RELAÇÕES ÁGUAÁGUA-SOLOSOLO-PLANTA
1. Relação massa volume dos constituintes do solo.
solo.
Var
Mar
Va
Ma
Vv
Vt
Vs
Mar = massa de ar
Ma = massa de água
Ms = massa de sólidos
Mt = massa total
t t l
Mt
Ms
Var = volume de ar
Va = volume de água
Vv = volume de poros (vazios) = Var + Va
Vs
V = Volume
V l
de
d sólidos
ólid
Vt = Volume total
Relação massa – volume dos constituintes do solo.
1.1 Densidade das partículas (dp)
Ms
M
dp =
V
Vs
(g/cm3) ~ 2,65
f ((nat.
t Mineralógica:
Mi
ló i
feldspatos,
f ld
t
quartzo)
t )
M.O (1,3 – 1,5)
Relação massa – volume dos constituintes do solo.
1.2 Densidade do solo (ds)
Ms
ds =
Vt
(g/cm3)
f (textura, estrutura, grau compactação)
SOLOS TEXTURA:
ds
GROSSA
, – 1,8
, g
g/cm3
1,3
FINA
1,0 – 1,4 g/cm3
ORGÂNICO
0,2 – 0,6 g/cm3
Relação massa – volume dos constituintes do solo.
2. Umidade do solo com base em massa (U)
gH
H 2O
Ma Mt
M
M − Ms
M
=
=
U=
Ms
Ms
gsolosec o
Mt
Ms =
1 + U
Mt = 100 g
Ms = 90,9 g
U = 10%
Relação massa – volume dos constituintes do solo.
3. Umidade do solo com base em volume (Θ )
Va
cm 3 H 2 O
Θ =
=
cm 3 solo
Vt
Ma
da =
Va
Ms
ds =
Vt
Ma
ds
Θ =
X
Ms
da
da = 1g/cm3
Relação massa – volume dos constituintes do solo.
4. Porosidade do solo (η )
Vv
Var
+
Va
η=
=
Vt
Vt
η=
(cm3/cm3)
Vt − Vs
Vs
=11 −
Vt
Vt
Ms
ds =
V
Vt
Ms
dp =
Vs
ds
η= 1 −
dp
Relação massa – volume dos constituintes do solo.
5. Porosidade livre de água (E )
Var
Ε =
Vt
Vv − Va
Ε=
Vt
=η–Θ
Relação massa – volume dos constituintes do solo.
6. Grau de saturação (Θgs )
Va
Θ gs =
V
Vv
= Θ/ η
SOLO SECO Θgs = 0
SOLO SATURADO Θgs = 1
Exercício
100 cm3 de solo tem massa úmida igual a 1460g e peso seco
de 1200g. Sabendo-se que a dp = 2,65 g/cm3, calcular:
a) umidade com base em massa seca;
b) umidade volumétrica;
c) densidade do solo;
d) porosidade do solo;
e) porosidade livre de água;
f) grau de saturação.
Métodos de determinação da umidade do solo.
solo.
¾G i ét i
¾Gravimétrico;
¾Das pesagens;
¾Dos volumes;
¾Tensiômetro;
¾Blocos de gesso;
¾Sonda de nêutrons;
¾Speed (Carbureto);
¾Frigideira.
Métodos de determinação da umidade do solo
1 Gravimétrico (Padrão)
1.
Mt− Ms
U= Ms X100
Estufa – (105 – 110°C – 24 a 48 horas)
Métodos de determinação da umidade do solo
2. Método das pesagens (Frasco Papadakis)
U
‘
dp
= (M − M ' ) X
dp − 1
100 X U ‘
U = 100 −
U
(umidade com base em massa úmida)
(umidade com base em massa seca)
‘
M = massa do frasco + solo seco + água (Padrão)
M’ = massa do frasco + solo úmido + água
Métodos de determinação da umidade do solo
3. Método dos volumes
Balão volumétrico – 100ml
Tubo adicional
VX (dp − Mt )
Ma =
dp − 1
Ms = Mt − Ma
Ma
U = Mt − Ma
V = volume em excesso no balão ((Δ ml))
Métodos de determinação da umidade do solo.
solo.
Exemplo
Mt= 20g
g
V= 10,1ml
Dp= 2,65 g/cm3
10,1X 2,65 − 20
Ma =
= 4,1
2,65 − 1
Ms = 20− 4,1 = 15,9
U =
4,1
= 0,347
15,9 − 4,1
FUNÇÃO DE RESPOSTA DE UMA CULTURA À IRRIGAÇÃO
RELAÇÕES ÁGUAÁGUA-SOLOSOLO-PLANTA
RETENÇÃO
à DE Á
ÁGUA NO SOLO
RETENÇÃO DE ÁGUA NO SOLO
RETENÇÃO DE ÁGUA NO SOLO
RELAÇÕES ÁGUAÁGUA-SOLOSOLO-PLANTA
1. CAPACIDADE DE CAMPO
UMIDADE
SOLO
SATURADO
DRENAGEM (Us > Ucc)
CAPACIDADE
DE CAMPO
12 A 24
HORAS
TEMPO (horas)
RELAÇÕES ÁGUAÁGUA-SOLOSOLO-PLANTA
2. PONTO DE MURCHAMENTO PERMANENTE
UMIDADE
CAPACIDAD
E DE CAMPO
ÁGUA CONSUMIDA PELA CULTURA
PONTO DE
MURCHAMENTO
PERMANENTE
TEMPO (horas)
t0
t1
SOLO COM UMIDADE A
CAPACIDADE DE CAMPO –
(CC)
SOLO COM UMIDADE NO
PONTO DE MURCHA
PERMANENTE (PMP)
Capacidade máxima de
Solo seco
Retenção pelos microporos
Planta não mais entugerce
P
Potencial
de
água no s
á
solo
CURVA DE RETENÇÃO DE ÁGUA NO
SOLO
PMP
Á
Água
disponível
di
í l
CC
PMP
CC
SAT Umidade
volumérica (Ø)
( )
ÁGUA DISPONÍVEL NO SOLO
Modelo para explicar as frações de água disponível no solo para as plantas
100 % AD
Saturado
C
Cap.
d
de campo
70 % AD
50 % AD
Água disponível
20 % AD
0 % AD
Ponto de murchamento
permanente
PROFUNDIDADE DA IRRIGAÇÃO
Profundidade do
sistema radicular (m)
Capacidade de absorção
de água pelas raízes
00
0,0
75%
ZE
0 30
0,30
25%
0,60
Capacidade de água disponível (CAD) ou Reservatório de água para as plantas –
(Modelo)
CAD = Θcc – ΘPMP) x ZE
mm
QUANTO IRRIGAR?
Qual o valor da umidade do solo quando a cultura consome 50% da água
disponível?
Θcc
100 % AD
ÁGUA CONSUMIDA
C AD
50 % AD
Θi?
F = fração de água
disponível
0 % AD
ΘPMP
Θi - ΘPMP
F é a fração de água disponível no
solo para as plantas e varia de 0 a 1
F=
ΘCC - ΘPMP
O valor da umidade do solo quando devo iniciar a irrigação é igual a:
Θi = ΘPMP + F x (Θcc – ΘPMP)
Θi = ΘPMP + 0,5 x (Θcc – ΘPMP)
Lâmina líquida de água a ser reposta ao solo
EXEMPLO
Θcc = 0,40
100 % AD
Lâmina de água a ser
reposta ao solo
C AD
50 % AD
Θi = 0,32
F = fração de água
disponível
0 % AD
ΘPMP = 0,24
O valor da lâmina líquida de água a ser reposta ao solo é igual a:
Lr = (Θcc – Θi) x ZE
(mm)
Lr = (0,40 – 0,32) x 300
(mm)
Lr = 24 mm
Quando irrigar?
1. Fatores a serem observados para definição do nível de água
disponível no solo antes de se iniciar a irrigação:
- Capacidade
C
id d de
d aplicação
li
ã de
d água
á
d pivô
do
i ô central;
t l
- Cultura e fase fenológica;
- Sub-divisões
Sub divisões de culturas e/ou épocas de plantio sob pivô central;
- Datas de aplicações de agroquímicos via pivô central.
Saturado
100 % AD
70 % AD
Água consumida
50 % AD
20 % AD
0 % AD
Reserva de água
no solo
l
PROPRIEDADES DE MOVIMENTAÇÃO DA
ÁGUA NO SOLO
INFILTRAÇÃO DA ÁGUA NO SOLO
CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA
MOVIMENTO DA ÁGUA NO SOLO
INFILTRAÇÃO
à DA Á
ÁGUA
NO SOLO
Prof. Dr. Marcos Vinícius Folegatti
LER - 1571 Irrigação
A Infiltração é definida como sendo o
processo de penetração da água no solo,
através
t é de
d sua superfície,
fí i no sentido
tid
vertical descendente, indo molhar
camadas mais profundas.
Fatores q
que interferem na
velocidade de infiltração
¾ Umidade
inicial do solo
¾ Textura e estrutura do
solo
¾ Matéria orgânica
¾ Camada de impedimento
¾ Variabilidade espacial
¾ Ar comprimido
Métodos de determinação
-MÉTODO DO INFILTRÔMETRO DE ANÉIS
Infiltrômetro de anéis
Material:
2 cilindros, interno e externo;
Prancha de madeira;
Marreta e Regua;
Plástico
água
superfície do solo
Carga variável
anel central
anel externo
inundação
Lâmina de água
g
Solo seco
Frente de molhamento
Carga constante
Métodos de determinação
-MÉTODO DO INFILTRÔMETRO DE ANÉIS
-ENTRADA E SAÍDA DE ÁGUA NO SULCO (sulco e
gotejamento
-SIMULADOR DE CHUVA (aspersão)
GRANDEZAS
CARACTERÍSTICAS
¾ Lâmina
Lâ i
d
de á
água iinfiltrada
filt d (I)
¾ Velocidade instantânea de infiltração (i)
¾ Velocidade de infiltração básica(VIB)
MODELO DE KOSTIAKOV
I = K.Tm
Modelo potencial
I = infiltração acumulada (cm);
T = tempo de infiltração acumulado (min);
K e m = coeficiente que depende do solo (0-1)
Formas para definir K e m
-gráfica
g
-analítica
Resolução gráfica
SOLUÇÃO ANALÍTICA
I = K.Tm
Modelo potencial
log I = log K + m . logT
Modelo linear
Y
= A +B X
O coeficiente angular (B) e a interseção (A) da reta são dados por:
B=m
B=
∑
X⋅Y -
∑
∑X ⋅ ∑Y
N
2
(
X
)
∑
X2 -
N
A= Y–BX
L K=A
Log
K = antt llog A
Dados obtidos em um ensaio para determinação da
infiltração de água no solo pelo método do infiltrômetro de anel.
anel
Hora
Tempo
(min)
08:00
08:01
08:02
08:04
08:06
08:11
08:16
08 26
08:26
08:36
08:51
09:06
09:36
10:06
10:36
11:06
11:36
0
1
1
2
2
5
5
10
10
15
15
30
30
30
30
30
Tempo
acumulado
(min)
0
1
2
4
6
11
16
26
36
51
66
96
126
156
186
216
Leitura
da régua
(cm)
10,5
7,9
64
6,4
5,3
9,9
7,3
8
53
5,3
8,7
6,2
7,4
6,1
6,1
7,9
5,3
7,5
Reposição
(cm)
10,7
10,5
10 6
10,6
10,4
10,5
10,4
10,6
10,7
Infiltração
(cm)
0
2,6
15
1,5
1,1
0,8
2,6
2,5
27
2,7
1,9
2,5
3,0
4,4
4,3
2,7
2,6
3,2
Infiltração
Acumulada
(cm)
0
2,6
41
4,1
5,2
6,0
8,6
11,1
13 8
13,8
15,7
18,2
21,2
25,6
29,9
32,6
35,2
38,4
Lembre-se : Y = log I
Tempo
acumulado
(min)
1
2
4
6
11
16
26
36
51
66
96
126
156
186
216
Soma
Média
X = log T
X
Y
XY
X2
0
0,301
0,602
0,778
1,041
1,204
1,415
,
1,556
1,708
1,820
1,982
2,100
,
2,193
2,270
2,334
21,305
1,420
0,415
0,613
0,716
0,778
0,934
1,045
1,140
1,196
,
1,260
1,326
1,408
1,476
1,513
,
1,547
1,584
16,952
1,130
0
0,184
0,431
0,606
0,973
1,259
1,613
1,861
,
2,152
2,413
2,792
3,099
3,319
,
3,510
3,699
27,910
1,861
0
0,091
0,362
0,606
1,084
1,450
2,002
2,422
,
2,916
3,311
3,929
4,412
4,810
,
5,151
5,450
37,995
2,533
SOLUÇÃO ANALÍTICA
I = K.Tm
Modelo potencial
log I = log K + m . logT
Modelo linear
Y
= A +B X
O coeficiente angular (B) e a interseção (A) da reta são dados por:
B=m
B=
∑
X⋅Y -
∑
∑X ⋅ ∑Y
N
2
(
X
)
∑
X2 -
N o número de leituras realizadas
na régua durante o teste de
infiltração
N
A= Y–BX
L K=A
Log
K = antt llog A
VELOCIDADE INSTANTÂNEA (I)
I = K.Tm
dI
= VI
dT
Desenvolvendo-se a equação de VI, tem-se:
VI = m ⋅ K ⋅ T m -1
∴
Derivando a lâmina de
infiltração em relação ao
tempo
VI = m ⋅ K ⋅ T n , em cm.min -1
ou VI = 60 ⋅ m ⋅ K ⋅ T n , em cm.h -1
n = m-1
45
40
35
30
3,0
2,5
2,0
25
20
1,5
Iacum.
15
10
5
VI
VIB
1,0
VI (cm.min-1)....
Inf. Acu
umulada (cm
m)....
VELOCIDADE DE INFILTRAÇÃO BÁSICA (VIB)
0,5
0
0
50
100
150
200
00,00
250
Tempo acumulado (min)
Solo de VIB muito alta ........................................... > 3,0 cm.h-1
Solo de VIB alta ................................................. 1,5 – 3,0 cm.h-1
Solo de VIB média ............................................. 0,5 – 1,5 cm.h-1
Solo de VIB baixa .................................................... < 0,5 cm.h-1
Material escrito : ppasta da disciplina
p
((xerox )
“INFILTRAÇÃO DA ÁGUA NO SOLO”
descrição mais detalhada e exemplo prático
AULA PRÁTICA
REALIZAÇÃO DE TESTE
( ANÉIS ) – Relatório 1