profº fabiano de sousa disciplina: irrigação relaÇÃo solo-Água

Profº Fabiano de SousaProfº Fabiano de SousaDisciplina: IrrigaçãoDisciplina: Irrigação

RELAÇÃO SOLO-ÁGUARELAÇÃO SOLO-ÁGUA

DEFINIÇÃO E COMPOSIÇÃO DO SOLODEFINIÇÃO E COMPOSIÇÃO DO SOLO

Material poroso, constituído de 3 fases: Material poroso, constituído de 3 fases: sólidas, líquida e gasosa.sólidas, líquida e gasosa.

Originado de rochas por processos de Originado de rochas por processos de intemperização.intemperização.

Serve de apoio físico (sustentação), Serve de apoio físico (sustentação), químico e biológico para o crescimento químico e biológico para o crescimento vegetal.vegetal.

Funciona como reservatório de água, Funciona como reservatório de água, essencial para o desenvolvimento vegetal essencial para o desenvolvimento vegetal e produção agrícola.e produção agrícola.

FRAÇÃO SÓLIDAFRAÇÃO SÓLIDA

Constitui de partículas classificadas de Constitui de partículas classificadas de acordo com o tamanho médio dos grãos acordo com o tamanho médio dos grãos (partículas).(partículas).

Areia: 2 – 0,02 mmAreia: 2 – 0,02 mm

(Silte): 0,02 – 0,002 mm(Silte): 0,02 – 0,002 mm

Argila: < 0,002 mmArgila: < 0,002 mm

FRAÇÃO SÓLIDAFRAÇÃO SÓLIDA

TEXTURA DO SOLO = proporções de TEXTURA DO SOLO = proporções de areia, e argila. areia, e argila.

ESTRUTURA DO SOLO = arranjo das ESTRUTURA DO SOLO = arranjo das diversas partículas, juntamente com os diversas partículas, juntamente com os efeitos cimentantes de materiais orgânicos efeitos cimentantes de materiais orgânicos e inorgânicos.e inorgânicos.

Os materiais orgânicos sólidos se Os materiais orgânicos sólidos se constituem de resíduos vegetais e constituem de resíduos vegetais e animais, vivos e em decomposição, por animais, vivos e em decomposição, por exemplo, (húmus).exemplo, (húmus).

FRAÇÃO LÍQUIDAFRAÇÃO LÍQUIDA

Constitui-se essencialmente de água, Constitui-se essencialmente de água, contendo minerais dissolvidos e materiais contendo minerais dissolvidos e materiais orgânicos solúveis.orgânicos solúveis.

Ocupa parte (ou quase o todo) do espaço Ocupa parte (ou quase o todo) do espaço vazio entre as partículas sólidas, vazio entre as partículas sólidas, dependendo da umidade do solo.dependendo da umidade do solo.

A água é absorvida pelas plantas ou é A água é absorvida pelas plantas ou é drenada para camadas mais profundas. drenada para camadas mais profundas.

Por isso precisar ser periodicamente Por isso precisar ser periodicamente reposta pela chuva ou pela “irrigação”, reposta pela chuva ou pela “irrigação”, para garantir uma produção vegetal para garantir uma produção vegetal adequada.adequada.

FRAÇÃO GASOSAFRAÇÃO GASOSA

Constitui-se do ar do solo ou da atmosfera Constitui-se do ar do solo ou da atmosfera do solo, ocupando o espaço poroso não do solo, ocupando o espaço poroso não ocupado pela água. ocupado pela água.

Esta é uma porção importante do sistema Esta é uma porção importante do sistema solo, pois a maioria das plantas exige certa solo, pois a maioria das plantas exige certa aeração do sistema radicular (exceção de aeração do sistema radicular (exceção de plantas aquáticas, como o arroz).plantas aquáticas, como o arroz).

Na composição química é semelhante à da Na composição química é semelhante à da atmosfera livre, junto à superfície do solo, atmosfera livre, junto à superfície do solo, apresentando diferenças quanto aos teores apresentando diferenças quanto aos teores de Ode O22 e CO e CO22. .

TEXTURATEXTURA

ESTRUTURAESTRUTURA

CARACTERÍSTICA FÍSICO-HÍDRICASCARACTERÍSTICA FÍSICO-HÍDRICAS

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DO CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DO SOLOSOLO

TEXTURA DO SOLOTEXTURA DO SOLO

Distribuição das partículas de acordo com Distribuição das partículas de acordo com o tamanho.o tamanho.

Envolve as proporções relativas dos vários Envolve as proporções relativas dos vários tamanhos de partículas num dado solo: tamanhos de partículas num dado solo: areia, limo (silte) e argila. areia, limo (silte) e argila.

A textura adquire importância nas A textura adquire importância nas relações solo-água-planta por interferir na relações solo-água-planta por interferir na infiltração, na evaporação e no suprimento infiltração, na evaporação e no suprimento de nutrientes. de nutrientes.

TEXTURA DO SOLOTEXTURA DO SOLO

A textura pode dar uma idéia a respeito da A textura pode dar uma idéia a respeito da quantidade de água a ser armazenada no quantidade de água a ser armazenada no solo. solo.

Solos com partículas grosseiras apresentam Solos com partículas grosseiras apresentam propriedades ótimas quanto à permeabilidade propriedades ótimas quanto à permeabilidade e arejamento, mas apresentam baixa e arejamento, mas apresentam baixa capacidade de retenção de água. capacidade de retenção de água.

Solos com partículas finas tem boa ou Solos com partículas finas tem boa ou satisfatória capacidade de retenção, porém a satisfatória capacidade de retenção, porém a permeabilidade e o arejamento podem ser permeabilidade e o arejamento podem ser reduzidos, prejudicando, o desenvolvimento reduzidos, prejudicando, o desenvolvimento das plantas.das plantas.

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DO CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DO SOLOSOLO

TRIÂNGULO TEXTURALTRIÂNGULO TEXTURAL

ESTRUTURA DO SOLOESTRUTURA DO SOLO

Arranjo das partículas e à adesão de Arranjo das partículas e à adesão de partículas menores na formação de partículas menores na formação de agregados; arranjamento mútuo, agregados; arranjamento mútuo, orientação ou organização das partículas. orientação ou organização das partículas.

SOLTA = partículas se encontram SOLTA = partículas se encontram completamente livres umas das outras.completamente livres umas das outras.

MACIÇA = partículas reunidas em grande MACIÇA = partículas reunidas em grande número, formando grandes torrões, número, formando grandes torrões,

AGREGADOS = condição intermediária, em AGREGADOS = condição intermediária, em que as partículas estão reunidas em que as partículas estão reunidas em grânulos conhecidos por aglomerados. grânulos conhecidos por aglomerados.

ESTRUTURA DO SOLOESTRUTURA DO SOLO Altamente dinâmica, podendo variar Altamente dinâmica, podendo variar

muito no tempo, em resposta a mudanças muito no tempo, em resposta a mudanças nas condições naturais ou nas práticas de nas condições naturais ou nas práticas de manejo do solo.manejo do solo.

Na superfície, a estrutura é afetada pelo Na superfície, a estrutura é afetada pelo preparo do solo e nos horizontes mais preparo do solo e nos horizontes mais profundos, ela é típica para cada solo. profundos, ela é típica para cada solo.

Boa estrutura melhora a permeabilidade Boa estrutura melhora a permeabilidade do solo à água, dá melhores condições de do solo à água, dá melhores condições de aeração e penetração de raízes. aeração e penetração de raízes.

Solo sem estrutura é massivo, pesado Solo sem estrutura é massivo, pesado para ser trabalhado, com problemas de para ser trabalhado, com problemas de penetração de água e de raízes. penetração de água e de raízes.

ESTRUTURA DO SOLOESTRUTURA DO SOLO

NEASNEAS

TRIÂNGULO TEXTURALTRIÂNGULO TEXTURAL

NEASNEAS

COMPACTAÇÃO DO SOLOCOMPACTAÇÃO DO SOLO

Indiretamente ligada à estrutura. Indiretamente ligada à estrutura. Como o solo é um material poroso, Como o solo é um material poroso, por compactação, a mesma massa por compactação, a mesma massa de material sólido pode ocupar um de material sólido pode ocupar um volume menor,volume menor,

RELAÇÕES MASSA-VOLUMERELAÇÕES MASSA-VOLUME

DENSIDADE DAS PARTÍCULASDENSIDADE DAS PARTÍCULAS

)( 3 cmgV

Md

s

sp

Pequena variação entre os Pequena variação entre os solossolos

Valor médio: 2,65 g.cmValor médio: 2,65 g.cm-3-3


DENSIDADE GLOBALDENSIDADE GLOBAL

Bastante variável dada a sua Bastante variável dada a sua dependência da textura, estrutura e grau dependência da textura, estrutura e grau de compacidade de compacidade

Solos arenosos Solos arenosos 1,3 - 1,8 g.cm 1,3 - 1,8 g.cm-3-3

Solos argilosos Solos argilosos 1,1 - 1,5 g.cm 1,1 - 1,5 g.cm-3-3

)( 3 cmgV

Md

t

sg


POROSIDADEPOROSIDADE

Maior porosidade indica maior Maior porosidade indica maior capacidade do solo em armazenar capacidade do solo em armazenar água.água.

A porosidade total ou volume total de A porosidade total ou volume total de poros não dá indicação da distribuição poros não dá indicação da distribuição de tamanho de poros.de tamanho de poros.

t

aw

t V

VV

V

Vporos

t

st

V

VV 1001

p

g

d

d


Classe Textural dg (g cm-3) (%)

ArgilaFrancoAreia

1,00 – 1,251,25 – 1,401,40 – 1,80

61,5 – 52,852,8 – 47,247,2 – 32,1

DENSIDADE GLOBAL E POROSIDADEDENSIDADE GLOBAL E POROSIDADE


Determinação da densidade


UMIDADEUMIDADE

Umidade à base de massa ou Umidade à base de massa ou gravimétrica (U): é quantidade de água gravimétrica (U): é quantidade de água que contém o solo em relação a massa que contém o solo em relação a massa de solo seco.de solo seco.

%),( 1 ggM

MU

s

w


UMIDADEUMIDADE

Umidade à base de volume ou volumétrica Umidade à base de volume ou volumétrica ((): é a porcentagem de água que contém ): é a porcentagem de água que contém o solo com relação ao volume de solo o solo com relação ao volume de solo

%),( 33 cmcmV

V

t

w


UMIDADEUMIDADE Umidade à base de volumeUmidade à base de volume

)( 3 cmgV

Md

t

sg

g

st d

MV

s

gw

g

s

w

M

dV

d

MV

gs

w dM

M gdU


POROSIDADE LIVRE DA ÁGUA: Refere-se ao POROSIDADE LIVRE DA ÁGUA: Refere-se ao espaço poroso total que é ocupado pelo ar espaço poroso total que é ocupado pelo ar Também chamado de porosidade drenável.Também chamado de porosidade drenável.

' GRAU DE SATURAÇÃO: Refere-se quanto GRAU DE SATURAÇÃO: Refere-se quanto

em relação ao espaço poroso total é em relação ao espaço poroso total é ocupado pela água.ocupado pela água.

S

CICLO DA ÁGUA NA AGRICULTURACICLO DA ÁGUA NA AGRICULTURA

ARMAZENAMENTO DE ÁGUAARMAZENAMENTO DE ÁGUA

É dada por sua umidade É dada por sua umidade

e pode ser medida por e pode ser medida por

uma “altura de água”.uma “altura de água”.


(Sólidos +Ar)

Água

Z

h

XY

hyxVwzyxVt

Água

SólidosAr

Água θ =

?


Como o solo é um reservatório, quanto Como o solo é um reservatório, quanto maior a profundidade maior a maior a profundidade maior a quantidade de água armazenadaquantidade de água armazenada..

hyxVw z

h

zyx

hyx

V

V

t

w

zh zyxVt


A quantidade de água que se deve A quantidade de água que se deve adicionar ao solo (adicionar ao solo (h) para elevar sua h) para elevar sua umidade de umidade de i a i a f, será:f, será:

É possível estimar a altura de água É possível estimar a altura de água consumida pela cultura ou a variação de consumida pela cultura ou a variação de umidade no perfil do solo.umidade no perfil do solo.

inicialfinal hhh ifzh

DISPONIBILIDADE DE ÁGUA DO SOLO DISPONIBILIDADE DE ÁGUA DO SOLO PARA AS PLANTASPARA AS PLANTAS

SATURAÇÃO: Um solo está saturado quando SATURAÇÃO: Um solo está saturado quando todos os seus poros estão ocupados pela água.todos os seus poros estão ocupados pela água.

CAPACIDADE DE CAMPO: A água ocupa e está CAPACIDADE DE CAMPO: A água ocupa e está retida nos poros pequenos do solo e o ar ocupa retida nos poros pequenos do solo e o ar ocupa grande parte do espaço dos poros maiores. É o grande parte do espaço dos poros maiores. É o limite superior de umidade.limite superior de umidade.

A quantidade de água que pode reter um solo à A quantidade de água que pode reter um solo à capacidade de campo depende da quantidade capacidade de campo depende da quantidade de microporos de microporos textura textura..

Energia de retenção de água na CC = -1/3atm.Energia de retenção de água na CC = -1/3atm.

DISPONIBILIDADE DE ÁGUA DO SOLODISPONIBILIDADE DE ÁGUA DO SOLOPARA AS PLANTASPARA AS PLANTAS

CAPACIDADE DE CAPACIDADE DE CAMPOCAMPOMarca o limite Marca o limite superior de água no superior de água no solo, pronta-mente solo, pronta-mente disponível às plantasdisponível às plantas

PONTO DE MURCHA: PONTO DE MURCHA: Marca o limite inferior Marca o limite inferior de aproveitamento da de aproveitamento da água do solo pelas água do solo pelas plantas.plantas.

LIMITES DE UMIDADE

LimiteInferior

LimiteCrítico

LimiteSuperiorR

ESERVATÓRIO

DISPONIBILIDADE DE ÁGUA DO DISPONIBILIDADE DE ÁGUA DO SOLO PARA AS PLANTASSOLO PARA AS PLANTAS

Limite inferior

Limite Crítico

Limite SuperiorRESERVATÓRIO

DISPONIBILIDADE DE ÁGUA DO DISPONIBILIDADE DE ÁGUA DO SOLO PARA AS PLANTASSOLO PARA AS PLANTAS

CAPACIDADE DE CAMPO:CAPACIDADE DE CAMPO:

Marca o limite superior de água no solo, Marca o limite superior de água no solo, prontamente disponível às plantasprontamente disponível às plantas

PONTO DE MURCHA:’PONTO DE MURCHA:’

Marca o limite inferior de aproveitamento Marca o limite inferior de aproveitamento da água do solo pelas plantas.da água do solo pelas plantas.

DISPONIBILIDADE DE ÁGUADISPONIBILIDADE DE ÁGUA(LIMITES DE UMIDADE)(LIMITES DE UMIDADE)

TOTAL

Limite inferior

Limite Crítico


ÁGUA DISPONÍVELÁGUA DISPONÍVEL

Considerando os conceitos de capacidade Considerando os conceitos de capacidade de campo e ponto de murcha e, de campo e ponto de murcha e, principalmente, entendo ser o solo um principalmente, entendo ser o solo um reservatório de água para as plantas, pode-reservatório de água para as plantas, pode-se expressar a quantidade de água se expressar a quantidade de água disponível para uma dada profundidade disponível para uma dada profundidade corresponde à profundidade efetiva do corresponde à profundidade efetiva do sistema radicular da cultura.sistema radicular da cultura.

DISPONIBILIDADE TOTAL DE ÁGUA DISPONIBILIDADE TOTAL DE ÁGUA (DTA)(DTA)

Água disponível (AD), quantidade de água Água disponível (AD), quantidade de água que o solo pode armazenar, entre CC e PM, que o solo pode armazenar, entre CC e PM, na camada de solo explorada pelas raízes na camada de solo explorada pelas raízes da cultura (Z).da cultura (Z).

ZDTA pmCC

em que:em que: DTA – disponibilidade total de água, Cm;DTA – disponibilidade total de água, Cm; cc – umidade do solo à capacidade de campo, cc – umidade do solo à capacidade de campo,

cmcm3.3.cmcm-3-3;; pm – umidade do solo ao ponto de murcha, pm – umidade do solo ao ponto de murcha,

cmcm3.3.cmcm-3-3;; Z - profundidade efetiva do sistema radicular, cmZ - profundidade efetiva do sistema radicular, cm

DISPONIBILIDADE REAL DE ÁGUA (DRA)DISPONIBILIDADE REAL DE ÁGUA (DRA)

RESERVA

REAL

Limite inferior

Limite Crítico


DISPONIBILIDADE REAL DE ÁGUA (DRA)DISPONIBILIDADE REAL DE ÁGUA (DRA)

Corresponde a uma reserva de água disponível Corresponde a uma reserva de água disponível que pode ser consumida sem que as plantas que pode ser consumida sem que as plantas exerçam esforço excessivo, sem que se configure exerçam esforço excessivo, sem que se configure déficit hídrico capaz de afetar a produção.déficit hídrico capaz de afetar a produção.

em que:em que: DRA – disponibilidade real de água, cm;DRA – disponibilidade real de água, cm; f – fração da disponibilidade total de água que f – fração da disponibilidade total de água que

a planta pode utilizar, antes que se configure a planta pode utilizar, antes que se configure déficit hídrico,déficit hídrico,

ZfDTAfDRA pmCC

DISPONIBILIDADE REAL DE ÁGUA (DRA)DISPONIBILIDADE REAL DE ÁGUA (DRA)Fator/fração de disponibilidade - fFator/fração de disponibilidade - f

A fração de disponibilidade ou de A fração de disponibilidade ou de esgotamento de água disponível, depende:esgotamento de água disponível, depende: tipo de culturatipo de cultura tipo de solotipo de solo magnitude da demanda evapotranspiro-magnitude da demanda evapotranspiro-

métrica da planta (clima).métrica da planta (clima).

Doorenbos e Kassan (1979) sugerem valores Doorenbos e Kassan (1979) sugerem valores de “f” em função do grupo ao qual pertence de “f” em função do grupo ao qual pertence a cultura e da evapotranspiração máxima a cultura e da evapotranspiração máxima diária. diária.

Grupo 1: cebola, arroz, alho, folhosas;Grupo 1: cebola, arroz, alho, folhosas; Grupo 2: feijão, trigo, ervilha;Grupo 2: feijão, trigo, ervilha; Grupo 3: milho, girassol, tomate, batata;Grupo 3: milho, girassol, tomate, batata; Grupo 4: algodão, amendoim, sorgo, Grupo 4: algodão, amendoim, sorgo,

soja, cana-de-açúcar.soja, cana-de-açúcar.

Grupo de culturas

Evapotranspiração máxima – ETm (mm dia-1)

2 3 4 5 6 7 8 9 10

1234

0,500,680,800,88

0,420,560,700,80

0,350,480,600,70

0,300,400,500,60

0,250,350,450,55

0,220,320,420,50

0,220,280,380,45

0,200,250,350,42

0,18

0,22

0,30

0,40

DISPONIBILIDADE REAL DE ÁGUA (DRA)DISPONIBILIDADE REAL DE ÁGUA (DRA)Fator/fração de disponibilidade - fFator/fração de disponibilidade - f

ospgmt

• Bernardo, S. Manual de irrigação

• Klar, A. Água no sistema solo-planta-atmosfera

• Reichardt, K. Processos de transferência no sistema solo-planta-atmosfera

• Reichardt, K. A água em sistemas agrícolas

Bibliografia consultada e recomendadaBibliografia consultada e recomendada

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