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UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA DEPARTAMENTO DE SOLOS SOL 250 CONSTITUIÇÃO, PROPRIEDADES E CLASSIFICAÇÃO DE SOLOS Capítulos 3 e 4 AULAS TEÓRICAS, PRÁTICAS E EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO Professor Hugo A. Ruiz Agosto de 2004 SOL 250 – Constituição, Propriedades e Classificação de Solos – UFV/DPS Capítulos 3 e 4 - Aulas Teóricas, Práticas e Exercícios de Fixação Professor Hugo A. Ruiz 1 APRESENTAÇÃO O material aqui disponibilizado é cópia das transparências utilizadas nas aulas teóricas e práticas correspondentes aos capítulos 3 (Água do Solo) e 4 (Aeração do Solo) da disciplina SOL 250 - Constituição, Propriedades e Classificação de Solos. Assim, neste material, não há texto formal para integrar os tópicos dos diferentes assuntos e o material pode ser considerado, simplesmente, auxiliar no acompanhamento das aulas desses capítulos da mencionada disciplina. Acrescentam-se, também, exercícios de fixação sobre os temas apresentados. Agosto de 2004 Professor Hugo Alberto Ruiz SOL 250 – Constituição, Propriedades e Classificação de Solos – UFV/DPS Capítulos 3 e 4 - Aulas Teóricas, Práticas e Exercícios de Fixação Professor Hugo A. Ruiz 2 CAPÍTULO 3 - ÁGUA DO SOLO 3.1. Conteúdo de Água e Saturação Relativa Vg Fase Gasosa Vp Ma Va Vt Fase Líquida Ms Vs Fase Sólida • Umidade em peso (U): Relaciona a massa de água (Ma) e a massa de sólidos do solo (Ms): s a M MU = • Umidade em volume (θ): Relaciona o volume de água (Va) e o volume total do solo (Vt): t a V V=θ • Grau de saturação (θs): Relaciona o volume de água (Va) e o volume do espaço poroso (Vp): p a s V V=θ Relações entre as Características Definidas • Umidade em volume e umidade em peso: a s a a t s s a s s a a a t a t t a D D U V M V M M M M M M M V 1 V 1 V 1 V 1 V V =====θ em que Da é a densidade da água. • Grau de saturação e umidade em volume: SOL 250 – Constituição, Propriedades e Classificação de Solos – UFV/DPS Capítulos 3 e 4 - Aulas Teóricas, Práticas e Exercícios de Fixação Professor Hugo A. Ruiz 3 P V V V V V V V V V V V V t p t a p a t t p a p a s θ=====θ Unidades (S.I.U.) Característica Símbolo Preferida Aceita Umidade em peso U kg/kg g/kg Umidade em volume θ m3/m3 dm3/dm3 Grau de saturação θs m3/m3 dm3/dm3 3.2. Retenção de Água pelo Solo. Conceito de Potencial Estrutura Molecular da Água • A fórmula química da água é H2O. Os dois hidrogênios estão ligados ao átomo de oxigênio formando um ângulo de aproximadamente 105o, ligação esta responsável por um desequilíbrio das cargas elétricas na molécula de água. • Esta distribuição assimétrica de cargas cria um dipolo elétrico responsável por uma série de propriedades físico-químicas da molécula de água. • Dipolo: Sistema constituído por duas cargas elétricas pontuais, do mesmo valor mas de sinais opostos, separados por distância pequena. • Devido a sua polaridade, as moléculas H2O se orientam formando estruturas. • Cada hidrogênio de uma molécula é atraído pelo oxigênio da molécula vizinha, com a qual forma uma ligação secundária, denominada ponte de hidrogênio. • A ponte de hidrogênio possui uma energia de ligação mais fraca que a ligação covalente O-H. • Como resultado a água constitui-se de uma cadeia de moléculas ligadas por pontes de hidrogênio (polímero). SOL 250 – Constituição, Propriedades e Classificação de Solos – UFV/DPS Capítulos 3 e 4 - Aulas Teóricas, Práticas e Exercícios de Fixação Professor Hugo A. Ruiz 4 Energia • Propriedade de um sistema que lhe permite realizar trabalho. A energia (E) pode ter várias formas, transformáveis umas nas outras. • Energia cinética (EC): A energia que um corpo possui por estar em movimento: 2 C mv2 1E = em que m é a massa de um corpo de velocidade v. • Energia potencial (EP): Energia que um corpo possui em virtude de sua posição em campos de força. A energia potencial gravitacional é medida pela força necessária para mover um corpo contra este campo de força gravitacional e é o produto da força (massa x aceleração da gravidade) pela distância (z) a que o corpo se moveu: mgzEP = PC EEE += • Lei geral: Os corpos tendem a ocupar um estado mínimo de energia. Potencial Total da Água do Solo • Como o movimento de água nas diferentes partes do sistema solo-planta-atmosfera é muito lento, sua energia cinética é, na maioria dos casos, desprezível. • Por outro lado, a energia potencial é de primordial importância na caracterização de seu estado de energia. • Este estado de energia recebe o nome de potencial total da água do solo. • Diferenças de potencial da água entre diferentes pontos dão origem à seu movimento. A água move-se constantemente no sentido de diminuição do seu potencial. • Esquema do movimento de água no sistema solo-planta-atmosfera: SOL 250 – Constituição, Propriedades e Classificação de Solos – UFV/DPS Capítulos 3 e 4 - Aulas Teóricas, Práticas e Exercícios de Fixação Professor Hugo A. Ruiz 5 Expressão Quantitativa do Potencial da Água do Solo Potencial Símbolo Unidades Energia por unidade de massa ψ J/kg Energia por unidade de volume P J/m3, N/m2, Pa Energia por unidade de peso (carga ou altura hidráulica) H J/[kg(m/s2)], m gHDPD aa ==ψ em que Da é a densidade da água e g, a aceleração da gravidade. 3.3. Componentes do Potencial Total da Água do Solo osmpg ψ+ψ+ψ+ψ=ψ em que ψg é o potencial gravitacional; ψp, o potencial de pressão; ψm, o potencial matricial; e ψos, o potencial osmótico. • Para calcular o estado de energia da água, em dado ponto no solo, é necessário calcular cada componente e realizar a soma. • A medida do potencial total da água e, conseqüentemente, de seus componentes, é sempre feita de forma relativa, em comparação com um estado padrão, para o qual é atribuído um valor zero. Potencial Gravitacional (ψg) • Considerando apenas o campo gravitacional, a água tem uma energia potencial gravitacional, que depende da posição na qual ela se encontra, em relação a um plano de referência, escolhido arbitrariamente. • O potencial gravitacional tem um valor zero no plano de referência, é positivo acima dele e negativo abaixo dele. Potencial de Pressão (ψp) • O potencial de pressão é medido em relação a uma condição padrão, tomada como sendo a da água submetida à pressão atmosférica local. SOL 250 – Constituição, Propriedades e Classificação de Solos – UFV/DPS Capítulos 3 e 4 - Aulas Teóricas, Práticas e Exercícios de Fixação Professor Hugo A. Ruiz 6 • Nessas condições: 0p =ψ • No potencial de pressão consideram-se somente pressões manométricas positivas; isto é, acima da pressão atmosférica. Potencial Matricial (ψm) • Refere-se à soma de todas as forças envolvidas na interação entre a matriz sólida do solo e a água, em resposta a fenômenos de capilaridade e adsorção. Esses fenômenos dependem do(a): • Arranjo do sistema poroso, • Superfície específica do solo, • Características químicas das partículas. • A água, nestas condições, apresentaestados de energia menores que os da água livre (estado de referência) em que: 0m =ψ Observações: • Independentemente do componente do potencial total da água do solo em análise, o estado de referência padrão sempre é considerado numericamente igual a zero. • O potencial gravitacional apresentará valores positivos e negativos, para posições acima e abaixo do referencial, respectivamente. • O potencial de pressão sempre ocorre quando o solo está numa condição de saturação, na presença de uma lâmina de água acima do ponto em estudo. Os valores numéricos serão sempre positivos. • O potencial matricial sempre ocorre em solos não-saturados. Os valores numéricos serão sempre negativos. • Valores numéricos diferentes de zero do potencial matricial condicionam, necessariamente, valor zero do potencial de pressão e vice-versa. SOL 250 – Constituição, Propriedades e Classificação de Solos – UFV/DPS Capítulos 3 e 4 - Aulas Teóricas, Práticas e Exercícios de Fixação Professor Hugo A. Ruiz 7 • Calcular o Potencial Total em Alguns Pontos do Diagrama 3.4. Curvas Características da Água do Solo • Um solo saturado, em equilíbrio com a água livre à mesma altura encontra-se no estado de referência. Assim, o potencial matricial é considerado igual a zero. • Aplicando-se uma pequena sucção (também denominada tensão ou pressão subatmosférica) à água num solo inicialmente saturado, esvaziar-se-ão os poros maiores. Incrementando a tensão, o solo perderá mais água, correspondendo àquela que ocupava os grandes poros, incapazes de rete-la contra a sucção aplicada. • A tensão apresenta valores numericamente iguais aos do potencial matricial, porém com sinal oposto. Isso resulta da direção da força aplicada (vector), no sentido de aquisição de água pelas raízes das plantas (potencial) ou retenção de água pelo solo (tensão). • Um incremento gradual na tensão provocará o esvaziamento de poros cada vez menores até que, para valores elevados de tensão (valores baixos de potencial), somente os poros muito pequenos terão água. • Paralelamente, com o incremento da tensão, diminuirá a espessura do filme de água em torno da superfície das partículas do solo. • A quantidade de água retida pelo solo, em equilíbrio com um determinado potencial, é função do tamanho e volume dos poros e da superfície específica das partículas da fase sólida; isto é, função do potencial matricial. • Essa função é denominada curva característica da água do solo e representada da forma: )(fm θ=ψ ou )(f mψ=θ em que θ é o conteúdo de água do solo. • Não existe uma teoria satisfatória para predizer a relação entre o potencial matricial e o conteúdo de água, baseando-se nas propriedades básicas do solo. SOL 250 – Constituição, Propriedades e Classificação de Solos – UFV/DPS Capítulos 3 e 4 - Aulas Teóricas, Práticas e Exercícios de Fixação Professor Hugo A. Ruiz 8 • Os efeitos de adsorção e geometria dos poros são, freqüentemente, de complexidade excessiva para serem descritos por um modelo matemático simples. • Assim, as funções )(fm θ=ψ ou )(f mψ=θ são geralmente determinadas de forma experimental. As curvas a seguir representam a função )(fm θ=ψ , com o potencial expressado na forma logarítmica: Representação das Curvas Características da Água do Solo • A água retida a valores relativamente elevados de potencial (intervalo entre 0 e -100 kPa) depende da geometria da amostra, isto é, do arranjo e das dimensões dos poros. Nesta faixa de potencial, o efeito capilar é proporcionalmente mais importante. • Pelo contrário, a retenção de água a baixos potenciais responde fundamentalmente à adsorção e, em conseqüência, praticamente independe de fatores geométricos sendo a densidade do solo e a porosidade de pouca importância. Nesta faixa predomina o efeito de adsorção, associado à textura e superfície específica dos constituintes sólidos do solo. 3.5. “Constantes” da Água do Solo • Capacidade Máxima de Armazenamento de Água (CMA): Umidade do solo saturado, em que o potencial é igual a zero. • Capacidade de Campo (CC): Máxima quantidade de água que um solo é capaz de reter em condições normais de campo, quando diminui significativamente a ação gravitacional. • O valor para solos com predomínio de argilas silicatadas é de aproximadamente -30kPa. Para solos com maior proporção de argilas oxídicas e para solos arenosos esse valor aproxima-se de –10 kPa. • Ponto de Murcha Permanente (PMP): É o potencial em que o fluxo de água no solo não atende a demanda atmosférica da planta. SOL 250 – Constituição, Propriedades e Classificação de Solos – UFV/DPS Capítulos 3 e 4 - Aulas Teóricas, Práticas e Exercícios de Fixação Professor Hugo A. Ruiz 9 • Em laboratório, representa a umidade do solo em que a planta sofre murcha e não recupera a turgescência normal das folhas no período noturno, quando colocada em ambiente com 100% de unidade relativa. • Considerada também como a água do solo retida a –1.500 kPa. • Água Sujeita à Drenagem (DREN): Água perdida do solo por percolação. É considerada como o teor de água entre a capacidade máxima de armazenamento e a capacidade de campo. • Água Disponível (AD): Porção de água presente no solo, em condições de ser absorvida pelas raízes das plantas. Normalmente é considerada como o teor de água retida entre a capacidade de campo e o ponto de murcha permanente. • Água Não Disponível (AND): Porção de água retida próxima às partículas do solo, entre o ponto de murcha permanente e o solo seco em estufa. CAPÍTULO 4. AR DO SOLO 4.1 Atmosfera do Solo • Denomina-se atmosfera ou ar do solo a mistura gasosa que preenche o volume não ocupado por sólidos e líquidos. • A maioria das reações biológicas que acontecem no solo se realizam com consumo de oxigênio e produção de dióxido de carbono. • Este processo conhecido como respiração aeróbia, leva a considerar a aeração como um problema de importância, em relação ao crescimento das plantas. • A aeração pode ser definida como o processo pelo qual se faz a troca de gases entre o ar do solo e o ar atmosférico. Isto é, a renovação da composição do ar do solo tendendo a igualar a composição do ar atmosférico. • Qualitativamente, a composição do ar do solo é semelhante à composição do ar atmosférico. • Quantitativamente, a composição das duas atmosferas pode ser bastante diferente: • Solos bem arejados apresentam ar de composição semelhante ao da atmosfera logo acima da superfície, • Solos com arejamento deficiente, geralmente apresentam taxa elevada de dióxido de carbono e uma correspondente baixa proporção de oxigênio, em relação à atmosfera. SOL 250 – Constituição, Propriedades e Classificação de Solos – UFV/DPS Capítulos 3 e 4 - Aulas Teóricas, Práticas e Exercícios de Fixação Professor Hugo A. Ruiz 10 Atmosfera O2 CO2 H2O(v) (Umidade Relativa) ________________________m3/m3_______________________ % Livre 0,209 0,0003 Variável do Solo 0,196 0,009 100 • A velocidade de aeração depende fundamentalmente do diâmetro e da continuidade dos poros no solo. • Assim, a composição da atmosfera do solo será influenciada pela forma e dimensões do sistema poroso. Mantendo constantes outras características, apresentarão maior teor de dióxido de carbono: • os solos mais argilosos, • os horizontes mais profundos, • os solos mais úmidos. 4.2. Mecanismos de Trocas Gasosas • Fluxo de Massa: Processo espontâneo de transporte gasoso por efeito de gradiente de pressão total. • Difusão: Processo espontâneo de transporte gasoso por efeito degradiente de pressão parcial. • Verifica-se aeração por fluxo de massa em resposta a: • chuva e irrigação, • mudanças de temperatura do ar do solo, • flutuações na pressão barométrica, • modificações na velocidade do vento na superfície do solo. • Verifica-se aeração por difusão, de forma ininterrupta, por diferença de pressão parcial dos componentes das duas atmosferas consideradas. • Nos solos, as diferenças na pressão parcial ou concentração existem continuamente, como resultado do consumo biológico de oxigênio e produção de dióxido de carbono. SOL 250 – Constituição, Propriedades e Classificação de Solos – UFV/DPS Capítulos 3 e 4 - Aulas Teóricas, Práticas e Exercícios de Fixação Professor Hugo A. Ruiz 11 AULAS PRÁTICAS DETERMINAÇÃO DA UMIDADE DO SOLO 1. Método Termogravimétrico • Princípio: Determinação da umidade por diferença entre o peso da amostra úmida e seca a 100oC, em estufa. • Vantagens: • Método exato (baixo desvio) e preciso (baixa dispersão) (Método Padrão ou de Referência), • Método simples. • Desvantagens: • Método destrutivo (é necessário retirar a amostra do perfil do solo), • Método demorado. • Determinação da Umidade: s a )r()sr( )sr()sar( M M MM MM U =− −= + +++ em que M(r+a+s) é a massa do (recipiente + água + solo); M(r+s), massa do (recipiente + solo); e M(r), massa do recipiente. 2. Blocos de Resistência Elétrica • Princípio: Aumento da condutividade elétrica com a umidade do solo. • Vantagem: Medições continuadas no local (não destrutivo). 2.1. Blocos de Gesso • Vantagem: Concentração salina constante. • Desvantagem: Pouca durabilidade por solubilização do gesso (aproximadamente um ano). • Determinação da Umidade: Por leitura direta, após calibração dos blocos de resistência elétrica. SOL 250 – Constituição, Propriedades e Classificação de Solos – UFV/DPS Capítulos 3 e 4 - Aulas Teóricas, Práticas e Exercícios de Fixação Professor Hugo A. Ruiz 12 2.2. Blocos Inertes • Vantagem: Durabilidade. • Desvantagem: Sensíveis à alterações na concentração salina. 2.3. Localização 3. Moderação de Nêutrons • Princípio: Perda de energia de nêutrons, passando de rápidos (elevada energia cinética) para lentos, por colisões com átomos de hidrogênio. • Vantagens: • Método preciso, • Método não destrutivo. • Desvantagens: • Método de difícil calibração, • Não pode ser usado próximo à superfície do solo. • Determinação da Umidade: Por leitura direta, após calibração da sonda de nêutrons. SOL 250 – Constituição, Propriedades e Classificação de Solos – UFV/DPS Capítulos 3 e 4 - Aulas Teóricas, Práticas e Exercícios de Fixação Professor Hugo A. Ruiz 13 CURVA CARACTERÍSTICA DA ÁGUA DO SOLO Extrator de Placa (ou Membrana) Porosa • Intervalo de trabalho: até –1.500 kPa. Pressão de Borbulhamento SOL 250 – Constituição, Propriedades e Classificação de Solos – UFV/DPS Capítulos 3 e 4 - Aulas Teóricas, Práticas e Exercícios de Fixação Professor Hugo A. Ruiz 14 TENSIOMETRIA • O tensiômetro consiste de uma cápsula porosa, de cerâmica, em contato com um manômetro, completamente cheio de água. • Quando colocado no solo, a água do tensiômetro entra em contato com a água do solo através dos poros da cápsula porosa e o equilíbrio tende a estabelecer-se. • Antes de colocar o instrumento em contato com o solo, sua água está à pressão atmosférica. • A água do solo, que geralmente está sob pressões subatmosféricas, exerce sucção sobre o instrumento e dele retira certa quantidade de água causando uma queda na pressão hidrostática dentro do instrumento. • Estabelecido o equilíbrio, o potencial da água dentro do tensiômetro é igual ao potencial da água no solo e o fluxo cessa. • Os tensiômetros trabalham no intervalo de 0 até aproximadamente -70 kPa. O limite inferior de trabalho depende das características de construção da cápsula. SOL 250 – Constituição, Propriedades e Classificação de Solos – UFV/DPS Capítulos 3 e 4 - Aulas Teóricas, Práticas e Exercícios de Fixação Professor Hugo A. Ruiz 15 • No equilíbrio: ghD)hhh(gD Hg21OH2 =+++Τ 6,13 cm/g0,1 cm/g6,13 D D 3 3 OH Hg 2 == h6,13hhh 21 =+++Τ 21 hhh6,12 −−=Τ )hhh6,12(H 21 −−−=Τ−= • Localização • Tensiômetros utilizados no DPS/UFV SOL 250 – Constituição, Propriedades e Classificação de Solos – UFV/DPS Capítulos 3 e 4 - Aulas Teóricas, Práticas e Exercícios de Fixação Professor Hugo A. Ruiz 16 EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO 1) Qual o valor numérico do fator que permite as seguintes transformações: a) De g/g para kg/kg, b) De kg/kg para g/g, c) De cm3/cm3 para dm3/dm3, d) De cm3/cm3 para m3/m3, e) De dm3/dm3 para m3/m3, f) De dm3/dm3 para cm3/cm3, g) De m3/m3 para cm3/cm3. 2) Retirou-se uma amostra de solo que, transportada ao laboratório em recipiente apropriado, pesou 0,045 kg. Após 48 horas em estufa a 100-105oC, a massa total foi de 40 g. Qual a umidade do solo, expressa em m3/m3 (base volumétrica), considerando que o recipiente pesou 23 g e a densidade do solo foi de 1,05 kg/dm3? 3) Foram retiradas amostras de dois solos, A e B, para determinar a umidade base gravimétrica. Com os dados apropriados realizar os cálculos correspondentes para mostrar se o grau de saturação do solo A foi maior, igual ou menor que o do solo B. Solo Determinação Unidades A B Massa do recipiente (R) g 20,00 22,00 Massa do solo úmido + R g 57,50 60,00 Massa do solo seco em estufa + R g 50,00 52,00 Porosidade m3/m3 0,52 0,60 Densidade do solo g/cm3 1,05 1,02 4) Considerando o método termogravimétrico como padrão para a determinação da umidade devido a sua elevada precisão, justificar se a utilização de uma balança que pesa até 1 cg outorgará precisão igual, maior ou menor que uma balança que pesa até 1 mg. 5) O método termogravimétrico determina o potencial da água do solo ou o conteúdo da água do solo? Justificar a resposta. 6) Comparando dois solos, um com grau de saturação de 0,5 m3/m3 e o outro com grau de saturação de 0,3 m3/m3 (valores na capacidade de campo), qual deles escolheria para praticar agricultura de sequeiro? Justificar a resposta. 7) Considerando os seguintes dados justificar se a porosidade (P) solo A é maior, igual ou menor que a do solo B: Solo θ (m3/m3) θS (m3/m3) A 0,20 0,45 B 0,20 0,40 8) Considerando os seguintes dados justificar se o grau de saturação (θS) do solo A será maior, igual ou menor que o do solo B: SOL 250 – Constituição, Propriedades e Classificação de Solos – UFV/DPS Capítulos 3 e 4 - Aulas Teóricas, Práticas e Exercícios de Fixação Professor Hugo A. Ruiz 17 Solo θ (m3/m3) P (m3/m3) A 0,20 0,60 B 0,20 0,46 9) Considerando os seguintes dados justificar se a umidade em volume (θ) do solo A será igual, maior ou menor que o do solo B: Solo P (m3/m3) θS (m3/m3) A 0,60 0,40 B 0,60 0,45 10) Responder, justificando em cada caso, se as afirmativas que seguem são verdadeiras ou falsas: a) 1 m3/m3 é o máximo valor que pode ser atingido pelo conteúdo de água, base volumétrica (θ), b) A água é uma molécula não polar, essencialmente não iônica, c) Dois pontos num perfil de solo (A e B) apresentam estes valores de potencial total e matricial, respectivamente: A: -500 e -320 cm; B: -540 e -320 cm. Logo, a água movimentar-se-á de A para B, d) Acima do lençolfreático, o potencial de pressão será sempre zero, independentemente da posição do referencial gravitacional, e) Quanto maiores os valores do potencial matricial menores serão os valores correspondentes da tensão, f) A água disponível para as plantas encontra-se ocupando a totalidade dos microporos, g) A capacidade de campo é uma verdadeira constante da água do solo e seu valor corresponde a um potencial matricial de –10 kPa, h) Para monitorar a umidade num solo que recebe fertirrigação podem-se utilizar, indistintamente, blocos de gesso ou blocos de material inerte. 11) Por que, considerando o potencial de pressão e o potencial matricial, quando um deles apresenta valor diferente de zero o restante deverá ter, necessariamente, valor igual a zero? Justificar a resposta. 12) Qual o valor numérico do potencial matricial (ψm) num ponto 30 cm acima do lençol freático? Justificar a resposta. 13) O potencial de pressão pode apresentar valores positivos, zero ou negativos, dependendo do posicionamento do nível de referência. Essa afirmativa é verdadeira ou falsa? Justificar a resposta. 14) Considerando os potenciais gravitacional, de pressão e matricial, justificar qual deles é de maior importância na agricultura não irrigada (agricultura de sequeiro). 15) Com dados do esquema em anexo, calcular o potencial total em F, considerando que o referencial gravitacional está localizado na superfície da água (ponto A) e o potencial matricial é de -230 cm de água. 16) No esquema em anexo, o referencial gravitacional está localizado na linha do lençol freático (reta que passa pelo ponto A). Com os dados apropriados: SOL 250 – Constituição, Propriedades e Classificação de Solos – UFV/DPS Capítulos 3 e 4 - Aulas Teóricas, Práticas e Exercícios de Fixação Professor Hugo A. Ruiz 18 a) (1 ponto): Calcular o potencial total no ponto C, b) (1 ponto): Calcular o potencial total no ponto F, considerando que o potencial matricial é de -45 cm, c) (1 ponto): Justificar se haverá ou não movimento de água entre C e F. Em caso afirmativo, indicar se o movimento será de C para F ou de F para C, d) (1 ponto): Justificar se haverá ou não movimento de água entre E e H. Em caso afirmativo, indicar se o movimento será de E para H ou de H para E. 17) Qual o potencial matricial no ponto médio entre a superfície do solo e o lençol freático, localizado a 120 cm de profundidade? 18) Considerando dois pontos no perfil do solo: X, com potencial gravitacional de -30 cm e Y, com potencial gravitacional de -70 cm. Esse único dado permite indicar que: a) Há movimento de água de X para Y, b) Y encontra-se acima de X, c) O potencial de pressão, nos dois pontos, é zero. d) Há movimento de água de Y para X, e) X encontra-se acima de Y. 19) Um Latossolo, com 0,150 kg/kg de areia, 0,220 kg kg/kg de silte e 0,630 kg/kg de argila, apresenta estes valores de retenção de água em resposta ao potencial: Potencial Conteúdo de Água Dados Complementares kPa kg/kg kg/dm3 -5 0,339 Densidade do solo 1,05 -10 0,310 Densidade das partículas 2,58 -20 0,291 -30 0,286 -40 0,278 -60 0,264 -80 0,258 -200 0,247 -500 0,237 -700 0,236 -1.500 0,227 SOL 250 – Constituição, Propriedades e Classificação de Solos – UFV/DPS Capítulos 3 e 4 - Aulas Teóricas, Práticas e Exercícios de Fixação Professor Hugo A. Ruiz 19 Com esses dados: a) Calcular a porosidade. Considerar esse valor como o conteúdo de água, base volumétrica, que corresponde a um potencial matricial igual a zero. b) Transformar os valores do potencial matricial, em kPa, para pF e os da umidade, base gravimétrica, para umidade, base volumétrica. c) Representar, em papel milimetrado, a curva característica da água do solo: pF = f (θ). d) Com os dados da curva calcular CMA, CC, PMP, DREN, AD e AND. 20) Utilizando a curva do exercício 19: a) Calcular a umidade em peso para pF = 3, b) Justificar qual o valor numérico do potencial de pressão para pF = 0,5, c) Calcular o valor numérico da umidade em peso e em volume no estado de referência do potencial matricial, d) Considerando que a água sujeita à drenagem ocupa os macroporos, justificar se há maior macro ou microporosidade nesse solo, e) Calcular o grau de saturação no ponto de murcha permanente, f) Justificar se a quantidade de água disponível para as plantas é maior, igual ou menor que a água sujeita à drenagem, g) Justificar se a quantidade de água disponível para as plantas é maior, igual ou menor que a água não disponível, h) Calcular o valor numérico do potencial (em kPa e em cm H2O) em que o grau de saturação é 0,50 m3/ m3, i) Calcular a relação macroporos/microporos, j) Considerando uma cultura que perde, por dia, 0,025 m3/m3 de água por evapotranspiração calcular quantos dias serão necessários para perder a água retida entre a capacidade de campo (-10 kPa) e o potencial de -1100 kPa, 21) O tensiômetro determina o conteúdo da água do solo ou o potencial da água do solo? Justificar a resposta. 22) Considerando a equação ζ = 12,6 h – (h1 + h2) e um solo com umidade uniforme na faixa entre 20 e 40 cm de profundidade, a altura da coluna de mercúrio (h) será a mesma para as duas profundidades? Justificar a resposta. 23) Considerando que, anualmente, há um período seco e um período chuvoso definidos, Justificar qual dos dois mecanismos de aeração (fluxo de massa ou difusão) é o mais importante no período seco.
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