muito Mg na zona de ALUMINOSILICATOS PRIMÁRIOS intemperismo - - K K Ilita Muscovit + H2O +K a - - +H K K Micas 2 O - Mg Vermiculita Esmectita Caulinita Óxidos Biotita (Montmorilonit de Fe e a) Al g Alto em Mg, Ca, Na, Fe Clorita -M - Mg - - Mg primári a K Clorita Lenta remoção de bases Carbonatos Rápida remoção de bases Feldspato Clima seco e quente (- Si) Augita Hornblend a Outros
  • 17. Ilita Designa micas de tamanho argila, semelhantes a muscovita, porém com mais silício, mais água e menos K. A ilita é resultante da alteração parcial da mica sendo parcialmente expansiva, menor CTC e menos K que a mica (troca de K por Ca, Mg, Na..)
  • 18. Esmectitas Argilomineral expansivo com distancia basal de 10Å (K+ entre camadas) e 15 Å (H2O entre camadas). com maior capacidade de expansão: entre 10 e 20 Å e menor densidade de carga negativa nas camadas. CTC 80 a 120 Cmolc kg-1 ASE 800 m2g Dioctraedrais Montmorilonita (mais comum em solos) Al3+ – Mg2+ lamina octaedral Baidelita Si4+ - Al3+ lâmina tetraedral Nontronita – idem baidelita
  • 19. CTC DO SOLO PARTÍCULA CTC DO (Cmolc.Kg-1) SOLO ARGILA 1:1 3-15 ARGILA 2:1 100-150 SILTE Menor que 1 AREIA 0
  • 20. Capacidade de Troca de Cátions Aproximada para alguns colóides do solo. Componente CTC (Cmolc/Kg) Montmorilonita 80-120 Vermiculita 100-150 Ilita 20-40 Caulinita 3-15 Matéria Orgânica 200-300
  • 21. CTC DO SOLO Como a CTC está na fração argila: solos argilosos possuem maior CTC que arenosos; Solos com mais matéria orgânica possuem maior CTC Solos com minerais do tipo 2:1 possuem mais CTC que solos com minerais do tipo 1: 1 (aprox. = quantid. argila)
  • 22. Mais CTC ... E daí?
  • 23. Fase Sólida Fase Líquida Mineral de Argila
  • 25. NUTRIENTES Fase sólida Fase Líquida CTC
  • 26. ACIDEZ DO SOLO É gerada quando os cátions básicos são substituídos por H e Al provenientes da alteração dos minerais. pH do SOLO ACIDEZ ATIVA – é devida aos íons H+ que estão dissociados na solução do solo. É expressa pelo pH = - log [H+] = 1/log [H+] ACIDEZ POTENCIAL – soma de H + Al adsrovido no solo
  • 27. Total de Ácidos no Solo ? pH Acidez=acidez do solo + 1 pH = − log( H ) = log + (H ) Concentrações de H+1 pH (mol L-1) * 0,0001 ou 10-4 4,0 5,0 0,00001 ou 10-5 6,0 0,000001 ou 10-6 7,0 0,0000001 ou 10-7 8,0 0,00000001 ou 10-8
  • 28. % de saturação de Al3+ = 100 Al 3 + S + Al 3 + S % de saturação de bases: V % = 100 T Interpretação dos valores de S, T e V em solos S(cmolc/kg V (%) T (cmolc/kg) ) alto mais de 6 mais de 60%; mais de 10 médio 4a6 35 a 60%; 6 a 10 baixo menos de menos de 35%; menos de 6 4 alto ROLAS mais de 80%; médio 2004 65 a 80%; baixo 45 a 64%; m. < 45 baixo
  • 29. Cátions trocáveis 0 5 10 15 20 Bases de Troca Urug Acidez de Troca SM SA SP Erec
  • 30. 7.0 6.5 6.0 pH do solo 5.5 5.0 4.5 4.0 0 20 40 60 80 100 % de saturação de bases
  • 31.
  • 32. A CTC segura os cátions!!!!, mas e a sustentação física, água, ar, calor...????? Vamos lá........