EHD703 – Técnicas de Irrigação Água no Solo Prof. Benedito Cláudio da Silva

Água do solo x água subterrânea Infiltração Poros ocupados por ar e água (água do solo) Zona não saturada Percolação Poros ocupados por água (água subterrânea) Zona saturada Camada impermeável

água subterrânea Água do solo x

Água no solo O solo é uma mistura de materiais sólidos, líquidos e gasosos. Na mistura também encontram-se muitos organismos vivos (bactérias, fungos, raízes, insetos, vermes)

Composição do solo

Parte sólida do solo Normalmente analisada do ponto de vista do diâmetro das partículas que compõe o solo: Diâmetro (mm) Classe 0,0002 a 0,002 Argila 0,002 a 0,02 Silte 0,02 a 0,2 Areia fina 0,2 a 2,0 Areia grossa

Textura do solo

Textura do solo Sand Loamy sand Sandy loam Silt loam Loam Textura (português) Textura (inglês)  Arenosa Sand areia franca Loamy sand         franco arenosa Sandy loam           franco siltosa Silt loam franca Loam             franco argilo arenosa Sandy clay loam   franco argilo siltosa Silty clay loam franco argilosa Clay loam         argilo arenosa Sandy clay         argilo siltosa Silty clay             argila Clay                 Siltosa Silt

dp também é chamada de densidade das partículas sólidas do solo

dg também é chamada de densidade aparente do solo

Razão de Saturação do Solo – Relação entre o volume de água e o volume de poros. 𝑆= 𝑉 𝑤 𝑉 𝑎 = 𝜃 𝑃 Solo seco: S = 0 Solo saturado: S = 1

Exercícios ds = dp

Método da Estufa Consiste em retirar amostras do solo, na área e profundidade que se deseja saber a umidade, colocá-las em um recipiente fechado, geralmente de alumínio, e trazê-las para o laboratório. Pesa-se o recipiente com a amostra de solo úmido (M1) e coloca-se o recipiente, aberto, em uma estufa a 105-110oC. Após 24 horas, no mínimo, retira-se o recipiente com o solo já seco da estufa e pesa-se novamente (M2). Sendo M3 o peso do recipiente, a umidade em peso será dada por: A umidade em volume por ser estimada por: 𝑈= 𝑀1−𝑀2 𝑀2−𝑀3 𝜃= 𝑀1−𝑀2 𝑀2−𝑀3 . 𝑑 𝑔 .100

Métodos derivados do método da estufa Método do Forno de Microondas Método do álcool Método da frigideira

Método das pesagens

Medição de umidade do solo O método TDR (Time Domain Reflectometry ou reflectometria no domínio do tempo) está baseado na relação entre a umidade do solo e a sua constante dielétrica. Duas placas metálicas são inseridas no solo e é medido o tempo de transmissão de um pulso eletromagnético através do solo, entre o par de placas. A vantagem deste método é que não é necessário destruir a amostra de solo para medir a sua umidade, e o monitoramento pode ser contínuo. A desvantagem é que o método é indireto, e é preciso calibrar uma relação entre a resposta do aparelho de medição e a umidade do solo.

Medição da umidade do solo Moderação de neutrons O método da moderação de nêutrons está baseado na emissão de nêutrons por uma fonte radioativa inserida no solo através de tubos de acesso. Os nêutrons sofrem espalhamento pelos átomos de hidrogênio da água presente no solo, e alguns deles podem ser detectados por um detector também inserido no solo por um tubo de acesso. Quanto maior a contagem de nêutrons no detector, maior é o conteúdo de água na proximidade do equipamento (Libardi, 2012).

Usando sonda de neutrons

Disponibilidade de água no solo para as plantas

Quanto menor a umidade, maior o potencial mátrico

DISPONIBILIDADE REAL DE ÁGUA NO SOLO É a fração da disponibilidade total de água no solo que a cultura poderá utilizar sem afetar significativamente sua produtividade 𝐷𝑅𝐴=𝐷𝑇𝐴.𝑓 DTA é a disponibilidade real de água no solo (mm de água/cm de solo) f é o fator de disponibilidade de água no solo (0,2 – 0,8) Valores típicos de f: 0,4 para verduras e legumes 0,5 para frutas e forrageiras 0,6 para grãos e algodão Os valores de f também podem ser definidos com base n evapotranspiração de referencia – Eto (tabela a seguir)

CAPACIDADE TOTAL DE ÁGUA NO SOLO (CTA) É a quantidade de água disponível no solo até a profundidade efetiva do sistema radicular da planta a ser irrigada (Z). CTA em mm Z em cm 𝐶𝑇𝐴=𝐷𝑇𝐴.𝑍 CAPACIDADE REAL DE ÁGUA NO SOLO (CRA) É a quantidade de água disponível no solo considerando a profundidade efetiva do sistema e a sensibilidade da planta a ser irrigada. 𝐶𝑅𝐴=𝐶𝑇𝐴.𝑓 ou CRA em mm 𝐶𝑅𝐴=𝐷𝑅𝐴.𝑍 ou 𝐶𝑅𝐴=𝐷𝑇𝐴.𝑓.𝑍

Profundidades efetivas das raízes

IRRIGAÇÃO REAL NECESSÁRIA (IRN) É a quantidade real de água necessária à aplicação por irrigação. Podem ocorrem dois casos: Com irrigação total Quando a água da cultura for suprida somente pela irrigação 𝐼𝑅𝑁≤𝐶𝑅𝐴 ou 𝐼𝑅𝑁≤ 𝑈 𝑐𝑐 − 𝑈 𝑝𝑚𝑝 . 𝑑 𝑔 .𝑍.𝑓 10 (𝑚𝑚) b) Com irrigação suplementar Quando parte a água da cultura for suprida pela irrigação e o restante pela precipitação efetiva (Pe) 𝐼𝑅𝑁≤𝐶𝑅𝐴−𝑃𝑒 𝐼𝑅𝑁≤ 𝑈 𝑐𝑐 − 𝑈 𝑝𝑚𝑝 . 𝑑 𝑔 .𝑍.𝑓 10 −𝑃𝑒 (𝑚𝑚)

IRRIGAÇÃO TOTAL NECESSÁRIA (ITN) É a quantidade total de água necessária à aplicação por irrigação. Podem ocorrem dois casos: 𝐼𝑇𝑁= 𝐼𝑅𝑁 𝐸𝑎 Ea é a eficiência de aplicação da irrigação

Exercício a) Calcular a Disponibilidade Total de Água (ITN) para a seguinte condição: - Local: Muqui irrigação: total Evapotranspiração de referencia: 7 mm/dia Solo: Umidade na capacidade de campo = 32%, Umidade no ponto de murcha permanente = 18%, densidade aparente do solo = 1,2 g/cm3 Cultura: milho, profundidade efetiva das raizes = 50 cm b) Calcular o ITN para a condições do item a, assumindo uma precipitação efetiva de 14mm no período

Infiltração de água no solo

Equação de Kostiakov

Classificação dos solos quanto a VIB O valor de VIB é utilizado para se indicar quais os métodos de irrigação possíveis de serem usados em determinado solo, bem como a intensidade de máxima aplicada na irrigação por aspersão

Medição da Infiltração Infiltrômetro de anel

Medição da Infiltração Infiltrômetro de anel

Infiltrômetro de Anel Consiste de dois anel concêntrico, o de menor com 25 cm de diâmetro e o maior com diâmetro de 50 cm. Ambos com 30cm de altura. Os anéis devem ser instalados no solo com o auxilio de uma marreta. Coloca-se água, ao mesmo tempo nos dois anéis. Geralmente a lâmina de água no cilindro interno é maior externo, devido a função do cilindro externo que é apenas a orientação das linhas de corrente.

Infiltrômetro de Anel E com uma régua graduada acompanha-se a infiltração vertical no cilindro interno para vários intervalos de tempo. A capacidade de infiltração instantânea é calculada por: Onde: VI é a velocidade de Infiltração (mm/h) ; ∆h é a variação da lâmina d’água (mm); ∆t é o intervalo de tempo (h);

Infiltrômetro de Anel Resultado gráfico: velocidade (ou capacidade) de infiltração pelo tempo VIB Onde: I é a velocidade de Infiltração (mm/h) ; t é o tempo (h);

Equação obtida