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Aula: Propriedades físicas do solo Eng. Agro. Mestrando André Junior Ogliari andre_ogliari@unochapeco.edu.br Física e química do solo O Solo como Meio para o Desenvolvimento das Plantas Definições de solo: Camada externa e agriculturável da superfície terrestre que juntamente com o clima compõe o meio físico que condiciona toda a atividade agropecuária. Porção superior do regolito, diferenciada por horizontes, que se constitui em ambiente de vida das plantas superiores. O que é solo, do ponto de vista agronômico ? ATRIBUTOS do SOLO Como descrever o solo ? Pelos atributos de sua natureza, pelo que é “intrínseco” Características Pelos atributos de seu comportamento, pelas suas reações a fatores externos Propriedades Fonte: MARCOS, Z. Z., 1982. A - Atributos físicos do sistema solo: - Morfologia - Composição do Sistema Solo B - Atributos físicos da matriz do solo: - Composição da matriz - Composição granulométrica x Textura - Estrutura - Relações Massa/Volume entre os componentes da matriz. - Energia Potencial da água no solo Sistema disperso de 3 fases: 1. Sólida (mineral+orgânica); 2. Líquida; 3. Gasosa. Fase sólida (matriz): 35 a 60% do volume total Fases líquida e gasosa: no espaço poroso - proporções variáveis Composição do Sistema Solo Parte orgânica Parte mineral SOLO CONCEITO ESPECÍFICO O SOLO É UM CORPO TRIDIMENSIONAL (largura x comprimento x profundidade) O solo é um SISTEMA SISTEMA TRIFÁSICO ÁGUA AR SÓLIDOS minerais matéria orgânica O SOLO É UM SISTEMA Sistema heterogêneo água sólidos Sistema disperso sólidos (dispersáveis) água (dispersante) Sistema poroso água ar SOLO CONCEITO FÍSICO Meio poroso, não rígido, trifásico, formado de partículas que possuem complexidade de forma, tamanho e estrutura mineralógica e algumas partículas finitamente divididas de maneira a apresentar uma grande área superficial. Fatores físicos que afetam diretamente as plantas 1. ÁGUA: - As plantas não vivem sem água - (água total x água disponível) 2. OXIGÊNIO: - respiração radicular - (teor total x difusividade) 3. TEMPERATURA: - afeta a velocidade de reação - integridade dos tecidos Fatores físicos que afetam diretamente as plantas 4. RESISTÊNCIA À PENETRAÇÃO RADICULAR - emergência das plantas - crescimento radicular Qual o valor ideal desses parâmetros ??? Não existe resposta porquê: - são intercorrelacionados - variabilidade espacial (vertical e horizontal) - variabilidade temporal - variáveis da planta (espécie, estádio fisiológico) Fonte: J.M. Reichert & D.J Reinert Fatores físicos que afetam indiretamente as Plantas TEXTURA, MINERALOGIA, PROFUNDIDADE DO PERFIL CHUVA MANEJO MANEJO IRRIGAÇÃO, DRENAGEM ÁGUA, TEMPERATURA, OXIGÊNIO, RESISTÊNCIA A PENETRAÇÃO ESTRUTURA, POROSIDADE, DENSIDADE, CONSISTÊNCIA, INFILTRAÇÃO DE ÁGUA PRODUTIVIDADE SOLO FISICAMENTE IDEAL É aquele que apresenta: • Boa aeração e retenção de água; • Bom armazenamento de calor; • Pouca resistência mecânica ao crescimento radicular. Textura do solo Espaço Poroso Sólidos do solo Ar 20 a 30% Água 20 a 30% Minerais 45% Mat. Org. 5% Espaço Poroso Sólidos do solo Ar 20 a 30% Água 20 a 30% Minerais 45% Mat. Org. 5% Partículas que apresentam diferentes tamanhos Frações granulométricas ou Frações texturais Meio trifásico FRAÇÃO SÓLIDA (mineral) DISTRIBUIÇÃO DO TAMANHO DE PARTÍCULAS Proporção relativa (%) das classes de tamanho de partículas sólidas do solo. Partículas ou fração minerais AREIA SILTE ARGILA A determinação da distribuição do tamanho de partículas se faz através da ANÁLISE MECÂNICA ou GRANULOMÉTRICA. TEXTURA DE SOLOS E SUAS PROPRIEDADES CONCEITO DE TEXTURA DE SOLOS: É a proporção relativa das classes de tamanho de partículas de um solo. Classes de tamanho de partícula do solo (Brasileira): Partícula Diâmetro (mm) Argila ˂ 0,002 Silte 0,002 – 0,05 Areia Fina 0,05 – 0,02 Areia Grossa 0,02 – 2,0 ENTÃO: “Proporção de silte, areia e argila influenciam nas propriedades do solo”. TEXTURA DE SOLOS E SUAS PROPRIEDADES CONCEITO DE TEXTURA DE SOLOS: FRAÇÃO GROSSEIRA Partícula Diâmetro (mm) Matacão > 200 Calhau 200-20 Cascalho 20 -2 Determinadas as diferentes proporções de AREIA, SILTE e ARGILA, pode-se enquadrar o solo numa das classes texturais (TRIÂNGULO TEXTURAL). Os solos podem ser agrupados em 13 classes texturais TEXTURA DE SOLOS E SUAS PROPRIEDADES TRIÂNGULO TEXTURAL: EXEMPLO: 55% DE ARGILA 30% DE SILTE 15% DE AREIA TEXTURA ARGILOSA TEXTURA DE SOLOS E SUAS PROPRIEDADES TRIÂNGULO TEXTURAL: EXEMPLO: 33% DE ARGILA 40% DE SILTE 27% DE AREIA FRANCO ARGILOSA D.T. P. A textura não é alterável propriedade básica. Não muda pelo uso ou manejo; pequenas mudanças em solos com altas taxas de perdas de solo. A textura afeta: 1 –movimento e retenção H2O no solo; 2- movimento e retenção de íons no solo; 3- a susceptibilidade à erosão; 4- a estruturação do solo. PRODUÇÃO VEGETAL e POLUIÇÃO DAS ÁGUAS TEXTURA DE SOLOS E SUAS PROPRIEDADES DETERMINAÇÃO DA TEXTURA: Em laboratório: análise granulométrica (sedimentação da partícula em líquido, peneiramento, balança de determinação, contagem microscópica); TEXTURA DE SOLOS E SUAS PROPRIEDADES DETERMINAÇÃO DA TEXTURA: TEXTURA DE SOLOS E SUAS PROPRIEDADES DETERMINAÇÃO DA TEXTURA: TEXTURA DE SOLOS E SUAS PROPRIEDADES DETERMINAÇÃO DA TEXTURA: No campo: pela sensação ao tato; Sensação aspereza, NÃO plástico, NÃO pegajoso.AREIA SILTE Sensação de sedosidade, plástico, NÃO pegajoso. ARGILA Sensação de sedosidade, plástico, pegajoso. A textura é feita por estimativa, esfregando uma massa de solo úmida e homogeneizada entre os dedos. TEXTURA DE SOLOS E SUAS PROPRIEDADES ALGUNS CUIDADOS: SOLOS MUITO OXÍDICOS: a manifestação de pegajosidade e de platicidade não é tão intensa, mesmo quando muito argiloso (estrutura pó-de-café). SOLOS COM PREDOMÍNIO DE ARGILOMINERAIS 2:1 EXPANSIVOS: grande área superficial. Superestima o teor de argila (plasticidade e pegajosidade). SOLOS COM ELEVADOS TEORES DE CONCREÇÕES (> que 2mm): recomenda peneirar o solo. Areia Silte Argila Quartzo Feldspatos Micas etc Óxidos – Goetita, Hematita etc Caulinita Esmectita etc M in e ra is p ri m á ri o s M in e ra is s e c u n d á ri o s CONSTITUINTES MINERALÓGICOS DO SOLO QUE SE ENCONTRAM NAS DIVERSAS FRAÇÕES TEXTURAIS Relação entre tamanho de partícula e tipo de mineral presente. _O quartzo é dominante na fração areia e em frações mais grosseiras de silte. _Silicatos primários como o feldspato, hornblenda e mica estão presentes na areia e em menores quantidades na fração silte. _Minerais secundários, como óxidos de ferro e alumínio, são predominantes na fração silte de menor diâmetro e na fração argila mais grosseira. TEXTURA DE SOLOS E SUAS PROPRIEDADES A TEXTURA DO SOLO RELACIONA-SE: 1. Mineralogia (Areia → minerais 1os Argila → minerais 2os); 2. CTC 3. ASE; 4. Porosidade; 5. Densidade . Relação entre a área superficial de um cubo de massa conhecida e o tamanho de suas partículas. _No cubo maior (a) cada lado possui 64 cm2 de área superficial. O cubo tem seis lados, com área superficial total de 384 cm2 (6 lados x 64 cm2). Se o mesmo cubo fosse dividido em cubos menores (b) de modo que cada um tenha 2 cm de lado, o mesmo material será agora representado por 64 cubos pequenos (4 x 4 x 4). Cada lado do cubo pequeno terá 4 cm2 (2 x 2) de área superficial, resultando em 24 cm2 de área superficial (6 lados x 4 cm2). A área superficial total será de 1536 cm2 (24 cm2 x 64 cubos). Deste modo, a área superficial deste cubo será quatro vezes maior do que a área superficial do cubo maior. TEXTURA DE SOLOS E SUAS PROPRIEDADES TEXTURA DE SOLOS E SUAS PROPRIEDADES A TEXTURA DO SOLO RELACIONA-SE: ÁREA SUPERFICIAL ESPECÍFICA TEXTURA DE SOLOS E SUAS PROPRIEDADES A TEXTURA DO SOLO RELACIONA-SE: ÁREA SUPERFICIALESPECÍFICA Fonte: Gatiboni, L.C. 2006. TEXTURA DE SOLOS E SUAS PROPRIEDADES Fonte: Albuquerque, 2002. TIPO DE MINERAL ASE (m2g-1) CTC (cmolc.kg-1) MOS 700 100 – 1000 MONTMORILONITA 600-800 50-160 VERMICULITA 300-500 140-200 ILITA 65-100 10-40 CAULINITA 3-30 3-15 AREIA ˂1 HEMATITA 50-120 GOETITA 60-200 SOLO ARGILOSO 150-100 SOLO FRANCO ARENOSO 10-40 TEXTURA DE SOLOS E SUAS PROPRIEDADES A TEXTURA DO SOLO AFETA TODOS OS PARÂMETROS FÍSICOS DE CRESCIMENTO 1. Retenção, movimento e disponibilidade de água; 2. Aeração; 3. Resistência à penetração de raízes; 4. Estabilidade de agregados; 5. Compactabilidade dos solos; 6. Erodibilidade; 7. Disponibilidade de nutrientes. Distribuição do tamanho de partículas de três solos com ampla variação de textura. Note que há uma transição gradual na distribuição do tamanho de partículas em cada um destes solos. TEXTURA DE SOLOS E SUAS PROPRIEDADES TEXTURA DE SOLOS E SUAS PROPRIEDADES A TEXTURA DO SOLO RELACIONA-SE: TEXTURA DE SOLOS E SUAS PROPRIEDADES A TEXTURA DO SOLO RELACIONA-SE: TEXTURA DE SOLOS E SUAS PROPRIEDADES SOLO ARGILOSO SOLO ARENOSO ↑ Armazenamento de água ↓ Armazenamento de água ↓ Circulação de água ↑ Circulação de água ↑ Coesão ↓ Coesão Consistência plástica pegajosa (molhado ) e dura (seco) Consistência friável (seco ou molhado) ↓ Densidade do solo ↑ Densidade do solo ↑ Porosidade total ↓ Porosidade total ↑ Microporosidade ↓ Microporosidade ↓ Macroporosidade ↑ Macroporosidade ↓ Aeração ↑ Aeração ↑ ASE ↓ ASE ↑ Estrutura ↓ Estrutura ↑ CTC ↓ CTC Difícil preparo mecânico Fácil preparo mecânico A importância da textura do ponto de vista físico Determina, praticamente, todas as demais propriedades; É o fator determinante das propriedades de retenção e capacidade de armazenamento de água; É o fator determinante na distribuição de poros e, consequentemente, das propriedades de condução de água e gases e suas trocas com a atmosfera e plantas; É o fator determinante da estrutura do solo; É o fator determinante das propriedades de resistência à penetração de raízes e à implementos de movimentação mecânica do solo; Estrutura do solo ESTRUTURA DO SOLO Arranjo das partículas sólidas individuais em agregados naturais separados entre si por planos de fraqueza. Partículas Primárias Agregados Torrões A estrutura afeta a densidade do solo e o seu desenvolvimento afeta a retenção e o movimento de água e do ar do solo. Influencia na germinação crescimento de raízes e desenvolvimento de mudas e plantas. ESTRUTURA DO SOLO Arranjo das partículas areia, silte e argila em agregados ou torrões AREIA SILTE ARGILA ESTRUTURA DO SOLO FORMAÇÃO DOS AGREGADOS: - Aproximação das Partículas - Floculação das argilas (PCZ) - Desidratação (↑ aproximação) - Raízes (↑ Pressão ↑ desidratação) - Organismos (coprólitos) - Estabilização dos agregados - Tipo de argila (2:1 vs. óxidos) - Tipo de cátion (valência) - Manutenção da M.O. - Vegetação (ação mecânica das raízes) - Palhada (Produção de M.O.) - Biologia do solo (micélios fungos , compostos orgânicos) ESTRUTURA DO SOLO Solo ideal: http://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=&source=images&cd=&cad=rja&docid=zv4jmjhg3fUJ8M&tbnid=KKiBv6xgpt2iqM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.infobibos.com%2FArtigos%2FCompSolo%2FC2%2FComp2.htm&ei=E7fEUerlK4r69gT914GwCA&bvm=bv.48293060,d.dmQ&psig=AFQjCNGfnH-2Uz3Nof2Xiak5uw91MHA7xA&ust=1371932688348851 Estabilidade dos agregados Resistência à destruição A formação e a estabilidade dos agregados dependem especialmente da m.o., textura e atividade biológica. Solos argilosos altos teores de óxidos maior floculação maior agregação Cimentação argila matéria orgânica COMO MEDIR A ESTRUTURA ? → Porosidade (total, macro e micro) → Aeração → Estabilidade dos Agregados em água → Resistência a Penetração das Raízes → Distribuição das Raízes → Taxa de infiltração de Água DIÂMETRO MÉDIO GEOMÉTRICO - DMG MANEJO vs. ESTRUTURA FATORES POSITIVOS → Cobertura do solo → Aumento M.O. → Ação de raízes → Aumento de Atividade Biológica FATORES NEGATIVOS → Queima de resíduos → Preparo mecânico excessivo → Trafego intenso → Trabalho em Umidade inadequada Plantio Convencional Plantio Direto Macroagregados Microagregados E F E I T O D E S I S T E M A S D E M A N E J O N A A G R E G A Ç Ã O Vantagens da adubação orgânica Vantagens da adubação orgânica Aula: Propriedades físicas do solo Eng. Agro. Mestrando André Junior Ogliari andre_ogliari@unochapeco.edu.br Física e química do solo Obrigado pela Atenção!!
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