ÁGUA NO SOLO. Geografia das Águas Continentais. Profª Rosângela Leal

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1 ÁGUA NO SOLO Geografia das Águas Continentais Profª Rosângela Leal A ÁGUA E O SOLO Os solos são constituídos de elementos figurados, água e ar. Os elementos figurados são contituídos partículas minerais (argila, silte e areia) e matéria orgânica. Partículas minerais (granulometria) : argila, silte e areia Textura e estrutura dos solos

2 Textura do solo As partículas de formas irregulares que compõem o solo variam em tamanho, e o espectro do tamanho das partículas ou textura de um solo é o principal critério para classificá-lo de acordo com as características físicas.

3 Textura do solo A classe textural de um solo pode ser verificada por meio do diagrama de coordenadas triangulares

4 Horizontes do solo O solo ocorre em camadas distintas. Um horizonte é qualquer camada que pode ser distinguida visual ou texturalmente das camadas vizinhas acima e abaixo. Um perfil é um conjunto de horizontes expostos normalmente para exame na parede vertical de uma trincheira. Perfil do solo O solo do topo é a zona de primeira importância para o horticultor, pois é nele que as sementes são lançadas, as plantas transplantadas e as culturas estabelecidas. Depois do estabelecimento, as raízes exploram também o subsolo que tende a ser menos rico em nutrientes, mas, pelo menos, tão importante quanto o solo do topo pelo fornecimento de água. Abaixo do subsolo, está a camada de rocha. A espessura dos diferentes horizontes varia enormemente dentro e entre as diferentes séries de solo.

5 Drenagem Qualquer ou todos os horizontes podem drenar livremente, isto é, a água pode passar livremente para baixo através deles; A permeabilidade de um horizonte pode ser diferente de outro Espaço Poroso As partículas de formas irregulares que compõem o solo não se ajustam exatamente umas às outras; existem inevitavelmente espaços entre elas, e o volume de vazios relativo ao material sólido é chamado de espaço poroso total. O espaço poroso pode conter ar ou água ou ambos; quando todo o espaço poroso é cheio de água, o solo é chamado saturado.. Os solos saturados não são estáveis e, contanto que não exista nenhum impedimento à drenagem, a gravidade puxará a água para baixo da zona saturada na direção de zonas não saturadas inferiores.

6 Espaço Poroso A ação da gravidade é aumentada.pela ação da tensão superficial que surge na camada de água ao redor de cada uma das partículas de solo, em zonas onde os espaços porosos não são completamente cheios. Quanto mais fina a camada de água ao redor das partículas, mais alta é a tensão superficial e maior a sucção exercida. Quando uma camada seca se sobrepõe a uma camada úmida, a tensão superficial atua em oposição à gravidade e pode mesmo superá-la de maneira que a água se move para cima "por capilaridade". Análise mecânica ou distribuição do tamanho de partículas de alguns solos típicos.

7 Espaço o poroso Os poros são os espaços entre os elementos figurados dos solos. Macroporos Microporos Processos associados Infiltração, drenagem escoamento. Solos saturados e solos insaturados

8 Espaço poroso, granulometria e estrutura do solo MOVIMENTO DA ÁGUA NO SOLO Porosidade x Permeabilidade A água se movimenta entre dois pontos quando existe uma força ou um gradiente de potencial entre eles. A água se movimenta do potencial negativo mais alto para o mais baixo.

9 Potenciais da água no solo A sucção total que retém a água no solo é composta de duas componentes: a sucção matricial e a sucção osmótica. As forças de sucção que retêm a água no solo são denominadas de potenciais; Estas forças geralmente são descritas em termos de seus efeitos, que são as sucções. Potenciais Potenciais ou forças que atuam na movimentação da água no solo: - matricial - Osmótico - gravidade - capilaridade

10 Potencial matricial É associada às propriedades físicas da matriz de poros e material sólido formados pelo complexo ajuste frouxo que compreende o edifício do solo. Essa sucção penetra todo o sistema solo e tende a equilibrar a condição de umidade do solo, subsolo e formações rochosas abaixo, mas porque o sistema é continuamente influenciado por variáveis de fora, tal como precipitação, evaporação e transpiração, Potencial matricial O equilíbrio é raramente alcançado, e todo o sistema de umidade do solo está num estado contínuo de fluxo. O movimento de água resultante dessa falta de equilíbrio é chamado redistribuição.

11 Potencial osmótico Em adição à sucção matricial, a água do solo é sujeita à sucção que surge da presença de solutos que criam a pressão osmótica. Comparada com a sucção matricial, a sucção osmótica é normalmente pequena e pode ser ignorada quando se mede ou se estima a sucção total em condições médias. Potencial osmótico Em circunstâncias especiais, tal como no solo de superfície de um canteiro de sementes que recebeu fertilizante inorgânico, a rápida evaporação entre chuvas ou irrigação pode causar flutuações violentas no teor de água no solo, que por sua vez afetam a concentração da solução e a sucção osmótica a que as sementes e mudas estão sujeitas. A sucção osmótica é também significativa em solos salinos, em solos irrigados com água levemente salina, tal como aqueles próximos a estuários e em alguns desertos, e em cultura de casa de vegetação, onde alta concentração de fertilizante é normalmente usada.

12 Potencial osmótico a água se desloca das regiões com soluções menos concentradas, (em sais), para regiões mais concentradas Potencial de gravidade Solos saturados Período de escoamento subsuperficial: 3 a 10 dias O potencial de gravidade atua quando a força de gravidade for maior que a força de coesão (tensão) Maior em solos arenosos poros maiores Menores em solos argilosos poros menores

13 Potencial capilar Poros muito estreitos Potencial atmosférico Evaporação

14 CLASSIFICAÇÃO FÍSICA DA ÁGUA DO SOLO Água gravitacional Água capilar Água higroscópica

15 Água gravitacional A água gravitacional ocupa os poros maiores sendo retida levemente pelas partículas, sendo removida (drenada) pela força da gravidade. Seu limite superior é representado pelo solo saturado (quando os poros estão totalmente cheios de água) e o limite inferior é dado pela capacidade de campo. Esta água, praticamente, não é de utilidade para as plantas (a não ser por períodos curtos -3 a 5 dias). Água gravitacional Problemas causados: lava o perfil (solo); podem ser retirados do alcance das raízes determinados nutrientes (nitrogênio por exemplo) ; pode também, movimentar partículas minerais pequenas (argilas) da parte superior do perfil para regiões mais profundas podendo alterar as características físicas, químicas e biológicas das camadas do perfil. elimina o ar. Nos solos saturados de água praticamente não há ar, havendo problemas para as plantas (o ideal é que metade dos espaços ou vazios (poros) sejam ocupados pelo ar).

16 Água capilar A água capilar é retida pela tensão superficial em forma de películas ou capas em torno das partículas terrosas. O seu limite superior é dado pela capacidade de campo (água gravitacional) e o limite inferior é dado pelo coeficiente higroscópico (água higroscópica). Água capilar A água capilar é, na quase totalidade, disponível às plantas. É retida a tensões que variam entre 0,1 a 31 atmosferas.

17 Água higroscópica A água higroscópica está firmemente fixada (retida) por adsorção às partículas minerais do solo. Formam delgadas ou finas camadas (capas ou filmes) em torno das partículas terrosas, principalmente pelos colóides do solo. Não se movem, nem por capilaridade e nem por gravidade; só se movimentam sob a forma de vapor d'água. É uma água indisponível às plantas (só em casos especiais é aproveitado). Seu limite superior é o coeficiente higroscópico. Água higroscópica É retida a tensões que variam de 31 a atmosferas.

18 CLASSIFICAÇÃO BIOLÓGICA DA ÁGUA DO SOLO Água supérflua Água indisponível Água disponível

19 Água supérflua É a água que se encontra principalmente nos macroporos, quando o solo está saturado. É também chamada água livre. Por ser retida a pequenas tensões (no máximo 1/3 de atmosfera) ela se perde por gravidade em curto espaço de tempo. É a quantidade de água que está acima da capacidade de campo. Água supérflua A água supérflua, em maiores quantidades pode trazer problemas às plantas (lavagem de nutrientes do perfil, falta de arejamento, etc). Até certo ponto a água supérflua coincide com a água gravitacional

20 Água supérflua Não deve ser considerada como água aproveitável ou disponível às plantas. Água não disponível É a água retida pelo solo a pressões maiores que 15 atmosferas, portanto, abaixo do ponto (coeficiente) de murchamento. Compreende a água higroscópica e parte da água capilar.

21 Água não disponível A água higroscópica não pode ser retirada pelas plantas por estar retida a pressões (forças) superiores à capacidade das plantas; A porção de água capilar (que constitui parte da água não disponível) só dificilmente pode ser aproveitada pelas plantas, por isso é considerada como não disponível. Água não disponível Quando a quantidade de água do solo baixa a esse nível observa-se o murchamento das plantas.

22 Água disponível E aquela retida entre a capacidade de campo e o coeficiente de murchamento (entre 1/3 a 15 atmosferas) ; Corresponde a água capilar. Água disponível

23 Água disponível Água disponível

24 CONSTITUINTES DE UMIDADE DO SOLO Os poros do solo estão ocupados pela água e pelo ar. A água envolve as partículas minerais e orgânicas formando películas ou capas, retidas sob tensões que variam de mais de atmosferas nas proximidades das partículas até 1/3 de atmosfera nas últimas películas d'água.

25 CONSTITUINTES DE UMIDADE DO SOLO Capacidade máxima de retenção Capacidade de campo Ponto de murchamento Coeficiente higroscópico ou umidade equivalente Capacidade máxima de retenção É a capacidade máxima de água que um solo pode absorver; Ocorre quando o solo atinge sua saturação máxima, em que todos os poros, grandes e pequenos, são ocupados pela água. Em condições normais, só acontece por curtos períodos (3 a 6 dias) porque a água que se encontra nos poros grandes (macroporos) se escoa por gravidade.

26 Capacidade de campo Ocorre quando toda água livre (supérflua), se escoa, permanecendo apenas a água capilar e a água higroscópica. Quando isso ocorre, presume-se que a água liberou os macroporos (que passam a ser ocupados pelo ar) e que a água encontra-se apenas nos microporos ou capilares.

27 Ponto de murchamento Não havendo incorporação de água ao solo (nem por chuva nem por irrigação), com a evaporação da água do solos e através da evapotranspiração pelas plantas, ocorre a retirada da água do solo. Se não ocorrer a reposição do depósito de água do solo (armazenamento), com a redução da água do solo, passados alguns dias as plantas iniciam um processo de murchamento; O processo de murchamento, a princípio é parcial (só nas horas mais quentes, só durante o dia); Ponto de murchamento Se a redução / deficiência de água do solo persistir, o murchamento torna-se permanente (a planta não se refaz mais). Nesse ponto acontece o coeficiente ou ponto de murchamento. Isso significa que toda a água disponível (capilar) foi retirada. Ainda existe água no solo, a água higroscópica, mas esta é retida a pressões (tensões), superiores às forças de sucção das raízes das plantas.

28 Ponto de murchamento O ponto de murchamento e a capacidade de campo, constituem dois coeficientes de umidade do solo de grande interesse para o controle da irrigação. Considerando-se o solo como um reservatório de água para as plantas, o ponto de murchamento representa reservatório vazio e a capacidade de campo representa o reservatório cheio. Coeficiente hidroscópico Também chamado de Umidade Equivalente; É a quantidade de água que uma amostra de solo, seca em estufa, absorve quando colocada em ambiente saturado de vapor d'água.

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