Aula 3 - Manejo de Irrigação - Umidade do solo (AGRONOMIA UNIMONTES)

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Disciplina: MANEJO DA IRRIGAÇÃO 
 
Tema: UMIDADE DO SOLO 
 
 
Data: 1; 8; 10 e 22 / 6 / 2017 Semestre: I / 2017 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MONTES CLAROS 
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS 
CURSO DE AGRONOMIA 
Professor: Silvânio Rodrigues dos Santos 
OBJETIVO DA AULA 
Apresentar os conceitos e pontos de umidade 
do solo de interesse na irrigação bem como os 
principais métodos de determinação. 
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1. CONCEITOS E APLICAÇÕES 
A solução do solo é expressa em termos proporcionais tanto 
com base em massa quanto em volume. 
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Em que: U = umidade em base massa (g g-1); 
Ma = massa de água (g); Ms = Massa da fração 
sólida do solo (g); θ = Umidade em base 
volumétrica (cm3 cm-3); Va = volume de água 
(cm3); Vt = volume total do solo (cm
3). 
Para se calcular o volume (ou lâmina) de água a ser reposto(a) 
ao solo visando mantê-la mais facilmente disponível às 
plantas, é utilizada a umidade em base volume. Caso seja 
necessário, pode-se calcular o seu valor à partir da umidade 
em base massa. 
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Em que: Ds = Densidade relativa do solo 
(adimensional); ρs = Massa específica do solo (g cm
-3); 
ρa = Massa específica da água (g cm
-3) = 1,0 g cm-3. 
1. CONCEITOS E APLICAÇÕES 
2. PONTOS DE UMIDADE 
2.1. Capacidade de campo (θcc): Limite superior de água 
armazenada no solo uma vez que há equilíbrio entre o Ψg e o 
Ψm do solo. 
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Medido em campo (método da bacia) ou estimado à partir da 
curva de retenção de água no solo: solo arenoso: Ψm = -6 kPa 
a -10 kPa; solo de textura média: Ψm = -10 kPa e solo argiloso: 
Ψm = -33 kPa. 
Método da bacia: 
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Variação da umidade com o tempo de um solo classe textural 
Franco (areia = 31,0 dag kg-1; silte = 43,0 dag kg-1; argila = 26,0 
dag kg-1), na camada de 0-0,20 m. Montalvânia-MG, 2010. 
UCC = 0,304 g g
-1 (19,44 h após 
saturação). (θCC = 0,426 cm
3 cm-3) 
2. PONTOS DE UMIDADE 
y = 0.3865x-0.081
R² = 0.9323
0.24
0.25
0.26
0.27
0.28
0.29
0.30
0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0 300.0 350.0
Um
id
ad
e 
(g
 g
-1
)
Tempo (h)
C
ri
té
ri
o
 
a
d
o
ta
d
o
: 
a
 
U
C
C
 
c
o
rr
e
s
p
o
n
d
e
 
à
 
v
a
ri
a
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ã
o
 e
m
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o
rn
o
 d
a
 m
é
d
ia
 n
o
 i
n
te
rv
a
lo
 
d
e
 2
4
 h
o
ra
s
 (
d
U
 /
 d
T
 =
 0
,1
 *
 U
 /
 2
4
) 
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y = -0.016ln(x) + 0.319
R² = 0.9591
y = -0.015ln(x) + 0.2955
R² = 0.9762
y = -0.014ln(x) + 0.3139
R² = 0.9791
y = -0.015ln(x) + 0.3057
R² = 0.9757
0.18
0.2
0.22
0.24
0.26
0.28
0.3
0.32
0.0 100.0 200.0 300.0 400.0 500.0 600.0 700.0
θ
(m
3
m
-3
)
Tempo (h)
θ0-20 θ20-40 θ40-60 θ60-80
Logaritmo (θ0-20) Logaritmo (θ20-40) Logaritmo (θ40-60) Logaritmo (θ60-80)
Variação da umidade com o tempo no perfil de um Latossolo Vermelho 
eutrófico. Janaúba-MG, 2012. θcc (cm3 cm-3): 
θcc0-20 θcc20-40 θcc40-60 θcc60-80 
0.2746 0.2549 0.2770 0.2651 
16 h 15 h 14 h 15 h 
2. PONTOS DE UMIDADE 
F
ra
n
c
o
 a
rg
ilo
-a
re
n
o
s
o
 (
a
re
ia
 =
 4
7
 d
a
g
 k
g
-1
; 
s
ilt
e
 =
 1
9
 d
a
g
 k
g
-1
; 
a
rg
ila
 =
 3
4
 d
a
g
 k
g
-1
) 
2.2. Ponto de murcha permanente (θpmp): Limite inferior de 
água armazenada no solo no qual as plantas não conseguem 
absorver água. 
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Mais comumente estimado à partir da curva de retenção de 
água no solo: Ψm = -1500 kPa. 
2.3. Umidade crítica (θc): Umidade mínima do solo irrigado 
sem haver prejuízos na produção de determinada cultura. 
Pode ser obtido em condições experimentais; estimado à partir 
da curva de retenção de água no solo ou mediante o fator de 
disponibilidade de água (f). 
 2. PONTOS DE UMIDADE 
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 2. PONTOS DE UMIDADE 
fquadro22FAO56 = fator de disponibilidade de água tabelado, segundo Allen et al. 
(2006), adimensional (válido para o intervalo: 0,1 ≤ f ≤ 0,8); ETc = 
Evapotranspiração da cultura esperada (média histórica) para cada fase (mm 
d-1). 
2.4. Umidade atual (θa): umidade medida em determinada 
momento visando o monitoramento em relação aos pontos 
descritos acima. 
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Monitoramento da umidade do solo em área cultivada por bananeira ‘prata-anã’ cuja 
irrigação é manejada até a profundidade de 0,6 m. 
2. PONTOS DE UMIDADE 
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
0.14
0.16
0.18
0.20
0.22
0.24
0.26
0.28
0.30
0.32
0.34
0.36
Irri
ga
çã
o /
 Ch
uv
a (
mm
)
Um
ida
de
 (c
m3
cm
-3 )
Dia
θ0-20 θ20-40 θ40-60 θ60-80
θccmédia θcrítmédia θpmpmédia Irrig./Precip. Efetiva
3. MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO 
DIRETO: Gravimétrico (Padrão de Estufa) 
INDIRETOS: 
- Resistência elétrica (Boyoucos e Watermark); 
- Tensiometria; 
- TDR (time domain reflectometry). 
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3.1. Método da Estufa 
Procedimento: 
- Retirar a amostra da profundidade desejada 
- Colocar em recipiente fechado 
- Determinar a massa do conjunto (amostra + recipiente) 
- Abrir o recipiente e levá-lo para a estufa (105 ºC) durante 24 
horas 
- Pesar o conjunto com a amostra seca 
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3. MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO 
Exemplo: 
- Massa do recipiente (Tara) = 109,98 g; 
- Tara + Amostra úmida = 229,89 g; 
- Tara + Amostra seca = 204,75 g 
a) Qual a umidade com base em massa? 
 
 
 
Resposta: U = 0,2653 g g-1 
b) Sabendo que a massa específica do solo em questão 
é 1,32 g cm-3, qual a umidade em volume? 
Resposta: θ = 0,35 cm3 cm-3 
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Ms
MsMu
Ms
Ma
U


3.2. Método eletrométrico 
- Baseia-se na medida da resistência elétrica do solo 
- Praticidade e rapidez 
- Bloco de gesso, nylon ou fibra de vidro 
- A resistência elétrica do solo varia com o seu conteúdo 
de água 
  úmido   Resistência 
- A solução no interior do bloco 
entra em equilíbrio com a solução 
do solo; 
- Necessita de calibração 
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3. MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO 
3.3. Tensiometria 
3. MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO 
Consiste na medição do potencial matricial (Ψm) do solo, ligado à 
retenção de água no solo. 
Ψt = Ψm + Ψg + Ψos + Ψp 
Retenção = capilaridade 
+ adsorção. 
Tensiômetros 
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Tipos: 
- Vacuômetro 
- Tensímetro 
- Tensiômetro de Hg 
21 hh12,6h 
0,098cL 
 
kPaL 
cmc 
* Como quantificar Ψm? 
3.3.1. CURVA DE RETENÇÃO DE ÁGUA NO SOLO 
Potencial Obs 0-20 
Mátrico q 
 -ψm (kPa) (m
3 m-3) 
2 0,3442 
4 0,3227 
6 0,2924 
8 0,2957 
10 0,2950 
33 0,2629 
50 0,2541 
80 0,2338 
100 0,2299 
300 0,2118 
500 0,2105 
800 0,1942 
1500 0,1927  
   1656,01985,12286,21
1337,04239,0
1337,0 q 


9929,02 R
Modelo de equação proposto por Van Genuchten (1980) 
 mn
rs
r
)*(1
)(

qqqq



0.100
0.130
0.160
0.190
0.220
0.250
0.280
0.310
0.340
0.370
0.400
0.430
0 1 10 100 1000
θ
(m
3
m
-3
)
Tensão matricial (kPa) 
Obs 0-20 Mod 0-20
1.00 
10.00 
100.00 
1000.00 
10000.00 
0.1300 0.1800 0.2300 0.2800 0.3300 
T
e
n
s
ã
o
 M
a
tr
ic
ia
l 
(k
P
a
) 
Umidade (kg kg-1) 
Obs Modelo 
9994,02 R
122,0
}1]
)118,0(
)118,0328,0(
{[ 433,1/1302,0/1 



q
3.3.1. CURVA DE RETENÇÃO DE ÁGUA NO SOLO 
3.3. TDR (Time Domain Reflectometry) 
3. MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO 
Consiste na medição do tempo de percurso de um pulsoeletromagnético ao longo de um caminho, constituído por uma 
sonda, que pode apresentar duas ou mais hastes metálicas, de 
comprimento conhecido. Este tempo de percurso está 
relacionado com a constante dielétrica média (ka) do meio no 
qual a sonda guia é inserida e depende do conteúdo de água no 
mesmo. 
 
3.3. TDR (Time Domain Reflectometry) 
3. MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO 
A constante dielétrica aparente (Ka) é dada por: 
)()()()( solodomatrizaáguaaaraSa kkkk 
Ar  ka = 1 
Água  ka = 81 
Solo  ka = 3 a 5 
Ka = [Δt * c / ( 2 * L )] ^ 2 
Ka = (La / L) ^ 2 
Δt = Intervalo de tempo que a onda percorre a 
sonda guia; c = Velocidade da luz no espaço livre; L 
= comp. da guia de sonda; La = Comprimento 
aparente da guia. 
3.3. TDR (Time Domain Reflectometry) 
3. MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO 
Umidade volumétrica do solo (θ) observada e estimada por modelos de regressão 
linear em função da constante dielétrica (Ka) nas diferentes profundidades. Janaúba 
– MG, 2012. *Coeficiente significativo ao nível de 1 %, pelo teste t. 
- Conceitos de umidade do solo; 
- Pontos de umidade de interesse no manejo da irrigação; 
- Métodos de determinação. 
SÍNTESE DA AULA 
BERNARDO, S.; SOARES, A. A.; MANTOVANI, E. C. Manual de irrigação. 
Viçosa: UFV, 8 ed., 2006. 625 p. 
REFERÊNCIAS CONSULTADAS 
MANTOVANI, E. C.; BERNARDO, S.; PALARETTI, L. F. Irrigação: 
princípios e métodos. 3. ed. Viçosa: Ed. UFV, 2009. 355 p. 
RICHARDT, K.; TIMM, L. C. Solo, planta e atmosfera: conceitos, 
processos e aplicações. Barueri, SP: Manole, 2004. 478 p. 
PIZARRO, F. Riegos localizados de alta frecuencia (RLAF): goteo, 
microaspersión, exudación. 3. ed. Madrid: Ediciones Mundi-Prensa, 1996. 
511 p. 
OBRIGADO!