Apostila Prop Fisicas Solo - Sta Maria

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CINCIAS RURAIS

Propriedades fsica do solo

Dalvan Jos Reinert e Jos Miguel Reichert

Santa Maria, Maio de 2006

1 Propriedades fsicas do soloOs solos minerais so constitudos por uma mistura de partculas slidas de natureza mineral e orgnica, ar e gua, formando um sistema trifsico, slido, gasoso e lquido. As partculas da fase slida variam grandemente em tamanho, forma e composio qumica e a sua combinao nas vrias configuraes possveis forma a chamada matriz do solo. Considerando o solo como um corpo natural organizado, portanto ocupando dado espao, a recproca da matriz do solo forma a porosidade dos solos. Outro fator que interfere diretamente na porosidade dos solos refere-se maneira com que as partculas slidas se arranjam na formao dos solos. Duas propriedades fsicas, hierarquicamente mais importantes, referem-se a textura do solo, que definida pela distribuio de tamanho de partculas, e a estrutura do solo definida pelo arranjamento das partculas em agregados. A porosidade do solo, por sua vez, responsvel por um conjunto de fenmenos e desenvolve uma srie de mecanismos de importncia na fsica de solos, tais como reteno e fluxo de gua e ar, e, se analisada conjuntamente com a matriz do solo, gera um grupo de outras propriedades fsicas do solo associadas s relaes de massa e volume das fases do sistema solo. No menos importante so as propriedades associadas reao mecnica do solo aplicao de foras externas. A fsica de solos estuda e define, qualitativa e quantitativamente, as propriedades fsicas, bem como sua medio, predio e controle, com o objetivo principal de entender os mecanismos que governam a funcionalidade dos solos e seu papel na biosfera. A importncia prtica de se entender o comportamento fsico do solo est associada ao seu uso e manejo apropriado, ou seja, orientar irrigao, drenagem, preparo e conservao de solo e gua. A definio de um solo fisicamente ideal difcil devido ao tipo e natureza das variaes fsicas dos solos que ocorrem ao longo da profundidade do solo, na superfcie da paisagem e ao longo do tempo. Um exemplo clssico refere-se ao suprimento de gua e ar que variam continuamente junto com os ciclos de umedecimento e secagem, que ocorrem com a alternncia de chuva e estiagem. Um solo considerado fisicamente ideal para o crescimento de plantas quando apresenta boa reteno de gua, bom arejamento, bom suprimento de calor e pouca resistncia ao crescimento radicular. Paralelamente, boa

estabilidade dos agregados e boa infiltrao de gua no solo so condies fsicas importantes para qualidade ambiental dos ecossistemas. O conceito de um solo fisicamente ideal complexo e carece de melhor definio quantitativa. No entanto, j h indicao clara de uma srie de valores quantitativos de indicadores da qualidade fsica de um solo, seja valores ideais, crticos ou restritivos ao crescimento de plantas ou na qualidade ambiental. 1.1 Textura do solo A textura do solo definida pela proporo relativa das classes de tamanho de partculas de um solo. A Sociedade Brasileira de Cincia do Solo define quatro classes de tamanho de partculas menores do que 2 mm, usadas para a definio da classe de textura dos solos: Areia grossa 2 a 0,2 mm ou 2000 a 200 m Areia fina 0,2 a 0,05 mm ou 200 a 50 m Silte 0,05 a 0,002 mm ou 50 a 2 m Argila menor do que 2 m Desconsiderando a presena da matria orgnica e de partculas maiores do que 2 mm no solo, o total de partculas de um solo igual ao somatrio da proporo de areia, silte e argila, de maneira que um solo pode ter de 0 a 100% de areia, de silte e de argila. O nmero possvel de arranjamento resultante da combinao das propores de classes de partculas muito grande, o que impulsionou o desenvolvimento de um sistema de classificao grfico e funcional para definio das classes de textura dos solos. O sistema consta da sobreposio de trs tringulos issceles que representam a quantidade de argila, silte e areia do solo (Figura 1). A avaliao da textura feita diretamente no campo e em laboratrio. No campo, a estimativa baseada na sensao ao tato ao manusear uma amostra de solo. A areia manifesta sensao de aspereza, o silte maciez e a argila maciez e plasticidade e pegajosidade quando molhada. No laboratrio, a amostra de solo dispersa numa suspenso e, por peneiramento e sedimentao, se determina exatamente a proporo de areia, argila e por diferena a de silte.

10 0

Qual a classe textural de um solo com 35%0

de argila, 32% de silte e 33% de areia? A9010

10

90

isolinha correspondente a 35% de argila2080

80

20

70

30

Muito Argiloso

inicia no ponto correspondente a 35 na escala3070

da lateral esquerda do TT e se prolonga60

,%

Ar gila

60

40

paralela base. A do silte inicia no ponto da escala direita e prolonga-se paralelamente lateral esquerda do TT e a da areia inicia no ponto da escala da base do TT e prolonga-se

40

% te, Sil

50

50

ArgilaFranco Argiloso

50

40

60 70 80 90

Argila Arenosa

Argila Siltosa

50

20

Franco Argilo Arenoso Franco Arenoso

Franco Argilo Siltoso

60

40

70

30

30

paralela lateral direita. A interseo das trs8020

Franco

Ar ei90 10

10

0

Areia

aF ran

Franco Siltoso

linhas ocorrer numa figura geomtrica10

dentro do TT que corresponder a classe textural. No exemplo, a interseo das linhas tracejadas indicam que a classe textural do solo Franco Argilosa0 10

90

ca70 30 60 40 50 50 40 60 30 70 20 80

Silte10 90

100

80 20

0

Areia, %

Figura 1 Tringulo textural (TT) com as 13 classes texturais. Ao lado exemplo explicativo de como obter a classe textural. A natureza e a forma das partculas do solo foram elementos chaves para a definio, que emprica, das classes de tamanho de partculas e, juntamente com a experincia prtica, da delimitao das classes texturais no TT. Assim, as partculas de areia e silte, especialmente nos solos do Brasil, so predominantemente de forma esfrica e composio mineralgica formada por quartzo, ao passo que as partculas de argila so de formato laminar e compostas por minerais de argila (caulinita, ilita, montmorilonita,...) e xidos (de Fe, Al, ..). A classe textural determinada pela distribuio do tamanho de partculas e juntamente com o tipo de argila marcadamente afetam outras propriedades fsicas como a drenagem e a reteno de gua, a aerao e a consistncia dos solos. Na tabela 1 so listadas algumas propriedades dos solos influenciadas pelo tamanho das partculas dos solos. Tabela 1 Relao da textura do solo com algumas propriedades dos solos. Solos arenosos Menor porosidade do solo Solos argilosos Maior porosidade do solo

Menor micro e maior macroporosidade Baixa reteno de gua Boa drenagem e aerao Menor densidade do solo Aquece rpido Resiste compactao Baixa CTC Mais lixivivel Maior eroso Coeso baixa, frivel Consistncia frivel quando mido Fcil preparo mecnico Matria orgnica baixa e decomposio

Maior micro e menor macroporosidade Alta reteno de gua Drenagem lenta e pouco arejado (se pouco agregados) Maior densidade do solo Aquece lentamente Maior susceptibilidade compactao Maior CTC Menos lixivivel Mais resistente eroso Coeso elevada, firme Consistncia plstica e pegajosa quando molhado Mais resistente ao preparo (pesado)

rpida Matria orgnica mdia a alta e menor taxa de decomposio

A classe textural de um solo uma caracterstica importante de um solo porque varia muito pouco ao longo do tempo. A mudana somente ocorrer se houver mudana da composio do solo devido eroso seletiva e/ou processos de intemperismo, que ocorrem em escala de sculos a milnios. Portanto, o uso e o manejo do solo afetam muito pouco a textura de um solo, implicando no fato que em nvel de propriedade rural, em rea com classe textural similar, as variaes da qualidade fsica esto associadas variao de outras propriedades fsicas. 1.2. Estrutura do solo A estrutura do solo refere-se ao agrupamento e organizao das partculas do solo em agregados e relaciona-se com a distribuio das partculas e agregados num volume de solo. Considerando que o espao poroso de importncia similar ao espao slido, a estrutura do solo pode ser definida tambm pelo arranjamento de poros pequenos, mdios e

grandes, com conseqncia da organizao das partculas e agregados do solo. Esta ltima definio aponta um dos principais e primrio efeito da estrutura na qualidade dos solos. A estrutura do solo, conceitualmente, no um fator de crescimento das plantas ou indicativo direto da qualidade ambiental. Porm, est relacionada indiretamente com praticamente todos os fatores que agem sobre eles. O suprimento de gua, a aerao, a disponibilidade de nutrientes, a atividade microbiana e a penetrao de razes, dentre outros, so afetados pela estrutura dos solos. De acordo com a organizao das partculas e do ambiente de formao muitos tipos de agregados estruturais podem se formar. seguir. granular e grumosa agregados arredondados formados predominantemente na superfcie do solo sob influncia marcada da matria orgnica e atividade microbiolgica. Os grumos apresentam poros visveis. A sensao ao manusear o solo de friabilidade, soltando-se facilmente dos agregados vizinhos; laminar os agregados so de formato laminar e formados por influncia do material de origem ou em horizontes muito compactados; prismtica e colunar os agregados formam-se em ambientes mal drenados e em horizontes subsuperficiais com pequena influncia da matria orgnica. Normalmente so agregados grandes e adensados. Quando o topo dos prismas so arredondados teremos a estrutura colunar; blocos angulares e subangulares os agregados tm formato cubide e form