O Solo do Ponto de Vista Físico do solo de maior interesse agronômico Atributos Físicos do solo de maior interesse agronômico

I - O que é solo, do ponto de vista agronômico ? O Solo como Meio para o Desenvolvimento das Plantas Definições de solo: Camada externa e agriculturável da superfície terrestre que juntamente com o clima compõe o meio físico que condiciona toda a atividade agropecuária. Porção superior do regolito, diferenciada por horizontes, que se constitui em ambiente de vida das plantas superiores.

II - Como descrever o solo ? ATRIBUTOS do SOLO Pelos atributos de sua natureza, pelo que é “intrínseco” Pelos atributos de seu comportamento, pelas suas reações a fatores externos Características Propriedades * Marcos, Z.Z. Ensaio sobre epistemologia pedológica: 1.Definição de solo.2. Natureza e comportamento do solo. Cahiers O.R.S.T.O.M. ser. Pédol.. vol.XIX, n.1, 1982:5-28 (ORSTOM)-Office de la Recherche Scientifique et technique Outre Mer.

A - Atributos físicos do sistema solo: - Morfologia - Composição do Sistema Solo B - Atributos físicos da matriz do solo: - Composição da matriz - Composição granulométrica x Textura - Estrutura - Relações Massa/Volume entre os componentes da matriz. - Energia Potencial da água no solo

Morfologia Perfil de um solo: “corpo do solo” A00 M.O. não decomposta A0 M.O. humificada A1 hor. mineral c/ m.o A2 hor. de perdas A3 hor. de transição B1 hor. de transição B B2 hor. de iluviação B3 hor. de transição C Rocha em decomposição D Rocha matriz

Composição do Sistema Solo Sistema disperso de 3 fases: sólida (mineral+orgânica), líquida e gasosa. Fase sólida (matriz): 35 a 60% do volume total Fases líquida e gasosa: no espaço poroso - proporções variáveis Composição da matriz - Parte orgânica: 1 a 4% em peso nos solos minerais %MO = 20+(%argila/5) = limite da %MO entre solos minerais e orgânicos - Parte mineral: fragmentos de rochas >2mm até partículas coloidais <0,002mm (2m)

Composição granulométrica x Textura Frações do solo : (amostra de solo = terra) Esqueleto do solo (>2mm) Amostra natural = Terra Natural Terra Fina (<2mm) Areia muito grossa 2,00-1,00 mm Característica Composição Granulométrica proporção de partículas < 2mm Areia grossa 1,00-0,50 Areia média 0,50-0,25 Areia fina 0,25-0,10 Areia muito fina 0,10-0,05 Limo (silte) 0,05-0,002 Textura Propriedade: Sensação que dá ao tato (grosseira, fina, sedosa,untuosa) Argila <0,002

A importância da textura do ponto de vista físico (determina, praticamente, todas as demais propriedades) é fator determinante das propriedades de retenção e capacidade de armazenamento de água é fator determinante na distribuição de poros e, consequentemente, das propriedades de condução de água e gases e suas trocas com a atmosfera e plantas é fator determinante da estrutura do solo (diferenças nas interações elétricas) é fator determinante das propriedades de resistência à penetração de raízes e à implementos de movimentação mecânica do solo é fator determinante de propriedades térmicas do solo, tais como capacidade calorífica, condutividade térmica

Estrutura Característica que exprime o posicionamento espacial relativo de cada componente do sistema. Ao nível de partículas primárias (areia, limo e argila) Microestrutura Ao nível macroscópico (agregados) Padrão estrutural ou Macroestrutura Caracterização da estrutura Qualitativamente Quantitativamente Tipo: esferoidal cúbica laminar, etc Classe: pequena, média, grande, etc Grau: sem, fraco, moderada, forte Estabilidade Porosidade (distribuição de poros)

A importância da estrutura do ponto de vista físico Grande parte dos aspectos da estrutura dos solos tem maior interesse para fins de classificação de solos (aspectos qualitativos) embora muitos desses aspectos possam oferecer boas indicações sobre as qualidades físicas do solo para fins agrícolas. Os dois principais aspectos de caracterização da estrutura são: porosidade (distribuição de poros) e agregação A estrutura é importante fator nos processos de retenção e transferência que ocorrem no sistema: trocas gasosas, retenção e movimento da água e calor. A estrutura é fator importante no processo de desenvolvimento radicular das plantas. A estrutura reflete a qualidade dos sistemas de manejo físico do solo (compactação). A estrutura é fator de identificação do estado de degradação dos solos.

Relações Massa/Volume entre os componentes da matriz. mP, vP (partículas) ml, vl (solução) mg, vg (gases) vv = vl + vg Poros ou vazios mt , vt Outras características físicas do sistema e/ou de seus componentes Densidade das partículas: Densidade do solo (global): Porosidade total:

Água no solo: Umidade à base de massa: Umidade à base de volume: Armazenamento de água: z L A

Solutos no solo: Concentração a base de volume de solução Concentração a base de volume de solo Concentração a base de massa de solo

Fração gasosa ou ar do solo: Pricipais Gases : O2 CO2 N2 Atmosfera livre: 20,9 0,03 78,9 respiração, decomposição de MO = diferenças de concentração Aeração do solo = trocas = uniformização Atmosfera do solo: 19,6 0,9 79,5 Concentração do gases no ar do solo: Por volume de ar do solo: Porosidade livre de água Por volume de solo:

Calor específico ou capacidade térmica: Calor no solo: Calor específico ou capacidade térmica: onde Cp = capacidade térmica das partículas= 0,4 cal/cm3.oC Ca = capacidade térmica da água=1cal/cm3.oC para solos orgânicos: Cmo= 0,6

A Importância das relações massa/volume: A densidade de partículas é o reflexo da constituição do solo mas varia muito pouco de solo para solo exceto p/ solos orgânicos. Densidade do solo e porosidade - refletem o estado de agregação e de compactação dos solos. A quantificação da água no solo, juntamente com a caracterização do seu estado energético (potencial) é fundamental na avaliação das condições para o desenvolvimento das plantas e dos seus processos dinâmicos no solo. As demais relações quantitativas para a água do solo ,solutos e gases (concentrações) e calor (capacidade calorífica) apresentam interesse direto, no que diz respeito à caracterização das condições do sistema como meio para o desenvolvimento das plantas e microorganismos (umidade, salinidade, aeração, condições térmicas), e são relações fundamentais para a quantificação dos seus respectivos processos dinâmicos no solo.

Energia Potencial da água no solo A água do solo, da planta, da atmosfera ou de qualquer outro sistema, assim como qualquer corpo na natureza, pode ser caracterizada por um ESTADO de ENERGIA - Descreve-se o Estado especificando-se os valores numéricos de um certo número de variáveis denominadas “Funções de Estado” que dependem apenas das características do sistema na situação em que ele se encontra no momento (função de ponto). Diferentes Formas de Energia Podem Estar Envolvidas Uma vez que a água movimenta-se no solo à baixas velocidades, a caracterização do seu Estado de Energia é feita pela sua Energia Potencial Energia Livre de Gibbs = Potencial Total da Água “Função de Estado”em uma forma mais adequada para a caracterização do Estado de Energia da água no solo

A- Potencial da água do solo Movimento da água no solo B- Potencial da solução do solo Movimento da solução no solo Avaliação em relação a um Estado de Referência A- água livre (sem a influência da matriz), em um dado referencial de posição, à mesma temperatura da água no solo e à pressão atmosférica padrão = 0,101325MPa B- solução livre (sem a influência da matriz), com a mesma composição química da solução do solo, em um dado referencial de posição, à mesma temperatura e à mesma pressão atmosférica padrão

Potencial da solução do solo Referência = água pura e livre Para fins práticos: processos que ocorrem no solo são isotérmicos. Portanto: Total Pressão Gravitacional Osmótico Mátrico

Energia Livre de Gibbs = Energia (grandeza extensiva) - Unidades de Potencial Energia Livre de Gibbs = Energia (grandeza extensiva) - depende da extensão do sistema Conveniente expressar em Energia por unidade de outra grandeza que expressa a extensão do sistema: Energia por unidade de massa: (joule/kg) Energia por unidade de volume: (Pascal) Energia por unidade de peso: (carga hidráulica)

Representa a diferença de potencial entre a solução no solo - Potencial de Pressão Representa a diferença de potencial entre a solução no solo e a água no estado de referência devida a uma diferença de pressões sobre as duas situações - ocorre em condições de solo saturado ou sob lâminas de água: (pressão) H de água A Solo saturado (energia/massa) (Energia por peso= carga hidráulica)

z - Potencial Gravitacional A Corresponde à energia potencial do campo gravitacional - está sempre presente - geralmente é tomada como zero na superfície do solo Z=0 A z

- Potencial Osmótico Desprezível devido às baixas concentrações das soluções do solo e só contribui para o movimento da água na presença de membranas semi- permeáveis (interface solo/raiz). Solução do solo H2O pura C0 C1 C1=10-3 Mol/litro Membrana semi-permeável

- Potencial Mátrico

Observações Gerais sobre a Importância Agronômica dos Atributos Físicos do Solo São muito amplas e diversificadas as técnicas disponíveis para a caracterização física dos solos, mas tal caracterização tem permitido basicamente apenas o conhecimento detalhado do sistema solo em si, incluindo-se os diferentes processos físicos que nele ocorrem. Pouco se conhece sobre as relações entre comportamento das plantas cultivadas e os atributos físicos do solo, principalmente no que se refere à quantificação dessas relações. Um dos principais desafios da física do solo parece estar em compreender melhor (quantificar) as “exigências” das plantas quanto às condições físicas ideais do solo e de que forma manejar o sistema solo no sentido de garantir tais condições e maximizar a produtividade. Caracterização Física do Solo Recomendações de manejo