UFRB_Armazenamento de agua no solo_3

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Lembre-se:
Os apontamentos em sala de aula e os comentários nesse arquivo digital devem ser complementados pela leitura dos livros preconizados e indicados no primeiro dia de aula.
A consulta e crítica às diferentes referências, inclusive ao professor, é o que distingue o futuro profissional bem-sucedido.
Norman Rockwell (‘crítico caipira’)
Em muitos momentos “abriremos parênteses” para outros assuntos dentro do tema principal. Essa tortuosidade não é para complicar. É para reforçarmos e relacionarmos o tema principal com outros assuntos vistos no Passado ou que veremos no Futuro.
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A eventual citação de empresas e instituições nesta apresentação não tem qualquer sentido de marketing, patrocínio ou depreciação...
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Comentários de Aula
Armazenamento da Água no Solo
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Representação do Solo como Reservatório de Água
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Conceito de Lâmina
O conceito de Lâmina d’água está presente no cotidiano do agrônomo. 
É comum ouvirmos:
	Hoje deve chover 20 mm em Salvador.
	A evaporação anual dos açudes no Semiárido pode chegar a 3.000 mm.
	A lavoura precisa de uma lâmina de irrigação de 15 mm.
Mas, por que falamos sempre em Lâmina e não em Volume?
E essa unidade mm, o que representa?
https://twitter.com/jornalnacional/status/883487798753452033
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Conveniência do Conceito de Lâmina
É mais conveniente tratar essas medidas de Precipitação, Evaporação, Evapotranspiração, Drenagem, Irrigação em termos de Lâmina d’água porque assim torna-se desnecessário expressar as dimensões da área.
Quando se expressa valores dessas medidas em Volume, há necessidade de conhecer ou fornecer as dimensões da área.
Por exemplo: O que tem mais significado para você?
a) Choveu 4,3 bilhões de Litros em Cruz das Almas – BA.
b) Choveu 30 mm em Cruz das Almas – Ba. 
 A área do município é 145.742 km2.
https://en.wikipedia.org/wiki/Cruz_das_Almas
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Relação entre Lâmina e Volume
Imaginemos uma caixa d’água com dimensões de base de 1 m por 1 m. Se colocarmos 1 mm de água, teremos qual volume armazenado?
Área = 1 x 1 = 1m2
Altura = 1mm = 0,001 m
Volume = Área x Altura
Volume = 1 m2 x 0,001 m 
Volume = 0,001 m3
Como 1 m3 = 1000 L
Volume = 1 L
Assim:
1 mm = 1 L em 1 m2
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https://g1.globo.com/rj/sul-do-rio-costa-verde/noticia/2019/02/18/de-olho-no-tempo-entenda-como-e-calculado-o-volume-de-chuva.ghtml
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Em uma área de 1 ha, qual o volume correspondente a 1 mm?
1 mm -------- 1 L ------------------ 1 m2
 X L-------------10.000m2
X = 10.000 L ou 10 m3
Assim: 
1 mm = 10 m3/hectare
 
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Relação entre Lâmina e Volume
Como deduzido antes:
	Lâmina é a expressão do Volume por unidade de Área!
	Lâmina é simplesmente Altura de Água, constituída ao se colocar um dado Volume numa dada unidade de Área.
Quando se fornece essa Área em m2 e o Volume em Litros, a altura resultante é milímetro.
Portanto, quando expressamos Lâmina em mm, temos intuitivamente o conhecimento da magnitude do evento (Precipitação, Evapotranspiração, Evaporação, Irrigação, Drenagem...) quando projetamos essa Lâmina em termos de Altura da Água em 1 m2 de Área.
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Não Confundir Volume e Vazão:
Lâmina é Volume por unidade de Área.
Vazão é Volume por unidade de Tempo.
Não Confundir Milímetro e Mililitro:
Milímetro é milésima parte do Metro (1 mm = 0,001 m)
 
Mililitro é milésima parte do Litro (1 mL = 0,001 L)
 
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Lâmina Armazenada no Solo
Da mesma forma que estudamos a Lâmina em uma Caixa d’água, podemos estudar a Lâmina de Água no Solo.
Afinal, sejamos repetitivos: o solo é um Reservatório de Água.
Então, imaginemos uma amostra indeformada de solo, cujas dimensões são X, Y e Z.
X
Y
Z
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X
Y
Z
X
Y
Imaginemos que conseguimos extrair toda água da amostra, transferindo-a para um recipiente que também tem as mesmas dimensões de base X e Y.
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X
Y
Z
X
Y
Nesse caso, obteremos uma altura h de água nesse recipiente...
h
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X
Y
Z
X
Y
Obviamente, partindo dessa separação em que obtivemos um volume de sólidos e um volume de líquido, podemos destrinchar:
Vsolo = X x Y x Zsolo
VH20 = X x Y x hH20
h
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X
Y
ZSolo
X
Y
Considerando que a razão entre Volume de H2O e Volume de Solo representa Umidade Volumétrica do Solo (Ɵ):
Ɵ = VH20 / Vsolo
Ɵ = (X x Y x hH20 ) / (X x Y x Zsolo)
Logo: 
Ɵ = hH20 / Zsolo
hH2O
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X
Y
ZSolo
X
Y
Portanto:
	Umidade do solo (Ɵ) é a razão entre a Lâmina de Água Armazenada (hH20) à uma dada Profundidade do Solo e essa Profundidade do Solo (Zsolo).
	Lâmina de Água Armazenada no Solo (hH2O) é o produto entre a Umidade Volumétrica (Ɵ) e a Profundidade do Solo (Zsolo).
hH2O
Ɵ = hH20 / Zsolo
hH20 = Ɵ x Zsolo
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Em amostragem de solo para fins de irrigação, normalmente as amostras indeformadas são cilíndricas. 
Refaça a dedução anterior para esse tipo de amostra.
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Lâmina Armazenada no Solo
A Lâmina de Água Armazenada no Solo (LAA) é baseada na umidade volumétrica do solo (Ɵ). Então, tomemos como gênese das equações de Lâmina de Irrigação a umidade volumétrica (Ɵ)...
O uso das equações baseadas na umidade gravimétrica (U) é adaptação...
Consideremos ainda a seguinte observação:
O valor absoluto do Armazenamento de Água no Solo pouco é importante para fins de dimensionamento e manejo de sistemas de Irrigação e Drenagem. Para esses casos, o que importa é a Variação do Armazenamento!
Portanto, todasas equações que encontramos são variações da seguinte expressão:
ΔhH20 = ΔƟ x Zsolo
Vejamos... 
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Disponibilidade Total de Água no Solo (DTA)
Diz respeito à toda umidade do solo disponível entre a capacidade de campo (CC) e o ponto de murcha permanente (PMP).
DTA
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Disponibilidade Total de Água no Solo (DTA)
Transformando esse enunciado em equação matemática e analisando a unidade resultante:
Esse resultado significa cm3 de volume de H2O por cm3 de volume de solo...
Como cm3 de solo = cm2 de área de solo x cm de profundidade do solo...
A resultante é cm de Lâmina de Água Armazenada no solo para cada 1 cm de profundidade do solo
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Disponibilidade Total de Água no Solo (DTA)
Como o maior interesse é na Lâmina em milímetros, tem-se que adotar o fator de conversão 
10 mm/cm. Logo, para termos DTA em mm/cm a partir de Ɵ em cm3/cm3:
Adequando a equação, temos: 
em que:
DTA em mm/cm
Ɵ em cm3/cm3
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Disponibilidade Real de Água no Solo (DRA)
Em Irrigação não se pode deixar a umidade do solo cair para valores próximos da PMP. 
Apesar de termos água disponível entre a ƟCC e o ƟPMP, a cultura deve ser manejada com a umidade oscilando da CC até um ponto crítico (ƟCrítica), que depende da sensibilidade da cultura ao déficit hídrico.
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Disponibilidade Real de Água no Solo (DRA)
Assim, imputa-se no cálculo do armazenamento útil para a planta o conceito da fração da disponibilidade total da água no solo que a cultura pode consumir com segurança, de tal forma que esse esgotamento não gera uma condição estressante capaz de reduzir a produtividade e qualidade da cultura. 
Essa fração da DTA que pode ser consumida é também denominada de fator de reposição ou fator de depleção (fd) da disponibilidade da água para a cultura.
Depleção = diminuição
Por representar uma fração da DTA, o fator f varia de 0 a 1, em decimais. Ou seja, varia de 0 a 100%, em termos percentuais.
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Qual espécie é mais sensível ao déficit hídrico?
 Espécie A, com fator de depleção igual a 0,3.
 Espécie B, com fator de depleção igual a 0,6.
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Disponibilidade Real de Água no Solo (DRA)
Se o fator de depleção (fd) se aproxima de 1, significa dizer que a DRA ≈DTA. 
Ou seja, a cultura tolera um esgotamento de praticamente toda DTA, chegando a próximo do ƟPMP, sem prejuízo.
Essa não é uma condição esperada para as culturas de interesse agrícola...
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A fração da umidade que pode ser consumida está entre os limites da ƟCC e da ƟCrítica.
A Ɵcrítica é estabelecida mediante valores previamente conhecidos (Tabelas) do fator de depleção (fd) ou de tensão crítica da água tolerada pela cultura...
Não se tabela valores de Ɵcrítica porque a umidade é um produto do tipo de solo. E assim, seria variável entre solos diferentes para uma mesma energia de retenção da água (tensão).
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Faixas de tensão crítica de água no solo em que se deve promover a irrigação para obtenção de produtividade máxima para algumas hortaliças irrigadas por aspersão
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Faixas de tensão crítica de água no solo em que se deve promover a irrigação para obtenção de produtividade máxima para algumas hortaliças irrigadas por sulco e gotejamento
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Disponibilidade Real de Água no Solo (DRA)
Os valores recomendados do fator de depleção (fd) também se alteram em função do clima...
Onde deveríamos adotar maior valor de fd, em clima de maior ETC ou clima de menor ETC?
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Qual fração da DTA se pode deixar a cultura consumir?
Qual o valor do fator f de depleção?
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Fator de reposição de água ao solo (fr = fd) para hortaliças e fruteiras irrigadas por aspersão e sulco, para ETc1 ≈ 5 mm dia-1
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Fator de reposição de água ao solo (fr = fd) para hortaliças e fruteiras irrigadas por aspersão e sulco, para ETc ≈ 5 mm dia-1
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Disponibilidade Real de Água no Solo (DRA)
em que:
DRA em mm/cm
Ɵ em cm3/cm3
Transformando a teoria em equação matemática:
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em que:
f em decimal
Ɵ em cm3/cm3
Disponibilidade Real de Água no Solo (DRA)
	Conhecendo os valores de fd é possível estimar o valor da Ɵcrítica. E vice-versa.
	Conhecendo o valor da tensão crítica (Ψcrítica), é possível obter o valor da Ɵcrítica diretamente na equação da curva caraterística de retenção da água no solo.
em que:
Ɵ em cm3/cm3
Ψm em kPa
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Tanto a DTA quanto a DRA representam o armazenamento unitário da água no solo.
Vejam que suas unidades usuais são mm/cm.
Ou seja, DTA e DRA representam o quanto se armazena de lâmina de água para cada 1 unidade de profundidade do solo. 
Mas, em Irrigação e Drenagem, o que interessa é a Lâmina a ser fornecida ou a Lâmina a ser retirada em uma dada profundidade de interesse, que normalmente é a Profundidade Efetiva do Sistema Radicular (Zefetiva).
Assim, evoluímos os conceitos de Disponibilidade de Água (armazenamento unitário) para os conceitos de Capacidade de Água (armazenamento integrado em uma dada profundidade)...
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Capacidade Total de Água no Solo
A CTA de um solo diz respeito a toda água armazenada no solo entre os limites da CC e do PMP, considerando a profundidade efetiva do sistema radicular da cultura.
Portanto:
Observe que a CTA assim definida remete à dedução prévia:
em que:
CTA em mm
Z em cm
Ɵ em cm3/cm3
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Capacidade Total de Água no Solo
Pormais profundo que seja o solo, obviamente só se irriga até a profundidade ocupada pelas raízes...
Por outro lado, não se irriga até a profundidade máxima alcançada pelas raízes.
Daí surge o conceito da Profundidade Efetiva do Sistema Radicular (Z efetiva), que é a profundidade do solo que acumula uma concentração de cerca de 80 % das raízes ativas da cultura.
Obviamente, isso faz com que o sistema de irrigação fique menos seguro. Por outro lado, torna-o mais barato (Lâmina aplicada é menor). 
Além disso, mantendo irrigados os 80% do sistema radicular não se cria deficiência no suprimento de água para as plantas, pois:
	Raízes tenderão a se concentrar na Z efetiva
	Mesmo que haja 20% das raízes realmente fora da Z efetiva, a planta mantém sua transpiração próxima do potencial
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Capacidade Total de Água no Solo
Ou seja, por mais que as raízes de uma dada cultivar de milho possam atingir 120 cm de profundidade de um dado solo, só se deve irrigar até uma profundidade que concentra 80% dessas raízes.
Essa profundidade efetiva é recomendada para a cultura do milho em cerca de 40 a 70 cm.
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https://blog.aegro.com.br/dessecacao-de-soja-para-colheita/
https://www.pioneer.com/us/agronomy/staging_corn_growth.html
Soja
Milho
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Valores de profundidade efetiva do sistema radicular (Zr = Z efetiva) durante o estádio e máxima cobertura do solo
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Valores de profundidade efetiva do sistema radicular (Zr = Z efetiva) durante o estádio e máxima cobertura do solo
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Capacidade Real de Água no Solo
A Capacidade Real de Água no Solo diz respeito ao armazenamento útil de água na camada de interesse (Z efetiva) que pode ser efetivamente usado para planta, sem risco de esgotamento excessivo e, portanto, sem risco de vulnerabilidade ao estresse hídrico.
em que:
CRA em mm
Z em cm
f em decimal
Ɵ em cm3/cm3
ou
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Capacidade Real de Água no Solo
Para sistemas que aplicam água de forma localizada, a CRA deve ser corrigida pela fração de área molhada (fW).
Assim:
em que:
CRA em mm
fw em decimal
Z em cm
f em decimal
Ɵ em cm3/cm3
Observe que a CTA assim definida remete à dedução prévia:
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