Solo Agrícola - Densidade, Porosidade e Teor de Água para Otimização da Agricultura

O SOLO AGRÍCOLA Ar Água Sólidos O SOLO COMO UM RESERVATÓRIO DE ÁGUA Disponível Crítico Limite Inferior Limite Superior solo seco solo saturado solo na capacidade de campo solo no ponto de murchamento permanente ÍNDICES FÍSICOS DE SOLO Densidade global Densidade aparente Densidade A densidade global de um solo é definida pela relação entre a massa de uma amostra de solo e o volume que ela ocupa na condição natural isto é sem destruir a estrutura dg ou da ms V Limites médios Solos arenosos de 12 16 gcm³ Solos argilosos de 10 14 gcm³ Solos humíferos de 07 10 gcm³ Solos turfosos 02 05 gcm³ As amostras de solo para determinar a densidade podem ser coletadas usando um equipamento denominado cilindro de UHLAND A porosidade total α é definida pela relação entre o volume ocupado pelos poros e o volume total do solo Como é difícil medir o volume de poros na prática utilizase a relação aproximada α 1 dg 265 100 Ex α 1 145 265 100 453 ou 0453 cm³ cm³ DETERMINAÇÃO DO TEOR DE ÁGUA DO SOLO U peso massa de água massa de solo seco x 100 U mu ms ms x 100 θ volume volume de água volume de solo x 100 θ mu ms V x 100 Por um processo qualquer imaginemos que possamos retirar toda a água existente no volume de solo V x y z e colocála sobre sua face coincidente com a superfície do solo conforme figura acima Vag x y z h Vag x y área de solo cm³ H₂O cm³ solo cm Lembrando que θ Vag V Vag x y z h z h θ z cm hinicial θi z e hfinal θf z Consequentemente Δh hfinal hinicial Δh z θf θi DETERMINAÇÃO DO TEOR DE ÁGUA DO SOLO Importância movimento de água no solo Disponibilidade Erosão Época e quantidade de água a aplicar Método padrão de estufa gravimétrico Bastante preciso Retirar amostras a uma profundidade desejada Colocar em recipiente fechado Colocar aberto na estufa 105 110 C 24 horas U Peso da água evaporada na estufa Peso da amostra seca à 105 C x 100 U M₁ M₂ M₂ M₃ x 100 M₁ peso úmido M₂ peso seco M₃ peso do recipiente Apesar de ser o método mais preciso tem o inconveniente de dar resposta só após 24 horas e exigir balança e estufa Métodos empíricos uso de equipamentos simples fornece respostas rápidas entre eles podemos citar o método das pesagens dos volume do Speed moisture tester Bouyoucos etc Método das pesagens gravimétrico É um método também direto e de precisão relativamente boa Resposta rápida Consiste em Colocar 100g de terra seca a 105 ºC proveniente da gleba a ser irrigada em balão de 500ml Completar o volume com água e pesar para ter o peso padrão M que é determinado apenas uma vez para a área Quando quiser saber a U colocar 100g de solo úmido no balão completar o volume para se ter o peso M U base úmida M M ds ds 1 ds densidade real podendo ser generalizada com o valor de 265 Para expressar o resultado U com base em peso seco devemos usar a seguinte relação U base peso seco 100 U base úmida 100 U base úmida Método dos volumes Balão volumétrico de 50 ml Uma balança Peso específico real ds Pipeta de 25 ml Procedimento Pesar 20 g de solo úmido e colocar no balão com pipeta acrescentar 25 ml de água e misturar o solo com a água Com pipeta acrescentar mais 25 ml de água Fazer leitura do excesso de volume V no tubo adicional Calcular o teor de água Pa V ds Pu ds 1 20 Pa Ps U Pa 20 Pa 100 Pa peso da água contida no solo V volume do balao Pu peso da amostra de solo 20 g ds densidade real Ps peso seco do solo U teor de água do solo Método do Speed moisture tester É um equipamento usado também para determinar a umidade de cereais Para solos argilosos sua precisão é menor em função da dificuldade de destorroar os agregados Consta de uma garrafa de aço provida de um manômetro e de uma balança padronizada para o solo Baseiase na reação da água do solo com o carbureto de cálcio que colocados num recipiente hermeticamente fechado produz uma pressão devido ao gás acetileno formado que aciona o manômetro já calibrado fornecendo a U com base em peso úmido Ca C2 HOH H2 C2 CaO Método de Bouyoucos eletrométrico Determina indiretamente o teor de água Este método é baseado na resistência elétrica entre dois eletrodos inserido em um bloco em geral de gesso Quanto mais úmido o solo menor a resistência elétrica Normalmente é calibrado em termos de água disponível Quando se lê 0 no medidor está próximo ao PMP Quando se lê 100 no medidor está próximo a CC Devem ser enterrados à profundidade onde se encontra a máxima intensidade do sistema radicular Os blocos de gesso são muito afetados pela concentração de sal compactação e textura do solo e a densidade do bloco É mais eficiente para altos teores de umidade Tensiômetro É um método direto para a determinação da tenção da água no solo e indireto para a determinação da da água no solo Constituído Tem capacidade para leitura somente até 075 atm Cobre somente parte da água útil Cobre 70 da água útil em solos arenosos e 40 em solos argilosos É muito usado em países onde o controle da irrigação é automatizado Sonda de neutros Calibragem Tubo de acesso de alumínio DISPONIBILIDADE DA ÁGUA NO SOLO A frequência de irrigação requerida para uma cultura sob um determinado clima depende grandemente da quantidade da água que pode ser armazenada no solo após uma irrigação A água do solo não é estática mas sim dinâmica movimentandose em função do gradiente de seu potencial entre dois pontos quaisquer no solo A água disponível classicamente definida como sendo uma característica estática representa a quantidade da água que um solo poderia reter ou armazenar entre a capacidade de campo e ponto de murchamento equivalendo a tensões de 13 e 15 atm considerada disponível às plantas Capacidade de campo CC Ponto de murchamento PM ou ponto de murcha permanente Cálculo da água disponível A água disponível de um solo pode ser facilmente calcula desde que se conheçam os teores de umidade correspondente à CC ao PM as propriedades físicas do solo e a profundidade do solo que cosideraremos Em irrigação esta profundidade considerada nada mais é doque a efetiva do sistema radicular da cultura A disponibilidade de água deve ser expressa em altura de lâmina de água por profundidade de solo geralmente de mm de água por cm de solo ou em volume de água por unidade de área de solo equipamento de registro tubo de acesso de Al detector de neutrons lentos fonte de neutrons rápidos nuvem de neutrons lentos solo úmido Sonda de neutrons para medida da umidade do solo tubo de acesso de Al equipamento registrador detector fonte de 137Cs radiações espalhadas Espalhamento da radiação gama no solo Cabo Medidor Couraça protetora Superficie Tubo de alumínio Unidade de detecção Zona ativa para as medições Fonte de radiação Esquema de aparelho que utiliza a moderação de neutrons para determinação do teor de umidade do solo manômetro de mercúrio H2O tubo de plástico solo cápsula porosa Hg referência para gravidade Ym 126 h h1 h2 Esquema de um tensiômetro 1 Abertura do buraco 2 Inserção do tensiômetro 3 Acabamento FIG 3 Sequência de instalação do tensiômetro no solo Rolha de borracha Pisseta Cuba de mercúrio Tensiômetro FIG 7 Uso da pisseta para retirar o ar do tensiômetro Pluviómetro Tensiômetros FIG 4 Posição dos tensiômetros junto às plantas e profundidades de instalação TENSIÔMETRO PLUVIÔMETRO ÁREA PARADAPARTIDA PIVÔ CENTRAL ESTRADA FIG 5 Posicionamento dos tensiômetros na área irrigada zona de controle de umidade sensor tampa de borracha flexível tubo de acrílico transparente tubo de PVC ou acrílico água cápsula porosa agulha hipodérmica leitor digital Figura 225 Representação esquemática de um tensiómetro com vacuômetro digital tensiómetro CAPACIDADE DE CAMPO CC É definida pelo teor de umidade que o solo retém em condições de drenagem livre após 2 a 5 dias de sua saturação por água de chuva ou irrigação campo laboratório PONTO DE MURCHAMENTO PM Referese ao teor de umidade no qual o solo não pode suprir água as plantas em quantidade suficiente para manter a sua turgecência e a planta entra em murcha permanente CÁLCULO DA ÁGUA DISPONÍVEL h 10 x cc PM 100 x Da h mm de água disponível em cada cm de profundidade do solo CC PM porcentagem de umidade em peso entre cc e o PM θ U x Da EX CC 32 PM 18 Da 12 gcm³ A água disponível será h 10 x 32 18 100 x 12 h 168 mmcm de solo Se considerarmos uma cultura com prof efetiva do seu sistema radicular igual a 60 cm H 168 mmcm x 50 cm H 84 mm DISPONIBILIDADE TOTAL DÁGUA NO SOLO DTA DTA CC PM 10 x Da DISPONIBILIDADE REAL DÁGUA DO SOLO DRA DRA DTA x f f fator de disponibilidade sempre menor que 1 03 07 t resistente 05 QUANTIDADE REAL NECESSÁRIA QRN QRN DRA x H QRN mm H profundidade do sistema radicular prof efetiva pelo menos 80 das raízes QUANTIDADE TOTAL DÁGUA NECESSÁRIA QTN QTN QRN E E eficiência de apliç em decimal SUBST TUDO NUMA EQUAÇÃO TEREMOS QTN CC PMDafH 10E 3 EXERCICIOS 31 Um cubo de solo mede 10 cm x 10 cm x 10 cm tem uma massa úmida de 1460 g dos quais 260 g são água Assumindo que a densidade da água pag 100 gcm³ e que a densidade das partículas de solo ps 265 gcm³ calcular a unidade massa b unidade volume c altura de água d densidade global e porosidade f porosidade livre de água 32 Coletouse um tambor de solo cuja massa úmida foi de 220 kg A umida de do solo foi de 018 gg Calcular a massa de sólidos e a massa de água 33 Um solo de 80 cm de profundidade tem um θ 013 cm³cm³ Calcular a quantidade de água que deve ser adicionada para trazer a unidade volumétrica do solo a 030 34 Um solo tem uma umidade inicial de 010 cm³cm³ Que profundidade uma chuva de 10 cm umedecerá o solo a uma unidade de 030 cm³cm³ 35 No mesmo solo do exercício anterior quanta água é necessária para um decer o solo até a profundidade de 125 cm 36 O que você entende por capacidade de campo e ponto de murchamento permanente 37 A unidade de um solo à capacidade de campo é 030 cm³cm³ Sua umidade inicial massa e sua densidade global variam com a profundidade e seus valores são dados na tabela abaixo Assumindo que a densidade da água é 100 gcm³ calcular a profundidade de penetração de uma chuva de 5 cm Incremento Umidade à Base Densidade de de Massa Global Profundidade gg gcm³ 0 5 005 12 5 20 010 13 20 80 015 14 80 100 017 14 38 Um agregado natural de solo úmido tem um volume de 150 cm³ Sua massa úmida é 240 g Sua porosidade de aeração é 15 Se a densidade das partículas é de 265 gcm³ e a da água 100 gcm³ calcular a densidade global b umidade à base de massa c umidade à base de volume d porosidade 39 Que altura de água contém um solo até a profundidade de 150cm se a umidade de todo o perfil é de 02 gg e a densidade global nas camadas 090 e 90180 15 gcm³ e 13 gcm³ respectivamente 310 Coletouse uma amostra de solo à profundidade de 60 cm com anel volumétrico de diâmetro de 75 cm e altura de 75 cm O peso úmido do solo foi 560 g e após 48 horas em estufa a 105ºC seu peso permaneceu constante e igual a 458 g Qual a densidade global do solo Qual sua umidade na base de massa e de volume 315 Um pesquisador necessita exatamente 100 g de um solo seco e disoe uma amostra úmida com 0250 cm³ cm³ um peso de 250 gcm³ 122 cm³ Quanto deve pesar para obter o solo seco desejado 316 Dada uma amostra de solo de 10 ha considerada homogênea quanto a sua densidade global e a umidade até os 30 cm de profundidade qual a mas densidade global existente na camada 0 30 cm de profund 71 gcm³ 4 unidade do solo 402 gcm³ e sua densidade global de Quantos litros de água estão retidos pela sua camada de solo