Sistema Água-Solo: Importância e Processos

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<p>Sistema água-solo</p><p>Apresentação</p><p>De toda a água doce disponível no planeta, menos de 1% se concentra nos solos, entretanto é uma</p><p>das fontes que mais participam ativamente do ciclo hidrológico. A água nos solos tem funções</p><p>importantes e promove uma variedade de processos físico-químico-biológicos. Tais processos</p><p>induzem notadamente quase todos os aspectos de desenvolvimento e comportamento do solo: no</p><p>intemperismo dos minerais, na decomposição da matéria orgânica e no crescimento das plantas.</p><p>Nesta Unidade de Aprendizagem, você irá estudar alguns conceitos básicos de processos</p><p>importantes da água no solo, os quais integram o sistema pedológico, além de compreender suas</p><p>definições e suas características principais.</p><p>Bons estudos.</p><p>Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:</p><p>Descrever o teor de umidade do solo e o potencial de água no solo.•</p><p>Identificar o fluxo de água líquida no solo e sua capacidade de infiltração e percolação.•</p><p>Apontar os fatores que afetam a quantidade de água no solo disponível para as plantas.•</p><p>Desafio</p><p>O comportamento da água no solo é caracterizado pelos processos de grande complexidade e pela</p><p>importância quanto à descrição da dinâmica da água nas áreas agrícolas e nos sistemas florestais. A</p><p>disponibilidade hídrica adequada é um dos fatores fundamentais para o sucesso da produtividade</p><p>agrícola.</p><p>Veja, no fluxograma a seguir, o comportamento hídrico no solo e os processos envolvidos.</p><p>Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino!</p><p>Analise a seguinte situação e responda as questões.</p><p>Em uma escola pública localizada em Arcoverde (PE), os professores e a direção criaram o Projeto</p><p>Horta na Escola. Pautado nos princípios agroecológicos, o projeto visa a melhorar a qualidade da</p><p>merenda escolar e promover a educação ambiental nos alunos.</p><p>Então, a horta foi construída pelos professores e estudantes em uma área de solo exposto, de</p><p>textura arenosa, que não estava sendo utilizada na escola. Com o passar do tempo, eles observaram</p><p>que algumas espécies não estavam se desenvolvendo e várias delas morreram.</p><p>Você, professor de Geografia, foi questionado pelos alunos do motivo de algumas hortaliças não</p><p>estarem se desenvolvendo.</p><p>a) Na sua opinião, quais motivos influeciaram para o mau desenvolvimento das hortaliças?</p><p>b) Para você, o que precisaria ser feito para a horta escolar voltar a ser produtiva?</p><p>Infográfico</p><p>O ciclo hidrológico, que é circular e constante, dinamiza e participa de todos os ciclos ecológicos</p><p>existentes, como no sistema água-solo. A instabilidade e a mobilidade da água são características</p><p>primordiais na interface água-solo. Inúmeros processos e componentes surgem para compor esse</p><p>sistema. Os principais componentes do ciclo hidrológico e que participam da interface água-solo</p><p>são: evaporação, precipitação, transpiração das plantas, percolação, infiltração e drenagem. A partir</p><p>desses componentes, surgem processos dinâmicos que ditarão a disponibilidade de água para os</p><p>seres vivos no solo.</p><p>Veja, no Infográfico a seguir, alguns desses componentes e processos.</p><p>Aponte a câmera para o</p><p>código e acesse o link do</p><p>conteúdo ou clique no</p><p>código para acessar.</p><p>https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/e8553707-2c1e-4ad4-b0f0-f772513237d0/93a6fe1f-c3b1-40dc-9944-dfba5da46c50.jpg</p><p>Conteúdo do livro</p><p>O ciclo hidrológico permite o armazenamento de água e sua disponibilidade para os seres</p><p>microscópios e os vegetais no solo. Dentro do solo, da instabilidade e da mobilidade da água nasce</p><p>um universo de processos, condições e comportamentos, compondo o sistema água-solo.</p><p>No capítulo Sistema água-solo, da obra Pedologia, base teórica desta Unidade de Aprendizagem,</p><p>veja, inicialmente, os aspectos básicos da retenção hídrica no solo, a avaliação da energia da água</p><p>no solo pelo modelo dos potenciais, as forças atuantes e a determinação da curva de retenção de</p><p>água no solo. Acompanhe o movimento da água no solo pelos fluxos saturado e não saturado e</p><p>movimentos de infiltração e percolação, com alguns conceitos importantes que envolvem a</p><p>umidade no solo. Por fim, veja a relação solo-planta-água, no qual são destacados alguns fatores</p><p>que afetam a quantidade hídrica disponível para as plantas.</p><p>Boa leitura.</p><p>PEDOLOGIA</p><p>Roberta Borges Parreira</p><p>Sistema água-solo</p><p>Objetivos de aprendizagem</p><p>Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:</p><p> Descrever o teor de umidade do solo e o potencial de água no solo.</p><p> Identificar o fluxo de água líquida no solo e a sua capacidade de</p><p>infiltração e percolação.</p><p> Apontar os fatores que afetam a quantidade de água no solo disponível</p><p>para as plantas.</p><p>Introdução</p><p>Para a compreensão do sistema água-solo, é necessário conhecer e</p><p>entender alguns dos princípios que regem suas interações. A sequência</p><p>de eventos repetidos de troca contínua de água entre a hidrosfera, a at-</p><p>mosfera e a pedosfera, conhecida como ciclo da água ou ciclo hidrológico,</p><p>permite que a água no solo permaneça por algum tempo armazenada</p><p>e disponível para as plantas e os microrganismos que ali existem. No</p><p>entanto, essa água pode se deslocar verticalmente e lateralmente — ou</p><p>seja, a água não fica parada, mesmo estando armazenada no solo.</p><p>No que tange à ecologia, podemos considerar a existência da relação</p><p>solo-água-planta, visto que a água desempenha o importante papel</p><p>de levar nutrientes aos organismos vivos. Da mesma maneira, a água</p><p>possui uma importante função pedológica, sendo esta essencial em</p><p>determinados processos pedogenéticos, como no intemperismo, na</p><p>formação do húmus e na mobilização e no transporte de substâncias</p><p>ao longo do perfil do solo.</p><p>Neste capítulo, você vai estudar o comportamento da água no solo,</p><p>verificando alguns conceitos básicos e os princípios fundamentais do</p><p>sistema água-solo. Você também vai compreender como se dá a in-</p><p>fluência da água nas funções ecológicas e práticas de manejo do solo,</p><p>particularmente os fatores que afetam a quantidade de água armazenada</p><p>e disponibilizada para as plantas.</p><p>1 Umidade e potencial da água no solo</p><p>Propriedades e fenômenos associados à água, como polaridade, coesão, adesão</p><p>e tensão superfi cial, infl uenciam signifi cativamente seu comportamento no</p><p>solo. A polaridade das moléculas de água provoca a dissolução dos sais na</p><p>água. Por meio das forças de coesão e adesão, é possível, para os sólidos do</p><p>solo, reter água e controlar o seu uso e movimento. A plasticidade também é</p><p>uma característica das argilas presentes no solo que só é possível em função</p><p>da coesão e da adesão. A tensão superfi cial, por sua vez, é um fator importante</p><p>para o fenômeno da capilaridade, que determina como a água é retida no solo</p><p>(BRADY; WEIL, 2013).</p><p>A capilaridade é o processo pelo qual a água se move em qualquer direção através</p><p>de poros finos (ou seja, capilares) presentes no solo. O líquido entra em contato com</p><p>uma superfície sólida, e isso ocorre devido tanto à força de atração adesiva da água</p><p>pela superfície sólida do tubo como à atração coesiva entre uma e outra molécula de</p><p>H2O (LEPSCH, 2011). No solo, a água é absorvida e penetra nos tubos devido à força</p><p>capilar, que depende da estrutura do solo. Quanto mais finas forem as partículas do</p><p>solo (força de adesão), maior será a força capilar.</p><p>Essas e outras características se dão em função do tipo de estrutura da</p><p>molécula de água, que determina, portanto, a capacidade da água de influenciar</p><p>diversos processos do sistema solo.</p><p>Energia da água no solo</p><p>A tendência espontânea e universal de toda a matéria na natureza é se mover</p><p>do local com maior energia para o local com menor energia, buscando o</p><p>equilíbrio energético. No solo, a água se comporta da mesma maneira, ou</p><p>seja, ela tende a passar de um estado de alta energia para um de baixa energia.</p><p>De acordo com Cooper (2016), a diferença nos níveis de energia da água nos</p><p>pontos afastados no perfi l do solo é o que faz com que ela se movimente. Esses</p><p>movimentos acontecem:</p><p>Sistema água-solo2</p><p> internamente no solo — fluxo de água no solo;</p><p> do solo para a planta — absorção;</p><p> do solo para a atmosfera — evaporação; e</p><p> da planta para a atmosfera — transpiração.</p><p>Essa busca constante por equilíbrio energético gera a força motora respon-</p><p>sável pelo ciclo da água na natureza. Porém, não só a diferença nos níveis de</p><p>energia da água em relação à posição vai influenciar a direção e a velocidade</p><p>do movimento da água nos solos e nas plantas, mas também a diferença do</p><p>nível de energia da água, de uma condição para a outra (p. ex., entre um solo</p><p>saturado com água e um solo seco) (BRADY; WEIL, 2013).</p><p>A água no solo pode conter energia em diferentes formas e quantidades,</p><p>conforme descrito a seguir.</p><p> Energia cinética: significante no fluxo rápido e agitado da água em um</p><p>rio, mas o movimento da água nos solos é tão lento que esse componente</p><p>é praticamente desconsiderado.</p><p> Energia potencial: é fundamental para determinar o estado e o movi-</p><p>mento da água no solo. Depende da posição e das condições internas</p><p>da matéria.</p><p>É importante compreender que toda matéria, incluindo a água, tende a se</p><p>movimentar ou variar de estado de energia. Então, conhecendo-se os níveis</p><p>de energia em diferentes pontos no solo, é possível prever a direção do mo-</p><p>vimento da água. O movimento da água é influenciado diretamente por essas</p><p>diferenças nos níveis de energia entre um local e outro no perfil do solo. As</p><p>propriedades e os fenômenos associados à água mencionados anteriormente</p><p>(coesão, adesão, tensão superficial e capilaridade) indicam uma relação com o</p><p>nível de energia da água no solo, que é afetado por algumas forças (potenciais)</p><p>importantes (Figura 1), descritas a seguir.</p><p> Mátrica ou matricial: representa a força da atração da água pela matriz</p><p>do solo (adesão, ou a atração da água pelos sólidos do solo). A força</p><p>mátrica, responsável pela adsorção e pela capilaridade, reduz o estado</p><p>de energia da água próximo às superfícies das partículas.</p><p> Osmótica: representa a força gerada pela atração da água aos íons e</p><p>outros solutos. Essa força tende a reduzir o estado de energia da água</p><p>na solução do solo.</p><p>3Sistema água-solo</p><p> Gravitacional: representa a força que sempre puxa a água para baixo,</p><p>ou seja, é a quantidade de energia despendida em uma dada elevação</p><p>do perfil em relação a um nível inferior, sendo este, portanto, de menor</p><p>energia.</p><p> Hidrostática: representa a força da pressão positiva do peso da água</p><p>em solos saturados e aquíferos.</p><p>Figura 1. Potencial de água no solo.</p><p>Fonte: Adaptada de Brady e Weil (2013).</p><p>Retenção de água no solo</p><p>Os solos variam muito na sua capacidade de retenção de água, em função de</p><p>algumas características, como textura, natureza da argila, matéria orgânica e</p><p>estrutura. Fatores antrópicos, como a compactação do solo, também infl uenciam</p><p>a sua capacidade de retenção de água e, consequentemente, a disponibilidade</p><p>de água para as plantas.</p><p>Vamos imaginar que, por meio da chuva ou da irrigação, a água vai sendo</p><p>adicionada a um solo seco, que, aos poucos, vai penetrando nos poros e aderindo</p><p>à sua matriz (sólidos do solo), de maneira que os espaços entre as moléculas</p><p>Sistema água-solo4</p><p>e as partículas sólidas vão aumentando. Quanto mais distantes as moléculas</p><p>de água estiverem da superfície das partículas, com menos energia elas esta-</p><p>rão retidas. Se a água é incorporada continuamente a um solo seco, ela será</p><p>aderida por ele com menos energia, até o ponto em que a distância entre as</p><p>moléculas de água e a matriz do solo ainda permita a atração entre uma e</p><p>outra. Conforme essa distância vai aumentando, a força da gravidade aumenta</p><p>até superar as forças de adesão e coesão, e, assim, a água pode começar a</p><p>percolar solo abaixo (LEPSCH, 2011).</p><p>A Figura 2 ilustra as relações entre o teor de água no solo e o seu potencial</p><p>em três solos de texturas diferentes: textura argilosa, textura franca e textura</p><p>areia. As curvas mostram a relação obtida por uma drenagem lenta de solos</p><p>completamente saturados.</p><p>Figura 2. Curva de retenção de água em solos de texturas diferentes.</p><p>Fonte: Adaptada de Brady e Weil (2013).</p><p>5Sistema água-solo</p><p>Observe que, no solo argiloso, a retenção de água é mais efetiva, e</p><p>esse solo retém muito mais água a um dado potencial do que os solos de</p><p>textura franca e areia. Da mesma maneira, no solo argiloso, comparado</p><p>com os demais, a umidade é muito mais retida a um dado volume (teor)</p><p>de água disponível no solo. Além da textura, a estrutura é outro atributo</p><p>morfológico do solo que influencia a quantidade de água presente (umidade</p><p>atual) x potencial de água (estado da energia da água). Observe o gráfico</p><p>da Figura 2 e veja que um solo bem agregado (não compactado) apresenta</p><p>maior capacidade de retenção de água, se comparado com solos com pouca</p><p>agregação (compactados).</p><p>De maneira geral, o estado de energia da água está mais fortemente re-</p><p>lacionado com o comportamento da água no solo do que com a sua quanti-</p><p>dade. Considerando-se uma mesma força mátrica, um solo franco argiloso</p><p>e uma areia franca estarão úmidos e facilmente fornecerão água às plantas.</p><p>No entanto, a quantidade de água retida por um solo franco argiloso e, assim,</p><p>o tempo de disponibilidade de fornecer água às plantas seriam muito maiores</p><p>neste do que na areia franca.</p><p>Existem alguns métodos de medição de conteúdo de água no solo e de medida dos</p><p>potenciais de água. Para saber mais a respeito, você pode ler o conteúdo específico</p><p>nos livros Elementos da Natureza e Propriedades dos Solos, de Brady e Weil (2013), e Física</p><p>do Solo, da Sociedade Brasileira de Ciência do Solo de Van Lier (2010).</p><p>Movimento da água no solo</p><p>Toda água que cai sobre a superfície da Terra se movimenta na forma líquida</p><p>para os oceanos e na forma de vapor para a atmosfera, participando do sistema</p><p>solo-planta (evapotranspiração). Esse movimento ocorre, sobretudo, na forma</p><p>líquida, e somente uma pequena parcela se dá na forma de vapor. Portanto,</p><p>temos basicamente três tipos de movimento de água no solo, descritos a seguir</p><p>(LEPSCH, 2011; BRADY; WEIL, 2013).</p><p>Sistema água-solo6</p><p> Fluxo saturado: quando os fluxos ocorrem em percolação de água na</p><p>forma livre, em resposta à força da gravidade. Aqui, os poros do solo</p><p>estão completamente preenchidos por água.</p><p> Fluxo não saturado: acontece quando a água é retida por adesão, ou</p><p>seja, quando os poros maiores do solo estão cheios de ar, deixando</p><p>apenas os poros menores para reter e conduzir água.</p><p> Movimento de vapor: diferenças de pressão de vapor se desenvolvem</p><p>em solos relativamente secos.</p><p>Neste capítulo, vamos nos ater aos fluxos em forma de líquido.</p><p>Permeabilidade do solo em fluxos saturado e não saturado</p><p>O fl uxo saturado (todos os poros preenchidos por água) de parte de um perfi l</p><p>de solo, de horizontes inferiores de solos mal drenados, ou ainda de porções</p><p>de solos bem drenados, que estão imediatamente acima de camadas argilosas,</p><p>podem acontecer em certas condições. O fl uxo saturado dependerá do número,</p><p>do tamanho, da distribuição e da continuidade desses poros.</p><p>Darcy (1856) estabeleceu uma equação que possibilitou a quantificação do movimento</p><p>da água em materiais porosos saturados. Para saber mais a respeito da equação de Darcy,</p><p>você pode ler o conteúdo específico nos livros Elementos da Natureza e Propriedades</p><p>dos Solos, de Brady e Weil (2013), e 19 Lições de Pedologia, de Lepsch (2011).</p><p>Existem alguns fatores que influenciam a condutividade hidráulica (per-</p><p>meabilidade) de solos saturados: os macroporos e o fluxo preferencial.</p><p> Macroporos: respondem por quase todo o movimento de água em solos</p><p>saturados. O tamanho e a configuração dos poros no solo, afetados por</p><p>qualquer ocorrência, vão influenciar a sua condutividade hidráulica.</p><p>7Sistema água-solo</p><p>Veja a seguir alguns exemplos de processos e características do solo que afetam</p><p>diretamente a condutividade hidráulica do solo.</p><p> Bioturbação: presença de bioporos, como condutos de raízes e caminhos escul-</p><p>pidos por minhocas.</p><p> Textura</p><p>do solo: solos arenosos têm condutividades hidráulicas saturadas maiores</p><p>do que os argilosos, devido à existência de mais espaços de macroporos.</p><p> Estrutura do solo: solos com unidades estruturais estáveis conduzem água mais</p><p>rapidamente do que aqueles com agregados instáveis, que se desagregam quando</p><p>molhados.</p><p> Cobertura vegetal: normalmente, a condutividade hidráulica saturada é maior em</p><p>solos cobertos por vegetação perdurável do que em solos anualmente cultivados.</p><p> Fluxo preferencial: ocorre com frequência o transporte rápido de so-</p><p>lutos para baixo pela água que se move por meio dos grandes poros</p><p>(rachaduras e bioporos). Esse transporte rápido normalmente ocorre</p><p>antes de que a maior parte do solo esteja completamente saturada com</p><p>a água. Esse tipo de movimento não uniforme da água aumenta muito</p><p>o risco de contaminação das águas subterrâneas por pesticidas ou</p><p>agrotóxicos, por exemplo.</p><p>No fluxo não saturado (maioria dos macroporos preenchidos por ar), apenas</p><p>os poros mais finos estão disponíveis para o movimento da água. A força</p><p>gravitacional não é significativa para o movimento da água, pois não há</p><p>quantidades suficientes de água para preencher os poros. A principal força</p><p>motriz nessa situação é a matricial. A água é adsorvida pelas partículas de</p><p>solo e entre as áreas de solo úmido e as áreas próximas, mais secas, para as</p><p>quais a água está se movendo. O movimento ocorrerá de uma zona de alto</p><p>potencial matricial (películas espessas de água) para uma zona de menor</p><p>potencial matricial (películas delgadas de água).</p><p>Em teores de água elevados (altos valores de potencial), a permeabilidade</p><p>(condutividade hidráulica) é maior em um solo arenoso do que em um solo</p><p>argiloso. Já em baixos teores de água (baixos valores de potencial), o oposto</p><p>é real, visto que um solo argiloso possui muito mais microporos que ainda</p><p>estão saturados de água, os quais podem participar do fluxo não saturado</p><p>(BRADY; WEIL, 2013). Veja um exemplo na Figura 3.</p><p>Sistema água-solo8</p><p>Figura 3. Relação entre o potencial matricial e a condutividade hidráulica em</p><p>solos de texturas diferentes (argilosa e areia-franca).</p><p>Fonte: Adaptada de Brady e Weil (2013).</p><p>A figura mostra a relação entre o potencial matricial (teor de água) e a</p><p>condutividade hidráulica em dois solos com texturas diferentes, um com</p><p>textura argilosa e outro com textura areia-franca. Quanto mais próximo do</p><p>valor 0 (área de fluxo saturado), maior o potencial matricial — ou seja, a</p><p>condutividade hidráulica é milhares de vezes maior do que em potenciais</p><p>que indicam fluxo não saturado (a partir de −10 KPa). Note que os valores da</p><p>condutividade hidráulica são apresentados em escala logarítmica.</p><p>2 Movimentos de água líquida no solo:</p><p>infiltração e percolação</p><p>Existem dois importantes movimentos da água líquida no solo: a infi ltração e a</p><p>percolação. Esses processos dependem fundamentalmente da água disponível</p><p>para infi ltrar (chuva, neve derretida ou irrigação), da natureza do solo (textura,</p><p>estrutura), da atividade biológica e da matéria orgânica (quanto mais matéria</p><p>orgânica, melhor estruturado é o solo e maior é a infi ltração), do estado da</p><p>sua superfície (compactação) e das quantidades de água e ar inicialmente</p><p>presentes no seu interior.</p><p>9Sistema água-solo</p><p>A infiltração é a passagem de água da superfície para o interior do solo,</p><p>preenchendo os espaços porosos. Após se infiltrar no solo, a água vai preen-</p><p>chendo camadas superiores do solo, que vão umedecendo de cima para baixo,</p><p>alterando gradativamente o perfil de umidade. Esse processo de movimentação</p><p>da água para baixo no perfil do solo é chamado de percolação. Contanto que a</p><p>contribuição de água continue, a tendência natural é que toda a profundidade</p><p>do perfil vá à saturação. No entanto, a infiltração resultante de precipitações</p><p>naturais não é capaz de preencher todos os poros do solo. Ela se restringe,</p><p>quando consegue, apenas às camadas próximas à superfície.</p><p>No momento em que a infiltração é interrompida, a umidade no interior do</p><p>solo se difunde, diminuindo os teores de umidade no nível próximo à superfície</p><p>e aumentando nas camadas mais profundas. É importante lembrar que nem</p><p>toda a umidade é escoada para as camadas mais profundas do solo, pois parte</p><p>contribui para o sistema solo-planta — ou seja, por evapotranspiração, ela é</p><p>transferida para a atmosfera. Normalmente, nas camadas inferiores do solo,</p><p>encontra-se uma zona de saturação; porém, ela só é significativa quando se</p><p>situa a pouca profundidade. O fenômeno da infiltração em um solo natural</p><p>pode ser mais complexo se os horizontes, desde a superfície até a zona de</p><p>alteração próxima à rocha, tiverem texturas e estruturas distintas, apresentando</p><p>comportamentos hidráulicos diferentes.</p><p>Existem alguns termos usados para descrever diversos graus de umidade no solo.</p><p>Porém, a maior parte desses termos advém de conceitos teóricos e não se aplicam</p><p>igualmente a todas as condições e os tipos de solo. Entretanto, esses termos ainda são</p><p>muito utilizados, devido à simplicidade e à facilidade de sua aplicação em situações</p><p>práticas de irrigação. A seguir, são descritos alguns deles.</p><p> Capacidade de campo (CC): limite superior de retenção de água no solo, sendo a</p><p>máxima quantidade de água que o mesmo pode reter sem causar danos ao sistema.</p><p> Água capilar: água retida na superfície das partículas do solo por tensão superficial</p><p>e que migra, a partir do nível freático, para cima, pelo processo de capilaridade.</p><p> Ponto de murcha permanente (PMP): limite mínimo de água armazenada no solo</p><p>que pode ser utilizada pelas plantas.</p><p> Água disponível: água retida no solo entre a CC e o PMP (BRADY; WEIL, 2013).</p><p>Para um conhecimento mais aprofundado a respeito dos termos mencionados,</p><p>leia o conteúdo específico no livro Elementos da Natureza e Propriedades dos Solos, de</p><p>Brady e Weil (2013).</p><p>Sistema água-solo10</p><p>A taxa de infiltração é o volume de água que penetra nos solos, expressa</p><p>em unidade de área por unidade de tempo — isto é, cm/h, mm/s etc. Essa</p><p>taxa é influenciada pela capacidade de infiltração do solo e pela intensidade</p><p>da chuva. Já a capacidade de infiltração é dada pela taxa máxima na qual</p><p>a água consegue se infiltrar no solo sob condições normais. Veja na Figura</p><p>4 um exemplo do comportamento da taxa de infiltração em dois solos de</p><p>texturas diferentes.</p><p>Figura 4. Curva da capacidade de infiltração de água líquida no solo.</p><p>Fonte: Adaptada de Martins Filho (2013).</p><p>Observe que a velocidade de infiltração até atingir a saturação (infiltra-</p><p>ção máxima) no solo argiloso (60 mm/hora) é maior do que no solo arenoso</p><p>(50 mm/hora). Isso se deve ao fator textural desses solos, isto é, o solo</p><p>arenoso possui maior quantidade de poros grandes, o que favorece uma</p><p>maior infiltração, sendo, portanto, o contrário verdadeiro. A definição de</p><p>capacidade de infiltração é adotada no estudo da infiltração para obter a</p><p>diferença entre o potencial de absorção do solo — pela sua superfície — e</p><p>a taxa real de infiltração que acontece quando há contribuição de água para</p><p>percolar no solo.</p><p>De acordo com Collischonn e Tassi (2008), quando a intensidade de</p><p>chuva for menor do que a capacidade de infiltração, toda a água penetra</p><p>no solo, gerando uma progressiva diminuição da própria capacidade de</p><p>infiltração, já que o solo está se umedecendo. Na condição de a preci-</p><p>11Sistema água-solo</p><p>pitação continuar, dependendo da sua intensidade, pode ocorrer que a</p><p>capacidade de infiltração diminua, de forma que sua intensidade se iguala</p><p>à da precipitação. Supondo que a precipitação continue, neste momento,</p><p>a infiltração real passa a se comportar conforme as taxas da curva da</p><p>capacidade de infiltração (Figura 4), que decrescem ao longo do tempo,</p><p>até atingir o ponto de saturação.</p><p>A parcela de água precipitada não infiltrada passa a escoar superficialmente</p><p>para áreas mais baixas, podendo infiltrar novamente, em algum momento,</p><p>se as condições forem favoráveis. No momento em que a precipitação cessa</p><p>e não há mais</p><p>contribuição de água à superfície do solo, a taxa de infiltração</p><p>real é anulada, e a capacidade de infiltração volta a aumentar. Isso ocorre</p><p>porque as partículas de solo das áreas mais próximas à superfície continuam</p><p>a perder umidade para as camadas mais profundas, além de ocorrerem perdas</p><p>por evapotranspiração.</p><p>3 Relações solo-planta-água</p><p>De acordo com Lepsch (2011), a quantidade de água de que as plantas</p><p>necessitam para sua sobrevivência compreende a porção que retorna à</p><p>atmosfera em forma de vapor pelo efeito da transpiração das folhas e da</p><p>evaporação da superfície do solo. Todo esse processo recebe o nome de</p><p>evapotranspiração.</p><p>Para uma quantidade adequada de água às plantas, é preciso considerar:</p><p>1. a quantidade e a distribuição de água precipitada e/ou irrigada;</p><p>2. a capacidade de armazenamento de água disponível do solo; e</p><p>3. a evaporação potencial do local.</p><p>A evaporação potencial indica a quantidade de água que passaria pela planta,</p><p>somada àquela que evaporaria do solo, quando úmido. Tendo em vista que</p><p>essa situação nem sempre acontece, é preciso considerar a evapotranspiração</p><p>real, ou seja, a evapotranspiração que realmente ocorre com as variações de</p><p>umidade do solo.</p><p>Sistema água-solo12</p><p> Água no solo mantida continuamente em um ótimo nível: a evapotranspiração</p><p>potencial será igual à real.</p><p> Água evapotranspirada maior do que a adicionada no solo: as plantas utilizarão a</p><p>água armazenada no solo (água disponível).</p><p> Água disponível supre as necessidades de evaporação e transpiração: a evapo-</p><p>transpiração potencial será também igual à real.</p><p> Água disponível atinge pequenos valores: a evapotranspiração atual será menor</p><p>do que a potencial (déficit de água) (BRADY; WEIL, 2013).</p><p>Para um conhecimento mais detalhado a respeito, você pode ler o conteúdo especí-</p><p>fico no livro Elementos da Natureza e Propriedades dos Solos, de Brady e Weil (2013).</p><p>Existem diversas propriedades do solo que afetam a quantidade de água</p><p>que um solo é capaz de armazenar para as plantas utilizarem. Para que se</p><p>possa considerar essas propriedades, é preciso levar em conta as condições</p><p>que determinam os limites da capacidade de retenção de água disponível: a</p><p>CC e o PMP.</p><p>Fatores que afetam a quantidade de água disponível</p><p>para as plantas</p><p>A seguir, serão descritos os fatores que infl uenciam a quantidade de água</p><p>disponível às plantas.</p><p>Textura</p><p>A textura é um dos fatores que afetam a quantidade de água disponível para</p><p>as plantas. Conforme a textura do solo fi ca mais fi na, a capacidade de água</p><p>disponível aumenta nos solos arenosos para os francos e franco-siltosos. Em</p><p>solos arenosos, a vegetação tende a sofrer mais com a seca, se comparada à</p><p>vegetação que se encontra em solos franco-siltosos na mesma área. Por outro</p><p>lado, normalmente, solos argilosos fornecem menos água disponível do que</p><p>solos franco-siltosos com boas unidades estruturais, visto que as argilas tendem</p><p>a ter um ponto de murcha constantemente elevado (BRADY; WEIL, 2013).</p><p>13Sistema água-solo</p><p>Matéria orgânica</p><p>A matéria orgânica apresenta alta capacidade de retenção de água — a qual é</p><p>muito maior em áreas saturadas (estado de CC) —, se comparada a um igual</p><p>volume de material mineral. Ela auxilia na estabilização das estruturas do solo</p><p>e no aumento do seu volume total, assim como no tamanho dos seus poros.</p><p>A consequência dessas funções é o aumento da infi ltração, da capacidade de</p><p>retenção da água e da quantidade de água retida disponível para as plantas</p><p>(ponto de murcha).</p><p>Compactação do solo</p><p>A compactação do solo reduz a capacidade de água disponível para as plantas,</p><p>pois as argilas se tornam mais unidas, o que aumenta a resistência do solo,</p><p>podendo limitar a penetração das raízes. A compactação também diminui a</p><p>porosidade total, podendo signifi car menos água retida na CC. A redução no</p><p>tamanho e na quantidade de macroporos pode signifi car menor porosidade</p><p>de aeração quando o solo estiver próximo da CC, e isso vai infl uenciar na</p><p>disponibilidade de água também. Além disso, o valor do PMP pode aumentar</p><p>(e diminuirá o teor de água disponível) com o aumento da quantidade de</p><p>microporos pequenos.</p><p>Salinização (potencial osmótico)</p><p>O aumento de sais solúveis em um solo, seja por condições naturais ou antró-</p><p>picas, eleva o seu potencial osmótico, podendo infl uenciar na absorção de água</p><p>no solo pelas plantas. Isso ocorre devido à tendência que o potencial osmótico</p><p>tem em reduzir o teor de água disponível. Assim, mais água é retida no PMP</p><p>do que ocorreria devido apenas ao potencial matricial.</p><p>Profundidade do solo</p><p>Levando-se em consideração os conceitos de CC e PMP e, principalmente,</p><p>entendendo ser o solo um reservatório de água para as plantas, a quantidade</p><p>de água disponível para uma dada profundidade corresponde à profundidade</p><p>efetiva do sistema radicular da cultura ou do vaso que contenha a planta.</p><p>Sistema água-solo14</p><p>O manejo do solo é outro fator que influencia diretamente a disponibilidade de água</p><p>no solo para as plantas (DALMAGO et al., 2009). Para compreender melhor o tema</p><p>e conferir um estudo de caso, leia o artigo “Retenção e disponibilidade de água às</p><p>plantas, em solo sob plantio direto e preparo convencional”, de Dalmago et al. (2009).</p><p>BRADY, N. C.; WEIL, R. R. Elementos da natureza e propriedades dos solos. 3. ed. Porto</p><p>Alegre: Bookman, 2013.</p><p>COLLISCHONN, W.; TASSI, R. Introduzindo hidrologia. 6. ed. Porto Alegre: IPH UFRGS, 2008.</p><p>COOPER, M. Apostila parte II: água no solo. São Paulo: USP, 2016. Disponível em: https://</p><p>edisciplinas.usp.br/course/view.php?id=10852. Acesso em: 16 jul. 2020.</p><p>DALMAGO, G. A. et al. Retenção e disponibilidade de água às plantas, em solo sob plantio</p><p>direto e preparo convencional. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.</p><p>13, nov./dez. 2009. Disponível em: https://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttex</p><p>t&pid=S1415-43662009000700007. Acesso em: 16 jul. 2020.</p><p>LEPSCH, I. F. 19 lições de pedologia. São Paulo: Oficina de Textos, 2011.</p><p>MARTINS FILHO, M. V. Hidrologia: infiltração de água no solo. Jaboticabal: UNESP, 2013.</p><p>Disponível em: http://www.stab.org.br/palestra_sistematizacao_2013/03_marcilio_22.</p><p>pdf. Acesso em: 16 jul. 2020.</p><p>VAN LIER, Q. Física do solo. Viçosa: SBCS, 2010.</p><p>Os links para sites da web fornecidos neste capítulo foram todos testados, e seu fun-</p><p>cionamento foi comprovado no momento da publicação do material. No entanto, a</p><p>rede é extremamente dinâmica; suas páginas estão constantemente mudando de</p><p>local e conteúdo. Assim, os editores declaram não ter qualquer responsabilidade</p><p>sobre qualidade, precisão ou integralidade das informações referidas em tais links.</p><p>15Sistema água-solo</p><p>Dica do professor</p><p>Coesão, adesão e tensão superficial são propriedades da água que influenciam significativamente o</p><p>comportamento do solo. Essas forças se dão em função do tipo de estrutura da molécula de água</p><p>que determina, portanto, a capacidade hídrica de influenciar tantos processos do sistema solo.</p><p>Na Dica do Professor a seguir, veja, por meio de exemplos práticos, o que é cada uma dessas forças</p><p>e de que maneira elas influenciam alguns processos que ocorrem na interface água-solo, como na</p><p>capilaridade e na disponibilidade de água para as plantas.</p><p>Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.</p><p>https://fast.player.liquidplatform.com/pApiv2/embed/cee29914fad5b594d8f5918df1e801fd/f5fad37d47406999053cc4423fe4ca03</p><p>Exercícios</p><p>1) No solo, a retenção e o movimento da água, sua absorção, sua translocação nas plantas e sua</p><p>perda para a atmosfera são fenômenos relacionados à energia. Algumas forças atuam na</p><p>variação do estado de energia da água no solo.</p><p>Sobre essas forças, marque a alternativa correta.</p><p>A) A força matricial está associada a um sistema no qual ocorre interação entre diferentes</p><p>corpos e está relacionada com a posição que determinado corpo ocupa.</p><p>B) A força matricial representa a força da atração da água pela matriz do solo (adesão, ou a</p><p>atração da água</p><p>pelos sólidos do solo).</p><p>C) A água ou solução no solo, como qualquer corpo no Universo, tende a se mover de onde sua</p><p>energia potencial total é menor para onde ela é maior.</p><p>D) Quando o solo perde água gradualmente, o componente gravitacional passa a ter maior</p><p>importância do que a matricial. No entanto, o componente matricial está sempre presente.</p><p>E) A presença de solutos no solo aumenta a energia potencial de água e, quanto maior for a</p><p>concentração de solutos, maior será o potencial osmótico.</p><p>A textura dos solos pode influenciar a disponibilidade de água no solo. Observe o quadro a seguir e</p><p>imagine a seguinte situação: dois latossolos com argilas de tipos idênticos estão sendo cultivados</p><p>com café e irrigados, sendo o latossolo 1 (12% de argila, sendo, portanto, arenoso) e o latossolo 2</p><p>(40% de argila, sendo, portanto, argiloso).</p><p>Amostras de cada um são retiradas e os seguintes atributos físicos são obtidos:</p><p>2)</p><p>Com base na interpretação dos resultados, marque a alternativa que corresponde ao solo e à</p><p>situação em que o café estaria sofrendo de uma seca e necessitaria ser irrigado.</p><p>A) O solo argiloso apresenta umidade atual menor do que a do solo arenoso. Por isso, sofre de</p><p>seca e necessita ser irrigado</p><p>B) O solo arenoso apresenta água disponível muito menor do que a do solo argiloso. Por isso,</p><p>sofre de seca e necessita ser irrigado</p><p>C) O solo argiloso apresenta umidade atual muito mais elevada do que a do solo arenoso, mas a</p><p>umidade atual é inferior à umidade de murchamento. Por isso, sofre de seca e necessita ser</p><p>irrigado.</p><p>D) O solo argiloso apresenta capacidade de campo muito mais elevada do que a do solo arenoso.</p><p>Por isso, sofre de seca e necessita ser irrigado.</p><p>E) O solo argiloso apresenta água disponível muito mais elevada do que a do solo arenoso. Por</p><p>isso, sofre de seca e necessita ser irrigado.</p><p>As forças capilares atuam em todos os solos úmidos, sendo variáveis a altura e o movimento de</p><p>ascensão. Essa variação corresponde à capacidade de drenagem de um solo, que é influenciada</p><p>pelo volume de macroporos.</p><p>A respeito da relação da textura do solo e a capilaridade, observe o gráfico a seguir e, em seguida,</p><p>assinale a alternativa correta.</p><p>3)</p><p>A) Quanto menor for a granulometria do solo, menor será a quantidade de microporos e,</p><p>portanto, maior será também a elevação total da água acima de um nível freático livre.</p><p>B) Quanto menor for a granulometria do solo, maior será a quantidade de macroporos e,</p><p>portanto, maior será também a elevação total da água acima de um nível freático livre.</p><p>C) A ascensão capilar é muito mais rápida nos solos de textura mais fina do que nos de textura</p><p>mais arenosa, por causa das forças de atrito muito menores nos poros menores.</p><p>D) A ascensão capilar é muito mais lenta nos solos de textura mais grossa do que nos de textura</p><p>mais argilosa, por causa das forças de atrito muito maiores nos poros maiores.</p><p>E) A ascensão capilar é muito mais lenta nos solos de granulometria menor do que nos de</p><p>textura mais arenosa, por causa das forças de atrito muito maiores nos poros menores.</p><p>Existem diversos fatores que afetam a quantidade de água no solo disponível para as plantas: eles</p><p>estão associados à relação dos potenciais de água no solo e das condições que determinam os</p><p>limites da capacidade de retenção de água disponível (ponto de murcha permanente e capacidade</p><p>de campo).</p><p>Considerando essas informações, analise o gráfico a seguir e marque a alternativa correta.</p><p>4)</p><p>A) O ponto de murcha aumenta, ao passo que a granulometria se torna maior.</p><p>B) Os solos arenosos apresentam maior capacidade de água disponível.</p><p>C) Os solos argilosos apresentam menos água disponível, pois as argilas tendem a apresentar um</p><p>ponto de murcha sempre elevado.</p><p>D) A capacidade de campo vai aumentando conforme a textura se torna mais argilosa.</p><p>E) Uma planta que cresce em um solo de textura franco-siltosa terá água disponível a partir de</p><p>32% de teor de água no solo.</p><p>Considerando os diversos fatores que envolvem o processo da evapotranspiração,</p><p>fundamental para a relação solo-água-planta, a temperatura do solo influencia diretamente</p><p>esse conjunto. Ela é importante na germinação e no crescimento das plantas, na atividade de</p><p>microrganismos, no intemperismo, na decomposição, etc. A superfície dos solos, como limite</p><p>da pedosfera com a atmosfera, atua como face intermediária, por meio da qual se</p><p>desenvolvem fluxos de energia térmica.</p><p>Observe os balanços hídricos de várias regiões do Brasil e, em seguida, marque a alternativa</p><p>correta.</p><p>5)</p><p>Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.</p><p>https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/bfe4b27d-93a0-4982-83af-251cf535139e/f2546ac7-bdc2-4fb3-b825-69590d52d8d4.jpg</p><p>A) Na Região 1, a evapotranspiração foi inferior à precipitação em todos os meses, de forma que</p><p>o solo permaneceu próximo à capacidade de campo na maior parte do ano.</p><p>B) Os solos da Região 2 permanecem quase sempre próximos ao ponto de murcha.</p><p>C) Na Região 3, as plantas cultivadas no inverno apresentam as melhores condições de</p><p>desenvolvimento, devido à maior disponibilidade de água no solo nesse período do ano.</p><p>D) O solo da Região 4 apresenta pouca água excedente, pois a precipitação é semelhante à</p><p>evapotranspiração potencial em quase todos os meses.</p><p>E) A Região 4 foi a que apresentou maiores trocas de massa e de energia com a atmosfera,</p><p>devido às suas maiores temperaturas.</p><p>Na prática</p><p>A deficiência na infiltração de água no solo é um dos maiores problemas enfrentados na agricultura.</p><p>A compactação do solo é razão desse processo, sendo danosa para a produção agrícola, pois</p><p>influencia negativamente o crescimento de raízes, fazendo com que a planta tenha problemas em</p><p>seu desenvolvimento. Diante dessa dificuldade, existem algumas técnicas que podem ser adotadas</p><p>para diagnosticar o problema e, assim, ser possível adotar as medidas adequadas.</p><p>Neste Na Prática, acompanhe uma aula em campo com alunos do Ensino Médio da disciplina de</p><p>Geografia. Na aula prática, os estudantes puderam vivenciar uma situação de compactação de solo</p><p>em uma área de cultivo de milho, com base em métodos para identificar a deficiência de infiltração</p><p>de água no solo. Eles puderam pensar de maneira criativa e intuitiva a respeito de todo o processo</p><p>que envolveu a aula prática.</p><p>Aponte a câmera para o</p><p>código e acesse o link do</p><p>conteúdo ou clique no</p><p>código para acessar.</p><p>https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/953ab65d-da2e-44dc-bef1-76006ffec474/336d2b71-e154-4ef1-89e6-3a8175e251a8.jpg</p><p>Saiba +</p><p>Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja as sugestões do professor:</p><p>Água no solo</p><p>Neste texto, Prof. Paulo Leonel Libardi (ESALQ/USP) aborda alguns conceitos mais aprofundados e</p><p>os cálculos utilizados para determinar o potencial de água no solo.</p><p>Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.</p><p>Taxa de infiltração da água e a resistência do solo a penetração</p><p>sob sistemas de uso e manejo</p><p>Neste artigo, o autor avalia a taxa de infiltração da água e a resistência do solo à penetração sob</p><p>diferentes sistemas de uso e de manejo. O estudo mostrou que a rotação de culturas aplicada ao</p><p>sistema de plantio direto com rotação de culturas foi determinante para uma maior infiltração de</p><p>água e para uma menor resistência a penetração nesse tratamento, em comparação ao sistema de</p><p>plantio direto.</p><p>Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.</p><p>Análise da ascensão capilar de um solo arenoso</p><p>Os autores avaliam o comportamento da ascensão capilar de um solo arenoso e comparam os</p><p>resultados com soluções analíticas existentes, por meio de um ensaio.</p><p>http://www.ler.esalq.usp.br/aulas/lce200/Agua_no_Solo_2016_simulado.pdf</p><p>http://saber.unioeste.br/index.php/actaiguazu/article/view/18456/12036</p><p>Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.</p><p>Uso</p><p>de tensiômetro garante eficiência da irrigação no campo</p><p>Técnicos e pesquisadores do Instituto Emater explicam os detalhes do uso do tensiômetro, que</p><p>monitora a tensão de água no solo e indica o momento adequado para se fazer a irrigação. Os</p><p>produtores constataram que esse aparelho se mostra eficiente para registrar as tensões, mesmo</p><p>nos solos mais arenosos.</p><p>Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.</p><p>https://www.researchgate.net/profile/Eclesielter_Moreira/publication/322896258_Analise_da_ascensao_capilar_de_um_solo_arenoso/links/5ca8d12092851c64bd54a3eb/Analise-da-ascensao-capilar-de-um-solo-arenoso.pdf</p><p>http://www.aen.pr.gov.br/modules/noticias/article.php?storyid=104675&tit=Uso-de-tensiometro-garante-eficiencia-da-irrigacao-no-campo</p>