Enquete # 38 - Floculação, dispersão da fração argila x ponto de carga zero x manejo.

A floculação e a dispersão da fração argila representam uma característica física que tem grande relação com o balanço de cargas elétricas na fração argila nos solos.

As partículas de argila possuem cargas elétricas superficiais negativas contrabalanceadas por cátions trocáveis, em suspensão coloidal estável, repelem-se mutuamente.

O cálcio e o alumínio são cátions floculantes, ao contrário do sódio, cátion dispersante.

A maioria dos solos tropicais, apresentam na fração argila óxidos de alumínio (gibbsita), e óxidos de ferro (hematita, goethita, lepidocrocita), que podem apresentar cargas elétricas liquidas negativas ou positivas ou nulas, conforme os valores do pH do meio; além da caulinita que é responsável pelas cargas elétricas negativas.

Os óxidos de ferro colorem os solos diferentemente: a hematita de vermelho, a goethita de amarelo e a lepidocrocita de cor alaranjada.

Os óxidos de ferro e alumínio são minerais que possuem duplo comportamento porque são anfóteros, ou seja, geram cargas elétricas negativas quando os valores de pH superam o ponto de carga zero (PCZ) e cargas positivas quando os valores de pH são menores que o PCZ.

A CTC de solos com mineralogia do tipo 1:1 (cauliníticos) e oxídicos é dependente de pH (Latossolos, por exemplo), ao contrário de solos que independem do pH, onde a CTC é permanente, são os solos com mineralogia do tipo 2:1 (Vertissolos, Luvissolos, Chernossolos).

] Uma particularidade dos referidos óxidos é apresentar ponto de carga zero (PCZ) num valor de pH variando de 6,5 a 8,0 para a hematita e de 7,5 a 9,5 para a gibbsita (PARFITT, 1980).

Ao contrário, a matéria orgânica, possui PCZ num valor de pH muito baixo (geralmente bem abaixo de 4,5).

No horizonte B, o teor de matéria orgânica é bem mais baixo do que no horizonte A, e como o pH do solo geralmente é bem inferior aos dos citados óxidos, nesses casos há totais condições para que as cargas positivas predominem em relação as negativas.

Portanto, os óxidos de ferro e alumínio possuem PCZ em valores elevados de pH, e a matéria orgânica num valor muito baixo de pH.

No PCZ, a quantidade de cargas elétricas negativas e positivas são iguais.

Quando o pH do meio coincide com o PCZ, a argila flocula-se totalmente e a medida que o pH do meio distancia-se do PCZ a argila tende a se dispersar.

O delta pH (pH em KCl-pH H2O) também está diretamente relacionado com o PCZ, conseqüentemente relaciona-se com a floculação e dispersão das argilas.
Quando o delta pH é zero, portanto, coincidente com o PCZ, a argila flocula-se totalmente, mas quando afasta-se de zero, a argila tende dispersar tanto nos valores de delta pH cada vez mais negativos, como nos valores de delta pH cada vez mais positivos.

A enquete 16 detalha relação do delta pH com o PCZ.

Cada solo possui quantidades diferentes de óxidos de ferro e de alumínio, além de matéria orgânica, e como o PCZ desses materiais não são coincidentes, a floculação e dispersão da fração argila não apresenta um mesmo padrão para todos os solos dependentes de pH ou de cargas variáveis.

As cargas elétricas positivas dos óxidos de ferro e alumínio bloqueiam as cargas negativas da caulinita com algum grau de magnitude, desse modo existe a ação cimentante desses óxidos bloqueando as cargas negativas da caulinita.

Nos Latossolos argilosos e muito argilosos, os microagregados se aglutinam e como não existem grandes diferenças de cargas elétricas que poderiam se associar ao cálcio e alumínio,o grau de estrutura desses solos pouco se desenvolvem pedologicamente (grau fraco).

Ao contrário, solos com mineralogia 2:1 possuem estrutura do horizonte B muito bem desenvolvida porque a argila não está floculada, além disso, o Ca ou Al, ativos no grau da estruturação ligam-se ao excesso de cargas negativas.

Na prática, os dois principais fatores que alteram o balanço de cargas elétricas dos solos com cargas variáveis é a calagem por aumentar o valor do pH e a adição de teor de matéria orgânica. Nos solos ácricos deve-se fazer calagem profunda e adicionar matéria orgânica o mais profundo possível no perfil de solo para atingir o horizonte B pelo menos no seu topo, via adubação verde, ou adição de vinhaça, ou torta de filtro.

RAIJ (1971) verificou no Latossolo Vermelho acriférrico textura argilosa, que o PCZ ocorre quando o valor do pH igual é de 3,8 na amostra de solo do horizonte A; e ocorre no valor do pH é igual a 6,2 na amostra de solo do horizonte B.

Portanto, nesse solo predominam cargas elétricas negativas quando os valores de pH do meio superam 3,8; predominam cargas elétricas positivas quando os valores de pH são menores que 6,2.
A figura 1 mostra como a amostra do horizonte Bw2 do referido Latossolo Vermelho ácriférrico dispersa nos valores acima e abaixo do PCZ.

Note que o liquido é totalmente límpido no PCZ (pH de 5,6), conseqüentemente toda argila está floculada no fundo do cilindro; quando o pH abaixa para 4,7 começa a dispersação da argila ficando a suspensão pouco turva; quando o pH é 4,1 aumenta mais ainda essa dispersão, atingido maior turbidez quando o pH é mais baixo ainda (3,5).

Por outro lado, quando o pH é alto (6,5) a dispersão da argila aumenta a partir do ponto de carga zero (pH 5,6) e eleva-se mais ainda quando o pH é 6,8 atinge a dispersão máxima.

Note também que a turbidez da suspensão do lado direito da amostra com valor de pH 5,6 é muito maior do que a turbidez das amostras do lado esquerdo, indicando que as cargas negativas predominantes são muito mais efetivas na repulsão do que as positivas.

Figura 1. Dispersão da amostra de solo do horizonte Bw2 do Latossolo Vermelho acriférrico textura argilosa.

Quando a argila flocula-se totalmente, formam-se microagregados, que ressecam o solo porque neles a infiltração da água da chuva ou da irrigação é muito rápida, o que é muito comum nos Latossolos argilosos e muito argilosos,especialmente os ácricos.
A textura ao tato desses Latossolos apresenta a típica sensação “areia” e mais ainda, pioneiramente qualificada de sensação “cascalho”, como observamos no Latossolo Vermelho ácrico da usina Jalles Machado de Goianésia (GO), figura 2.

Figura 2. Microagregados do horizonte A do Latossolo Vermelho ácrico.

No início da textura parece que o solo apresenta textura média, mas a medida que força-se a massa do solo molhado entre os dedos, sente-se que realmente que a textura é argilosa ou muito argilosa e não média.

Eventualmente, a análise granulométrica desses solos pode subestimar o teor de argila porque o dispersante não age fortemente na dispersão da suspensão.

Nessa condição, um solo pedologicamente ácrico pode não ser enquadrado como tal porque os resultados do laboratório indicam porcentagem de argila subestimadas.

Nesse caso, a fórmula, a retenção de cátions (RC) fica superestimada, acima de 1,5cmol/kg de argila, quando na realidade é menor que esse limite.

Na prática, esse exemplo mostra que um solo realmente ácrico pode ser classificado como distrófico.

Na análise granulométrica, o hidróxido de sódio (NaOH) mantém estáveis as suspensões de argila elevando muito a quantidade de cargas negativas das argilas, o que favorece a dispersão pelo efeito do sódio.

Os solos que podem apresentar predominância de cargas positivas no horizonte B com mais freqüência são os Latossolos ácricos, como este mostrando a reversão de cargas elétricas na profundidade de 108 a 150 cm (quadro 1).

Note também que a argila fica 100% floculada na profundidade de 42-108 cm com delta pH bem próximo de zero (-0,1).

Quadro 1. Características físicas e químicas do perfil IAC 1453, representativo do Latossolo Vermelho acriférrico, região de Guaíra (SP).

Profundidade Horizonte Argila Silte Areia Grossa  Argila dispersa em água (%) Argila floculada (%)
(cm) %
0-19 Ap 52 20 13 36 31
19-42 AB 58 18 10 42 28
42-108 Bw1 61 20 7 41 33
108-150 Bw2 62 24 4 0 100

Note que o Latossolo Vermelho acriférrico, ao mesmo tempo, apresenta reduzidos valores de soma de bases e de alumínio abaixo da camada arável.

Curiosamente, tais valores assemelham-se a dos Neossolos Quartzarênicos, ou seja, solos muito argilosos podem ter os mesmos níveis de fertilidade natural que solos excessivamente arenosos!

Por esse motivo, ao adquirir uma nova propriedade agrícola ou mesmo, arrendar uma nova área, nunca pensar que sempre os todos os solos vermelhos são os melhores quimicamente!

Resultado da enquete

Alternativa correta: D

Alternativa % de votos
a) No primeiro cilindro do lado esquerdo (figura 1), a argila está totalmente floculada. 15,4%
b) No cilindro da direita (pH: 6,8) a argila está floculada na quantidade máxima (figura 1). 7,7%
c) No cilindro da direita (pH: 6,8) a dispersão deve-se a predominância das cargas elétricas positivas (figura 1). 0,0%
d) O cilindro da figura 1 mostra que o valor de pH igual a 5,6 representa o ponto de carga zero (PCZ). 30,8%
e) A calagem e a adubação verde aumentam as quantidades de cargas positivas. 46,2%
Total de votos 13

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