Gênese, química, mineralogia e micromorfologia de solos da Amazônia Ocidental

Abstract

Solos representativos da várzea e da terra firme e solos antropogênicos da Amazônia foram submetidos a análises físicas, químicas e mineralógicas com o propósito de conhecer melhor aspectos de sua gênese, química e mineralogia. Amostras desses solos foram mantidas sob inundação por seis meses e alíquotas da solução, coletadas e analisadas, periodicamente, para o entendimento da dinâmica da mobilização de alguns elementos em solos inundados. Estudaram- se, comparativamente, aspectos da micromorfologia e da microquímica de um solo antropogênico (Terra Preta de Índio) e de um solo não-antropogênico (Latossolo Amarelo) com o propósito de identificar as fontes primárias de P, sua morfologia, suas características químicas, sua distribuição e relação com a estrutura do solo. As análises mostraram diferenças expressivas entre os vários solos analisados: os solos de várzea mostraram maior fertilidade natural, maior teor de silte e maior diversidade mineralógica, o que é consistente com um material de origem mais rico, drenagem mais restrita e menor grau de pedogênese; os solos de terra firme, especialmente os Latossolos, derivados de sedimentos mais antigos, mais pobres e mais bem drenados, apresentaram baixa fertilidade natural, baixo teor de silte e menor diversidade mineralógica. As características químicas e mineralógicas dos solos de várzea, o relevo plano e a proximidade dos rios confirmam o elevado potencial agrícola destes solos, todavia, as enchentes anuais, as dificuldades de mecanização, a necessidade de preservação de matas ciliares e os riscos de contaminação da água por insumos agrícolas constituem importantes aspectos a serem considerados no uso e na ocupação da várzea. Observa-se que a inundação exerceu importante influência na dinâmica dos elementos, principalmente Fe e Mn, cuja mobilização foi mais intensa, sobretudo nas primeiras semanas. Os teores de Fe em solução foram mais elevados nas amostras mais ricas em Fe amorfo e com conteúdo mais elevado de matéria orgânica. O teor de P em solução foi influenciado por todas as formas de P, principalmente pelo P ligado ao Fe. Os teores de Ca2+, Mg2+, K+ e Na+, em solução, foram diretamente influenciados por seus respectivos teores trocáveis e pela cinética do Fe e do Mn. As análises dos solos antropogênicos indicam, ainda, que as alterações resultantes de ações humanas, como incorporação de resíduos orgânicos, e os efeitos do fogo no horizonte superficial destes solos, também se manifestam sobre algumas das características químicas do horizonte subsuperficial. Observa-se, ainda, que é possível distinguir as Terras Pretas dos solos adjacentes, por meio da cor, da presença de fragmentos de cerâmica e material lítico no horizonte superficial, dos teores de fósforo e cálcio, da composição das substâncias húmicas, do conteúdo de óxidos de manganês, todavia, é improvável distinguí-los, com segurança, por meio da composição mineral, do conteúdo de óxidos de Fe, da substituição de Fe por Al e da capacidade máxima de adsorção de fosfato. As análises micromorfológicas e microquímicas evidenciam que microfragmentos de apatita biogênica na forma de ossos e espinhas de peixe, com morfologias variadas, constituem a reserva primária de P e Ca das Terras Pretas. Formas secundárias e complexas de P ligado a Al e Fe são provenientes da intensa pedoturbação, incorporando P em profundidade. Fragmentos cerâmicos constituem reserva não-trocável de K, sendo, provavelmente, provenientes de materiais oriundos da várzea, ricos em argilominerais 2:1. Finalmente, considera-se que fertilidade elevada das Terras Pretas é resultado de uma conjunção favorável de aportes minerais e orgânicos, que tornaram os estes solos altamente enriquecidos em formas não-trocáveis.

Representative soils of floodplain (várzea), upland (terra firme) and anthropogenic soils (Black Earth of Indian) from Amazonia were submitted to physical, chemical and mineralogical analysis, in order to study aspects of its genesis, chemistry and mineralogy. Soil samples were flooded during six months and aliquots of the solution were periodically collected and analyzed for studying the dynamics of the mobilization of some elements. Aspects of micromorphology and of the microchemistry of an anthropogenic soil in comparison with a non- anthropogenic soil (Oxisol) were also studied. The purpose was to identify the primary P sources, their morphology, chemical characteristics, profile distribution and their relationship with the structure of the soil. The analysis showed expressive differences among soils: the floodplain soils showed higher natural fertility, silt content and mineralogical diversity, in agreement with a richer parent material, restricted drainage and lower pedogenesis degree; the upland soils, especially Oxisols, derived from older and poor sediments and well-drained, presented low natural fertility, silt content and mineralogical diversity. The chemical and mineralogical characteristics of the floodplain soils, the smooth relief and proximity of rivers confirm the high agricultural potential of these soils. However, the annual inundations, the mechanization difficulties, the need to preserve ciliary forests, and the risks of water contamination by agricultural inputs constitute important aspects to be considered for use and occupation of the floodplain. It is observed that the flooding markedly influenced the elements dynamics, mainly Fe and Mn, which were intensely mobilized during the first weeks of flooding. The contents of Fe in solution were higher in samples with higher amorphous Fe and organic matter. All P forms influenced the content of P in solution, mainly, the P-Fe forms. The contents of Ca2+, Mg2+, K+ and Na+ in solution were influenced directly by its respective exchangeable contents and by Fe and Mn kinetics. The analysis of anthropogenic soils indicate that the alterations by human actions, such as incorporation of organic residues, and the effects of fire in the superficial horizon, also influenced some of the chemical characteristics of the subsurface. It is still observed that is possible to distinguish the anthropogenic soils from adjacent ones, based on their color, presence of ceramic fragments and lithic material in the superficial horizon, phosphorus, calcium and Mn oxides contents and composition of humic substances. Nevertheless, it is difficult to accurately distinguish them, based on mineral composition, content of Fe oxides, Al for Fe substitution and phosphate maximum adsorption capacity. The micromorphology and microchemistry evidence that microfragments of biological apatite in form of bones and fish spines with varied morphologies, constitute the primary source of P and Ca in anthropogenic soils. Secondary and complex forms of P-Al and P-Fe result from intense pedoturbation, which incorporate P in depth. Ceramic fragments probably made of floodplain materials rich in 2:1 clays constitute the non-exchangeable K source. Finally, it is considered that the high fertility of anthropogenic soils results from a favourable conjunction of mineral and organic contributions, making these soils highly enriched in non-exchangeable forms.