Embed Size (px)
Citation preview
Aula de Ciência do SoloPedologia
Textura dos solosTextura dos solos
Profª da disciplina Drª Selma Simões de Castro
Estagiárias de Docência: Adriana Aparecida Silva Geogea R. S. de Sant'Ana
Textura dos solos
Abordagem da aula:
Parte 1 – Aula teórica
• Introdução às propriedades físicas do solo
• Textura do solo
• Consistência do solo
Parte 2 – Atividades práticas
• Teste manual de textura
• Experimento de infiltração
• Exercícios avaliativos
Introdução àsIntrodução àspropriedades físicas do solopropriedades físicas do solo
Introdução àsIntrodução àspropriedades físicas do solopropriedades físicas do solo
Parte 1
SOLO SOLO CONCEITO FÍSICO CONCEITO FÍSICO
Meio poroso, não rígido, trifásico, Meio poroso, não rígido, trifásico, formado de partículas que possuem formado de partículas que possuem complexidade de forma, tamanho e complexidade de forma, tamanho e estrutura mineralógica e algumas estrutura mineralógica e algumas partículas finitamente divididas de maneira partículas finitamente divididas de maneira a apresentar uma grande área superficial.a apresentar uma grande área superficial.
Espaço Poroso Sólidos
do solo
Ar
20 a 30%
Água
20 a 30%
Minerais
45%
Mat. Org.
5%
Espaço Poroso Sólidos
do solo
Ar
20 a 30%
Água
20 a 30%
Minerais
45%
Mat. Org.
5%
Partículas que apresentam diferentes tamanhos
Frações granulométricas
ou Frações texturais
Meio trifásicoMeio trifásico
Como é um soloComo é um solo
fisicamente ideal?fisicamente ideal?
SOLO FISICAMENTE IDEALSOLO FISICAMENTE IDEAL
É aquele que apresenta:É aquele que apresenta: Boa aeração e retenção de água;Boa aeração e retenção de água; Bom armazenamento de calor;Bom armazenamento de calor; Pouca resistência mecânica ao crescimento Pouca resistência mecânica ao crescimento
radicular.radicular.
Solo fisicamente idealSolo fisicamente ideal
Solo fisicamente degradadoSolo fisicamente degradado
Quais os elementos físicos do solo que Quais os elementos físicos do solo que apresentam relação com a produção de apresentam relação com a produção de
plantas?plantas?
Temperatura
Água
Aeração
tamanho poros
Resistência mecânica
tamanho poros
ÁguaAeração
TemperaturaResistência Mecânica
Ou seja, problemas relacionados a:
Textura, mineralogia, Grau de desenvolvimento do perfil,Agentes cimentantes, Estrutura, Coloração, Topografia.
EstruturaDensidade do soloAgregaçãoTamanho de porosCaract. perfil
Lavração, plantio,adição
fertilizantes
ChuvasIrrigação/drenagem
RadiaçãoÁgua, Aeração,
Temperatura, Resistência mecânica.
Crescimento eDesenvolvimento de
Plantas
Quantidade de água
Quais características podem ser observadas em um Quais características podem ser observadas em um perfil de solo?perfil de solo?TexturaTexturaEstruturaEstruturaDensidade do SoloDensidade do Soloetc...etc...
É necessário, portanto, conhecer as propriedades físicas do solo...
Propriedades Físicas do SoloPropriedades Físicas do Solo Textura do soloTextura do solo Área superficial específicaÁrea superficial específica Consistência do soloConsistência do solo Agregação do soloAgregação do solo Densidade do soloDensidade do solo Densidade de partículasDensidade de partículas Porosidade do soloPorosidade do solo Resistência do solo à penetraçãoResistência do solo à penetração
Textura do soloTextura do soloTextura do soloTextura do solo
A textura do solo se refere à proporção A textura do solo se refere à proporção relativa das classes de tamanho de relativa das classes de tamanho de partículas de um solo. partículas de um solo.
A textura é importante para o entendimento A textura é importante para o entendimento do comportamento e manejo do solo.do comportamento e manejo do solo.
Durante a classificação do solo em um Durante a classificação do solo em um determinado local, a textura é muitas vezes determinado local, a textura é muitas vezes a primeira e mais importante propriedade a a primeira e mais importante propriedade a ser determinada ser determinada
A partir da textura, muitas conclusões A partir da textura, muitas conclusões importantes podem ser tomadasimportantes podem ser tomadas
FRAÇÃO GRANULOMÉTRICA
DIÂMETRO (mm)
Matacão > 200Calhau 200 –20
Cascalho 20 - 2Areia grossa 2 – 0,2
Areia fina 0,2 – 0,05Silte 0,05 – 0,002Argila < 0,002
Classes de tamanho de partículas do soloClasses de tamanho de partículas do solo
Os solos podem ser agrupados em Os solos podem ser agrupados em 13 classes texturais13 classes texturais no no TRIÂNGULO TEXTURAL – que define a classe TRIÂNGULO TEXTURAL – que define a classe textural do solotextural do solo
33% argila
40% silte
27% areia
Classe texturalFranco argilosa
Ex: 33% argilaEx: 33% argila 40% silte40% silte 27% areia27% areia
É possível alterar a textura É possível alterar a textura pelo manejo?pelo manejo?
Perdas em profundidade: migrações em profundidade (lixiviação)
Migrações laterais (eluviação/iluviação)
Perdas a partir da superfície: Exportação pelas colheitas Perdas pelo fogo Perdas pela enxurrada Perdas pelo vento
Textura do solo esta relacionada com:Textura do solo esta relacionada com:
1) Mineralogia 1) Mineralogia
_FRAÇÃO AREIA_FRAÇÃO AREIA – – minerais 1° (quartzo e outros minerais 1° (quartzo e outros silicatos)silicatos)
_FRAÇÃO ARGILA – minerais 2° (_FRAÇÃO ARGILA – minerais 2° (argilominerais:argilominerais: caulinita, esmectita, etc, e caulinita, esmectita, etc, e óxidos:óxidos: hematita, hematita, goethita, etc)goethita, etc)
2) CTC2) CTC
3) ASE3) ASE
4) Porosidade e densidade do solo4) Porosidade e densidade do solo
Relação entre tamanho de partícula e tipo de mineral presente.Relação entre tamanho de partícula e tipo de mineral presente.
_O quartzo é dominante na fração areia e em frações mais _O quartzo é dominante na fração areia e em frações mais grosseiras de silte.grosseiras de silte.
_Silicatos primários como o feldspato, hornoblenda e mica estão _Silicatos primários como o feldspato, hornoblenda e mica estão presentes na areia e em menores quantidades na fração silte.presentes na areia e em menores quantidades na fração silte.
_Minerais secundários, como óxidos de ferro e alumínio, são _Minerais secundários, como óxidos de ferro e alumínio, são predominantes na fração silte de menor diâmetro e na fração argila predominantes na fração silte de menor diâmetro e na fração argila mais grosseira.mais grosseira.
A textura do solo condiciona todos os fatores de A textura do solo condiciona todos os fatores de crescimento em menor ou maior grau.crescimento em menor ou maior grau.
Influi sobre:Influi sobre:
- Retenção, movimento e disponibilidade de água- Retenção, movimento e disponibilidade de água- Arejamento- Arejamento- Disponibilidade de nutrientes- Disponibilidade de nutrientes- Resistência à penetração de raízes- Resistência à penetração de raízes- Estabilidade de agregados- Estabilidade de agregados- - Compactabilidade dos solos Compactabilidade dos solos-- Erodibilidade Erodibilidade
Estabilidade/CompactabilidadeEstabilidade/Compactabilidade//ErodibilidadeErodibilidade
Relacionadas com a suscetibilidade à Relacionadas com a suscetibilidade à
degradação do solo quando cultivadodegradação do solo quando cultivado
Textura finaTextura fina Textura médiaTextura média Textura grosseiraTextura grosseiraARGILOSOSARGILOSOS francosfrancos ARENOSOSARENOSOS
retenção de água elevadaretenção de água elevada Retenção de água baixaRetenção de água baixaCirculação de água difícilCirculação de água difícil Circulação de água fácilCirculação de água fácil
Coesão elevadaCoesão elevada Coesão baixaCoesão baixaConsistência plástica e Consistência plástica e
pegajosa (molhado) e dura pegajosa (molhado) e dura (seco) (seco)
Consistência friável (seco ou Consistência friável (seco ou molhado)molhado)
Densidade do solo menorDensidade do solo menor Densidade do solo maiorDensidade do solo maiorPorosidade total maiorPorosidade total maior Porosidade total menorPorosidade total menorMicroporosidade maiorMicroporosidade maior Macroporosidade maiorMacroporosidade maior
Aeração deficienteAeração deficiente Boa aeraçãoBoa aeraçãoSuperfície específica elevadaSuperfície específica elevada Superfície específica baixaSuperfície específica baixa
Solos bem estruturadosSolos bem estruturados Solos sem estruturaSolos sem estruturaCTC elevadaCTC elevada CTC baixaCTC baixa
Difícil preparo mecânico, Difícil preparo mecânico, pouco lavados e mais ricos em pouco lavados e mais ricos em
elementos fertilizanteselementos fertilizantes
Fácil preparo mecânico, mais Fácil preparo mecânico, mais lavados e mais pobres em lavados e mais pobres em elementos fertilizanteselementos fertilizantes
Área superficial específicaÁrea superficial específica
ÁREA SUPERFICIAL ESPECÍFICAÁREA SUPERFICIAL ESPECÍFICAASE = ASE = área superficialárea superficial unidade massaunidade massa Influenciada porInfluenciada por Tamanho da partícula afeta:Tamanho da partícula afeta: atrito, adsorção, tensão superficial.atrito, adsorção, tensão superficial. Forma da partículaForma da partícula Natureza da partícula:Natureza da partícula: ↑↑MO, MO, ↑↑ASE, ASE, ↑↑decomposição.decomposição. Composição da partícula: Composição da partícula: atividade, superfície interna.atividade, superfície interna.
Relação entre a área superficial de um cubo de massa conhecida e o Relação entre a área superficial de um cubo de massa conhecida e o tamanho de suas partículas.tamanho de suas partículas.
_No cubo maior (a) cada lado possui 64 cm_No cubo maior (a) cada lado possui 64 cm22 de área superficial. O cubo de área superficial. O cubo tem seis lados, com área superficial total de 384 cmtem seis lados, com área superficial total de 384 cm22 ( (6 lados x 64 6 lados x 64 cmcm22). Se o mesmo cubo fosse dividido em cubos menores (b) de modo ). 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 que cada um tenha 2 cm de lado, o mesmo material será agora representado por representado por 64 cubos pequenos64 cubos pequenos (4 x 4 x 4). Cada lado do cubo (4 x 4 x 4). Cada lado do cubo pequeno terá 4 cmpequeno terá 4 cm22 (2 x 2) de área superficial, resultando em 24 cm (2 x 2) de área superficial, resultando em 24 cm22 de de área superficial (área superficial (6 lados x 4 cm6 lados x 4 cm22). A área superficial total será de 1536 ). A área superficial total será de 1536 cmcm22 ( (24 cm24 cm22 x 64 cubos x 64 cubos). Deste modo, a área superficial deste cubo ). Deste modo, a área superficial deste cubo será quatro vezes maior do que a área superficial do cubo maior.será quatro vezes maior do que a área superficial do cubo maior.
ÁREA SUPERFICIAL ESPECÍFICAÁREA SUPERFICIAL ESPECÍFICA
Relacionada comRelacionada com
CTC, retenção de água e nutrientes;CTC, retenção de água e nutrientes;
retenção e liberação de poluentes;retenção e liberação de poluentes;
expansão / contração;expansão / contração;
propriedades mecânicas:propriedades mecânicas:
coesão, resistência, plasticidade.coesão, resistência, plasticidade.
Quanto mais fina a textura do solo, maior é a superfície Quanto mais fina a textura do solo, maior é a superfície efetiva exposta por suas partículas. Note que a adsorção, efetiva exposta por suas partículas. Note que a adsorção, a expansão e outras propriedades físicas (plasticidade e a expansão e outras propriedades físicas (plasticidade e coesão, calor de umedecimento) seguem a mesma tendência coesão, calor de umedecimento) seguem a mesma tendência e aumentam rapidamente à medida que se aproximam da e aumentam rapidamente à medida que se aproximam da dimensão coloidal.dimensão coloidal.
Consistência do soloConsistência do soloConsistência do soloConsistência do solo
A consistência do solo se refere à resposta do A consistência do solo se refere à resposta do solo às forças externas que tentam solo às forças externas que tentam deformá-lo ou rompê-lo.deformá-lo ou rompê-lo.
Manifestação das forças de coesão e adesão Manifestação das forças de coesão e adesão sob diferentes condições de umidade.sob diferentes condições de umidade.
COESÃO: COESÃO: atração entre partículas de mesma atração entre partículas de mesma natureza (S-S) devido a: natureza (S-S) devido a:
Atração eletrostática entre superfíciesAtração eletrostática entre superfícies
Atração molecular (Van der Walls)Atração molecular (Van der Walls)
Materiais coloidaisMateriais coloidais
ff = {ASE, H2O, distância, orientação} = {ASE, H2O, distância, orientação}
ADESÃO: ADESÃO: atração entre partículas de natureza atração entre partículas de natureza distinta (L-S) devido a: distinta (L-S) devido a:
Tensão superficial d’água (há necessidade ar)Tensão superficial d’água (há necessidade ar)
Consistência Consistência depende dedepende de
TexturaTextura: : ↑↑ em solo argiloso em solo argilosoMineralogiaMineralogia: : ↑↑ em 2:1 em 2:1 Ex.: Vertissolo x LatossoloEx.: Vertissolo x LatossoloMOMO: : ↓↓ em solo argiloso, em solo argiloso, ↑↑ em solo arenoso em solo arenosoEstruturaEstrutura: : ↓↓ com a agregação com a agregação
Solo Molhado permite avaliar aPlasticidade e Solo Molhado permite avaliar aPlasticidade e Pegajosidade, sendo:Pegajosidade, sendo:
Não plástico; Ligeiramente plástico; Não plástico; Ligeiramente plástico; Plástico; Muito plásticoPlástico; Muito plástico
Não pegajoso; Ligeiramente Pegajoso; Não pegajoso; Ligeiramente Pegajoso; Pegajoso; Muito pegajosoPegajoso; Muito pegajoso
Consistência Consistência condicionacondiciona
Condições de preparo e cultivo-APLIC. PRÁT. Condições de preparo e cultivo-APLIC. PRÁT.
Resistência à penetração raízesResistência à penetração raízes
Estrutura (estabilidade de agregados)Estrutura (estabilidade de agregados)
ErodibilidadeErodibilidade
UMIDADE X CONSISTÊNCIAUMIDADE X CONSISTÊNCIA
durezadureza friabilidadefriabilidade plasticidadeplasticidade PegajosidadePegajosidade
SECOSECO ÚMIDOÚMIDO MOLHADOMOLHADOMUITOMUITO
MOLHADOMOLHADO
ADESÃOADESÃOCOESÃOCOESÃO
SOLO SECO - SOLO SECO - não há adesão e a coesão é máxima - não há adesão e a coesão é máxima - DUREZADUREZA
SOLO ÚMIDO - SOLO ÚMIDO - a coesãoa coesão↓↓ e a adesão e a adesão↑↑. As duas forças . As duas forças ocorrem conjuntamente - ocorrem conjuntamente - FRIABILIDADEFRIABILIDADE (solo é menos (solo é menos compactável)compactável)
SOLO MOLHADO - SOLO MOLHADO - a coesão desaparece e a adesão a coesão desaparece e a adesão atinge o máximo - atinge o máximo - PLASTICIDADEPLASTICIDADE
MUITO MOLHADO -MUITO MOLHADO - os filmes de água que recobrem os filmes de água que recobrem as partículas se tornam mais espessos - as partículas se tornam mais espessos - PEGAJOSIDADEPEGAJOSIDADE
SOLO SATURADO - SOLO SATURADO - FLUIDEZFLUIDEZ
Métodos para a determinação da textura do Métodos para a determinação da textura do
solosolo
em em laboratóriolaboratório: análise granulométrica: análise granulométrica
a a campocampo: pela sensação que o solo : pela sensação que o solo
molhado e amassado oferece ao tatomolhado e amassado oferece ao tato
Objetivo: separar as frações Objetivo: separar as frações constituintes do solo (areia, silte e constituintes do solo (areia, silte e argila) de acordo com seu diâmetro.argila) de acordo com seu diâmetro.
A metodologia consiste em dispersão A metodologia consiste em dispersão química e mecânica dos constituintes do química e mecânica dos constituintes do solo e separação por peneiramento e solo e separação por peneiramento e sedimentação.sedimentação.
Tapete de Borracha
Amostra Seca ao Ar
Peneira de 2mm
Destorroamento Peneiramento
Terra Fina Seca ao Ar (TFSA)
TFSA Balança
Agitador
Determinação da areia
Determinação de Argila
Fração Diâmetro Matacões > 20 cm Calhaus 20 mm a 20 cm
Cascalhos 2 a 20 mm Areia grossa 2 a 0,2 mm Areia fina 0,2 a 0,05 mm
Silte 0,05 a 0,002 mm Argila < 0,002 mm ou 2 µ
TFSA
Lei de StokesLei de Stokes
na qual:na qual:
d = diâmetro de partículas efetivo;d = diâmetro de partículas efetivo;
h = distância;h = distância;
t = tempo;t = tempo;
g = g = aceleração da gravidade = 9,81 Newton por quilograma (9,81 aceleração da gravidade = 9,81 Newton por quilograma (9,81 N/kg);N/kg);
η= viscosidade da água a 20 = viscosidade da água a 20 °°C = 1/1000 Newton–segundos por mC = 1/1000 Newton–segundos por m22 (10 (10 –3–3 Ns/m Ns/m22););
DDpp = densidade das partículas sólidas, para muitos solos = 2,65 x = densidade das partículas sólidas, para muitos solos = 2,65 x 101033 kg/m kg/m33;;
DDff = densidade do fluido (água) = 1,0 x 10 = densidade do fluido (água) = 1,0 x 1033 kg/m kg/m33..
V = ( )
η18
2fp DDgd
t
h −=
A lei de Stokes refere-se à força de fricção experimentada por objetos esféricos que se movem no seio de um fluido viscoso, num regime laminar de números de valores baixos
A textura é feita por estimativa, esfregando A textura é feita por estimativa, esfregando uma massa de solo úmida e homogeneizada uma massa de solo úmida e homogeneizada entre entre os dedosos dedos
AreiaAreia
SilteSilte
ArgilaArgila
Sensação aspereza, não plástico, não pegajoso
Sensação sedosidade, plástico, não pegajoso
Sensação sedosidade, plástico, pegajoso
Bibliografia utilizada
Slides: Universidade Federal de Santa Maria/Centro de Ciências Rurais/Departamento de Solos
Livro: Morfologia de solo: subsídios para caracterização e interpretação de solos a campo. Paulo Schneider, Egon Klant, Elvio Giasson. Guaída: Agrolivros, 2007
Capítulo 8 do livro Decifrando a Terra: Intemperismo e formação do solo. Maria Cristina M. Toledo, Sonia Maria B. de Oliveira, Adolpho J. Melfi. São Paulo: Oficina de textos, 2003
Textos do site: http://www.escola.agrarias.ufpr.br/experimentoteca.html
Parte 2 – Atividades práticas Teste manual de textura
Experimento de infiltraçãoMaterial: - 1 kg de argila ora modelar: - 1 kg de areia média ou fina de construção ou de rio; - 1 kg de amostra de solo in natura do quintal ou de algum terreno algo assim; - 1 saco plástico aberto pra forrar a mesa; - 3 garrafas pet cortadas em cima qdo começa a afunilar pra fazer um filtro - 3 filtros de café tamanho 103 - 5 ou 6 folhas de papel toalha pra limpar as mãos ao término de cada experiência
Textura dos solos - teste manual de textura
Textura dos solos - experimento de infiltração com as garrafas Pet
3 garrafas Pet, com a parte superior cortada, sem a tampnha, com filtro de café dentro e amostras (garrafa 1 argila, garrafa 2 areia,a garrafa 3 solo);
o exercício objetiva medir o volume de água percolado no interior das 3 amostras, contado o tempo que depois deve ser convertido pra mm/hora.
