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Morfologia dos solos
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Morfologia do solo é o ramo da ciência do solo dedicado à descrição técnica do solo,[1] especialmente das propriedades físicas, incluindo textura, cor, estrutura e consistência. As avaliações morfológicas do solo são normalmente realizadas em campo, em um perfil de solo que contém múltiplos horizontes.[2]
Juntamente com a formação e a classificação do solo, a morfologia do solo é considerada parte da pedologia, que pode fornecer informações e conhecimentos valiosos sobre os recursos do solo.[3] Por essa razão, ela é uma das disciplinas centrais da ciência do solo.
História
Desde a origem da agricultura, os humanos compreendem que os solos possuem diferentes propriedades que afetam sua capacidade de produzir colheitas, sendo esse entendimento baseado principalmente na observação da natureza.[4] No entanto, a ciência do solo só se tornou uma disciplina científica própria no século XIX, e ainda assim os primeiros cientistas do solo eram amplamente agrupados como "agroquímicos" ou "agrogeólogos", devido aos fortes laços duradouros do solo com a agricultura. Esses agrogeólogos examinavam os solos em ambientes naturais e foram os primeiros a estudar cientificamente a morfologia do solo.[5]
Uma equipe de primeiros cientistas do solo russos, liderada por V.V. Dokuchaev, observou perfis de solo com horizontes semelhantes em áreas com clima e vegetação parecidos, embora estivessem a centenas de quilômetros de distância.[6] O trabalho de Dokuchaev, juntamente com contribuições posteriores de K.D. Glinka, C.F. Marbut e Hans Jenny, estabeleceu os solos como corpos naturais independentes, com propriedades únicas causadas por suas combinações igualmente únicas de clima, atividade biológica, relevo, material de origem e tempo. Anteriormente, as propriedades do solo eram inferidas apenas a partir de condições geológicas ou ambientais; com essa nova compreensão, as propriedades morfológicas do solo passaram a ser usadas para avaliar a influência integrada desses fatores.[7]
A morfologia do solo tornou-se a base para a compreensão das observações, experimentos, comportamento e usos práticos dos diferentes solos.[7] Para padronizar as descrições morfológicas, diretrizes e manuais oficiais foram publicados pela primeira vez na década de 1930 por Charles Kellogg e pelo Serviço de Conservação do Solo do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (USDA-SCS) para os Estados Unidos, e por G.R. Clarke para o Reino Unido. Muitos outros países e organizações nacionais de levantamento de solo desenvolveram, desde então, suas próprias diretrizes.[5]
No Brasil, os primeiros estudos de solos datam de 1934.[8] A padronização metodológica ganhou força com a criação da Sociedade Brasileira de Ciência do Solo (SBCS) e a publicação do primeiro "Manual de Métodos de Trabalho de Campo" em 1963, que orientou sistematicamente a descrição morfológica de perfis em levantamentos pedológicos.[9] Com a criação da Embrapa em 1973, os levantamentos de solos foram consolidados em escala nacional, culminando no desenvolvimento do Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (SiBCS),[10] cuja primeira edição foi lançada em 1999.
Procedimento e Propriedades

As observações da morfologia do solo são normalmente realizadas em campo, em perfis de solo expostos pela escavação de uma trincheira ou pela extração de um cilindro de solo com um tubo de amostragem (manual ou hidráulico) ou com um trado.[11] Um perfil de solo é uma das fasces de um pedon, que é uma unidade tridimensional imaginária do solo que exibiria toda gama de propriedades características de uma determinado solo. Os pedons geralmente ocupam entre 1 e 10 m2 de área superficial do terreno dependendo da variabilidade dos horizontes e são a unidade fundamental do estudo de solo em campo.[12]
Muitos cientistas do solo nos Estados Unidos documentam as descrições morfológicas do solo usando a ficha padrão "pedon description" publicada pelo USDA-NRSC.[13] Além de informações sobre localizações, paisagem, vegetação, topografia e outros dados do local, as descrições da morfologia do solo geralmente incluem as seguintes propriedades:
Horizontalização
Os perfis do solo são divididos em camadas, denominadas horizontes, que geralmente são paralelas à superfície do solo. Inicialmente, os horizontes do solo eram utilizados principalmente para descrever os solos; com o tempo, porém, eles se tornaram unidades genéticas e diagnósticas. Os processos de horizontalização dividem um perfil homogêneo (isotrópico), formado a partir de um material de origem uniforme, em unidades mais heterogêneas (anisotrópicas). Os pedólogos delimitam os horizontes com base nas propriedades do solo. Os mesmos horizontes do solo podem ser nomeados e rotulados de forma diferente em vários sistemas de classificação ao redor do mundo, embora a maioria deles contenha os seguintes:[14]

- Prefixo numérico: indica uma descontinuidade litológica ou mudança no material de origem.
- Letra maiúscula: representa o horizonte principal, como O, A, E, B, C, R e outros. Podem ser usadas múltiplas letras maiúsculas para descrever horizontes de transição, que são camadas com propriedades de múltiplos horizontes principais (como horizontes AB ou A/B).
- Letra minúscula: sufixo de horizonte ou distinção subordinada, que acrescenta detalhes sobre a formação do solo. Múltiplos sufixos podem ser usados em combinação, e alguns horizontes principais (incluindo O, B e L) devem ser descritos com um sufixo.
- Sufixo numérico: indica subdivisões dentro de um horizonte maior. Se há camadas suficientemente distintas para serem horizontes separados, mas suficientemente semelhantes para receber as mesmas letras de horizonte principal e sufixo, números sequenciais são adicionados ao final da designação para distinguir os horizontes (por exemplo: A, Bt1, Bt2, Bt3, C).[7]
Além do nome do horizonte, descrevem-se a nitidez e a topografia do limite inferior de cada horizonte. A nitidez do limite é determinada pela precisão com que a fronteira entre horizontes pode ser identificada, podendo ser: muito abrupta, abrupta, clara, gradual ou difusa. A topografia do limite refere-se à variação horizontal da borda, que frequentemente não é paralela à superfície do solo e pode até ser descontínua. As categorias de topografia incluem: lisa, ondulada, irregular e quebrada.[2]
Cor
A cor do solo é descrita quantitativamente por meio do sistema de cores Munsell, desenvolvido no início do século XX por Albert Munsell. Munsell era pintor e seu sistema abrange toda a gama de cores, embora os livros de cores Munsell especialmente adaptados para o solo, comumente usados em descrições de campo, incluam apenas as cores mais relevantes para os solos.[15]

O sistema de cores Munsell inclui os seguintes três componentes:
- Matiz (hue): indica a cor espectral dominante (ou seja, do arco-íris), que no solo é geralmente amarela e/ou vermelha. Cada página do livro de cores Munsell para solos exibe um matiz diferente. Exemplos incluem 10YR, 5YR e 2,5Y.
- Valor (value): indica claridade ou escuridão. O valor aumenta da parte inferior para a parte superior de cada página, com números mais baixos representando cores mais escuras. Uma cor com valor 0 seria preta
- Croma (chroma): indica intensidade ou saturação. O croma aumenta da esquerda para a direita em cada página, com números mais altos representando cores mais vivas ou saturadas. Uma cor com croma 0 seria cinza neutro.
As cores do solo podem ser bastante diversas e resultam do teor de matéria orgânica, da mineralogia e da presença e dos estados de oxidação dos óxidos de ferro e manganês. Solos ricos em matéria orgânica tendem a ser castanho-escuros ou mesmo pretos, devido ao acúmulo de matéria orgânica sobre as partículas minerais. Solos bem drenados e altamente intemperizados podem ser vermelhos ou castanhos brilhantes devido ao ferro oxidado, enquanto o ferro reduzido pode conferir cores cinzentas ou azuladas e indicar má drenagem. Quando o solo fica saturado por períodos prolongados, a disponibilidade de oxigênio é limitada e o ferro pode se tornar um aceptor biológico de elétrons. O ferro reduzido é mais solúvel do que o ferro oxidado e é facilmente lixiviado dos revestimentos das partículas, o que expõe minerais de silicato claros e nus, resultando em empobrecimento de ferro. Quando a redução e/ou o empobrecimento de ferro tornam o cinza a cor matriz dominante, diz-se que o solo está gleizado.[12]
A cor do solo também depende da umidade, especificamente do valor da cor. O status de umidade é classificado como "úmido" quando a adição de água não altera a cor do solo, ou como "seco" quando o solo está seco ao ar.[16] O status de umidade padrão para descrever o solo em campo varia regionalmente; áreas úmidas geralmente usam o estado úmido, enquanto áreas áridas usam o estado seco. Em descrições detalhadas, devem ser registradas ambas as cores, úmida e seca.[7]
Textura do solo

A textura do solo é a análise e a classificação da distribuição do tamanho das partículas no solo. As quantidades relativas de areia, silte e argila determinam a textura de um solo, o que afeta a aparência, o tato e as propriedades químicas do solo.[17]
Para muitos fins, é suficiente estimar a textura do solo manualmente, "ao tato" (ou "pelo tato"). Essa abordagem prática é amplamente utilizada em descrições de campo, especialmente quando não há acesso a análises laboratoriais detalhadas.[18]

Métodos laboratoriais
Nem todos os solos se prestam a determinações precisas de textura em campo devido à presença de outras partículas que interferem na medição da concentração de areia, silte e argila. A textura mineral pode ser obscurecida por altos teores de matéria orgânica do solo, óxidos de ferro, aluminossilicatos amorfos ou de curto alcance e carbonatos.
Para determinar com precisão a quantidade de argila, areia e silte em um solo, é necessário levá-lo a um laboratório para análise. Uma estratégia denominada análise granulométrica (particle size analysis - PSA) é realizada, começando com o pré-tratamento do solo para remover todas as outras partículas, como a matéria orgânica, que possam interferir na classificação. O pré-tratamento deve deixar o solo restrito às partículas de areia, silte e argila. O pré-tratamento pode consistir em processos como o peneiramento do solo para remover partículas maiores, permitindo assim que o solo seja adequadamente disperso.
Em seguida, podem ser utilizados ensaios com densímetro para calcular as quantidades de areia, silte e argila presentes. Esse procedimento consiste em misturar o solo pré-tratado com água e depois deixar a mistura sedimentar, anotando a leitura do densímetro. As partículas de areia são as maiores e, portanto, sedimentam mais rapidamente, seguidas pelas partículas de silte e, por último, pelas partículas de argila. As frações são então secas e pesadas. As três frações devem somar 100% para que o ensaio seja considerado bem-sucedido.
A análise por difração a laser também pode ser utilizada como alternativa aos métodos de peneiramento e densímetro.[19] A partir daí, o solo pode ser classificado utilizando-se um triângulo textural, que indica o tipo de solo com base nas porcentagens de cada partícula na amostra.
Estrutura do solo
As partículas do solo agregam-se naturalmente formando unidades ou formas maiores, denominadas agregados. Os agregados apresentam planos de fragilidade entre si e são geralmente identificados por meio da sondagem de perfis de solo expostos com uma faca, para soltar e quebrar suavemente volumes de solo.[1]

As descrições morfológicas da estrutura do solo incluem avaliações da forma, tamanho e grau. As formas da estrutura incluem: granular, laminar, blocos, prismática, colunar e outras, incluindo as formas sem estrutura: maciça e de grão simples. O tamanho é classificado em uma de seis categorias, que variam de "muito fino" a "extremamente grosso", com limites de tamanho diferentes para as várias formas, sendo as medidas tomadas na menor dimensão do agregado. O grau indica a nitidez dos agregados, ou seja, o quão facilmente distinguíveis eles são entre si, sendo descrito pelas classes "fraco", "moderado" e "forte".[7]
A estrutura é frequentemente melhor avaliada quando o solo está relativamente seco, pois os agregados podem inchar com a umidade, comprimir-se e reduzir a definição entre eles.[12]
Porosidade do solo
A porosidade da camada superficial do solo é a medida do espaço poroso, que geralmente diminui com o aumento do tamanho das partículas. Isso ocorre devido à formação de agregados em solos de textura fina, os quais conferem maior resistência à compactação. Solos arenosos apresentam maior densidade aparente e menor porosidade do que solos siltosos ou argilosos. A porosidade determina a quantidade de água e ar que o solo pode reter, afetando diretamente o crescimento das raízes.[20]
A porosidade do solo é complexa. Modelos tradicionais a consideram contínua, mas isso produz apenas resultados aproximados e não considera fatores ambientais que alteram a geometria dos poros. Modelos mais avançados incluem fractais, teoria das bolhas, teoria das fissuras, entre outros.[21]
Micromorfologia
A micromorfologia é uma ferramenta importante que permite observar os componentes estruturais do solo em sua forma natural, possibilitando melhor visualização do comportamento da estrutura e do espaço poroso para a compreensão de muitos problemas identificados em campo, em diversas áreas da ciência do solo. Sua utilização auxilia na compreensão da mineralogia, química e física dos solos; na análise de suas transformações estruturais; em estudos da atividade biológica no solo; na qualificação e quantificação do índice de vazios; na caracterização dos agregados e indicação do seu comportamento mecânico; na estimativa granulométrica; na caracterização dos tipos de ligações estruturais; na determinação do grau de isotropia e homogeneidade, entre outras.[22]

Micromorfologia na arqueologia
A micromorfologia do solo é uma técnica reconhecida na ciência do solo há cerca de 50 anos. A experiência obtida em estudos pedogênicos e de paleossolos permitiu seu uso inicial na investigação de solos enterrados por atividades arqueológicas. Mais recentemente, a ciência expandiu-se para caracterizar todos os solos e sedimentos arqueológicos, tendo sido bem-sucedida em fornecer informações culturais e paleoambientais únicas a partir de diversos sítios arqueológicos.[23]
Contribuições para o campo da arqueologia
Esta técnica abre um amplo espectro de possibilidades. Algumas contribuições que ajudariam a resolver certos questionamentos do registro arqueológico são:
- Realizar reconstruções históricas de solos e outros materiais sedimentares para obter uma cronologia relativa.
- Determinar o período temporal das ocupações (habitações), podendo esclarecer a recorrência das mesmas e, talvez, sua extensão temporal (embora isso nem sempre seja fácil de comprovar).
- Auxiliar na identificação macroscópica das áreas de atividade (ratificação macroscópica).[24]
Referências
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