RELAÇÕES SOLO-ÁGUA-PLANTA-ATMOSFERA

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1 RELAÇÕES SOLO-ÁGUA-PLANTA-ATMOSFERA

2 1 ABSORÇÃO DE ÁGUA PELAS PLANTAS MOVIMENTO DA ÁGUA DO SOLO PARA A ATMOSFERA ATRAVÉS DA PLANTA

3 COMPOSIÇÃO DO SOLO SOLO material poroso, constituído de três fases: Sólida Líquida Gasosa FRAÇÃO SÓLIDA = partículas minerais + substâncias orgânicas FRAÇÃO LÍQUIDA = água ou solução do solo FRAÇÃO GASOSA = ar do solo (vapor d água + CO ) OBS: Solo contendo mais que 85% de matéria mineral = solo mineral Solo contendo mais que 15% de matéria orgânica = solo orgânico

4 A MATRIZ DO SOLO Compostos minerais sólidos + compostos orgânicos = matriz do solo Parte do solo não ocupado pela matriz = espaço poroso Solo saturado = todo espaço poroso está ocupado com água Solo não saturado = o espaço poroso contém ar + água Porosidade total do solo = vol. de macroporos + vol. de microporos Macroporos poros com diâmetro maior que 0,01 mm. Têm a principal função de aeração da matriz do solo, infiltração e condução da água. Microporos poros com diâmetro menor que 0,01 mm. São poros capilares cuja principal função é armazenar água.

5 Profundidade (cm) 3 RETENÇÃO E CÁLCULO DA ÁGUA NO SOLO VARIAÇÕES DA UMIDADE DO SOLO EM FUNÇÃO DO TEMPO Teor de umidade (g água/g solo seco) 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0, /jan 30/jan 29/jan 28/jan Irrigação

6 MECANISMOS RESPONSÁVEIS PELA RETENÇÃO DE ÁGUA NO SOLO Forças da tensão superficial dominantes em solos úmidos Forças de adsorção dominantes em solos mais secos Forças matriciais = tensão superficial + adsorção Potencial matricial

7 RELAÇÃO MASSA-VOLUME DOS CONSTITUINTES DO SOLO Ma Ma massa de ar Mw massa de água Vt Va Vw AR ÁGUA Mw Ms Mt Ms massa de sólidos Mt massa total de solo Va volume de ar Vs SÓLIDOS Vw volume de água Vs volume de sólidos Mt Ma Mw Ms Ma 0 Mt Mw Ms Vt volume total de solo Vp volume de poros Vt Va Vs Vw Vp Va Vw

8 (a) Massa específica das partículas sólidas do solo - Razão entre a massa de solo seco (sólidos) e o volume ocupado pelas partículas sólidas. d p Ms Vs g.cm 3 ; kg. m 3 Massa específica das partículas para solos minerais Feldspato = 2,5 a 2,6 g. cm -3 Mica = 2,7 a 3,0 g. cm -3 Quartzo = 2,5 a 2,8 g. cm -3 Minerais de argila = 2,2 a 2,6 g. cm -3 Média = 2,48 a 2,75 g cm -3 2,65 g. cm -3 Matéria orgânica = 1,3 a 1,5 g. cm -3

9 (b) Massa específica global do solo - Razão entre a massa de solo seco (sólidos) e o volume total ocupado pela amostra de solo (sólidos + água + ar). d g Ms Vt g.cm 3 ; kg. m 3 Massa específica global dos solos minerais naturais Solo arenoso = 1,6 a 1,8 g. cm -3 Solo franco-arenoso = 1,4 a 1,6 g. cm -3 Solo franco argiloso = 1,3 a 1,4 g. cm -3 Solo argiloso = 1,0 a 1,3 g. cm -3 Solos orgânicos = 0,2 a 0,6 g. cm -3

10 (c) Porosidade do solo - Razão entre o volume total de poros (água + ar) e o volume total ocupado pela amostra de solo (sólidos + água + ar). P Vp Vt Vt Vs Vt cm 3 3 de poros.cm de solo Valores representativos de porosidade Solo arenoso = 0,396 a 0,321 cm -3. cm -3 Solo franco-arenoso = 0,472 a 0,396 cm -3. cm -3 Solo franco argiloso = 0,509 a 0,472 cm -3. cm -3 Solo argiloso = 0,623 a 0,509 cm -3. cm -3 Solos orgânicos = 0,857 a 0,571 cm -3. cm -3

11 (c) Porosidade livre de água (porosidade de aeração) - Razão entre o volume ar (Vp Vw) e o volume total ocupado pela amostra de solo (sólidos + água + ar). Pr Va Vt Vp Vw Vt P cm 3 3 de ar.cm de solo umidade do solo (cm 3 3 de água.cm de solo) (d) Umidade do solo Umidade à base de massa seca É a razão entre a massa de água e a massa de sólidos (solo seco) existente em uma amostra de solo. U Mw Ms Mt Ms Ms g de água.g 1 de sólidos

12 Umidade à base de volume É a razão entre o volume de água e o volume de solo (sólidos + água + ar) existente em uma amostra de solo. Vw 3 U dg cm de água.cm 3 Vt de solo DETERMINAÇÃO DA UMIDADE DO SOLO Método da estufa é um método gravimétrico direto e serve como padrão para calibrar outros métodos. U Mw Ms Mt Ms Ms g de água.g 1 de sólidos Inconveniências para irrigação só permite conhecer a umidade do solo, no mínimo, 24 horas após a amostragem, além de exigir balança e estufa.

13 Método das pesagens é um método gravimétrico direto, apresentando bons resultados práticos. U bu dp dp 1 M M' g de água/100 g de solo úmido U Ubu 100 U bu g de água.g 1 de solo seco Métodos eletrométricos métodos baseados na resistência elétrica entre dois eletrodos inseridos em um bloco de gesso. Quando enterrados no solo os blocos de gesso absorvem água e entram em equilíbrio com a umidade do solo. A resistência elétrica diminui com o aumento da umidade do solo. Método da sonda de nêutrons Método do TDR

14 Método tensiométrico é um método direto para a determinação do potencial matricial da água no solo e indireto para a determinação da umidade do solo. Para medir o potencial matricial da água no solo utiliza-se o tensiômetro.

15 A umidade do solo é obtida indiretamente utilizando-se a curva de retenção de água no solo, ou curva característica, obtida em laboratório. 45 Umidade (% massa seca) ,01 0, Potencial mátrico (atm)

16 DETERMINAÇÃO DA CURVA DE RETENÇÃO DE ÁGUA NO SOLO

17 ARMAZENAMENTO DE ÁGUA NO SOLO Interesse para irrigação expressar a quantidade de água existente no solo, em determinado momento, em termos de altura (lâmina de água). Para isso, considera-se o solo como um reservatório. Lâmina de água armazenada no solo (h) Volume de água: Vw = x.y.h h Vw x.y cm 3 cm 2 de água de solo ou cm Separação da fração líquida de um volume de solo de dimensões x y z θ Vw Vt Vw x.y.z x.y.h x.y.z h z h. z cm deágua perfil homogêneo h n i1 θi.δz i perfil de umidade não homogêneo

18 QUANTIDADE DE ÁGUA QUE SE DEVE ADICIONAR AO SOLO PARA ELEVAR SUA UMIDADE A UM VALOR DE INTERESSE (REFERÊNCIA) Solo com perfil de umidade homogêneo: Δh Solo com perfil de umidade não homogêneo: z θ r θ a Δh n i1 (θ r,i θ a,i ). Δz θ i umidade média na camada i Δz i profundidade da camada i i Profundidade do solo (cm) Umidade volumétrica do solo (cm 3. cm -3 ) 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,

19 4 DISPONIBILIDADE DE ÁGUA DO SOLO PARA AS PLANTAS CONCEITO CLÁSSICO Experiências nas décadas de 30 e 40 do século passado possibilitaram formar o seguinte conceito (estático) de água disponível: Água disponível (AD) é a quantidade de água retida no solo entre os potenciais de -1/3 de atm (capacidade de campo, CC) e -15 atm (ponto de murcha permanente, PMP). Assim: AD 3 3 θ θ cm. cm CC PMP AD z θ θ cm CC PMP Pressupostos: (a) a água que se movimenta no solo com umidade entre a capacidade de campo e a saturação (potenciais maiores que -1/3 atm) não está disponível para as plantas, perdendo-se por drenagem profunda; (b) as plantas não conseguem retirar água do solo sob potenciais menores que -15 atm.

20 4 DISPONIBILIDADE DE ÁGUA DO SOLO PARA AS PLANTAS CONCEITO MODERNO toda vez que o fluxo de água do solo para a raiz é de uma intensidade tal que supre a demanda de água da planta e da atmosfera, á água é disponível; a planta entra em déficit de água ou murcha, quando o fluxo deixa de suprir essa demanda.