INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA BAIANO CAMPUS ITABERABA DISCIPLINA: Irrigação e Drenagem SÉRIE / TURMA: 3o Semestre PROFESSOR(A): Dr. Gessionei da S. Santana ALUNO(A): 1. CARACTERÍSTICAS FÍSICO-HÍDRICAS DO SOLO 1.1. O SOLO: COMO UM SISTEMA TRIFÁSICO E COMO RESERVATÓRIO DE ÁGUA PARA AS PLANTAS Tendo em vista que, no âmbito da Irrigação e Drenagem, ou ainda, da Agricultura Irrigada, o solo assume fundamental papel no processo, visto ser ele o reservatório de água para as plantas (funciona como um recipiente, no qual colocamos, natural ou artificialmente, água para as plantas), importante se faz uma conceituação prévia do mesmo, até porque todas as ações relativas a essas técnicas estão, em maior ou menor intensidade sustentadas nele e, portanto, no seu conceito. Vários são os conceitos de solo encontrados na literatura; entretanto, um que nos parece bastante completo, em termos agronômicos, é: SOLO: corpo natural sintetizado em perfil, que possui matéria orgânica e inorgância em íntima coexistência e que fornece, quando possui, água, ar, nutrientes e energia, sob forma de calor para as plantas. O solo é um sistema trifásico constituído de: fração sólida, fração líquida e fração gasosa. Essas frações variam de solo para solo e também em função do manejo dado ao mesmo. Contudo, admite-se que um solo “ideal” deve apresentar, mais ou menos, as seguintes proporções volumétricas, entre seus constituintes (Figura 1). Muitas características físico-hídricas do solo são derivadas dessas frações, expressas em termos de massa e, ou, de volume, conduzindo ao que, nas literaturas normalmente chamam-se de relações massa-volume (Figura 2). F. Orgânica (M.O.) 5% F. Gasosa 20% F. Inorgânica 45% F. Líquida 30% Figura 1. Composição volumétrica de um solo “ideal”. 1 Figura 2. Relações massa-volume do solo. Em que: Mt = massa total da amostra de solo; Ms = massa de sólidos da amostra de solo; Mw = massa de líquidos da amostra de solo; Ma = massa de gases ou do ar da amostra de solo (desprezível em relação a Ms e Mw); Vt = volume total da amostra de solo; Vs = volume de sólidos da amostra de solo; Vw = volume de líquidos da amostra de solo; Va = volume de gases ou de ar da amostra de solo; e Vp = volume de poros da amostra de solo. 1.2. DENSIDADE APARENTE DO SOLO (Ds): Consiste na relação entre a massa de solo seco (Ms) e o volume total (Vt) deste solo, ou seja: Ds Ms Vt em que: Ms = massa de sólidos, ou seja, solo seco, em g; Vt = volume total da amostra, em cm3; e Ds = densidade aparente do solo, em g/cm3. A Ds é bastante variável em face de sua dependência da textura, estrutura e compactação do solo. Seu valor pode atingir de 1,3 a 1,8 g/cm3 para solos arenosos e de 1,1 a 1,5 g/cm3 para solos argilosos. Quanto mais estruturado e maior teor de M.O. do solo, menor será a Ds. Os solos arenosos, menos porosos e mais pobres em M.O., são mais densos que os argilosos. A Ds é de extrema importância para a quantificação da lâmina de água disponível no solo para as plantas, para a determinação da quantidade de água a ser aplicada no solo em projetos de irrigação, etc.; além disso, fornece uma idéia da porosidade, da condutividade hidráulica e da capacidade de armazenamento de água dos solos. Ao se compactar uma amostra de solo Ms não varia, enquanto que Vt diminui; logo, Ds aumenta. Como determinar Ds? 2 Com o uso de um trado tipo Uhland (Figura 3A), o qual permite a obtenção de amostras de solo indeformadas, ou seja, amostras com a estrutura do solo na sua condição natural. Essas amostras devem ser obtidas nas profundidades compatíveis com a profundidade efetiva radicular da(s) espécie(s) cultivada(s) na área em questão. Após a retirada do trado do solo, o excesso de solo das amostras deve ser eliminado, deixando apenas a porção de solo que ocupa o volume do anel do trado. Feito isso, as amostras devem ser acondicionadas em latinhas, as quais devem ser lacradas com uma fita adesiva, para, em seguida, serem levadas para um laboratório. Neste, as amostras são colocadas em estufa (visando remover a água do solo) (Figura 3B), onde permanecem por 24 a 48 horas (até atingir peso constante), a uma temperatura de 105 a 110°C. Após atingir peso constante, pesa a amostra obtendo-se Ms. Vt é obtido a partir do diâmetro e da altura do anel. (A) (B) (C) Figura 3. Equipamentos necessários para determinação da densidade aparente do solo: trado tipo Uhland (A), estufa (B) e balança (C). 1.3. DENSIDADE DE PARTÍCULAS DO SOLO (Dp): Também conhecida como densidade real do solo, esta consiste na relação entre a massa do solo seco (Ms) e o volume de sólidos (Vs), ou seja; Dp Ms Vs em que: Vs = volume de sólidos, em cm3; e Dp = densidade de partículas do solo, em g/cm3. A Dp depende da natureza mineralógica do solo, de tal maneira que, sua variação é pequena entre os diversos tipos de solo, podendo assumir um valor médio igual a 2,65 g/cm3. Seu conhecimento é útil na determinação do volume total de poros do solo. 1.4. POROSIDADE DO SOLO (α): A porosidade total do solo (α) é definida como a relação entre o volume de poros de uma amostra de solo e o volume total dessa amostra. Em razão da dificuldade em medir o volume de poros, na prática, α é obtida com base na seguinte equação: Ds x 100 1 Dp 3 A porosidade normalmente varia de 30 a 60%, dependendo da textura do solo, etc. A porosidade total do solo (α) é resultante da soma da macroporosidade (poros com 50 µn) com a microporosidade (poros com 50 µn). Nos solos de textura argilosa predominam os microporos e, portanto, apresentam maior capacidade de retenção de água que os arenosos, onde predominam os macroporos. A macroporosidade do solo pode ser calculada, subtraindo de α a umidade correspondente à capacidade de campo (θcc), em base de volume, ou seja, macro = α θcc. Por sua vez, a microporosidade do solo passa a ser conhecida a partir do momento em que se conhece θcc. 1.5. UMIDADE CORRESPONDENTE À CAPACIDADE DE CAMPO (θCC): Corresponde a um nível de umidade do solo, no qual, a microporosidade do solo se encontra cheia de água e a macroporosidade do solo cheia de ar; representa o nível máximo de água no solo disponível para as plantas. Nesta situação, a força da gravidade praticamente não consegue mais remover água do solo (drenar o solo), pois há um equilíbrio de forças entre a ação da gravidade e a matriz do solo. A água existente no solo quando a umidade deste é igual a θcc encontra-se retida a uma tensão de -0,33 atm em solos argilosos sem boa agregação e -0,1 atm em solos arenosos e argilosos com boa agregação. Do ponto de vista agronômico, trata-se de uma característica de suma importância, pois se refere à capacidade máxima de retenção de água no solo para as plantas (Figura 4B, 5 e 6). A θCC pode ser determinada tanto em campo, como em laboratório. θSAT Água gravitacional ou drenável θCC Água capilar ou disponível Água capilar ou disponível θPM Água higroscópica ou de constituição do solo Solo saturado, ou seja, com umidade corresponde à saturação. Água higroscópica ou de constituição do solo Solo com umidade correspondente à CC. Água higroscópica ou de constituição do solo Solo com umidade correspondente ao PM. (A) (B) (C) Figura 4. Esquema da variação da umidade do solo: umidade correspondente à saturação (A), à capacidade de campo (B) e ao ponto de murcha (C). 1.6. UMIDADE CORRESPONDENTE PONTO DE MURCHA (θPM): Corresponde a um nível de umidade do solo, a partir do qual, as plantas não mais conseguem absorver água em quantidades suficientes para atender as suas necessidades hídricas (a taxa de absorção de água é inferior à taxa de evapotranspiração) e, portanto, tendem a perecer e morrer. Nesta situação, a pouca água existente no solo encontra-se tão fortemente retida pelas partículas do solo (matriz do solo), que as plantas não conseguem absorvêla. A água existente no solo quando a umidade deste é igual a θPM encontra-se retida a uma tensão de -15,0 atm. Do ponto de vista agronômico, trata-se de uma característica de suma importância, pois se refere à capacidade mínima de retenção de água no solo para as plantas (Figura 4C, 5 e 6). O PM é normalmente determinado em laboratório. 4 2. CLASSIFICAÇÃO DA ÁGUA NO SOLO A água do solo pode ser classificada como gravitacional, drenável ou livre, capilar ou disponível e higroscópica ou de constituição do solo (Figuras 5 e 6). A água gravitacional é aquela que ocupa a macroporosidade do solo, estando, portanto, sob forte efeito da força gravitacional. Essa água não é retirada pelo solo, pois a força da gravidade supera as forças do solo e, portanto, essa água é drenada para o lençol freático. Pouco proveito as plantas conseguem tirar dessa água. Quando toda a porosidade do solo encontra-se cheia de água, têm-se então, um solo saturado. A água capilar é aquela que ocupa grande parte da microporosidade do solo, sendo a água de interesse agronômico. É essa água que está disponível para as plantas, pois esta se encontra retida pelo solo com um nível de força tal que as plantas conseguem absorvê-la, sem muito esforço. Se toda a microporosidade do solo estiver cheia de água, tem-se um solo com umidade correspondente à capacidade de campo (θcc), que é a condição ótima de umidade do solo; caso contrário, tem-se o solo com umidade inferior à θcc, podendo inclusive está com umidade correspondente ao ponto de murcha (θPM), que é uma condição crítica para as plantas. A água higroscópica é aquela que faz parte da própria constituição do solo não estando, portanto, à disposição das plantas. Encontra-se tão fortemente retida pelo solo que as plantas não conseguem absorvê-la. Figura 5. Esquema da classificação da água do solo e da variação da umidade, da tensão da água e da ocupação da porosidade do solo. 5 Figura 6. Esquema da classificação da água do solo, umidades correspondentes à CC e ao PM, da tensão da água e da ocupação da porosidade do solo. 6
