Água no Solo - Potencial, Conteúdo e Infiltração

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Densidade do Solo - Ds
É a relação entre a massa do solo e o volume.
A Ds influencia:
 Drenagem
 Porosidade
 Condutividade hidráulica
 Resistência à compactação
Minerais Orgânicos
1,1 a 1,6 g/cm3 0,75 a 1,0 g/cm3
A metodologia consiste em coletar uma amostra de solo com
estrutura preservada e de volume conhecido, e pela relação
entre massa de solo seco em estufa a 105 °C e volume da
amostra ocupado por partículas e poros, obtém-se a densidade
do solo.
Ds = massa solo 
volume total
Determinação da Ds
Método do anel volumétrico
Anel de Kopeck é um 
anel padrão.
1) Coletou-se uma amostra de solo à profundidade de 20 cm com
anel volumétrico de diâmetro 7,5 cm e altura 7,5 cm. O peso
úmido do solo foi de 560 g e após 24 h em estufa a 105º C seu
peso seco foi de 458 g. Calcule a densidade do solo (Ds).
Densidade da partícula - Dp
É a relação entre a massa das partículas e o volume 
que estas ocupam.
A densidade de partícula é afetada pela:
- Textura;
- Mineralogia;
- Matéria orgânica (pouco).
Ao contrário da densidade do solo, a amostra 
utilizada pode estar alterada.
Dp = massa solo 
volume sólidos
Determinação da Dp
Método do balão volumétrico
FC indica a quantidade de água presente na amostra. 







TFSE
TFSA
CorreçãodeFator
Quartzo - 2,65 g cm-3
Solos com altos teores em óxidos Fe - (clima 
tropical e subtropical) - Dp - 3,0 g cm-3
Solos orgânicos - Dp < 1,92 g cm-3
Em determinada análise de densidade de partícula (Dp),
utilizou-se 20 g de TFSA em balão volumétrico de 50 mL e 20
mL de álcool na pipeta volumétrica. Foram gastos 21,2 mL de
álcool na bureta. Sabendo-se que o FC = 1,0223 calcule a
densidade de partícula (Dp) em g.cm-3.
-Proporção percentual de poros em relação ao volume de
solo.
-Poros: representam os espaços vazios do solo (ar+água)
-Estão diretamente ligados a:
-Infiltração de água no solo;
-Retenção de água;
-Drenagem do solo;
-Aeração do solo (trocas gasosas)
-Crescimento de raízes.
Porosidade do Solo
Coleta de amostra indeformada do solo (anel
volumétrico);
Saturação da amostra por 24 horas;
Aplicação de tensão de 60 cm de coluna da água;
Secagem em estufa a 105 oC;
Saturação - 24 horas
Método Direto 
Tanque de Tensão – exemplo com fotos
Mesa da Tensão - Embrapa
60 cm de 
coluna de 
água
Saturação da amostra coletada em anéis;
Secagem externa e pesagem (P1);
Colocar a amostra no tanque de tensão por 24 à 72 
horas;
Pesar (P2) a amostra para medir a massa sem a água 
dos macroporos;
Levar a amostra para a estufa a 105C;
Pesar (P3) para medir a massa sem a água dos macro e 
microporos.
Descontar das pesagens os pesos referentes ao anel 
condicionante e do tecido e elástico utilizados para 
manter a amostra no anel.
microporosmacroporosPorosidade 
100
21
x
Vt
PP
Macroporos 




 
 100
32
x
Vt
PP
Microporos 




 
 100
31
x
Vt
PP
TotalPorosidade 




 

Método Indireto
1001 x
Dp
Ds
Porosidade 






Água no Solo
Conteúdo e Potencial
 Métodos Diretos
Gravimétrico com secagem em estufa
 Métodos Indiretos
TDR (Time Domain Reflectometry)
Sonda de Nêutrons
Umidade do solo
É a relação da quantidade de água contida num solo
(substrato) em relação a sua massa de sólidos secos.
TDR
Time
Domain 
Reflectometry
 O método tem o princípio da
emissão - reflexão de um
pulso elétrico, que é
propagado ao longo de uma
haste de aço inoxidável
inserida no solo, na qual
acontece a reflexão do pulso.





 

seco
)seco()(
).( 1
solomassa
solomassaúmidosolomassa
ggUg 






seco
).( 1
solomassa
águademassa
ggUg
É expressa pelas seguintes equações:
11 ..   kgkggg
8 kg substrato
Ug = 0,30 g.g-1
8 kg substrato
Ug = 0,27 g.g-1
Gravimétrica
500 cm3
Uv = 0,37 cm3.cm-3
500 cm3
Uv = 0,40 cm3.cm-3
Volumétrica
Umidade volumétrica do solo







águadadensidade
solododensidade
cagravimétriumidadecmcmUv .).( 33
Uv 3333 ..   mmcmcm
Densidade da água = 1,0 g cm-3
 solododensidadecagravimétriumidadecmcmUv .).( 33 
ou
Armazenagem de água no solo
)(. mmeprofunidadavolumétricumidadearmazenadaÁgua  .)( mmh
i
n
i
immhL  .)( 
hL = lâmina de água de todo o perfil (mm)
Ɵi = umidade volumétrica de cada camada
Δzi= espessura da camada (mm)
Água armazenada num perfil
Espessuras diferentes dos horizontes
 .)( mmhL
hL = lâmina de água de todo o perfil (mm)
Ɵ = umidade volumétrica média
Z = espessura da camada (mm)
Água armazenada num perfil
Espessuras iguais – Utiliza-se o Ɵ médio.
Variação da armazenagem de água no solo )().()( mmsolodecamadaifmmhL  
ΔhL = variação da lâmina de água (mm) 
Ɵf = umidade volumétrica final
Ɵi = umidade volumétrica inicial
1) Qual a lâmina de água necessária (responder em mm e
m³ por ha) para elevar a umidade de um solo de 0,10
g.g-1 para 0,25 g.g-1 sendo a profundidade efetiva do
sistema radicular de 20 cm e Ds = 1,4 g.cm-³ ?
Exercícios - 1
1) Dados Ug = 14%; Ds = 1,35 g.cm-³ e z = 30 cm, qual a
nova umidade após uma chuva de 35 mm?
Exercícios - 1
1) Qual a lâmina de água necessária (responder em mm e
m³ por ha) para elevar a umidade de um solo de 0,10
cm³cm-³ para 0,25 cm³.cm-³, sendo a profundidade do
sistema radicular de 20 cm?
2) Qual a lâmina de água necessária (responder em mm e
m³ por ha) para elevar a umidade de um solo de 0,10
g.g-1 para 0,25 g.g-1 sendo a profundidade efetiva do
sistema radicular de 20 cm e Ds = 1,4 g.cm-³ ?
3) Dados Ug = 14%; Ds = 1,35 g.cm-³ e z = 30 cm, qual a
nova umidade após uma chuva de 35 mm?
Exercícios - 1
Água no Solo
Potencial
&
Infiltração
Movimento da água no solo
Porosidade x Permeabilidade
A água se movimenta entre dois pontos quando
existe uma força ou um gradiente de potencial
entre eles.
A água se movimenta do maior potencial para o
menor potencial.
Componentes do potencial
• T = g + o + p + m
• T  potencial total da água no solo
• g  potencial gravitacional
• o  potencial osmótico
• p  potencial de pressão
• m  potencial matricial (tensões)
Matricial (tensões) - É associada às
propriedades físicas da matriz de poros e material sólido.
Osmótico - A água se desloca das regiões com soluções 
menos concentradas, (em sais), para regiões mais 
concentradas.
Gravitacional – pela força da gravidade. 
Pressão – Solos saturados.
hidráulico solos = g + m
Controle da irrigação pelo potencial mátrico do solo
Tensiômetros digitais
Classificação física da água do solo
 Água gravitacional 
 Água capilar 
 Água higroscópica 
Capacidade de campo (CC)
Máxima capacidade de água que o solo é capaz de 
reter após o excesso ter sido drenado.
Ponto de murcha permanente (PMP)
Limite mínimo de água armazenada no solo que 
pode ser utilizada pelas plantas.
Constantes de umidade do solo
IPC
Determinação da curva de tensão (potencial da 
água) versus umidade: 
Câmara de Richards
Penetrômetro de impacto
1) Num experimento necessita-se de exatamente
1,0 kg de solo seco, e dispõe de uma amostra de
solo úmido com 30%. Quanto de solo úmido
deve pesar para obter a massa de solo seco
desejada?
1) Qual a lâmina de água necessária (responder em mm e
m³ por ha) para elevar a umidade de um solo de 0,10
cm³cm-³ para 0,25 cm³.cm-³, sendoa profundidade do
sistema radicular de 20 cm?
2) Qual a lâmina de água necessária (responder em mm e
m³ por ha) para elevar a umidade de um solo de 0,10
g.g-1 para 0,25 g.g-1 sendo a profundidade efetiva do
sistema radicular de 20 cm e Ds = 1,4 g.cm-³ ?
3) Dados Ug = 14%; Ds = 1,35 g.cm-³ e z = 30 cm, qual a
nova umidade após uma chuva de 35 mm?
Exercícios - 1
1) Num experimento necessita-se de exatamente 0,1 kg de solo
seco, e dispõe de uma amostra de solo úmido com =0,25
m3.m-3 e Ds=1200 kg.m-3. Quanto de solo úmido deve pesar
para obter a massa de solo seco desejada?
2) Coletou-se uma amostra de solo à profundidade de 20 cm
com anel volumétrico de diâmetro 7,5 cm e altura 7,5 cm. O
peso úmido do solo foi de 560 g e após 24 h em estufa a 105º
C seu peso seco foi de 458 g. Calcule a densidade do solo (Ds)
e umidade gravimétrica (Ug).
Exercícios - 2
1) Com base nos dados acima calcule a porosidade total (PT)
deste solo.
2) Coletou-se uma amostra de solo com anel volumétrico de
210 cm3 a uma profundidade de 20 cm em área cultivada
com soja. Em laboratório obteve uma massa úmida (Mu)
igual a 340 g e uma massa seca (Ms) igual a 265 g. Após
dois anos coletou-se novamente na mesma área com o
mesmo anel e à mesma profundidade nova amostra, que
apresentou Mu=365 g e Ms=314 g. Determine a Ds, Ug e a
PT para as duas épocas de amostragem. Considere a Dp
igual a 2,65 g cm-3. Explique o aconteceu com o solo neste
tempo.
Exercícios - 3
1) Calcule a porosidade total de uma amostra de solo que tem
Ds=1,35 g.cm-3 e Dp = 2,74 g.cm-3.
2) Calcule a massa de sólidos de uma amostra de 350 cm3 que
possui Ds=1,42 g.cm-3.
3) Calcule a Ds de uma amostra de solo de 400 cm3 que pesa
600 g e tem umidade de 10%.
4) Calcule a densidade do solo (Ds) de uma amostra que tem
porosidade total de 45% e densidade de partícula (Dp) de
2,65 g.cm-3.
Exercícios - 4
1) .
2) Calcule a massa de sólidos de uma amostra de 350 cm3 que
possui Ds=1,42 g.cm-3.
Exercícios - 4
1) Calcule a Ds de uma amostra de solo de 400 cm3 que pesa
600 g e tem umidade de 10%.
2) Um cilindro de solo de 0,1 m de diâmetro e 0,12 m de altura
tem uma massa de 1,7 kg dos quais 0,26 kg são água.
Assumindo que o valor da densidade das partículas= 2,65
g.cm-3, calcular:
3) a) Densidade do solo;
4) b) Umidade gravimétrica;
5) c) Umidade volumétrica;
6) d) Armazenagem de água;
7) e) Porosidade total.
8) Quantidade de água (litros) armazenada em 1 hectare.
Exercícios - 5