Enquete #64. Ponto de carga zero: propriedades físicas, químicas, mineralógicas, morfológicas e manejo.

A Pedologia permite associar com segurança o conceito do PCZ com outros parâmetros, o que é básico para o manejo de solos.

Ponto de Carga Zero (PCZ) é o valor do pH onde a carga superficial de um sistema reversível de dupla camada é zero (PARKS & BRUYN, 1962).

Para mostrar diversas interrelações a partir do PCZ, foram escolhidos tres perfis de solos, um perfil com total participação das cargas elétricas permanentes figura 1 (a), e dois perfis com cargas elétricas variáveis figura 1 (b) e figura 1 (c).

Figura 1. Solos de Minas Gerais e Goiás.
Figura 1. Participação das cargas elétricas permanentes, ou independentes de pH (a); participação das cargas elétricas dependentes de pH, adaptado de Wambeke (1974), (b), (c).

(a) - argila 2:1, cargas elétricas negativas ao longo do perfil (cargas permanentes ou independentes de pH);

(b) - argila 1:1, cargas elétricas negativas até certa profundidade do perfil, reversão para cargas positivas no pH relativamente baixo nas maiores profundidades no perfil (cargas dependentes de pH);

(c) - argila oxídica, cargas elétricas negativas até certa profundidade do perfil, reversão para cargas positivas no pH relativamente alto nas maiores profundidades no perfil (cargas dependentes de pH).

Quando o pH do meio é maior do que o PCZ predominam cargas elétricas negativas, ou seja representa a capacidade de troca de cátions (CTC), figura (1b), e em parte na figura 1 (c); quando o pH do meio é menor do que o PCZ predominam cargas elétricas positivas, ou seja representa a capacidade de troca de ânions (CTA), parte na figura 1 (c), nessa condição há significativa adsorção de ânions (fosfato, sulfato, nitrato, cloreto).

Enquanto que os óxidos de ferro (hematita e goethita) e o óxido de alumíno (gibbsita) possuem PCZ com valores elevados, a caulinita e a matéria orgânica apresentam baixos valores de PCZ.

Para os óxidos de ferro (hematita e goethita), os valores são de PCZ variam de 7 a 9 (PARKINS & BRUYN, 1962) e para o óxido de alumíno (gibbsita) 7,5 a 9,5 (PARFITT, 1980); para caulinita 3,5 (PARKS & BRUYN, 1962) e para a matéria orgânica pH menor que 5,5.

Na gênese dos solos, cada combinação desses materiais tem efeito diferenciado na fração coloidal.

Os quadros 1 a 3 apresentam dados químicos, de floculação da argila e morfológicos.

Mineralogicamente, o perfil IAC-1345 representa solo com cargas permanentes ou independentes de pH, os perfis IAC-1360 e IAC-1350 solos com cargas variáveis ou dependentes de pH.

Quadro 1. Dados físicos, químicos, e morfológicos do perfil IAC-1345, Chernossolo Háplico Órticos típico textura argilosa; (OLIVEIRA & PRADO, 1987).
Profundidade (cm) Horizonte C (%) Delta pH Grau de floculação (%) CTC (cmol/kg solo) Ki Consistência úmida do horizonte B Estrutura do horizonte B
0-15 A 2,8 -1 29 19,9 4,1 Firme
15-30 A 1,3 -1,2 20 21,4 3,5 Firme -
30-60 B 0,8 -1 23 26,2 2,9 Firme Prismática
60-112 B 0,4 -1,2 15 34,2 5 Firme Prismática
112-160 B 0,3 -1,3 17 28,1 3,8 Firme Subangular
160-200 B 0,3 -1,8 7 29,2 3,1 Firme -
200-250 B 0,2 -1,4 7 28,2 2,2 - -
250-300 B 0,1 -1,5 10 28,4 4,3 -
- consistencia úmida não avaliada porque refere-se a tradagem.
Quadro 2. Dados físicos, químicos, e morfológicos do perfil IAC-1360 com mineralogia 1:1- Latossolo Vermelho eutroférrico textura muito argilosa (OLIVEIRA & PRADO, 1987).
Profundidade (cm) Horizonte C (%) Delta pH Grau de floculação (%) CTC (cmol/kg solo) Ki Consistência úmida do horizonte B Estrutura do horizonte B
0-18 A 1,3 -0,8 26 10,7 1,6 Friável -
18-34 A 1 -0,7 31 6,6 1,1 Friável -
34-56 B 0,9 -0,6 91 7,5 1,1 Muito friável Subangular
56-90 B 0,6 -0,6 98 5,6 1,5 Muito friável Granular
90-200 B 0,6 -0,5 100 5,7 1,2 Muito friável Granular
200-250 B 0,4 -0,1 100 3,8 1,4 - -
250-300 B 0,2 -0,1 100 3,4 1,4 - -
- consistencia úmida não avaliada porque refere-se a tradagem.
Quadro 3. Dados físicos, químicos, e morfológicos do perfil IAC-1350, mineralogia oxídica. Latossolo Vermelho-Amarelo ácrico textura muito argilosa (OLIVEIRA & PRADO, 1987).
Profundidade (cm) Horizonte C (%) Delta pH Grau de floculação (%) CTC (cmol/kg solo) Ki Consistência úmida do horizonte B Estrutura do horizonte B
0-15 A 1,4 -0,5 39 6,1 0,23 Friável -
15-34 A 1,5 -0,2 31 4 0,26 Friável -
34-58 B 1,4 -0,1 33 3,5 0,28 Muito friável Granular
58-100 B 1 0,6 100 1,9 0,26 Muito friável Granular
100-146 B 0,8 1 76 1,6 0,21 Muito friável Granular
146-185 B 0,6 1 27 1,4 0,22 Friável Subangular
185-210 C 0,2 0,3 95 4,4 0,96 -
- consistencia úmida não avaliada porque refere-se a tradagem.

PCZ x Carbono (ou matéria orgânica)

Em todos perfis, os valores de carbono (matéria orgânica) são mais elevados no horizonte A pelo maior volume de raízes nesse horizonte.

No horizonte B, o baixo teor de carbono diminui o valor do PCZ, aumentando a possibilidade do predomínio de cargas positivas quando o solo é oxídico (perfil IAC-1350).

PCZ x delta pH

Delta pH é a diferença entre os valores de pH (pH KCl-pH água), o resultado pode ser negativo, positivo ou nulo.

Segundo MEKARU & UEHARA (1972), quando o delta pH é negativo, predominam cargas elétricas negativas, quando positivo predominam cargas positivas, no ponto de carga zero (PCZ), os valores de pH em água e pH em KCl são iguais.

PCZ x grau de floculação da fração argila

A fração argila tende apresentar a máxima floculação (ou mínima dispersão) no ponto de carga zero (PCZ) ou próximo do PCZ.

A medida que se afasta do PCZ, a argila tende dispersar-se progressivamente porque aumenta a repulsão entre as cargas elétricas de mesmo sinal, por isso o baixo grau de floculação da argila no Chernossolo Háplico, perfil 1345.

No perfil 1345, o delta pH é negativo em todas profundidades (-1 a -1,5), no perfil 1360 apesar de negativo em todas produndidades são de menores magnitudes do que do perfil anterior (-0,1 a -0,6).

Por outro lado, no perfil 1350 ocorre reversão de cargas elétricas, pois delta pH é negativo no topo do horizonte B (-0,1), passando a ser positivo nas camadas mais profundas (+0,3 a +1,0).

Em alguns sub horizontes mais profundos (Perfil IAC 1360 e 1350), o grau de floculação atinge 100%, são os solos mais intemperizados.

PCZ x capacidade de troca de cátions do solo (CTC) e capacidade de troca de ânions do solo (CTA)

A capacidade de troca de cátions é muito importante porque está relacionada com a retenção dos nutrientes para as plantas.

Quanto mais intemperizado o solo menores são os valores de CTC.

Dos três perfis de solos, os valores de CTC no horizonte B são elevados apenas no Chernossolo, baixos no Latossolo eutrófico e muito baixos no Latossolo ácrico.

Especialmente nos solos ácidos muito intemperizados e com altos teores de óxidos de ferro e alumínio bem drenados é possível existir a capacidade de troca aniônica (CTA) no horizonte B, figura 1 (b).

PCZ x índice Ki

Quanto menor o valor do índice ki (SiO2/Al2O3 x 1,7) mais intemperizado é o solo devido a remoção de sílica na grade cristalina do mineral de argila.

Pela ação do intemperismo as cargas permanentes diminuem e as cargas variáveis aumentam, processo atuante de dessilicatização.

A literatura associa os seguintes valores de ki com o grau de intemperismo:

  • ki > 2,0: baixa remoção de sílica da grade cristalina do mineral (baixa dessilicatização) que está associado com minerais de argila do tipo 2:1, são solos pouco intemperizados.
  • ki < 2,0: média/alta remoção de sílica da grade cristalina do mineral (média/alta dessilicatização), solos mais intemperizados.

PCZ x CTC da argila (T)

T é a simbologia da CTC exclusiva da fração argila, e não do solo que inclui a matéria orgânica.

De acordo com o Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (SiBCS, 2013) solos com alta atividade de argila (Ta) apresentam T maior ou igual a 27 cmol/kg de argila, solos com baixa atividade de argila (Tb) apresentam T menor que 27 cmol/kg de argila.

Dos três perfis de solos, o Chernossolo é Ta; os Latossolos, Tb.

PCZ x consistência úmida e estrutura do horizonte B

Pedologicamente, solos adjetivados de “Ta” possuem consistência úmida firme ou muito firme ou extremamente firme, ao contrário solos “Tb” que apresentam consistência úmida friável ou muito friável no horizonte B.

Nos solos “Ta” não ocorre o ponto de carga zero porque existem apenas cargas elétricas negativas.

A argila sendo expansiva contribui na gênese da macroestrutura do horizonte B (Demattê, comunicação pessoal).

Nessa condição a estrutura é prismática que se rompe em blocos sub angulares.

Por outro lado, nos solos “Tb” existem cargas elétricas negativas e positivas, e o PCZ.

Nesses solos, as cargas elétricas de sinais contrários se atraem, gerando insignificante excesso de cargas, ao contrário dos solos Ta.

Desse modo os agregados são estáveis e com baixo grau de expansibilidade da argila formando apenas microestruturas e não macroestrutura como acontece nos solos “Ta”, (Demattê, comunicação pessoal).

PCZ x aspéctos de manejo

A subsolagem tem nulo ou reduzido efeito nos solos “Ta” porque no horizonte B a consistência seca sempre é extremamente dura. Além da baixa efetividade, a subsolagem exige gastos desnecessários com horas-máquina e desgaste das hastes.

A adição de matéria orgânica em profundidade e o contrôle de tráfego são as melhores indicações de manejo.

Em relação ao solo Tb, para aumentar a quantidade de cargas negativas abaixo do horizonte A, adiçionar matéria orgânica em profundidade.

Respostas: Alternativa correta2

Alternativa Votos (%)
1) O perfil 1345 apresenta o ponto de carga zero. 19,7
2) A maior adsorção de sulfato do gesso ocorre no perfil 1350. 23,4
3) Solos Tb são firmes em sub superfície. 16,8,2
4) O perfil 1345 apresenta reversão de cargas elétricas. 22,1
5) Todas afirmativas incorretas. 18,1
Total de votos 1826

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