3 Densidade do solo

Prévia do material em texto

DEP. DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E AMBIENTAIS 
DISCIPLINA: FÍSICA DO SOLO – CAA-341 
 
DENSIDADE DE PARTÍCULAS E 
DENSIDADE DO SOLO 
Arlicélio de Q. Paiva 
 Representada pela densidade das 
partículas sólidas do solo; 
 
 Também conhecida como densidade de 
sólidos; 
 
 Antigamente: densidade real. 
 
 Expressa pela equação: 
 Ms 
Dp = --------- (kg dm-3 ou kg m-3) 
 Vs 
 Dp = densidade de partículas do solo 
 Ms = massa de sólidos (kg) 
 Vs = volume de sólidos (dm-3 ou m-3) 
 
 
• Maioria dos solos minerais: 2,60 a 2,75 
kg dm-3 ; 
 
• Média solos minerais (Qz): 2,65 kg dm-3 
Utilizado para cálculos em geral; 
 
 
• Óxidos de Fe: aumentam o valor; 
 
• MO: diminui (1,20 kg dm-3 ). 
 
 
 
 
 Cálculo da porosidade total do solo: 
 
 
Densidade das partículas 
Densidade do solo Porosidade 
total (%) = 1 - x 100 
 Cálculo do tempo de sedimentação das 
partículas na análise textural: 
 
 
2 . (Dp - Df) . g . r
2 
9 . h .  
t = 
 Em estudos mineralógicos, para auxiliar 
na separação de minerais leves e 
pesados: 
 
• Minerais de alta densidade (goethita, 
hematita, magnetita, turmalina, 
hornblenda...): 
Dp > 3,00 kg dm-3 
Calcule o valor da densidade de 
partículas de um solo nas seguintes 
condições: 
 
- Balão volumétrico de 50 mL 
- Massa de solo de 0,01 kg 
- Volume de álcool gasto de 46 mL 
 
Para o cálculo do valor da densidade de 
partículas de um solo, utilizou-se: 
 
- balão volumétrico de 50 mL, 
- massa do solo de 0,02 kg, 
- volume de solo de 0,0074 L. 
 
Qual o valor da Dp desse solo? 
 
 
 
 Representada pela relação da massa do 
solo seco em estufa e seu respectivo 
volume; 
 
 
 Antigamente: densidade global e 
densidade aparente. 
 
 Expressa pela equação: 
 Ms 
Ds = --------- (kg dm-3 ou kg m-3) 
 Vt 
 Ds = densidade do solo 
 Ms = massa de sólidos (kg) 
 Vt = volume total (dm-3 ou m-3) 
 
 
 Os valores da Ds variam de acordo com os 
horizontes dos solos, refletindo as diferentes 
estruturas presentes; 
 
 Nos horizontes Bw dos Latossolos brasileiros, 
os valores de Ds variam de 900 a 1550 kg m-3; 
 
 A densidade em solos agrícolas varia de 900 a 
1800 kg m-3, a depender da textura, do teor de 
matéria orgânica e da compacidade; 
 
 Solos com maior teor de argila e de matéria 
orgânica apresentam menor densidade do 
solo. 
 
Mineralogia do solo 
 
 Quartzo (2,5 – 2,8) 
 Feldspato (2,5 – 2,6) 
 Calcita (2,6 – 2,7) 
 Hematita, Pirita e Maghemita (4,9 – 5,3) 
 
Matéria orgânica 
 
 
Estrutura do solo 
 
 Os valores mais baixos de Ds estão 
associados a horizontes ou camadas 
com estrutura granular; 
 
 Os mais altos estão associados a 
estruturas em blocos ou similares. 
 
 
 
 
•Textura do solo 
Macroporos 
Macroporos Microporos 
Solos com 
agregados 
Solos 
arenosos 
Fonte: Brady & Weil (2008). 
Comparação da Ds só com solos da mesma 
classe textural 
 
EX: Argissolo 
 
• Hor. A menos argiloso, maior valor de 
Ds, mais permeável. 
 
• Hor. B mais argiloso, menor valor de 
Ds, menos permeável. 
 
 
 
Ds (kg dm-3) 
P
ro
fu
n
d
id
a
d
e
 (
c
m
) 
Após 
aração 
Após 
tráfego 
Subsolo 
não 
 compactado 
Pé de arado/ 
efeito de 
tráfego 
Fonte: Brady & Weil (2008). 
Manejo do solo 
EFEITO DO 
PREPARO DO SOLO 
Ds = 1,8 kg dm-3 
Zona compactada pelo 
manejo: tráfego e pé de 
arado ou grade. 
Zona descompactada por 
implemento de trabalho 
superficial. 
Ds = 1,3 kg dm-3 
Zona que não sofreu 
alteração 
Ds = 1,4 kg dm-3 
Slide gentilmente cedido pelo Prof. Joelito de Oliveira Rezende 
Arado de discos 
Arado + grade de discos + sulcador 
Arado + grade de discos 
Textura Ds (kg dm
-3
) 
>550 g de argila kg
-1
 de solo 1,45 
200-550 g de argila kg
-1
 de solo 1,55 
<200 g de argila kg
-1
 de solo 1,65 
 
Reinert & Reichert (1999) 
Método da Proveta 
 
Método da Proveta 
 
Método do Torrão Parafinado 
 
Método da Proveta 
 
Método do Torrão Parafinado 
 
Método do Anel Volumétrico 
Água do solo 
HORIZONTE AB (18-46 cm)
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0 -150 -300 -450 -600 -750 -900 -1050 -1200 -1350 -1500
HORIZONTE Bw2 (150-160 cm+)
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0 -150 -300 -450 -600 -750 -900 -1050 -1200 -1350 -1500
Figura. Curvas características de água no solo em horizontes de um 
Latossolo Amarelo podzólico do Estado da Bahia. 
ÁGUA DISPONÍVEL 
ÁGUA DISPONÍVEL 
DENSIDADE DO SOLO 
NORMAL 
SOLO 
COMPACTADO 
39.72
9.11
19.71
143.04
153.05
6.50
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550
BC (124-150+)
Bt2 (103-124)
Bt1 (67-103)
BA (46-67)
AB (20-46)
Ap (0-20)
x 10-7
x 10-7
x 10-7
x 10-7
x 10-7
x 10-7
CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA SATURADA (m s-1 x 10-7) 
H
O
R
IZ
O
N
T
E
S
 (
c
m
) 
Figura. Condutividade hidráulica saturada em um Argissolo 
Amarelo de tabuleiro do Estado da Bahia. 
HORIZONTES ADENSADOS 
Atmosfera do solo 
PERMEABILIDADE AO AR 
Profundidade Solo pouco 
compactado 
Solo muito 
compactado 
--------- cm --------- ----------------- cm min-1 ------------------- 
0 – 5 716 36,0 
6 – 10 502 1,5 
11 – 15 393 7,5 
16 – 20 150 0,7 
Nidal H. Abu-Hamdeh and Randall C. Reeder. Soil Thermal Conductivity: Effects of Density, 
Moisture, Salt Concentration, and Organic Matter. Soil Sci. Soc. Am. J. 64:1285–1290 (2000). 
Temperatura e calor 
Difusão de nutrientes 
José P. V. da Costa, Nairam F. de Barros, Adelmo L. Bastos & Abel W. de Albuquerque. Fluxo difusivo de potássio em 
solos sob diferentes níveis de umidade e de compactação. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e 
Ambiental. v.13, n.1, p.56–62, 2009 
y = 7,5218x
2
 - 25,477x + 21,647
R
2
 = 0,683**
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80
Ds (kg dm
-3
)
Ap AB Bw1 Bw2
D
en
si
da
de
 d
e 
ra
íz
es
 (c
m
 c
m-3
)
Crescimento radicular 
Calcule o valor da densidade um solo, 
determinada nas seguintes condições: 
coletado em cilindro com as dimensões 
de 7,2 cm de diâmetro e 66 mm de altura; 
massa do solo + cilindro após a estufa = 
385 g; massa do cilindro = 0,015 kg. 
 
 
 
Qual a densidade resultante da mistura de 
6 partes de solo com Ds = 1,65 kg dm-3 
com 4 partes de matéria orgânica com 
DMO = 0,7 kg dm
-3?