NADJA LDIA BERTONI GHANI

CARACTERIZAO MORFOLGICA, FSICA, QUMICA, MINERALGICA, GNESE E CLASSIFICAO DE SOLOS ALTIMONTANOS DERIVADOS DE

RILITO E MIGMATITO DA SERRA DO MAR-PR

Dissertao apresentada como requisito parcial obteno do grau de Mestre. Curso de Ps-Graduao em Agronomia-Area de concentrao Cincia do Solo-Sub-Area Gnese, Mineralogia e Classificao de Solos, Setor de Cincias Agrrias, Departamento de Solos, Universidade Federal do Paran.

Orientador: Prof. Dr. Hlio Olympio da Rocha

CURITIBA

1996

MINISTRIO DA EDUCAO UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARAN

SETOR DE CINCIAS AGRRIAS CURSO DE PS-GRADUAO EM AGRONOMIA REA DE CONCENTRAO CINCIA DO SOLO

"MESTRADO"

P A R E C E R

Os Membros da Comisso Examinadora, designados pelo Colegiado do Curso de Ps-Graduao em Agronomia-rea de Concentrao "Cincia do Solo", para realizar a argio da Dissertao de Mestrado, apresentada pela candidata NADJA LDIA BERTONI GHANI, com o ttulo: "Caracterizao morfolgica, fsica, qumica, mineralgica, gnese e classificao de solos altimontanos derivados de rilito e migmatito da Serra do Mar-PR", para obteno do grau de Mestre em Agronomia-rea de Concentrao "Cincia do Solo" do Setor de Cincias Agrrias da Universidade Federal do Paran, aps haver analisado o referido trabalho e argido a candidata, so de Parecer pela "APROVAO" da Dissertao com o conceito "A" completando assim, os requisitos necessrios para receber o diploma de Mestre em Agronomia-rea de Concentrao "Cincia do Solo".

Secretaria do Curso de Ps-Graduao em Agronomia-rea de Concentrao "Cincia do Solo", em Curitiba 30 de julho de 1996.

c

Prof. Dr. Hlio Olympio^da/ocha, Presidente.

Prof. Dr. Nilton Curi, Io Examinador

x o A c .

" O*1*'

Profa. M.Sc. Mareia Freire , IIo Examinador. N*,

ii

[ ]. No h humanismo real a no ser o que busca a realizao coletiva, a desalienao dos sentidos do homem, a erradicao das mazelas sociais. Numa palavra, humanista pode ser considerada a atitude que visa, alm de si, o outro. Como um mestre do ldico, no foi sem razo que Chaplin reivindicou-se um "cidado do mundo". Como um gnio da comdia, ele buscava universalizar a alegria.

iii Paulo Denisar Vasconcelos

Dedico

aos meus pais

Maria Rosa Bertoni Ghani e Kamel Mahmud Abdel Ghani

ao meu sobrinho e afilhado Munir Ghani Niederauer

iv

AGRADECIMENTOS

Ao curso de Ps-Graduao em Agronomia-rea de concentrao Cincia do Solo-

UFPR, pela contribuio formao cientfica.

A CAPES, pela concesso da bolsa de estudo.

Ao professor Dr. Hlio Olympio da Rocha-UFPR, pela orientao, exemplo de

dedicao ao trabalho, compreenso e amizade.

Ao professor Dr. Joo Bertoldo de Oliveira-IAC, pelas imperiosas revises.

Ao professor Dr. Nestor Kmpf-UFRGS, pelos difratogramas de raios-X dos xidos

de Fe e pela expedita reviso da mineralogia.

Aos professores Irene Maria Cardoso, Jaime Wilson Vargas Mello e ao Chefe do

Departamento de Solos, Luiz Eduardo Fontes-UFV, por terem permitido autora realizar em

Viosa-MG: o Fe ditionito, o Fe sulurico e a anlise trmica diferencial.

Ao professor Dr. Arthur Santos Filho-UFPR, pela coordenao dos trabalhos de

campo.

Ao professor Robin Mario Hofmeister-Centro de Microscopia Eletrnica-UFPR, pela

coordenao dos trabalhos para obteno das fotomicrografias eletrnicas de transmisso.

Ao professor Nelson Luiz Chodur-Departamento de Geologia-UFPR, pela

coordenao da anlise mineralgica quantitativa da frao areia.

Ao gelogo Jose Roberto de Gois, por ter feito o reconhecimento dos rilitos a

campo.

v

Ao professor Dr. Carlos Bruno Reissmann-Laboratrio de Nutrio de Plantas-

UFPR, pelas discusses dos procedimentos metodolgicos.

A PLANAGRO, proprietria da rea de estudo, por ter permitido o acesso e a

realizao dos trabalhos.

Ao TECPAR, pela moagem da rocha.

A MANFRA & CIA LTDA., pelo emprstimo do altmetro.

Ao IAP, pela doao da carta topogrfica de So Jos dos Pinhais-PR.

A Liliana Luisa Pizzolato-Biblioteca de Cincias Agrrias-UFPR, pela reviso das

normas de apresentao da dissertao.

Aos amigos Nerilde Faretto, Ccero Deschamps e Maria do Rocil L. Rocha pela

acolhida hospitaleira nas suas casas, solidariedade e amizade.

vi

SUMRIO

LISTA DE ILUSTRAES xi

LISTA DE TABELAS E QUADROS xv

LISTA DE SIGLAS xvi

RESUMO xviii

ABSTRACT xix

1 INTRODUO 1

2 REVISO DA LITERATURA 4

2.1 CLASSIFICAO TAXONMICA DE SOLOS 4

2.1.1 PRINCPIOS BSICOS 4

2.2 CLASSIFICAO BRASILEIRA DE SOLOS 7

2.2.1 SOLOS ORGNICOS 9

2.3 CLASSIFICAO AMERICANA DE SOLOS 11

2.3.1 HISTOSOLS 12

2.4 MINERALOGIA 16

2.4.1 GIBBSITA (Gb) 16

2.4.2 CAULINITA (Ka) E HALOISITA (Ha) 18

2.4.3 VERMICULITA COM HIDROXI-A1ENTRECAMADAS (VHE) 19

2.4.4 XIDOS DE Fe 20

3 MEIO FSICO 23

3.1 LOCALIZAO 23

3.2 CLIMA 24

3.3 VEGETAO 26

3.4 GEOLOGIA 27

3.5 GEOMORFOLOGIA 30

3.6 SOLOS 34

4 MATERIAL E MTODOS 36

vii

4.1 MATERIAL 36

4.1.1 SOLOS 36

4.1.2 APARELHOS 37

4.2 MTODOS 37

4.2.1 EDIO 37

4.2.2 CLASSIFICAO 38

4.2.3 DESCRIO MORFOLGICA 38

4.2.4 ANLISES FSICAS 38

4.2.4.1 Preparo das amostras 38

4.2.4.2 Anlise granulomtrica 39

4.2.5 ANLISES QUMICAS 41

4.2.5.1 pH em H 2 0 e pH em KC1 IN 41

4.2.5.2 Al trocvel (acidez trocvel) 41

4.2.5.3 Ca + Mg trocveis 41

4.2.5.4 Ca trocvel 42

4.2.5.5 K trocvel 42

4.2.5.6 P assimilvel 42

4.2.5.7 Acidez potencial (H + Al) 42

4.2.5.8 C orgnico 43

4.2.5.9 Fe203T e A1203T (total) 43

4.2.5.10 Fe2O30 e Al203o (oxalato) 44

4.2.5.11 Fe203p e A1203P (pirofosfato) 45

4.2.5.12 Fe203D (ditiomto) 46

4.2.5.13 Fe203S e A1203S (sulfrico) 47

4.2.5.14 Slica na terra fina 47

4.2.6 VALORES CALCULADOS 48

4.2.6.1 Grau de floculao (GF) 48

4.2.6.2 Soma de bases (S) 48

4.2.6.3 CTC potencial 48

4.2.6.4 Acidez no trocvel (H) 48

4.2.6.5 Saturao por bases (V) 48

viii

4.2.6.6 CTC em 100 g de argila livre de carbono 48

4.2.6.7 Saturao por alumnio (m) 49

4.2.6.8 Relao molecular (Ki) 49

4.2.6.9 ApH 49

4.2.6.10 Substituio do Fe por Al na goethita 49

4.2.6.11 Largura meia altura (LMH) 49

4.2.6.12 Relao Ka / Ka + Gb 50

4.2.7 ANLISES MINERALGICAS DA FRAO ARGILA 50

4.2.7.1 Obteno da frao argila 50

4.2.7.2 Tratamentos da frao argila 50

4.2.7.3 Concentrao dos xidos de Fe 53

4.2.8 ANLISE MINERALGICA DA FRAO AREIA 54

4.2.8.1 Raios-X 54

4.2.8.2 Quantitativo visual 54

4.2.9 ANLISE DA SUSCETIBILIDADE MAGNTICA (FERRIMAGNETIS- 54

MO)

5 RESULTADOS E DISCUSSO 55

5.1 PERFIL 1 55

5.1.1 CARACTERSTICAS MORFOLGICAS, FSICAS, QUMICAS E FATO-

RES DE FORMAO 55

5.1.2 CLASSIFICAO 61

5.1.3 MINERALOGIA DAS FRAES ARGILA E AREIA, GNESE E AS

FORMAS DE Fe203 E Al203o 68

5.2 PERFIL 2 83

5.2.1 CARACTERSTICAS MORFOLGICAS, FSICAS, QUMICAS E FATO-

RES DE FORMAO 83

5.2.2 CLASSIFICAO 90

5.2.3 MINERALOGIA DAS FRAES ARGILA E AREIA, GNESE E AS

FORMAS DE Fe203 E A12030 96

5.3 PERFIL 3 111

5.3.1 CARACTERSTICAS MORFOLGICAS, FSICAS, QUMICAS E FATO-

ix

RES DE FORMAO 111

5.3.2 PROPOSTA PARA MATERIAL ORGNICO E HORIZONTE ORGNI-

CO, AMBOS DE DRENAGEM LIVRE 121

5.3.3 CLASSIFICAO 125

5.3.4 MINERALOGIA DAS FRAES ARGILA E AREIA, GNESE E AS

FORMAS DE Fe203 E A12030 130

5.4 PERFIL 4 142

5.4.1 CARACTERSTICAS MORFOLGICAS, FSICAS E QUMICAS 142

5.4.2 CLASSIFICAO 147

5.4.3 PROPOSTA PARA CLASSIFICAO DE SOLOS ORGNICOS DE

DRENAGEM LIVRE 150

5.4.4 MINERALOGIA DAS FRAES ARGILA E AREIA, GNESE E AS

FORMAS DE Fe203 E A12030 156

6 CONCLUSES 162

7 RECOMENDAES 166

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS 167

x

LISTA DE ILUSTRAES

FIGURA l a - LOCALIZAO DOS PERFIS 23

FIGURA 1 - FOTOGRAFIA DO PERFIL 1 56

FIGURA 2 - DISTRIBUIO DAS AREIAS DO PERFIL 1 57

FIGURA 3 - DISTRIBUIO GRANULOMTRICA DO PERFIL 1 58

FIGURA 4 - FOTOGRAFIA DO PERFIL 2 84

FIGURA 5 - DISTRIBUIO DAS AREIAS DO PERFIL 2 85

FIGURA 6 - DISTRIBUIO GRANULOMTRICA DO PERFIL 2 86

FIGURA 7 - FOTOGRAFIA DO PERFIL 3 112

FIGURA 8 - FOTOGRAFIA DA PAISAGEM DO PERFIL 3 113

FIGURA 9 - DISTRIBUIO DAS AREIAS DO PERFIL 3 118

FIGURA 10- DISTRIBUIO GRANULOMTRICA DO PERFIL 3 118

FIGURA 11 - POSIO NA PAISAGEM DO PERFIL 3 (P3) E DO PERFIL 4 (P4) 142

FIGURA 12- FOTOGRAFIA DO PERFIL 4 143

FIGURA 13- DISTRIBUIO DAS AREIAS DO PERFIL 4 144

FIGURAM- DISTRIBUIO GRANULOMTRICA DO PERFIL 4 145

FIGURA 15 - DIFRATOGRAMAS DE RAIOS-X DA FRAO ARGILA DESFER-

RIFICADA DO HORIZONTE Al DO PERFIL 1 68

FIGURA 16 - TERMOGRAMAS DA FRAO ARGILA DESFERRIFICADA DOS

HORIZONTES SELECIONADOS DO PERFIL 1 69

FIGURA 17 - DIFRATOGRAMAS DE RAIOS-X DA FRAO ARGILA DESFER-

RIFICADA DO HORIZONTE BA DO PERFIL 1 71

FIGURA 18 - DIFRATOGRAMAS DE RAIOS-X DA FRAO ARGILA DESFER-

RIFICADA DO HORIZONTE Bw2 DO PERFIL 1 72

FIGURA 19 - DIFRATOGRAMAS DE RAIOS-X DA FRAO ARGILA DESFER-

RIFICADA DO HORIZONTE BC DO PERFIL 1 73

FIGURA 20 - DIFRATOGRAMAS DE RAIOS-X DA FRAO ARGILA DESFER-

xi

RIFICADA SATURADA COM K (25C) DOS HORIZONTES SELE-

CIONADOS DO PERFIL 1 75

FIGURA 21 - DIFRATOGRAMAS DE RAIOS-X DA FRAO ARGILA DESFER-

RIFICADA SATURADA COM Mg E GLICOLADA DOS HORIZON-

TES SELECIONADOS DO PERFIL 1 76

FIGURA 22 - DIFRATOGRAMAS DE RAIOS-X DOS XIDOS DO PERFIL 1 77

FIGURA 23 - DIFRATOGRAMAS DE RAIOS-X DA FRAO AREIA GROSSA

DOS HORIZONTES SELECIONADOS DO PERFIL 1 82

FIGURA 24 - DIFRATOGRAMAS DE RAIOS-X DA FRAO AREIA FINA DOS

HORIZONTES SELECIONADOS DO PERFIL 1 82

FIGURA 25 - DIFRATOGRAMAS DE RAIOS-X DA FRAO ARGILA DESFER-

RIFICADA DO HORIZONTE Al DO PERFIL 2 96

FIGURA 26 - TERMOGRAMAS DA FRAO ARGILA DESFERRIFICADA DOS

HORIZONTES SELECIONADOS DO PERFIL 2 97

FIGURA 27 - DIFRATOGRAMAS DE RAIOS-X DA FRAO ARGILA DESFER-

RIFICADA DO HORIZONTE Bt DO PERFIL 2 98

FIGURA 28 - DIFRATOGRAMAS DE RAIOS-X DA FRAO ARGILA DESFER-

RIFICADA DO HORIZONTE C DO PERFIL 2 99

FIGURA 29 - DIFRATOGRAMAS DE RAIOS-X DA FRAO ARGILA DESFER-

RIFICADA SATURADA COM K (25C) DOS HORIZONTES SELE-

CIONADOS DO PERFIL 2 100

FIGURA 30 - DIFRATOGRAMAS DE RAIOS-X DA FRAO ARGILA DESFER-

RIFICADA SATURADA COM Mg E GLICOLADA DOS HORIZON-

TES SELECIONADOS DO PERFIL 2 101

FIGURA 31- FOTOMICROGRAFIA DA FRAO ARGILA DESFERRIFICADA

DO HORIZONTE Al DO PERFIL 2 103

FIGURA 32- FOTOMICROGRAFIA DA FRAO ARGILA DESFERRIFICADA

DO HORIZONTE Al DO PERFIL 2 103

FIGURA 33- FOTOMICROGRAFIA DA FRAO ARGILA DESFERRIFICADA

DO HORIZONTE Bt DO PERFIL 2 104

FIGURA 34- FOTOMICROGRAFIA DA FRAO ARGILA DESFERRIFICADA

xii

DO HORIZONTE Bt DO PERFIL 2 104

FIGURA 35 - DIFRATOGRAMAS DE RAIOS-X DOS XIDOS DO PERFIL 2 106

FIGURA 36 - DIFRATOGRAMAS DE RAIOS-X DA FRAO AREIA GROSSA

DOS HORIZONTES SELECIONADOS DO PERFIL 2 108

FIGURA 37 - DIFRATOGRAMAS DE RAIOS-X DA FRAO AREIA FINA DOS

HORIZONTES SELECIONADOS DO PERFIL 2 108

FIGURA 38 - DIFRATOGRAMAS DE RAIOS-X DA FRAO ARGILA DESFER-

RIFICADA DO HORIZONTE Od DO PERFIL 3 130

FIGURA 39 - TERMOGRAMAS DA FRAO ARGILA DESFERRIFICADA DOS

HORIZONTES SELECIONADOS DO PERFIL 3 131

FIGURA 40 - DIFRATOGRAMAS DE RAIOS-X DA ROCHA DO PERFIL 3 (P3) E 132

DO PERFIL 4 (P4) 159

FIGURA 41 - DIFRATOGRAMAS DE RAIOS-X DA FRAO ARGILA DESFER-

RIFICADA DO HORIZONTE Bi DO PERFIL 3 133

FIGURA 42 - DIFRATOGRAMAS DE RAIOS-X DA FRAO ARGILA DESFER-

RIFICADA SATURADA COM K (25C) DOS HORIZONTES SELE-

CIONADOS DO PERFIL 3 134

FIGURA 43 - DIFRATOGRAMAS DE RAIOS-X DA FRAO ARGILA DESFER-

RIFICADA SATURADA COM Mg E GLICOLADA DOS HORIZON-

TES SELECIONADOS DO PERFIL 3 135

FIGURA 44- FOTOMICROGRAFIA DA FRAO ARGILA DESFERRIFICADA

DO HORIZONTE Od DO PERFIL 3 137

FIGURA 45- FOTOMICROGRAFIA DA FRAO ARGILA DESFERRIFICADA

DO HORIZONTE Od DO PERFIL 3 137

FIGURA 46- FOTOMICROGRAFIA DA FRAO ARGILA DESFERRIFICADA

DO HORIZONTE Bi DO PERFIL 3 138

FIGURA 47- FOTOMICROGRAFIA DA FRAO ARGILA DESFERRIFICADA

DO HORIZONTE Bi DO PERFIL 3 138

FIGURA 48- DIFRATOGRAMA DE RAIOS-X DOS XIDOS DO PERFIL 3 139

FIGURA 49- DIFRATOGRAMAS DE RAIOS-X DA FRAO AREIA GROSSA

DOS HORIZONTES SELECIONADOS DO PERFIL 3 140

Xlll

FIGURA 50 - DIFRATOGRAMAS DE RAIOS-X DA FRAO AREIA FINA DOS

HORIZONTES SELECIONADOS DO PERFIL 3 140

FIGURA 51 - DIFRATOGRAMAS DE RAIOS-X DA FRAO ARGILA DESFER-

RIFICADA DO HORIZONTE Od DO PERFIL 4 156

FIGURA 52- TERMOGRAMA DA FRAO ARGILA DESFERRIFICADA DO

HORIZONTE SELECIONADO DO PERFIL 4 157

FIGURA 53- FOTOMICROGRAFIA DA FRAO ARGILA DESFERRIFICADA

DO HORIZONTE Od DO PERFIL 4 158

FIGURA 54- FOTOMICROGRAFIA DA FRAO ARGILA DESFERRIFICADA

DO HORIZONTE Od DO PERFIL 4 158

FIGURA 55- DIFRATOGRAMA DE RAIOS-X DOS XIDOS DO PERFIL 4 159

FIGURA 56 - DIFRATOGRAMA DE RAIOS-X DA FRAO AREIA GROSSA DO

HORIZONTE SELECIONADO DO PERFIL 4 161

FIGURA 57 - DIFRATOGRAMA DE RAIOS-X DA FRAO AREIA FINA DO HO-

RIZONTE SELECIONADO DO PERFIL 4 161

xiv

LISTA DE TABELAS E QUADROS

TABELA 1 - ANLISE MINERALGICA DO RILITO DA FORMAO GUA-

RATUBINHA 30

TABELA 2 - ANLISE QUMICA DO RILITO DA FORMAO GUARATUBI-

NHA 30

QUADRO 1 - CARACTERSTICAS FSICAS, QUMICAS, XIDOS DE Fe E Al,

RAZES (Fe203D/Fe203T, Fe2030/Fe203D) E Ki DO PERFIL 1 66

QUADRO 2 - CARACTERSTICAS FSICAS, QUMICAS, XIDOS DE Fe E Al,

RAZES (Fe203D/Fe203T, Fe2030/Fe203D) E Ki DO PERFIL 2 94

QUADRO 3 - CARACTERSTICAS FSICAS, QUMICAS, XIDOS DE Fe E Al,

RAZES (Fe203D/Fe203T, Fe2030/Fe203D) E Ki DO PERFIL 3 127

QUADRO 4 - CARACTERSTICAS FSICAS, QUMICAS, XIDOS DE Fe E Al,

RAZES (Fe203D/Fe203T, Fe2030/Fe203D) E Ki DO PERFIL 4 154

xv

LISTA DE SIGLAS

CAPES - FUNDAO COORDENAO DE APERFEIOAMENTO DE PESSOAL

DE NVEL SUPERIOR

CEPEGE - CENTRO PAULISTA DE ESTUDOS GEOLGICOS

COMEC- SISTEMA ESTADUAL DE PLANEJAMENTO COORDENAO DA

REGIO METROPOLITANA DE CURITIBA

CNPS - CENTRO NACIONAL DE PESQUISA DE SOLOS

EMBRAPA - EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECURIA

FAO - FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION (OAA: ORGANIZAO

PARA ALIMENTAO E AGRICULTURA)

IAC - INSTITUTO AGRONMICO DE CAMPINAS

IAP - INSTITUTO AMBIENTAL DO PARAN

IAPAR - FUNDAO INSTITUTO AGRONMICO DO PARAN

ITCF - INSTITUTO DE TERRAS, CARTOGRAFIA E FLORESTAS

SCA - SETOR DE CINCIAS AGRRIAS

SCS - SOIL CONSERVATION SERVICE

SMSS - SOIL MANAGEMENT SUPPORT SERVICES

SNLCS - SERVIO NACIONAL DE LEVANTAMENTO E CONSERVAO DE

SOLOS

TECPAR - INSTITUTO DE TECNOLOGIA DO PARAN

UFPR - UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARAN

UFRGS - UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL

UFV - UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIOSA

UPR - UNIVERSITY OF PUERTO RICO

UNESCO- UNITED NATIONS EDUCATIONAL SCIENTIFIC AND CULTURAL

ORGANIZATION (ORGANIZAO DAS NAES UNIDAS PARA A

EDUCAO, A CINCIA E A CULTURA)

xvi

USA - UNITED STATES OF AMERICA (ESTADOS UNIDOS DA AMERICA)

USDA - UNITED STATES DEPARTMENT OF AGRICULTURE

URSS - UNIO DAS REPBLICAS SOCIALISTAS SOVITICAS

xvii

RESUMO

Os solos estudados localizam-se em So Jos dos Pinhais-PR-Brasil, na Serra do Mar; sobrejacentes formao Guaratubinha. Foram estudados 4 perfis com os seguintes objetivos: caracteriz-los morfologicamente, fisicamente e quimicamente; estudar os fatores de formao; discutir a classificao e classific-los; realizar proposta para classificao de material orgnico, de horizonte orgnico e de Solo Orgnico de drenagem livre; estudar a mineralogia das fraes argila e areia; estudar as formas de Fe203 e A I 2 O 3 0 ; e fazer inferncias sobre a gnese. O Perfil 1 situa-se a 930 m; repousa no migmatito. Apresenta as seguintes caractersticas: morfolgicas: muito profundo, transio difusa, colorao vermelho-amarelado; fsicas: 98% de terra fina, textura argilosa, relao silte/argila de 0,52, grau de floculao de 100%; qumicas: pobre em nutrientes, mdio Fe203T, carter lico e argila Tb; mineralgicas: na frao argila predomina em ordem decrescente: caulinita, goethita com elevada substituio por Al (25 mol %), Vermiculita hidroxi-Al entrecamadas (VHE) e gibbsita; na frao areia predomina quartzo. A relao Fe203D/Fe203T relativamente elevada (> 0,76), evidenciando predomnio de xidos de Fe cristalinos (goethita). O pedoclima dico msico. A sua classificao Latossolo Variao Una. A soma de todas as suas caractersticas indica adiantado desenvolvimento pedogentico. Os Perfis 2, 3 e 4 repousam sobre o rilito; encontram-se, respectivamente nas altitudes, 1.035, 1.210 e 1.150 m. Apresentam as seguintes caractersticas: morfolgicas: profundo, pouco profundo e pouco profundo, respectivamente; cores predominantes preto e bruno; fsicas: cascalhos e calhaus; textura argilosa, mdia e mdia, respectivamente; relao silte/argila elevada; qumicas: pobre em nutrientes, baixo Fe203T, carter lico, argila Tb e elevado C orgnico; mineralgicas: no Perfil 2 predomina haloisita (alguma caulinita), secundariamente VHE, a seguir gibbsita; no Perfil 3 (Bi), predomina gibbsita, secundariamente caulinita, a seguir VHE; no Perfil 4 (Od) predomina caulinita e haloisita, secundariamente VHE e a seguir gibbsita; nesses 3 perfis o nico xido de Fe a goethita; na frao areia predomina quartzo. A relao Fe203D/Fe203T dos perfis respectivamente 0,55, 0,69 e 0,59. Em todos os perfis os teores da gibbsita aumentam com a profundidade, e essa tendncia intensifica-se nos Perfis 2, 3, e 4, que apresentam os maiores teores de C orgnico. Os horizontes superficiais apresentam elevados teores de C orgnico, que interferem na cristalizao da gibbsita, impedindo-a e/ou retardando-a. A classificao dos Perfis 2; 3; e 4, respectivamente Podzlico Bruno-Acinzentado; Cambissolo e Solo Litlico. Os perfis apresentam grau de intemperismo: moderado, baixo e baixo, respectivamente. Apresentam pedoclima perdico msico. Proposta para material orgnico de drenagem livre: C orgnico > 13,33%; condies de drenagem livre. Proposta para horizonte orgnico (folstico) de drenagem livre: C orgnico > 13,33%; condies de drenagem livre; horizonte mineral subjacente com espessura > 10 cm. Proposta para Solo Orgnico de drenagem livre: C orgnico > 13,33%; condies de drenagem livre; apresentar qualquer espessura, desde que, repouse sobre contato ltico ou litide; ou material fragmentar e os seus interstcios sejam preenchidos total ou parcialmente com material orgnico; ou pode apresentar horizonte mineral < 10 cm entre o contato e o material orgnico.

xviii

ABSTRACT

The studied soils overlying in Guaratubinha formation, and are located at Serra do Mar region, in So Jos dos Pinhais, in State of Paran, in Brazil. The main objectives in the 4 profiles were: to characterize them chemically, physically and morphologically; to study their the formation factors; to discuss their classification and classify them; to realize proposal for classification of organic material, of organic horizon and of Organic Soil with free drainage; to study the mineralogy of clay and sand fractions; to study Fe203 forms and AI2O30; and to infer about their genesis. The Profile 1 is situated at 930 m altitude; overlying migmatite. It presents the following characteristics: morphological: very deep, difuse transition, yellowish red color; physical: 98% of fine earth, clay texture, 0.52 silt/clay ratio, 100% floccule degree; chemical: low nutrients contents, medium Fe203T, allic character and low clay activity; mineralogical: kaolinite predominates in clay fraction, secondaryly by goethite with high Al-substitution (25 mole% Al), after hydroxy-interlayered vermiculite (HIV) and gibbsite; quartz predominates in the sand fraction. The Fe203D/Fe203T ratio is high (> 0.76), which evidence predominancy of cristaline Fe oxides (goethite). Its pedoenvironment is udic mesic. Its classification is Latossolo Variao Una. The sum up all its characteristics, indicate advanced development. The Profiles 2, 3 and 4 overlying rhyolite; they are at 1.035, 1.210 and 1.150 m, respectively. They present the following characteristics: morphological: deep, little deep and little deep, respectively; predominant colors, black and brown; physical: gravel and pebble; clay, medium and medium textures, respectively; high silt/clay ratio; chemical: low nutrients contents, low Fe203T, allic character, low clay activity and high organic C; mineralogical: halloysite predominates in Profile 2 (some kaolinite), secondaryly HIV and after gibbsite; gibbsite predominates in Profile 3 (Bi), secondaryly kaolinite and then HIV; kaolinite and halloysite predominate in Profile 4 (Od), secondaryly HIV and then gibbsite; goethite is unique Fe oxide in 3 profiles; and quartz predominates in sand fraction. The Fe203D/Fe203T ratio of profiles is 0.55, 0.69 and 0.59 respectively. In every profiles the gibbsite contents increase with deeph increase and this is more intense in Profiles 2, 3 and 4, which present highest contents the organic C. The surface horizons have highest contents the organic C, which interfere (hindered and/or delay) in gibbsite crystallization. The classification of Profiles 2, 3 and 4 is Podzlico Bruno-Acinzentado; Cambissolo and Solo Litlico, respectively. The profiles present moderate, low and low of weathering degree, respectively. Its pedoenvironment is perudic mesic. The propose for organic material of free drainage is: organic C > 13.33%; free drainage conditions. The propose for organic horizon (folistic) of free drainage is: organic C > 13.33%; free drainage conditions; mineral horizon underlying with thickness > 10 cm. The propose for Organic Soil of free drainage is: organic C > 13.33%; free drainage conditions; have any deph, since: overlying lithic or paralithic contact; or fragmentai material that interstices total or partially filled with organic material; or mineral horizon < 10 cm thickness between the contact and organic material.

xix

1 INTRODUO

Os solos altimontanos da regio fisiogrfica da Serra do Mar-PR-Brasil so pouco

estudados, principalmente por estarem localizados em reas de difcil acesso, provocado no

somente pelo relevo montanhoso e escarpado, caracterstico desta regio metropolitana de

Curitiba, como tambm pela presena de vegetao densa, precipitao intensa e caminhos

raros. Tendo em vista que os trabalhos at agora realizados so exguos e de natureza genrica,

a presente investigao uma tentativa de ampliar o conhecimento de solos altimontanos

derivados do rilito da formao Guaratubinha e, em particular, focalizar com mais detalhe os

Solos afins com os Solos Orgnicos e tambm os Solos Orgnicos de drenagem livre, os quais

no so considerados pela Classificao de Solos Usada em Levantamentos Pedolgicos no

Brasil, de CAMARGO et al. (1987). A execuo de estudos mais detalhados e aprofundados

sobre caracterizao, classificao e mineralogia de solos altimontanos, situados na poro Sul

da Serra do Mar reveste-se de grande importncia para o conhecimento mais pormenorizado de

solos dessa parte da mata Atlntica.

As peculiaridades dos solos altimontanos so evidenciadas pelas suas caractersticas

morfolgicas, fsicas, qumicas e mineralgicas, atravs da presena de indivduos inusitados:

Solos afins com os Solos Orgnicos, que a partir deste estudo passam a ser conhecidos com

mais detalhes e includos populao de solos do Pas, atravs, sobretudo, dos subsdios

propostos classificao de solos em uso no Brasil. Ademais, a mineralogia tambm evidencia

algumas particularidades desses solos, trazendo contribuies importantes, a saber: a influncia

dos elevados teores de C orgnico nos teores da gibbsita.

2

Alm disso, o estudo pedolgico na Serra do Mar confirma a fragilidade ambiental da

rea, no que diz respeito elevada suscetibilidade eroso, em decorrncia do relevo muito

acidentado: a maioria dos solos so pouco profundos a rasos. O relevo e a elevada pluviosidade

da serra justificam a preservao da sua mata, pois a cobertura vegetal efetiva no controle

eroso e conseqente conservao dos solos, assim como na manuteno e preservao dos

recursos hdricos e da fauna nativa.

Atravs do levantamento realizado por ROCHA et al. (1992, p. 60), pode-se observar a

fragilidade da paisagem pelas toposseqiincias tpicas das vertentes nas rochas vulcnicas cidas

da formao Guaratubinha. Nos topos das vertentes onde esto os nveis mais antigos

(pediplano Pda) de eroso ocorrem Solos Litlicos e Afloramentos de Rocha; e o restante da

vertente constitudo, via de regra, por Cambissolos. Nos dois outros nveis de eroso

(pediplanos Pdi e Pd2) dominam os Cambissolos, geralmente associados a Solos Litlicos, que

ocorrem nas pores mais dissecadas do relevo.

A Serra do Mar uma regio crtica do ponto de vista de segurana ambiental e

nacional, pois a no preservao das suas matas pode causar um desastre ecolgico. As vias de

comunicao que constituem o corredor de exportao, importante para a economia do Estado,

so protegidas naturalmente pelas matas serranas. A preservao dos topos de morros,

montanhas e serras garantida pelo Cdigo Florestal, mas, apesar disso, ocorre o

desmatamento. Os efeitos do desmatamento ficaram evidentes em catstrofes j ocorridas, s

eroses, s enchentes, nos prejuzos s instalaes porturias, no perigo de entulhamento da

baa de Paranagu, nos desmoronamentos e deslizamentos do sistema rodo-ferrovirio e

tambm na ameaa segurana da populao que reside no sop da serra (BIGARELLA,

1978a, p. 8).

A regio serrana situada a Leste de Curitiba constitui verdadeiro manancial de gua

pura e cristalina, cujo fornecimento garantido atravs do seu alto ndice de pluviosidade. As

3

fontes naturais apropriadas so as vertentes ocidentais da serra marginal ao planalto. A floresta,

com seu tapete de detritos vegetais, garante o fornecimento de gua de excelente qualidade.

Alm disso, garantida por lei a preservao permanente das florestas destinadas a proteger

stios de excepcional beleza ou de valor cientfico ou histrico; a asilar exemplares da fauna e

flora ameaados de extino; e assegurar condies de bem-estar pblico. A Serra do Mar um

patrimnio incontestvel de excepcional beleza, interesse cientfico e atrativo turstico

(BIGARELLA, 1978a, p. 8-9).

Os objetivos principais do presente trabalho esto relacionados, a seguir:

a) estudar as caractersticas morfolgicas, fsicas e qumicas e os fatores de formao

dos solos;

b) discutir a classificao e classificar os solos;

c) realizar proposta para classificao de material orgnico e de horizonte (ou

camada) orgnico, ambos de drenagem livre;

d) realizar proposta para classificao de Solos Orgnicos de drenagem livre;

e) estudar a mineralogia das fraes argila e areia; as formas de Fe203 e AI2O30 e

fazer inferncias sobre a gnese dos solos.

A proposta elaborada em relao classificao de Solos Orgnicos de drenagem livre,

vem no sentido de levantar a discusso, fornecer subsdios e melhorias classificao em vigor,

pois o conhecimento de tais solos praticamente inexistente.

4'

2 REVISO DA LITERATURA

2.1 CLASSIFICAO TAXONMICA DE SOLOS

2.1.1 PRINCPIOS BSICOS

Os princpios bsicos para classificao de solos propostos por CLINE (1949) so

utilizados tanto na Classificao de Solos Usada em Levantamentos Pedolgicos no Brasil

(CAMARGO et ai, 1987), como na 3.a Aproximao (EMBRAPA, 1988c) e tambm na

Classificao Americana (ESTADOS UNIDOS, 1975).

O propsito de qualquer classificao organizar o conhecimento do homem de forma

que as propriedades dos objetos possam ser rememoradas e os seus parentescos (relaes) ou

afinidades entendidos com mais facilidade para um determinado objetivo especfico. A

classificao natural ou taxonmica de tal modo que o nome da classe traz mente muitas

das suas caractersticas, fixando cada grupo mentalmente em relao a todos os demais com o

objetivo de mostrar parentescos num maior nmero de caractersticas importantes.

A natureza encerra vrias populaes derivadas de algum fenmeno natural, como, por

exemplo de: animais, vegetais e solos. O menor corpo natural que pode ser definido como um

objeto completo por si mesmo denominado indivduo e o seu conjunto forma a populao.

Os membros de uma populao tm propriedades em comum que so intrnsecas e responsveis

pela sua existncia; entretanto a variao dentro da populao to grande que o homem no

capaz de perceber similaridades e entender parentescos entre seus indivduos na forma

"desordenada" em que se encontram. Na tentativa de ordenar o conhecimento da populao,

5

ela dividida em classes, formadas por grupamentos de indivduos semelhantes em

determinadas caractersticas selecionadas e distintivas das demais classes da mesma populao.

As classes dos objetos naturais so um segmento da populao, isto , graduam-se por

pequenos passos para outras classes, constituindo-se em segmentos de sries contnuas; por

isso, jamais podem ser separadas por barreiras intransponveis. Se todos os indivduos da

populao fossem ordenados em uma srie contnua de acordo com o valor mais alto at o mais

baixo de uma caracterstica distintiva, as classes passariam por estgios imperceptveis de um

extremo a outro, de tal forma que os indivduos adjacentes da populao poderiam ser muito

semelhantes, enquanto dois membros extremos poderiam ser muito diferentes. O indivduo final

de uma classe poderia ser mais semelhante ao membro adjacente da prxima classe do que ao

indivduo extremo a ele da mesma classe.

As classes apresentam um intervalo ou uma amplitude total de variao com valores de

limite mximo e mnimo, enquanto o valor central do intervalo da classe expresso pelo

indivduo modal, cujas propriedades so tpicas ou modelo da classe. A determinao do

indivduo modal pode ser de acordo com observaes das propriedades de um indivduo real,

ou ser estimada por representao estatstica de um indivduo hipottico derivado de

amostragem retirada da classe.

Para cada classe, algumas caractersticas so escolhidas como base do grupamento,

servindo para diferenciao entre classes, so denominadas caractersticas distintivas. Uma

classe bem concebida fundamenta-se em caractersticas distintivas importantes para seu objetivo

central e associada tambm a um nmero mximo de caractersticas acessrias covariantes,

possibilitando a elaborao de mltiplas afirmaes precisas e importantes a respeito da classe,

aumentando assim a sua significncia.

6

As classes como um todo podem ser definidas pelos valores mdios das caractersticas

distintivas e acessrias ou seja pelo indivduo modal; esse com seus respectivos desvios do

valor padro dentro do intervalo de variao define a variabilidade da classe.

Quando a populao diversa a tal ponto que qualquer grupamento singular fracassa

para mostrar parentescos e informaes desejadas, as classes formadas podem ser subdivididas

e estas, por sua vez, tambm podem ser subdivididas novamente. Assim, podem-se realizar

quantas subdivises sucessivas forem necessrias de maneira que se esgotem as caractersticas

distintivas. Cada nvel categrico determinado por um nmero de caractersticas distintivas.

Os nveis categricos, por sua vez, apresentam uma coleo de classes que contemplam todos

os indivduos da populao: isso define o "princpio da totalidade da categoria

taxonmica".

Os vrios graus categricos ordenados hierarquicamente constituem um sistema

multicategrico descendente, que parte de um nvel categrico mais elevado para um mais

baixo. As classes de alto nvel categrico apresentam um mnimo de afirmaes, portanto

poucas caractersticas distintivas e acessrias, onde os indivduos apresentam maior:

heterogeneidade, variabilidade, generalizao ou abstrao. Ao contrrio, as classes de baixo

grau categrico apresentam um maior detalhamento, com um nmero mximo de informaes e

com maior nmero de caractersticas distintivas e acessrias acumuladas de todos os nveis

acima, resultando em indivduos mais homogneos, especficos e com baixo nvel de abstrao.

O corpo do conhecimento a respeito de qualquer fenmeno natural aumenta medida

que estudos da sua populao vo sendo realizados e, como conseqncia, tentativas para

efetuar um sistema natural completo de classificao devem passar por uma srie de

aproximaes. Portanto o grau de melhoria de cada nova aproximao proporcional

magnitude do conhecimento acumulado e do seu efeito e da sua aplicao na taxonomia de

solos e nos conceitos bsicos.

7

A classificao natural ou taxonmica desempenha funo extremamente importante

na organizao, denominao e definio das classes, que so as unidades bsicas usadas para:

a) identificar amostras de indivduos que so objetos de pesquisa;

b) organizar dados de pesquisa para descobrir parentescos dentro da populao;

c) formular generalizaes a respeito da populao e da origem de seus parentescos;

d) aplicar generalizaes para casos especficos que no tenham sido estudados

diretamente (extrapolaes).

2.2 CLASSIFICAO BRASILEIRA DE SOLOS

O sistema brasileiro de classificao de solos est sob a coordenao do

SNLCS/EMBRAPA, atual CNPS/EMBRAPA. O esquema em vigor uma base de referncia

de carter provisrio, ainda est em processo de elaborao e vem sofrendo ampla

reformulao, visando um sistema oficial, explcito e organizado. O seu objetivo abranger

todos os solos conhecidos no Brasil, num sistema aberto e incompleto, ao qual novas classes

podero ser incorporadas. Apresenta carter multicategrico e descendente, com base

morfogentica, uma vez que sua organizao est centrada em critrios que expressam

processos pedogenticos, atravs do uso de caractersticas distintivas de natureza morfolgica,

fsica, qumica e mineralgica. O horizonte diagnstico B sozinho (ou com outras

caractersticas distintivas) determina as classes de solos. As classes de solos ocupam um nvel

categrico elevado e as demais propriedades distintivas so divises subseqentes de classes em

nveis categricos inferiores. As caractersticas distintivas correntemente aplicadas na

Classificao de Solos Usada em Levantamentos Pedolgicos no Brasil so em sua maior parte

derivadas e extradas da FAO (1974) e da Classificao Americana (ESTADOS UNIDOS,

1975), de acordo com CAMARGO et al (1987, p. 3-4).

8

Para elaborar o sistema brasileiro de classificao de solos, que se encontra hoje na sua

3.a Aproximao, editada em 1988, optou-se pelo processo de desenvolvimento gradativo,

atravs de aproximaes sucessivas. A 3.a Aproximao apresenta 13 classes de solos no nvel

categrico mais elevado, e cada classe constituda por grupamentos de solos. Alm disso,

foram criados os nveis categricos II; III; e IV, representados, respectivamente, pelas

seguintes caractersticas distintivas: seqncia de horizontes, horizontes superficial e

subsuperficial; atividade da argila, saturao por bases (e Al; Na), sais solveis e tipo de

contato; tpico, intergrade e extragrade. Todos os nveis categricos fundamentam-se em

critrios distintivos e em bases que justificam a sua existncia. Tambm foram elaboradas,

probatoriamente, as definies das 13 classes de solos (EMBRAPA, 1988c, p. 9, 34, 59-61). i

Existe, contudo, pouco conhecimento cientfico sobre nossos solos, havendo a

necessidade de um entendimento mais perfeito sobre o que essencialmente distingue seus vrios

tipos. Isso tem dificultado a elaborao de uma taxonomia brasileira hierrquica que abranja os

solos conhecidos e possibilite identific-los segundo classes mais gerais, em nveis mais

elevados, at reparties segundo tipos especficos, bem discriminados e homogneos.

Atualmente todos os solos brasileiros conhecidos esto agrupados em 36 classes gerais;

nenhuma publicao atual, contudo, as relaciona e conceitua de maneira unvoca. Muitas das

suas conceituaes carecem ainda de consistncia e por isso, em muitos casos, retratam a

concepo que os autores fazem delas, devido inexistncia de um documento normativo,

oficial, a respeito (OLIVEIRA et al., 1992, p. 1-2).

Em vista dos objetivos principais deste trabalho (p. 2), aqui tratar-se- somente da

classe de Solos Orgnicos.

9

2.2.1 SOLOS ORGNICOS

OLIVEIRA (1992, p. 79-80) correlacionou a legenda de referncia universal das classes

de solos do planeta, ou seja, da FAO/UNESCO com as classes de solos utilizadas nos

levantamentos pedolgicos no Brasil, e assinalou que o esquema em vigor no inclui a classe de

Solos Orgnicos de drenagem livre {Folic). No entanto, coloca a possibilidade da ocorrncia

desses solos nas regies altimontanas dos Estados do RS, SC e PR, apesar de at o momento

tal classe no ter sido descrita.

ROCHA (1992)1, atravs de comunicao pessoal, fez meno virtual existncia de

Solos Orgnicos de drenagem livre na Serra do Mar-PR, observados por ocasio de

levantamento de solos realizado durante o perodo de 1990 a 1992.

A Classificao de Solos Usada em Levantamentos Pedolgicos no Brasil considera,

entre as classes de solos em nvel elevado, os Solos Orgnicos, definindo-os como

hidromrficos, com material mormente orgnico e com a presena de horizonte sulfrico ou

no, denominando-os, respectivamente, Solos Orgnicos Tiomrficos ou Solos Orgnicos No

Tiomrficos. Como propriedades diagnosticas para divises subseqentes em categorias

inferiores, so consideradas: saturao por bases ou Al e fraca saturao por Na (CAMARGO

et al., 1987, p. 15).

Na 3.a Aproximao, a classe de solo 13 contempla o grupamento de Solos Orgnicos,

que compreende os seguintes solos: Orgnicos, Semi-Orgnicos, Tiomrficos de constituio

orgnica ou semi-orgnica e parte dos Solos Litlicos turfosos. O grupamento definido como

hidromrfico, pouco evoludo, essencialmente orgnico, proveniente de acumulaes de restos

vegetais em grau varivel de decomposio sob ambiente mal a muito mal drenado, de

1 Opinio expressa por ocasio da escolha da rea de trabalho poca da elaborao do projeto e definio dos objetivos desta dissertao.

10

colorao preta, cinzento muito escuro ou marrom e com elevado teor de C orgnico. Com

espessura > 60 cm, se 75% ou mais do volume fibra de esfagno ou se a densidade aparente

(Da) < 0,1; ou com espessura > 40 cm e satisfazendo os requisitos para material orgnico; ou

com espessura < 40 cm se assente sobre a rocha ou material fragmentar, com os interstcios

preenchidos por material orgnico (EMBRAPA, 1988c, p. 37, 57).

A caracterstica distintiva utilizada para determinar a classe de Solo Orgnico a

presena de material orgnico, que definido como constitudo predominantemente por

compostos orgnicos, comportando propores variveis de material mineral, desde que

satisfaa um dos seguintes requisitos:

a) C orgnico > 12%, se a frao mineral contm > 60% de argila, ou;

b) C orgnico > 8%, se a frao mineral no contm argila, ou;

c) C orgnico entre 12 e 8%, se a frao mineral contm entre 0 e 60% de argila, isto

, C > 8 + 0,067 x argila% (EMBRAPA, 1988b, p. 2).

O conceito dos horizontes e das camadas de constituio orgnica compreende

condies de drenagem livre e de drenagem impedida. O material orgnico pode acumular-se

sob condies de saturao por gua por longos perodos do ano ou ser produzido sob

condies livre de saturao por gua, ou ocasional saturao, por somente uns poucos dias do

ano (EMBRAPA, 1988a, p. 7).

O horizonte turfoso essencialmente orgnico, superficial ou no, e forma-se em

condies de drenagem impedida, ou seja, de excesso d'gua permanente ou temporrio (> 30

e < 365 dias consecutivos), em qualquer poca do ano e na maioria dos anos. Quando constitui

horizonte diagnstico superficial de solo mineral, apresenta espessura > 20 e < 40 cm e satisfaz

um dos critrios exigido para C orgnico relacionado com o teor de argila. No entanto pode ter

11

espessura > 40 e < 60 cm se for constitudo por > 75% de esfagno ou se a Da (mido)

12

Tendo em vista os objetivos principais desta dissertao, ser focalizado somente a

ordem dos Histosols, e em especial os de drenagem livre, a subordem dos Folists.

2.3.1 HISTOSOLS

Os Solos Orgnicos constituem a Ordem dos Histosols (G. Histos = tecido; L. solum

= solo). O elemento formativo ist da ordem usado na terminao dos nomes das classes nos

nveis categricos subseqentes (ESTADOS UNIDOS, 1975, p. 71-81).

Os Histosols ocupam 4,31 milhes de km2 equivalentes a 3,3% da rea total de solos do

mundo. A distribuio dos Histosols no planeta a seguinte: URSS com 64%; Finlndia com

12%; Canad com 9%; USA (excluindo Alasca) com 5%; Sucia com 3,2%; Irlanda com 2,5%

do total. A Amrica do Sul apresenta 0,38 x IO6 km2 de Histosols, ou seja, 2,1% da sua rea

total (EVERETT, 1983, p. 6-7).

Os Histosols so compostos principalmente de material orgnico, isto , de tecidos de

plantas e animais e de seus produtos de decomposio. Esses solos formaram-se durante o

Holoceno (ltimos 10.000 anos) (DLMAN e BUOL, 19672 citados por BUOL et ai, 1989, p.

228-229).

Os Histosols podem formar-se virtualmente em qualquer clima, mesmo em regies

ridas, desde que a gua seja disponvel. Alguns esto sob o gelo permanente e outros esto no

Equador. Quanto posio na paisagem, podem estar prximos s depresses, ou nos pntanos

litorneos, ou sobre vertentes, ou cobrindo uma paisagem dissecada; neste caso ocorrem

somente em clima frio e muito mido. A feio comum a presena da condio de umidade,

que pode ser de qualquer fonte (ESTADOS UNIDOS, 1975, p. 211).

2 DOLMAN, J.D; BUOL, S.W. A study of organic soils (Histosols) in the tidewater region of North Carolina. North Carolina Agric. Exp. Stn. Tech. Bull. v. 181, 1967.

13

Os Histosols que ocupam posio de depresso na paisagem ou "aclimticos"

independem do clima, enquanto os de altitude so "climticos" e dependem principalmente da

quantidade de chuva. Os Histosols do topo das montanhas nunca so saturados por gua,

exceto por poucos dias seguidos de fortes chuvas; so rasos e as razes das plantas crescem

somente no material orgnico (BUOL et ai, 1989, p. 229).

A vegetao consiste em ampla variedade de plantas ombrfilas e plantas tolerantes a

gua (ESTADOS UNIDOS, 1975, p. 211).

No geral, os Histosols so determinados em funo da presena de material orgnico e

da espessura. A maioria dos Histosols saturada por gua e contm no mnimo 12% ou 18%

de C orgnico; dependem principalmente do teor de argila da frao mineral e do grau de

decomposio do material orgnico. A minoria dos Histosols de drenagem livre, podendo

nunca apresentar saturao por gua ou por poucos dias; e o teor C orgnico > 20%

(ESTADOS UNIDOS, 1975, p. 65, 211).

O material orgnico de drenagem livre nunca saturado por gua por mais que uns

poucos dias, e o teor de C orgnico > 20% (ESTADOS UNIDOS, 1994, p. 25).

O Histosol de drenagem livre definido pelas caractersticas a seguir:

a) no tem propriedades ndicas em 60% ou mais da espessura entre a superfcie do

solo e a profundidade de 60 cm, ou contato ltico ou litide ou duripan se mais

raso, e;

b) tem material orgnico que rene um ou mais dos seguintes requisitos:

14

- repousa sobre material de cindery3, fragmentar ou pmice3 e/ou preenche

seus interstcios4, e diretamente abaixo desse material tem contato ltico

ou litide, ou;

- quando somado com material subjacente de cindery, fragmentar ou

pmice, totalizam 40 cm ou mais entre a superfcie do solo e a

profundidade de 50 cm, ou;

- constitui 2/3 ou mais da espessura total do solo at o contato ltico ou

litide; e o solo mineral que, se presente, tem espessura total < 10 cm

(ESTADOS UNIDOS, 1994, p. 41).

As subordens dos Histosols subdividem-se nas seguintes classes: Folists, Fibrists,

Hemists e Saprists; o nome das classes formado pelo prefixo distintivo mais o elemento

formativo (ist) da ordem (ESTADOS UNIDOS, 1994, p. 151).

No geral, as subordens dos Histosols so definidas pelo regime hdrico do solo e pelo

grau de decomposio do material orgnico. A caracterstica distintiva dos Folists nunca

serem saturados por gua por mais que poucos dias, enquanto as demais subordens apresentam

condies de saturao por > 6 meses. As subordens Fibrists, Hemists e Saprists distinguem-se

pelo grau de decomposio do seu material orgnico no tier (seo arbitrada) de subsuperfcie,

que , respectivamente, muito pouco, medianamente e muito decomposto (ESTADOS

UNIDOS, 1975, p. 211).

Os Folists so Histosols de drenagem livre constitudos fundamentalmente de litter de

folhas, galhos finos, ramos e brotos em vrios estgios de decomposio, desde folhas frescas

at material completamente humificado. Repousam sobre a rocha ou material fragmentar

3 Cindery e pmice: so termos modificadores que substituem o nome da classe do tamanho da partcula, quando o material derivado de ejetos vulcnicos e/ou apresenta sesquixidos e matria orgnica; apresentam < 10% do volume total da terra fina. p. 30.

4 Material que tm definio de cindery, fragmentos ou pmice, exceto quando tm mais que 10% (por volume) dos vazios preenchidos com material orgnico, da so considerados material orgnico, p. 41

15

(cascalho, calhaus e mataces), cujos interstcios so preenchidos parcial ou totalmente com

material orgnico. As razes das plantas crescem somente no material orgnico. Esses solos so

na maioria das vezes de clima muito mido dos trpicos at elevadas latitudes, e raramente tm

teor de umidade abaixo da capacidade de campo. Nos USA, localizam-se principalmente no

Hava e no Alasca. Todos os Folists tpicos tm material fragmentar no material orgnico ou

abaixo deste ou em ambos, e foram considerados, Lithosols na classificao de 1938

(ESTADOS UNIDOS, 1975, p. 217-218).

Os Folists so Histosols que nunca so saturados por gua exceto por poucos dias

seguidos de fortes chuvas, e que tm ambos os requisitos:

a) um contato ltico ou litide dentro de 100 cm da superfcie do solo, e/ou uma

espessura de material orgnico mais cindery, fragmentos, ou pmice que totalizam

40 cm ou mais entre a superfcie do solo e a profundidade de 50 cm, e;

b) o material orgnico, que , por mdia de peso, < 3/4 (por volume) de fibras de

sphagnum (ESTADOS UNIDOS, 1994, p. 151).

A nvel categrico de Grande Grupo, os Folists apresentam as seguintes classes:

Cryofolists, Tropofolists, Borofolists e Medifolists. A distino primria das classes baseia-se

no regime de temperatura do solo. Os prefixos, juntamente com a subordem, compem o nome

da classe que designa o grande grupo (ESTADOS UNIDOS, 1994, p. 155).

Os Tropofolists so os Folists que tm regime de temperatura isomsico, com mdia

anual > 8C, mas < 15C; a diferena entre mdia da temperatura do solos nos meses de

inverno e nos meses de vero < 5C. Os Medifolists so definidos como outros Folists

(ESTADOS UNIDOS, 1994, p. 22, 155).

16

2.4 MINERALOGIA

2.4.1 GIBBSITA (Gb)

Existem trs polimorfos cristalinos dos hidrxidos de Al [Al(OH)3], que diferem no

empilhamento da unidade bsica, a saber: gibbsita (placa hexagonal), bayerita (pirmide

triangular) e nordstrandita (placa retangular). Entre os trs polimorfos, somente a gibbsita

comum em solos e depsitos bauxticos, constituindo-se em um dos principais minerais de

muitos Oxisols e ocorre geralmente em reas de altitudes tropicais ou subtropicais midas

(HSU, 1989, p. 332-335, 358).

Os hidrxidos de Al tendem a crescer extensivamente nas direes X e Y, com limitado

crescimento na direo Z, o que atribudo forte ligao (A1-OH-A1) na unidade Al(OH)3 e

relativa debilidade da ligao H entre as camadas. Como resultado, uma gibbsita bem

cristalizada freqentemente se apresenta como placa hexagonal, ainda que o hbito de

crescimento do cristal possa variar com o ambiente (HSU, 1989, p. 332, 334).

Muitos nions podem interferir na cristalizao do Al(OH)3, sendo a intensidade dessa

interferncia governada pela soma e intensidade dos seguintes fatores: competio dos nions

por Al; constante estabilidade nion-Al; tamanho inico e estrutura dos nions; concentrao

dos nions (lei da ao de massas); pH da soluo. No geral, a cristalizao do Al(OH)3 pode

ser completamente inibida sob condies mais severas, isto , de alta concentrao de nions

com forte poder de complexar Al e baixo pH da soluo (HSU, 1989, p. 354).

Muitos cidos orgnicos em solos podem complexar Al, sendo provavelmente mais

efetivos em governar a cristalizao dos hidrxidos de Al do que qualquer componente

inorgnico (HSU, 1977, p. 122).

17

KWONG e HUANG (1975, p. 165) mostraram que a cristalizao dos hidrxidos de Al

intensamente inibida ou retardada em presena de cido ctrico.

Os efeitos dos nions orgnicos sobre a cristalizao do Al(OH)3 segue mecanismos

similares aos dos nions inorgnicos, sendo, porm, mais complexos, pois os nions orgnicos

nos solos so diversos em peso molecular, estrutura e grupo funcional; e esses efeitos variam

com o pH (HSU, 1989, p. 355).

O tipo de cido orgnico, a sua concentrao, o seu peso molecular e a sua constante de

estabilidade com o Al determinam a intensidade dos impedimento hidrlise, subseqente

precipitao e cristalizao do Al(OH)3. A cristalizao do Al(OH)3, a constante de estabilidade

(cido orgnico-Al) e o peso molecular diminuem na seguinte ordem nos cidos orgnicos:

ctrico > mlico > tannico > asprtico > />hidrobenzico (KWONG e HUANG, 1979, p. 337,

340).

Os hidrxidos de Al de alta cristanidade podem ser identificados e determinados sem

muita dificuldade com a DRX (Difrao por raios-X) e a ATD (Anlise trmica diferencial). No

entanto, por a tcnica da DRX apresentar baixa sensibilidade (HSU, 1989, p. 338, 340), a

gibbsita somente detectada quando seu teor > 50 g/kg (JACKSON, 19695 citado por HSU,

1989, p. 340); alm disso, depende dos seguintes fatores: tamanho do cristal, cristalinidade,

impureza, composio qumica e presena de compostos no cristalinos. Ao contrrio, a maior

vantagem da ATD a sua sensibilidade (HSU, 1989, p. 340), podendo detectar a presena da

gibbsita de forma inconfundvel at 10 g/kg (JACKSON, 19695 citado por HSU, 1989, p. 340).

Os silicatos de Al primrios das rochas gneas, por serem produtos de alta temperatura,

no so estveis no ambiente atual. O passo inicial do intemperismo provavelmente a quebra

5 JACKSON, M.L. Soil chemical analysis-advanced course. 2nd. ed. Madison : Univ. Wisconsin, 1969.

18

hidroltica da ligao Si-O-Al dos minerais primrios com a liberao de Al para a soluo do

solo (HSU, 1989, p. 359, 347).

Tem sido relatado que a proporo entre a caulinita e a gibbsita , com freqncia,

inversamente relacionada. A gibbsita mineral dominante em solos altamente intemperizados e

em bauxitas, enquanto a caulinita dominante em solos menos intemperizados (HSU, 1989,

p. 359).

HARRISON (1934)6, citado por HSU (1989, p. 360), encontrou em clima tropical

mido rocha bsica ou intermediria que intemperizava diretamente para gibbsita, enquanto a

rocha cida intemperizava atravs da caulinita para gibbsita. SHERMAN (1949)7, citado por

HSU (1989, p. 361), sugeriu que a durao da estao mida e o total da precipitao

governam atualmente o desenvolvimento da gibbsita.

2.4.2 CAULINITA (Ka) E HALOISITA (Ha)

A caulinita e haloisita so aluminossilicatos que apresentam estrutura 1:1 da camada. A

caulinita um dos minerais de argila mais amplamente distribudos nos solos, por ser

parcialmente originada de muitos minerais diferentes. A caulinita e a haloisita so produtos do

intemperismo cido, mas a haloisita forma-se mais rapidamente em solos jovens de origem

vulcnica. A caulinita ocorre especialmente em clima quente e mido, mas tambm aparece em

climas frios. A haloisita apresenta freqentemente forma tubular, em contraste com a

morfologia de placa hexagonal da caulinita (DIXON, 1989, p. 467, 486, 477).

6 HARRISON, J.B. The katamorphism of igneous rocks under humid tropical conditions. Harpenden : Imperial bureau of Soil Sci., Rothamsted Exp. Stn., 1934.

7 SHERMAN, G.D. Factors influencing the development of laterite and lateritic soils in the Hawaiian Islands. Pac. Sci. v. 3, p. 307-314, 1949.

19

A haloisita tem sido encontrada principalmente em dois ambientes pedogenticos: em

solos derivados de cinza vulcnica e nas partes baixas de perfis, incluindo saprolitos, de rochas

granticas muito intemperizadas (ALLEN e HAJEK, 1989, p. 236).

Segundo ALLEN e HAJEK (1989, p. 236), o precursor da haloisita em solos de cinza

vulcnica a alofana, enquanto em solos desenvolvidos de granito e outras rochas cristalinas

o feldspato (ESWARAN e WONG, 1978, p. 154).

2.4.3 VERMICULITA COM HIDROXI-A1ENTRECAMADAS (VHE)

Vermiculita (ou esmectita) hidroxi-Al entrecamadas (VHE ou EHE) a terminologia

(sugerida como padro) mais comumente usada para designar minerais 2:1 com polmeros de

hidroxi-Al entrecamadas (BARNHISEL e BERTSCH, 1989, p. 746).

A VHE tem ampla distribuio geogrfica e encontrada em vrias ordens de solos

(BARNHISEL e BERTSCH, 1989, p. 753).

A estrutura das camadas dos minerais com hidroxi-Al entrecamadas varivel, sendo

principalmente dependente de trs fatores (BARNHISEL e BERTSCH, 1989, p. 745):

a) da estrutura bsica da poro 2:1 do mineral;

b) do grau de preenchimento entrecamadas, e;

c) da composio qumica da hidroxi-Al entrecamadas.

O material entrecamadas (polmeros de hidroxi-Al) significativamente modificado por

propriedades fsico-qumicas dos solos minerais, resultando numa grande variabilidade nas

VHE em funo do ambiente de intemperismo e, sobretudo, da variao em relao ao grau de

preenchimento das entrecamadas e da estabilidade relativa dos componentes entrecamadas

(BARNHISEL e BERTSCH, 1989, p. 730).

20

O grau de preenchimento das entrecamadas da VHE estimado pela temperatura, no

tratamento com K, requerida para obter o colapso (ou parcial) do pico 1,4 nm em direo a

1,0 nm e pela magnitude da mudana produzida no pico (BARNHISEL e BERTSCH, 1989,

p. 747).

A VHE suspeita de ocorrer em solos como produto de intemperismo da clorita ou,

mais comumente, da deposio de material de hidroxi-Al dentro dos espaos entrecamadas dos

silicatos expansveis ou de limitada expanso (BARNHISEL e BERTSCH, 1989, p. 750).

A formao da VHE na maioria dos solos cidos apresenta a seguinte seqncia de

intemperismo (BARNHISEL e BERTSCH, 1989, p. 750):

biotita ou muscovita => vermiculita => VHE

u esmectita => EHE.

Em sistemas de solos naturais em que a VHE estvel encontrada, tem sido sugerido

freqentemente, que esse mineral inibe a formao da gibbsita; fenmeno chamado de efeito

antigibbstico (JACKSON, 1963, p. 6).

2.4.4 XIDOS DE Fe

Os xidos de Fe (xidos, hidrxidos e oxidrxidos) so os xidos metlicos mais

abundantes na maioria dos solos de diferentes regies climticas (SCHWERTMANN e

TAYLOR, 1989, p. 379).

O grau de cristalinidade uma caracterstica dos xidos de Fe, variando amplamente

entre diferentes solos e, em conseqncia, pode ser considerado indicador do pedoambiante. A

cristalinidade dos xidos de Fe determinada pela DRX mais em funo do tamanho dos

cristais do que pela desordem dos cristais (SCHWERTMANN e TAYLOR, 1989, p. 382).

21

Mesmo em baixas concentraes, os xidos de Fe tm alto poder de pigmentao e

determinam a cor de muitos solos. A goethita (a-FeOOH) responsvel pela colorao bruno-

amarelada (entre 7,5 YR e 2,5 Y), enquanto a hematita (a-Fe203) refere-se a cor vermelha

(5 YR e mais vermelho). A hematita tem maior poder de pigmentao, pois pequenas

quantidades mascaram a cor amarela de altas concentraes da goethita (SCHWERTMANN e

TAYLOR, 1989, p. 379, 382, 387, 423).

A goethita o xido de Fe mais amplamente distribudo, ocorrendo em quase todos os

tipos de solos e climas. Comumente o nico xido de Fe pedognetico dos solos de zonas

frias e temperadas, enquanto em regies tropicais e subtropicais a goethita est mais

freqentemente associada hematita (SCHWERTMANN e TAYLOR, 1989, p. 382, 398).

O Fe dos xidos sofre substituio isomrfica principalmente pelo Al; a goethita

apresenta um grau de substituio maior do que a hematita (SCHWERTMANN e TAYLOR,

1989, p. 380,386). O pedoambiente altamente intemperizado de regies tropicais e subtropicais

apresenta maior substituio do que solo fracamente cido (BIGHAM et al., 1978, p. 820).

Os fatores do pedoambiente que influenciam a associao hematita e goethita so os

seguintes: a valncia e a concentrao do Fe, o pH, a temperatura, a atividade da gua e do Al,

o teor de matria orgnica e o ambiente inico. Em suma, baixa temperatura, elevada atividade

da gua e alto teor de matria orgnica favorecem a presena de goethita e podem ser os

responsveis pela ausncia da hematita (SCHWERTMANN e TAYLOR, 1989, p. 398). Numa

climosseqncia no RS, KMPF e SCHWERTMANN (1983, p. 27), encontraram que a

relao goethita:hematita aumenta com a diminuio da temperatura mdia do ar, com o

aumento do excedente hdrico, com o aumento do teor de C orgnico e com a diminuio do

pH.

22

Solos mais midos e mais frios so freqentemente mais ricos em matria orgnica, a

qual tem efeito direto no tipo de xido de Fe formado. A formao da goethita favorecida em

horizontes ricos em matria orgnica do que hematita (SCHWERTMANN e TAYLOR,

1989, p. 400).

A elevada concentrao de cido orgnico, tal como o citrato, efetiva em inibir a

transformao da ferridrita (5Fe203.9H20) (mal cristalizada) em xido bem cristalizado

(SCHWERTMANN e TAYLOR, 1977, p. 162). A ferridrita est sempre associada matria

orgnica (OADES, 1989, p. 148). Isto pode estabiliz-la, impedindo a sua transformao em

hematita (SCHWERTMANN et al, 19868 citados por OADES, 1989, p. 148).

A magnetita (Fe304) de origem litogentica, ocorre na forma de gros de cor preta na

frao dos minerais pesados (areia) e apresenta atrao ao magneto (SCHWERTMANN e

TAYLOR, 1989, p. 391, 425).

O Fe est presente na maioria das rochas da crosta terrestre e em muitas delas

predominante. Na maioria das rochas magmticas o Fe est principalmente ligado aos silicatos

na forma divalente. A liberao do Fe dos silicatos realiza-se atravs da protlise e oxidao,

depois do que o Fe+3 se hidrolisa em contato com a gua, formando os xidos

(SCHWERTMANN e TAYLOR, 1989, p. 395).

8 SCHWERTMANN, U.; KODAMA, H.; FISCHER, W.R. Mutual interactions between organics and iron oxides. In: HUANG P.M.; SCHNITZER M. Interactions of soil minerals with natural organics and microbes. Madison : SSSA, 1986. p. 223-250.

23

3 MEIO FSICO

3.1 LOCALIZAO

Os Perfis 1, 2, 3 e 4 (Figura la) esto localizados entre as coordenadas geogrficas de

Latitude Sul 25 45' 00" a 25 40' 00" e Longitude 49 00' 00" a 49 07' 30" a Oeste de

Greenwich. Situam-se na Vila Miringuava, poro Sudeste de So Jos dos Pinhais, na parte

Sul da regio fisiogrfica da Serra do Mar, a cerca de 35 km (do SCA-UFPR) a Sudeste de

Curitiba, no Estado do Paran. O acesso rea realizado pela BR 376, seguindo esquerda

por uma estrada secundria na altura do primeiro posto da policia rodoviria no km 653. Da

BR at o ltimo perfil a distncia de aproximadamente 15 km.

Curitiba -1,

Garuva

Serra dos Castelhanos -1,

FIGURA la- LOCALIZAO DOS PERFIS

24

A Serra do Mar situa-se entre o Litoral e o Primeiro Planalto do Paran, e est abaixo

do Trpico de Capricrnio, que corta o Estado na sua poro Setentrional.

3.2 CLIMA

A ocorrncia das precipitaes est condicionada pelos fatores estticos e dinmicos.

Os fatores estticos so a posio e a topografia da Serra do Mar-PR. A posio geogrfica em

latitudes medianas na borda Oriental do continente Sul americano, especificamente na borda

Ocidental do oceano Atlntico expe a rea ao fluxo de ar frio do plo Sul, assegurando-lhe

maior freqncia de invaso de frentes frias e de linhas de instabilidade tropical, uma vez que

est sob a trajetria preferida por tais correntes perturbadoras. O carter acidentado da

topografia favorece as precipitaes, porque atua no sentido de aumentar a turbulncia do ar

pela ascendncia orogrfica, provocada pelo obstculo montanhoso, principalmente durante a

passagem das correntes perturbadoras. Entre os fatores dinmicos responsveis pelas

precipitaes, destacam-se as correntes perturbadoras: a frente polar e a linha de instabilidade

tropical (NIMER, 1989a, p. 81-94).

As frentes frias que se formam ao longo da costa Sul do Brasil podem apresentar as

mais variadas formas. Quando a frente fria esbarra na Serra do Mar, que se antepe ao seu

movimento, estaciona, e o ar frio aprisionado em sua marcha para o Norte, fazendo com que

as condies de mau tempo perdurem. Esse fenmeno de estacionamento das frentes frias

bastante freqente na Serra do Mar: a regio ento envolvida por nevoeiro ou submetida s

chuvas prprias das frentes frias, proporcionando acentuada nebulosidade e elevada umidade

atmosfrica (SANTOS, 19659 citado por BIGARELLA, 1978b, p. 43).

9 SANTOS, E.O. Caractersticas climticas. In: AZEVEDO, A. de. A baixada santista, aspectos geogrficos. So Paulo, v. 1, p. 95-150. 1965.

25

No Estado do Paran, a regio fisiogrfica da Serra do Mar a que registra as maiores

precipitaes pluviomtricas. Devido a ausncia de estao pluviomtrica na regio, so

utilizadas as observaes de Bracinho-SC, regio anloga divisa com o Estado do Paran. A

precipitao mdia anual 3.469,6 mm, sendo o semestre de vero mais chuvoso com

2.153,4 mm que o de inverno com 1.316,2 mm. Esses dados do uma idia segura das

condies pluviomtricas da regio, pois totalizam um perodo de 18 anos (1932-1949) de

observaes (MAACK, 1968, p. 152, 154). Na estao Vu da Noiva (atualmente desativada)

na Serra do Mar, na estrada de ferro Curitiba-Paranagu, foi verificada em 1942 a precipitao

mdia de 3.728 mm (BIGARELLA, 1978b, p. 44).

A temperatura anual na zona temperada est estreitamente condicionada latitude,

maritimidade (variao trmica anual menor) e, sobretudo, ao relevo. Portanto, o relevo da

Serra do Mar, alm de determinar em parte o regime pluviomtrico, tambm influencia a

temperatura (NIMER, 1989b, p. 227).

Considerando o ar saturado de vapor d'gua, a cada 100 m de altitude a temperatura do

ar diminui 0,5C (MAACK, 1968, p. 98). SANTOS (1979, p. 59) tambm encontrou na Serra

do Mar-RJ os mesmos valores, atravs de clculo de regresso, utilizando como varivel

independente a altitude e dependente a temperatura.

MAACK (1968, p. 98) calculou as temperaturas mdias anuais nas maiores elevaes

da Serra do Mar-PR e concluiu que a totalidade da regio apresenta temperatura mdia anual

< 14C, a saber: o pico do Paran (1.922 m) com temperatura de 11,5C; a serra do Capivari

Grande (1.640 a 1.676 m) com 12,5C; o pico Marumbi (1.547 m), com 13,5C; e a serra da

Graciosa (1.472 m) com 13,7C.

A isoterma anual de 14C no Estado do Paran s encontrada nos picos da Serra do

Mar, acima de 1.300 m (NIMER, 1989b, p. 227).

26

Apesar de no existirem estudos suficientes para uma classificao climtica da regio,

principalmente nas maiores elevaes, devido ao difcil acesso, observa-se que, segundo a carta

climtica do Estado do Paran (GODOY e CORREIA, 1978, p. 33), a regio est inserida no

tipo climtico Cfa da classificao de Kppen. No entanto, pode-se predizer, para a regio, a

ocorrncia, do tipo climtico Cfb, de acordo com os dados de temperatura supracitados.

As descries das designaes climticas:

a) C- clima mesotrmico mido, cuja temperatura mdia do ms mais frio est entre

18Ce"3C;

b) f- precipitao em todos os meses do ano;

c) a- temperatura mdia do ms mais quente > 22C (vero quente);

d) b- temperatura mdia do ms mais quente < 22C (vero ameno).

3.3 VEGETAO

De acordo com VELOSO et al (1991, p. 63), que se baseiam na classificao da

vegetao adaptada a um sistema universal denominado Sistema Fisionmico-Ecolgico,

existem duas unidades ambientais, distinguidas atravs de parmetros altimtricos: os Refgios

ecolgicos (campos de altitude ou rupestres), que so associaes vegetais geralmente

herbceo-graminides, raramente arbustivas, entremeadas por Afloramentos de Rocha, que

esto geralmente associados aos Solos Litlicos, ocorrem em altitudes superiores a

1.200 metros a.n.m; e a Floresta ombrfila densa, subdividida de acordo com as variaes

ecotpicas das faixas altimtricas, a saber:

a) Floresta ombrfila densa submontana: situa-se na faixa altimtrica de 30 a 400 m;

b) Floresta ombrfila densa montana: situa-se na faixa altimtrica de 400 a 1.000 m;

27

c) Floresta ombrfila densa alto-montana: situa-se na faixa altimtrica acima de 1.000

a 1.200 m.

O Perfil 1 est sob o ectipo vegetal, Floresta ombrfila mista montana; e os Perfis 2, 3

e 4 esto sob Floresta ombrfila densa alto-montana.

De acordo com a classificao da vegetao utilizada em levantamentos pedolgicos

(CAMARGO et al, 1987, p. 19), predomina nos Perfis 2, 3 e 4, o tipo Floresta subtropical

permida altimontana; e no Perfil 1, a Floresta subtropical pereniflia.

3.4 GEOLOGIA

Em que pese, no se ter alcanado a rocha no Perfil 1, pode-se predizer, que o solo

desenvolvido do migmatito do Pr-Cambriano, conforme sobreposio das fotografias areas

com o mapa geolgico (CASTRO, 1993) e pela demarcao das coordenadas geogrficas.

Entretanto, a maior parte da rea de estudo est inserida na formao Guaratubinha,

que constituda por trs seqncias litolgicas bem distintas: rochas sedimentares,

principalmente conglomerados, arcsios, siltitos e argilitos; rochas vulcnicas cidas: tufitos e

rilitos; e rochas vulcnicas intermedirias: andesitos (FUCK et al, 1967, p. 238). A idade da

formao Guaratubinha no foi estabelecida, podendo-se somente inferir que posterior aos

granitos e migmatitos Pr-Cambrianos ( 4,5 b.a.-570 m.a.), e anterior aos diques de diabsio

Jurssicos-Cretceos ( 190-135 m.a.) pelos quais seccionada em rumo Noroeste-Sudeste

(FUCK et al., 1967, p. 254).

Os Perfis 2, 3 e 4 jazem sobre a seqncia vulcnica cida dos rilitos da formao

Guaratubinha, que repousa em discordncia angular sobre migmatitos e granitos. O corpo

principal de rochas vulcnicas riolticas ocorre a aproximadamente 11 km em linha reta, a Leste

28

e Sudeste de Campo Largo da Roseira-PR, cobrindo uma rea aproximada de 55 km2 (FUCK

et al., 1967, p. 246).

A seqncia rioltica localmente conhecida atravs de vrias designaes, a seguir:

morro do Escutador (1.232 m), serra do Salto (1.338 m), serra Ponta do Campo (1.171 m),

serrinha da Quitria (1.108 m). Esses corpos de rochas rio lticas sustentam as maiores

elevaes locais (FUCK et al., 1967, p. 246).

Os rilitos so rochas gneas formadas pela solidificao do magma e chegam

superfcie por condutos vulcnicos ou em falhas. Apresentam um resfriamento rpido por isso

tm textura fina, pois os minerais no tm tempo de crescer. Os rilitos so classificados como

rochas cidas, de acordo com a sua composio qumica: o teor de slica superior a 65%. So

rochas leucocrticas: ricas em minerais essenciais claros, como quartzo e feldspato. O rilito

o equivalente extrusivo do granito (= 75% de slica), por apresentar composio qumica

semelhante a esse (LEINZ e AMARAL, 1989a, p. 43, 45).

Os rilitos apresentam geralmente cor avermelhada, variando entre o rseo e vermelho-

tijolo. As coloraes castanho-escuras e castanho-avermelhadas so igualmente comuns. A

hematita responsvel pela colorao avermelhada e a goethita, pelos tons castanhos.

Texturalmente, h uma gama de variaes nos rilitos, so geralmente porfirticos, com

numerosos fenocristais, geralmente de quartzo e feldspato potssico, imersos em massa

afantica. A massa afantica constituda fundamentalmente de quartzo e feldspato, tambm

podem aparecer minerais secundrios: clorita, sericita, alm de calcita, hematita e goethita. Os

minerais acessrios mais comuns nos rilitos so os opacos oxidados, alm do zirco (FUCK et

al., 1967, p. 247-248).

As rochas cidas apresentam altos teores de slica, e em conseqncia, baixa fluidez e

alta viscosidade, e por isso, tm a tendncia de no atingir grandes extenses contnuas,

podendo, muitas vezes, acumular-se nos condutos ocasionando exploses (LEINZ e

29

AMARAL, 1989b, p. 267). O vulcanismo remoto rioltico, ocorrido possivelmente no

Eopaleozico ( 570 m.a.) em numerosos lugares do Brasil, parece ser contemporneo, e

ocorreu principalmente sob a forma de lenis de lavas riolticas avermelhadas, quase

horizontais em alternncia com tufos consolidados. Sua importncia geogrfica deve ser muito

grande, pois seus vestgios, ocorrem desde o Rio Grande do Sul, Santa Catarina e Paran, at a

serra da Roraima no extremo Norte (LEINZ e AMARAL, 1989b, p. 290-291).

A idade da formao Guaratubinha ainda desconhecida, entretanto, a sua identidade

litolgica e estrutural, a par de consideraes tectnicas e estratigrficas regionais, sugere a

correlao com os grupos Eopaleozicos Castro e Itaja, que ocorrem, respectivamente, no

Paran e Santa Catarina, apesar de haver uma distncia relativamente grande (mais de 125 km)

separando essas regies. Essa provvel contemporaneidade indica que o vulcanismo cido

atingiu extensas reas na Serra do Mar (FIJCK et ai, 1967, p. 238).

CASTRO (1993, p. 92) encontrou similaridade entre os padres de elementos qumicos

terras raras (La, Ce, Pr, Nd, e outros) presentes nas rochas vulcnicas das formaes

Guaratubinha e Castro. Mas, reconhece o nmero reduzido de amostras analisadas e a

necessidade de anlises complementares dos istopos de Pb e Sr para uma caracterizao mais

segura. Mesmo assim, faz predies da idade da formao em apreo, em torno de 450-

400 m.a.

Nas tabelas a seguir, esto os dados da anlise mineralgica microscpica (lmina

delgada), e da anlise qumica (geoqumica) de trs amostras (Gua-l-A, Gua-l-B e Gua-2-A) do

rilito da formao Guaratubinha, adaptados de CASTRO [1993, p. 85, 7-9 (anexos)]:

30

TABELA 1 - ANLISE MINERALGICA DO RI-LITO DA FORMAO GUARATUBI-NHA

TABELA 2 - ANLISE QUMICA DO RILITO DA FORMAO GUARATUBI-NHA

AMOSTRAS / Gua-l-A Gua-l-B Gua-2-A AMOSTRAS / Gua-l-A Gua-l-B Gua-2-A % MINERAIS % XIDOS

K-Feldspato*1 35-48 35-40 36-40 Si02 74,60 74,30 74,60 Quartzo 30-35 33-38 30-35 AI2O3 12,60 12,40 12,50 Plagioclsio*2 10-15 15-20 20-24 K2O 5,10 6,00 4,50 Opacos 1 1 1 Na20 3,70 3,20 4,00 Hornblenda 1 1 - Fe203 1,20 1,40 1,40 Clorita-Fe traos traos traos FeO 0,78 0,71 0,78 Epdoto - traos traos CaO 0,75 0,69 0,97 Biotita traos - - MgO 0,17 0,17 0,16 Zirco - traos - Ti02 0,11 0,11 0,14 Titanita - traos - Mn O 0,03 0,04 0,03 Anfiblio - - traos P2Os - - -

FONTE: Adaptadas de CASTRO [1993, p. 85, 7-9 (anexos)]: NOTA: K-Feldspato*1- ortoclsio; Plagioclsio*2- albita-oligoclsio

A textura das amostras do rilito supraditas ineqigranular porfirtica: contm

fenocristais de K-feldspato e quartzo em meio a uma matriz afantica com quartzo+K-feldspato.

3.5 GEOMORFOLOGIA

A Serra do Mar encerra-se entre os domnios morfoclimticos ou paisagsticos regionais

estabelecidos por AB'SBER (1970, p. 2-3); AB'SBER, (1977, p. 4, 6, 12), isto , o

domnio dos "mares de morros" florestados. Os domnios morfoclimticos dependem da

interao local dos processos morfoclimticos e morfoestruturais. Os processos

morfoclimticos so determinados atravs da sobreposio do relevo, vegetao, solos,

condies hidrolgicas e paisagem. Enquanto os processos morfoestruturais so derivados de

estudos litolgicos, topogrficos e tectnicos. A interao da assemblia das feies

morfoclimticas com os fatores morfoestruturais determina o padro da paisagem ou o domnio

morfoclimtico.

A Serra do Mar constitui um sistema montanhoso que se estende desde o Esprito Santo

at o Sul de Santa Catarina; uma zona limtrofe entre o Litoral e o Primeiro Planalto do

31

Paran. A Serra do Mar paranaense possui um conjunto de montanhas em blocos, escarpas e

restos de planaltos profundamente dissecados, cuja configurao generalizada a de um grande

arco com a concavidade voltada para o Leste, subparalela linha de costa, sendo esse lado mais

escarpado do que o continental (BIGARELLA, 1978c, p. 69).

A paisagem tpica atual atribuda interao de trs fatores: as diferenas litolgicas, a

tectnica rgida e principalmente a morfo-climatologia. O condicionante da evoluo da

paisagem as condies climticas no exclui o efeito dos movimentos tectnicos ou eustticos,

porm lhe confere apenas importncia secundria (BIGARELLA et ai, 1965a, p. 101). As

profundas alternncias climticas de carter cclico do Quaternrio afetaram, ao que tudo

indica, todo o globo terrestre, explicando assim a evoluo geomorfolgica da paisagem

Oriental do Pas. As condies de rigor climtico pretrito (semi-rido), permitiram a formao

quase que universal das superfcies aplainadas: os pediplanos e pedimentos; e de seus depsitos

correlativos caractersticos (BIGARELLA e MOUSINHO, 1965a, p. 15).

Durante o Pleistoceno, o conjunto das formas de relevo conferiu a paisagem um aspecto

policclico, ligado essencialmente s alternncias climticas entre o semi-rido e o mido. As

condies de clima semi-rido (glaciao no Hemisfrio Norte-HN) atuaram pelo menos trs

vezes e teriam gerado trs diferentes nveis: as grandes superfcies aplainadas (pediplano- Pdi

ou pedimento- P3) e nveis embutidos nos vales (pedimentos- Pi e P2), atravs do processo da

morfognese mecnica que promoveu a degradao lateral e o recuo paralelo das encostas.

Portanto os processos de pediplanao e pedimentao elaborados em clima semi-rido foram

os responsveis pela maior parte das superfcies aplainadas existentes no modelado atual.

Enquanto, no clima mido (interglaciao no HN) a ocorrncia da alterao qumica

desenvolveu um espesso manto de decomposio (com mais de 15 m na Serra do Mar), sobre o

qual a floresta vicejou e onde a eroso linear provocou a dissecao do relevo. No perodo de

transio de um clima para outro, a ao erosiva era muito efetiva, produzindo grandes

32

movimentos de massa (BIGARELLA e MOUSINHO, 1965b, p. 32, 33, 39; BIGARELLA et

al, 1965a, p. 96, 101, 107-109; MOUSINHO e BIGARELLA, 1965, p. 53; BIGARELLA et

ai, 1965b, p. 119).

Na transio do clima mido para o semi-rido, a floresta regrediu ou at desapareceu,

sendo substituda por uma cobertura vegetal menos densa. Sob essas condies, os solos

ficaram desprotegidos contra uma eroso mais intensa, aliada a um regime de chuvas

concentradas em perodos curtos, que removeram o regolito das encostas s depresses do

terreno por movimentos de massa (solifluxo), expondo assim a rocha a novos processos de

meteorizao. No clima semi-rido a parte superior das vertentes ficou exposta a morfognese

mecnica, que promoveu a sua degradao lateral, dando incio ao recuo das encostas paralelas

a si mesmas, formando uma superfcie aplainada (pedimento rochoso e detrtico), fracamente

inclinada em direo ao centro do vale ou da depresso intermontana (AB' SABER e

BIGARELLA, 1961, p. 98,103,108; BIGARELLA e SALAMUNI, 1961, p. 182;

BIGARELLA e MOUSINHO, 1965b, p. 32-33; BIGARELLA et al 1965a, p. 112;

BIGARELLA et al, 1965b p. 125).

O fim da ltima transio do clima semi-rido para o clima mido atual, ocorreu h

cerca 2.400 anos, a partir da terminou a ltima fase de solifluxo generalizada (MOUSINHO e

BIGARELLA, 1965, p. 57).

No passado o fenmeno de solifluxo foi muito expressivo, enquanto hoje se restringe a

movimentos muito lentos em vertentes mais ngremes, detectados pela inclinao (reptao)

dos troncos das rvores. Os vestgios da solifluxo refletem-se na paisagem sob a aparncia de

cicatrizes, sulcos ou amplos ravinamentos formando beros (MOUSINHO e BIGARELLA,

1965, p. 54, 55; BIGARELLA et al, 1965a, p. 114).

A interpretao conjunta das caractersticas da textura, estrutura, mineralogia e

especialmente da estratigrafia dos depsitos correlativos das diferentes fases de pediplanao e

33

pedimentao possibilitou interpretar as condies ambientais e os processos morfogenticos

envolvidos na sua formao, isto , correlacionar com segurana nveis de remanescentes com

os sedimentos que constituem seus depsitos correlativos originados por aplainamento

(BIGARELLA et al, 1965a, p. 103, 110).

No Brasil, so referidas diversas formaes como depsitos correlativos dos pediplanos

e pedimentos. Os depsitos correlativos do pediplano Pdi no Primeiro Planalto do Paran so

representados pela formao Guabirotuba, na bacia sedimentar de Curitiba (BIGARELLA et

al, 1965a, p. 110; ROCHA, 1981, p. 1).

A maioria das ombreiras (rupturas de declive) encontradas na topografia atual como

remanescentes nas vertentes so na verdade relictos dos pedimentos (BIGARELLA et al,

1965a, p. 112).

Os pedimentos ter-se-iam desenvolvido em pocas em que o nvel do mar se encontrava

bem abaixo do atual, durante as regresses glcio-eustticas, como mostram os depsitos

correlativos litorneos. Foram denominados pedimentos Pi, P2 e P3, em ordem crescente de

antigidade durante o Pleistoceno (1-1,5 m.a.). O pedimento P3 foi relacionado glaciao do

Nebraskan, o P2 do Kansan e o Pi ao Illinoian. O pedimento P3 constitui um aplainamento mais

generalizado, que resulta, na realidade, de uma coalescncia de pedimentos, identificando-se

com o pediplano Pdi (BIGARELLA et al, 1965a, p. 110; BIGARELLA et al, 1965b, p. 126,

129, 141).

Os pediplanos mais antigos so geralmente testemunhados por remanescentes dispersos

e preservados em rochas mais resistentes ao intemperismo, normalmente se encontram bastante

dissecados. Os pediplanos Pdi, Pd2 e Pd3 podem ser reconhecidos em superfcies residuais do

Nordeste, Leste e Sul do Brasil, e pelos seus respectivos depsitos correlativos. Apesar de no

apresentarem continuidade no espao, seus remanescentes podem ser observados desde o Rio

Grande do Sul at o Amazonas. O pediplano Pdi recebeu diversos nomes locais nas regies

34

onde seus remanescentes foram mais estudados: superfcies das Chs e Tabuleiros em

Pernambuco; Negena em So Paulo; Curitiba no Paran; Campanha no Rio Grande do Sul; e

Montevidu no Uruguai (BIGARELLA et al, 1965b, p. 127, 129).

O mais antigo pediplano Pd3, considerado como elaborado no Cretceo-Eoceno ( 135-

55 m.a.), se encontra preservado em alguns locais, como superfcie cimeira dos velhos planaltos

paranaenses, possuindo relictos retrabalhados em alguns macios elevados do reverso

continental da Serra do Mar e na Superfcie do Purun, no Paran. Enquanto, o pediplano Pd2,

supostamente elaborado no Tercirio mdio ( 35 m.a.), raramente representa superfcie

cimeira, sendo geralmente intermontano, constituindo grandes e velhos alvolos dissecados. O

mais recente, o pediplano Pdi, elaborado no Pleistoceno ( 1,5 m.a.), se forma no interior de

depresses interplanlticas, inclinando-se ligeiramente para jusante das principais calhas de

drenagem, e na zona costeira se inclina suavemente na direo do oceano. Os desnveis dos

pediplanos foram provocados por epirognese positiva e pela eroso linear (BIGARELLA e

MOUSINHO, 1965b, p. 22; BIGARELLA et al, 1965b, p. 128-129, 131, 140, 141).

3.6 SOLOS

Conforme, levantamento elaborado pela EMBRAPA (1984, p. 116-117) na escala

1:600.000, foram encontrados na regio da Serra do Mar os seguintes solos: Latossolo

Vermelho-Amarelo com horizonte A proeminente; Associao de Afloramentos de Rocha com

Solos Litlicos com horizonte A proeminente; e Cambissolo com A moderado. Mas, foi

descrito, prximo regio, um nico perfil classificado como Latossolo Vermelho-Amarelo, na

estrada Curitiba-Joinvile, em So Jos dos Pinhais-PR, no Primeiro Planalto do Paran,

portanto fora da regio da Serra do Mar.

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No levantamento geomorfolgico com nfase em solos, na poro Sul de tombamento

da Serra do Mar-rea 6, as unidades de mapeamento apresentam: predominantemente

Cambissolos (unidade simples e associaes com Solos Litlicos), representando 72,6% da

rea total; e secundariamente Solos Litlicos (associaes com Cambissolos e Afloramentos de

Rocha), representando 27,4% da rea total (ROCHA et al, 1992, p. 15).

No pediplano Pd3 predominam Solos Litlicos, com as seguintes propores das

associaes: Solos Litlicos+Cambissolos com 60% e Solos Litlicos+Afloramentos de Rocha

com 40%. No pediplano Pd2 predominam Cambissolos (unidade simples e associaes):

Cambissolos com 34%; Cambissolos+Solos Litlicos com 37% e Solos Litlicos+Cambissolos

com 29%. No pediplano Pdi predominam Cambissolos (unidade simples e associao):

Cambissolos com 77% e Cambissolos+Solos Litlicos com 23% (ROCHA et al, 1992, p. 15).

No pediplano Pd3, os Solos Litlicos apresentam como horizonte diagnstico superficial

predominante, o turfoso e secundariamente turfoso seguido de A hmico; e os Cambissolos

apresentam turfoso seguido de A hmico. No pediplano Pd2, os Cambissolos apresentam A

moderado e os Solos Litlicos A hmico. Finalmente, no pediplano Pdi, os Cambissolos

apresentam A moderado (ROCHA et al, 1992, p. 31-50).

36

4 MATERIAL E MTODOS

4.1 MATERIAL

4.1.1 SOLOS

Foram estudados 4 perfis de solos, cujos procedimentos de coleta foram realizados de

acordo com LEMOS e SANTOS (1984).

Em todos os perfis foram abertas trincheiras; elas foram posicionadas a

aproximadamente 30 m da estrada secundria, nos perfis 1 e 2. Em todos os locais de coleta

havia a presena de vegetao nativa bem estabelecida, indicativa de rea sem interferncia.

No Perfil 1 a profundidade da trincheira foi de 2 m, no foi possvel atingir a rocha; no

Perfil 2 atingiu-se o horizonte C e nos Perfis 3 e 4 chegou-se at a rocha.

As amostragens foram planejadas conforme estudos preliminares, com base no seguinte

material:

a) carta topogrfica de So Jos dos Pinhais-PR, na escala 1:50.000 (COMEC,

1985);

b)mapa de levantamento de reconhecimento dos solos do Estado do Paran, na

escala 1:600.000 (EMBRAPA, 1984);

c) fotografias areas verticais pancromticas (n2 49850 e n2 49851), na escala

1:25.000, realizadas pela Aerosul S.A. em 17/6/1980 para o ITCF, atual IAP;

d) mapa geolgico da formao Guaratubinha e litologias adjacentes, na escala

1:50.000 (CASTRO, 1993).

37

Utilizou-se, ainda, estereoscpio de bolso e de espelho, clinmetro, altmetro, trado

holands e martelo pedolgico. Alm disso, foi utilizado o Sistema de posionamento global

(GPS), da marca Trimble, para determinar as coordenadas geogrficas de cada perfil.

4.1.2 APARELHOS

A Difrao por raios-X (DRX) para os argilominerais, xidos de Al, fraes areia

grossa e areia fina e da rocha foi obtida com aparelho Philips, com tubo de Cu e filtro de Ni; a

DRX para os xidos de Fe, com aparelho Philips e tubo de Fe; a Anlise trmica diferencial

(ATD), com aparelho Rigaku, modelo CN 807882; as fotomicrografias das argilas, com

microscpio eletrnico de transmisso da Philips, modelo EM 300; finalmente, as anlises

qumicas: total, DCB (ditionito-citrato-bicarbonato de sdio), oxalato, pirofosfato e sulfrico

foram determinadas com o espectrmetro de absoro atmica Perkin lmer, modelo AAS

403.

4.2 MTODOS

4.2.1 EDIO

A seguir esto listados os programas utilizados em computador:

a) os dados foram processados pela planilha eletrnica Excel verso 5,0;

b) o texto foi processado no editor Word verso 6,0 for Windows verso 3,1;

c) os grficos foram construdos com o Harvard graphics verso 3,0 e exportados

para o Word;

d) os difratogramas e termogramas foram copiados manualmente para uma escala

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processada no Harvard graphics 3,0; depois o material foi copiado atravs de um

scanner, utilizando-se, o Adobe photoshop verso 2,5; os ajustes finais foram

realizados com o Paintbrush e a seguir exportados para Word.

4.2.2 CLASSIFICAO

Os solos foram classificados de acordo CAMARGO et al. (1987), EMBRAPA (1988a),

EMBRAPA (1988b); e com ESTADOS UNIDOS (1994).

4.2.3 DESCRIO MORFOLGICA

A descrio morfolgica dos perfis foi realizada conforme LEMOS e SANTOS (1984),

e a identificao das cores do solo, de acordo com a carta de MUNSELL (1975).

4.2.4 ANLISES FSICAS

4.2.4.1 Preparo das amostras

As amostras foram destorroadas, secas ao ar e a seguir passadas em peneira de 2 mm

(n2 10) para obteno da TFSA (Terra fina seca ao ar); antes de c