FÍSICA DO SOLO E IMPLICAÇÕES PRÁTICAS Prof. Gustavo Mamoré SOLO CONCEITO FÍSICO Meio poroso, não rígido, trifásico, formado de partículas que possuem complexidade de forma, tamanho e estrutura mineralógica e algumas partículas finitamente divididas de maneira a apresentar uma grande área superficial. Como é um solo fisicamente ideal? SOLO FISICAMENTE IDEAL É aquele que apresenta: Boa aeração e retenção de água; Bom armazenamento de calor; Pouca resistência mecânica ao crescimento radicular. Solo fisicamente ideal Solo fisicamente degradado Relações físicas com a produção de plantas Temperatura Aeração ds ds, tamanho poros Água ds, tamanho poros Resistência mecânica Características do perfil Textura, Estrutura, Densidade do Solo, etc... Água Aeração Temperatura Resistência Mecânica Estrutura, Coloração, Topografia. Lavração, plantio, fertilizantes Estrutura Densidade do solo Agregação Tamanho de poros Irrigação/ drenagem Chuvas Quantidade de água Água, Aeração, Temperatura Crescimento e Desenvolvimento de Plantas Radiação Propriedades Físicas do Solo Determinação _em laboratório: análise granulométrica _a campo: pela sensação que o solo molhado e amassado oferece ao tato Propriedades Físicas do Solo Objetivo: separar as frações constituintes do solo (areia, silte e argila) de acordo com seu diâmetro. A metodologia consiste em dispersão química e mecânica dos constituintes do solo e separação por peneiramento e sedimentação. Propriedades Físicas do Solo Destorroamento Peneiramento Peneira de 2mm Amostra Seca ao Ar Tapete de Borracha Terra Fina Seca ao Ar (TFSA) Propriedades Físicas do Solo TFSA Balança Agitador Determinação da areia Determinação de Argila TFSA Fração Matacões Calhaus Cascalhos Areia grossa Areia fina Silte Argila Diâmetro 20 cm 20 mm a 20 cm 2 a 20 mm 2 a 0,2 mm 0,2 a 0,05 mm 0,05 a 0,002 mm 0,002 mm ou 2 Lei de Stokes V = h t d 2 g D p D f 18 na qual: d = diâmetro de partículas efetivo; h = distância; t = tempo; g = aceleração da gravidade = 9,81 Newton por quilograma (9,81 N/kg); = viscosidade da água a 20 C = 1/1000 Newton–segundos por m2 (10 –3 Ns/m2); Dp = densidade das partículas sólidas, para muitos solos = 2,65 x 103 kg/m3; Df = densidade do fluido (água) = 1,0 x 103 kg/m3. Propriedades Físicas do Solo No Campo: A textura é feita por estimativa, esfregando uma massa de solo úmida e homogeneizada entre os dedos Areia Sensação aspereza, não plástico, não pegajoso Silte Sensação sedosidade, plástico, não pegajoso Argila Sensação sedosidade, plástico, pegajoso Propriedades Físicas do Solo Relaciona-se com: 1) Mineralogia _FRAÇÃO AREIA – minerais 1° (quartzo e outros silicatos) _FRAÇÃO ARGILA – minerais 2° (argilominerais: caulinita, esmectita, etc, e óxidos: hematita, goethita, etc) 2) CTC 3) ASE 4) Porosidade e densidade do solo Propriedades Físicas do Solo Propriedades Físicas do Solo Condiciona todos os fatores de crescimento em menor ou maior grau. - Influi sobre: Retenção, movimento e disponibilidade de água Arejamento Disponibilidade de nutrientes Resistência à penetração de raízes Estabilidade de agregados Compactabilidade dos solos Erodibilidade Propriedades Físicas do Solo Estabilidade/Compactabilidade/Erodibilidade Relacionadas com a suscetibilidade à degradação do solo quando cultivado Textura fina Textura média Textura grosseira ARGILOSOS francos ARENOSOS retenção de água elevada Retenção de água baixa Circulação de água difícil Circulação de água fácil Coesão elevada Coesão baixa Consistência plástica e pegajosa (molhado) e dura (seco) Consistência friável (seco ou molhado) Densidade do solo menor Densidade do solo maior Porosidade total maior Porosidade total menor Microporosidade maior Macroporosidade maior Aeração deficiente Boa aeração Superfície específica elevada Superfície específica baixa Solos bem estruturados Solos sem estrutura CTC elevada CTC baixa Difícil preparo mecânico, pouco lavados e mais ricos em elementos fertilizantes Fácil preparo mecânico, mais lavados e mais pobres em elementos fertilizantes Área superficial específica Relação entre a área superficial de um cubo de massa conhecida e o tamanho de suas partículas. superficial do cubo maior. Propriedades Físicas do Solo ÁREA SUPERFICIAL ESPECÍFICA Relacionada com CTC, retenção de água e nutrientes; retenção e liberação de poluentes; expansão / contração; propriedades mecânicas: coesão, resistência, plasticidade. Consistência do solo Propriedades Físicas do Solo CONSISTÊNCIA DO SOLO _Resposta do solo às forças externas que tentam deformá-lo ou rompê-lo. _Manifestação das forças de coesão e adesão sob diferentes condições de umidade. Propriedades Físicas do Solo COESÃO: atração entre partículas de mesma natureza (S-S) devido a: _Atração eletrostática entre superfícies _Atração molecular (Van der Walls) _Materiais coloidais _f = {H2O, distância, orientação} ADESÃO: atração entre partículas de natureza distinta (L-S) devido a: _Tensão superficial d’água (há necessidade ar) Propriedades Físicas do Solo Consistência depende de Textura: em solo argiloso Mineralogia: em 2:1 Ex.: Vertissolo x Latossolo MO: em solo argiloso, em solo arenoso Estrutura: com a agregação Solo Molhado: Plasticidade e Pegajosidade - Não plástico; Ligeiramente plástico; Plástico; Muito plástico - Não pegajoso; Lig. Pegajoso; Pegajoso; Muito pegajoso Propriedades Físicas do Solo Consistência condiciona Condições de preparo e cultivo-APLIC. PRÁT. Resistência à penetração raízes Estrutura (estabilidade de agregados) Erodibilidade Propriedades Físicas do Solo UMIDADE X CONSISTÊNCIA SECO dureza COESÃO ÚMIDO MOLHADO friabilidade plasticidade MUITO MOLHADO Pegaj. ADESÃO SOLO SECO - não há adesão e a coesão é máxima - DUREZA SOLO ÚMIDO - a coesão e a adesão. As duas forças ocorrem conjuntamente - FRIABILIDADE (solo é menos compactável) SOLO MOLHADO - a coesão desaparece e a adesão atinge o máximo - PLASTICIDADE MUITO MOLHADO - os filmes de água que recobrem as partículas se tornam mais espessos PEGAJOSIDADE SOLO SATURADO - FLUIDEZ