Reserva mineral do solo

RESERVA MINERAL DO SOLO
Sabrina Nascimento
Engª Agrônoma
Disciplina: Mineralogia do Solo
Jaboticabal/SP
2017

INTRODUÇÃO
Pesquisadores têm demonstrado expressiva contribuição da
reserva de nutrientes do solo na nutrição e no crescimento de
plantas.
Minerais primários essenciais
????
Minerais primários
acessórios????
Os minerais essenciais são os que
constituema rocha. Cada rocha tem
minerais essenciais pré-definidos, por
exemplo, no granito os minerais essenciais
são o quartzo e o feldspato.
Os minerais acessórios são os que podem
ou não estar presentes na constituição da
rocha,podem ser vários. No caso do
granito os minerais acessórios são as
micas

Quadro 1- Principais minerais essenciais e acessórios,
potencialmente fontes de nutrientes para as plantas.

INTRODUÇÃO
O quartzo é o principal mineral das frações areia, silte, argila dos
solos. Sendo que o solo velho originado de granito apresenta,
basicamente, apenas quartzo na fração areia.
Fonte:Googleimagens.
Quartzo
Reserva de nutrientes

INTRODUÇÃO
Conforme os tipos de minerais, a composição química das rochas
de maior importância na formação dos solos pode variar
consideravelmente e influenciar a quantidade inicial da reserva de
macronuentres, como o Ca, Mg, K e P, para os solos.
Fonte: Google imagens.

Quadro 3 – Teores totais de elementos-traço de algumas rochas.

MINERAIS NÃO SILICATADOS FONTES DE NUTRIENTES
ÓXIDOS E HIDRÓXIDOS
A classe dos óxidos é bastante diversa, incluindo minerais
bastante duros, como o Coríndon, e outros macios, como a
cuprita, minerais metálicos (hematita) e gemas, com cores
escuras, mas também intensamente coloridos.
 Simples
 Múltiplos
 Oxi-hidróxidos
 Hidróxidos
 Hidratados

Cuprita e Zincita

Hematita – Fe2O3
É um mineral amplamente distribuído em rochas de todos os
tipos e idades, geralmente como mineral acessório.
Juntamente com a Goethita, que é um oxihidróxido de Fe
mais ligado ao intemperismo, forma os mais abundantes
óxidos metálicos pedogênicos. Fonte:Googleimagens.

Micronutrientes como: Ni, Ti, Mn, Co, Cr, Cu e Zn em menor
proporção.
A grande área superficial especifica desses óxidos
pedogênicos, o baixo grau de cristalinidade e a reatividade
das superfícies (cargas dependentes de pH) fazem com que
vários ânions (fosfatos, selenatos, molibdatos, silicatos) e
cátions metálicos (Cu, Pb, Zn,Cd, Co, Ni, Mn) sejam
adsorvidos especificamente.

Magnetita – FeFe2O4
É um mineral acessório comum de rochas magmáticas ferro-
magnesianas e de rochas metamórficas.

HALÓIDES, SULFATOS, NITRATOS E BORATOS
Halóides – A classe dos haloides caracteriza-se por ânios
halogênicos com grande raio iônico (Cl−, Br−, F−, I−), fracamente
carregados e de fácil polarização.
Halita – NaCl
Silvita – KCl
Fluorita – CaF2

SULFATOS
A classe dos sulfatos abrange grande número de minerais,
divididos em anidros, como a anidrita (CaSO4) e hidratados, como
o gipso (CaSO4.2H2O)
Gipso

NITRATOS
Os nitratos são estruturalmente análogos aos carbonatos, com
estrutura hexagonal ou ortorrômbica. O mais comum é o salitre-
do-Chile (NaNO3), encontrado em regiões áridas como camada
de sal (caliche-doChile) intercalada com camadas de areia, de sal
comum e gipso, cuja ocorrência principal fica no norte do Chile.

BORATOS
Nos boratos, o íon B (pequeno raio iônico) coordena três O, que
podem ser compartilhados por dois íons B vizinhos, formando
folhas separadas por camadas de moléculas de água e unidas por
íons Na ou Ca.
Boráx

CARBONATOS
Os carbonatos são encontrados em rochas sedimentares
denominadas calcários em seu equivalente metamórfico, o
mármore, acumulando-se em proporções significativas também
em rochas mistas de carbonatos com argilas (margas).
Calcita

FOSFATOS
Dentre os fosfatos mais abundantes e importantes, tem-se a
apatita, que apresenta como fórmula geral Ca5(PO4)3(OH,F,Cl),
com substituição dos ânions F, Cl e OH e, mais raramente, do
fosfato pelo carbonato (carbonatoapatita).

MINERAIS PRIMÁRIOS SILICATADOS FONTES DE
NUTRIENTES
Nesossilicatos
A olivina é essencial nas rochas ultrabásicas (peridolitos e dunitos)
a varietal nas básicas (olivina basalto). Existe uma série completa
de solução sólida que vai da forsterita [Mg2(SiO4)] à fayalita
[Fe2(SiO4)].

INOSSILICATOS
Nos inossilicatos, a relação Si:O é 1:3 (piroxênios) e 1:2,75
(anfibólios), o que permite certo grau de polimerização dos
tetraedros de Si, em cadeias simples (piroxênios) ou duplas
(anfibólios).
Augita- rochas ígneas básicas e ultrabásicas
Horblenda-ígneas ácidas e básicas
Além do Mg e Fe, as horblendas apresentam teor elevado de
Ca e menor teor de Mn e Ti, chegando a ser a principal fonte
desses elementos nas rochas.

FILOSSILICATOS
As micas são, normalmente, mais estáveis que os demais
minerais silicatados fontes de nutrientes. São portanto, as
maiores fontes de K, Fe e Mg em ambientes tropicais e
desempenham importante papel na fertilidade e gênese dos
solos.

INTEMPERISMO DA MICA E LIBERAÇÃO DE K
A liberação de K nas micas é consequência de dois
processos:
1- transformação de micas com K entrecamadas para
minerais 2:1 expansivos pela redução da carga negativa e
pela troca de K por cátions hidratados;
2- dissolução das micas seguida pela recombinação dos
produtos do intemperismo.
Figura 9 – Dinâmica de intemperismo dos minerais 2:1.

Os fatores que afetam a transformação das micas são
agrupadas em:
Natureza do mineral
Tamanho da partícula
Efeito de condições ambientais
Os fatores ambientais que interferem no intemperismo das
micas são:
Atividade e natureza dos íons na solução dos solo, presença
de agentes complexantes de metal, temperatura, atividade
biológica, umidade e ciclos de umedecimento e secagem.
Essas condições também determinam o intemperismo dos
minerais e a liberação de nutrientes das demais classes de
silicatos: neso, ino e tectossilicatos.
Figura 12 – Potássio extraído de amostras de muscovita com diferentes
classes de tamanho em solução com sódio tetrafenil boro (NaTFB).
Quanto maior a [ ] de K em volta da partícula

Além do efeito da distribuição dos teores dos
elementos na solução do solo, aumentando a
liberação de formas estruturais, o processo de
absorção de cátions ( principalmente NH 4 +
)pelas
plantas acarreta, também, a formação de
microrregião com alta concentração de H +
,
acelerando o processo de liberação de K.

TECTOSSILICATOS
Os feldspatos são os principais minerais silicatados do grupo
dos tectossilicatos e constituem importante fonte de
nutrientes, especialmente K e Ca. São silicatos de Al com K,
Na e Ca e, raramente Ba.

FORMAS DE K, Ca E Mg NO SOLO
O K encontra-se no solo nas formas estrutural, não-trocável,
trocável e na solução do solo. Já o Ca e Mg estão na forma
estrutural, trocável e na solução. Estas formas encontram-se
em equilíbrio dinâmico, e sua utilização pelas plantas ocorre
a partir da solução do solo.
Quando o teor na solução

Somente ocorre a liberação de formas não-trocáveis e, ou,
estruturais em concentrações muito baixas do elemento na
solução e após grande parte da forma trocável haver sido
removida
Figura 19 – Representação do equilíbrio entre as formas de potássio, cálcio e
magnésio no solo.

FORMAS PRONTAMENTE DISPONÍVEIS PARA AS PLANTAS
(SOLUÇÃO DO SOLO E TROCÁVEL)
A concentração de K na solução do solo é, normalmente,
baixa (1 a 10 mg L−1
) e, quando comparada aos teores
totais, pode representar apenas 0,1 a 2% do K total. Em
solos de regiões áridas ou em solos salinos, os teores de
K na solução tendem a ser mais altos que em solos de
regiões úmidas.
Potássio

CÁLCIO E MAGNÉSIO
O Ca normalmente é mais abundante na solução do solo
(30 a 300 mg L−1
) do que o Mg (5 a 50 mg L−1
). A dinâmica
do Ca e Mg na solução é menos complexa que a do K, e os
elementos podem ser perdidos por lixiviação, absorvidos
por planta e, ou, microrganismos e adsorvidos aos colóides
do solo.

RESERVA (FORMAS NÃO-TROCÁVEIS E ESTRUTURAIS)
A maior fração do K, Ca e Mg do solo encontram-se em
formas estruturais, e sua liberação para formas
disponíveis depende de reações químicas de dissolução
dos minerais.
 POTÁSSIO
O maior teor de K, é encontro nos minerais primários,
principalmente nas micas e feldspatos. O K não-trocável
é comumente chamado de fixado e representa formas
não prontamente disponíveis paras as plantas.

CÁLCIO E MAGNÉSIO
Devido a inexistência de sítios específicos de adsorção como no
caso do K, as reservas de Ca e Mg nos solos estão associadas
apenas às formas estruturais (ausência de Ca e Mg não-
trocáveis). A ocorrência de Mg estrutural no solo é devida,
principalmente, à presença de micas e minerais filossilicatados
secundários trioctaedrais ou dioctaedrais com Mg na camada
octaédrica em substituição ao Al, como vermiculita e esmectita.
Newman & Brown (1987)
As principais fontes de Ca estrutural no solo são:
anortita, apatita, calcita, dolomita, fluorita, aragonita,
gipsita, anidrita e margarita.

LIBERAÇÃO DA RESERVA DE NUTRIENTES DO SOLO
 Intemperismo e estabilidade dos minerais
É difícil estabelecer uma ordem de mobilidade dos elementos
durante o intemperismo químico, uma vez que muitos fatores,
frequentemente contraditórios, interferem durante os
processos de hidrólises, solubilização, formação de minerais
secundários e trocas no solo.
(a)Ânions muito móveis (S, Cl, B e Br).
(b) Cátions móveis (Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, e Ra).
(c) Cátions e ânions fracamente móveis - cátions(Ba e Ti) e
ânions (Si, P,Sn, As, Ge e Sb).
(d)Cátions e ânions móveis e fracamente móveis em meio oxidante e
inerte em meio fortemente redutor – cátions (Zn, Ni, Cu, Pb, Cd, Hg
e Ag) e ânions (V, U, Mo, Se e Re).
(e)Cátions móveis e fracamente móveis em meio colidal redutor e
inertes em meio oxidante (Fe, Mn e Co).
(f) Íons fracamente móveis na maioria dos ambientes – que formam
compostos químicos (Al, Ti, Zr, Cr, Y, Ga, Th, Sc, Ta, W, In, Bi e Te) e
que não formam ou raramente formam compostos químicos (Os,
Pd, Ru, Pt, Au, Rh e Ir.

Quadro 15 – Reserva de potássio e métodos de extração normalmente
empregados em análise de argila e solo.
• Para estimar a contribuição de formas não-trocáveis do nutriente
(CKnt) na nutrição e produção das plantas em cultivos de vasos, faz-
se o balanço do nutriente no sistema solo-planta.
• Conteúdo de K não-trocável absorvido pelas plantas:
(CKnt)= C – (A – B)
Em que A e B são os conteúdos de K trocável inicial (antes do plantio) e
final (depois do cultivo) e C o conteúdo total acumulado pelo cultivo
(parte aérea mais raízes).

LIBERAÇÃO DA RESERVA DE ACORDO COM A FRAÇÃO
GRANULOMÉTRICA
As diferenças nas taxas de liberação de nutrientes, atribuídas à
ocorrência simultânea de vários tipos de minerais no solo, com
diferentes sítios de adsorção, tamanho de partículas e grau de
intemperismo, dificultam muitas vezes a caracterização mais
detalhada da reserva mineral do solo, tanto no que se refere à
sua composição mineralógica como à contribuição relativa das
suas frações granulométricas.

RESERVA DE K EM SOLOS ALTAMENTE INTEMPERIZADOS
DOS TRÓPICOS ÚMIDOS
Os solos jovens do Brasil, desenvolvidos de materiais de origem
ricos em mica e feldspato, podem apresentar teores de K total
da ordem de 35.000 mg Kg−1 . Já os solos altamente
intemperizados são, de maneira geral, pobres em K trocável e
apresentam reserva limitada deste nutriente.

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