Documents

OS MINERAIS DE FERRO E ALUMÍNIO NOS SOLOS DE ANGOLA

Description
OS MINERAIS DE FERRO E ALUMÍNIO NOS SOLOS DE ANGOLA António Manuel Teixeira 1, R. Pinto Ricardo 2,3, Fernando Monteiro 2, Manuel Madeira 2 1 Universidade Agostinho Neto, Faculdade de Ciências Agrárias,
Categories
Published
of 20
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.
Related Documents
Share
Transcript
OS MINERAIS DE FERRO E ALUMÍNIO NOS SOLOS DE ANGOLA António Manuel Teixeira 1, R. Pinto Ricardo 2,3, Fernando Monteiro 2, Manuel Madeira 2 1 Universidade Agostinho Neto, Faculdade de Ciências Agrárias, Huambo, República de Angola 2 Instituto Superior de Agronomia, Departamento de Ciências do Ambiente, Tapada da Ajuda, Lisboa, 3 Colaborador do Instituto de Investigação Científica Tropical, Tapada da Ajuda, Lisboa 1. INTRODUÇÃO O reconhecimento e cartografia dos solos do território angolano teve início em 1954 com a Missão de Pedologia de Angola, da então Junta de Investigações do Ultramar, e desde aí resultaram quatro versões da Carta Generalizada dos Solos de Angola (Botelho da Costa & Azevedo, 1960; Botelho da Costa et al., 1964; MPAM & CEPT, 1968; Franco & Raposo Coordenadores, 1997). A classificação dos solos de Angola baseou-se sobretudo nas relações moleculares SiO 2 /Al 2 O 3 e SiO 2 /R 2 O 3 para distinguir o tipo de argila dominante (sialítica, fersialítica ou ferralítica). O conceito de solos ferralíticos foi especificado em 1959 (Botelho da Costa, 1962) para solos com horizontes ferralíticos, isto é, horizontes pobres ou mesmo desprovidos de minerais primários «meteorizáveis», com «argila» consistindo de minerais cauliníticos e/ou sesquióxidos de ferro e alumínio (relação molecular SiO 2 /Al 2 O 3 inferior a 2) e com capacidade de troca catiónica baixa ou muito baixa, com teor em «limo» geralmente baixo e relação limo/argila no subsolo, em geral, menor do que 0,20. Esta definição aproxima-se da considerada na WRB (Driessen et al., 2001) para os Ferralsols que são definidos por apresentarem cor vermelha ou amarela, fracção argilosa dominada por argilas de fraca actividade (principalmente caulinite) e um elevado teor de óxidos e óxi-hidróxidos de ferro e/ou alumínio. O horizonte ferrálico que os caracteriza deve apresentar textura franco-arenosa ou mais fina, capacidade de troca catiónica igual ou inferior a 16 cmol c kg -1 de argila, capacidade de troca catiónica efectiva inferior a 12 cmol c kg -1 de argila, menos do que 10% de argila dispersável em água e menos do que 10% de minerais alteráveis na fracção µm. A mineralogia da fracção argilosa é de importância inquestionável para avaliar as características, aptidões e limitações dos solos, dado os minerais nela dominantes condicionarem as características do complexo de troca do solo e a sua capacidade de adsorção de catiões e aniões (Smeck, 1973; Brady & Weil, 1999). Nas regiões tropicais, as formas ferruginosas (óxidos e hidróxidos) tornam-se constituintes importantes da fracção argilosa do solo, destacando-se a goetite e a hematite, associadas, respectivamente, à cor amarela e vermelha do solo (Schwertmann & Herbillon, 1992; 1 Schwertmann, 1993). Outro mineral de síntese frequente nos solos das regiões tropicais é a gibsite, um hidróxido de alumínio que se forma geralmente em condições de elevada pluviosidade (Wambeke, 1992). Devido à forte presença desses constituintes na fracção argilosa de muitos dos solos das regiões tropicais estes manifestam carga variável em larga escala, bem como elevada capacidade de adsorção de espécies aniónicas (Sanchez, 1976; Sanchez & Logan, 1992; Schwertmann & Herbillon, 1992). Não obstante, na caracterização dos solos das diferentes províncias de Angola não foi efectuada a determinação das formas livres de ferro e alumínio pelos métodos padrão actualmente considerados, não sendo por isso avaliada a proporção das respectivas formas amorfas e cristalinas. Além disso, a caracterização do complexo de troca dos solos de Angola foi sistematicamente efectuada pelo método de Mehlich a ph 8.1 (MPA, 1959), não seguindo o método utilizado para especificar a ocorrência do horizonte oxic e ferralic (método do acetato de amónio a ph 7), elemento determinante para a classificação de Oxisols (SSS, 1999) ou de Ferralsols (Driessen et al., 2001). Finalmente, a avaliação da reserva de bases (ou seja do teor de minerais alteráveis), que expressa a capacidade do solo fornecer nutrientes a longo prazo, não foi considerada de forma quantitativa como actualmente é considerado (Herbillon, 1989). Neste contexto, desenvolveu-se o presente estudo para (a) aprofundar o conhecimento da composição mineralógica dos Solos Ferralíticos, os mais representativos no mosaico pedológico angolano; (b) obter informação básica que consubstancie a actualização do Sistema de Classificação dos Solos de Angola e a sua equiparação com os de índole universal; (c) disponibilizar informação que constitua suporte para adequada gestão da fertilidade dos solos de Angola. 2 - MATERIAL No presente estudo foram considerados 20 pédones de Solos Ferralíticos. A cobertura total ou de parte importante do território da República de Angola foi um dos aspectos tomados em consideração, pelo que foram seleccionados pédones de 11 províncias (Quadro 1). Um outro critério de selecção utilizado referiu-se aos tipos de rocha de onde derivam os solos, bem como a extensão que ocupam no território angolano. Assim, consideraram-se dezanove pédones desenvolvidos sobre rochas cristalinas quartzíferas e apenas um sobre rochas cristalinas básicas. Tendo em conta que a cor do solum, para além de ser um indicador do tipo de mineral de ferro predominante no perfil, foi um critério utilizado na distinção das unidades-solo a nível taxonómico inferior (MPAM/CEPT, 1968), fez-se a repartição dos pédones pelas cores básicas: pardacenta (3 pédones), amarela (4 pédones), alaranjada (4 pédones), laranja (2 pédones) e vermelha (7 pédones). No Quadro 1 apresenta-se o enquadramento dos solos estudados onde, além do tipo de solo e da sua litologia, se consideram a topografia/relevo, a altitude, a precipitação e a temperatura médias anuais. Todo o material estudado, a que correspondem 111 amostras, colhidas desde a superfície até à profundidade normal de observação do pédone, faz parte do terrarium do Centro de Estudos de Pedologia (CEP) do Instituto de Investigação Científica Tropical (IICT). 2 Quadro 1. Enquadramento dos solos estudados. TS tipo de solo: F Solos Ferralíticos; LT litologia: RQ rochas cristalinas quartzíferas; RB rochas cristalinas básicas; TO/RE topografia/relevo; AL altitude; P precipitação média anual; T temperatura média anual. Pédone TS LT TO/RE AL (m) P (mm) T (ºC) Província Solos Ferralíticos Pardacentos 400/55 F RQ Ondulado muito suave Huíla 21/64 F RQ Ondulado suave Moxico 63/61 F RQ Ondulado Kuanza Sul Solos Ferralíticos Amarelos 135/62 F RQ Ondulado suave Bié 24/63 F RQ Ondulado suave Malanje 50/64 F RQ Ondulado suave Moxico 210c/65 F RQ Ondulado Lunda Norte Solos Ferralíticos Alaranjados 375/55 F RQ Ondulado suave Huíla 136/56 F RQ Ondulado suave Huambo 69/58 F RQ Ondulado suave Benguela 230c/60 F RQ Ondulado Zaire Solos Ferralíticos Laranja 336/55 F RQ Ondulado suave Huíla 156c/60 F RQ Ondulado suave Zaire Solos Ferralíticos Vermelhos 189/55 F RB Muito suave Huíla 151c/60 F RQ Ondulado a ondulado suave Zaire 132/61 F RQ Ondulado Bié 201/63 F RQ Ondulado suave Malanje 213/63 F RQ Ondulado suave Malanje 35/65 F RQ Fortemente ondulado Lunda Sul 95c/65 F RQ Muito ondulado Lunda Sul 3. METODOLOGIA LABORATORIAL 3.1. Extracção selectiva das formas livres de Fe e de Al A natureza e a quantidade dos constituintes ferruginosos e aluminosos cristalinos e não cristalinos foram avaliadas em amostras de terra fina por solubilização diferencial das formas de Fe e de Al presentes, utilizando uma mistura de ácido oxálico-oxalato de amónio a ph 3,2 (Schwertmann, 1964) e uma solução de citrato de sódio e ditionito de sódio tamponizada com bicarbonato de sódio (Mehra & Jackson, 1960). Ambos os elementos foram doseados por espectrofotometria de absorção atómica (EAA) Mineralogia As fracções granulométricas argila total ( 2 µm), limo (2 50 µm) e areia fina ( µm) foram isoladas, a primeira por sedimentação e decantação e as restantes por 3 crivagem, após destruição da matéria orgânica com H 2 O 2 e dispersão com NaOH a ph 8-9. As amostras foram posteriormente saturadas com Mg. A mineralogia destas fracções foi estudada por difracção de RX, em lâminas orientadas, tendo-se executado varrimentos das amostras secas ao ar e após saturação com Mg. Utilizou-se um difractómetro Philips (gerador PW 1732 e goniómetro PW 1050, equipado com uma unidade de controlo PW 1710 comandada por computador com o software PC-APD versão 3.6B). Foram utilizadas a radiação Kα do cobre, emitida por uma ampola a trabalhar a 40 KV e a 20 ma, e velocidades de varrimento de 0,04 º 2θ s -1, acumulando contagens durante 2 segundos. Os difractogramas obtidos foram analisados com o apoio do programa de utilização livre MacDiff, versão 4.2.5, de R. Petschic Capacidade de troca catiónica, bases de troca e Al extraível A capacidade de troca catiónica e o Ca, o Mg, o K e o Na permutáveis foram determinados pelos métodos do acetato de amónio (1M, a ph 7) e de Mehlich (Cl 2 Ba- TEA, a ph 8,1), método pelo qual se determinou também o hidrogénio titulável, seguindo a metodogia descrita por Póvoas & Barral (1992). O alumínio extraível obteve-se por agitação de 1 g de solo em 10 ml de KCl 1M durante uma hora. As bases de troca e o Al foram doseados por EAA Reserva total em bases Dadas as limitações na determinação do teor em minerais alteráveis, Herbillon (1989) propôs que o mesmo seja estimado por análise química total. Neste estudo fez-se a determinação da reserva total em bases (RTB) pela adição de 4 ml de HNO 3, 4 ml de HF e de 2 ml de HCl concentrados a 200 mg de amostra finamente moída, a qual foi sujeita a uma pressão de 100 psi durante 30 minutos, num forno de microondas. O conteúdo dos vasos foi passado para copos de teflon e levado à secura e em seguida solubilizado em 10 ml de HCl 3M e transferido para balões volumétricos de 200 ml. As determinações foram efectuadas por EAA. A estimativa das bases nos minerais primários alteráveis foi obtida pela diferença entre a reserva total de bases e as bases permutáveis. 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 4.1. Formas de ferro e de alumínio livres no solo Os dados referentes aos teores de Fe e de Al extraídos pelo ácido oxálico-oxalato de amónio e pelo citrato-bicarbonato ditionito de sódio dos pédones seleccionados para o presente estudo estão reportados em Teixeira (2006) Extracção pelo oxalato Ferro (Fe o ) Os teores de Fe determinados pelo oxalato (Fe o ) variaram entre menos de 0,01 g kg -1 e 1,45 g 4 kg -1, indicando que as formas amorfas de ferro têm fraca expressão nos solos estudados. Valores superiores a 1,0 g kg -1 observaram-se apenas em casos pontuais, tanto nos horizonrtes superficiais como nos subsuperficiais. A maior representatividade das formas amorfas de Fe nos horizontes superficiais atribui-se ao efeito da presença da matéria orgânica, a qual, segundo Schwertmann & Taylor (1989), determina uma menor representatividade das formas cristalinas de Fe nos horizontes em que tem maior expressão, como é o caso do horizonte Ah. Teores de Fe o altos no horizonte C sugerem a presença significativa de formas de Fe ainda não cristalizadas. Alumínio (Al o ) Os teores de Al variaram entre 0,03 g kg -1 (pédone 210c/65) e 1,61 g kg -1 (pédone 136/56). Valores superiores a 1,0 g kg -1 foram identificados em cinco horizontes Ah, em seis horizontes Bws e numa camada C. Os teores mais elevados observaram-se em geral no horizonte Bws. Tal facto admite-se que esteja em correspondência com a presença de gibsite nesses horizontes, a qual, como é sobejamente reconhecido, apresenta forte instabilidade em meio ácido e na presença de agentes complexantes (Wilke & Schwertmann, 1977), como é o caso do extractante ácido oxálico-oxalato de amónio Extracção pelo ditionito Ferro (Fe d ) Os teores de Fe determinados pelo método do ditionito (Fe d ) foram sempre mais altos dos que os obtidos pelo oxalato e variaram entre 0,13 g kg -1 (pédone 400/55) a 66,88 g kg -1 (pédone 201/63). Esses teores, salvo poucas excepções, aumentaram com a profundidade do solo. Alguns pédones apresentaram teores bastante mais elevados de Fe d do que os demais, como são os casos dos pédones 201/63, 151c/60 e 336/55, cujo teor ao longo do respectivo perfil ultrapassa 40 g kg -1. Estes teores não são necessariamente indicativos do tipo de material originário. Embora seja aceite que o teor de Fe livre possa reflectir a natureza do material originário, tal não é plenamente evidenciado no presente estudo, dado que os valores de Fe mais elevados foram observados em pédones considerados derivados de rochas cristalinas quartzíferas e não nos desenvolvidos de rochas básicas. Esta tendência, porém, não poderá ser considerada como definitiva em virtude das designações litológicas dos pédones alvo do estudo se referirem a designações gerais e não às formações específicas sobre as quais cada um deles se desenvolve. Alumínio (Al d ) O teor deal d variou entre 0,32 g kg -1 (pédone 210c/65) e 7,76 g kg -1 (pédone 156c/60). O perfil de variação desta forma de Al foi semelhante à observada para o Al o. Como se referiu para o Fe d, alguns pédones devem ser destacados pelos valores mais altos ( 4 g kg -1 ) que apresentaram num ou mais horizontes, como é o caso dos pédones 50/64, 201/63, 136/56, 151c/60, 35/65, 156c/60, 213/63 e 24/63. O facto do teor de Al d ser mais elevado do que o de Al o, não obstante o ph da solução extractante cair no intervalo em que o Al é insolúvel, atribui-se à ocorrência de substituições isomórficas de Fe por Al nos minerais de ferro, sendo o Al libertado devido à solubilização destes minerais (Jeanroy et al., 1991). 5 Razão Fe o /Fe d A razão Fe o /Fe d, que constitui um indicador da fracção de Fe livre nas formas não cristalinas ou amorfas relativamente às formas cristalinas, apresentou valores muito baixos, normalmente inferiores à décima da unidade. Valores desta ordem, tal como é reportado por Schwertmann & Taylor (1989), indicam que o Fe livre determinado corresponde quase exclusivamente a formas cristalinas. Valores entre 0,20 e 0,25 foram observados pontualmente nos horizontes Ah e nas camadas C de alguns pédones, sugerindo a presença significativa de formas de Fe não cristalinas. Nos primeiros, tais valores justificam-se pelo facto dos constituintes orgânicos inibirem a evolução das formas cristalinas de Fe (Schwertmann & Taylor, 1989); nas segundas, a expressão das formas amorfas de Fe não pode ser atribuído à matéria orgânica, mas possivelmente a particularidades de topografia e de drenagem da paisagem que condicionam a evolução das formas cristalinas de Fe Teores de Fe e Al na fracção argilosa Esta é a forma de expressar os teores das formas de Fe e Al relativamente à fracção onde habitualmente estão alocados. Como os teores da fracção argilosa estão de acordo com as condições do meio, isso irá reflectir-se igualmente na variação dos teores de Fe e de Al livres ao longo do perfil. Os teores mais elevados de Fe relativamente a cada um dos métodos de extracção foram de 4,3 g kg -1 (Fe o ) e 104,8 g kg -1 (Fe d ). Quanto ao Al foram de 4,8 g kg -1 (Al o ) e de 15,6 g kg -1 (Al d ). A partir destes teores constata-se que as formas minerais de Fe, considerando o factor 1,45 para transformar o elemento em óxidos, não deverão ultrapassar cerca de 15%. Deste modo serão os minerais de argila os constituintes dominantes da fracção argilosa dos solos estudados. No entanto, deve ter-se em consideração que a quantificação das formas minerais de Fe na argila não pode ser apenas estimada a partir do teor de Fe, dado que a substituição deste nas suas estruturas minerais pelo Al pode ser bastante significativa, nomeadamente no caso da goetite (Jeanroy et al., 1991). Assim, será necessário conhecer com detalhe o grau dessa substituição para se poder avaliar com maior rigor a quantidade das formas minerais de Fe presentes na fracção argilosa do solo MINERALOGIA DO SOLO Fracção argilosa Solos Pardacentos No grupo dos Solos Ferralíticos Pardacentos, a fracção argilosa apresentou sempre caulinite, independentemente da rocha-mãe e da profundidade. Nos 3 casos estudados também se encontrou goetite, mais nítida no pédone 21/64, no qual a sua proporção é mais elevada no horizonte Ah1 (0-15 cm). A presença de gibsite verificou-se em praticamente todos os pédones em que se observou goetite, sendo a sua proporção maior 6 no pédone 63/61 (Figura 1A), particularmente no horizonte C ( cm). No horizonte Bws estes pédones apresentaram ainda pequenas quantidades de mica. Solos Amarelos No grupo dos Solos Ferralíticos Amarelos, verificou-se também a ocorrência da caulinite em todos horizontes dos pédones estudados, sendo a sua proporção maior nos horizontes Bws. Quanto aos óxidos e hidróxidos de Fe de Al foram encontradas duas situações particulares: uma em que domina a gibsite (pédones 135/62 e 210c/65), e outra em que domina a goetite (pédones 24/63 e 50/64). Tal como se observou para a caulinite, estes minerais secundários ocorreram com maior proporção nos horizontes Bws (Figura 1B). A B Figura 1. Difractogramas da fracção argila ( 2 µm) dos pédones 63/61 (A) e 50/64 (B). C Caulinite Gb Gibsite; Go Goetite; Q Quartzo. Solos Alaranjados Nos Solos Ferralíticos Alaranjados verificou-se igualmente o predomínio da caulinite ao longo dos respectivos pédones. No que se refere aos óxidos de Fe e de Al, dois pédones apresentaram exclusivamente goetite (pédones 375/55 e 230c/60) e um apenas gibsite (pédone 69/58). Este pédone foi, de entre os 20 estudados, o que apresentou a maior proporção deste mineral secundário (Figura 2A). No pédone 136/56 observou-se tanto goetite como gibsite. Nos pédones 375/55 e 69/58 encontrou-se quartzo e, no primeiro deles, também micas, em ambos os casos ao longo de todo o perfil. Solos Laranja Nos Solos Ferralíticos Laranja também se verificou o predomínio da caulinite em todos os horizontes, particularmente nos horizontes Bws. Em termos de abundância, a este silicato segue-se a goetite, igualmente presente em todos os horizontes. De entre os 20 pédones seleccionados, foi o 336/55 que apresentou a maior proporção deste mineral secundário, particularmente no horizonte Bws. De acordo com os difractogramas apresentados na Figura 2B, essa proporção foi mais evidente no horizonte Bws2 deste 7 mesmo pédone (60-90 cm), no qual se encontraram também vestígios de minerais micáceos. A B Figura 2. Difractogramas da fracção argila ( 2 µm) dos pédones 69/58 (A) e 336/55 (B). C Caulinite; Gb Gibsite; Mi Mica. Solos Vermelhos No grupo dos Solos Ferralíticos Vermelhos voltou a verificar-se a ocorrência da caulinite em todos eles e em qualquer horizonte. De forma geral, os vários pédones deste grupo apresentaram os conjuntos gibsite/goetite, goetite/hematite e gibsite/goetite/hematite, em diferentes horizontes. Apenas o pédone 151c/60 apresentou exclusivamente goetite a qualquer profundidade do respectivo perfil. A presença de gibsite apenas aconteceu em três pédones deste grupo de cor (pédones 132/61, 201/63 e 35/65). Foi também neste grupo de cor que se encontrou o pédone com o maior teor deste mineral secundário (132/61), com maior relevância no horizonte Bws1 (Figura 3A). Em dois pédones identificaram-se minerais micáceos: no 189/55, no qual, de entre os 20 pédones estudados, se verificou a maior proporção destes minerais na fracção argilosa, particularmente no horizonte Bws3 (50-80 cm) e no horizonte Ah2 (8-35 cm) do pédone 151c/60. A B Figura 3. Difractogramas da fracção argila ( 2 µm) dos pédones 132/61 (A) e 201/63 (B). C Caulinite; F Feldspato potássico; Gb Gibsite; Go Goetite; Hm Hematite. 8 Este foi o grupo de pédones em que a hematite foi observada com maior frequência, embora isso tenha sido mais nítido em apenas 3 dos 7 estudados. Apesar de a hematite ocorrer em geral nos vários horizontes, isso não aconteceu em todos os casos, já que nos pédones 189/55 e 213/63 ela se revelou apenas nos horizontes Bws e C. A maior proporção deste mineral foi observada no horizonte C ( cm) do pédone 201/63, cujos difractogramas revelaram picos bastante ex
Search
Similar documents
View more...
Related Search
We Need Your Support
Thank you for visiting our website and your interest in our free products and services. We are nonprofit website to share and download documents. To the running of this website, we need your help to support us.

Thanks to everyone for your continued support.

No, Thanks
SAVE OUR EARTH

We need your sign to support Project to invent "SMART AND CONTROLLABLE REFLECTIVE BALLOONS" to cover the Sun and Save Our Earth.

More details...

Sign Now!

We are very appreciated for your Prompt Action!

x