A qualidade e fertilidade do solo dependem da proporção e distribuição de três tipos de partículas minerais básicas: areia, limo ou silte e argila, que são produtos da desintegração das rochas pela intemperização, microrganismos e raízes. À análise destes componentes dá-se o nome de textura do solo. A argila, às vezes chamada de limo (que é outro elemento), é talvez a textura mais importante, em vista de seu estado coloidal [segundo o AURÉLIO coloidal vem de cola + oide – “corpo que não se cristaliza, ou só se cristaliza muito, muito dificilmente, e que, em dissolução, se difunde com lentidão extrema” (HOLANDA, 1999, p. 503)], que faculta a propriedade de absorver cátions e ânions, e de reter bases e águas, além de fornecer vários dos principais nutrientes para os vegetais. Isso ocorre em duas fases:
a. as partículas de argila dotadas de carga elétrica negativa (ânions) atraem nutrientes com carga positiva (cátions) que existem na água do solo (hidrogênio, cálcio, potássio e magnésio) e que ficam “colados” na superfície de cada partícula sem serem levados pela água da chuva.
b. em seguida, estes materiais são passados para as raízes das plantas, conforme a necessidade das mesmas. A isto dá-se o nome de Capacidade de Troca de Cátions, ou CTC, (a capacidade de um solo ceder nutrientes às plantas).
Assim, sabemos que “ao lado deste coloide mineral, há os coloides orgânicos derivados do húmus, e que ampliam tais propriedades; ambos dão origem ao chamado complexo argilo-húmico” (RIZZINI, 1997, p. 51). Observa-se, entretanto, que além de serem mais ricas (tipo montmorilinita) ou mais pobres (caulinitas), a fertilidade dependerá em grande parte da produção de matéria orgânica, particularmente em países tropicais. Solos muito carregados de argila são chamados de solos pesados, podendo se tornarem pegajosos se encharcados ou duros e compactados se secos.
A areia é formada por restos de rochas meteorizadas, quase sempre resistentes à intemperização. A areia, não tem a mesma capacidade da argila de armazenar e ceder nutrientes às plantas. Em geral, o solo arenoso é solto, sendo considerado solo leve, pois sua porosidade permite uma fácil penetração da água, retendo melhor a umidade em áreas secas por guardar água abaixo da superfície. Assim, temos as partículas da seguinte maneira:
Areia : Partículas de areia são grandes o bastante para ranger uma contra a outra e podem ser detectadas a olho nu. A areia não mostra nenhuma viscosidade ou plasticidade quando úmida.
Silte: Os grãos não podem ser detectados pelo toque, mas sua presença dá ao solo uma sensação de maciez e brandura e é somente ligeiramente viscoso.
Argila: Uma característica da argila é a viscosidade. Se a amostra de solo for viscosa e plástica quando úmida (ou dura e barrenta quando seca) indica um alto conteúdo de argila.
Note que um volume de matéria altamente orgânica tende a alisar o solo e pode influenciar a sensação da argila.
A distinção entre um horizonte mineral e um horizonte orgânico é feito pelo volume de matéria orgânica. Camadas que contêm >20% de carbono orgânico e não ficam hidrossaturados por períodos além de poucos dias são classificados como material de solo orgânico. Se uma camada permanecer saturada por um período maior, é considerado material de solo orgânico se tiver:
a)12 % de carbono orgânico e nenhuma argila, ou
b) 18 % de carbono orgânico e >= 60 % de argila, ou c) 12 - 18 % de carbono orgânico e 0 - 60 % de argila.
A textura normalmente é classificada de acordo com as dimensões de suas partículas, medidas em milímetros, conforme mostrado no Quadro 5.1 e Quadro 5.2:
Quadro 5.1 Classes de partículas.
TEXTURA TAMANHO DA PARTÍCULA (em µ)
Argila <0.002
Silte 0.002 µ - 0.05 µ
Areia fina 0.05 µ - 0.01 µ
Areia média 0.1 µ – 0.5 µ
Areia grossa 0.5 µ - 1.0 mm
Areia muito grossa 1.0 mm – 2.0 mm
Cascalho 2.0 mm – 762.0 mm
Seixo >762.0 mm
Quadro 5.2 - Distribuição do tamanho dos poros em diferentes texturas de solos
Solos diferentes em textura Volume do poro [%] Macroporos [%] Poros de tamanho médio [%]
Solos arenosos 46 (+/- 10) 30 (+/- 10) 7 (+/- 5)
Solos siltosos 47 (+/- 9) 15 (+/- 10) 15 (+/- 7)
Solos argilosos 50 (+/- 15) 8 (+/- 5) 10 (+/- 5)
Solos orgânicos 85 (+/- 10) 25 (+/- 10) 40 (+/- 10) (Fonte SCHEFFER et al., 1989)
Em geral, solos asperamente texturizados permitem rápida infiltração por causa da predominância de poros grandes, ao passo que a taxa de infiltração em solos finamente texturizados é menor por causa da predominância de microporos. Outros fatores tais como a compactação do solo, práticas de gerenciamento, vegetação e saturação do solo, também têm impacto significativo na infiltração e tem de ser considerados (Quadro 5.3).
Quadro 5.3– Particulas do Solo
TEXTURA DO SOLO AREIA SILTE ARGILA
Tamanho (mm): 0.05 -2 0.002 – 0.05 < 0.002 Macroporos: +++ ++ (+) Poros médios: ++ ++ ++ Microporos: (+) ++ +++ Percolação: Lixiviação: (Fonte http://www.soils.wisc.edu/courses/SS325/morphology.htm)
A textura do solo tem impacto sobre a temperatura do solo. Solos finamente texturizados retém mais água do que solos asperamente texturizados o que, considerando as diferenças na capacidade de calor específica, resulta em resposta lenta de aquecimento em solos finamente texturizados quando comparado a solos asperamente texturizados.
Outro fator a ser considerado é o efeito de que com a diminuição do tamanho da partícula a área de superfície aumenta. Muitas propriedades químicas e biológicas das partículas do solo são funções do tamanho da partícula e, portanto, da área de superfície. Por exemplo, a absorção de cátions (nutrientes) ou a atividade microbiológica dependem da área de superfície.
Depreendemos portanto algumas conclusões: 1. Os solos mais produtivos e fáceis de manejar são os que contêm cerca de 20% de argila, 5% de matéria orgânica e 75% de areia. Os solos arenosos têm maior resistência à erosão pluvial e menos resistência à erosão eólica, em razão inversa aos solos argilosos, carecendo portanto de mais proteção contra a erosão eólica.
5.3.4 Água
A água desempenha um importante papel na estrutura dos solos, visto sua presença na formação e constituição dos coloides responsáveis pela composição daqueles, formação e alimentação dos lençóis freáticos e capacidade de retenção e transporte de elementos nutrientes e umidificantes essenciais para os vegetais.
A água é retirada pelo calor e sobe à atmosfera condensando-se nas camadas mais altas, que são mais frias, e retornando em forma de chuva, granizo ou neve. Ao cair, parte desta água é vaporizada
e sequer chega ao solo; parte é retida na folhagem das plantas; parte cai sobre elementos construídos e escorre para o solo; e parte chega ao solo ou nele penetra ou escorre rumo aos riachos.
Para a parte que penetra no solo são vários os destinos; pode ser retirada pelo solo, pode se distribuir pela superfície para novo ciclo e, ainda pode ir para o lençol freático e nele permanecer armazenada, se não for utilizada pelos vegetais, embora nem toda água armazenada seja utilizada pelos vegetais. Assim, conforme RIZZINI (1977, p. 52-52), pode-se classificar a água no solo como:
água combinada - ou aquela “que faz parte das moléculas dos compostos químicos (e.g., óxidos hidratados) e que não pode ser retirada senão por meio de altas temperaturas”; água higroscópica - ou aquela “permanece aderente às partículas edáficas de maneira firme,
e só se extrai com dificuldade (conquanto possa ser evaporada)”;
água gravitacional - que é a água que “proveniente da chuva, realiza o trajeto desde a superfície até o lençol freático, percolando lentamente e molhando a terra”;
água capilar - que é a água “que fica retida, após a passagem gravitacional, nos pequenos espaços existentes entre as partículas do solo e na superfície das próprias partículas, formando uma como película. Tal líquido permanece à disposição das raízes”.
Vista sob este ângulo, sabemos que a água que está no solo determina, de acordo com o tipo de solo, o comportamento das plantas e o tipo de paisagem. Para o autor, existem dois dados de grande relevância para a avaliação dos limites superior e inferior da água no solo que pode ser utilizada pelas plantas. Um deles é a capacidade capilar (ou de campo), que “é a quantidade de água que o solo retém depois que a água gravitacional percolou inteiramente [...] É o limite superior da água utilizável ou disponível” (Ibid., p. 53). O outro é a percentagem de murcha, que é “a quantidade de água que permanece no solo quando se instala o murchamento definitivo, expressa em percentagem [...] constitui valioso dado ecológico, indicando o ponto em que o solo está fisiologicamente seco [...] é o limite inferior da água utilizável” (Ibid., p. 54).
Existe uma infinidade de variáveis acerca da relação solo-planta que não são definidas exclusivamente pela capacidade de retenção da água pelo solo. Pelo autor, sabemos que o metabolismo e crescimento dos vegetais são influenciados por déficits d’água, além da resposta do vegetal ser “controlada diretamente pelo balanço interno da água e apenas indiretamente pela quantidade de água edáfica. Ora, o balanço d’água depende das intensidades relativas de transpiração e da absorção; logo, depende, realmente, de um complexo fatorial planta-solo-clima” (Ibid., p. 55).
Podemos ver os solos como uma mistura de elementos, em que as proporções destes definirão os tipos daqueles. Assim, em cada 100 partes de solo podem existir 75 partes de areia, 20 de argila e outras 5 de matéria orgânica. Se predominar a areia, o solo é arenoso, se predominar a argila, é argiloso; e, se predominarem areias e argilas em quantidades iguais, é areno-argiloso. Conforme a predominância do elemento teremos: uma textura grossa para um solo com predominância de areia (com grão de 10 a 100 vezes maior que o maior grão de argila), uma textura fina para um solo com predominância de argila e uma textura média para um solo areno-argiloso.
A maneira como os grãos de areia, argila e silte se unem com a matéria orgânica possui diferenças. Eles podem estar soltos, grudados entre si ou colados por intermédio de substâncias orgânicas, formando pequenos torrões chamados de grumos. Estes grumos se ajuntam deixando pequenos espaços entre si, espaços estes que formam pequenos canais (poros), por onde circulam ar e água e onde se espalham e se aprofundam as raízes dos vegetais. No solo, a água usa os poros maiores para se movimentar e os pequenos para ficar armazenada, penetrando lentamente até se espalhar também para os lados, umedecendo uma área maior de terreno. Daí um solo com muitos grumos ser um solo onde a água se distribui melhor.
A velocidade de penetração da água no solo e a facilidade com que o mesmo se deixará ser infiltrado dependerão de uma série de fatores entre os quais: textura e estrutura do solo, tipo de cobertura vegetal que o protege, quantidade de matéria orgânica presente na parte mais superficial do solo que reunida forma os torrões.
A dificuldade de infiltração das águas das chuvas dependerá em grande parte da textura do solo. Os solos argilosos são os mais difíceis por serem menos permeáveis, retardando a infiltração. A água retida na superfície, caso o terreno seja inclinado, escorrerá por este, e ao ganhar velocidade e energia no caminho, principiará a levar pedaços do solo iniciando o processo conhecido como erosão. E é essa dificuldade de infiltração característica dos solos argilosos o que o torna tão úmido. No caso dos solos arenosos, dá-se o processo inverso, uma vez que a infiltração é rápida e não retém água suficiente. Entre estes dois existe uma infinidade de variações de solos de textura média. Mas, seja como for, a capacidade de infiltração da água, sua velocidade de penetração e capacidade de armazenagem, podem aumentar se o solo for protegido com uma camada de matéria orgânica contra a evapotranspiração.
A água é mantida como um filme superficial que adere às superfícies impregnadas das partículas individuais do solo e como cunhas capilares em pequenos espaços (até 50 m) entre as partículas do solo. Graças o fato das pequenas partículas terem uma taxa área/volume de superfície maior, e mais pequenos espaços entre elas, os solos argilosos retêm mais água do que os solos arenosos (Figura 5.16).
Figura 5.16 – Tamanho de partícula do solo e capacidade de água. (Fonte ARMS & CAMP).
A água é mantida como um filme superficial que adere às superfícies impregnadas das partículas individuais do solo e como cunhas capilares em pequenos espaços (até 50 m) entre as partículas do solo. Graças o fato das pequenas partículas terem uma taxa área/volume de superfície maior, e mais pequenos espaços entre elas, os solos argilosos retêm mais água do que os solos arenosos (Fonte ARMS & CAMP).
Um ponto muito importante a se observar é a qualidade do solo, se este é raso ou profundo. Esta qualidade depende da espessura, que é medida desde a superfície, utilizada pelo vegetal, até a rocha- mãe. Esta pode estar a até 3m de profundidade, caracterizando o solo como profundo, contra os 50cm dos solos rasos.
Depois de infiltrada, a água passa a ocupar os poros do solo até ocupar todos os espaços vazios, o que caracteriza a saturação. A partir deste momento a água passa a descer para as áreas mais profundas pela ação da gravidade. Quando cessam a chuva ou rega, a água principia a descer através dos macroporos, ficando, entretanto, retida entre os microporos que é a reserva para os vegetais. Uma pequena parte dessa água formará os tecidos das plantas e a maior parte será transformada em vapor. Cerca de três dias após este processo a água pára de descer, fazendo com que os microporos voltem a ser ocupados pelo ar. Essa quantidade de retenção de água é chamada de capacidade de campo de solo. Nos solos orgânicos ou com textura argilosa, a capacidade de campo é maior que nos solos arenosos ou sem matéria orgânica.
Com o passar do tempo o solo começa a secar. A água evapora através da superfície e é consumida pelas plantas. A umidade, então diminuída, restringe a água, e esta fica tão presa ao solo que as raízes não conseguem mais absorvê-la. As plantas começam então a murchar. É o ponto de murcha. Assim podemos dizer que água disponível é aquela armazenada no solo, entre sua capacidade de campo e o ponto de murcha.
A quantidade de água que o solo fornece às plantas não depende exclusivamente da dimensão das quedas de chuva e sua distribuição ao longo do ano, mas igualmente das qualidades físicas do solo, isto é: as dimensões das partículas de terra. Para RIZZINI, nas regiões úmidas, o solo “é tanto mais úmido quanto mais elevada a capacidade de campo: os substratos arenosos e rochosos permeáveis, são de índole seca; os solos argilosos, ao contrário, mostram-se úmidos” (Ibid., p.57), ao passo que nas regiões secas, “dá-se o oposto: as chuvas são poucas e molham apenas as camadas superiores, pelo que a água penetra mais fundamente quanto menor é a capacidade em reter água do solo; os argilosos são os mais secos neste caso” (Ibid., p. 57).
Daí não surpreender que o hábito radicular das plantas esteja em íntima conexão com a profundidade do solo e a quantidade de chuvas. Os solos que recebem água de chuva o suficiente para molhá-los permitem que as plantas lancem raízes profundas (solos de cerrados acima), ocorrendo, consequentemente, uma estratificação que reduz a competição entre as espécies e propicia uma ocupação mais diversificada. Nos solos “rasos e/ou chuvas escassas (caatinga, campo) obrigam a enraizamento superficial” (Ibid., p. 57).
5.3.5 Ar
O ar é vital para as formas de vida existentes (à exceção dos organismos anaeróbios), o que inclui os vegetais. O sistema radicular das plantas sofre a influência da textura do solo para seu crescimento, pois que os micro e macroporos é que serão os responsáveis pela aeração das raízes e seus emissores. Em RIZZINI, isso se torna patente, quando se diz que “sua importância reside em ser o veículo do oxigênio, que as raízes necessitam como todos os seres vivos. Assim, a penetração do raizame esta na dependência da quota vital de oxigênio que o substrato contenha na direção da profundidade” (Ibid., p. 57).