1 RELAÇÕES SOLO-ÁGUA-PLANTA-ATMOSFERABrasil em 2013 (ANA, 2015): equipamentos em operação ha irrigados

2 RETENÇÃO E CÁLCULO DA ÁGUA NO SOLOCOMPOSIÇÃO DO SOLO SOLO – material poroso, constituído de três frações: Sólida – partícula minerais + substâncias orgânicas Líquida – água ou solução do solo Gasosa – ar do solo (vapor d’água + CO ) Solo contendo mais que 85% de matéria mineral = solo mineral Solo contendo mais que 15% de matéria orgânica = solo orgânico

3 RETENÇÃO E CÁLCULO DA ÁGUA NO SOLOA MATRIZ DO SOLO Compostos minerais sólidos + compostos orgânicos = matriz do solo Parte do solo não ocupado pela matriz = espaço poroso Solo saturado = todo espaço poroso está ocupado com água Solo não saturado = o espaço poroso contém ar + água Porosidade total do solo = vol. de macroporos + vol. de microporos Macroporos – Principais funções: aeração da matriz do solo, infiltração e condução da água. Microporos – São poros capilares cuja principal função é armazenar água.

4 RETENÇÃO E CÁLCULO DA ÁGUA NO SOLOVARIAÇÕES DA UMIDADE DO SOLO EM FUNÇÃO DO TEMPO

5 RETENÇÃO E CÁLCULO DA ÁGUA NO SOLORELAÇÃO MASSA-VOLUME DOS CONSTITUINTES DO SOLO Ma – massa de ar Mw – massa de água Ms – massa de sólidos Mt – massa total de solo Va – volume de ar Vw – volume de água Vs – volume de sólidos Vp – volume de poros Vt – volume total de solo

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

7 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). Massa específica global dos solos minerais naturais Solo arenoso = 1,6 a 1,8 g . cm-3 Solo franco-arenoso = 1,4 a 1,6 g . cm-3 Solo franco – argiloso = 1,3 a 1,4 g . cm-3 Solo argiloso = 1,0 a 1,3 g . cm-3 Solos orgânicos = 0,2 a 0,6 g . cm-3

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

9 RETENÇÃO E CÁLCULO DA ÁGUA NO SOLO(c) Porosidade livre de água (porosidade de aeração) - Razão entre o volume ar (Vp – Vw) e o volume total ocupado pela amostra de solo (sólidos + água + ar). UMIDADE DO SOLO Umidade à base de massa seca – É a razão entre a massa de água e a massa de sólidos (solo seco) existente em uma amostra de solo.

10 RETENÇÃO E CÁLCULO DA ÁGUA NO SOLO DETERMINAÇÃO DA UMIDADE DO SOLOUmidade à base de volume – É a razão entre o volume de água e o volume de solo (sólidos + água + ar) existente em uma amostra de solo. DETERMINAÇÃO DA UMIDADE DO SOLO Método da estufa – é um método gravimétrico direto e serve como padrão para calibrar outros métodos. Inconveniências para irrigação – só permite conhecer a umidade do solo, no mínimo, 24 horas após a amostragem, além de exigir balança e estufa.

11 RETENÇÃO E CÁLCULO DA ÁGUA NO SOLOMétodo das pesagens – é um método gravimétrico, apresentando bons resultados práticos. Métodos eletrométricos – métodos baseados na resistência elétrica entre dois eletrodos inseridos em um bloco de gesso. Quando enterrados no solo os blocos de gesso absorvem água e entram em equilíbrio com a umidade do solo. A resistência elétrica diminui com o aumento da umidade do solo. Método da sonda de nêutrons – baseia-se atenuação da velocidade e energia de nêutrons rápidos Método do TDR – baseia-se na constante dielétrica do solo

12 RETENÇÃO E CÁLCULO DA ÁGUA NO SOLOMétodo tensiométrico – é um método direto para a determinação do potencial mátrico da água no solo e indireto para a determinação da umidade do solo. Para medir o potencial mátrico da água no solo utiliza-se o tensiômetro.

13 RETENÇÃO E CÁLCULO DA ÁGUA NO SOLOA umidade do solo é obtida indiretamente utilizando-se a curva de retenção de água no solo, ou curva característica, obtida em laboratório.

14 RETENÇÃO E CÁLCULO DA ÁGUA NO SOLODETERMINAÇÃO DA CURVA DE RETENÇÃO DE ÁGUA NO SOLO

15 RETENÇÃO E CÁLCULO DA ÁGUA NO SOLOARMAZENAMENTO DE ÁGUA NO SOLO Interesse para irrigação – expressar a quantidade de água existente no solo, em determinado momento, em termos de altura (lâmina de água). Para isso, considera-se o solo como um reservatório. Lâmina de água armazenada no solo (h) Volume de água: Vw = x.y.h Volume de solo = x y z perfil homogêneo perfil de umidade não homogêneo

16 RETENÇÃO E CÁLCULO DA ÁGUA NO SOLOQUANTIDADE DE ÁGUA QUE SE DEVE ADICIONAR AO SOLO PARA ELEVAR SUA UMIDADE A UM VALOR DE INTERESSE (REFERÊNCIA) Solo com perfil de umidade homogêneo: Solo com perfil de umidade não homogêneo:

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

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

19 DISPONIBILIDADE DE ÁGUA DO SOLO PARA AS PLANTASCAPACIDADE DE CAMPO – É o teor de água mantido no solo depois que o excesso de água gravitacional tenha drenado e a taxa de movimento descendente tenha sensivelmente diminuído. Métodos de determinação: Em laboratório – pela curva de retenção de água no solo Potenciais mátricos típicos: Textura arenosa: 0,08 atm Textura média: 0,1 atm Textura argilosa = 0,3 atm

20 DISPONIBILIDADE DE ÁGUA DO SOLO PARA AS PLANTASEm campo – a CC é definida em uma curva de variação da umidade em função do tempo, quando a drenagem é suficientemente lenta e pode ser desprezada. Valores típicos de CC (%massa seca): Textura arenosa: 10 a 20 Textura franco-arenosa: 15 a 27 Textura franco-argilosa: 31 a 42 Textura argilosa: 39 a 49

21 DISPONIBILIDADE DE ÁGUA DO SOLO PARA AS PLANTASPONTO DE MURCHA PERMANENTE – É o teor de água no solo em que a planta em crescimento sofre murcha e não mais se recupera, mesmo mantida em ambiente escuro com atmosfera saturada, a menos que seja fornecida água. Para fins de irrigação o PMP é definido como o teor de água em um solo submetido à tensão de – 15 atm. CÁLCULO DA LÂMINA DE ÁGUA DISPONÍVEL Disponibilidade total de água do solo

22 DISPONIBILIDADE DE ÁGUA DO SOLO PARA AS PLANTASCapacidade total de água disponível do solo Capacidade real de água disponível do solo = água facilmente disponível f – é a fração da capacidade total de água disponível do solo que a planta pode utilizar sem ser configurado um déficit hídrico = fator de disponibilidade = fração de esgotamento da água no solo.

23 Grupos de culturas para definir a fração fDISPONIBILIDADE DE ÁGUA DO SOLO PARA AS PLANTAS Grupos de culturas para definir a fração f Grupo Culturas 1 Cebola, pimentão, batata, pepino, cenoura 2 Banana, repolho, tomate, ervilha, vagem, melão, melancia, videira 3 Feijão, alfafa, amendoim, abacaxi, trigo, cítricas, girassol 4 Algodão, milho, sorgo, soja, beterraba, cana-de-açúcar, fumo Valores da fração f Grupo ETo (mm/dia) 2 3 4 5 6 7 1 0,50 0,42 0,35 0,30 0,25 0,22 0,68 0,58 0,48 0,40 0,32 0,80 0,70 0,60 0,45 0,88 0,55