Recursos naturais Solo INTRODUÇÃO Na parte 1 dissemos que a maior parte do planeta é constituída por água. Observe a mesma figura e visualize o que não é água. O que está sendo representado? O que está representado em marrom é a parte terrestre do planeta, que constitui os continentes. Os continentes ocupam cerca de 30% da superfície terrestre. Os seis continentes do planeta são (em ordem decrescente de tamanho): Ásia, América, África, Antártida, Europa e Oceania. Os continentes, assim com os oceanos, estão na litosfera que é a crosta terrestre mais a camada superior do manto que constitui o planeta. Figura 25: Terra Qual a diferença entre solo, terra e chão? Para evitar confusão, vamos empregar a palavra solo como referência ao local onde nos sustentamos, construímos casas, plantamos e retiramos minerais. Mas o que é exatamente o solo? O solo é o resultado de algumas mudanças que ocorrem nas rochas. Estas mudanças são bem lentas, sendo que condições climáticas e presença de seres vivos são os principais responsáveis pelas transformações que ocorrem na rocha até a formação do solo. Para entendermos melhor este processo, acompanhe atentamente a seqüência abaixo: 1) Rocha matriz exposta. 2) Chuva, vento e sol desgastam a rocha formando fendas e buracos. Com o tempo a rocha vai esfarelando-se. Colégio Ari de Sá Cavalcante 3) Microrganismos como bactérias e algas se depositam nestes espaços, ajudando a decompor a rocha através das substâncias produzidas. 4) Ocorre acúmulo de água e restos dos microrganismos. 5) Organismos um pouco maiores como fungos e musgos, começam a se desenvolver. 6) O solo vai ficando mais espesso e outros vegetais vão surgindo, além de pequenos animais. 7) Vegetais maiores colonizam o ambiente, protegidos pela sombra de outros. 8)O processo continua até atingir o equilíbrio, determinando a paisagem de um local. Figura 26: Etapas da formação do solo Todo este processo leva muito tempo para ocorrer. Calcula-se que cada centímetro do solo se forma num intervalo de tempo de 100 a 400 anos! Os solos usados na agricultura demoram entre 3000 a 12000 anos para tornarem-se produtivos. Intemperismo é o processo Figura 27: Costão rochoso Colégio Ari de Sá Cavalcante de transformação das rochas em solo. Você consegue imaginar uma plantação neste costão rochoso? É esquisito, parece que não existe solo. Observamos uma vegetação rasteira no alto do morro, mas, além do declive e da proximidade do mar, a foto mostra rochas que não se transformaram em solo propriamente dito, aquele que pode ser cultivado. Isto não quer dizer, entretanto, que toda rocha obrigatoriamente deverá se transformar em solo. Na verdade, o processo de formação do solo varia de uma região para outra em função do tipo de clima e, principalmente, do tipo de rocha. De um modo geral, os solos são compostos por camadas ou capas, como é mostrado no esquema abaixo: A: camada orgânica: constituída por folhas e galhos que caem das árvores, fezes e restos de animais mortos. Nesta camada geralmente encontra-se o maior número de seres vivos. B: camada mineral: areia ou argila. C: rocha matriz: parte da rocha que não foi transformada. Figura 28: Perfil do solo Estas camadas são conhecidas como horizontes. Através da diferenciação dos horizontes podemos fazer comparações entre os tipos de solo. ATIVIDADES PRÁTICAS São propostas uma série de atividades para facilitar a compreensão de alguns conceitos deste capítulo. É importante que todos na escola se envolvam, uma vez que a saída ao campo sempre rende troca de experiências e oportunidade de trabalhar vários assuntos. A data deve ser previamente combinada com os alunos; peça para trazerem pás ou colheres de casa, saquinhos de supermercados sem furos e fita crepe, além de uma roupa que se possa sujar bastante! A turma pode ser dividida em grupos com até 5 pessoas. Observação do solo 1. Observar o solo em diferentes locais e recolher amostras em sacos plásticos, rotulá-los e levá-los até a classe. Pode ser escolhido o solo do jardim da escola, de um terreno baldio, de uma horta, enfim, de locais com solos aparentemente bem distintos. Com auxílio da pá ou da colher, recolher amostras do solo (aproximadamente meio saquinho). Marcar com a fita crepe o local da coleta. Na classe, cobrir as mesas com papel; colocar um pouco das amostras num pires, ou vidro de relógio. Usar uma lupa pode facilitar a observação. Orientação: Procure observar e listar semelhanças e diferenças entre amostras, quanto a cor, textura, consistência e presença de organismos. Horizontes do solo 1. Procurar um perfil de solo e distinguir os horizontes. O perfil pode ser visto através de um corte vertical e profundo do solo, geralmente nas margens de estradas ou barrancos. Se não encontrar, pode ser feito um buraco amplo de 1,50 m aproximadamente. Procure identificar quantas capas podem ser distinguidas de cima para baixo e do que é composta cada capa. Observe também qual a cor e a profundidade de cada camada. Recolher amostras de cada horizonte e rotulá-las. Colégio Ari de Sá Cavalcante Descrever quanto a profundidade. cor, textura, consistência, presença de organismos e Orientação: As observações dos alunos podem ser apresentadas através de atividades artísticas, usando lápis de cor, giz de cera, guache e até materiais como algodão, papel higiênico ou o que for mais conveniente. O objetivo é comparar os diferentes horizontes quanto à composição. CARACTERÍSTICAS DO SOLO COR Se alguém lhe perguntar qual é a cor do solo, você provavelmente dirá marrom. Mas você deve ter notado quantas cores diferentes de solo existem. A variação é muito grande nos tons de marrom, podendo chegar até preto, rosado ou vermelho. Podemos reconhecer facilmente as tonalidades do solo, usando uma escala padronizada. A cor é em função da constituição do solo, ou seja, do tipo de rocha que o formou e das características do local. TEXTURA E CONSISTÊNCIA Quando tocamos o solo temos sensações de áspero ou liso, principalmente. Isto se deve ao tipo de matéria que predomina, seja areia, argila ou silte (limo), que conferem a textura ao solo. Quando o solo se desmancha facilmente é porque não está compactado, não é duro. Observe que um solo com muita areia esfarela-se como açúcar e um solo mais barrento é mais firme. Portanto, ao dizermos que o solo é ou não compacto, estamos nos referindo à sua consistência. Os solos contém substâncias sólidas, água e ar. SUBSTÂNCIAS SÓLIDAS Partículas minerais: originadas da desintegração e decomposição das rochas. Partículas orgânicas: formadas por restos de seres vivos ou produtos eliminados por estes. ÁGUA AR Ocupa o espaço entre as É o meio onde os partículas permitindo a minerais do solo respiração dos microrganismos e estão dissolvidos. das raízes das plantas. O solo apropriado para a agricultura deve apresentar um equilíbrio entre os constituintes. As partículas do solo estão em contato umas com as outras, ou seja, aderidas, mesmo havendo ar entre elas. A proporção entre os grãos que compõem as partículas entretanto variam de solo para solo. Por exemplo, quando dizemos solo arenoso, não quer dizer que só tem areia, mas que a quantidade de grãos de areia é maior que a de outros grãos, já no solo argiloso predominam partículas de argila em relação às demais. Colégio Ari de Sá Cavalcante CURIOSIDADE No solo arenoso o espaçamento das partículas é maior porque as partículas são maiores e, portanto, há mais ar entre elas. Imagine, por exemplo, um punhado de arroz e outro de farinha. Os grãos de farinha são bem menores que os de arroz, o espaço preenchido por ar é menor e portanto permanecem mais unidos. Se o espaço é menor entre as partículas, como no solo argiloso, a água fica retida, pois tem mais dificuldade para passar. O contrário se verifica no solo arenoso, onde o espaçamento é maior e portanto a água passa mais rapidamente se infiltrando no terreno. A capacidade de deixar a água passar ou retê-la é conhecida como permeabilidade do solo. ATIVIDADES PRÁTICAS As práticas a seguir reforçam os principais conceitos relativos à ciência do solo. A verificação de algumas características vistas anteriormente familiarizam o aluno com este meio que muitas vezes é injustamente ignorado, já que culturalmente aprendemos a associar terra com coisa suja ou podre devido à cor e à textura. Através destas práticas espera-se que os alunos reconheçam a importância do solo, manuseando e investigando este que é um recurso valiosíssimo. Reconhecer os principais componentes do solo 1. Encher um copo com água até metade, colocar 2 ou 3 colheres de amostra de solo e mexer. Observar através do líquido o feixe de luz de uma lanterna e comparar com água limpa. Filtrar a mistura através de um pano limpo e analisar o que ficou retido no pano. 2. Colocar um pouco do solo numa colher ou numa espátula e aquecer. Colocar um vidro de relógio, um espelho ou outra superfície de vidro próxima à colher sem encostar. Observe o que acontece no vidro. Explicação: Com estes procedimentos podemos identificar a presença de ar através do desprendimento das bolhas, de partículas sólidas que turvam a água limpa e da água através da condensação no vidro. Se prosseguirmos com o aquecimento verificamos mudança na cor, indicando a queima da matéria orgânica do solo. Permeabilidade Forrar a carteira com jornal. Preparar suportes e funis; em cada funil colocar um tipo de material que forma o solo (areia, argila, húmus e calcário). Colocar água vagarosamente nos funis, ao mesmo tempo. Depois de verificado qual o material mais permeável, proponha aos alunos que misturem diferentes tipos de materiais em variadas proporções para observar e comparar as diferenças. As características do solo permitem a comparação e classificação do solo. Os tipos de solo mais comuns são: Colégio Ari de Sá Cavalcante ARENOSO: Contém maior quantidade de areia. É um solo permeável, que não acumula tanta água e por isso forma terrenos secos. ARGILOSO: Contém maior quantidade de argila. O solo argiloso forma terrenos úmidos porque retém muita água, é pouco permeável. Quando fica seco pode rachar e,quando chove muito, fica encharcado. HUMÍFERO: Contém muito húmus. O húmus é material em decomposição. Absorve bem a água, sem deixá-la acumular-se. É também chamado de Terra Preta por ser um solo bem escuro. MASSAPÊ: É o solo rico em argila e areia. Muito usado na plantação de cana-deaçúcar. TERRA ROXA: É o mais indicado para plantações, pois contém areia, argila, calcário e húmus em quantidades equilibradas. Não é muito seco, nem úmido demais, permitindo boa circulação do ar. CALCÁREO: Contém grande quantidade de cálcio. LATERÍTICO: É um solo impermeável, com muito alumínio, considerado impróprio para a agricultura. Como a composição do solo é diferente em cada local, diferente também será a vegetação que cobre uma área, pois cada planta tem necessidades de água e nutrientes diferenciadas. As plantas conferem proteção ao solo, reduzindo o impacto das chuvas, diminuindo a velocidade da água através da copa das árvores e das raízes. Mesmo as folhas caídas contribuem para diminuir a ação da água no solo agindo como cobertura. Denomina-se serrapilheira a camada mais superficial do solo, composta de folhas e galhos que caíram das árvores. A espessura desta camada é variável e na Amazônia, por exemplo, pode atingir aproximadamente 30 cm de comprimento devido às características locais. Quando se retira a vegetação de um local o solo fica exposto, desprotegido. Chuvas fortes desmancham a camada fértil do solo, podendo causar erosão. A erosão é o desgaste e o arrastamento da camada superficial da rocha ou do solo pela ação, principalmente, da água e do vento. É um processo natural capaz de alterar a paisagem, num longo espaço de tempo. Figura 29: Exemplos de erosão provocada pela ação do vento (esquerda) e da água (direita). Água mole em pedra dura, tanto bate até que fura... Esta expressão de uso consagrado reflete a propriedade da erosão: num processo lento, a força da água desgasta as rochas. Devido principalmente a fatores meteorológicos, as rochas vão se desgastando; o que é "desprendido", ou seja, erodido, é transportado para outros locais. Portanto a erosão tem o efeito de rebaixar a superfície do terreno. Colégio Ari de Sá Cavalcante ATIVIDADE PRÁTICA A prática sugerida mostra o efeito da água e a ação da vegetação protegendo o solo. Quando for trabalhado este conceito com os alunos, procure mostrar através de reportagens em jornais e revistas como a erosão pode ter efeitos extremamente danosos, embora seja um processo natural. Erosão do solo Usar duas caixas grandes, porém rasas, de madeira ou papelão duro. Fazer um corte em V no centro de um dos lados de cada caixa. Colocar um pouco de solo em cada uma, e cobrir com grama apenas uma delas. Verter água lentamente em um dos lados. Observar em qual das caixas a água flui mais rapidamente. Dica: Para evitar que a água escorra por baixo, forre as caixas com um saco plástico e coloque um prato embaixo de cada corte. Procure deixar as caixas um pouco inclinadas, usando um suporte por baixo das caixas. Se for possível repita a atividade usando um ventilador para observar o efeito do vento. A vida no solo Figura 30: Animais que vivem no solo. Os organismos são extremamente importantes na decomposição da matéria orgânica. Podemos chamar de matéria orgânica o material "morto" que sofrerá ação de outros organismos, numa seqüência de eventos que começa com animais maiores até chegar aos microscópicos: formigas são capazes de triturar folhas que caem das árvores e picar frutos que apodrecem; cupins se alimentam de troncos mortos; besouros se alimentam de animais mortos; minhocas se movimentam no interior da terra cavando buracos e misturando diferentes camadas, promovendo a circulação do ar no solo. E finalmente algumas algas, bactérias e fungos que vivem no solo se alimentam daquilo que os animais maiores não conseguiram aproveitar, transformando tudo o que comem em compostos que ficarão no solo por um tempo até serem novamente aproveitados. Os compostos contém nutrientes, que são elementos fundamentais para o desenvolvimento dos vegetais. A fertilidade dos solos refere-se à quantidade de nutrientes que estão presentes. De acordo com a quantidade, são classificados em: Colégio Ari de Sá Cavalcante MACRONUTRIENTES - Nutrientes presentes em maior quantidade (nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio e magnésio). MICRONUTRIENTES - Nutrientes presentes em menor quantidade (boro, cobalto, cobre, ferro, manganês, molibdênio e zinco). Quando não se encontram no solo, as folhas mostram partes amareladas e se deformam; podem aparecer torcidas e enrugadas ou encrespadas nas bordas. CURIOSIDADE O nitrogênio (representado por N) é responsável pela cor verde da folhagem e é o principal elemento químico para formação de proteínas. O fósforo (P) ajuda a formar raízes fortes e abundantes; contribui para formação e amadurecimento dos frutos e é indispensável na formação de sementes. O potássio (K) está relacionado com a formação de talos fortes e vigorosos, além de proteger a planta de enfermidades.O cálcio (Ca) ajuda no crescimento da raiz e do talo das plantas e também facilita a absorção dos nutrientes. O magnésio (Mg) é o elemento principal na formação da clorofila, sem a qual as plantas não produzem Figura 31: Bonsai, carboidratos. árvore em miniatura APROVEITAMENTOS DO SOLO Além de nos sustentar e ser onde construímos nossas casas, o solo, através da agricultura, fornece a maior parte do alimento que consumimos. Figura 32: Agricultura Para garantir a produção constante de alimento, o ser humano precisou investir na agricultura. Construir armazéns para guardar o estoque de alimentos; desenvolver máquinas para facilitar seu trabalho, como tratores e arados; criar mecanismos de drenagem e irrigação para controlar a quantidade de água e até mesmo escolher espécies mais resistentes ao ataque de organismos considerados pragas como insetos, fungos, bactérias ou vírus. Através da engenharia genética é possível também obter alimentos de boa qualidade. Em laboratórios, os cientistas cruzam indivíduos com características desejáveis para obter descendentes mais produtivos. Por exemplo, sabe-se que um tomate de uma região não possui tantas sementes mas é pequeno, e que em outra região o tomate é maior, porém com mais sementes, cruza-se então estas variedades até obter tomates grandes com poucas sementes. Outra forma de aproveitamento do solo se dá através da mineração, ou extrativismo mineral. Atualmente existem técnicas sofisticadas de extração dos minerais: é possível escavar o interior de montanhas e até o fundo de mares. Entretanto, desde a idade da pedra (por volta de 6000 anos a.C.) já se conhecia o cobre (Cu), a prata (Ag) e o ouro (Au). A idade do bronze (aproximadamente 3600 anos a.C.) ficou assim conhecida porque se utilizavam ferramentas e armas feitas de bronze, um produto obtido do aquecimento do cobre e do estanho (Sn). Somente lá pelos anos 1000 a.C. que o ferro passou a ser utilizado, através da Colégio Ari de Sá Cavalcante queima do carvão vegetal com minério de ferro. Figura 33: Aproveitamento dos minerais desde a antigüidade. Ligas são misturas de 2 ou mais metais e às vezes um não metal com carbono. Figura 34: Aplicações dos minerais Na odontologia, metais são usados na forma de amálgamas. Amálgama é a massa que permite preencher a cavidade do dente composta por Ag 65%; Sn 29%; Cu 6%; Zn 2%; e Hg 3%). Depois de endurecida, aumenta a resistência aos esforços da mastigação e reduz a possibilidade de infiltrações. ATIVIDADES PRÁTICAS As atividades propostas a seguir tem o objetivo de familiarizar o aluno com as rochas e seus constituintes, os minerais. Reconhecer a importância e a aplicação dos minerais no nosso dia-a-dia motiva o questionamento: de onde vêm os materiais que utilizamos? Investigando as rochas 1. Listar 10 objetos comuns na vida do aluno. Comentários: Esta listagem pode ser feita utilizando a técnica Tempestade Cerebral (do inglês "brain-storm"), que consiste em pronunciar aquilo que vem à cabeça imediatamente relativo a um tema. Pode ser dado um limite de palavras, no caso 10, ou de tempo, por exemplo 5 minutos. Escreva na lousa o que os alunos disserem, mesmo que repitam; em seguida faça a análise dos objetos, sua aplicação e finalmente a origem. Provavelmente a lista pode ficar limitada aos locais papelaria, supermercado ou fábrica, neste momento questione-os: E antes de chegar às prateleiras, de onde vieram, do que são formados? 2. Observar e tatear diferentes rochas. Descrever as semelhanças e diferenças entre as rochas. Comentários: Assim como na atividade do solo, esta é uma prática comparativa; mesmo que não seja possível identificar as rochas, procure agrupá-las de acordo com as características: cor, textura, temperatura, peso, entre outras. Colégio Ari de Sá Cavalcante 3. Envolver a rocha em um pedaço de pano. Usar um martelo ou bater contra uma superfície dura até que a rocha comece a desmanchar. Observar e agrupar os minerais. Comentários: Com auxílio de uma lupa é possível reconhecer grupos de minerais que formam as rochas. Cuidado para não se machucar nesta atividade. Algumas rochas se desmancham mais facilmente que outras; não é preciso esfarelá-las, mas apenas tentar obter alguns "pedaços" de rochas. Os minerais não estão homogeneamente distribuídos na crosta terrestre. Devido à história geológica da Terra, como as diferentes condições de temperatura, pressão e elementos no interior do planeta, os minerais concentram-se em certas regiões, na forma de depósitos. O Brasil é um país que se destaca mundialmente na produção mineral. Figura 35: Diamante No século XVIII a principal atividade no Brasil era a exploração do ouro. A região de Minas Gerais fornecia a maior parte de todo este valioso mineral consumido no mundo, além de outras pedras preciosas. MAU USO DO SOLO A utilização incorreta do solo pode gerar sérias conseqüências ao meio ambiente. Vamos listar algumas práticas agrícolas comuns em quase todo o país que têm provocado, entretanto, prejuízo ao solo. MONOCULTURAS: A substituição da cobertura vegetal original, geralmente com várias espécies de plantas, por uma cultura única, é uma prática danosa ao solo. Por exemplo: numa área de cerrado podemos encontrar tamanduás, emas, e até lobos-guará, sem contar os animais menores. Quando se derruba uma grande área de cerrado e planta-se por exemplo soja, estes animais tem dificuldade para se alimentar, não encontram Figura 36: abrigos e dificilmente conseguem se reproduzir. Aqueles que Gafanhotos sobrevivem procuram outros locais, invadindo áreas urbanas, tornando-se então presas fáceis. Por outro lado, alguns insetos encontram na plantação de soja alimento constante e poucos predadores, desta maneira se reproduzem intensamente tornando-se pragas. Outro efeito é o esgotamento do solo: na maioria das colheitas retira-se a planta toda interrompendo desta maneira o processo natural de reciclagem dos nutrientes como vimos anteriormente. O solo torna-se empobrecido, diminui a produtividade tornando-se necessária então a aplicação de adubos. DESMATAMENTOS: Colégio Ari de Sá Cavalcante Retirar a vegetação de um determinado local, além de alterar a paisagem contribui para o enfraquecimento do solo. O solo exposto fica sujeito à erosão e os animais sem abrigos. O desmatamento realizado sem controle ou planejamento de modo que a recuperação da área desmatada pode levar até mais de 50 anos. Figura 37: Desmatamento EROSÃO: A erosão resultante da atividade humana também é capaz de alterar a paisagem, porém numa velocidade bem maior que os processos naturais. Em alguns locais é possível observar o efeito da erosão, num intervalo de tempo de apenas alguns anos. O uso de máquinas pesadas como tratores e arados, e mesmo o pisoteio freqüente dos animais podem causar a compactação do solo. Figura 38: Voçoroca Figura 39: Queimadas A pressão constante num mesmo local reduz o espaço entre as partículas constituintes do solo (lembre-se que entre as partículas existe ar), fazendo com estas fiquem mais agregadas e portanto o solo mais compacto. Quando chove, a água não consegue penetrar e então escorre com velocidade. Com o passar do tempo, formam-se canais que vão tornando-se maiores podendo até formar uma voçoroca, como pode ser visto na figura ao lado. A voçoroca é um canal resultante da erosão, causado pelo fluxo constante de água, durante e logo após chuvas pesadas. QUEIMADAS: Geralmente os agricultores fazem queimadas com a finalidade de limpar os terrenos para outro plantio. É uma prática antiga e barata, pois não é necessário gastar dinheiro com máquinas, porém também é extremamente prejudicial. O fogo mata, além das plantas, os microrganismos, queimando também o húmus. Os nutrientes viram cinzas e são transportados facilmente para outros locais, empobrecendo, desta maneira, o solo. É verdade que nos 2 primeiros anos após as queimadas a produção aumenta, porém, com o passar do tempo, a falta de nutrientes no solo faz diminuir a produção. Colégio Ari de Sá Cavalcante EXTRATIVISMO: O extrativismo mineral também causa impacto, pois é necessário modificar o local para conseguir retirá-los. Devido à grande demanda, locais de difícil acesso como grutas, fundo de rios e até o topo das montanhas estão sendo explorados. No estado do Pará, há cerca de 20 anos atrás encontraram ouro nas serras (a maior era Serra Pelada). Milhares de pessoas trabalharam no mesmo local procurando o ouro, escavaram montanhas e em pouco tempo a serra não existia mais. Outro problema sério é que, geralmente, na extração são usados produtos tóxicos que contaminam o ambiente. Na figura, podemos observar a retirada de areia do leito de um rio. A areia é retirada principalmente para uso na construção civil, fabricação de vidros e utensílios Figura 40: Extração de domésticos. areia. Percebemos então que os solos possuem uma capacidade de uso. Não devem ser excessivamente trabalhados, para não esgotá-los. O uso correto inclui práticas como a rotação de culturas, através de rodízios e curvas de nível, reduzindo o efeito da água num terreno inclinado. Os antigos chineses e os incas, por exemplo, usavam a construção de terraços, do tipo patamar, nas encostas íngremes principalmente para o cultivo de arroz, milho e batata. Estes terraços foram construídos manualmente e tem o aspecto de grandes degraus, como se a encosta fosse uma imensa escada. Este trabalho imponente mostra que estes povos já tinham consciência da necessidade de conservar o solo. IRRIGAÇÃO para molhar os solos secos tornando-os bons para o plantio, através de tubos ou canais. DRENAGEM ADUBAÇÃO para retirar o excesso para enriquecer os de água dos terrenos solos pobres com muito úmidos. nutrientes. Pode ser Costuma-se abrir valas, usado: calcário, fazer aterros ou plantar húmus e esterco; vegetais que absorvem adubos ou muita água, como o fertilizantes eucalipto e o girassol. químicos. http://educar.sc.usp.br/ciencias/recursos/solo.html Colégio Ari de Sá Cavalcante ARAGEM para revolver a terra facilitando a circulação do ar, da água e nutrientes. Realizada em solos compactos, que dificultam a passagem do ar.