3ª AULA - Água no Solo - Propriedades Físicas do Solo

ÁGUA NO SOLOPROF.: César Antônio da Silva

Ms. em Agronomia (Fitotecnia) - UFUDr. Irrigação e Drenagem - ESALQ/USP

Confresa – MT2012

Curso: Agronomia Semestre: VI

PROPRIEDADES FÍSICAS E ÁGUA NO SOLO

• Matriz: parte sólida (partículas minerais e matéria orgânica)

• Poros: espaços vazios (micro, meso e macroporos), água + ar

Composição do solo:

Var - Volume de arVa - Volume de águaVs - Volume de sólidosVv - Volume de vazios (poros) = V ar + VaV - Volume total

Mar - Massa de arMa - Massa de águaMs - Massa de sólidosM - Massa total

COMPOSIÇÃO DO SOLO

COMPOSIÇÃO TEÓRICA DOS SOLOS

Fonte: BORGES, 2004.

Esquema de composição do horizonte A de um solo em boas condições para o crescimento das plantas

25%

25%

5%

45%Minerais

Matéria Orgânica

Ar

Água

ÁGUA NO SOLO

Dois processos explicam a retenção de água nos poros:

� Capilaridade: a água é retida nos microporos por forças de adesão entre a água e as partículas.

Ex: A água sobe por capilaridade em solo argiloso seco (retém mais água que solo arenoso).

� Adsorção: água higroscópica, de difícil absorção pelas plantas (fortemente retida nos sólidos do solo); filme ou película de água presa às partículas.

forças capilares+

forças de adsorção

Forças de retenção (mátricas) =

água higroscópica

água capilar

PROPRIEDADES FÍSICAS DO SOLO

1. Densidade de partículas (dp):

É a razão da massa de sólidos (Ms) pelo volume de sólidos (Vs).

s

s

V

Mdp = g cm-3, kg m-3 dp = 2,65 g cm-3

�� RReflete a densidade dos constituintes mineraleflete a densidade dos constituintes mineralóógicosgicos

�� Depende do material de origem (rocha):Depende do material de origem (rocha):�� Quartzo, basaltoQuartzo, basalto�� Argila, silte, areiaArgila, silte, areia�� MatMatééria orgânicaria orgânica (dp (dp = 1,3 a 1,5 g cm= 1,3 a 1,5 g cm--33))

� A estrutura não é importante


Partículas peneiradas em malha de 2,0 mm

< 0,002Argila

0,002 - 0,02Silte

0,02 - 2,0Areia

Diâmetro (mm)Partículas

TFSA - terra fina seca ao arTFSE - terra fina seca em estufa

• Utiliza-se a TFSE


� Determinação: método da proveta, do balão volumétrico ou picnômetro (frasco de vidro), .

� Coletar amostra de solo

� Secar em estufa a 105ºC

� Medir Ms em balança de precisão

Balão volumétrico (100 mL) e tubo adicional

� Medir a variação de volume(Vs) ao colocar o solo seco no balão com água


2. Densidade do solo (ds):

É a razão da massa de sólidos (Ms) pelo volume total (V) de uma amostra de solo, sem destruir sua estrutura.

V

Mds s= g cm-3, kg m-3

� É função: da textura, estrutura e grau de compactação

0,2 - 0,6Orgânica

1,0 - 1,4Fina

1,3 - 1,8Grossa

ds (g cm -3)Textura do solo

2. Densidade do solo (ds):

0,7 a 1,0Humíferos

0,2 a 0,5Turfosos

1,0 a 1,4Argilosos

1,2 a 1,6Arenosos

ds (g cm -3)Tipo de solo

Tabela - Limites médios de densidade do solo (ds).

� Determinação:� Coletar amostra indeformada em anel volumétrico

biselado ou cilindro de Uhland

� Secar em estufa à 105ºC, e obter Ms

� Dividir Ms pelo V do cilindro.


Exercício:

1) Coletou-se uma amostra indeformada de solo num anel volumétrico de 7,5 cm de diâmetro e 7,5 cm de altura. A amostra foi colocada numa estufa à105ºC até atingir massa constante, de 0,458 kg. Qual é a densidade do solo?

Resposta: ds = 1,382 g/cm 3


3. Umidade do solo com base em massa (U):

É o quociente da massa de água (Ma) pela massa de sólidos (Ms).

s

a

M

MU = g g-1, kg kg-1

seco solo de grama

água de gramas

100M

M-MU

s

s ⋅

= %

� Determinação: método gravimétrico

� Coletar amostra de solo (deformada ou não): por meio de trado, pá de corte, enxadão

� Secar em estufa (105 a 110ºC) por 24 a 48 horas

� Fazer pesagem antes e após secar a amostra

3. Umidade do solo com base em massa (U):

� A umidade “U” independe da estrutura do solo, pois depende apenas de massa.


É a fração que diz quanto do volume de solo (V) é volume de água (Va).

V

Vθ

a= cm3 cm-3

solo de cm

água de cm3

3

100V

VV-Vθ

ars ⋅

−= %

Obs: É mais fácil determinar “U” do que “θ”.

4. Umidade do solo com base em volume ( θ):

4. Umidade do solo com base em volume ( θ):

Como a densidade da água (da) é igual a Ma/Va:

(eq.2) V

Vθ

a=

(eq.1) d

M- MV

d

MV

V

Md

a

sa

a

aa

a

aa

=

=

=

Substituindo (1) em (2):

Vd

M-Mθ

a

s

⋅=

Para casa: deduzir a equação

U

dθds a⋅=


Exercício:

1) Um anel volumétrico de 150 cm3 de solo não-saturado tem densidade de partículas de 2650 kg m-3 e volume de sólidos de 80 cm3. A massa de água após a secagem da amostra em estufa foi de 60 gramas. Dado: da = 1,0 g cm-

3. Determine: Ms, U, Va, ds e θ.

Respostas:Ms = 212 gU = 28,3%Va = 60 cm3

ds = 1,41 g cm-3

θ = 0,4 cm3 cm-3


5. Porosidade (P):

É a fração do volume de solo (V) ocupada por ar e água (Var + Va).

100V

V1P

100V

V-VP

V

V

V

VVP

s

s

vaar

⋅

−=

⋅

=

=+=cm3 cm-3

%


5.1 Porosidade de aeração (P ar) ou porosidade drenável:

100V

VP ar

ar ⋅

=

Somando-se todas as frações do volume do solo (V), em cm3 cm-3, o valor é igual a 1.

1V

V

V

V

V

V aras =++

θ Par

%


6. Umidade de saturação do solo ( θsat):

É quando todos os poros estão ocupados por água.

arccsat Pθθ +=

PV

Vvθsat == cm3 cm-3

Solo saturado em área de milhoSolo hidromórfico saturado

θcc - Umidade na capacidade de campo (cm3 cm-3)


7. Saturação relativa (Sr):

É a fração do volume de poros ou de vazios (Vv) ocupada por água (Va).

v

a

V

VSr = cm3 cm-3

poros de cm

água de cm3

3

Dividindo-se o numerador e o denominador por V, teremos:

100Sr

VV

VVSr

v

a

⋅

=

÷÷=

P

θ%


Para casa: deduzir a equação

100dp

ds1P ⋅

−=


8. Armazenagem de água no solo (h):

É a lâmina de água (chuva ou irrigação), necessária para alterar a umidade do solo de θinicial para θfinal, numa profundidade z.

Soloz

h

VθVV

Vθ

a

a

⋅=

=

zθhÁrea

zÁreaθh

Área

Vθh

Área

Vh a

⋅=

⋅⋅=

⋅=

=

( ) zθθ inicialfinal ⋅−=h


8. Armazenagem de água no solo (h):

Exercícios:

1) Uma camada de solo arável apresenta 40 cm de profundidade. Quanto de água (lâmina de irrigação) deve ser aplicado para que a umidade θ passe de 0,18 cm3 cm-3 para 0,32 cm3 cm-3?

Resposta: h = 5,6 cm

2) Após ocorrer uma chuva de 15 mm numa lavoura de soja (z = 30 cm), para quanto se eleva a umidade “θ” do solo, sabendo-se que a umidade inicial era de 0,22 cm3 cm-3?

Resposta: θfinal = 0,27 cm3 cm-3

3ª AULA - Água no Solo - Propriedades Físicas do Solo

Documents

Transcript of 3ª AULA - Água no Solo - Propriedades Físicas do Solo