BEIRIGO, R. M.

COUTO, E. G.

FURQUIM, S. A. C.

NASCIMENTO, A. F. do

OLIVEIRA JUNIOR, J. C. de O.

VIDAL-TORRADO, P.

Repository Open Access to Scientific Information from Embrapa

  1 Geoquímica, mineralogia e atributos de Gleissolos de dois leques aluviais no Pantanal Norte (1)  Alexandre Ferreira do Nascimento(2); Sheila Aparecida Correia Furquim(3); Raphael Moreira Beirigo(4); Jairo Calderari de Oliveira Júnior(5); Eduardo Guimarães Couto(6), Pablo Vidal-Torrado (7)  (1) Trabalho executado com recursos da FAPESP (processo 2009/50422-3).  (2)Pesquisador da Embrapa Solos UEP Recife, Rua Antônio Falcão, 402, Boa Viagem, Recife, PE. E-mail: alexandre.nascimento@embrapa.br; (3)Professora da Universidade Federal de São Paulo; (4)Doutorando em Solos e Nutrição de Plantas da Universidade de São Paulo; (5)Professor da Universidade Federal de Mato Grosso. (7)Professor da ESALQ-Universidade de São Paulo.  RESUMO: As características dos leques aluviais no Pantanal podem influenciar na gênese de solos dessa planície por possuírem diferentes áreas fonte de sedimentos. O objetivo deste trabalho foi estudar dois Gleissolos nos leques aluviais dos rios São Lourenço e Cuiabá, respectivamente, no Pantanal Norte. Análises de rotina, teores de C total e  análise elementar total foram determinados na TFSA.  A mineralogia da argila foi feita por DRX. Os perfis foram classificados como GLEISSOLO HÁPLICO Alumínico típico(GXa). As principais diferenças observadas são os teores de C total, mais elevados no GXa1 (São Lourenço), a presença de plintita no GXa2 (Cuiabá), e os teores médios de Fe2O3 e CaO, mais elevados no GXa2. Essas pequenas diferenças entre os dois solos podem estar relacionadas ao contexto geomorfológico de cada local, tendo em vista que o GXa1 está em uma planície fechada que permanece inundada por mais tempo, o que permite o maior acúmulo de C, por outro lado, por estar em uma planície aberta, o GXa2 drena mais rápido, o que pode ter contribuído para a formação da plintita e maior acumulo de Fe2O3. Termos de indexação: Solos inundados, alumínio, pedogênese, sistema deposicional, área fonte.  INTRODUÇÃO O Pantanal é uma grande bacia sedimentar que possui vários leques aluviais, sistemas deposicionais distributários responsáveis pela dinâmica atual de inundação, transporte dos sedimentos oriundos das áreas a montante e deposição na planície (Assine & Soares, 2004). No norte dessa grande planície destacam-se os leques do São Lourenço e do Cuiabá, que recebem os nomes dos principais rios da região (Assine & Soares, 2004). Esses dois leques possuem áreas de produção de sedimentos, também chamadas de áreas fonte (Assine & Soares, 2004), com diferenças geológicas importantes que podem contribuir para a formação dos solos da planície (Barros et al., 1982; Del’Arco et al., 1982). Essas diferenças já foram observadas nas águas de drenagem oriundas dessas duas áreas (Rezende Filho et al., 2012), contudo, informações referentes à influência nos sedimentos e na gênese dos solos dessa planície ainda são escassas. Dessa forma, busca-se com esse trabalho estudar dois solos inundáveis no Pantanal Norte que possuem sedimentos depositados pelo leque aluvial do São Lourenço e do Cuiabá.   MATERIAL E MÉTODOS O estudo foi desenvolvido na RPPN SESC Pantanal, situada entre as coordenadas 16°32’ - 16°49’S e 56°03’ – 56°26’W, município de Barão de Melgaço - MT - ao norte do Pantanal. Com base em estudos geomorfológicos prévios foram selecionados dois perfis, o primeiro em uma planície fechada do leque aluvial do São Lourenço, e o segundo em uma planície aberta no leque aluvial do Cuiabá, ambos em locais inundáveis. Para este estudo foram realizadas expedições ao campo no período de vazante e no período de inundação do Pantanal Norte. No período de vazante os perfis representativos foram abertos, descritos e coletados de acordo com Santos et al. (2005). No período de inundação foram realizadas as medidas de altura de inundação. As amostras coletadas foram passadas em peneira com malha de 2 mm para obtenção da Terra Fina Seca ao Ar (TFSA) e submetidas às análises químicas e físicas de rotina para obtenção do pH em água, fósforo trocável (P), soma de bases trocáveis (SB), capacidade de troca de cátions (T), saturação da T por bases (V), saturação da T por alumínio (m) e teores de argila, silte e areia. A análise do carbono total (C) da TFSA foi realizada utilizando o analisador elementar de combustão seca (LECO® CN-2000). A análise elementar quantitativa total foi realizada na TFSA das amostras dos horizontes utilizando a Espectrometria de raio-x por energia dispersiva (EDX - Shimadzu EDX700HS). A fração argila total e argila fina de 2 horizontes, um de cada perfil, foi submetido à análise mineralógica por difração de raio-X, seguindo Jackson (1979). As lâminas preparadas com argila orientada foram submetidas aos seguintes tratamentos: Mg2+ a 25 °C; Mg2+ e etilenoglicol (EG); K+ a 25 °C; K+ a 300 °C; K+ a 500 °C. As amostras   2 foram irradiadas no intervalo de leitura de 3 a 35 °2θ ao passo de 0,02 °2θ no aparelho de Raio-X Rigaku MiniFlex II, com tubo de Cobre (Cu) e monocromador de grafite. Os picos dos difratogramas da fração argila fina tratadas com Mg2+ e EG foram submetidos a decomposição utilizando o modelo de Lorentzian. As áreas dos picos obtidas no difratrograma com EG foram utilizados na estimativa semiquantitativa da porcentagem de cada mineral da matriz (Moore e Reynolds, 1989). , bem como para se calcular o índice de componentes expansíveis na estrutura de mica, usando a fórmula:  I(001)/I(003) (Mg2+) I(001)/I(003) (EG) Eq. 1 Em que I(001) e I(003) correspondem as áreas dos picos d001 e d003 da mica, respectivamente, saturada com Mg2+ e EG. Índices superiores a 1 indicam interestratificação entre mica e material expansível (Srodón & Eberl, 1984). Além disso, também foi calculado o índice que indica o teor de ferro na estrutura da mica pela equação: I(001)/I(002) Eq. 2 Em que I(001) e I(002) correspondem as áreas dos picos d001 e d002 da mica, respectivamente, saturada com Mg2+ (Huggett et al., 2001). Valores maiores que 2 estão relacionados a teores altos de ferro na camada octaedral da mica (Huggett et al., 2001).  RESULTADOS E DISCUSSÃO Os dois perfis estudados foram classificados como GLEISSOLO HÁPLICO Alumínico típico - GXa (Embrapa, 2006). Pelo fato de receberem a mesma classificação e sigla, o perfil no leque aluvial do São Lourenço foi denominado GXa1, e o perfil do Cuiabá de GXa2 (Tabela 1). Datações por luminescência opticamente estimulada indicam idade holocênica para ambos perfis (Nascimento, 2012).  O local onde foi descrito o perfil GXa1 tem a vegetação composta por cambará (Vochysia divergens) e sub-bosque herbáceo e arbustivo adaptados a inundação, que, no pico máximo (maio de 2011), possui lâmina d'água de 0,5-0,8 m. Este local consiste de uma planície que acumula água de chuvas e, embora próximo do rio São Lourenço, atualmente recebe pouca influência hídrica deste (Nascimento, 2012).  O perfil GXa2 foi descrito em um local que possui vegetação composta predominantemente por arbustos adaptados a inundação, chamado localmente de espinheiro. A lâmina d'água de inundação foi de 2-2,2 m, que está relacionada as cheias do rio Cuiabá (Girard et al., 2010). A velocidade do fluxo superficial de água no perfil é mais elevada no início da inundação, 0,25 m s-1, e diminui a medida de a lâmina de inundação aumenta, chegando a 0,14 m s-1 na máxima cheia (Girard et al., 2010). A morfologia de ambos perfis é similar, possuindo horizonte A moderado, horizontes subsuperficiais com estrutura predominantemente prismática, consistência muito plástica e muito pegajosa quando molhados, cor úmida entre cinzento claro e cinzento escuro, mosqueados intragregados abundantes de cor vermelho-vermelho claro, distintos de tamanho médio e grande. Uma importante diferença morfológica entre os dois perfis é a presença de plintita em um horizonte do GXa2. Os horizontes subsuperficiais mais profundos, Bg3 do GXa1 e Bgf do GXa2, se diferenciam dos horizontes B sobrejacentes por possuírem menor grau de desenvolvimento da estrutura prismática, comum nos horizontes subsuperficiais dos solos argilosos inundados desse ambiente (Nascimento, 2012).  O horizonte A do GXa1 se distingui do GXa2 por possuir menor teor de areia, maiores teores de argila e de C total, o que reflete em maior SB e T (Tabela 1). Isso pode ser atribuído aos fluxos superficiais presente no GXa2, com energia suficiente para transportar os materiais da fração argila, porém, insuficiente para transportar a areia, que permanece na superfície. A maior presença de areia no horizonte A do GXa2, que possui o quartzo como mineral predominante (Nascimento, 2012), tem reflexo também na geoquímica da sua TFSA, com maior teor de SiO2 e menor de Al2O3 em relação ao horizonte A do GXa1 (Tabela 2). Os fluxos superficiais, responsáveis pela remoção de material fino do horizonte superficial do GXa2, removem também o C adicionado pelas plantas na planície do rio Cuiabá. Por outro lado, por ser uma planície fechada, o que confere fluxo superficial quase inexistente no GXa1, o C adicionado pelas plantas permanecem no solo, resultando em maior acumulação. Embora os horizontes subsuperficiais do perfil GXa2 apresentem maiores teores de argila e de C total, com exceção do horizonte Bg1, estes horizontes apresentam menor T, reflexo de uma mineralogia com menor quantidade de esmectita na argila fina (Tabela 3). A maior quantidade de esmectita na argila fina é mais provável nos solos oriundos do leque aluvial do Cuiabá, por possuir água de drenagem mais rica em Ca e Mg (Rezende filho et al., 2012), contudo, isso não foi observado. Dessa forma, a maior quantidade de esmectita na argila fina do horizonte do GXa1 pode ser atribuída ao contexto geomorfológico que se insere, drenando a água de inundação majoritariamente por evapotranspiração (Nascimento, 2012), o que confere condições para a neoformação desse tipo de argila (Huggett et al., 2001). Os índices da mica extraídos por meio dos difratrogramas da argila fina   3 indicam que os dois solos possuem mica interestratificada com mineral expansível e baixa quantidade de ferro na sua estrutura (Srodón & Eberl, 1984; Huggett et al., 2001).  Ressalta-se que a matriz mineralógica da fração argila total e fina do Bg3 do GXa1 e Bg2 do GXe2 é composta predominantemente pela caulinita, com mica e esmectita em menores quantidades (Figura 1; Tabela 3). Todos os horizontes subsuperficiais do GXa2 apresentam maior soma de bases e V% em relação aos horizontes subsuperficiais do GXa1. Salienta-se que ambos os solos possuem elevada saturação por alumínio trocável nos horizontes subsuperficiais, sendo ligeiramente maior no GXa1. O elevado valor de m% pode estar associado aos ciclos alternados de inundação que promovem a ferrólise (Brinkman, 1970), processo comum neste ambiente, que promove também a diminuição do pH, como observado no presente estudo, apresentando todos os solos reação fortemente ácida (Embrapa, 2006). A TFSA dos horizontes dos perfis estudados apresenta, em média, resultados químicos totais semelhantes (Tabela 2). Entretanto, destaca-se a quantidade média de Fe2O3 maior no GXa2, que evidencia uma hidrologia com maior oscilação do lençol freático, levando inclusive à formação de plintita (Bgf), dinâmica condicionada pela planície, mais aberta e com drenagem mais rápida que a do GXa1 (Nascimento, 2012). Outro destaque é a ocorrência, mesmo em pequena quantidade, de CaO em dois horizontes do GXa2, que pode ser atribuído à área fonte de sedimentos do leque aluvial do Cuiabá, que possui maiores áreas com ocorrência de calcários em relação a área fonte de sedimentos do GXa1, leque do São Lourenço (Barros et al., 1982; Del’Arco et al., 1982).  CONCLUSÕES Os Gleissolos no Pantanal Norte que possuem idade holocênica e diferentes áreas fonte de sedimentos não apresentam diferenças geoquímicas e pedológicas expressivas. As diferenças observadas nos Gleissolos estudados estão relacionadas mais à configuração geomorfológica e à dinâmica de cada local, e não à natureza geoquímica dos sedimentos e das águas dos sistema fluviais que os originaram, uma vez que possuem formações geológicas com litologia semelhante em suas áreas fonte.   AGRADECIMENTOS À FAPESP (processo 2009/54372-0, 2009/50422-3 e 2011/11905-9). Ao SESC Pantanal pelo apoio logístico para realização da pesquisa.  REFERÊNCIAS ASSINE, M.L. & SOARES, P.C. Quaternary of the Pantanal, west-central Brazil. Quaternary International, 114: 23–34. 2004. BARROS, A.M.; SILVA, R.H.; CARDOSO, O.R.F.A.; FREIRE, F.A.; SOUZA JUNIOR, J.J.; RIVETTI, M.; LUZ, D.S.; PALMEIRA, R.C.B. & ASSINARI, C.C.G. Geologia da Folha SD.21 (Cuiabá). In: Projeto RADAMBRASIL. Rio de Janeiro, Ministério de Minas e Energia, 1982. p. 25-192. BRINKMAN, R. Ferrolysis, a hydromorphic soil forming process. Geoderma, 3: 199-206, 1970. DEL’ARCO, J.O.; DA SILVA, R.H.; TARAPANOFF, I.; FREIRE, F.A.; MOTA PEREIRA, L.G.;.SOUZA, S.L.; PALMEIRAS, R.C.B. & TASSINARI, C.C.G. Geologia da Folhas SE. 20/21 (Corumbá). In: Projeto RADAMBRASIL. Rio de Janeiro, Ministério de Minas e Energia, 1982. p. 25-160. EMBRAPA. Centro Nacional de Pesquisa em Solos. Sistema Brasileiro de Classificação de Solos.  2.ed. Rio de Janeiro, EMBRAPA, Centro Nacional de Pesquisa de Solos, 2006. 306p. GIRARD, P.; FANTIN-CRUZ, I.; OLIVEIRA, S.M.L. & HAMILTON, S.K. Small-scale spatial variation of inundation dynamics in a floodplain of the Pantanal (Brazil). Hydrobiologia, 638: 223–233, 2010. HUGGETT, J . M.; GALE, A.S.; CLAUER, N. The nature and origin of non-marine 10 Ȧ clay from the Late Eocene and Early Oligocene of the Isle of Wight (Hampshire Basin), UK. Clay Minerals, 36: 447–464, 2001. JACKSON, M.L. Soil chemical analysis: advanced course. Madson, 1979. 895 p. MOORE, D.M. & REYNOLDS JR., R.C. X-Ray diffraction and the identification and analysis of clay minerals. Oxford University press, New York, 1989. 378 pp. NASCIMENTO, A.F. Relações pedologia-geomorfologia-sedimentologia no Pantanal Norte. Piracicaba, Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz - Universidade de São Paulo, 2012. 200p. (Tese de Doutorado). REZENDE FILHO, A.T.; FURIAN, S; VICTORIA, R.L.; MASCRÉ, C.; VALLES, V. & BARBIERO, L. Hydrochemical variability at the Upper Paraguay Basin and Pantanal wetland.. Hydrology and Earth System Sciences, 16: 2723-2737, 2012. SANTOS, R.D.; LEMOS, R.C.; SANTOS, H.G.; KER, J.C. & ANJOS, L.H.C. Manual de descrição e coleta de solo no campo. 5 ed. Viçosa, Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 2005. 100p. SRODÓN, J. & EBERL, D.D. Illite. In: BAILEY, S.W., ed. Micas: Reviews in Mineralogy, 13. Washington, D.C: Mineralogical Society of America, 1980. p. 495–544.   4  Tabela 1 - Granulometria, pH, carbono (C), fósforo trocável (P), soma de bases trocáveis (SB), CTC (T), saturação de bases (V) e alumínios (m) de solos sob influência do leque aluvial do São Lourenço (GXa1) e do Cuiabá (GXa2) Hor. Prof. Areia Silte Argila pH H2O C P SB T V m   cm ---------- % ----------   g kg-1 mg kg-1 ---cmolc kg-1--- ---- % ---- GLEISSOLO HÁPLICO Alumínico típico - GXa1 A 0-30 5 26 69 4,7 31,8 2 6,2 21,4 29 36 Bg1 30-50 7 49 44 4,4 8,4 0 1,2 11,2 11 81 Bg2 50-105 2 32 66 4,7 5,6 0 1,7 16,7 10 88 Bg3 105-150 6 31 63 4,9 4,8 0 2,5 14,7 17 78 GLEISSOLO HÁPLICO Alumínico típico - GXa2 A 0 - 20 22 24 54 4,5 13,9 2 5,4 16,2 33 42 Bg1 20 - 60 5 17 78 4,6 7,5 1 7,8 13,4 24 73 Bg2 60 - 120 2 14 84 4,6 7,5 1 8,4 12,9 22 73 Bgf 120 - 150 9 13 78 4,7 5,2 1 7,8 10,5 32 58 Hor. = horizonte; Prof. = profundidade  Tabela 2 - Resultados da análise elementar total da terra fina seca ao ar dos horizontes do GXa1 e GXa2 Hor. Prof. SiO2 Al2O3 Fe2O3 K2O SO3 MnO MgO CaO TiO2 ZrO2  cm ------------------------------------------------- % ------------------------------------------------- GLEISSOLO HÁPLICO Alumínico típico - GXa1 A 0-30 64,0 26,9 4,4 2,2 0,12 0,03 1,30 0,00 0,91 0,00 AC 30-50 70,7 18,7 6,1 2,2 0,16 0,02 1,00 0,00 1,05 0,04 Cg1 50-105 na na na na na na na na na na Cg2 105-150 59,4 28,7 6,9 2,3 0,10 0,00 1,51 0,00 1,09 0,04  Média 64,7 24,7 5,8 2,3 0,13 0,03 1,27 0,00 1,02 0,04 GLEISSOLO HÁPLICO Alumínico típico - GXa2 A 0 - 20 74,0 16,6 5,1 2,1 0,17 0,04 1,11 0,00 0,84 0,08 Bg1 20 - 60 63,1 24,6 7,7 2,0 0,10 0,08 1,38 0,38 0,71 0,03 Bg2 60 - 120 60,4 26,5 7,6 2,6 0,11 0,04 1,67 0,00 1,07 0,04 Bgf 120 - 150 61,2 25,6 9,3 1,3 0,10 0,03 1,28 0,28 0,90 0,04  Média 64,7 23,3 7,4 2,0 0,12 0,05 1,36 0,33 0,88 0,05 Hor. = horizonte; Prof. = profundidade  Tabela 3 - Resultados da análise semiquantitativa dos minerais e índices da mica das amostras analisadas Mineral Bg3 - GXa1 Bg2 - GXa2 ----- Quantidade (%) ----- Caulinita 64 64 Mica 13 16 Esmectita 23 20  ------ Índice da Mica ------ I (001)/(003) (Mg2+)  (001)/(003) (EG) 2,2 2,2 I (001)/(002) (Mg2+) 0,6 0,3     0 10 20 30Mg2+ + EGMg2+ 25 °CK+ 500 °CK+ 300 °CK+ 25 °CEsEsMi K Mi K Mi1,731,451,00,720,500,360,33 0 10 20 30Mg2+ + EGMg2+ 25 °CK+ 500 °CK+ 300 °CK+ 25 °CEs EsMiK Mi K Mi1,681,471,00,720,500,360,34 0 10 20 30Mg2+ + EGMg2+ 25 °CK+ 500 °CK+ 300 °CK+ 25 °CEs Es Mi K Mi K Mi1,671,431,00,72 0,500,360,34 0 10 20 30Mg2+ + EGMg2+ 25 °CK+ 500 °CK+ 300 °CK+ 25 °CEsEsMi K Mi K Mi1,601,421,00,720,500,360,34 Figura 1 – Difratogramas (°2θ CuKα) da argila total e fina do horizonte Bg3 do GXa1 e Bg2 do GXa2. Es = Esmectita. Mi = Mica. K = Caulinita.  

Geoquímica, mineralogia e atributos de gleissolos de dois leques aluviais no Pantanal Norte.

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