Matéria Orgânica do Solo: Humificação e Reações Químicas

Produtos Formados Durante a Humificação

Biomoléculas: Substâncias orgânicas simples, identificáveis, de baixo peso molecular, com fórmula molecular definida e de curta duração no solo.

Substâncias Húmicas: Substâncias orgânicas de alto peso molecular, estrutura molecular complexa, sem fórmula molecular definida e com longo tempo de permanência no solo.

Importância da Matéria Orgânica

• Fonte de nutrientes
• Retenção de cátions e micronutrientes
• Melhora a estrutura do solo
• Aumenta a infiltração e retenção de água
• Promove a aeração
• Contribui para o sequestro de CO2

O que são Biomoléculas (Substâncias não Húmicas)?

São substâncias orgânicas simples, como carboidratos, proteínas, peptídeos, aminoácidos, gorduras, ceras e ácidos de baixo peso molecular. Suas principais características são:

• Produzidas continuamente por microrganismos e raízes de plantas.
• Têm composição e estrutura química conhecidas.
• São facilmente atacadas por microrganismos, persistindo no solo por pouco tempo.
• Atuam na complexação de metais e na agregação das partículas do solo.

O que são Substâncias Húmicas?

São compostos macromoleculares com as seguintes propriedades:

• Cor escura e alto peso molecular.
• Estrutura molecular complexa e sem fórmula definida.
• Alta área superficial específica.
• Acumulam (reversivelmente) água, íons e outras moléculas.

Reações da Matéria Orgânica em Solos

A matéria orgânica reage com:

• Íons metálicos em solos
• Minerais do solo
• Moléculas orgânicas

Propriedades dos Complexos Metálicos

Um complexo se forma quando as moléculas de água que circundam um íon metálico são deslocadas por outras moléculas ou íons, formando um composto de coordenação.

Efeitos da Formação de Complexos

A formação de complexos afeta:

• A alteração dos minerais.
• O acúmulo de metais no solo.
• A contaminação de lençóis freáticos.
• A mobilidade e disponibilidade dos metais.

Agentes Orgânicos Complexantes

• Ácidos húmicos
• Ácidos fúlvicos
• Ácidos orgânicos simples (provenientes da atividade microbiana)

Estabilidade dos Complexos Metal-Quelato

A estabilidade depende de fatores como:

• Número de átomos que se ligam ao metal.
• Número de anéis que são formados.
• Natureza e concentração do íon metálico.
• pH do meio.

Uma sequência de estabilidade para cátions divalentes é:

Importância das Reações de Quelação

A formação de complexos metal-orgânicos tem os seguintes efeitos em solos, sedimentos e águas naturais: os complexos orgânicos podem afetar a disponibilidade de micronutrientes para as plantas.

Reações da Matéria Orgânica com Minerais do Solo

O revestimento dos minerais do solo pelo húmus é importante nas reações químicas e na formação de agregados do solo. O húmus ligado aos minerais do solo parece ser relativamente estável contra a biodegradação, além de apresentar uma superfície reativa para os solutos dissolvidos na solução do solo.

Ponte de Hidrogênio

Ocorre entre o grupo funcional orgânico com os argilominerais e com os óxidos, e parece não ser muito significativa porque a eletronegatividade dos oxigênios de superfície usualmente não é suficientemente alta para formar pontes de hidrogênio fortes.

Interações de van der Waals

É importante para as interações húmus-minerais do solo e para os compostos orgânicos-húmus. Muitas estruturas que não são carregadas eletricamente podem reagir fortemente com estas moléculas através de interações de van der Waals (hidrofóbico).

Interação com Compostos Carregados

A matéria orgânica do solo (MOS) tem grupos funcionais carregados negativamente (COO-) que podem reagir com compostos orgânicos positivamente carregados (interação hidrofílica, ligações por pontes de água ou atração íon-dipolo).

Efeito Hidrofóbico

É a interação entre as partes não polares (hidrofóbicas) das moléculas. A adsorção hidrofóbica resulta de uma interação fraca do soluto-solvente e aumenta à medida que o soluto se torna mais não-polar ou sua solubilidade em água decresce.