Perfil do Solo




     Perfil é o que se pode ver no solo quando é feito um corte ou um buraco, o solo apresenta-se divid...
Tipos de Textura

      Quando o solo contém muita areia e pouco limo a argila chama-se ARENOSO ou de TEXTURA
GROSSA.
    ...
TEXTURA MÉDIA OU FRANCA se, quando amassada, a terra forma uma bola ou figura, ainda firme,
mas que se conserva enquanto n...
Analisando as estruturas:




GRÃOS SIMPLES
É a estrutura dos solos arenosos. A areia não é pegajosa. A água se infiltra r...
ESTRUTURAS EM BLOCOS
São torrões mais ou menos quadrados e grandes. A infiltração é moderada. Guarda muita água.




ESTRU...
Essa estrutura é ruim porque não permite a infiltração da água e a penetração das raízes da planta.


5.5 PROFUNDIDADE DO ...
O agricultor deve conhecer as qualidades do seu terreno para tirar o máximo proveito dele. Deve
também conhecer os defeito...
Índices Físicos do Solo de Maior Importância para Irrigação e Cálculo da Água do
                                      Sol...
b} densidade global do solo (massa específica aparente seca)= ρg(g/cm3}

ρg (g/cm3) = ms
             V

A densidade globa...
α = ( %)   =    V – Vs x 100
                   V

Outra forma de expressar a porosidade do solo:
α = (1 - ρ ) x 100 (%)
 ...
h = Vag (cm H2O)
    xy

sendo θ    = Vag    = Vag = xyh = h
              V       xyz    xyz  z


θ =   h ou h = θ z ( cm...
Do ponto de vista agronômico, o solo pode ser caracterizado através de sua classe pedológica, de análises
de perfis, físic...
quando o volume de poros, Vp , é igual ao volume ocupado pela água, Va , isto é, quando o volume
 ocupado pelo ar (gases)
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ma = massa de água
ms = massa da fração sólida


Umidade (%) em Volume, θ:

θ= U x ρs;

Em que:
θ= umidade do solo express...
cuidado para evitar perdas de água, por evaporação, pelo solo durante a amostragem.
      É um método direto, bastante pre...
a) fogareiro a gás butano;
n) frigideira de cozinha ou outro artefato que a substitua;
c) balança com sensibilidade de 0,0...
ds-1
em que:
ds = densidade de partículas do solo, geralmente, igual a 2,65 g.cm-3 .

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Potencial de Água

o Potencial da Água no solo ou na planta representa o estado de energia da água no solo ou na planta e
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Disponibilidade de Água no Solo

Capacidade de Campo, CC.
É a quantidade de água retida pelo solo após a drenagem ter ocor...
A porosidade total dos solos argilosos é maior que a dos solos arenosos pelo seguinte feito: como o
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características de retenção de água no solo.

Curvas de retenção de umidade

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aonde:

H.A. =Altura de água aproveitável para o cultivo (mm). (Um milímetro de altura corresponde a um
litro de água por ...
Tabela 2. Características hídricas de conteúdo de umidade a capacidade de campo (DC),
ponto de murcha permanente (PMP), de...
PSH    = Peso do solo úmido (g)
PE     = Peso da vasilha ao momento de pesar (g)
PSS    = Peso do solo seco (g)

Assim, se...
INFILTRAÇÃO D'ÁGUA NO SOLO

  Infiltração é o nome dado ao processo pelo qual a água penetra no solo, através de sua super...
Segundo a VIB de um solo, pode-se classificá-la em:

Tipos de Solo

Solo de VIB muito alta ..................................
MÉTODO DO «INFILTRÔMETRO DE SULCO>>

    Consiste em represar água em um pequeno comprimento de sulco, em geral 1 m, e ir ...
MÉTODO DO «INFILTRÔMETRO DE ANEL"

    Os equipamentos para este método consistem em dois anéis, sendo o menor com diâmetr...
Velocidade de infiltração básica
         A velocidade de infiltração básica é a quantidade de água que infiltra em um sol...
SOLO

Depois de instalados, coloque água ao mesmo tempo nos dois anéis.

         Com o auxílio de uma régua graduada acom...
d3 = 11,20 - 10,00* = 1,20
d4 = 12,00 - 11 ,20 = 0,8
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Cálculo da infiltração acumulada:

la n = la n-1 + dn


Exemp...
Cálculo da velocidade de infiltração acumulada:

V ln = ln - ln-1 x 60
        Tn - Tn--1

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In = infiltração no pont...
O Tensiômetro




Tensiômetros
O tensiômetro mede o componente matricial do potencial de água no solo. Esses valores podem...
A faixa de utilização do tensiômetro segundo (JUNIOR, 1995), varia, na prática de O a O.8atm.,
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em seguida o esvaziaram e aplicaram vácuo, fazendo assim, a amostragem da água do solo para
monitoramento de contaminante....
gradientes e o processo vai ficando lento, até que apenas o potencial gravitacional atua. No momento em que
o potencial ma...
onde Hc é expresso em cm, h1 = altura do nível de mercúrio na cuba em relação à superfície do solo (cm) e
h2 = profundidad...
Apostila de Física do Solo e Tensiometria
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Apostila de Física do Solo e Tensiometria

  1. 1. Perfil do Solo Perfil é o que se pode ver no solo quando é feito um corte ou um buraco, o solo apresenta-se dividido em três camadas: 1. Camada superficial: é a parte superficial do solo, de cor mais escura, por ser mais rica em matéria orgânica. Nesta camada existe grande número de organismos vivos (insetos, vermes, minhocas) que transformam a matéria orgânica em húmus. Quando se coloca fogo na vegetação, se destroem muitos desses organismos, prejudicando o solo, A camada superficial é onde se faz a aração e a gradagem da terra 2. Subsolo: é a parte intermediária entre a rocha e a camada superficial, de coloração mais clara, contém pouca matéria orgânica, menos raízes e fica logo abaixo da camada de aração. 3. Rocha: geralmente é dura, sem vida e, dela, por mudança depois de muitos anos, se origina o solo. 5.2 Qualidade do Solo Para o agricultor fazer uma irrigação certa é preciso conhecer a TEXTURA, a ESTRUTURA, a PROFUNDIDADE e os DECLIVES do solo. Tudo isso é para saber como regar, quanta água aplicar, como é que os solos guardam água, como a água se movimenta no solo, que lavouras plantar etc. 5.3 Textura do Solo Textura- corresponde às diferentes quantidades de grãos grandes, médios e pequenos que formam os solos. Aos grãos maiores chama-se AREIA. Aos grãos médios chama-se LIMO. Aos grãos pequenos chama-se ARGILA.
  2. 2. Tipos de Textura Quando o solo contém muita areia e pouco limo a argila chama-se ARENOSO ou de TEXTURA GROSSA. São solos que guardam pouca água porque a areia sendo formada de grãos grandes, em sua maioria, forma, também, espaços grandes entre os grãos. O solo não sustenta a água nos espaços grandes, por isso são de BAIXA CAPACIDADE DE RETENÇÃO DE ÁGUA. Retenção significa armazenar, guardar, manter. Os espaços grandes também deixam a água passar com facilidade, desse modo, os solos arenosos têm ALTA CAPACIDADE DE INFILTRAÇÃO. Como esses solos guardam pouca água, eles precisam ser irrigados com intervalos pequenos entre os dias, por exemplo, de 2 em 2 dias, 3 em 3 dias, até, no máximo, de 4 em 4 dias. Esse tipo de solo deve ser irrigado por aspersão, ou gotejo, por não se adaptar à irrigação por gravidade. Quando o solo contém muita ARGILA e menos LIMO e AREIA é chamado argiloso ou de TEXTURA FINA. São solos que guardam muita água porque as argilas sendo formadas de muitos grãos pequenos, os espaços entre os grãos são pequenos. A água não sai com facilidade dos espaços pequenos, assim, os solos argilosos têm ALTA CAPACIDADE DE RETENÇÃO DE ÁGUA. OS espaços pequenos dificultam a passagem da água, desse modo, os solos argilosos têm BAIXA CAPACIDADE DE INFILTRAÇÃO. Esses solos são muito difíceis de trabalhar, pois são muito pegajosos e duros, quando secos. Esses solos podem ser irrigados de 8 em 8 dias ou de 10 em 10 dias ou mais. O ideal é que os solos tenham quantidade quase igual de areia e limo e um pouco menos de argila. Solos assim são chamados de FRANCO ou de TEXTURA MÉDIA. São pouco pegajosos e pouco soltos; retêm muita água, são os melhores solos. Reconhecimento da Textura do Solo No campo é possível conhecer os tipos de solo de uma propriedade da seguinte maneira: 1 - Pega-se um punhado de terra cuja textura se quer conhecer; 2 - Coloca-se um pouco de água. A terra não deve ficar nem muito seca, nem muito molhada; 3 - Amassa-se a terra com as mãos procurando formar uma bola ou outra figura. A TEXTURA É GROSSA quando a bola formada for muito quebradiça e que se desmancha facilmente quando apertando um pouco. Ao soltá-Ia, muito pouca ou nenhuma terra fica agarrada nas mãos. Não é possível enrolá-Ia ou formar figuras. Esfregando entre os dedos sente-se arranhar. Isso é porque a terra tem muita areia e pouco limo e argila. Quer dizer, são solos muito arenosos. Esses solos guardam muito pouca água, por isso as irrigações são mais freqüentes.
  3. 3. TEXTURA MÉDIA OU FRANCA se, quando amassada, a terra forma uma bola ou figura, ainda firme, mas que se conserva enquanto não for muito apertada. Ao soltá-Ia. fica um pouco de terra agarrada nas mãos. Não é possível formar rolos compridos porque se quebram. Esses solos são os melhores para quase todas as culturas. TEXTURA FINA se formada uma bola, ela não se desfaz facilmente, ficando a terra grudada nos dedos, significando que o solo tem mais argila que limo e areia. Esfregando entre os dedos sente-se que é macio como goma. Esses solos são mais difíceis de serem trabalhados. 5.4 ESTRUTURA DO SOLO Os grãos ou partículas de AREIA, LIMO e ARGILA se juntam e formam os TORRÕES que se vê quando o terreno está sendo arado. Conforme a forma dos torrões as estruturas podem ser: grãos simples, blocos, laminar, granular, prismática e colunar.
  4. 4. Analisando as estruturas: GRÃOS SIMPLES É a estrutura dos solos arenosos. A areia não é pegajosa. A água se infiltra rapidamente e o solo não guarda água. GRANULAR São torrões pequenos. A água se infiltra bem. É a estrutura dos solos médios ou francos. É uma boa estrutura. Os torrões encontram-se nos primeiros centímetros do solo.
  5. 5. ESTRUTURAS EM BLOCOS São torrões mais ou menos quadrados e grandes. A infiltração é moderada. Guarda muita água. ESTRUTURA PRISMÁTICA OS torrões são grandes e longos. Solos argilosos. Água infiltra-se lentamente. Essa estrutura não é muito boa. ESTRUTURA COLUNAR Os torrões têm forma de coluna. A água não se infiltra. É a estrutura típica dos solos chamados salão. Esse tipo de solo não deve ser irrigado. ESTRUTURA LAMINAR
  6. 6. Essa estrutura é ruim porque não permite a infiltração da água e a penetração das raízes da planta. 5.5 PROFUNDIDADE DO SOLO A profundidade do solo é medida da superfície do terreno até a rocha. Para a prática da irrigação é recomendado que essa profundidade seja de, no mínimo, 1,20m. O solo profundo é bom para as plantas. É possível plantar lavouras de raízes profundas como as fruteiras. Pode ser "sistematizado" e utilizado para qualquer método de irrigação, como: sulcos, faixas, bacias, aspersão e outros. Os melhores solos são profundos e de textura média 5.6 DEFEITOS DO SOLO Quando existem pedras grandes e pequenas na superfície e no perfil do solo já se sabe que é difícil o preparo do solo com arado de boi ou trator. Quando o solo é arado ou gradeado sempre a 15 ou 20 centímetros nota-se que se forma uma camada dura chamada "pé de arado" ou "pé de grade" que impede o crescimento das raízes das plantas. Quando se irriga a meia encosta ou os baixios nota-se que surge muita água da terra. É o "lençol freático", que com o tempo pode causar salinização do solo, em regiões de clima árido.
  7. 7. O agricultor deve conhecer as qualidades do seu terreno para tirar o máximo proveito dele. Deve também conhecer os defeitos para poder eliminá-Ios ou diminuí-Ios, assim, pode escolher as culturas, ou método de irrigação mais adequado ao solo, que tipo de aração deverá ser utilizada ou se há necessidade de subsolagem para eliminar o "pé de arado" ou "pé de grade". 6. A TOPOGRAFIA A topografia estuda a forma do terreno. O terreno pode ser plano ou acidentado com morros e baixios. Nos projetos de irrigação os terrenos dever ser mais ou menos planos. Um terreno bom para irrigação por sulcos deve ter declive de 0,1% a 1 %, podendo-se irrigar com declive de até 4%, mas com muito cuidado. Exemplos: . 1 % quer dizer que o terreno cai 1 metro em 100 metros; . 0,5% que dizer que o terreno cai 50 centímetros em 100 metros. Na irrigação por aspersão é possível irrigar terrenos com declives até maiores de 10%. EXEMPLOS DE DECLIVES 7. AS PLANTAS A planta é o fator mais importante do processo produtivo. Tudo que se aprende sobre clima, água, manejo de solo é para obter boas colheitas, produzir alimentos para a população e ganhar dinheiro. Para aumentar a produção não é preciso aumentar os gastos mas fazer as coisas certas. Para algumas plantas, o plantio na época muito quente fará com que as flores caiam e a produção diminua. Uma rega malfeita desperdiça água, maltrata as plantas e causa erosão no solo. A aplicação de defensivos e adubos fora de época e de forma errada gera prejuízo. O custo do trabalho certo é o mesmo que do errado. O certo leva ao sucesso e o errado ao fracasso.
  8. 8. Índices Físicos do Solo de Maior Importância para Irrigação e Cálculo da Água do Solo A fração do solo que contêm ar e a fração do espaço poroso que contém água são expressas quantitativamente por porosidade do solo e umidade do solo. A umidade do solo pode ser expressa a base de volume do solo ou base de massa dos sólidos do solo. FIGURA 5 - Esquema de composição das diversas frações do solo. Se chamarmos de V = xyz este volume total de solo, FIGURA5 ; então, o volume total do solo será: V ar + V ag + V s, e a massa do solos será: massa total do solo: m ar + m ag + m s , como a m ar é negligivel perto da ms e mag, temos que M = ms + mag Disto, pode-se calcular os índices físicos do solo: a} densidade de partículas ou densidade dos só1idos = ρ s(g/cm3} ρs (g/cm3) = ms Vs
  9. 9. b} densidade global do solo (massa específica aparente seca)= ρg(g/cm3} ρg (g/cm3) = ms V A densidade global dos solos minerais varia de 0,7 a 2,0 g/cm3 Quanto + fina textura, menor a densidade global Exemplo: solos de textura grossa = 1,3 - 1,8 g/cm3 solos de textura fina = 1,0 - 1,4 g/cm3 solo orgânicos = 0,2 - 0,6 g/cm3 No projeto do cinturão verde os valores obtidos foram: Latossolo vermelho escuro podzó1ico - LEp.l = 1,5 g/cm3 Podzólico vermelho escuro - PVE - 1,5 g/cm3 Podzólico vermelho amarelo - PVA - 1,3 g/cm3 c} umidade a base de massa seca: U (g/g) = ms = m – ms (ca) ms ms U(% ) = m – ms x 100 (cb) ms d) umidade a base de volume θ(cm3/cm3) = Vag (da) V θ(% )= Vag x100 (db) V Dividindo-se a equação (da) pela (ca) temos que: Vag V θ= ____________________ = Vag x ms U m – ms V (m – ms) ms θ= ρ θ =ρg x U pois: ρag = 1(g/cm3) U ρag e) porosidade α== (cm3/cm3) = V ar - Vag ou V - Vs = V - Vs = espaço poroso V V
  10. 10. α = ( %) = V – Vs x 100 V Outra forma de expressar a porosidade do solo: α = (1 - ρ ) x 100 (%) ρs Portanto quanto maior a densidade global dos solo menor será sua porosidade, portanto menor serã seu armazenamento de água: Ex: TEXTURA ρg (g/cm3) α ( %) Argila 1,00 - 1,25 61,5 - 52,8 Silte 1,25 - 1,40 52,8 - 47,2 Areia 1,40 - 1,80 47,2 - 32,1 Os poros do solo são classificados em dois grupos: a) macroporos = responsáveis pela aeração da matriz do solo e pela infiltração e condução de água. Possuem diâmetro superior a 0,01 mm; b) microporos = são formados pelos poros capilares e atuam na armazenagem da água do solo. Possuem diâmetro menor que 0,01 mm; c) cálculo da altura de água = h (cm) separação da fração liquida de um volume de solo de dimensões x, y e z. FIGURA 6 - Altura de água no solo. Volume de água retirado será: Vag = X x Y x h
  11. 11. h = Vag (cm H2O) xy sendo θ = Vag = Vag = xyh = h V xyz xyz z θ = h ou h = θ z ( cm3 H2O . cm ) z cm3 solo A equação h = θ x Z é importante para irrigação pois; Z pode ser considerado a prof. da zona radicu1ar e o sendo a umidade. Calcula-se a quantidade de água que se deve adicionar a um Solo para traze-lo a uma determinada umidade de interesse. Exemplo:. prof. zona radicular (z) = 500 mm - cultura do feijão umidade inicial θi = 5% umidade final θf = 8% Qual a quantidade de água que devo adicionar? Qual o h? hi = 500 x 5%=25 mm hf = 500 x 8% =40 mm A altura de água será hf - hi = 15 mm. Fórmula h = h (final) - h (inicial) Nesse caso o θ foi constante para toda a profundidade da zona radicular, isto é. para todo o perfil de 500 mm. Em situações reais isto pode não acontecer, neste caso, simplesmente divide-se o perfil do solo em incrementos de profundidade e determina-se a umidade a cada incremento, de tal maneira que a altura da água existente no perfil fica sendo dada pela .somatória: n h = ∑ θi . ∆ zi i onde: θi e ∆ zi são, a umidade média e espessura i dos incrementos de profundidade. A armazenagem de água no solo e portanto, a área compreendida sob a curva de um gráfico de umidade volumétrica de um perfil de solo em função da sua profundidade Z (cm). Sendo ∆ zi iguais para todo o perfil L, tem-se que: A = θ1 + θ2 + θ3 + θ4 + θ5 + θi) x ∆ z. Dividindo e multiplicando o segundo membro da equação pelos n incrementos de profundidade (n1 + n2 + n3 + n4 + n5.. .n) tem-se que: Características Físico-Hídricas e Disponibilidade de Água no Solo Caracterização Fisico-Hídrica do Solo
  12. 12. Do ponto de vista agronômico, o solo pode ser caracterizado através de sua classe pedológica, de análises de perfis, físicas e de fertilidade. Em estudos e planejamento de irrigação, o solo pode também ser classificado de acordo com sua aptidão para irrigação. Para o manejo da irrigação, é necessário que se conheçam algumas das propriedades flsicas e frsico-hídricas do solo. As principais são a densidade global ou aparente, a capacidade de campo. o ponto de murcha permanente e a curva característica de retenção de água, Outros parâmetros não menos importantes são a análise textural, a densidade das partículas ou da fração sólida, a condutividade hidráulica satura da, a taxa ou velocidade de infiltração básica e a porosidade total do solo. Composição do Solo e Relações Massa/Volume O solo é composto de partículas sólidas de várias formas e diferentes dimensões, O espaço poroso pode ser preenchido com quantidades variáveis de água (solução) e ar (gases) (Figura 1), Fig . Representação da composição do solo. Esquematicamente, O solo pode ser representado como mostra a Figura2 Figura . Representação esquemática do solo. segundo a composição de suas frações. A partir da representação esquemática das fraçOes componentes do solo, pode-se estabelecer uma série de relações massa/volume de grande importância na caracterização flsico-hídrica dos solos, como apresentada a seguir: . Volume de poros. Vp: Vp = Vg + V. Vp = V – Vs volume de poros, Vp é constituído pelo volume total de fluidos (água e ar). Um solo encontra-se saturado
  13. 13. quando o volume de poros, Vp , é igual ao volume ocupado pela água, Va , isto é, quando o volume ocupado pelo ar (gases) Vg = O. . Porosidade %, α. : . Massa especifica (ou densidade) atual, ρa: m é a massa do solo (ar, água e sólidos) V é o volume total da amostra Como a composição do solo é variável quanto à proporção das frações sólida, líquida e gasosa, a sua massa específica ou densidade atual não é um bom parâmetro para se caracterizar um solo, visto que ela é também variável. Portanto, há necessidade de se definir outras grandezas intensivas. . Massa especifica (ou densidade) média da fração sólida do solo, ou das partículas ρs : A densidade das partículas é impropriamente denominada densidade real do solo. A densidade das partículas depende da composição mineralógica do solo e varia pouco nos solos minerais. Para fins práticos, atribui-se à densidade da partícula o valor de 2.65 g/cm3. . Massa Especifica (ou Densidade Global, ρs ) ms = massa da fração sólida V = volume da amostra de solo. não deformada (volume do cilindro amostrador). A densidade global do solo, juntamente com a porosidade. dá uma idéia do seu grau de compactação. A densidade global varia de valores menores que 1 g/cm3, geralmente em solos turfosos, a valores de até 1,9 g/cm3, para solos com elevado grau de compactação. Em latossolos não compactados, o valor da densidade global gira em torno de 1 a 1,3 g/cm3. Esse termo é também inadequadamente denominado densidade aparente. . Umidade (%) em peso, U:
  14. 14. ma = massa de água ms = massa da fração sólida Umidade (%) em Volume, θ: θ= U x ρs; Em que: θ= umidade do solo expressa em % de volume da amostra de solo não deformada U = umidade (%) em peso ρs = densidade global O espaço poroso total do solo pode estar ocupado pela água e ar. Portanto: P=θ+E Em que: P = Porosidade total (%). θ= Umidade do solo em % de volume E = Espaço poroso ocupado pelo ar (gases) Métodos para Determinação da Umidade do Solo O conteúdo de água no solo está constantemente mudando e uma determinada amostra representa apenas a condição de água naquele momento, uma vez que o sistema é dinâmico. Portanto, essa desigualdade na distribuição de água no solo resulta em variações na amostragem que introduzem incertezas em qualquer estimativa de água em condições de campo. Essa incerteza é denominada erro de amostragem ou simplesmente variabilidade. Portanto, na amostragem, devem-se tomar as devidas precauções para reduzir os efeitos dessa variabilidade. Dessa forma, a medição ou estimativa do conteúdo de água do solo em condições de campo é difícil, devido a uma série de fatores, tais como: • o crescimento desigual das plantas e a desuniformidade na distribuição do sistema radicular causam variações no conteúdo de água no solo. • Diferenças em características de infiltração resultam em variações logo após chuva ou irrigação. • A variação do solo no campo com relação à estrutura, estratificação e textura causa diferenças na quantidade de água armazenada no solo. • Distúrbios e mudanças na densidade global, variação em volume de poros e distribuição de tamanho de poros causam profundas variações no conteúdo de água ao longo do perfil do solo, em condições de campo. • Desigualdades no relevo superficial do solo resultam em umedecimento desuniforme do solo. • Sistemas de irrigação mal dimensionados ou operados inadequadamente podem contribuir para uma distribuição de água desuniforme, no campo. A) Métodos Termogravimétricos . Método Gravimétrico Direto E o método clássico e o mais utilizado na determinação do conteúdo de água do solo. As amostras são retiradas em vários locais e profundidades, no campo, podendo constituir-se de amostras simples ou compostas. Essas amostras podem ser deformadas, utilizando-se trados comuns, ou não deformadas, de volume conhecido, utilizando-se trados especiais, como, por exemplo, o trado de Uhland. Deve-se ter muito
  15. 15. cuidado para evitar perdas de água, por evaporação, pelo solo durante a amostragem. É um método direto, bastante preciso e consiste em se pesarem amostras de solo úmidas e secas. A secagem da amostra é efetuada: em estufa a 105 - 110°C até peso constante. É conhecido, também, como método padrão da estufa (Bernardo, 1986; Klar, 1988; Klar, 1991). Material a ser utilizado: a) latinhas de alumínio com capacidade para 50 a 200 g de solo; b) estufa a 105 - 110 °C; c) balança com sensibilidade de 0,01 g; e d) trado amostrador. Metodologia: a) pesar a latinha de alumínio vazia, obtendo-se a tara; b) retirar amostras do solo com trado, enxadão ou outro instrumento, atentando-se para que as amostras de diferentes horizontes e/ou profundidades não sejam misturadas durante a retirada; c) colocar parte da amostra de solo na latinha, fechando-se bem, para que não haja saída de vapor de água: d) pesar o conjunto, obtendo-se o peso úmido (Mu); e) levar à estufa a 105 - 110 °C por 24 a 48 horas (até peso constante); f) pesar novamente o conjunto, obtendo-se o peso seco (Ms); e g) determinar o conteúdo de água da amostra: Com base em peso seco (U): U= Mu-Ms Ms U=Ma (g de água I g de solo) Ms .Com base em volume (e): θ= U . dg Apesar de o cálculo da umidade, em peso, ser muito simples, é desejável que o cálculo da umidade seja realizado com base em volume, onde tem-se a quantidade de água .em determinado volume de solo, permitindo convertê-Ia facilmente em altura de lâmina de água, por unidade de profundidade de solo, que é um dado muito usado em irrigação. Este método apresenta um inconveniente para o manejo da irrigação, uma vez que só permite o conhecimento do conteúdo de água do solo cerca de 48 horas após a amostragem. O método padrão da estufa proporcionou o surgimento de uma série de outros métodos alternativos,. que variam entre si em função da fonte de calor utilizada para a eliminação do conteúdo de água da amostra de solo. Dentre eles destacam-se: o método do forno microondas, o método do álcool e o método da frigideira, dentre outros. .Método da frigideira Este método consiste em efetuar a secagem do solo utilizando-se como fonte de calor um fogareiro a gás butano e acondicionando-se a amostra em uma frigideira. É um método muito simples e prático de determinação, mas que apresenta limitações quanto à precisão (pruski et aI., 1986). Material a ser utilizado:
  16. 16. a) fogareiro a gás butano; n) frigideira de cozinha ou outro artefato que a substitua; c) balança com sensibilidade de 0,01 g; e d) caixa de fósforo ou isqueiro. Metodologia: a) coloca-se a amostra de solo úmido na frigideira e pesa-se o conjunto (Mu); b) leva-se a frigideira ao fogareiro, revolvendo-se a amostra cuidadosamente durante a secagem; c) o tempo de secagem é controlado pela observação visual de alterações ocorridas na amostra; d) após a secagem, espera-se a frigideira esfriar e pesa-se, o conjunto, obtendo-se o peso seco (Ms); e e) a determinação do conteúdo de água da amostra é efetuada pelas equações do Método Gravimétrico Direto. B) Método das Pesagens É um método que baseia-se na saturação da amostra de solo, contrariamente aos métodos anteriormente, que promovem o secamento da amostra. Foi desenvolvido por Klar et al (1966) e fundamenta-se na obtenção de um padrão, que servirá de referência às demais determinações. É um método simples e, após obtenção do padrão e da densidade de partículas do solo, necessita apenas de balança com sensibilidade de 1 g, sendo, portanto, barato e, para fins práticos apresenta boa precisão. Material a ser utilizado: a) erlenrneyer ou balão volumétrico _e 500 mL; b) balança com sensibilidade de 0,1 g; c) bomba de vácuo elétrica ou manual; d) trado amostrador, e) latinhas de alumínio; e f) estufa a 105 - 110 o C Metodologia: Obtenção do padrão: a) adicionar água até aproximadamente a metade do volume do erlenrneyer ou balão de 500 mL; b) colocar 100 g do solo seco em estufa a 105 °C; c) agitar bem para garantir uma boa homogeneização da mistura água-solo; d) adaptar uma bomba de vácuo elétrica ou manual para facilitar a retirada do ar; e) completar o volume do frasco com água até a marca dos 500 mL; e f) pesar o conjunto (M), considerado como padrão para o solo em questão, o qual é determinado apenas uma vez. Determinação do conteúdo de água: a) repete-se com a amostra de solo que se quer determinar a umidade os mesmos passos utilizados para a obtenção do padrão (exceto o item b), obtendo-se o peso M.. O cálculo da umidade com base em peso úmido (Uw) é efetuado por meio da equação abaixo: UW = (M-M’) . ( ds )
  17. 17. ds-1 em que: ds = densidade de partículas do solo, geralmente, igual a 2,65 g.cm-3 . Para a obtenção do conteúdo de água com base em peso seco (U%) pode ser utilizada a seguinte equação: U(%)= 100 x Uw 100 - Uw Amostragem de Solo: Análises Físicas e Físico–Hídricas Por questões pedogenéticas e de manejo, o solo apresenta grande variabilidade espacial. Portanto, para se determinar as propriedades físicas de um solo, é necessária uma amostragem criteriosa, para que uma determinada amostra represente as condições reais existentes naquele solo. As recomendações e cuidados na amostragem no que diz respeito à divisão por glebas homogêneas, número de amostras e profundidades no perfil, segundo os horizontes, são, em princípio, as mesmas recomendadas na amostragem para fertilidade. Entretanto, alguns cuidados especiais devem ser seguidos, dependendo do tipo de análise que se pretende fazer. Geralmente, para análises das propriedades físicas do solo, trabalha-se com amostras simples. Alguns tipos de estudos requerem amostras não deformadas e outras amostras deformadas, enquanto outros podem ser conduzidos em ambos. Amostras deformadas As amostras deformadas podem ser utilizadas para análise granulométrica ou textural, densidade da partícula ou da fração sólida, umidade, pontos da curva de retenção de água e outros estudos específicos. Nesse tipo de amostragem, não se tem a preocupação em manter intacta a estrutura do solo; portanto, a amostra pode ser destorroada. As amostras deformadas são retiradas em vários locais e profundidades, no campo, utilizando-se trados comuns ou especiais, enxadas, enxadões, pás de corte ou outra ferramenta. As amostras de solo são colocadas em latas de alumínio, caixas de papelão ou sacos de plástico, devidamente identificados. Essas amostras são, então, encaminhadas aos laboratórios especializados, para análise. Amostras não deformadas As amostras não deformadas são utilizadas para densidade global ou aparente, pontos da curva de retenção de água, estabilidade de agregados, condutividade hidráulica e outros estudos específicos. As amostras não deformadas são retiradas em vários locais e profundidades, no campo, geralmente em trincheiras ou minitrincheiras, utilizando-se trados especiais, de cilindro ou anel, como, por exemplo, o trado de Uhland. As amostras de solo são devidamente identificadas e acondicionadas em caixas, protegidas, para evitar sua deformação durante o manuseio e transporte, e encaminhadas para os laboratórios especializados, para análise. Observações No caso de amostragem de solo para umidade, deve-se ter muito cuidado para evitar perdas de água, por evaporação pelo solo, durante a amostragem e transporte. As amostras de solo são colocadas em latas de alumínio, vedadas com fita adesiva e levadas para o laboratório o mais rápido possível. Geralmente, para análise de agregados, a amostragem de solo é feita utilizando-se torrões, de modo a preservar a estrutura existente no local amostrado.
  18. 18. Potencial de Água o Potencial da Água no solo ou na planta representa o estado de energia da água no solo ou na planta e governa todos os processos de transporte de água no sistema solo-planta-atmosfera. O entendimento e a aplicação desse conceito possibilitam uma visão global dos processos de absorção e transporte de água do solo para a planta. no interior da planta e das folhas para a atmosfera (transpiração). Conceituação O estado de energia da água no solo ou na planta é descrito pelo Potencial da Água, representado pela letra grega maiúscula psi (ψ) que é o potencial químico da água relativo ao seu estado de referência (água pura. pressão atmosférica). expressa na base de volume. Quantitativamente: Em que: µw é o potencial químico da água no estado de referência, isto é. m da água pura. pressao atmosférica e temperatura do sistema em consideração. Vw é o volume parcial molar da água (aproximadamente 18 cm3 I mal). Segundo Reichardt (1996), o potencial de água no solo pode ser definido da seguinte forma: "Representa o trabalho realizado quando a unidade de massa (volume ou peso) de água em estado padrão é levada isotérmica, isobárica e reversivelmente para o estado considerado no solo". (Figura 4). Figura 4, Depleção do potencial de no solo Toma-se como estado padrão o estado no qual o sistema água acha-se em condições normais de temperatura e pressão. livre de sais minerais. com interface liquido-gás plana, situado em dado referencial de posição. Componentes do Potencial de Água no Solo e na Planta o potencial da água (11) é afetado por todos os parâmetros que afetam a energia livre da água. Os principais parâmetros para o sistema solo-planta são: pressão hidrostática. solutos. interação da água com uma matriz sólida e força gravitacional. O potencial total da água é uma função de todos estes fatores ou variáveis. de tal forma que: y = ψP + ψs + ψ m + ψg As letras gregas minúsculas psi (ψ) denotam os componentes do potencial da água. Expresso em palavras, é a soma dos componentes do potencial da água, que são variáveis essencialmente independentes. Para brevidade, são referidos como potencial de pressão. de soluto, matricial e
  19. 19. gravitacional. respectivamente. Entretanto, quando se diz potencial de pressão. etc. realmente está-se expressando o componente do potencial de água devido à pressão, devido à presença de solutos. devido à interação com a matriz e devido à gravidade. O potencial de pressão é equivalente à pressão hidrostática. Uma vez que o estado de referência é a água pura, à pressão atmosférica. ele será positivo quando o sistema estiver sob pressão maior do que a atmosférica, mas negativo quando o sistema estiver sob pressa o menor do que a atmosférica. ou realmente sob tensão. Os potenciais de soluto (osmótico) e matricial (mátrico) são sempre zero ou negativo. desde que a presença de solutos ou a interação com a matriz sempre reduz a atividade ou potencial da água para um valor abaixo daquele para a água pura. Quanto maior a concentração dos solutos ou mais forte a interação com a matriz, maior é o valor ψs ou ψ-s em termos absolutos. O estado de referência ψ para água é escolhido para cada caso em particular. Portanto ψs, pode ser positivo, negativo ou zero. Em solos agrícolas, a concentração de solutos é geralmente considerada baixa e o potencial de soluto assume valores próximos de zero. Quando o solo não está saturado, a água nos poros do solo está essencialmente em contato com a atmosfera, portanto, ψg é zero. Por outro lado é freqüentemente o único componente de potencial significante. À medida que o solo seca, o filme de água na matriz do solo torna-se cada vez mais fino, resultando em ψm maior, em valor absoluto. O potencial gravitacional é um componente muito importante quando o solo está próximo da saturação, mas torna-se menos significante à medida que o solo drena e seca, porque ele é suplantado pelo potencial mátrico, que se torna progressivamente maior, em valor absoluto. Unidades de Potencial Pela própria definição, o potencial de água pode ser expresso em unidades de trabalho ou energia: T=FxL Em que: T é o trabalho, F é a força e L a distancia percorrida. Os potenciais químicos são expressos em unidades de energia por unidade de matéria, erg/mol. A energia de um sistema é uma grandeza extensiva, isto é, que depende da extensão do sistema. Portanto, é oportuno expressá-Ia em outra grandeza proporcional à extensão do sistema. . Energia por unidade de massa: T=E=FxL T/M = E/M = F x L I M Em que: T = trabalho; E = energia; F = força; L = distância (deslocamento); M = massa. Neste caso, a unidade mais comum é erg/g. · Energia por unidade de peso: E/peso = E/F = (F x L) / F = L Portanto, possuem dimensões de comprimento (carga hidráulica, ou coluna do líquido). Neste caso, as unidades mais comuns são: mm, cm e metro.
  20. 20. Disponibilidade de Água no Solo Capacidade de Campo, CC. É a quantidade de água retida pelo solo após a drenagem ter ocorrido, ou cessado em um solo previamente saturado por chuva ou irrigação. É a quantidade de água retida pelo solo quando a condutividade hidráulica não saturada se torna tão pequena que o fluxo de água pode ser considerado como sendo zero. Para fins de irrigação, capacidade de campo é o conteúdo volumétrico de água em equilíbrio com o componente matricial do potencial de água de 10 a 30 kPa (curva característica de água no solo). Ponto de Murcha Permanente, PMP É o conteúdo de água no solo retido a um componente matricial do potencial de água tão elevado, em valor absoluto, que a maioria das plantas não consegue extrair água do solo e entra em murcha permanente. Para fins de irrigação, o ponto de murcha permanente é o conteúdo volumétrico de água em equilíbrio com o componente matricial do potencial de água no solo de 1500 kPa ou 15 atmosferas (curva característica de água no solo). Água Disponível Total, ADT. É a água compreendida entre a capacidade de campo e o ponto de murcha permanente ADT = CC – PMP Literatura Citada REICHARDT, K. Dinâmica da matéria e da energia em ecossistemas. 2.ed. Piracicaba:USP/ESALQ,1996. 505p. A ÁGUA NO SOLO Fonte: A ÁGUA NO SOLO Dr. Jorge Jara R. e Dr. Alejandro Valenzuela A.Fac de Eng Agrícola Universidade de Concepção O objetivo primário e essencial da agricultura é produzir mantimentos para os indivíduos que trabalham no campo, como também para a sociedade. Para isso, dispõe de quatro elementos: a terra, o trabalho, a energia do sol, e ocasionalmente, a água. Qualquer destes que falte ainda em parte, repercutirá na produção agrícola que não conseguirá ser a ótima que se espera. O solo agrícola é uma capa fina de material, que está na superfície dos continentes do globo terrestre. Esta capa se formou pelo efeito da água e do ar sobre as rochas. Está formada por três partes: uma sólida a outra líquida e o refrigerante. A parte sólida, está formada por pequenas partículas que se separaram do material original (rochas) e uma pequena proporção de material orgânico, que gerou a vegetação que existiu em tempos recentes. Estas partículas deixam espaços livres que estão ocupados, seja por água ou por ar, segundo a estação em que nos encontremos. A soma dos espaços ocos em um solo seco, chama-se porosidade do solo, quando se expressa em relação ao volume das partículas sólidas. Aqueles poros que se encontram vazios, enchem-se com água logo depois de uma chuva ou irrigação.
  21. 21. A porosidade total dos solos argilosos é maior que a dos solos arenosos pelo seguinte feito: como o material argiloso é mas fino que as areias, dispõem de uma maior quantidade de poros pequenos, em comparação às areias que são partículas maiores e portanto, deixam espaços de tamanho maior mas menos numerosos. Por outra parte, o movimento da água livre é major em quão arenosos nos argilosos. Entretanto, a retenção de água é major nos solos argilosos que nos arenosos. As argilas são partículas muito finas (colóides) e, portanto, possuem algumas propriedades físico- químicas, tais como a capacidade de absorver água e inchar-se. Esta propriedade, além de possuir em sua superfície uma grande concentração de cargas elétricas desbalanceadas, faz-as comportar-se como lâminas absorventes de moléculas de água, por ter este elemento cargas diferentes positivas e negativas por efeito de sua composição molecular. Isto, a sua vez, produz um potencial para atrair moléculas de água e retê-la com a força suficiente para evitar que sejam atraídas pela aceleração de gravidade. Além disso, a porosidade que deixa livre é extremamente fina e se comporta na prática como um grande número de tubos capilares, produzindo outro impedimento ao movimento da água. A água é atraída, então, por tais partículas do solo e se conhece esta atração como força matricial. A energia da água quando está retida pelo solo, implica efetuar um trabalho para subtrai-la de seu ambiente. Este ambiente é a matriz do solo. Em tão mais seco se encontre o solo, major será o trabalho que terá que exercer a planta para extrair a água do solo. É interessante, então, conhecer a energia com que a água é retida pelo solo. Esta varia conforme seja o conteúdo de umidade do solo nesse momento. O potencial de retenção da água, se expressa usualmente em unidades de medida de metros de coluna de água, m.c.a. (energia por quantidade unitária de peso), em kPa, bar ou centibar (energia por quantidade unitária de volume), ou no Joule*kg-1 (energia por quantidade unitária de massa). A seguinte tabela de equivalência é útil para converter uma unidade em outra. Tabela 1. Equivalência para expressar o potencial de água no solo. Unidade Equivalência 1 bar 100 kPa ≅ 1 atm 1 bar 100 Joule/kg 1 bar 10 m.c.a. 1 bar 100 centibar - Método de Determinação de água ( θ) e o potencial matricial do solo ( ψm ) Curva Característica de Retenção de Água no Solo A curva característica de retenção de umidade ou curva de retenção de água, ou simplesmente curva característica, é uma propriedade ou característica físico-hídrica do solo que relaciona o conteúdo volumétrico de água ( θ) e o potencial matricial do solo ( ψm ). Muitas vezes, é expresso como carga hidráulica (h) em unidades de coluna d’água (cm, m). Como o próprio nome indica, é típica para cada solo, variando de acordo com a classe textural do solo, o conteúdo de matéria orgânica, grau de compactação, classe de solo, geometria dos poros e outras propriedades físicas do solo. A curva característica é geralmente determinada em laboratório e de preferência em amostras não deformadas. Entretanto, para fins de pesquisa, pode também ser determinada diretamente no campo, sendo um processo mais trabalhoso e demorado. Extratores de Placa Porosa ou de Membrana Os extratores de placa porosa ou de membrana são utilizados no laboratório, para determinar o potencial matricial de amostras de solo deformadas ou não deformadas. Através dessas determinações, são estabelecidas as curvas
  22. 22. características de retenção de água no solo. Curvas de retenção de umidade Do ponto de vista da planta, interessa conhecer qual é a energia com que um volume de água está retida pelo solo, informação de maior interesse que a umidade que tem esse solo. A relação que existe entre o conteúdo de umidade do solo e o potencial ou energia com que está retida essa umidade, chama-se curva de desorção ou retenção de umidade (Figura 1). Estas curvas de retenção se confeccionam em laboratórios de solos ou irrigação que contém com panela de pressão (Universidades ou Institutos de Investigação). O conteúdo de umidade do solo, em percentagem apoie peso seco ou gravimétrico ( % bps), expressa a quantidade de água presente em uma amostra e se define como o quociente entre a massa de água e a massa de solo seco. Assim : masa .agua * 100 %bps = masa . suelo.sec o Ec.N°1 70 Contenido de humedad (% bps) 60 50 Arcilloso 40 Franco 30 Arenoso 20 10 0 0 5 10 15 Energía de retención (bares) FIGURA 1. Curva de retenção de água no solo para diferentes texturas Deste modo, o conteúdo de umidade gravimétrico de uma amostra de solo úmido se mede pesando uma amostra de solo úmido, secando-a posteriormente a um forno de 105°C por 24 horas e voltando para pesar a amostra. Tal como se pode apreciar na Figura 1, os conteúdos de umidade do solo a uma mesma energia de retenção são diferentes segundo textura. Do mesmo modo, pode-se observar que as filas de umidade do solo entre duas energias de retenção, (Por exemplo, 1/3 e 15 bar) diferem também segundo textura. Este antecedente resulta de máximo interesse quando se deseja precisar a quantidade de umidade ou água aproveitável no solo (HÁ), de um ponto de vista agrícola. Para calcular a umidade aproveitável de um solo, em termos de uma altura de água, pode-se utilizar a seguinte expressão: CC − PMP Dap H. A.= * *P 100 D H2O Ec.N°2
  23. 23. aonde: H.A. =Altura de água aproveitável para o cultivo (mm). (Um milímetro de altura corresponde a um litro de água por metro quadrado de terreno). DC =Conteúdo de umidade de solo, expresso em percentagem apóie peso seco, a uma energia de retenção que oscila entre 1/10 a 1/3 de bar. Indica o limite superior ou máximo de água útil para a planta que fica retida no solo contra a força de gravidade. conhece-se como Capacidade de Campo. PMP =Conteúdo de umidade do solo, expresso em percentagem apóie peso seco, a uma energia de retenção que oscila entre 10 e 15 bar. Indica o limite inferior ou mínimo de água útil para a planta. conhece-se como Ponto de Murcha Permanente. Dap =Densidade aparente do solo (g/cc) DH2O =Densidade da água. assume-se normalmente um valor de 1 (g/cc). P =Profundidade representativa da amostra de estou acostumado a analisada (mm). Ao aplicar esta expressão aos valores normais encontrados nos diferentes tipos texturas de solos, encontra-se a situação descrita na Figura 2, aonde solos argilosos retêm uma maior quantidade de água útil ou aproveitável para a planta que solos arenosos. Dado que os solos rara vez são homogêneos em profundidade, será necessário o determinar os valores de conteúdo de umidade a Capacidade de Campo e Ponto de Murcha Permanente para as diferentes estratos de solo. Assim, para um solo da série Arrayán se determinaram as seguintes propriedades hídricas (Tabela 2). FIGURA 2. Disponibilidade de água para as novelo segundo textura de solo.
  24. 24. Tabela 2. Características hídricas de conteúdo de umidade a capacidade de campo (DC), ponto de murcha permanente (PMP), densidade aparente (Dap) e altura de água aproveitável (HA) de um solo da série Arrayán. Profundidade(cm) DC(%) PMP(%) Dap(g/cc) HA(cm) 0-31 39 21 0.93 5.19 31-50 44 26 1.15 3.93 50-90 35 ` 23 1.09 5.23 TOTAL 14.35 O valor total de água útil aproveitável para a planta de 143.5 mm indica que, nos 90 cm de profundidade do solo, a planta dispõe de 143.5 litros de água por metro quadrado de terreno ou, que é o mesmo, de 1435 m3*há-1. Medição de umidade a DC e PMP A obtenção do valor de HA resulta de primitivo interesse para o desenho, planejamento e manejo de sistemas de irrigação. Se não se dispuser dos serviços de um laboratório de solos para a determinação dos conteúdos de retenção de umidade de solo a Capacidade de Campo e Ponto de Murcha Permanente, uma boa aproximação a estes valores pode obter-se da seguinte maneira: 1. Imediatamente depois de uma irrigação ou chuva intensa que tenha saturado o solo, selecione un setor representativo do local e cubra-o com uma lona ou plástico impermeável, que evite a evaporação do solo. 2. 24 a 48 horas depois do evento, extraia amostras de solo de entre 100 a 200 gr em cada estrato. Deposite-os em uma cápsula hermética ou em uma bolsa plástica selada. 3. Pese as amostras em uma balança de leitura de décimas de grama, sem abrir ou destampar a amostra. Registre a leitura como PSH + P (Peso do solo úmido mas Peso de vasilha). 4. Uma vez pesada a amostra, deixe-a em um forno a 105°C por 24 horas e pese a mostra seca. Se utilizou bolsas plásticas previamente, assegure-se de extrair a totalidade da amostra de solo da bolsa antes de pô-la no forno, pesando a vasilha plástica (P) e a vasilha nova utilizada no forno de secagem. Em qualquer caso, deve existir absoluta certeza do peso da vasilha, devido a este valor se deve subtrair ao peso de solo. 5. Obtenha o valor de conteúdo de umidade do solo a Capacidade de Campo (dC). ( PSH + P E ) − ( PSS + P E ) * 100 θ CC = P SS Ec.N°3 Deste modo, a Ec.N°3 indica a relação percentual no conteúdo de água em uma amostra de solo, ficando expressa como: Peso.agua .en.la .muestra θ CC = P SS * 100 Ec.N°4 aonde:
  25. 25. PSH = Peso do solo úmido (g) PE = Peso da vasilha ao momento de pesar (g) PSS = Peso do solo seco (g) Assim, se a amostra de solo e vasilha recém extraída pesava 250 g (PSH + PE), e uma vez seca era de 200 g (PSS + PE), pesando a vasilha 20 g (PE), então o conteúdo de umidade seria: 250 − 200 θ CC = 200 − 20 * 100 = 27 .8% Ec.N°5 6. Para obter o conteúdo de umidade de uma amostra de solo a ponto de Murcha Permanente, é necessário submetê-la a um prato de pressão a 15 atmosferas e logo determinar seu conteúdo de umidade. Outra forma de obter o conteúdo de umidade a ponto de Murcha Permanente seria multiplicar o valor de umidade a Capacidade de Campo por 0.55, quer dizer: PMP = 0.55 * DC Ec.N°6 Deste modo, no exemplo anterior, o valor aproximado do PMP seria de 15.3%, tendo isso se em conta que esta forma é uma aproximação muito general e não necessariamente aplicável a todos os solos.
  26. 26. INFILTRAÇÃO D'ÁGUA NO SOLO Infiltração é o nome dado ao processo pelo qual a água penetra no solo, através de sua superfície. A velocidade de infiltração (VBI) d'água em um solo é fator muito importante na irrigação, visto que ela determina o tempo em que se deve manter a água na superfície do solo ou a duração da aspersão, de modo que se aplique uma quantidade desejada de água. Ela é expressa em termos de altura de lâmina d'água ou volume d'água por unidade de tempo, em geral, nas unidades de cm{h ou 1/s. J A VI depende diretamente da textura e da estrutura dos solos. Em solos arenosos ou argilosos com partículas bem agregadas, em razão de sua maior percentagem de poros grandes, têm-se maiores velocidades de infiltração. Em um mesmo tipo de solo a VI varia com: - A % de umidade do solo, na época de irrigação. - A porosidade de solo. - A existência de camada menos permeável, ao longo do perfil. Observa-se que a variação da VI em um mesmo solo, por causa da diferença do teor de umidade, desaparece geralmente 60 minutos depois do início da aplicação d'água. A velocidade de infiltração nos solos diminui com o aumento do tempo de aplicação d'água. Inicialmente, ela é relativamente alta, e vai diminuindo gradativamente, até um valor quase constante. Nesse ponto, onde a variação da VI é muito pequena, praticamente constante, ela é chamada de velocidade de infiltração básica - VIB. Na Figura 1.1., tem-se uma curva que mostra a variação da velocidade de infiltração, com o tempo. Outro termo muito usado é a infiltração acumulada (I), que é a quantidade total d'água infiltrada, durante determinado tempo. Ela é geralmente expressa em cm, referindo-se à altura da lamina d'água que infiltrou na superfície do solo, litros por unidade de superfície ou litros por unidade de comprimento de sulco. Pode-se também calcular a quantidade d'água que infiltrou em um solo, em função da curva de infiltração acumulada deste solo. Existem vários métodos e maneiras para determinar a VI de um solo. Para que o seu valor seja significativo, o método de determiná-la deve ser condizente com o tipo de irrigação, que será usado naquela área. Para isso, podem-se classificar os diversos tipos de irrigação, segundo a infiltração, em dois grupos: - Quando a infiltração se processa apenas na vertical, o que ocorre nas irrigações por aspersões e inundações. - Quando a infiltração ocorre tanto na direção vertical como horizontal, como é o caso da irrigação em sulco. Sendo assim, ao fazer-se irrigação em sulco, a VI deve ser determinada pelo método da «Entrada-Saída» d'água no sulco ou pelo método do «Infiltrômetro de Sulco». No caso de irrigação por aspersão ou por inundação, deve-se determinar a VI, pelo método das «Bacias», pelo método do «Infiltrõmetro de Anel» ou pelo método do «Infiltrõmetro de Aspersor». FIGURA 1.1. Velocidade de Infiltração «versus» tempo.
  27. 27. Segundo a VIB de um solo, pode-se classificá-la em: Tipos de Solo Solo de VIB muito alta .......................................... > 3,0 cm/h Solo de VIB alta....................................................... 1,5 - 3,0 cm/h Solo de VIB média................................................... 0,5 - 1,5 cm/h Solo de VIB baixa.................................................... < 0,5 cm/h O valor da VIB de um solo é um fator de grande importância em irrigação, pois é ele que indicará quais os métodos de irrigação possíveis de serem usados naquele solo, bem como determinará a intensidade de precipitação máxima, que poderá ser permitida na irrigação por aspersão. MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO DE VI E I MÉTODO DA «ENTRADA-SAÍDA» D'ÁGUA NO SULCO Consiste em colocar dois medidores de vazão, um na extremidade superior do sulco e o outro afastado este, em função do tipo de solo. Para solos arenosos, o segundo medidor deve estar no máximo a 20 m do primeiro e para solos argilosos ele pode ficar afastado do primeiro até 40 m. Este método está ilustrado e resumido no Quadro 1.1. Para converter a velocidade de infiltração em sulco, com unidades de litro/minuto por 10 m de sulco, em VI por unidade de área, com unidades de milímetro/hora, usa-se a seguinte expressão: VI (em mm/h) = VI (em l/min/10 m de sulco) x 6 ...equação 1.1. espaçamento efetivo entre sulcos (em m) A seguir, deve-se plotar a coluna (2) «versus» a coluna (8), para obter a curva de VI em l/min por 10 m sulco, «versus» tempo. Conhecendo-se a VI/metro de sulco, facilmente se poderá determinar o tempo necessário para manter a água escorrendo em um sulco de irrigação, para aplicar uma quantidade determinada d'água. Estes cálculos são vistos no Capítulo 7. A medição da vazão na estaca A pode ser feita por meio de qualquer medidor de pequenas vazões, mas na estaca B somente por meio de métodos adaptados para medição de vazão em sulco. Não se pode instalar vertedor em B, visto que este represarão a água, e esta se espalharia sobre o solo, aumentando, assim, o valor da VI .para aquele sulco.
  28. 28. MÉTODO DO «INFILTRÔMETRO DE SULCO>> Consiste em represar água em um pequeno comprimento de sulco, em geral 1 m, e ir acrescentando água, à medida que ela for se infiltrando. Pode-se permitir uma oscilação máxima do nível d'água de 2cm, dentro do sulco. A água acrescentada ao sulco é proveniente de um recipiente de volume conhecido. Sendo assim, na hora das leituras, saber-se-á qual foi o volume d'água infiltrado no solo. No início da infiltração, o intervalo entre leituras deverá ser menor (cinco minutos), e após quatro leituras este intervalo poderá ser aumentado. De modo geral, podem-se usar os seguintes intervalos: 5, 10, 15, 20, 30, 45, 60, 90 e 120 minutos. Deve- se ter em mente que quanto maior for a VI de um solo, mais freqüentes deverão ser as leituras. Inicialmente, determina-se a infiltração acumulada (I). A velocidade de infiltração média (VIm) é a infiltração acumulada (I) em um tempo T, dividida pelo próprio tempo, ou seja: VIm = I ...equação 1.2. T A velocidade de infiltração aproximada (VIa) é o incremento de infiltração ∆I, no intervalo de ∆T, dividido pelo intervalo de tempo, ou seja: VIa = ∆I ...equação 1.3. ∆T Este método está ilustrado no Quadro 1.2. e Figura 1.2. FIGURA 1.2. Curvas de Infiltração Acumulada - I e de Velocidade de Infiltração Média - VIm.
  29. 29. MÉTODO DO «INFILTRÔMETRO DE ANEL" Os equipamentos para este método consistem em dois anéis, sendo o menor com diâmetro de 25 cm e o maior de 50 cm, ambos com 30 cm de altura. Devem ser instalados concêntricos, na vertical e enterrados 15 em no solo, com auxilio de marreta. Para isso, as bordas inferiores dos dois anéis devem ser finas e com corte em forma de bisel, para facilitar a penetração no solo. . Coloca-se água, ao mesmo tempo, nos dois anéis, e com uma régua graduada acompanha-se a infiltração vertical no cilindro interno, com intervalos de tempo idênticos ao do método anterior. Quando não se dispuser do cilindro externo, deve-se fazer uma bacia em volta do cilindro menor, e mantê-la cheia d'água, enquanto durar a determinação. A importância do anel externo ou bacia é evitar que a água do anel interno infiltre lateralmente. A altura da lâmina d'água nos anéis deve ser de 5 cm, permitindo uma oscilação máxima de 2 cm. Para facilitar as leituras, medem-se as distâncias entre a borda superior do anel e a superfície d'água dentro dele. O Quadro 1.3. ilustra as determinações. Para construir as curvas de infiltração acumulada (D e de velocidade de infiltração (VI), basta plotar os dados de I e VI versus" o tempo acumulado, como no exemplo anterior. Existem outros métodos para se determinar a VI, usando aspersores, simuladores de chuva etc.
  30. 30. Velocidade de infiltração básica A velocidade de infiltração básica é a quantidade de água que infiltra em um solo numa unidade de tempo. A determinação deste valor pode ser feita utilizando o processo do infiltrômetro de anel, o conhecimento da velocidade de infiltração básica encontra aplicação no momento de se determinar a taxa máxima de água a ser aplicada no solo. Porque uma taxa de água maior que o valor da velocidade de infiltração básica ocasiona o escorrimento superficial. Desta forma, na escolha do aspersor, este deverá ter a sua intensidade de aplicação de água menor ou no máximo igual a velocidade de infiltração básica do solo. Para se calcular a velocidade de infiltração básica, utilize o método do infiltrômetro de anel. Este método consiste em dois anéis, sendo um menor com diâmetro de 25 cm e o maior de 50 cm, ambos com 30 cm de altura.
  31. 31. SOLO Depois de instalados, coloque água ao mesmo tempo nos dois anéis. Com o auxílio de uma régua graduada acompanhe a infiltração vertical no cilindro interno, com intervalos de tempo. Esse intervalo de tempo deve ser de cinco minutos no início da infiltração e após quatro leituras este intervalo pode ser aumentado para dez minutos. Quando não se dispuser do cilindro externo, faça uma bacia em volta do cilindro menor, e mantenha sempre cheia de água, enquanto durar a determinação. A importância do anel externo ou bacia é evitar que a água do anel interno infiltre lateralmente. A altura da lâmina d'água nos anéis deve ser de 5 cm, permitindo uma oscilação máxima de 2 cm. Para facilitar as leituras, meça as distâncias entre a borda superior do anel e a superfície d'água dentro dele. Anote os valores, e faça uma tabela como esta. Infiltração Velocidade de Tempo Régua acumulo infiltração Acumul Leitura Diferença Vim Hora (cm) Via (em/h) (min) (em) . (em) (em/h) 10:00 - 10,00 d1 la1 Vlm1 Via 1 10:05 5 11,60 * d2 la 2 Vlm2 Vla2 10:10 10 11,20 d3 la 3 Vlm3 Vla3 10:15 15 12,00 * d4 la 4 Vlm4 Vla4 10:20 20 10,50 d5 la 5 Vlm5 Vla5 10:30 30 11,10 d6 la 6 Vlm6 Vla6 10:45 45 11,60 d7 Ia7 Vlm7 Vla7 11:00 60 11,80 * d8 la 8 Vlm8 Vla8 11:30 90 10,30 d9 la 9 Vlm9 Vla9 12:00 120 10,40 d10 la 10 Vlm10 Vla10 12:30 150 10,50 d11 la 11 Vlm11 Vla11 13:00 180 10,60 d12 la 12 Vlm12 Vla12 * Recolocou-se água no cilindro central, até elevar o seu nível à profundidade de 5 cm, a partir da superfície do solo, ou 10 cm a partir da borda superior do cilindro. Cálculo da diferença da leitura da régua: Fórmula: dn = Ln – Ln-1 Observação: quando tiver asterisco (*) , corresponde a quando foi completado com 10 em de água a partir da borda superior. Exemplo: d1 =10,00-10,00 = 0 d2 = 11,60 - 10,00 = 1,60
  32. 32. d3 = 11,20 - 10,00* = 1,20 d4 = 12,00 - 11 ,20 = 0,8 d5 = Cálculo da infiltração acumulada: la n = la n-1 + dn Exemplo: la 1 = O + O = O la 2 = O + 1,60 = 1,60cm la 3 = 1,60 + 1,20 = 2,80 cm la 4 = 2,80 + 0,80 = 3,60 cm la5 = ... Cálculo da velocidade de infiltração média: Vlm n = la n x 60 Tn onde: Vim = velocidade de infiltração média no ponto desejado; lan = infiltração acumulada no ponto desejado; Tn = tempo acumulado em minutos; Exemplo: Vlm1 = Ox60 = 0 O VI m2 = l,60 x 60 = 19,20 cm/h 5 Vlm3 = 2,80 x 60 = 16,80 cm/h 10 Vlm4 = 3,60x60 = 14,40 cm/h 15 Vim5 = .....
  33. 33. Cálculo da velocidade de infiltração acumulada: V ln = ln - ln-1 x 60 Tn - Tn--1 onde: In = infiltração no ponto desejado; In-1 = infiltração no ponto anterior; Tn = tempo no ponto desejado; Tn-1 = tempo no ponto anterior. Exemplo: Vl 1 = 0 – 0 x 60 = 0,00 cm/h O-O Vl 2 = 1,60 – O x 60 = 19,20 cm/h 5-0 Vl 3 = 2,80-1,60 x 60 = 14,40 cm/h 10-5
  34. 34. O Tensiômetro Tensiômetros O tensiômetro mede o componente matricial do potencial de água no solo. Esses valores podem ser expressos nas seguintes unidades: centibars, atmosfera, metro ou centímetro de coluna d’água, milímetro de mercúrio etc. Para o caso do tensiômetro de mercúrio (Figura 5), tem-se a seguinte equação para a determinação do potencial matricial: h = p + x - 12,6 f Em que: h = potencial matricial no solo, expresso como carga hidráulica; p = profundidade da cápsula no solo; x = distância vertical do nível do mercúrio na cuba à superfície do solo; f = leitura do manômetro (altura da coluna de mercúrio); y = distância vertical do nível do mercúrio na cuba ao centro da cápsula no solo. y=f+x +p O tensiômetro é um instrumento de concepção simples e utilizado para medir a energia com que a água se encontra retida no solo. Composto de uma cápsula de porcelana porosa (elemento sensível) acoplada a um tubo de PVC rígido (de 1/2", normalmente), este ultimo conectado a um medidor de tensão que pode ser um manômetro de mercúrio ou do tipo Bourbom,(REICHARDT, 1985). Desenvolvido em 1922 por W. Gardner e colaboradores segundo (BLACK, 1968), funciona enterrado no solo e a cápsula age como uma membrana semi-permeável que permite, quando saturada, a passagem de água e não de ar. O solo em contato com a cápsula, dependendo da sua umidade inicial, vai extrair água desta, em maior ou menor quantidade, provocando uma queda na pressão interna do tubo que irá ser acusada no manômetro. O contrário também ocorre, ou seja, uma elevação do potencial d'água no solo, provoca uma inversão do fluxo aumentando a pressão interna a qual é acusada no manômetro até que novo equilíbrio seja estabelecido.(RICHARDS & NEAL, 1937). Daí qualquer mudança no conteúdo de água no solo e consequentemente no seu estado de energia será transmitida à água no interior do instrumento, sendo indicada rapidamente pelo manômetro, (OLITTA,1976).
  35. 35. A faixa de utilização do tensiômetro segundo (JUNIOR, 1995), varia, na prática de O a O.8atm., aproximadamente. Teoricamente essa variação seria de O a 1 atm.. Isso não ocorre face a instabilidade da água sob tensão maior que 0.8 atm., que diante de qualquer choque entra em processo de vaporização, mascarando as leituras do vacuômetro, (TAMARI et ali., 1993). Apesar da pequena amplitude da faixa de utilização, a maioria das culturas apresentam rendimento ótimo quando a energia com que a água se encontra retida no solo não ultrapassa a tensão de 0,8 atm., como mostram os trabalhos adaptados por TAYLOR(1965), segundo HAISE & HAGAN, (1967), bem como o trabalho apresentado por BEZERRA (1985 ) com o caupi, que são valores compreendidos dentro da faixa de funcionamento do tensiômetro. Para REICHARDT, (1990), mesmo com essa limitação, o tensiômetro é um ótimo instrumento de campo para indicar quando irrigar, pois para a maioria dos solos, maior quantidade de água é retida entre os potenciais O e -100 kPa., do que entre -100 e -1500kPa.especialmente , em solos arenosos. 2.1.1. A Cápsula porosa. A cápsula porosa é a parte sensível do tensiômetro. É confeccionada de porcelana porosa de tal forma que seus poros apresentem dimensões que, quando saturada, não permitam seu esvaziamento mesmo quando submetida a pressão de até 1,0 atm.(REICHARDT, 1990). HENDRICKX et ali. (1994), avaliaram o efeito de três tamanhos de cápsulas denominadas pequenas - 4,8,cm2, médias - 42,3cm2 e grandes - 88,3cm2 de área superficial externa. O aumento no tamanho da cápsula reduziu a variabilidade nos valores de potencial, sugerindo que a cápsula de tamanho médio, largamente usada em programas de irrigação, ainda é muito pequena, causando variabilidade relativamente alta, devendo ser substituída por cápsulas de tamanhos maiores. 2.2. Usos do tensiômetro o tensiômetro tem sido largamente empregado em pesquisas de solo, as mais diversas, com os mais variados fins. RICHARDS & NEAL (1937) ,utilizaram o tensiômetro para detectar mudanças na capacidade de retenção do solo, quando submetido a diferentes tratamentos de matéria orgânica. WERKHOVEN (1992), ao comparar os resultados do tensiômetro com os de TDR (Time domain reflectometry ), que este instrumento é perfeitamente adequado na determinação do armazenamento d'água no solo. TAYLOR, (1965) sugeri_ uso de dois tensiômetros, um na profundidade de maior atividade do sistema radicular e outro logo abaixo da zona das raízes, o mais raso para determinar o momento de irrigar e o mais profundo como indicador de percolação profunda. BEZERRA (1995), fez uso da tensiometria para monitorar tratamentos de déficit hídrico em batata inglesa. Estudos de TA YLOR, (1952) com uso de tensiômetro na faixa de tensão de O a -70 KPa. constataram a influência da tensão d'água do solo na produção da cultura. SMAJSTRLA & KOO, (1986) constataram economia de água e energia com uso do tensiômetro na determinação do momento de irrigar, em programa de irrigação de laranja por gotejamento. POOLEY, (1973) conseguiu uma economia no custo total das operações de cultivo da ordem de 15% com o uso do tensiômetro, na determinação dos intervalos de rega. Em experimentos de irrigação, SMAJSTRLA & LOCASCIO (1990) compararam os resultados de dados de tensiômetro e do tanque classe A, na produção e requerimento de irrigação por gotejo de tomate, constatando que o consumo d' água foi reduzido quando a irrigação baseou-se nos dados tensiométricos. Nenhuma diferença significativa na produção foi GONDIM,( 1998), em estudo comparativo do constatada, porém a economia de água e energia verificadas, recomendam o uso do tensiômetro no controle da irrigação. WIERENGA et al. (1987), trabalhando com algodão, constataram a eficiência do tensiômetro no controle _a irrigação e economia d'água, determinando um manejo mais adequado e um aumento na produção. AUGUSTIN & SNYDER (1994) constataram, que no período chuvoso, quando a necessidade de irrigação é menor, o uso do tensiômetro determinou uma redução de 42% no número de irrigações, em 3 anos de observações. No período seco o resulta_ foi semelhante com um número de irrigação 47% menor. Nos dois casos o uso do tensiômetro determinou uma acentuada economia de água e energia. monitoramento da irrigação de Caupi (Vigna unguiculata (L,) Walp) (aspersão), através de Tensiômetros, Tanque Classe A e método de Hargreaves, constatou, na análise dos resultados, uma economia de água de 28% em relação ao Tanque Classe A e de 23 % com relação a Hargreaves. o tensiômetro tem sido usado para diversas outras medições ou determinações relacionadas ao potencial da água no solo. MORRISON, SZECSODY & TOKUNAGA, (1987) fizeram uso do tensiômetro como coletor de amostra de água e indicador do potencial matricial. Inicialmente procederam a leitura do potencial mátrico e
  36. 36. em seguida o esvaziaram e aplicaram vácuo, fazendo assim, a amostragem da água do solo para monitoramento de contaminante. BOOL TINK & BOUMA (1991), fazendo uso do tensiômetro em estudos de fluxo d'água no solo, em condição de não saturação, concluíram que este instrumento é essencial na quantificação do processo. SINGH et ali. (1988), concluíram que existe excelente correlação entre os métodos, quando se compara dados de percolação profunda obtidos com o tensiômetro e com o lisímetro. ANDRADE, (1988) na área irrigada AT-l, da Fazenda Experimental do Vale do Curu, determinou a capacidade de campo do solo in situ, fazendo uso do tensiômetro. COELHO & OLIVEIRA (1997) ao descreverem o procedimento para determinação da curva de retenção d'água no solo, em amostras de solo deformadas, com o uso de tensiômetros, constataram a reprodutibilidade do método, em comparação com o extrator de placa e concluíram que pode ser uma alternativa vantajosa, para obtenção de curvas características do solo. VIEIRA & CASTRO, ( 1987) na determinação da curva de retenção d'água de três solos, Latossolo roxo distrófico, Podzólico vermelho amarelo textura arenosa média e Podzólico vermelho-amarelo textura média argilosa, constataram que o método é bastante vantajoso em relação a outros disponíveis e, que apesar de limitado pela faixa de funcionamento do tensiômetro, não sofre distorção por influencia de contato entre as amostras e o meio de tensão durante as pesagens, desde que se tome o devido cuidado para estabelecer contato perfeito entre a cápsula do tensiômetro e a amostra, quando da instalação do mesmo. 2.3. Variabilidade e tempo de resposta O tempo de resposta do instrumento é o tempo necessário para que se estabeleça o equilíbrio energético da água entre o solo e o instrumento. KLUTE & GARDNER (1962) concluíram que as respostas do tensiômetro às mudanças de tensão da água no solo, dependem da sensibilidade do medidor (manômetro), da condutância da cápsula e da condutividade hidráulica do solo, indicando, pois, que fatores inerentes ao instrumento também influenciam na variabilidade das medidas. KLUTE & GARDNER (1962) e VILLAGRA et ali. (1988), concluíram que quanto menor for o potencial de água no solo, maior será o tempo necessário para que se estabeleça o equilíbrio e, consequentemente, o tempo de resposta do tensiômetro. MULLINS e ali. (1986), em seu experimento em laboratório com vasos com tensiômetros pré-instalados e estabilizados, instalou novos tensiômetros juntamente com estes e variando os potenciais, observou o tempo em que estes igualavam as medidas dos pré-instalados. Os valores encontrados mostraram que o tempo de resposta variou de alguns minutos para potenciais menores que -5KPa. e de até mais de 2horas para potenciais menores que -30 KPa. Detectou, ainda, que a inserção do tensiômetro no solo provoca, em maior ou menor magnitude. uma de formação do solo circundante da cápsula, demandando algum tempo para que se estabeleça o equilíbrio entre o solo e essa região próxima à cápsula, momento de leitura. Em seu experimento, efetuaram medidas antes, influenciando o tempo de resposta. KLUTE & PETERS, (1962) e RICE, (1969) encontraram menores tempos de resposta, com o uso de transdutores de pressão. VILLAGRA et ali. (1988) e HENDRICKX & WIERENGA (1990) consideram a variabilidade espacial do solo como importante fator a ser considerado na utilização de tensiômetro para medir o potencial da água no solo, uma vez que a variância dos dados deveu-se muito mais à variabilidade do solo do que à variabilidade do instrumento. Segundo THOMAS & PHILIPS, (1991) a variabilidade dos dados do potencial mátrico medidos com tensiômetro pode estar também associada ao imediatamente após, 30 minutos após e 24 horas após uma irrigação de 50mm, aplicados em 90 minutos, com tensiômetros instalados à mesma profundidade. As leituras feitas antes da irrigação e 24 horas depois apresentaram dados estáveis, enquanto que as feitas imediatamente e 30 minutos após, apresentaram dados variáveis. Foram coletadas amostras de solo e essas mostraram que 13,5mm do total de 50mm aplicados estavam no solo em seus 60 cm iniciais, logo após a irrigação e que 24 horas após toda água aplicada já havia drenado pàra profundidade além de 60cm. 2.4. Redistribuição ou drenagem interna Quando cessa a chuva ou a irrigação, cessa também o processo de infiltração. Entretanto o movimento d'água no perfil do solo continua e pode persistir por longo tempo, influenciado pelos potenciais presentes, sempre em intensidade decrescente. HILLEL, (1970), descreveu o processo considerando que um perfil típico de redistribuição consiste de uma zona úmida na parte superior e de uma seca na parte inferior, delimitadas pela frente de umedecimento. O regime inicial da redistribuição, depende da profundidade inicial de umedecimento, bem como da umidade das camadas inferiores e das propriedades hidrofísicas do solo. Quando o solo está seco são consideráveis os gradientes de potencial e a redistribuição é intensa. À medida que a umidade aumenta, diminuem os
  37. 37. gradientes e o processo vai ficando lento, até que apenas o potencial gravitacional atua. No momento em que o potencial matricial (ψm) se iguala ao potencial gravitacional (ψg), o solo se encontra na capacidade de campo. REICHARDT (1993), ressalta a importância do processo pelo fato dele determinar a quantidade de água retirada a cada instante das diferentes camadas do perfil do solo, bem como a velocidade e o tempo com que se processa a redistribuição, determinam a capacidade efetiva de armazenamento do solo. 2.5. Quanto irrigar Produzir é importante. Muito mais importante é produzir eficientemente, racionalizando todos os fatores de produção envolvidos no processo. Os princípios fundamentais da irrigação enquanto ciência, preconizam que se deve colocar a quantidade de água exata, no lugar certo e no tempo certo. Na prática é bastante difícil determinar e estabelecer essa situação ideal. Os estudiosos da matéria são unânimes em afirmar que a quantidade de água que deve ser aplicada ao solo em cada irrigação é função do solo, do clima e das plantas cultivadas. A evapotranspiração é o parâmetro físico que resulta dessas interações e quantifica a necessidade de água das culturas. Muitos cientistas desenvolveram métodos, modelos e equações, os mais diversos, visando dimensionar a evapotranspiração. Muitas controvérsias existem de método para método, de equação para equação, de autor para autor. Existem verdadeiras correntes de opinião que defendem este ou aquele método. A água disponível no solo para as plantas, situa-se entre a umidade de murchamento e a capacidade de campo, no intervalo de tensão de 10 a -1.500 KPa., para uns e de -33,33 a-1500 KPa., para outros. Evidentemente, esse conceito considera a capacidade de campo uma propriedade intrínseca do solo, independente do meio usado para sua determinação. Segundo HILLEL (1970) e RICHARDT (1993), é bastante difícil e imprecisa qualquer definição de água disponível, dado o dinamismo do processo e a grande variabilidade dos fatores que o afetam. Na realidade as plantas só produzem satisfatoriamente dentro de uma faixa que vai desde a capacidade de campo até uma umidade crítica, que varia com a espécie vegetal, a partir da qual a planta vai consumir energia para extrair água e nutrientes do solo que seria normalmente armazenada em forma de frutos, priorizando, assim, sua sobrevivência à produção. Com base nesses conceitos, a definição de umidade crítica e água disponível, pelo método tradicional, é arbitrária, subjetiva e ultrapassada. Para REICHARDT, (1993), a capacidade de campo, como limite superior de armazenamento d'água no solo, é um parâmetro que deve ser determinado no campo. 3.1. Medida do potencial matricial da água do solo Informação sobre o estado energético da água no solo pode auxiliar o agricultor a decidir quando irrigar. Dos componentes do estado energético, o potencial matricial é o mais importante em manejo da irrigação. Nesse caso, utiliza-se o tensiômetro de mercúrio, o tensímetro ou o tensiômetro a vácuo, este também chamado de vacuômetro (Fig. 3). Os tensiômetros de mercúrio são muito comuns e mais baratos. Os tensímetros são práticos e precisos porém de custo mais elevado. O tensiômetro indica o potencial matricial da água do solo ψm (negativo) a uma dada profundidade em função do seu conteúdo de umidade. Portanto, se existe para a manga uma umidade crítica de irrigação θc e existe também um Potencial matricial crítico ψmc correspondente. Valores de ψmc capazes de garantir adequado desenvolvimento e produtividade da cultura situam-se entre -15 e -25 kPa em solos areno- sos e entre -30 e -60 kPa em solos argilosos. Conhece-se θc a partir de ψmc com o uso da curva de retenção de água no solo. Neste momento cabe então a pergunta: Quando o tensiômetro indica o momento de irrigar? Uma vez conhecido o ψmc da cultura em questão, procede-se a irrigação toda vez que a altura H da coluna de mercúrio, no caso do tensiômetro de mercúrio, for igual a um valor Hc previamente calculado. A expressão que fornece o valor de Hc é: Hc = 10,33 . ψmc + h1 + h2 (7) 12,6
  38. 38. onde Hc é expresso em cm, h1 = altura do nível de mercúrio na cuba em relação à superfície do solo (cm) e h2 = profundidade de instalação do tensiômetro no solo (em). O valor de ψmc deve ser positivo e expresso em kPa. Assim, à medida que H se aproxima de Hc, devido ao secamento do solo, aproxima-se o momento de irrigar. Não se deve permitir que H se distancie muito de Hc para proceder a irrigação. .. Figura 4. Tensímetro digital para determinação do potencial matricial da água do solo. O tensímetro permite leituras rápidas e seguras do potencial matricial da água do solo. Um mostrador digital é conectado a um pequeno cilindro-guia contento uma agulha oca. Quando a agulha é inserida no "cap" de borracha que veda o tensimetro na sua parte superior, a pressão negativa dentro do tensimetro sensibiliza o sensor cujo valor em centibar ou milibar é mostrado no visor digital. Quando se usa o tensímetro ou o tensiômetro com manômetro metálico (vacuômetro), compara-se o valor de '!'m do visor digital ou do manômetro metálico com o valor crítico ψmc da cultura e decide-se então irrigar quando ψm ≥ ψmc Como regra geral, deve-se instalar os sensores no centro de atividade do sistema radicular, ou numa região do sistema radicular representativa do cenário geral de extração de água. As posições mais adequadas de instalação de sensores de água do solo para a irrigação localizada (microaspersão e gotejamento) devem situar-se entre O e 2 m do tronco e a profundidades entre O e 0,6m. No caso da irrigação subcopa, recomenda-se a instalação dos sensores à distância da planta entre 0,9m e 2,6m, e a profundidades iguais ou inferiores a 0,6m (Soares & Costa, 1995). Cada bateria de tensiômetros deve ser composta de dois instrumentos, cujas profundidades de instalação variam conforme a profundidade do sistema radicular. As profundidades entre 20 - 30cm e 50 - 60cm são recomendadas por serem posições estratégicas em relação a concentração das raízes nos períodos de crescimento vegetativo e reprodutivo da mangueira.o número de posições para instalação de tensiômetros depende da variabilidade espacial do solo, sendo necessária pelo menos uma bateria para cada mancha de solo da área. A umidade atual, θa , deve ser obtida a partir da leitura do tensiômetro a 30cm de profundidade, nos primeiros 18 meses após o plantio e pela média aritmética das leituras de potencial matricial tomadas a 0,30 e 0,60 m para mangueiras com idade superior a um ano e meio, isto é, acima de 18 meses. De posse da curva de retenção de água do solo, determina-se a umidade atual correspondente ao potencial matricial médio do perfil.

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