Mineralogy of the clay fraction of Alfisols in two slope curvatures: III - spatial variability

Abstract

O conhecimento da distribuição dos minerais da fração argila na paisagem permite o entendimento da influência do relevo no teor e nos atributos dos minerais como goethita, hematita, caulinita e gibbsita. Buscando entender as relações entre os atributos dos minerais da fração argila e as formas da paisagem, o presente trabalho tem como objetivo caracterizar os atributos dos minerais da fração argila - goethita, hematita, caulinita e gibbsita - bem como, avaliar a variabilidade espacial dos mesmos em duas curvaturas. Uma malha de dimensão de 100 x 100 m foi delimitada em uma área caracterizada pela forma convexa e outra em uma área caracterizada pela forma côncava. As malhas possuíam espaçamento regular de 10 x 10 m e os pontos de cruzamento deste espaçamento determinaram os pontos de coleta das amostras, num total de 121 pontos amostrais georreferenciados em cada malha. Amostras para determinação dos óxidos de ferro e dos minerais caulinita e gibbsita da fração argila foram coletadas na profundidade 0,0-0,2 m. As amostras das áreas côncavas e convexas foram submetidas à separação da fração argila do solo e posteriormente ao processo de concentração dos óxidos de ferro para caracterização da hematita e goethita e ao processo de remoção dos óxidos de ferro para caracterização da caulinita e gibbsita. A caracterização dos minerais da fração argila foi realizada por reflexos da difração de raios-X. Os difratogramas foram interpretados e calculados os valores da largura a meia altura (LMA), diâmetro médio do cristal (DMC) dos óxidos de ferro e da caulinita e gibbsita e substituição isomórfica (SI) e área de superfície específica (ASE) da hematita e goethita. Foram também calculados os teores da goethita e hematita, razão goethita/(goethita+hematita) [Gt/(Gt+Hm)] e razão caulinita/(caulinita+gibbsita) [Ct/(Ct+Gb)]. Realizou-se a análise estatística a avaliação da variabilidade espacial por meio da geoestatística. Os atributos mineralógicos apresentaram diferença significativa entre as áreas convexa e côncava. Na análise geoestatística observou-se um maior número de atributos mineralógicos com dependência espacial e os maiores valores de alcance na área convexa em relação à área côncava.

A good knowledge of the spatial distribution of clay minerals in the landscape facilitates the understanding of the influence of relief on the content and crystallographic attributes of soil minerals such as goethite, hematite, kaolinite and gibbsite. This study aimed at describing the relationships between the mineral properties of the clay fraction and landscape shapes by determining the mineral properties of goethite, hematite, kaolinite and gibbsite, and assessing their dependence and spatial variability, in two slope curvatures. To this end, two 100 × 100 m grids were used to establish a total of 121 regularly spaced georeferenced sampling nodes 10 m apart. Samples were collected from the layer 0.0-0.2 m and analysed for iron oxides, and kaolinite and gibbsite in the clay fraction. Minerals in the clay fraction were characterized from their X-ray diffraction (XRD) patterns, which were interpreted and used to calculate the width at half height (WHH) and mean crystallite dimension (MCD) of iron oxides, kaolinite, and gibbsite, as well as aluminium substitution and specific surface area (SSA) in hematite and goethite. Additional calculations included the goethite and hematite contents, and the goethite/(goethite+hematite) [Gt/(Gt+Hm)] and kaolinite/(kaolinite+gibbsite) [Kt/(Kt+Gb)] ratios. Mineral properties were established by statistical analysis of the XRD data, and spatial dependence was assessed geostatistically. Mineralogical properties differed significantly between the convex area and concave area. The geostatistical analysis showed a greater number of mineralogical properties with spatial dependence and a higher range in the convex than in the concave area.