UNIVERSIDADE DE SÃO Paulo

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ”
PROJETO DE PESQUISA:
SOLOS DE RESTINGA DA ILHA DO CARDOSO (SP): GÊNESE DO
HORIZONTE ESPÓDICO E CARACTERIZAÇÃO DAS SUBSTÂNCIAS HÚMICAS
CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO: SOLOS E NUTRIÇÃO DE PLANTAS
NÍVEL: DOUTORADO
CANDIDATO: FELIPE HAENEL GOMES
ORIENTADOR: PABLO VIDAL-TORRADO
PIRACICABA
Estado de São Paulo – Brasil
Dezembro 2002
1. RESUMO
Este plano tem como objetivo detalhar o estudo de solos de mangue e de restinga,
incluindo a transição entre os dois ecossistemas, situados na Ilha do Cardoso-SP,
levantando informações complementares ao projeto: Diversidade, dinâmica e
conservação em florestas do estado de São Paulo: 40 ha de parcelas permanentes
(BIOTA-FAPESP). São objetivos deste plano: (a) caracterizar o desenvolvimento do
horizonte espódico em função do relevo, da presença de lençol freático e da
distância em relação ao mar e ao manguezal adjacente; (b) identificar a presença de
horizontes e/ou camadas endurecidas em profundidade (até 12 metros); (c) elaborar
um mapa ultradetalhado de solos na parcela do projeto BIOTA; (d) Caracterizar
espectroscopicamente a matéria orgânica dos solos, procurando relacioná-la com a
gênese do horizonte B espódico nos solos sob vegetação de restinga, identificando
os grupos funcionais de maior significância no processo.
2. INTRODUÇÃO E JUSTIFICATIVAS
As restingas, usada aqui no sentido botânico, são ecossistemas costeiros que
variam principalmente quanto ao porte da vegetação, que por sua vez depende do
aporte de água doce e nutrientes e da estabilização dos sedimentos arenosos em
que se situam. Já os manguezais apresentam variações na vegetação relacionadas
principalmente ao aporte de água doce e influência da água do mar, que refletindo
na
salinidade.
São
ecossistemas
“recentes”,
considerando
sua
formação
quaternária, já que refletem aspectos relacionados à sedimentação e às variações
do nível médio do mar ocorridos neste período. Os manguezais são de maior
1
dinamismo ainda, visto que situam-se no limite da interface entre o continente, o
sistema fluvial e os oceanos, sendo ainda altamente dependente do aporte de
sedimentos, de água doce e da influência da maré.
Os solos formados sob restinga compreendem, em sua grande maioria,
Espodossolos Cárbicos, Espodossolos Ferrocárbicos e Neossolos Quartzarênicos,
sendo que, este último, muitas vezes é transicional para Espodossolo, apresentando
uma formação incipiente de horizonte espódico, ou mesmo apresentando este
horizonte abaixo da seção de controle (Espodossolo Cárbico/Ferrocárbico
Hiperespesso). Os solos de manguezais correspondem, principalmente, a Gleissolos
Tiomórficos, podendo ainda ter quantidade elevada de C orgânico, formando os
Organossolos Tiomórficos.
Em vista disso, as hipóteses deste estudo serão:
-Dentro de uma mesma mata de restinga, quanto mais próximo ao mar,
menor será o estágio de desenvolvimento do horizonte espódico, se este ocorrer;
-A presença de camadas/horizontes endurecidos influencia diretamente na
formação dos Espodossolos, assim como o relevo, através de uma alteração da
dinâmica da água no perfil;
-O manguezal adjacente exerce grande influência no que diz respeito à
destruição do horizonte espódico, sendo provável encontrar resquícios deste na
transição restinga-manguezal, já no domínio do segundo;
-O processo de iluviação está ligado à materiais orgânicos de composição
distinta, sendo possível a identificação destes via métodos espectroscópicos.
2
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1. Restingas
A palavra “restinga” é usada tanto para designar vários tipos de depósitos
litorâneos quanto outras feições costeiras. Entre outros usos, o emprego no sentido
botânico designaria uma vegetação arbustivo-arbórea características de zonas
costeiras. Sua ocorrência está relacionada com variações no nível do mar no
holoceno e a conseqüente formação ao longo da costa brasileira, de vastas planícies
sedimentares arenosas. Em conseqüência das transgressões e regressões
marinhas, elas tomaram a forma de uma sucessão de cordões litorâneos arenosos.
que são, em geral, cobertos por comunidades vegetais características e diversas
genericamente denominadas de restingas (SUGUIO e TESSLER, 1984).
Os diferentes tipos de vegetação ocorrentes nas restingas brasileiras variam
desde formações herbáceas, passando por formações arbustivas, abertas ou
fechadas, chegando a florestas cujo dossel varia em altura, geralmente não
ultrapassando os 20 m. Em muitas áreas de restinga no Brasil, ocorrem períodos
mais ou menos prolongados de inundação do solo, fator que tem grande influência
na distribuição de algumas formações vegetacionais. A periodicidade com que
ocorre o encharcamento e a sua respectiva duração são decorrentes principalmente
da topografia do terreno, da profundidade do lençol freático e da proximidade de
corpos d’água (rios ou lagoas), produzindo em muitos casos um mosaico de
formações inundáveis e não inundáveis, com fisionomias variadas, o que até certo
ponto justifica o nome de "complexo" que é empregado para designar as restingas.
Assim,
caracterizam-se
como
um
conjunto
de
ecossistemas
variados
fitofisionomicamente, refletindo assim diferenças geomórficas, pedológicas e
climáticas, além de diferentes etapas sucessionais. (SILVA, 2000).
3
3.2. Solos sob restinga
Os ecossistemas de restinga se caracterizam pela presença de solos de
textura arenosa e, geralmente, pobres em matéria orgânica, tendo baixa capacidade
de reter água e nutrientes, essenciais à manutenção dos componentes biológicos do
sistema. A vegetação é adaptada, apresentando muitas vezes características
xeromórficas. Diferente do que ocorre na maioria dos ecossistemas terrestres, na
restinga o solo não constitui a principal fonte de nutrientes. Dada a proximidade do
mar, essa fonte é a maresia presente na atmosfera (ARAÚJO e LACERDA, 1987;
LEÃO e DOMINGUEZ, 2000).
Os solos sob restinga englobam aqueles classificados como Podzóis
(Espodossolos) e Areias Quarztosas Marinhas (Neossolos Quartzarênicos) (BRASIL,
1981). Os Espodossolos são solos minerais, com seqüência de horizontes A-E-Bh
e/ou Bs ou Bhs-C. São, na grande maioria, arenosos, sendo raras as citações de
outras classes texturais. Quimicamente, são ácidos e muito pobres, com a soma de
bases raramente ultrapassando 1 cmolc kg-1, mesmo na camada superficial. As
Areias Quartzozas Marinhas são solos minerais de seqüência de horizontes A-C,
sendo a principal diferença a ausência de horizonte espódico (OLIVEIRA et al.,
1992).
GOMES (1995) encontrou duas classes de solos em restingas fluminenses,
sendo a Areia Quartzoza (atual Neossolo Quartzarênico) intermediária para Podzol,
devido ao incipiente processo de podzolização. O mesmo encontrou MOURA FILHO
(1998), em solos do litoral sul de Alagoas, porém com predominância Neossolos
Quartzarênicos. O autor, porém, não descarta a possibilidade do processo de
podzolização estar ocorrendo a maiores profundidades (Espodossolos Cárbicos ou
4
Ferrocárbicos hiperespessos). Segundo OLIVEIRA et al. (1992), a localização dos
Neossolos Quartzarênicos em relação aos Espodossolos é de maior proximidade ao
mar, imediatamente após as praias, enquanto estes predominam nas baixadas
correspondentes às restingas.
3.2.1. Podzolização
A podzolização, segundo VAN BREEMEN e BUURMAN (1998), é explicada
por diversas teorias, sendo três as principais:
a) teoria dos fulvatos (adsorção/precipitação), descrita por Petersen (1976),
sugerindo que ácidos fúlvicos no horizonte superficial dissolvem ferro e
alumínio de minerais primários e secundários, formando então os
complexos organo-metálicos, que precipitam quando ocorre a saturação;
b) a teoria da alofana, descrita por Andersen et al. (1982) e Farmer et al.
(1980), que considera que o ferro e o alumínio são eluviados ao horizonte
B como silicatos positivamente carregados, onde precipitam como
alofanas e imogolota, através de um aumento no pH. Após isto, material
orgânico pode precipitar na alofana causando um enriquecimento
secundário no horizonte B;
c) a teoria dos ácidos orgânicos de baixo peso molecular, descrita por
Lundström et al (1995), que considera que estes ácidos são os
responsáveis pelo transporte de ferro e alumínio para o horizonte
subsuperficial, sendo a precipitação do ferro e do alumínio ocasionada por
quebra microbiológica do agente transportador.
5
A matéria orgânica do solo é considerada essencial para a formação do
horizonte espódico para duas da três principais teorias. Experimentos de laboratório
têm mostrado que a taxa de intemperismo pode ser 2 a 3,5 vezes mais alta na
presença de COD, principalmente na forma de compostos de baixo peso molecular e
de maior acidez (LUNDSTRÖM e ÖHMAN, 1990).
Com a descoberta da imogolita e materiais alofânicos como constituintes
comuns dos Espodossolos de clima temperado, vários trabalhos postularam que
soluções inorgânicas de Fe, Al e Si são suficientemente estáveis para migrarem no
perfil do solo, independentes da matéria orgânica, e desempenharem um importante
papel no processo de podzolização (MALCOLM & McCRACKEN, 1968; ANDERSON
et al., 1982; FARMER, 1982; FARMER, 1984). O exposto foi questionado por
BUURMAN e VAN REEUWIJK (1984), ao afirmarem que a presença de imogolita e
outros alumino-silicatos pobremente cristalizados nos horizontes B inferiores de
Espodossolos pode ser explicada pela neoformação a partir do Si que percolou na
solução do solo e de formas de Al liberadas a partir dos complexos orgânicos pela
atividade microbiana. Trabalhos recentes confirmaram experimentalmente a
importância da migração de Al e Fe em direção ao horizonte B na forma de
complexos orgânicos (VAN HEES & LUNDSTRÖM, 2000; LUNDSTRÖM et al.,
2000).
Na teoria da adsorção/precipitação, os ácidos fúlvicos migrando como
complexos com Al e Fe no perfil precipitam pela contínua adição de metais, ao
alcançarem uma relação carbono/metal suficiente para tal, criando o horizonte iluvial
B (DE CONINK, 1980). Na teoria da biodegradação, os ligantes orgânicos,
principalmente os ácidos orgânicos de baixo peso molecular, são decompostos
microbiologicamente durante sua migração no perfil, liberando Al e Fe iônicos, os
6
quais precipitam na forma de fases sólidas Al-Si-OH e Fe-OH, um material do tipo
imogolita ou ferrihidrita no horizonte B. Os ácidos orgânicos de alto peso molecular
podem ser adsorvidos na superfície dos materiais amorfos do horizonte B
(LUNDSTRÖM, 1993; LUNDSTRÖM et al., 1995). Os dois processos podem ocorrer
conjuntamente (CRONAN e AIKEN, 1985) e a importância de cada um deles pode
estar ligada à ocorrência dos materiais tipo imogolita e ferrihidrita no horizonte B de
Espodossolos, quando o mecanismo da biodegradação ganharia em importância,
como no caso de Espodossolos dos países nórdicos (LUNDSTRÖM et al., 2000).
Em Espodossolos com material de origem quartzoso, semelhantes aos das
planícies sedimentares arenosas da costa brasileira, a presença de materiais tipo
imogolita/alofana é excluída ou colocada em plano secundário (MALCOLM e
McCRACKEN, 1968)
No caso de Espodossolos Cárbicos Hidromórficos (antigos Podzóis
Hidromórficos), estes são descritos como dependentes de um lençol freático
permanente aliado ao material de origem empobrecido em minerais intemperizáveis,
ou seja, ricos em quartzo (DUCHAUFOR, 1982). Além disso, estes solos
apresentariam grandes entradas de material orgânico a partir do topo, elevada
acidez, teores de Fe insignificantes, o Al como o principal cátion associado aos
materiais
húmicos
migrantes,
os
precipitados
do
horizonte
B
formados
predominantemente por ácidos húmicos e boa parte da matéria orgânica
translocando-se, principalmente pelas águas de drenagem escurecidas por ácidos
fúlvicos (SKJEMSTAD et al., 1992; GOMES et al., 1998).
Estas teorias envolvem essencialmente a formação de Espodossolos em
ambientes frios, geralmente do hemisfério Norte, sendo que a junção de condições
climáticas ideais, com invernos rigorosos e precipitações generosas, ocorrem em
7
menor extensão no hemisfério Sul (LUNDSTRÖM et al, 2000). No Brasil, os
Espodossolos ocorrem associados à materiais de origem quartzosos e drenagem
deficiente (RESENDE et al., 1997), ocupando uma área de aproximadamente
142.000 km² (EMBRAPA, 1981).
3.3. Manguezais
Os manguezais são ecossistemas costeiros de transição entre os ambientes
terrestre e marinho, sujeito ao regime de marés e associado às margens de baías,
enseadas, barras, desembocadura de rios, lagunas e reentrâncias costeiras. São de
importância fundamental na manutenção e existência de inúmeros ecossistemas
localizados fora de seus limites (SCHAEFFER-NOVELLI, 1991).
São característicos das regiões tropicais e subtropicais, distribuindo-se entre
os trópicos de Capricórnio e Câncer, ocupando uma área aproximada de 20 milhões
de hectares (LACERDA,1984). No Brasil, sua ocorrência se dá do Cabo Orange, no
Amapá até laguna, no litoral Catarinense, ocupando uma área aproximada de 25 mil
hectares (LACERDA, 1984; SCHAEFFER-NOVELLI, 1991)
A estrutura e composição de espécies das florestas de mangue variam em
função de fatores geofísicos, geográficos, geológicos, hidrográficos, climáticos e
edáficos, da história do passado recente do local e das atividades humanas.
Funcionam como estabilizadores ambientais,
atuando como barreiras naturais
contra impactos permanentes de inundações catastróficas além da erosão eólica,
por furacões e ciclones, e hídrica, pela ação das ondas (VANUCCI, 1999). Além
disso, os manguezais podem funcionar como despoluidores, imobilizando metais
8
pesados nas plantas e no solo, antes que alcancem ecossistemas aquáticos
próximos (TAM e WONG,1996; MACFARLANE e BURCHETT, 1999).
3.4.Solos sob manguezal
Os processos que ocorrem nos solos sob constante sedimentação podem ser
divididos em geogênese e pedogênese. O primeiro diz respeito principalmente à
origem e transporte dos sedimentos, e o segundo, a processos que ocorrem após a
sedimentação com influência dos fatores de formação de solos. Porém muitas vezes
é difícil separar estes processos, que podem ocorrer alternadamente nestes
ambientes constantemente inundados (PONS e ZONNEVELD, 1965).
Nos levantamentos de solos, têm sido relatados como "solos indiscriminados
de mangue". São assim denominados em função do difícil acesso a esses
ambientes, sendo poucas as descrições morfológicas e análises físicas, químicas e
mineralógicas destes solos, levando à não discriminação das classes de solo às
quais pertencem. São freqüentemente incluídos em duas unidades de mapeamento:
os complexos de solos, com ocorrência comum nas bacias sedimentares, sendo
constituído por solos taxonomicamente distintos e com limites poucos nítidos entre si
e de difícil individualização para fins cartográficos; e os grupos indiferenciados de
solos, que são constituídos por unidades taxonômicas afins, com morfologia e
propriedades muito semelhantes (EMBRAPA, 1995).
Encontram-se no litoral, quase sempre junto a desembocaduras de rios, são
desenvolvidos a partir de sedimentos recentes e influenciados diretamente pela
água do mar, através do efeito das marés. Constituem, provavelmente, uma
associação de Gleissolos Sálicos e Tiomórficos, apresentando-se muito mal
9
drenados, com horizontes gleizados, com altos teores de sais e muitas vezes,
compostos de enxofre (EMBRAPA, 1975; BRASIL, 1987).
Os trabalhos realizados com solos de manguezais indicam que são formados
principalmente de Gleissolos Tiomórficos e Organossolos Tiomórficos (PRADAGAMEIRO, 2000; FERREIRA, 2002; GOMES, 2002).
4. OBJETIVOS
1. Caracterizar o desenvolvimento do horizonte espódico de solos de uma
restinga do projeto parcelas permanentes do BIOTA na ilha do Cardoso, em
função do relevo, da distância em relação ao mar e ao manguezal adjacente.
2. Caracterizar a ocorrência de camadas e/ou horizontes endurecidos em
profundidade nos solos de mangue e restinga (até 12 metros).
3. Elaborar um mapa de solos ultradetalhado para a parcela do projeto BIOTA.
4. Caracterizar espectroscopicamente a matéria orgânica de solos de restinga e
de mangue, procurando relacioná-la com a gênese dos solos espódico nos
solos sob vegetação de restinga, identificando os grupos funcionais de maior
significância no processo.
10
5. PLANO DE TRABALHO E CRONOGRAMA
CRONOGRAMA DE EXECUÇÃO: Julho de 2002 a setembro de 2005.
ATIVIDADES
Revisão de bibliografia
2002
2003
2004
2005
Jul-
Out-
Jan-
Mai-
Set-
Jan-
Mai-
Set-
Jan-
Mai-
Set
Dez
Abr
Ago
Dez
Abr
Ago
Dez
Abr
Set
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Visitas preliminares e amostragem sistemática
Abertura de trincheiras e descrição de perfis do solo
Análise com o GPR (radar penetrante no solo)
X
Análise granulométrica, química de rotina e sais solúveis
X
X
Analise químicas específicas (ataque sulfúrico e total)
X
X
Extração de Fe e Al com DCB e oxalato
X
X
Difratometria de raios-X
X
X
X
Microscopia de varredura
X
X
X
Confecção de lâminas delgadas de solo
X
X
X
Caracterização da matéria orgânica do solo
X
X
X
X
Redação de artigos e relatório cientifico
X
X
X
X
6. MATERIAIS E MÉTODOS
6.1. Localização
A área de estudo está localizada no Parque Estadual da Ilha do Cardoso
(Figura 1), na porção mais meridional do litoral sul paulista, e está inserida no
complexo lagunar de Iguape - Cananéia.
6.2. Clima
O clima, segundo a classificação de Köppen, é do tipo Cfa, ou seja,
mesotérmico úmido sem estação seca definida. A pluviosidade varia de 1.700 a
2.000 mm anuais, sendo fevereiro o mês mais chuvoso e julho o mais seco (SÃO
PAULO, 1990).
11
Ilha Comprida
Cananéia
Parcela
do
BIOTA
Oceano
Atlântico
Ilha do
Cardoso
São Paulo
Ariri
Maruja
Paraná
Figura 1 – Localização da ilha do Cardoso e da parcela do projeto BIOTA.
6.3. Geologia
A Ilha do Cardoso (Figura 2) é composta de rochas cristalinas (ígneas ou
magmáticas e metamórficas) pré-cambrianas, com sedimentos quaternários
localizados junto às suas bordas (SUGUIO e TESSLER, 1992; SUGUIO, 1993).
Predominam os sedimentos relativos à transgressão Santos (5.100 A.P.),
correspondendo a depósitos marinhos, essencialmente compostos de areia fina e
muito fina e bem selecionada, situando-se nas partes externas expostas ao mar
12
Figura 2 – Esboço geológico-geomorfológico da Ilha do Cardoso (SUGUIO, 1993).
aberto, enquanto que nas porções internas e protegidas predominam depósitos
estuarinos de natureza areno-argilosa, contendo teores variáveis de matéria
orgânica (SUGUIO e MARTIN, 1978). Na porção norte da ilha, no entanto, foi
preservado um importante testemunho de depósito relacionados à Transgressão
Cananéia (120.000 A.P.). Ao lado desta ocorrência da formação Cananéia ocorrem
sedimentos colúvio-aluviais em parte contemporâneos à formação Cananéia, de
origem continental, provenientes da região montanhosa adjacente (SUGUIO, 1993).
6.4. Geomorfologia
A Ilha do Cardoso apresenta, em sua parte central, rochas cristalinas com
picos de mais de 900 metros de altitude, relevo este que integra a Serra do Mar. Na
metade norte, noroeste e sudoeste da ilha, este relevo acentuado evolui
13
abruptamente para planícies areno-argilosas baixas, dominadas por manguezais. Na
metade norte, nordeste e sudeste da ilha, a região montanhosa passa
repentinamente para planícies de cristas praiais essencialmente arenosas. Essas
planícies, embora algo mais alta que as anteriores, atingem apenas 3 a 4 metros de
altitude nas áreas representativas da Transgressão Santos (Holoceno), podendo
chegar a 5 a 6 metros nas áreas da Transgressão Cananéia (Pleistoceno) (SUGUIO,
1993).
6.5. Amostragem
Duas transeções serão traçadas em uma mata de restinga situada na porção
norte da ilha, essencialmente sobre sedimentos relacionados à Transgressão
Cananéia, sendo uma em direção ao mar (Sul-Norte) e outra em direção ao
manguezal (Leste-Oeste) chegando na extremidades (mar e manguezal) a
sedimentos areno-argilosos, de origem mais recente, e possivelmente, ao sul a
depósitos areno-agilosos coluvionares (Figura 3). Serão coletadas amostras até a
profundidade da seção de controle de 20 em 20 metros em 16 pontos da parcela do
biota, mais um ponto em direção ao mar e outro em direção ao centro da ilha para a
transeção 1, e dois pontos em direção ao manguezal para a transeção 2, em um
total de 360 metros em cada transeção. Serão ainda coletadas amostras para
análises morfológicas para elaborar um estudo bidimensional da configuração lateral
dos horizontes do solo, aumentando o número de coletas entre os pontos quando
necessário, segundo a técnica de BOULET et al. (1982). Após estes procedimentos,
serão abertas trincheiras (cerca de 10), para proceder a descrição morfológica e
coletar amostras indeformadas para micromorfologia.
14
Mar (Transeção
dé)
Transeção 1
Direção da Transeção 3
20 m
Transeção 2
40 m
320 m (parcela do BIOTA)
Sedimentos areno-argilosos continentais
Figura 3 – Esquema de amostragem das transeções (negrito) na parcela do BIOTA.
Outra transeção será traçada na porção nordeste da Ilha, em direção ao
Oceano Atlântico, para a caracterização do processo de podzolização em
sedimentos de origem mais recente, relacionados à Transgressão Santos. Serão
abertas trincheiras para a descrição morfológica e coleta de amostras indeformadas
para micromorfologia, procedendo de forma semelhante às transeções anteriores.
15
Oceano Atlântico
320 m (parcela do BIOTA)
Manguezal do rio Ipaneminha
20 m
N
6.6. Análises laboratoriais
6.6.1.Granulometria
Após agitação horizontal por 16 horas de amostras de 50 gramas, será
determinado o teor de argila e silte pelo método do densímetro, utilizando-se como
dispersante solução de hidróxido de sódio e hexametafosfato de sódio (CAMARGO
et al., 1986). A areia será pesada e peneirada, obtendo-se cinco frações de areia.
6.6.2. Análises químicas de rotina
Serão realizadas análises químicas de rotina para fins de levantamento
descritas pela EMBRAPA (1997), determinando-se: pH em H2O e em KCl, matéria
orgânica, fósforo assimilável, cátions trocáveis (Ca2+, Mg2+, K+, Na+, Al3+) e acidez
potencial (H+Al) pelo método do acetato de cálcio. A partir destes resultados serão
determinados a soma de bases (SB), a capacidade de troca de cátions efetiva (t) e
total (T), a saturação por bases (v%), alumínio (m%) e a percentagem de saturação
por sódio (PST)
6.6.3. Determinação de sais solúveis
Serão determinados os sais solúveis, a condutividade elétrica, e o pH na
solução proveniente da pasta de saturação conforme EMBRAPA (1997).
6.6.4. Análises total dos elementos (ataque triácido total) e ataque sulfúrico
O ataque total será realizado na TFSA, utilizando-se HF, HCl e HNO3. Serão
determinados Fe, Mn Al, Ti, Zn, Cd, Cr, Ni e Pb por espectrofotometria de plasma
16
segundo a metodologia descrita no manual de métodos de laboratório da comissão
de solos do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (ESTADOS UNIDOS,
1996). O ataque sulfúrico será determinado na TFSA dos horizontes subsuperficiais
conforme EMBRAPA (1997).
6.6.5. Extração de ferro e alumínio com ditionito e oxalato
Será realizada na TFSA em três extrações sucessivas com o ditionito-citratobicarbonato (DCB) de sódio (MEHRA e JACKSON, 1960); e uma extração, na
ausência de luz, para o oxalato, determinando-se formas de ferro menos cristalinas
(McKEAGUE e DAY, 1966), sendo dosado por espectrofotometria de absorção
atômica.
Será
também
realizada
a
leitura
do
extrato
do
oxalato
em
espectrofotômetro no comprimento de onda de 430 nm, para determinação da
densidade ótica conforme método sugerido na Soil Taxonomy para caracterização
de material espódico (ESTADOS UNIDOS, 1996).
6.6.6. Análise mineralógica por difração de raios-x (DRX)
Serão realizadas nas frações areia, silte e argila. Para as frações areia e silte,
serão utilizados porta-amostras com cavidade (não orientada) e irradiadas de 8 a 60º
2θ e, para a fração argila, serão utilizadas lâminas com orientação e irradiação de 5
a 50º 2θ em difratômetro de raios-X com tubo de cobalto.
Para a fração argila, será realizado o tratamento com ditionito-citratobicarbonato para eliminação dos óxidos de ferro e tratamentos com potássio às
temperaturas ambiente, 350 e 550° C; saturação com magnésio e, quando
necessário, magnésio mais glicerol.
17
6.6.7. Identificação visual de minerais por microscopia de varredura (SEM)
Na identificação de minerais utilizando o microscópio eletrônico de varredura
serão utilizadas amostras analisadas por difração de raios-x, onde serão
identificados segundo suas propriedades de espaçamento os minerais de interesse,
e logo intentar-se identificar visualmente suas características morfológicas.
6.6.8. Caracterização da matéria orgânica:
6.6.8.1. Fracionamento químico quantitativo de substâncias húmicas
Será realizado o fracionamento quantitativo das substâncias húmicas
segundo a técnica da solubilidade diferencial, utilizando-se o método baseado nos
conceitos de frações húmicas estabelecidos pela Sociedade Internacional de
Substâncias Húmicas, descritos por HAYES et al. (1989).
6.6.8.2.
Extração e purificação
espectroscópicas
de
ácidos
húmicos
para
análises
Os ácidos húmicos (AH) e os ácidos fúlvicos (FAF) serão extraídos segundo a
técnica padrão adotada pela Sociedade Internacional de Substâncias Húmicas
(IHSS) (SWIFT et al., 1996), sob atmosfera de N2. A purificação dos AH será
realizada com solução de HF + HCl 0,5 % (SCHNITZER, 1982), sendo
posteriormente lavadas com solução de HCl 0,01 mol L-1, dialisadas em água
deionizada, congeladas e liofilizadas. A fração FAF será purificada segundo o
método descrito por AIKEN (1985), utilizando coluna cromatográfica carregada com
resina Amberlite XAD-8, pré-lavada em Soxhlet, para eliminação das impurezas
(MALCOLM, 1991). O percolado será descartado, procedendo-se a lavagem da
18
coluna com solução de HCl (pH 2,0), seguido de água deionizada. O extrato obtido
será novamente eluído em coluna cromatográfica, preenchida com resina Amberlite
IR 120+ para eliminação de sais. O eluído será transferido para tubos de diálise, e,
posteriormente, liofilizados.
A caracterização espectroscópica na faixa do UV-visível será realizada em
espectrofotômetro de varredura. Os espectros no infravermelho serão lidos na faixa
de 4000-400 cm-1, com resolução de 4 cm. Os espectros de ressonância
paramagnética eletrônica serão realizados em espectrômetro EPR, na banda X (9
Ghz).
6.6.9. Análise micromorfológica
Serão coletadas amostras em blocos indeformados de solos, utilizando caixas
de papelão (15 x 7 x 7 cm). Os blocos serão secos em estufa por 2 dias, seguida
pela saturação com acetona (imersão total da amostra em bacia plástica). A amostra
será então impregnada com resina de poliéster (POLYLITE T-208), com uso de
acelerador, diluído com estireno, e adição de pigmento UV fluorescente (UVITEX
OB, Ciba-Geigy). A cura será feita em ambiente ventilado, por 7 dias. A partir do
bloco impregnado serão obtidas lâminas delgadas de solo (4 mm), para preparação
de seções finas de grande dimensão, pelo polimento de uma das faces da fatia
montada em lâmina de vidro, até a espessura de 30 micrômetros. As seções finas
serão estudadas em microscópio petrográfico com luz plana e polarizada.
6.6.10. Análise com o GPR
Para a detecção da topografia do horizonte plácico será feita uma análise
complementar à análise estrutural, utilizando-se o GPR (Ground-Penetrating Radar),
19
com o equipamento utilizando-se antena de 80 MHz de freqüência, como proposto
por UCHA et al. (2002). O equipamento será tracionado sobre as três transeções.
7. ANÁLISE DOS RESULTADOS
A partir da observação das características morfológicas, será feito um esquema
da distribuição espacial da configuração lateral dos horizontes dos solos das
transeções, de modo a relacionar a formação do horizonte espódico com o relevo
(proximidade do lençol freático), presença/ausência de camadas adensadas (que
interferem diretamente na dinâmica da água), e sua distância em relação ao mar e
ao manguezal. O uso do GPR (Ground-Penetrating Radar) auxiliará a identificação
de camadas adensadas e horizontes impeditivos, como o plácico. Foram escolhidas
três transeções passando sobre materiais de origem semelhantes quanto à
formação (marinha), porém de diferenciadas cronologias para relaciona-los à
evolução dos solos, sobretudo o processo de podzolização.
As extrações de Fe e Al pelo DCB e oxalato e o cálculo das relações entre as
duas extrações, aliados aos dados obtidos nas análises mineralógicas fornecerão
subsídios para estabelecer o grau de cristalinidade do óxidos destes elementos, e
consequentemente seu papel na podzolização.
O ataque total permitirá constatar qual(is) elementos estão presentes nas frações
mais grosseiras do solo, enquanto que o ataque sulfúrico constatará, teoricamente,
os elementos presentes na fração argila. Assim, poderemos identificar a origem dos
elementos envolvidos no processo de iluviação.
20
A caracterização da matéria orgânica do solo permitirá visualizar qual a fração, e
dentro de uma mesma fração, quais grupos funcionais estão envolvidos na gênese
do horizonte espódico.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
AIKEN, G.R. Isolation and concentration techniques for aquatic humic substances.
In: AIKEN et al. (Eds.). Humic substances in soil, sediment and water:
geochemistry, isolation and characterization. New York: John Wiley e Sons, 1985.
692 p.
ANDERSON, H.A.; BERROW, M.L.; FARMER, V.C.; HEPBURN, A.; RUSSEL, J.D. &
WALKER, A.D. A reassement of podzol formation processes. Journal of Soil
Science, 33: 125-136, 1982.
ARAÚJO, D. S. D.; LACERDA, L. D. de. A natureza das restingas. Ciência Hoje,
6:42-48, 1987.
BOULET, R.; CHAUVEL, A. HUMBEL, F.X. & LUCA, Y. Analyse structurale et
cartographie en pédologie. Cah. ORSTOM Ser. Pédol., 19:309-351, 1982.
BRASIL. Ministério das Minas e Energia. Secretaria-Geral. Projeto RADAMBRASIL.
Folha SD.24 Salvador; geologia, geomorfologia, pedologia, vegetação e uso
potencial da terra. Rio de Janeiro,1981. 624p.
BRASIL. Ministério das Minas e Energia. Secretaria–Geral. Projeto RADAMBRASIL.
Folha SE.4 Rio Doce; geologia, geomorfologia, pedologia, vegetação e uso
potencial da terra/Fundação Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística - Rio de
Janeiro: IBGE, 1987. 548p
BUURMAN, P. & VAN REEUWIJK, L.P. Proto-imogolite and the process of podzol
formation: a critical note. J. Soil Sci., 35: 447-452, 1984.
CAMARGO, O.A.; MONIZ, A.C.; JORGE, J.A.; VALADARES, J.M.A.S. Métodos de
análise química, mineralógica e física de solos do Instituto Agronômico de
Campinas. Campinas: Instituto Agronômico, 1986. 94p. (Boletim Técnico, 106).
CRONAN, C.S. & AIKEN, G.R. Chemistry and transport of soluble humic substances
in forested watersheds of the Adirondack Park, New York. Geochimica et
Cosmochimica Acta, 49: 1697-1705, 1985.
DE CONINCK, F. Major mechanisms in formation of spodic horizons. Geoderma, 24:
101-128, 1980
DUCHAUFOR, P. Pedology: pedogenesis and classification. London, George Allen &
Unwin, 1982. 448p
21
EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA. Centro de Pesquisas
Pedológicas. Levantamento exploratório-reconhecimento de solos do Estado do
Sergipe. Recife, 1975. 506p. (EMBRAPA/CPP. Boletim Técnico, 36SUDENE/DRN. Série Recursos Solos, 6.)
EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA. Centro Nacional de
Pesquisa de Solos (Rio de Janeiro, RJ). Procedimentos normativos de
levantamentos pedológicos. Brasília: EMBRAPA. 1995. 101p.
EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA. Centro Nacional de
Pesquisa de Solos. Manual de métodos de análise de solo. 2.ed. Rio de Janeiro,
1997. 212p.
ESTADOS UNIDOS. Department of Agriculture. Soil Conservation Service Soil
Survey Laboratory Staff. Soil survey laboratory methods manual.
3 ed.
Washington, DC. 1996.(Soil Survey Investigation Report 42).
FARMER, V.C. Significance of the presence of allophane and imogolite in Podzol Bs
horizons for podzolization mechanisms: a review. Soil Sci. Plant Nutr., 28: 571578, 1982
FARMER, V.C. Distribution of allophane and organic matter in podzol B horizons:
reply to Buurman & Van Reeuwijk. J. Soil Sci., 35: 453-458, 1984.
FERREIRA,T.O. Solos de mangue do rio Crumahú (Guarujá-SP): Pedologia e
contaminação por esgoto doméstico. Piracicaba, SP: ESALQ, 2002. 113p.
Dissertação (mestrado) - Universidade de São Paulo, 2002.
GOMES, F.H. Caracterização de solos de manguezais e de restinga no município de
Ilhéus-Bahia. Viçosa, MG, 2002. 96p. Dissertação (mestrado).
GOMES, J. B. V. Caracterização, gênese e uso de solos de três sítios de restinga
sob diferentes coberturas vegetais no Estado do Rio de Janeiro. Viçosa, MG,
1995. 158p. Dissertação (mestrado).
GOMES, J. B. V.; RESENDE, M.; REZENDE, S. B. de & MENDONÇA, E. de S.
Solos de três áreas de restinga: II. Dinâmica de substâncias húmicas, ferro e
alumínio. Pesquisa agropecuária brasileira, 33: 1907-1919, 1998
HAYES, M. H. B.; MACCARTHY, P.; MALCOLM, R. L. et. Al. The search for
structure: setting the scene. In: HAYES, M. H. B. et al. (Ed). Humic substances II:
In search of structure. Chichester: John Wiley, 1989. 764p.
LACERDA, L. D. Manguezais: florestas de beira-mar. Ciência Hoje, v. 3, n. 13, p.6370, julho/agosto 1984.
LEÃO, Z. M. A. N.; DOMINGUEZ, J. M. L. Tropical coast of Brazil. Mar. Pollut. Bull.,
v.41 (1-6), 2000. p. 112-122.
22
LUNDSTRÖM, U.S. The role of organic acids in soil solution chemistry in a
podzolized soil. J. Soil Sci., 44: 121–133, 1993.
LUNDSTRÖM, U. & ÖHMAN, L-O. Dissolution of feldspars in the presence of natural,
organic solutes. Journal of Soil Science, 41: 359–369, 1990.
LUNDSTRÖM, U.S.; VAN BREEMEN, N. & JONGMANS, A.G. Evidence for microbial
decomposition of organic acids during podzolization. Eur. J. Soil Sci., 46: 489–
496, 1995
LUNDSTRÖM, U.S.; VAN BREEMEN, N.; BAIN, D.C. et al. Advances in understanding the
podzolization process resulting from a multidisciplinary study of three coniferus forest soils
in the Nordic Countries. Geoderma, 94: 335-353, 2000.
MACFARLANE, G. R., BURCHETT, M.D. Zinc distribution and excretion in the
leaves of the grey mangrove, Avicennia marina (Forsk.) Vierh. Envir. Expl. Bot.,
41: 167-175, 1999.
MALCOLM, R. L. Factors to be considered in the isolation and characterization of
aquatic humic substances. P. 369-391, In: BOREN, H., ALLARD, B. (Eds.) Humic
substances in the aquatic and terrestrial environment. London: John Wiley e Sons,
1991.
MALCOLM, R.L. & McCRACKEN, J. Canopy drip: a source of mobile soil organic
matter for mobilization of iron and aluminum. Soil Sci. Soc. Amer. Proc., 32: 834838, 1968.
McKEAGUE, J.A & DAY, J.H. Dithionite and oxalate extractable Fe and Al as aids in
differentiating various classes of soil. Can. J. Soil Sci., 46:13-22, 1966.
MEHRA, J.P. & JACKSON, M.L. Iron oxides removal from soils and clays by a
dithionite-citrate-bicarbonate system buffered with sodium bicarbonate. Clays Clay
Miner., 7: 317-327, 1960.
MOURA-FILHO, G. Caracterização e uso de solos arenosos associados à foz do rio
São Francisco, no litoral sul de Alagoas. Viçosa, MG: UFV, 1998. 169p. Tese
(doutorado) - Universidade Federal de Viçosa, 1998.
OLIVEIRA, J.B., JACOMINE, P.T.K., CAMARGO, M. N. Classes gerais de solos do
Brasil: guia auxiliar para seu reconhecimento. Jaboticabal: FUNEP, 1992. 201p.
PONS, L. J.; ZONNEVELD, I. S. Soil ripening and soil classification. International
Institute for Land Reclamation and Improvement, Wageningen. 128 p, 1965.
(Publication 13)
PRADA-GAMERO, R. M. P. Mineralogia, físico-química e classificação dos solos de
mangue do rio Iriri no canal de Bertioga (Santos,SP). Piracicaba, SP: ESALQ,
2001. 76p. Dissertação (mestrado) - Universidade de São Paulo, 2001.
RESENDE, M., CURI, N., REZENDE, S. B., CORRÊA, G. F. Pedologia: base para
distinção de ambientes. Viçosa: NEPUT, 1997. 304p.
23
SÃO PAULO. Secretaria do Estado do meio ambiente. Divisão do Planejamento do
Litoral.
Macrozoneamento do complexo estuarino-lagunar de Iguape e
Cananéia: plano de gerenciamento costeiro. São Paulo, 1990. 158p.
SCHAEFFER-NOVELLI, Y. Manguezais Brasileiros. São Paulo, 1991. 42p. Tese
(Livre-Docência)- Instituto Oceanográfico, Universidade de São Paulo.
SCHNITZER, M. Organic matter characterization. In: PAGE, A.L. et al. (Ed.) Methods
of soil analysis. Part 2. Madison: SSSA, p. 581-594. (Agronomy, 9). 1982.
SILVA, S. M. Diagnósticos das restingas do Brasil. Última atualização :junho/2000.
http://www.bdt.org.br (abril/2002)
SKJEMSTAD, J.O.; FITZPATRICK, R.W.; ZARCINAS, B.A. & THOMPSON, C.H.
Genesis of Podzols on coastal dunes in Southern Queensland. II. Geochemistry
and forms of elements as deduced from various soil extraction procedures. Austr.
J. Soil Res., 30: 593-613, 1992a.
SUGUIO, K. A Ilha do Cardoso no contexto geomorfológico do Litoral Sul-Paulista da
Província Costeira. In: Watanabe, S. (ed.).III Simpósio de Ecossistemas da Costa
Brasileira, 1993. p. 154-171. Serra Negra-SP.
SUGUIO, K., MARTIN, L. Quaternary marine formations of the states of São Paulo
and southern Rio de Janeiro. 1978. International Symposium of Coastal Evolution
in the Quaternary, Special Publication nº 1, São Paulo, 55 p.
SUGUIO, K.; TESSLER, M. G. Depósitos quaternários da planície costeira de
Cananéia-Iguape (SP). Publicação Especial Instituto Oceanográfico, n. 9, p. 133, 1992.
SUGUIO, K.; TESSLER, M. Planícies de cordões litorâneos quaternários do Brasil:
origem e nomenclatura. In: LACERDA, L. D.; ARAÚJO, D. S. D.; CERQUEIRA, R.;
TURCO, B., org. Restingas: origem, estruturas, processos. Niterói, CEUFF, 1984.
p15-25.
SWIFT, R. S. Organic matter characterization. In: SPARKS et al. (Eds.) Methods of
soil analysis Part 3: Chemical methods. Madison, SSSA. 1996.
TAM, N. F. Y.; WONG, Y. S. Retention and distribution of heavy metals in mangrove
soils receiving wastewater. Envir. Pollut. 94(3):p. 283-291. 1996.
UCHA, J. M., BOTELHO, M., VILAS BOAS, G.S., RIBEIRO, L.P., SANTANA, P.S.
Uso do Radar Penetrante no Solo (GPR) na Investigação dos Solos dos
Tabuleiros Costeiros no Litoral Norte do Estado da Bahia. R. Brás. Ci. Solo,
26:373-380, 2002.
VAN BREEMEN, N., BUURMAN, P. Soil Formation. Kluwer Academic Publishers.
Dordrecht. 1998. 377p.
24
VAN HEES, P.A.W. & LUNDSTRÖM, U. Equilibrium models of aluminium and iron
complexation with organic acids in soil solution. Geoderma, 94: 201-221, 2000
.
VANUCCI, M. Os manguezais e nós: uma síntese de percepções. Trad. De D.
Navas-Pereira. São Paulo: EDUSP, 1999. 233p.
25