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Revista de Ciências Agrárias

Print version ISSN 0871-018X

Rev. de Ciências Agrárias vol.38 no.4 Lisboa Dec. 2015

http://dx.doi.org/10.19084/RCA15135 

ARTIGO

São os Podzóis dominantes nas formações arenosas do litoral português? O caso da Mata Nacional de Leiria

Are Podzols dominant in sand formations of the Portuguese Litoral? The case of the Leiria National Forest

Fernando Monteiro*, Paulo Marques e Manuel Madeira

 

*Centro de Estudos Florestais, Instituto Superior de Agronomia - Universidade de Lisboa, Tapada da Ajuda, 1349-017 Lisboa, Portugal (*autor para correspondência. E-mail: fgmonteiro@isa.ulisboa.pt)

 

RESUMO

O conhecimento sobre os Podzóis que ocorrem em Portugal é escasso. Além de insuficientemente caracterizados, a sua verdadeira extensão e distribuição geográfica não é conhecida e o seu enquadramento taxonómico é controverso. Assim, foi desenvolvido um estudo visando aprofundar o conhecimento sobre tais solos. Estudaram-se as características morfológicas, físicas, químicas e mineralógicas de 22 pédones seleccionados na Mata Nacional de Leiria, formados em condições consideradas representativas daquelas em que os Podzóis ocorrem maioritariamente no País. Os solos formados em tais condições compreendem tanto Podzóis como Arenossolos sensu WRB 2006, sendo os últimos claramente dominantes. Os Podzóis apresentam horizontes álbicos muito espessos e horizontes espódicos relativamente incipientes, bastante escuros, com teores de matéria orgânica (MO) pouco acima do mínimo definido como diagnóstico, e com baixos teores de Al e especialmente de Fe. Os Arenossolos incluem, por um lado, solos com morfologia semelhante à dos Podzóis (mas com menor expressão de acumulação iluvial de MO e de Fe e Al) e, por outro, Arenossolos que não apresentam aquelas características (os dominantes), mas em que podem ocorrer horizontes álbicos bem expressos. Os primeiros destes Arenossolos constituem intergrades para os Podzóis e não são satisfatoriamente enquadráveis no sistema da WRB. As características dos Podzóis estão fortemente associadas à fraca alterabilidade e elevada permeabilidade do substrato litológico (sedimentos quartzosos não consolidados).

Palavras-chave: Arenossolos, carbono orgânico, classificação de solos, horizonte espódico, ferro e alumínio livres.

 

ABSTRACT

The knowledge on the Podzols which occur in Portugal is scarce. Besides its morphological characterization, their actual extension and distribution are unknown, and its taxonomy is controversial. Therefore, 22 pedons formed under conditions considered representative of those in which Podzols mostly occur in the country were selected in the Mata Nacional de Leiria, and their morphological, physical, chemical and mineralogical characteristics were studied. Soils developed in such conditions are both Podzols and Arenossolos sensu WRB 2006, but the latter are clearly predominant. The Podzols frequently show thick albic horizons and incipient spodic horizons; the latter are dusky, but show organic matter (OM) contents close the minimum threshold considered as diagnostic criteria for spodic horizons, and low content in Al and Fe. A wide spectrum of characteristics is observed in the Arenosols. Some of them present profils with morphology close to that of the Podzols, but with a low illuvial acumulationb of OM (and Fe e Al components), and the others (the predominant Arenosols in the study area) do not present intergrade characteristics, although they can show expressed albic horizons. The former Arenosols correspond to intergrades of Podzols which are not satisfactorily fit into the recent WRB versions. The characteristics of Podzols are strongly dependent on the low weatherability and high permeability of the lithological substrate (non consolidated quartzeous sediments).

Keywords: Arenosols, free aluminium and iron, organic carbon, soil classification, spodic horizon.

 

Introdução

Os Podzóis ocorrem quase exclusivamente em regiões de clima húmido e muito particularmente nas regiões boreais (Duchaufour, 1977). Todavia, a ocorrência destes solos não é condicionada em absoluto pelo regime de temperatura, pois encontram-se também em regiões temperadas e mesmo tropicais (Podzóis intrazonais), em especial sobre rochas siliciosas muito permeáveis e pobres em catiões não ácidos (Driessen et al., 2001). Em Portugal, os Podzóis foram reconhecidos quase exclusivamente na orla litoral do País, em correspondência com formações do Cenozóico recente, a Sul do Tejo, em sedimentos arenáceos consolidados e não consolidados mio-pliocénicos e plistocénicos (que incluem grande parte das bacias do Tejo e do Sado) e, no centro do país, em formações dunares e outros sedimentos miocénicos e plio-plistocénicos (Cardoso, 1965; Cardoso et al., 1973). A extensão que os Podzóis ocupam em Portugal Continental nunca foi, no entanto, cabalmente esclarecida, mas afirma-se que os mesmos ocorrem em cerca de 7% da área do território.

O conhecimento sobre os Podzóis que ocorrem em Portugal é escasso, desconhecendo-se a sua verdadeira extensão e distribuição geográfica; além disso, pouco se conhece sobre as suas características físicas, químicas e biológicas (SPCS, 2004), bem como sobre os factores determinantes do processo da sua formação. A caracterização disponível sobre estes solos assenta num reduzidíssimo número de pédones reconhecidos em áreas restritas e não inclui os parâmetros suficientes para o seu enquadramento taxonómico nos actuais sistemas de classificação de solos de índole universal – WRB (IUSS Working Group WRB, 2006) e Soil Taxonomy (Soil Survey Staff, 2014).

De acordo com a WRB 2006, Podzóis são solos com um horizonte espódico cujo topo está a menos de 2 m da superfície mineral do solo. Na Soil Taxonomy, os Espodossolos são solos que têm um horizonte subsuperficial (espódico), ou um horizonte Ap, constituídos por, pelo menos, 85% de materiais espódicos (Soil Survey Staff, 2014). Salvo diferenças de pormenor, estes materiais são definidos de forma semelhante à do horizonte espódico considerado na WRB 2006. Embora se considere que os Solos Podzolizados da Classificação dos Solos de Portugal apresentam um horizonte deste tipo (Cardoso, 1965 e 1974) e que, portanto, serão correlacionáveis com os Podzóis (WRB) e os Espodossolos (Soil Taxonomy), a caracterização que deles é feita na Carta dos Solos de Portugal apenas inclui a distribuição em profundidade do carbono orgânico e do “ferro livre”. Dos outros estudos realizados sobre estes solos avultam os respeitantes à Mata Nacional de Leiria (Azevedo, 1944; Cabrita, 1956; Oliveira, 1967; Cardoso et al., 1973), nos quais, de uma forma geral, foram classificados como Solos Podzolizados, ou Podzóis - sensu FAO (1974). Porém, estes estudos privilegiaram sobretudo características morfológicas do perfil e não são elucidativos quanto às características físicas e químicas.

Num estudo mais detalhado sobre a distribuição no perfil das diferentes formas de carbono orgânico, ferro e alumínio em pédones representativos de diversas unidades dos Solos Podzolizados, Gusmão e Madeira (1986) concluíram que, à luz dos critérios vigentes à época, nem todos esses solos preenchiam os requisitos para serem considerados Podzóis. Mais recentemente, Madeira et al. (2007) apontaram para conclusão semelhante e sugeriram que os Podzóis deverão ocupar uma extensão muito menor do que aquela que lhes foi atribuída (Cardoso et al., 1973).

A extensão atribuída aos Podzóis em Portugal Continental e a insuficiência do conhecimento sobre os mesmos e sobre a forma como interagem nos ecossistemas recomenda o aprofundamento do seu estudo. Importa conhecer com maior detalhe as características destes solos, o espectro da respectiva variação e os factores que determinam a sua ocorrência local e regional, de forma a permitir tanto o seu correcto enquadramento taxonómico, como a compreensão da sua distribuição geográfica e das suas funções nos ecossistemas. A Mata Nacional de Leiria é particularmente apropriada a um estudo desta índole, visto ser representativa das condições em que se considera que os Podzóis ocorrem maioritariamente em Portugal, quer quanto à natureza do substrato geológico, quer à da cobertura vegetal, constituída por povoamentos de pinheiro bravo (Pinus pinaster Ait.), espécie que se admite estar presente na região litoral-centro desde a última glaciação (Aguiar et al., 2007). Por outro lado, os povoamentos de pinheiro bravo são ecossistemas sensíveis às práticas de gestão (Madeira et al., 2009), devendo estas estar fundamentadas no conhecimento dos solos em que os mesmos estão instalados.

Neste contexto, estudaram-se diversos pédones da Mata Nacional de Leiria com o objectivo de i) conhecer detalhadamente as suas características morfológicas, físicas, químicas e mineralógicas, bem como o teor e a distribuição em profundidade das diferentes formas de ferro, alumínio e silício, ii) compreender a forma como a natureza do material originário e o relevo local influenciam as características e a formação destes solos no País e iii) esclarecer se os Solos Podzolizados são de facto susceptíveis de enquadramento nos Podzóis (IUSS Working Group WRB, 2006) e nos Espodossolos (Soil Survey Staff, 2014). O esclarecimento destas questões será também um contributo para a realização de uma síntese cartográfica nacional.

 

Material e métodos

Área de estudo

A Mata Nacional de Leiria (MNL) ocupa uma área aproximada de 11 000 ha e situa-se no concelho da Marinha Grande. Esta área insere-se numa bacia sedimentar detrítica situada no bordo oeste da Orla Mesocenozóica Ocidental, ou Bacia Lusitaniana, e é constituída essencialmente por sedimentos quaternários e neogénicos (siltes, areias e areolas), assentes em discordância sobre formações jurássicas e cretácicas (Zbyszewski, 1965; Zbyszewski e Torre de Assunção, 1965). Pela extensão que ocupam destacam-se as areias de duna (quaternárias) e, na parte mais oriental da Mata, afloramentos pliocénicos constituídos por areias de granulometria variável, que incluem frequentemente intercalações de diversa natureza – conglomeráticas, argilosas, siltíticas, areias micáceas e outras (Zbyszewski e Torre de Assunção, 1965). O relevo apresenta-se plano a ondulado em função da expressão das dunas, as quais formam três cordões principais sensivelmente paralelos à costa.

Segundo a classificação de Köppen o clima é do tipo Csb. A temperatura média anual do ar é de 14,1-14,2 ºC, registando-se os valores médios mensais mais elevados nos meses de Julho e Agosto (17,8 e 19,2ºC, respectivamente em S. Pedro de Moel e Marinha Grande) e os mais baixos em Janeiro (9,9ºC). A precipitação média anual varia entre 710 mm (S. Pedro de Moel) e 909 mm (Marinha Grande); o período de maior precipitação ocorre entre Outubro e Maio, com um máximo mensal em Janeiro (respectivamente 113 e 133 mm); a precipitação entre Junho e Setembro é escassa, ocorrendo os valores mínimos em Julho (6,3 mm na Marinha Grande) e em Agosto (7,1 mm em S. Pedro de Muel). A humidade relativa média anual do ar às 9 horas é de 81% em S. Pedro de Muel e de 84% na Marinha Grande (INMG, 1991).

A MNL é constituída por povoamentos ordenados de Pinus pinaster Ait., com diversas classes de idade. A vegetação sob coberto compreende um elevado número de espécies arbustivas e herbáceas, cuja distribuição e abundância relativa são muito afectadas pelas operações de gestão do pinhal. As espécies Simethis mattiazzi (Vand.) Sacc., Pteridium aquilinum (L.) Kuhn e Scilla monophyllos (Link in Schra) estão entre as mais abundantes nos casos em que a remoção da vegetação sob coberto tenha sido feita recentemente; com o decurso do tempo após tais intervencões tendem a tornar-se dominantes as espécies Ulex europaeus subsp. latebracteatus L., Calluna vulgaris (L.) Hull e Cistus salvifolius L..

Selecção e amostragem dos solos

O presente estudo incidiu sobre 22 pédones, distribuídos sensivelmente ao longo de dois transectos com orientação ENE-WSW e SE-NW (Figura 1), definidos de forma a englobar situações representativas das diferentes condições naturais, da antiguidade das formações dunares e da sua fixação, bem como da idade dos povoamentos instalados. Segundo Marques (2010), seis destes pédones classificam-se como Podzóis Ortsteinicos Álbicos e doze como Arenossolos Háplicos ou Álbicos (IUSS Working Group WRB, 2006), tendo os restantes sido considerados intergrades entre Arenossolos e Podzóis (Quadro 1).

 

 

Todos os perfis foram descritos morfologicamente segundo as normas descritas em FAO (2006) e a totalidade dos respectivos horizontes foram amostrados para caracterização física, química e mineralógica.

Metodologia analítica

As amostras foram secas ao ar e passadas por um crivo de 2 mm para quantificação da fracção grosseira. A granulometria foi determinada pelo método da pipeta (argila, <2 mm e limo, 2-20 mm), por sedimentação e decantação (areia fina, 0,02-0,2 mm) e crivagem (areia grossa, 0,2-2 mm), após destruição da matéria orgânica com H2O2 e dispersão com uma mistura de hexametafosfato de sódio e carbonato de sódio e agitação mecânica. O pH foi determinado em suspensões de solo em água e em KCl 1M (razão 1:2,5) por meio de um potenciómetro Metrohm 605. O C orgânico foi determinado por via húmida (De Leenheer e Van Hoven, 1958), tanto no solo como em extractos obtidos com pirofosfato de sódio. O teor de N total foi obtido pelo método de Kjeldahl. A capacidade de troca catiónica (CTC) e os catiões de troca não ácidos (CNA) foram determinados pelo método do acetato de amónio a pH 7,0 (Sumner e Miller, 1996) e quantificados por espectrofotometria de absorção atómica (EAA). A acidez de troca (Al3+ e H+) foi medida por titulação e retro-titulação de um extracto obtido com KCl 1M (Rhoades, 1982).

As formas de Fe, Al e Si extraíveis foram determinadas por extracção selectiva com citrato-bicarbonato-ditionito de sódio (Mehra e Jackson, 1960) – Fed, Ald –, com uma mistura de ácido oxálico e oxalato de amónio a pH 3,2 (Schwertmann, 1964) – Feo, Alo, Sio –, e com pirofosfato de sódio 0,1 M (Blakemore et al., 1987) – Fep, Alp, Sip. O Al de troca foi extraído com KCl 1 M (Alk) e as formas complexadas deste elemento com LaCl3 0,33 M (Hargrove e Thomas, 1981) – AlLa – e CuCl2 0,5 M (Juo e Kamprath, 1979) – AlCu. O doseamento do Al, Fe e Si foi efectuado por EAA.

Os métodos de dissolução selectiva mencionados não extraem fracções perfeitamente definidas dos elementos em causa. Todavia, considera-se geralmente (e. g., McKeague e Day, 1966; McKeague, 1967; Mokma e Buurman, 1982; Parfitt e Childs, 1988) que os seus resultados permitem estimar com razoável aproximação as seguintes fracções:

Fed - a totalidade das formas livres de Fe;

Ald - Al complexado pela matéria orgânica;

Feo - formas complexadas e amorfas de Fe;

Alo - formas complexadas e amorfas de Al e substâncias sílico-aluminosas amorfas ou mal cristalizadas do tipo alofana;

Sio - silício ligado a substâncias sílico-aluminosas amorfas ou mal cristalizadas do tipo alofana ou resultamte da dissolução de sílica opalina;

Fep e Alp – respectivamente, as formas de Fe e Al complexadas pela matéria orgânica;

Alk - Al permutável, presente em complexos de esfera externa;

AlLa - formas aluminosas permutáveis e as complexadas de muito baixa estabilidade; e

AlCu – o conjunto das formas de Al extraídas pelo KCl e pelo LaCl3 e a fracção do Al presente em complexos orgânicos de estabilidade média a baixa.

 

Resultados e discussão

Características morfológicas dos solos

Os horizontes superficiais dos solos mostram morfologia semelhante, apresentando todos eles um horizonte Ah de espessura variável, em regra de cor cinzenta a cinzenta escura e apédico, sobre o qual tende a desenvolver-se uma camada orgânica constituída por resíduos orgânicos em diversos estádios de decomposição, no máximo com cerca de 5 cm de espessura.

Nos Podzóis, sob o Ah existe sempre um horizonte eluvial muito nítido e quase sempre espesso (Figura 2), a exemplo do que usualmente sucede em regiões de clima temperado (Mokma e Buurman, 1982), que se desenvolve a partir de 20 - 40 cm de profundidade. Este encima horizontes iluviais do tipo Bh ou Bhs, em geral de cor parda escura a parda muito escura, quase sempre espessos (entre 35 e mais de 120 cm) e cimentados, os quais surgem a profundidades que variam entre 0,6 e 1,5 m. Nos Arenossolos o perfil é mais variado (Figura 2), podendo ser de tipo i) A-C ou A-(E)-C, indicando o símbolo (E) um horizonte eluvial incipiente (Arenossolos Háplicos), ou ii) A-E-C (Arenossolos Álbicos), ou ainda iii) A-E-Bh/Bhs-C, isto é, sob o horizonte eluvial existe um outro iluvial, morfologicamente análogo aos acima descritos, embora com expressão menos pronunciada, e cujo topo está também a menos de 2 m de profundidade. Estes pédones estão designados como “Intergrades Arenossolos/Podzóis” (Quadro 1) e a sua inclusão nos Arenossolos será discutida adiante.

 

 

Em consonância com a natureza do material originário, os solos estudados têm textura arenosa, havendo um largo predomínio da fracção areia grossa e teores insignificantes de limo e de argila (Quadro 2).

Carbono orgânico

Os teores de Corg são em geral baixos e muito variáveis de caso para caso, em particular nos horizontes Ah (Quadro 2). Este facto pode estar relacionado tanto com a idade dos povoamentos instalados, como com as operações de gestão do pinhal, e.g., desbastes e remoção de resíduos orgânicos da superfície do solo (Madeira et al., 2009). Todavia, o teor médio de Corg dos horizontes Ah é tendencialmente mais elevado nos Podzóis (16,9 g kg-1) do que nos Arenossolos strictu sensu, doravante designados apenas por Arenossolos (12,5 g kg-1), o mesmo acontecendo com a razão C/N, que se mostrou significativamente mais elevada nos primeiros (44,3) do que nos segundos (29,0). Estes valores são igualmente concordantes com o facto de o C extraído pelo pirofosfato (Cp), que em princípio compreende a fracção mais estável do Corg, atingir 57% deste último nos horizontes Ah dos Arenossolos e apenas 19% nos dos Podzóis. Este padrão deverá estar em conformidade com o carácter mais acídico dos últimos (Suárez Abelenda et al., 2011).

A distribuição em profundidade do Corg é também muito diferente entre os solos estudados (Quadro 2). Enquanto nos horizontes iluviais dos Podzóis se observa um segundo máximo de Corg (8,6 g kg-1) – teor que é cerca de dez vezes superior ao observado nos horizontes eluviais suprajacentes (0,8 g kg-1) –, na grande maioria dos Arenossolos o teor de Corg decresce de forma abrupta com a profundidade, podendo ou não registar-se um aumento ligeiro em camadas C bastante profundas. Nos Arenossolos de transição (intergrades) a distribuição em profundidade do Corg segue um padrão semelhante ao dos Podzóis, mas o seu teor nos horizontes iluviais (2,6 g kg-1) é manifestamente inferior ao observado nos últimos (Quadro 2).

Não obstante a elevada biomassa no termo da revolução dos povoamentos da MNL (Madeira et al., 2009), o teor de Corg nos solos é baixo, nomeadamente nos horizontes espódicos. Para além dos possíveis efeitos atribuíveis ao sistema de gestão dos povoamentos de pinhal, este padrão poderá dever-se, por um lado, ao baixíssimo teor da fracção argilosa (textura arenosa) dos solos (Quadro 2); por outro, a amenidade das condições climáticas locais sugere a ocorrência de condições ecológicas consideradas propícias à actividade biológica e, portanto, à elevada taxa de decomposição de resíduos e compostos orgânicos, como relatam Berg et al. (1993) a propósito da decomposição de resíduos de P. pinaster.

Complexo de troca

A capacidade de troca catiónica (CTC) dos solos em apreço é muito variável e, dado o baixíssimo teor da fracção argila, está maioritariamente dependente do teor de matéria orgânica (MO), com o qual se correlaciona fortemente (r2=0,790, p<0,01). Por isso, à excepção dos Podzóis, a CTC é mais elevada nos horizontes Ah, nos quais raramente excede 10 cmolc kg-1 e é frequentemente inferior a 5 cmolc kg-1 (Quadro 2). Nos Podzóis, a CTC tende a ser mais elevada nos horizontes iluviais (6,3 cmolc kg-1) do que nos Ah (4,4 cmolc kg-1) (Quadro 2). Este facto poderá ser explicado pelo mais elevado grau de humificação da MO nesses horizontes, como a mais elevada proporção de Cp no total do Corg (79%) sugere.

Os solos estudados são muito pobres em CNA, o que decorre da composição mineralógica do substrato litológico, que é constituído quase totalmente por quartzo e por quantidades ínfimas de feldspatos potássicos (Monteiro, dados não publicados). Desta forma, o somatório dos CNA (SCNA) é extremamente baixo, sendo, em média, inferior a 0,1 cmolc kg-1 nos horizontes E e nas camadas C e em torno de 0,15 cmolc kg-1 nos horizontes iluviais. Nos horizontes superficiais a decomposição dos resíduos orgânicos origina o aumento do teor em catiões não ácidos, em particular de Ca2+ e de Mg2+, pelo que o SCNA alcança valores médios entre 1 e 2 cmolc kg-1 (Quadro 2).

Os valores mais elevados do grau de saturação em CNA (GS) verificam-se por isso nos horizontes Ah, onde, apesar da diminuta CTC, se registam valores médios de apenas 22% e 37%, respectivamente nos Podzóis e nos Arenossolos (Quadro 2). Todavia, em alguns pédones foram observados valores do SCNA que mais do que duplicam os referidos, devido sobretudo a teores mais elevados de Ca de troca. Nestes casos o GS é sempre mais elevado do que acima se refere, em especial nos horizontes Ah, nos quais excede 50%. Isto explica-se pela ocorrência de pequenas variações na composição mineralógica das areias da área de estudo, as quais podem incluir diminutas quantidades de plagioclases. As diferenças assinaladas no teor dos CNA não serão na totalidade atribuíveis à diferente natureza dos solos em causa, uma vez que tanto a idade das plantações como a remoção das camadas orgânicas ou a perturbação da superfície do solo são susceptíveis de fazer variar tal teor (Madeira et al., 2009) e, de uma forma geral, também outras características do solo correlacionadas com ele, como o pH.

À excepção dos solos mais bem providos em CNA que acima se mencionaram e nos quais os valores de pH (em água), são de aproximadamente 6 em todos os horizontes, a reacção dos solos da MNL é geralmente ácida ou mesmo muito ácida (Quadro 2). Isto decorre naturalmente da acção acidificante da MO não compensada por catiões de troca não ácidos, como é patente nos horizontes superficiais e em especial nos dos Podzóis. Com efeito, os horizontes Ah destes são os mais ácidos, apresentando um valor médio de pH em água (4,63) que se mostrou significativamente inferior ao dos Arenossolos (5,37). Ao longo do perfil dos Podzóis, verifica-se um aumento de pH, que é em média de cerca de meia unidade nos horizontes E (5,17), baixando depois ligeiramente nos Bh/Bhs (5,05). Nos Arenossolos a variação de pH em profundidade é em geral pequena e algo errática. Nas camadas C o pH em água é da mesma ordem de grandeza em todos os pédones (5,4-5,5). Os valores de pH em KCl são sempre inferiores aos medidos em água em cerca de 1,5 unidades nos horizontes Ah dos Podzóis e 1,7 nos dos restantes pédones, ao passo que nos horizontes Bhs essa diferença ronda em média 0,8 unidades. Contrariamente ao que sucede com o pH em água, o pH em KCl aumenta regularmente em profundidade.

Realça-se que o valor de pH do horizonte Ah dos Podzóis considerados é ainda mais baixo do que o observado no mesmo horizonte de Podzóis desenvolvidos sobre rochas quartzíticas e em condições mais pluviosas (1200-1400 mm) no País Basco (Suárez Abelenda et al., 2011).

Formas de ferro, alumínio e silício

Formas de ferro extraídas pelo CBD e pelo oxalato e pelo pirofosfato

As quantidades de Fe extraídas com o oxalato de amónio (Feo), o CBD (Fed) e o pirofosfato (Fep) são muito baixas (Quadro 3). Os teores mais elevados das diversas formas extraídas ocorrem invariavelmente nos horizontes Bhs dos Podzóis e dos Arenossolos afins a estes (intergrades) e, nos casos em que este horizonte está subdividido, na sua na parte superior. Em tais horizontes os valores de Feo e de Fep são de aproximadamente 0,5 g kg-1 nos Podzóis e de metade ou menos deste valor nos intergrades mencionados. Nos restantes horizontes, independentemente da classificação dos respectivos pédones, estas formas de Fe representam no máximo de 0,2 g kg-1 e são frequentemente inferiores a 0,1 g kg-1. Os teores de Fed são ligeiramente mais elevados e alcançam nos horizontes iluviais dos Podzóis e dos intergrades, valores de cerca de 1 e 0,25 g kg-1, respectivamente. Nos restantes horizontes e à excepção das camadas C contíguas aos Bhs, o Fed é inferior a 0,3 g kg-1. A forma de distribuição em profundidade (Figura 3) é pois semelhante nas fracções em causa, com os valores mais elevados a ocorrerem em correspondência com o máximo secundário de Corg no perfil (Quadro 3).

As formas cristalinas de Fe (estimadas pela diferença Fed-Feo) são geralmente maioritárias, excepto nos horizontes Bhs, nos quais as formas amorfas ligadas ou não à MO (Feo) se tornam dominantes ou igualam as cristalinas. A correlação entre o Fep e o Feo é muito forte, tanto nos Podzóis (r2=0,892, p<0,01), como na generalidade dos pédones de estudo (r2=0,825, p<0,01) e sugere que o oxalato e o pirofosfato extrairam essencialmente as mesmas formas de Fe. Como a razão Fep/Feo é geralmente superior à unidade, admite-se que as formas não cristalinas de Fe presentes nos horizontes Bhs deverão ser principalmente as ligadas à MO (Bruckert, 1979; Higashi et al., 1981), ainda que esta indicação possa merecer alguma reserva, uma vez que o pirofosfato pode não só peptizar partículas muito finas de hidróxidos de ferro amorfo, como também extrair formas cristalinas de reduzida dimensão (Madeira e Jeanroy, 1984; Parfitt e Childs, 1988). A saturação da MO em Fe, expressa pela razão molar Corg/Fep é sempre muito baixa. Nos horizontes Ah o valor médio dessa razão é, respectivamente, de quase 1 500 nos Podzóis, 862 nos Arenossolos de transição e de 648 nos Arenossolos sensu strictu; nos horizontes iluviais aqueles valores são de 189 nos Podzóis e de 130 nos intergrades (Quadro 3).

As pequenas quantidades das diversas fracões de Fe que existem nos solos estudados e a baixa saturação da MO em Fe sugerem que o papel deste elemento na dinâmica dos processos que levam à diferenciação dos horizontes iluviais é muito reduzido. Situações destas são, aliás, comuns nos Podzóis intrazonais das regiões temperadas (Buurman e Jongmans, 2002), nos quais a cor geralmente muito escura dos horizontes espódicos corrobora o fraco papel deste elemento, por contraposição com o da MO, que é bastante mais importante.

Formas de alumínio extraídas pelo CBD, pelo oxalato e pelo pirofosfato

Os reagentes acima mencionados são igualmente utilizados para solubilizar as formas orgânicas do Al, embora a verdadeira natureza dessas fracções suscite bastantes incertezas. As quantidades por eles extraídas diferem frequentemente em razão de os diferentes valores de pH a que operam lhes conferirem diferente capacidade para solubilizarem complexos alumino-orgânicos, formas aluminosas amorfas ou de baixa cristalinidade, ou mesmo alguns minerais primários. Acresce que a solubilidade das formas complexadas de Al é susceptível de ser modificada por interacção entre estas e o Fe. Wada e Greenland (1970) e Mokma e Buurman (1982) admitem que o Al extraído pelo CBD (Ald) é geralmente menos afectado por essas variações e por isso consideram-no mais representativo das formas de Al ligadas à MO. No entanto, a utilização do tampão oxalato-oxálico e do pirofosfato de sódio para a diferenciação das formas de Al não cristalino é presentemente mais consensual e os seus resultados são correntemente utilizados na classificação dos solos nos modernos sistemas taxonómicos (e. g., WRB e Soil Taxonomy). O pirofosfato de sódio é utilizado para a extracção do Al ligado especificamente a complexos orgânicos (Alp), visto que a sua capacidade para solubilizar hidróxidos e formas de baixa cristalinidade é pequena. O oxalato extrai a totalidade da fracção reactiva do Al no solo (Higashi e Ikeda, 1974; McKeague e Day, 1966), isto é, as formas orgânicas, as amorfas e as de baixa cristalinidade (Alo), pelo que as formas inorgânicas amorfas e minerais do tipo alofana ou imogolite se podem estimar pela diferença Alo-Alp.

Os teores de Al extraídos por esses reagentes nos pédones estudados são em geral mais elevados do que os de Fe, mas pouco diferenciados entre si, em especial nos horizontes Ah e E. Em regra, as quantidades solubilizadas seguem geralmente a ordem Ald≥Alp≥Alo, mas, com raras excepções, o padrão de distribuição ao longo do perfil é o mesmo para todos os extractantes e semelhante ao verificado com o Fe (Figura 3). Assim, os valores mínimos (pouco acima de zero) ocorrem nos horizontes E, e os mais elevados na parte superior dos Bhs (entre 0,2 e 3,7 g kg-1 de Alo, entre 0,9 e 4,6 g kg-1 de Ald e entre 0,6 e 3,7 g kg-1 de Alp) (Quadro 3), em linha com os máximos secundários de Corg (Figura 3). A distribuição em profundidade do Al e do Fe nos solos estudados difere, portanto, da que acontece com frequência em solos sujeitos a evolução podzolizante (Jersak et al., 1995), nos quais os teores máximos daqueles elementos ocorrem a diferente profundidade. Todavia, situações análogas à observada não são incomuns (Ugolini e Dahlgren, 1987).

As razões Alp/Alo (ou Ald/Alo) são, com raras excepções, superiores à unidade ou próximas desse valor nos horizontes Bhs, pondo em evidência que as formas de Al que neles dominam são orgânicas. A saturação da MO em Al, avaliada pela razão molar C/Alp, aumenta abruptamente em profundidade, passando nos Podzóis de 438 nos horizontes Ah para 12 nos Bhs e, nos intergrades, de 185 nos Ah para 9 nos horizontes de tipo iluvial (Quadro 3). Todavia, estes valores são meramente indicativos, uma vez que aquela razão depende muito do grau de humificação e de outras características da MO (García-Rodeja et al., 2004). A razão molar Alp/Cp, em princípio menos afectada pela variação do grau de humificação da MO, toma, por seu turno, valores médios de 0,02 nos horizontes Ah do conjunto de pédones estudados e de 0,13 (entre 0,05 e 0,20) nos Bhs dos Podzóis (Quadro 3), os quais são um pouco inferiores aos valores mais elevados referidos para este índice, que se situam no intervalo 0,16-0,20 (Schintzer e Khan, 1972; Higashi et al., 1981).

Alumínio extraído pelo KCl, pelo LaCl3 e pelo CuCl2

A extracção da fracção orgânica do Al por sais não tamponizados de Cu (CuCl2) e de La (LaCl3) é considerada alternativa aos acima mencionados, cuja especificidade para as diversas formas de Al nos solos é questionável (Paterson et al., 1993; Kaiser e Zech, 1996). Os resultados dos métodos de extracção do Al com sais tamponizados são frequentemente utilizados em conjugação com os respeitantes ao Al permutável, extraído pelo KCl (Alk) para estimar fracções orgânicas específicas deste elemento. De acordo com a interpretação usual e uma vez que o Alk representa apenas formas permutáveis, a diferença AlLa - Alk corresponde a formas orgânicas muito lábeis e de muito elevada mobilidade e a diferença AlCu - AlLa representa o Al associado a complexos orgânicos de estabilidade média a baixa, ou seja, de mobilidade média a elevada (Hargrove e Thomas, 1984). As formas orgânicas de Al de maior estabilidade poderão, deste modo, ser estimadas pela diferença Alp-AlCu.

Nos pédones em estudo as quantidades de Al extraídas por estes sais são também muito baixas, como se mostra no Quadro 4 (valores médios da totalidade dos pédones analisados) e na Figura 4 (teores e distribuição em profundidade do Al em pédones representativos). Globalmente, o valor médio de Alk varia entre 0,05 e 0,12 cmolc kg-1 nos horizontes Ah dos Podzóis e dos Arenossolos e é de 0,31 cmolc kg-1 nos horizontes Bhs (Quadro 4). Apesar de as maiores quantidades de Alk ocorrerem nestes horizontes, que são geralmente os mais ácidos, o Alk não se correlaciona nem com o pH em água nem com o pH em KCl, o que está em concordância com o facto de nestes pédones a quase totalidade do Al estar ligado à MO.

O LaCl3 extraíu quantidades um pouco mais elevadas de Al do que o KCl. Nos horizontes Ah, o respectivo teor foi, em média, de 0,21 cmolc kg-1 nos Arenossolos, de 0,35 cmolc kg-1 nos Podzóis e de 0,62 cmolc kg-1 nos intergrades, enquanto nos horizontes iluviais foi de 1,50 e 0,56 cmolc kg-1, respectivamente nos intergrades e nos Podzóis. Deste modo, nos horizontes Ah, o Al especificamente extraído pelo LaCl3 (AlLa-AlK) representa 20%, 19% e 8% do Al ligado à MO (Alp), respectivamente nos Podzóis, nos intergrades e nos Arenossolos, enquanto nos horizontes iluviais aquela proporção é apenas 7% nos Podzóis e 5% nos intergrades (Quadro 4). Em geral, as diferenças entre as proporções assinaladas acompanham a razão Cp/Corg. Esta é mais elevada nos horizontes Ah dos Arenossolos do que nos dos Podzóis, e é também mais elevada nos horizontes Bhs do que nos Ah. Tais diferenças também indicam que a fracção da MO com maior mobilidade é significativamente mais elevada nos horizontes Ah dos Podzóis (e nos dos intergrades) do que nos dos Arenossolos, porquanto se admite que a eficiência extractiva do LaCl3 é maior em solos cujos complexos alumino-orgânicos são particularmente lábeis (Hargrove e Thomas, 1984; Urrutia et al., 1995). Todavia, os teores de AlLa em análise não se correlacionaram significativamente com o pH, com o Corg, ou com o Cp, se bem que manifestem tendência para aumentar tanto com os teores de Corg, como com os de Cp.

O CuCl2 extraíu, em média, entre 0,63 e 1,64 cmolc Al kg-1 nos horizontes Ah, respectivamente dos Arenossolos e dos intergrades, e entre 9,9 e 2,8 cmolc Al kg-1 nos horizontes Bhs dos Podzóis e dos intergrades, pela mesma ordem (Quadro 4). Estes valores são mais elevados do que os obtidos com o LaCl3, mas geralmente inferiores àqueles que o pirofosfato solubilizou. O Al extraído segue, assim, a ordem Alk<AlLa<<AlCu<Alp, que é semelhante à referida por outros autores (e. g., Hargrove e Thomas, 1981 e 1984; Urrutia et al., 1995; García-Rodeja et al., 2004; Auxtero e Madeira, 2011). O AlCu apresenta uma correlação muito forte com o Cp (r2=0,811) e também com Corg, embora neste caso o ajustamento se faça segundo equações distintas para os horizontes Ah e para os Bhs (Figura 5). Nos horizontes Bhs a razão AlCu/Alp varia entre 0,25 e 0,76 (média de 0,48), valores que apenas em parte concordam com os referidos por Dahlgren e Walker (1993) para horizontes B de Podzóis (0,5-0,8). Nos horizontes Ah dos Podzóis aquela razão apresenta valores mais elevados, situados no intervalo entre 0,36 e 1,31 (média de 0,85), os quais, por sua vez, são claramente superiores aos calculados para os Arenossolos, que variam entre 0,18 e 0,63 (média de 0,31) (Quadro 4).

De uma forma geral, o Alp, o Alp-AlCu, o AlCu e mesmo a fracção especificamente extraída pelo CuCl2 (AlCu-AlLa) apresentam correlações estatisticamente significativas com o Corg e com o Cp, o que indicia que qualquer destas fracções do Al está maioritariamente relacionada com a MO do solo e, em particular, com a sua fracção humificada. A proporção relativamente ao Alp das fracções especificamente extraídas pelo AlCu e pelo AlLa (Quadro 4) sugerem por outro lado que os complexos alumino-orgânicos dos horizontes Ah dos Podzóis (e Arenossolos mais afins a estes) serão mais lábeis e mais móveis do que os existentes nos Ah dos Arenossolos. Com efeito, a fracção mais estável daqueles complexos (Alp-AlCu) é significativamente maior nos horizontes Ah dos Arenossolos (69%) do que dos Podzóis (15%), em concordância, aliás, com a maior saturação dos primeiros em Alp. Todavia, tal não implica que nos horizontes Ah dos Arenossolos a mobilidade daqueles complexos seja necessariamente reduzida, porquanto a saturação em AlCu da MO que neles ocorre, expressa pela razão molar C/AlCu, é muito baixa e da mesma ordem de grandeza da dos Podzóis (superior a 400), em contraste com o que se verifica nos horizontes iluviais dos Podzóis e dos Arenossolos de transição, nos quais o valor médio daquela razão é de 24 e 26, respectivamente (Quadro 4).

Silício extraído pelo oxalato de amónio

As formas não cristalinas de silício presentes no solo estão essencialmente combinadas com Al, em minerais do tipo alofana ou imogolite, ou com o Fe, em minerais como a hisingerite, cuja dissolução é usualmente feita com o tampão oxalato-oxálico (Higashi e Ikeda, 1974). Nos pédones do presente estudo, o Si assim extraído (Sio) apresenta valores em geral inferiores a 2 g kg-1 e, mais frequentemente, a 1 g kg-1, pelo que nenhuma das fases de baixa cristalinidade referidas deverá ocorrer em quantidade relevante, nos pédones estudados.

Classificação dos solos

O presente estudo evidencia que a maior parte dos pédones da Mata Nacional de Leiria – habitualmente considerados Solos Podzolizados (Cardoso, 1965 e 1974) ou Podzóis sensu FAO (1974) – não reune condições para ser enquadrada nos Podzóis sensu WRB 2006 (IUSS Working Group WRB, 2006). Aliás, esta constatação está em linha com os resultados relatados por Gusmão e Madeira (1986) para um número reduzido de pédones desenvolvidos sobre formações arenáceas de várias áreas do litoral do País.

Face à textura arenosa e à ausência de características de diagnóstico próprias de outros horizontes que não um ábico em alguns deles (Figura 2), tais pédones terão de ser enquadrados nos Arenossolos Álbicos ou Háplicos do sistema WRB, como já anteriormente referido (Marques, 2010). Os primeiros são todos fortemente insaturados (grau de saturação em catiões não ácidos inferior a 50% entre 20 e 100 cm de profundidade e inferior a 20% em camadas até 100 cm de profundidade), pelo que se enquadram de facto nos Arenossolos Álbicos (Hiperdístricos). Aos segundos (Arenossolos Háplicos) ser-lhes-ão aplicáveis os qualificadores de “2º nível” (suffix qualifiers) “Êutrico”, “Ortodístrico”, ou “Hiperdístrico”, consoante o respectivo grau de saturação seja, respectivamente, superior a 50%, inferior a este valor (em ambos os casos entre 20 e 100 cm de profundidade), ou como mencionado para os Arenossolos Álbicos.

Os Podzóis incluídos no presente estudo (Podzóis Ortsteinicos Álbicos) apresentam como características de diagnóstico dos respectivos horizontes espódicos o teor em Corg, o pH, a côr e a cimentação (Figura 2). Os teores de Alo e Feo neles determinados são muito baixos e o somatório Alo+½Feo em nenhum dos casos atingiu o limiar de 5 g kg-1 que constitui um dos critérios alternativos para identificação de tais horizontes. Além disso, nenhum dos qualificadores “de 2º nível” propostos na WRB (2006) lhes é aplicável.

Os Arenossolos que para além de horizontes eluviais possuem também horizontes iluviais são de classificação mais discutível, pois os qualificadores propostos para estes solos no sistema WRB 2006 não permitem traduzir cabalmente as suas características (Figura 2). Com efeito, os seus horizontes iluviais possuem um conjunto de características que os aproximam dos espódicos, nomeadamente a tipologia e localização relativa no perfil, a cor, o pH e a acumulação iluvial de complexos orgânicos com Al (e Fe) (Figuras 3 e 4, pédone PL20). Além disso, o grau de cimentação dos referidos horizontes é suficiente para impedir ou dificultar a penetração de raízes, podendo limitar a espessura efectiva do solo. Deste modo, tais solos distinguem-se claramente dos Arenossolos Álbicos pela maior diferenciação dos seus horizontes e por propriedades que têm implicações tanto nas suas funções, como na sua utilização, pois a matéria orgânica que acumulam subsuperficialmente não poderá deixar de lhes conferir capacidades acrescidas de retenção de água e de nutrientes. Dada a evolução podzolizante que os caracteriza, estes solos podem apropriadamente considerar-se intergrades entre Arenossolos e Podzóis. No sistema WRB 2006 as transições entre Agrupamentos Principais de Solos são distinguidas por qualificadores apropriados de 1º nível (prefix qualifiers). Justificar-se-ia, por isso, adoptar um novo qualificador que reflectisse a natureza dos solos em apreço (e.g, Protoespódico), o qual deveria ter definição próxima da dos subgrupos Spodic da Soil Taxonomy (Soil Survey Staff, 2014). Esta insuficiência da WRB continua a manifestar-se na versão de 2014 (IUSS Working Group WRB, 2014), apesar da inclusão nesta última de um qualificador Protospodic. Com efeito, a definição adoptada para este qualificador corresponde no essencial à de um horizonte espódico de reduzida espessura, pelo que não é aplicável aos intergrades em apreço.

Formação e distribuição dos Podzóis

As características dos Podzóis identificados na Mata Nacional de Leiria mostram que a diferenciação do respectivo perfil ocorre em resultado da translocação e iluviação de matéria orgânica e de complexos organo-metálicos, cuja baixa concentração em Al e em Fe facilita a respectiva mobilização (Duchaufour, 1977). Os resultados do presente estudo demonstram que a mobilidade daqueles compostos é mais elevada nos Podzóis e solos afins do que nos Arenossolos. Entretanto, em muitos destes últimos, o teor de Al presente nos horizontes Ah é ainda muito baixo e permite a translocação de compostos orgânicos, facto que é concordante com o desenvolvimento de horizontes álbicos e de pequenas bolsas enriquecidas em matéria orgânica heterogeneamente distribuídas em camadas subjacentes.

A acumulação iluvial de materiais espódicos apenas se verifica num número relativamente limitado de casos, o que indica que condições propícias à imobilização daqueles compostos não são de ocorrência generalizada. Tais condições são geralmente atribuídas ao aumento em profundidade da carga catiónica dos complexos organo-metálicos devido à alteração dos minerais do material originário (McKeague et al., 1973), à anulação da carga dos complexos organo-metálicos anfotéricos induzida por elevação do pH em profundidade, ou ainda à decomposição da fracção orgânica dos complexos por acção de microorganismos (Lundström et al., 2000; Buurman e Jongmans, 2002). No caso presente, a extrema pobreza em catiões não ácidos do material originário e a pequena variação do pH ao longo do perfil não justificará nem o aumento em profundidade da actividade dos microorganismos, nem a modificação da carga eléctrica dos complexos organo-metálicos. Por outro lado e como referido, nos horizontes iluviais, o teor em catiões metálicos, ainda que mais elevado do que nos restantes horizontes, é ainda muito baixo.

A distribuição espacial dos Podzóis e solos afins observados na área de estudo aponta para que a imobilização daqueles compostos se deva principalmente à desaceleração do fluxo de água em profundidade, devida quer à presença de toalhas freáticas, quer à redução de porosidade do substrato mineral associada a descontinuidades litológicas. Com efeito, os solos em causa foram observados sobretudo na zona mais oriental da Mata Nacional de Leiria (Figura 1), próximo do contacto entre os materiais dunares e as formações pliocénicas, onde a toalha freática pode subir a menos de 1 m de profundidade no Inverno, bem como junto ao sopé de dunas do cordão dunar intermédio, em zona levemente depressionária, onde a toalha freática se pode aproximar da superfície, e numa zona a norte da Mata na qual, a pequena profundidade, ocorrem sedimentos pouco permeáveis de natureza micácea que se admite resultarem do preenchimento de depressões controladas por falhas de orientação sensivelmente NE-SW relacionadas com a abertura do Atlântico Norte e a posterior evolução tectónica e sedimentar da Bacia Lusitaniana (Paulo Fonseca, comunicação pessoal). A ocorrência de toalhas freáticas a pequena profundidade está, aliás, frequentemente associada à diferenciação de solos análogos aos referidos, a exemplo do que é referido por Righi e Wilbert (1984) para Podzóis das Landes da Gasconha (França), que ocorrem sobre materiais arenosos e em correspondência com povoamentos de P. pinaster. Este tipo de substrato litológico, quase sempre muito pobre em catiões não ácidos e de elevada permeabilidade é, de resto, fundamental para o desenvolvimento destes solos em condições de clima temperado. Tenha-se em conta, por exemplo, que os Podzóis da região costeira da Galiza (Espanha), ainda que desenvolvidos em meio mais pluvioso do que o da área de estudo, também ocorrem exclusivamente sobre tais materais (Macías-Vazquez et al., 1987).

A possível influência do relevo e da antiguidade das formações arbóreas na evolução dos Podzóis da Mata Nacional de Leiria não é discernível, dado que, por exemplo, as áreas planas e as mais antigas da Mata coincidem em geral com aquelas em que ocorrem as características litológicas e as condições hidrológicas consideradas favoráveis à diferenciação de Podzóis. Assim, parece inequívoco que a diferenciação dos solos identificados na Mata Nacional de Leiria (Figura 2) está grandemente associada às especificidades locais da geologia e das respectivas condições hidrológicas.

Deste modo, os Podzóis e intergrades Arenossolos/Podzóis ocupam uma extensão geográfica bastante limitada na área estudada, na qual os Arenossolos Háplicos e Álbicos são largamente predominantes. Os resultados do presente estudo sugerem, ainda, que muitas das unidades-solo enquadradas nos Solos Podzolizados que ocorrem na faixa litoral do País e nas bacias do Tejo e do Sado (Cardoso et al., 1973) não corresponderão a Podzóis (sensu WRB), dado que as respectivas características físicas e químicas se afastam bastante das que tipificam estes últimos. Este assunto deverá ser aprofundado e levado em devida conta num futuro trabalho de síntese da cartografia dos solos do Portugal.

 

Conclusões

Os solos da área de estudo distribuem-se exclusivamente pelos agrupamentos principais Podzóis e Arenossolos da WRB 2006. Os horizontes superficiais são morfologicamente semelhantes, embora os dos Podzóis sejam algo menos pobres em carbono, mais ácidos e mais distróficos do que os dos Arenossolos. Os Podzóis apresentam horizontes álbicos espessos e horizontes espódicos cimentados (ortstein) bastante escuros, em regra incipientes, com teores de carbono pouco acima do valor mínimo admissível para assim serem considerados e teores muito baixos de Al e Fe extraíveis pelo oxalato. Os Arenossolos estão igualmente sujeitos a um processo evolutivo de natureza podzolizante. Alguns deles apresentam perfis com morfologia semelhante à dos Podzóis, mas com acumulação iluvial de carbono orgânico e de Fe e Al muito menos acentuada, tratando-se de “intergrades” entre Arenossolos e Podzóis que não são enquadráveis no sistema WRB (2006 e 2014). Na maior parte dos casos a acumulação iluvial daqueles compostos não ocorre, ou é muito discreta, e os solos enquadram-se nos Arenossolos Álbicos ou Háplicos. A natureza quartzosa e a elevada permeabilidade do material originário são determinantes do processo podzolizante e das características dos solos estudados. A expressão da podzolização está grandemente associada a variações das formações geológicas e hidrológicas locais. São necessários estudos mais detalhados para investigar a possível influência do relevo, da natureza da vegetação e do tempo na evolução dos solos da Mata Nacional de Leiria.

 

Agradecimentos

O presente estudo foi realizado no âmbito das actividades do Centro de Estudos Florestais (PEst – OE/AGR/UI0239/2011 e PEst – OE/AGR/UI0239/2014). Os autores agradecem ao Professor Mário Lousã a classificação das espécies da vegetação sob coberto e ao Professor Paulo Fonseca esclarecimentos sobre as formações geológicas da área de estudo. Aos Eng.os Silvicultores Rita Gomes e Octávio Ferreira agradecem a disponibilização de informação inerente à Mata Nacional de Leiria. Agradecem ainda ao pessoal do Laboratório de Solos do Departamento de Recursos Naturais, Ambiente e Território do Instituto Superior de Agronomia o processamento analítico das amostras de solo.

 

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Recebido/Received: 2015.07.02

Aceite/Accepted: 2015.09.30

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