água no solo conteúdo e potencial

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05/12/2011
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Água no soloÁgua no soloÁgua no soloÁgua no solo
Uniersidade Federal de Santa MariaUniersidade Federal de Santa Maria
Centro de Ciências RuraisCentro de Ciências Rurais
Departamento de SolosDepartamento de Solos
Propriedades do solo, fatores de crescimento Propriedades do solo, fatores de crescimento 
& produção de plantas& produção de plantas
Afetam manejo e 
práticas (preparo, 
irrigação, etc)Afetam 
diretamente
a produção
Estrutura, densidade do solo,
textura, poros, 
perfil e horizontes do solo, etc
Água, aeração, 
temperatura,
resistência mecânica
(Letey, 1985)
Interrelação fatores físicosInterrelação fatores físicos
RESISTÊNCIA MECÂNICA
TEMPERATURA AERAÇÃO
ÁGUA NO SOLO
Densidade do solo
Densidade do solo
Distribuição do tamanho 
de poros
Densidade do solo
Distribuição do tamanho 
de poros
(Letey, 1985)
Água no soloÁgua no solo
1) Ângulo de contato
Adesão > Coesão Coesão > Adesão
α < 90o α > 90
o
2) Tensão superficial: fenômeno interfacial
3) Capilaridade: afinidade entre partículas sólidas do 
solo e a água. Interfaces ar-água
< diâmetro poro = > a energia da água = > ascensão capilar
Figura. Ciclo da água.
Conteúdo de água no soloConteúdo de água no solo
� Quantidade de água retirada de uma amostra de 
solo submetida a secagem em estufa a 105oC
� O conteúdo de água pode ser expresso pela relação 
entre massa de águamassa de água e massa seca de solomassa seca de solo ou pela 
relação entre volume de águavolume de água e o volume total do volume total do 
solosolo
conteúdo volumétrico de água na saturaçãoconteúdo volumétrico de água na saturação
� Solos arenosos: ≅ 0,40 a 0,50 cm3 cm-3
� Solos de textura média: ≅ 0,50 cm3 cm-3
� Solos argilosos: pode atingir até 0,60 cm3 cm-3
Fonte: Carlesso & Zimmermann, 2005
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Determinação do conteúdo de água no soloDeterminação do conteúdo de água no solo
�� Método gravimétricoMétodo gravimétrico
Lata de alumínio
24 horas
Determinação do conteúdo de água no soloDeterminação do conteúdo de água no solo
�� Sonda de nêutronsSonda de nêutrons
Foto extraída de 
Bernardo et al., 2006
Figura estraída de 
Reichardt & Timm2004
�� TDR TDR –– Variações temporais da umidade volumétricaVariações temporais da umidade volumétrica
Determinação do conteúdo de água no soloDeterminação do conteúdo de água no solo
Trase & TDR 100Trase & TDR 100
Determinação do conteúdo de água no soloDeterminação do conteúdo de água no solo
20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 800
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0.3 P ro f. 2 4 -4 8 c m
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0.3 P ro f. 2 4 -4 8 c m
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0.3 P ro f. 0 -6 c mP D cP CP DE s c
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0.3 P ro f. 0 -6 c mP D cP CP DE s c
DAE
Uv
 
(m
3
m
-
3 )
Variação temporal da umidade volumétricaVariação temporal da umidade volumétrica Potencial da água no soloPotencial da água no solo
PotencialPotencial totaltotal == PTPT == expressaexpressa oo graugrau dede energiaenergia livrelivre
(facilidade(facilidade queque umum determinadodeterminado corpocorpo temtem emem mudarmudar dede estadoestado
ouou posição)posição) queque umauma determinadadeterminada massa,massa, pesopeso ouou volumevolume temtem
numanuma dadadada situaçãosituação ee posiçãoposição nono solosolo
PT = PT = Ppressão (Ppressão (PpPp) + Pmatricial () + Pmatricial (PmPm) + Pgravitacional () + Pgravitacional (PgPg) + Posmótico () + Posmótico (PoPo) + ...) + ...
Energia da água dentro do soloEnergia da água dentro do solo
Campos de força responsáveis por:Campos de força responsáveis por:
�� RetençãoRetenção
�� MovimentoMovimento
�� Adsorção pelas plantasAdsorção pelas plantas
�� Liberação para a atmosfera Liberação para a atmosfera 
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Potencial da água no soloPotencial da água no solo
Potencial osmóticoPotencial osmótico
�� QuantidadeQuantidade dede energiaenergia necessárianecessária parapara
transportartransportar umauma unidadeunidade dede águaágua purapura dodo nívelnível dede
referênciareferência atéaté umum pontoponto ondeonde aa concentraçãoconcentração dede
solutossolutos nana soluçãosolução éé diferentediferente dede águaágua purapura
�� NaNa maioriamaioria dosdos solos,solos, comocomo aa concentraçãoconcentração salinasalina
éé reduzida,reduzida, oo potencialpotencial osmóticoosmótico normalmentenormalmente éé
omitidoomitido nana determinaçãodeterminação dodo potencialpotencial totaltotal dede águaágua
nono solosolo
Potencial da água no soloPotencial da água no solo
Potencial de pressão (Pp)Potencial de pressão (Pp)
�� Pode ser tanto positivo quanto negativoPode ser tanto positivo quanto negativo
�� Água apresentar pressão hidrostática > pressão Água apresentar pressão hidrostática > pressão 
atmosférica = positivo (potencial de pressão)atmosférica = positivo (potencial de pressão)
�� Água apresentar pressão hidrostática < pressão Água apresentar pressão hidrostática < pressão 
subatmosférica = negativo (potencial matricial)subatmosférica = negativo (potencial matricial)
Potencial da água no soloPotencial da água no solo
Determinação:Determinação:
�� Tensiômetro (0Tensiômetro (0--1bar; irrigação) 1bar; irrigação) 
�� Panela de pressão (Richards, >bars, PMP)Panela de pressão (Richards, >bars, PMP)
�� Mesa de tensão (macroporosidade x microporosidade) Mesa de tensão (macroporosidade x microporosidade) 
Disponibilidadede água às plantasDisponibilidade de água às plantas
1)1)ConceitoConceito simplessimples
�� ÁguaÁgua gravitacionalgravitacional (AG)(AG):: drenadrena rapidamenterapidamente
Capacidade de campo (CC)Capacidade de campo (CC)
��QuantidadeQuantidade dede águaágua queque umum solosolo podepode reterreter apósapós aa
ocorrênciaocorrência dede drenagemdrenagem naturalnatural dodo perfilperfil
��QuantidadeQuantidade dede águaágua queque permanecepermanece nana zonazona dede
transmissãotransmissão dada águaágua durantedurante aa infiltraçãoinfiltração
�� LimiteLimite superiorsuperior dede disponibilidadedisponibilidade dede águaágua àsàs plantasplantas
Figura. Capacidade de campo (Cc) em solo argiloso e 
arenoso. Fonte: Bernardo et al., 2006.
Disponibilidade de água às plantasDisponibilidade de água às plantas Disponibilidade de água às plantasDisponibilidade de água às plantas
MediçãoMedição dada capacidadecapacidade dede campocampo::
�� NoNo campocampo
�� NoNo laboratóriolaboratório::
ColunaColuna comcom solosolo
TensãoTensão:: solossolos arenososarenosos ((--11//1010 bar)bar)
solossolos argilososargilosos ((--11//33 bar)bar)
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Disponibilidade de água às plantasDisponibilidade de água às plantas
Ponto de murcha permanentePonto de murcha permanente
�� LimiteLimite inferiorinferior dede umidadeumidade nono qualqual aa reservareserva dede
águaágua sese esgotouesgotou ee aa plantaplanta nãonão recuperarecupera aa turgidezturgidez
mesmomesmo emem ambienteambiente dede URUR 100100%%
�� AA águaágua nono solosolo próximopróximo aoao pontoponto dede murchamentomurchamento
éé retida,retida, principalmente,principalmente, pelapela açãoação dasdas forçasforças
adsortivasadsortivas existentesexistentes entreentre asas partículaspartículas dede solosolo ee
asas moléculasmoléculas dede águaágua
Água Disponível às Plantas Água Disponível às Plantas –– Limite InferiorLimite Inferior
Murcha fisiológica
‘Panela de pressão’
Richards
Ponto de orvalho
WP4 
Disponibilidade de água às plantasDisponibilidade de água às plantas
��ADAD == θθvCCvCC -- θθvPMPvPMP (usado(usado parapara projetoprojeto dede irrigação)irrigação)
Água disponível (AD)Água disponível (AD)
Capacidade Capacidade 
de campode campo
Ponto de murcha Ponto de murcha 
permanentepermanente
Limite superiorLimite superior Limite inferiorLimite inferior
Disponibilidade de água às plantasDisponibilidade de água às plantas
22)) ConceitoConceito complexocomplexo
ContinuumContinuum solosolo--plantaplanta--atmosferaatmosfera
Movimento de águaMovimento de água
�� ∆∆PtPt
�� DrenagemDrenagem
��AscensãoAscensão capilarcapilar
�� CondutividadeCondutividade hidráulicahidráulica k(k(θθ)) (Darcy,(Darcy, França)França)
�� FatorFator dede proporcionalidadeproporcionalidade;; expressaexpressa aa transmissãotransmissão dede
águaágua nono espaçoespaço porosoporoso
�� dependedepende:: composiçãocomposição mineralógica,mineralógica, MO,MO, textura,textura,
estruturaestrutura
Disponibilidade de água às plantasDisponibilidade de água às plantas
Quanto maior k, mais facilmente a água se move no solo
V/At = q α ∆Pt/L = (PtA – PtB)/L
q
k(θ)
∆Pt
L
Fluxo q = k(θ) x ∆Pt/L
k(θ) = q/ ∆Pt V/At x L/∆Pt cm min-1; cm h-1
L 
�� RelacionaRelaciona oo potencialpotencial matricialmatricial comcom oo conteúdoconteúdo dede
águaágua nono solosolo
�� ElevadosElevados potenciaispotenciais matriciaismatriciais:: forçasforças capilarescapilares
sãosão maismais atuantes,atuantes, sendosendo aa texturatextura ee estruturaestrutura dodo
solosolo queque determinamdeterminam aa águaágua retidaretida pelospelos porosporos
�� ComCom aa reduçãoredução gradativagradativa dodo potencialpotencial matricialmatricial
aumentaaumenta aa energiaenergia dede retençãoretenção dede águaágua nono solosolo
Curva de retenção de água no soloCurva de retenção de água no solo
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Curva de retenção de água no soloCurva de retenção de água no solo Curva de retenção de água no solo Curva de retenção de água no solo –– ‘lado seco’‘lado seco’
Curva de retenção de água: 
efeito da textura
s
u
c
ç
ã
o Solo arenoso
Solo argiloso
s
u
c
ç
ã
o Solo arenoso
Solo argiloso
Conteúdo de água
s
u
c
ç
ã
o
Solo compactado
Solo agregado
s
u
c
ç
ã
o
Solo compactado
Solo agregado
Solo compactado
Solo agregado
Conteúdo de água
Curva de retenção de água: 
efeito da estrutura
Água no soloÁgua no solo
Fluxo de água no sistema soloFluxo de água no sistema solo--plantaplanta--atmosferaatmosfera
�Enquanto o fluxo de água atender à demanda
atmosférica (toda água perdida por transpiração nas
folhas é reposta pelo solo) a planta se desenvolve
adequadamente, permanecendo túrgida.
�Quando o fluxo de água não atender à demanda
evaporativa da atmosfera, a planta passa a perder sua
própria água e entra em murcha.
�Uma pequena murcha nas horas mais quentes do dia é
comum e tolerável, não afetando sensivelmente a
produtividade agrícola. Quanto maior a perda de água e
mais longo o período de murcha, tanto mais irreversível o
processo, ficando a produtividade ameaçada e, em casos
extremos a planta morre.
PMP = Ponto de Murcha Permanente
Fluxo de água no sistema soloFluxo de água no sistema solo--plantaplanta--atmosferaatmosfera