Irrigacao-aula 2.pdf - LEB/ESALQ/USP

RELAÇÕES SOLO-ÁGUA-PLANTA-ATMOSFERA

1 – ABSORÇÃO DE ÁGUA PELAS PLANTASMOVIMENTO DA ÁGUA DO SOLO PARA A ATMOSFERA ATRAVÉS DAPLANTA

3 – RETENÇÃO E CÁLCULO DA ÁGUA NO SOLOCOMPOSIÇÃO DO SOLOSOLO – material poroso, constituído de três fases: Sólida Líquida GasosaFRAÇÃO SÓLIDA = partículas minerais + substâncias orgânicasFRAÇÃO LÍQUIDA = água ou solução do soloFRAÇÃO GASOSA = ar do solo (vapor d’água + CO 2 + ...)OBS: Solo contendo mais que 85% de matéria mineral = solo mineralSolo contendo mais que 15% de matéria orgânica = solo orgânico

Profundidade (cm)3 – RETENÇÃO E CÁLCULO DA ÁGUA NO SOLOVARIAÇÕES DA UMIDADE DO SOLO EM FUNÇÃO DO TEMPOTeor de umidade (g água/g solo seco)0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35031/jan30/jan29/jan28/jan-10-20Irrigação-30-40-50-60

3 – RETENÇÃO E CÁLCULO DA ÁGUA NO SOLOMECANISMOS RESPONSÁVEIS PELA RETENÇÃO DE ÁGUA NO SOLOForças da tensão superficial – dominantes em solos úmidosForças de adsorção – dominantes em solos mais secosForças matriciais = tensão superficial + adsorção → Potencial matricial

3 – RETENÇÃO E CÁLCULO DA ÁGUA NO SOLORELAÇÃO MASSA-VOLUME DOS CONSTITUINTES DO SOLOMaMa – massa de arMw – massa de águaVtVaVwARÁGUAMwMsMtMs – massa de sólidosMt – massa total de soloVa – volume de arVsSÓLIDOSVw – volume de águaVs – volume de sólidosMt Ma Mw MsMa 0 Mt Mw MsVt – volume total de soloVp – volume de porosVt Va Vs VwVp Va Vw

3 – RETENÇÃO E CÁLCULO DA ÁGUA NO SOLO(a)Massa específica das partículas sólidas do solo - Razão entre a massa desolo seco (sólidos) e o volume ocupado pelas partículas sólidas.dpMsVsg.cm3; kg. m3Massa específica das partículas para solos mineraisFeldspato = 2,5 a 2,6 g . cm -3Mica = 2,7 a 3,0 g . cm -3Quartzo = 2,5 a 2,8 g . cm -3Minerais de argila = 2,2 a 2,6 g . cm -3Média = 2,48 a 2,75 g cm -3 → 2,65 g . cm -3Matéria orgânica = 1,3 a 1,5 g . cm -3

3 – RETENÇÃO E CÁLCULO DA ÁGUA NO SOLO(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).dgMsVtg.cm3; kg. m3Massa específica global dos solos minerais naturaisSolo arenoso = 1,6 a 1,8 g . cm -3Solo franco-arenoso = 1,4 a 1,6 g . cm -3Solo franco – argiloso = 1,3 a 1,4 g . cm -3Solo argiloso = 1,0 a 1,3 g . cm -3Solos orgânicos = 0,2 a 0,6 g . cm -3

3 – RETENÇÃO E CÁLCULO DA ÁGUA NO SOLO(c) Porosidade do solo - Razão entre o volume total de poros (água + ar) e ovolume total ocupado pela amostra de solo (sólidos + água + ar).P VpVtVt VsVtcm3 3deporos.cmdesoloValores representativos de porosidadeSolo arenoso = 0,396 a 0,321 cm -3 . cm -3Solo franco-arenoso = 0,472 a 0,396 cm -3 . cm -3Solo franco – argiloso = 0,509 a 0,472 cm -3 . cm -3Solo argiloso = 0,623 a 0,509 cm -3 . cm -3Solos orgânicos = 0,857 a 0,571 cm -3 . cm -3

3 – RETENÇÃO E CÁLCULO DA ÁGUA NO SOLO(c) Porosidade livre de água (porosidade de aeração) - Razão entre o volumear (Vp – Vw) e o volume total ocupado pela amostra de solo (sólidos +água + ar).PrVaVtVp VwVt Pcm3 3de ar.cmde solo umidade do solo (cm3 3de água.cmde solo)(d)Umidade do solo‣ Umidade à base de massa seca – É a razão entre a massa de água e amassa de sólidos (solo seco) existente em uma amostra de solo.U MwMsMt MsMsgdeágua.g1desólidos

3 – RETENÇÃO E CÁLCULO DA ÁGUA NO SOLO‣ Umidade à base de volume – É a razão entre o volume de água e ovolume de solo (sólidos + água + ar) existente em uma amostra de solo.Vw 3 U dg cm de água.cm3VtdesoloDETERMINAÇÃO DA UMIDADE DO SOLO‣ Método da estufa – é um método gravimétrico direto e serve como padrãopara calibrar outros métodos.U MwMsMt MsMsgdeágua.g1desólidosInconveniências para irrigação – só permite conhecer a umidade do solo, nomínimo, 24 horas após a amostragem, além de exigir balança e estufa.

3 – RETENÇÃO E CÁLCULO DA ÁGUA NO SOLO‣ Método das pesagens – é um método gravimétrico direto, apresentandobons resultados práticos.U budpdp 1 úmidoM M'gdeágua/100 gdesoloU Ubu100 Ubugdeágua.g1desoloseco‣ Métodos eletrométricos – métodos baseados na resistência elétrica entredois eletrodos inseridos em um bloco de gesso. Quando enterrados nosolo os blocos de gesso absorvem água e entram em equilíbrio com aumidade do solo. A resistência elétrica diminui com o aumento da umidadedo solo.‣ Método da sonda de nêutrons‣ Método do TDR

3 – RETENÇÃO E CÁLCULO DA ÁGUA NO SOLO‣ Método tensiométrico – é um método direto para a determinação dopotencial matricial da água no solo e indireto para a determinação daumidade do solo. Para medir o potencial matricial da água no soloutiliza-se o tensiômetro.

3 – RETENÇÃO E CÁLCULO DA ÁGUA NO SOLOA umidade do solo é obtida indiretamente utilizando-se a curvade retenção de água no solo, ou curva característica, obtida emlaboratório.45Umidade (% massa seca)40353025201510500,01 0,1 1 10 100Potencial mátrico (atm)

3 – RETENÇÃO E CÁLCULO DA ÁGUA NO SOLODETERMINAÇÃO DA CURVA DE RETENÇÃO DE ÁGUA NO SOLO

3 – RETENÇÃO E CÁLCULO DA ÁGUA NO SOLOARMAZENAMENTO DE ÁGUA NO SOLOInteresse para irrigação – expressar a quantidade de água existente nosolo, 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.hhVwx.ycm3cm2de águade soloou cmSeparação da fração líquida de umvolume de solo de dimensões x y zθVwVtVwx.y.zx.y.hx.y.zhzh . z cm de águaperfil homogêneoh ni1θi .Δz iperfil de umidade nãohomogêneo

3 – RETENÇÃO E CÁLCULO DA ÁGUA NO SOLOQUANTIDADE DE ÁGUA QUE SE DEVE ADICIONAR AO SOLO PARAELEVAR SUA UMIDADE A UM VALOR DE INTERESSE (REFERÊNCIA)Solo com perfil de umidade homogêneo:ΔhSolo com perfil de umidade não homogêneo:zθ r θ aΔhni1(θr,iθa,i). Δzθ i umidade média na camada iΔzi profundidade da camada iiProfundidade do solo (cm)-20-40-60-80-100Umidade volumétrica do solo (cm 3 . cm -3 )0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,500-120

4 – DISPONIBILIDADE DE ÁGUA DO SOLO PARA AS PLANTASCONCEITO CLÁSSICO – Experiências nas décadas de 30 e 40 do séculopassado possibilitaram formar o seguinte conceito (estático) de águadisponível: Água disponível (AD) é a quantidade de água retida no soloentre os potenciais de -1/3 de atm (capacidade de campo, CC) e -15 atm(ponto de murcha permanente, PMP). Assim:AD3 3θ θ cm . cmCCPMPADz cmθCCθPMPPressupostos: (a) a água que se movimenta no solo com umidade entrea 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 potenciaismenores que -15 atm.

4 – DISPONIBILIDADE DE ÁGUA DO SOLO PARA AS PLANTASCONCEITO MODERNO – toda vez que o fluxo de água do solo para a raizé de uma intensidade tal que supre a demanda de água da planta e daatmosfera, á água é disponível; a planta entra em déficit de água oumurcha, quando o fluxo deixa de suprir essa demanda.