Aula 05 Propriedades físicas das partículas sólidadas do solo

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Introdução às
propriedades físicas do solo
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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.
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Meio trifásico
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Como é um solo
fisicamente ideal?
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SOLO FISICAMENTE IDEAL
É aquele que apresenta:
Boa aeração e retenção de água;
Bom armazenamento de calor;
Pouca resistência mecânica ao crescimento radicular.
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Solo fisicamente ideal
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Solo fisicamente degradado
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Relações físicas com a produção de plantas 
ds
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Características do perfil
Textura, Estrutura, Densidade do Solo, etc...
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Textura, mineralogia, Grau de desenvolvimento do perfil,
Agentes cimentantes, Estrutura, Coloração, Topografia.
Estrutura
Densidade do solo
Agregação
Tamanho de poros
Caract. perfil
Lavração, plantio,
adição fertilizantes
Chuvas
Irrigação/drenagem
Radiação
Água, Aeração, Temperatura, Resistência mecânica.
Crescimento e
Desenvolvimento de Plantas
Quantidade de água
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Propriedades Físicas do Solo
 Textura do solo
 Área superficial específica
 Consistência do solo
 Agregação do solo
 Densidade do solo
 Densidade de partículas
 Porosidade do solo
 Resistência do solo à penetração
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Textura do solo
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Propriedades Físicas do Solo
TEXTURA DO SOLO
É a proporção relativa das classes de tamanho de partículas de um solo. 
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Propriedades Físicas do Solo
A textura é importante para o entendimento do comportamento e manejo do solo.
Durante a classificação do solo em um determinado local, a textura é muitas vezes a primeira e mais importante propriedade a ser determinada 
A partir da textura, muitas conclusões importantes podem ser tomadas 
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Propriedades Físicas do Solo
Classes de tamanho de partículas do solo
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Propriedades Físicas do Solo
Os solos podem ser agrupados em 13 classes texturais - TRIÂNGULO TEXTURAL
Ex: 42% argila
 6% silte
 52% areia
Classe textural
ARGILA ARENOSA
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33% argila
40% silte
27% areia
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É possível alterar a textura pelo manejo?
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Propriedades Físicas do Solo
Determinação 
_em laboratório: análise granulométrica
_a campo: pela sensação que o solo molhado e amassado oferece ao tato
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Propriedades Físicas do Solo
Objetivo: separar as frações constituintes do solo (areia, silte e argila) de acordo com seu diâmetro.
A metodologia consiste em dispersão química e mecânica dos constituintes do solo e separação por peneiramento e sedimentação.
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Propriedades Físicas do Solo
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Propriedades Físicas do Solo
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Lei de Stokes
na qual:
d = diâmetro de partículas efetivo;
h = distância;
t = tempo;
g = aceleração da gravidade = 9,81 Newton por quilograma (9,81 N/kg);
= viscosidade da água a 20 C = 1/1000 Newton–segundos por m2 (10 –3 Ns/m2);
Dp = densidade das partículas sólidas, para muitos solos = 2,65 x 103 kg/m3;
Df = densidade do fluido (água) = 1,0 x 103 kg/m3.
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NO CAMPO:
A TEXTURA É FEITA POR ESTIMATIVA, ESFREGANDO UMA MASSA DE SOLO ÚMIDA E HOMOGENEIZADA ENTRE OS DEDOS
AREIA
SILTE
ARGILA
Sensação aspereza, não plástico, não pegajoso
Sensação sedosidade, plástico, não pegajoso
Sensação sedosidade, plástico, pegajoso
Propriedades Físicas do Solo
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Propriedades Físicas do Solo
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. 
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Propriedades Físicas do Solo
Relaciona-se com:
1) Mineralogia 
_FRAÇÃO AREIA – minerais 1° (quartzo e outros silicatos)
_FRAÇÃO ARGILA – minerais 2° (argilominerais: caulinita, esmectita, etc, e óxidos: hematita, goethita, etc)
2) CTC
3) ASE
4) Porosidade e densidade do solo
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Propriedades Físicas do Solo
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.
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Propriedades Físicas do Solo
Condiciona todos os fatores de crescimento em menor ou maior grau.
Influi sobre:
- Retenção, movimento e disponibilidade de água
- Arejamento
- Disponibilidade de nutrientes
- Resistência à penetração de raízes
- Estabilidade de agregados
- Compactabilidade dos solos
- Erodibilidade 
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Propriedades Físicas do Solo
Estabilidade/Compactabilidade/Erodibilidade
 
Relacionadas com a suscetibilidade à degradação do solo quando cultivado
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Área superficial específica
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Propriedades Físicas do Solo
ÁREA SUPERFICIAL ESPECÍFICA
ASE = área superficial
 unidade massa
Influenciada por
 Tamanho da partícula afeta:
 atrito, adsorção, tensão superficial.
 Forma da partícula
 Natureza da partícula:
 MO, ASE, decomposição.
 Composição da partícula: 
 atividade, superfície interna.
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Propriedades Físicas do Solo
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. 
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Propriedades Físicas do Solo
ÁREA SUPERFICIAL ESPECÍFICA
Relacionada com
 CTC, retenção de água e nutrientes;
 retenção e liberação de poluentes;
 expansão / contração;
 propriedades mecânicas:
 coesão, resistência, plasticidade.
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Propriedades Físicas do Solo
Quanto mais fina a textura do solo, maior é a superfície efetiva exposta por suas partículas. Note que a adsorção, a expansão e outras propriedades físicas (plasticidade e coesão, calor de umedecimento) seguem a mesma tendência e aumentam rapidamente à medida que se aproximam da dimensão coloidal.
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Consistência do solo
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Propriedades Físicas do Solo
CONSISTÊNCIA DO SOLO
_Resposta do solo às forças
externas que tentam deformá-lo ou rompê-lo.
_Manifestação das forças de coesão e adesão sob diferentes condições de umidade.
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Propriedades Físicas do Solo
COESÃO: atração entre partículas de mesma natureza (S-S) devido a: 
_Atração eletrostática entre superfícies
_Atração molecular (Van der Walls)
_Materiais coloidais
_f = {ASE, H2O, distância, orientação}
ADESÃO: atração entre partículas de natureza distinta (L-S) devido a: 
_Tensão superficial d’água (há necessidade ar)
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Propriedades Físicas do Solo
Consistência depende de
Textura:  em solo argiloso
Mineralogia:  em 2:1 
Ex.: Vertissolo x Latossolo
MO:  em solo argiloso,  em solo arenoso
Estrutura:  com a agregação
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Solo Molhado: Plasticidade e Pegajosidade
- Não plástico; Ligeiramente plástico; Plástico; Muito plástico
- Não pegajoso; Lig. Pegajoso; Pegajoso; Muito pegajoso
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Propriedades Físicas do Solo
Consistência condiciona
Condições de preparo e cultivo-APLIC. PRÁT. 
Resistência à penetração raízes
Estrutura (estabilidade de agregados)
Erodibilidade
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Propriedades Físicas do Solo
UMIDADE X CONSISTÊNCIA
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Propriedades Físicas do Solo
SOLO SECO - não há adesão e a coesão é máxima - DUREZA
SOLO ÚMIDO - a coesão e a adesão. As duas forças ocorrem conjuntamente - FRIABILIDADE (solo é menos compactável)
SOLO MOLHADO - a coesão desaparece e a adesão atinge o máximo - PLASTICIDADE
MUITO MOLHADO - os filmes de água que recobrem as partículas se tornam mais espessos - PEGAJOSIDADE
SOLO SATURADO - FLUIDEZ