Introdução às propriedades físicas do solo Uniersidade Federal de Santa Maria Centro de Ciências Rurais Departamento de Solos Introdução às propriedades físicas do solo

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.

Partículas que apresentam diferentes tamanhos Frações granulométricas Meio trifásico Partículas que apresentam diferentes tamanhos Frações granulométricas ou Frações texturais

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 Água Aeração ds, tamanho poros Resistência mecânica ds

Características do perfil Textura, Estrutura, Densidade do Solo, etc... Água Aeração Temperatura Resistência Mecânica Afetam diretamente

Crescimento e Desenvolvimento de Plantas Textura, mineralogia, Grau de desenvolvimento do perfil, Agentes cimentantes, Estrutura, Coloração, Topografia. Lavração, plantio, adição fertilizantes Irrigação/drenagem Chuvas Quantidade de água Estrutura Densidade do solo Agregação Tamanho de poros Caract. perfil Água, Aeração, Temperatura, Resistência mecânica. Radiação Crescimento e Desenvolvimento de Plantas

Propriedades Físicas do Solo Textura do solo Área superficial específica Consistência do solo Agregação do solo Densidade do solo Densidade de partículas Porosidade do solo Resistência do solo à penetração

Textura do solo

Propriedades Físicas do Solo TEXTURA DO SOLO É a proporção relativa das classes de tamanho de partículas de um solo.

Propriedades Físicas do Solo A textura é importante para o entendimento do comportamento e manejo do solo. Durante a classificação do solo em um determinado local, a textura é muitas vezes a primeira e mais importante propriedade a ser determinada A partir da textura, muitas conclusões importantes podem ser tomadas

Propriedades Físicas do Solo Classes de tamanho de partículas do solo FRAÇÃO GRANULOMÉTRICA DIÂMETRO (mm) Matacão > 200 Calhau 200 –20 Cascalho 20 - 2 Areia grossa 2 – 0,2 Areia fina 0,2 – 0,05 Silte 0,05 – 0,002 Argila < 0,002

Propriedades Físicas do Solo Os solos podem ser agrupados em 13 classes texturais - TRIÂNGULO TEXTURAL Ex: 42% argila 6% silte 52% areia Classe textural ARGILA ARENOSA

40% silte 33% argila 27% areia

É possível alterar a textura pelo manejo?

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

Propriedades Físicas do Solo

TFSA

Lei de Stokes V = 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 Silte Argila Sensação aspereza, não plástico, não pegajoso Sensação sedosidade, plástico, não pegajoso Sensação sedosidade, plástico, pegajoso

Propriedades Físicas do Solo Distribuição do tamanho de partículas de três solos com ampla variação de textura. Note que há uma transição gradual na distribuição do tamanho de partículas em cada um destes solos.

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 Relação entre tamanho de partícula e tipo de mineral presente. _O quartzo é dominante na fração areia e em frações mais grosseiras de silte. _Silicatos primários como o feldspato, hornblenda e mica estão presentes na areia e em menores quantidades na fração silte. _Minerais secundários, como óxidos de ferro e alumínio, são predominantes na fração silte de menor diâmetro e na fração argila mais grosseira.

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

retenção de água elevada Retenção de água baixa 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

Propriedades Físicas do Solo ÁREA SUPERFICIAL ESPECÍFICA ASE = área superficial unidade massa Influenciada por  Tamanho da partícula afeta: atrito, adsorção, tensão superficial.  Forma da partícula  Natureza da partícula: MO, ASE, decomposição.  Composição da partícula: atividade, superfície interna.

Propriedades Físicas do Solo Relação entre a área superficial de um cubo de massa conhecida e o tamanho de suas partículas. _No cubo maior (a) cada lado possui 64 cm2 de área superficial. O cubo tem seis lados, com área superficial total de 384 cm2 (6 lados x 64 cm2). Se o mesmo cubo fosse dividido em cubos menores (b) de modo que cada um tenha 2 cm de lado, o mesmo material será agora representado por 64 cubos pequenos (4 x 4 x 4). Cada lado do cubo pequeno terá 4 cm2 (2 x 2) de área superficial, resultando em 24 cm2 de área superficial (6 lados x 4 cm2). A área superficial total será de 1536 cm2 (24 cm2 x 64 cubos). Deste modo, a área superficial deste cubo será quatro vezes maior do que a área 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.

Propriedades Físicas do Solo Quanto mais fina a textura do solo, maior é a superfície efetiva exposta por suas partículas. Note que a adsorção, a expansão e outras propriedades físicas (plasticidade e coesão, calor de umedecimento) seguem a mesma tendência e aumentam rapidamente à medida que se aproximam da dimensão coloidal.

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 = {ASE, 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 dureza friabilidade plasticidade Pegaj. SECO ÚMIDO MOLHADO MUITO ADESÃO COESÃO

Propriedades Físicas do Solo 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