Cap.3 - Água do Solo

 

O 

solo pode ser definido como um sistema formado por uma rede de canalículos, enquadrados por superfícies sólidas, nos quais circula a  água e o ar, em que as suas propriedades fundamentais dependem da geometria desta rede, das propriedades das superfícies limitantes, e dos mecanismos que fornecem os elementos nutritivos às plantas a partir da  água existente no espaço poroso e das partículas sólidas.

 

No que respeita ao objectivo deste manual, interessa sobretudo considerar o solo como meio para o crescimento das plantas, e como sistema de armazenamento de  água, que permita criar as condições óptimas de abastecimento em água, e por conseguinte, de desenvolvimento das raízes.

Nestas condições, interessa conhecer, por um lado, a morfologia do espaço poroso, nomeadamente o número, dimensão, largura e forma dos poros - espaço poral -, pois é ele que, como à frente se verá, condiciona o movimento da  água no solo, e por outro, o volume de vazios em relação ao volume aparente de solo (soma dos volumes referentes às componentes gasosa, líquida e sólida do solo) - porosidade - que definirá a capacidade de armazenamento deste.

O espaço poroso do solo é constituído pelos interstícios ou poros limitados pelas partículas ou agregados de partículas, pelos espaços deixado pelas raízes decompostas, ou aberto pela fauna do solo, constituindo uma intrincada e irregular rede de canalículos de dimensões e forma bastante variáveis. Assim, é usual definir a porosidade de acordo com a sua dimensão, ou seja:

O espaço poroso do solo é ocupado em partes complementares por  água e ar, podendo estar, nos seus estádios limites, completamente seco (espaço poroso ocupado por ar), ou saturado (espaço poroso ocupado por  água). Entre estes estádios, nos quais a generalidade das plantas não consegue sobreviver, o espaço poroso é, como se disse, ocupado por ar e  água.

No que ao abastecimento das plantas diz respeito, interessa sobretudo considerar a capacidade de armazenamento em  água dos solos, e o movimento da  água nestes, que permita, a partir de uma determinada fonte de abastecimento, redistribuir a  água por todo o perfil considerado.

Assim, e no que ao armazenamento da  água diz respeito, interessa essencialmente considerar os microporos, pois é neles que o essencial da  água disponível para as plantas é retida. No que respeita ao movimento da  água, interessa considerar além dos micros os macroporos, visto ser através deles que se efectuam os movimentos mais rápidos da  água, como em pontos posteriores será  visto. Dentro destes, a velocidade do movimento da  água decresce dos grandes para os finos, os quais, pelas suas características poderão reter também alguma  água.

No que respeita ao desenvolvimento do sistema radical das plantas interessa referir que, para a maioria delas, ele só se desenvolve em condições de bom arejamento, permitindo, nestas condições, o desenvolvimento de um confuso sistema de raízes finas e muito ramificadas. O desenvolvimento do sistema radical depende, entre outros: 

• Do tipo de solo, ou seja, tende a ser mais compacto em solo férteis e do que em solos pobres
• Da dimensão dos poros, que permitam o seu desenvolvimento, uma vez que os poros de dimensão da ordem dos - 6 μm - constituem o limite inferior de acesso ao cabelame radical, ou seja, em solos muito compactos é impossível o desenvolvimento radical
• Do teor de humidade do solo, já  que, se este for elevado e superficial, o sistema radical se desenvolve nesta  área, dificultando a sobrevivência da planta em caso de seca. No entanto, no caso de um perfil de humedecimento adequado e profundo o desenvolvimento do sistema radical para estas zonas facilitar  o desenvolvimento da planta na situação de deficiência de  água.

Pode assim dizer-se que o solo representa um sistema bastante complexo, no qual a fase sólida é composta por partículas de diferentes composições, quer físicas quer químicas, por diferentes tamanhos, forma e orientação, cuja organização e acomodação determina as características do espaço poroso, no qual a  água e o ar estão contidos e se movimentam.

É neste sistema complexo que a planta vai viver, com o qual o técnico e o agricultor têm que trabalhar. Para isso, torna-se necessário conhecer as relações entre os diversos constituintes minerais, orgânicos, bem como a forma como estão associados, que servirão de base ao modelo de exploração de um solo.

O diagrama da Fig.3.1 mostra as três fases que compõem um solo, a partir da qual é possível estabelecer algumas relações físicas do maior interesse prático.

Figura 3.1 - Diagrama esquemático das três fases de um solo (de Soilmoisture equip. Corp.)

ÍNDICE

3 - ÁGUA DO SOLO.. 49

3.1 - Considerações Gerais. 49

3.2 - Modos de Exprimir o Teor em Água do Solo. 51

3.2.1 - Aplicação Numérica. 53

3.3 - Retenção da Água do Solo. 54

3.3.1 - Potencial de Água no Solo. 54

3.3.2 - Aplicação Numérica. 59

3.3.3 - Modos de Exprimir o Potencial da Água no Solo. 60

3.3.4 - Curvas Características da Água no Solo. 60

3.3.4.1 – Considerações Gerais. 60

3.3.4.1 – Funções de pedo-transferência. 62

3.3.5 - Métodos Utilizados na Medição da Água do Solo. 63

3.3.5.1 - Medição do Teor em Água. 63

3.3.5.1.1 - Introdução. 63

3.3.5.1.2 - Métodos Directos. 64

3.3.5.1.2.1 - Método Gravimétrico. 64

3.3.5.1.3 - Métodos Indirectos. 65

3.3.5.1.3.1 - Aparência do solo. 66

3.3.5.1.3.2 - Tensiómetro. 66

3.3.5.1.3.2.1 - Considerações gerais. 66

3.3.5.1.3.2.2 - Preparação e instalação. 70

3.3.5.1.3.2.3 - Tipos de Tensiómetros. 71

3.3.5.1.3.2.3.1 - Tensiómetros de vácuo. 71

3.3.5.1.3.2.3.2 - Tensiómetros de mercúrio. 72

3.3.5.1.3.2.3.3 - Tensiómetros Electrónicos. 73

3.3.5.1.3.2.3.4 – Tensiómetros Automáticos. 73

3.3.5.1.3.2.3.4 – Aplicação Numérica. 74

3.3.5.1.3.3 - Blocos de resistência eléctrica. 75

3.3.5.1.3.3.1 - Considerações gerais. 75

3.3.5.1.3.3.2 - Preparação e instalação. 76

3.3.5.1.3.4 - Método Neutrónico. 79

3.3.5.1.3.3.1 - Considerações gerais. 79

3.3.5.1.3.1.2 - Constituição das Sondas de Neutrões. 80

3.3.5.1.3.1.3 - Vantagens e inconvenientes. 80

3.3.5.1.3.1.4 - Calibração. 82

3.3.5.1.3.1.5 - Precisão e Domínio de Aplicação. 83

3.3.4.1.3.1.6 - Aplicação Numérica. 84

3.3.5.1.3.5 – Métodos Baseados na Constante Dieléctrica do Solo. 85

3.3.5.1.3.5.1 – Introdução. 85

3.3.5.1.3.5.2 - TDR.. 86

3.3.5.1.3.5.2.1 - Fundamento. 86

3.3.5.1.3.5.2.2 - Vantagens e inconvenientes. 87

3.3.5.1.3.5.2.3 – Tipos de sondas TDR.. 87

3.3.5.1.3.5.2.3.1 - Sistema TRASE. 87

3.3.5.1.3.5.2.3.1.1 - Constituição. 87

3.3.5.1.3.5.2.3.1.2 – Funcionamento. 88

3.3.5.1.3.5.2.3.2 - Sistema TRIME. 89

3.3.5.1.3.5.2.3.2.1 - Constituição. 89

3.3.5.1.3.5.2.3.2.2 - Funcionamento. 91

3.3.5.1.3.5.2.4 - Instalação. 92

3.3.5.1.3.5.2.4.1- Sondas tubo de acesso - Instalação dos tubos de acesso da sonda. 92

3.3.5.1.3.5.2.3.3 - Sistema Spectrum- TDR300. 92

3.3.5.1.3.5.2.3.4 - Sistema AQUAFLEX.. 92

3.3.5.1.3.5.2.3.5 - Sistema “GRO-POINT”. 93

3.3.5.1.3.5.3 – Método do FDR.. 94

3.3.5.1.3.5.3.1 - Considerações Gerais. 94

3.3.5.1.3.5.3.2 - Vantagens e inconvenientes. 94

3.3.5.1.3.5.3.3 - "Enviroscan". 95

3.3.5.1.3.5.3.3.1 - Introdução. 95

3.3.5.1.3.5.3.3.2 - Fundamento teórico. 95

3.3.5.1.3.5.3.3.3 - Constituição. 96

3.3.5.1.3.5.3.3.4 - Instalação. 97

3.3.5.1.3.5.3.3.5 - Calibração. 98

3.3.5.1.3.5.3.4 - “Diviner”. 99

3.3.5.1.3.5.3.4 - Sonda Delta-T HH2. 100

3.3.5.1.3.5.3.4.1 - Introdução. 100

3.3.5.1.3.5.3.4.2 - Fundamento teórico. 100

3.3.5.1.3.5.3.4.3 - Constituição. 101

3.3.5.1.3.5.3.5 – “C-Probe”. 101

3.3.5.1.3.5.3.6 - Sonda “ThetaProbe - Delta T”. 102

3.3.5.1.3.5.3.7 - Sonda - Sentek “EasyAg“. 102

3.3.5.1.3.5.3.8 - Sonda “Gopher”. 102

3.3.5.1.3.5.3.9 - Sonda ECH2O.. 103

3.3.5.1.3.5.3.10 – Métodos Psicrométricos. 104

3.3.5.1.3.5.3.10.1 - Introdução. 104

3.3.5.1.3.5.3.10.2 - Métodos de Operação. 104

3.3.5.1.4 – Comparação entre Técnicas. 106

3.3.6 - Curva de Tensão de Humidade. 109

3.4 - Alguns Dados Fundamentais Com Relevo Especial para a Rega. 112

3.4.1 - Parâmetros Hídricos do Solo. 112

3.4.2 - Aplicação Numérica. 119

3.5 - Movimento da Água no Solo. 121

3.5.1 - Considerações Gerais. 121

3.5.2 - Conceitos de Carga Hidráulica e Gradiente hidráulico. 121

3.5.3 - Condutividade Hidráulica. 125

3.5.3.1 - Determinação da Condutividade hidráulica. 131

3.5.3.1.1 - Em Solo Saturado. 131

3.5.3.1.1.1 - Aplicação Numérica. 135

3.5.3.1.2 - Em Solo não Saturado. 136

3.5.4 - Infiltração. 138

3.5.4.1 - Introdução. 138

3.5.4.2 - Descrição do Processo de Infiltração. 139

3.5.4.3 - Efeito de Vários Factores Sobre a Infiltração. 142

3.5.4.4 - Métodos de Medição da Infiltração. 144

3.5.4.4.1 – Considerações Gerais. 144

3.5.4.4.2 – Escolha do Local do Teste. 144

3.5.4.4.3 – Metodologia para o Tratamento dos resultados. 145

3.5.4.4.4 – Métodos para a determinação da infiltração. 146

3.5.4.4.4.1 - Infiltrómetro de Alagamento. 146

3.5.4.4.4.1.1 – Duplo Anel 146

3.5.4.4.4.1.1.1 - Considerações Gerais. 146

3.5.4.4.4.1.1.2– Preparação do Local do Teste. 149

3.5.4.4.4.1.1.3 – Condução do Teste. 149

3.5.4.4.4.1.1.4 – Aplicação Numérica. 150

3.5.4.4.4.1.2 – Sulco Bloqueado. 152

3.5.4.4.4.1.2.1 – Considerações Gerais. 152

3.5.4.4.4.1.2.2– Preparação e Condução do Teste. 157

3.5.4.4.4.1.2.3 – Aplicação Numérica. 158

3.5.4.4.4.1.3 - Infiltração numa Faixa. 163

3.5.4.4.4.1.4 – Infiltrómetro de Aspersão. 164

3.5.4.4.4.1.4.1 – Considerações Gerais. 164

3.5.4.4.4.1.4.2 - Descrição do Infiltrómetro. 165

3.5.4.4.4.1.4.3 – Preparação do Local do Teste. 166

3.5.4.4.4.1.4.4 – Realização do Teste. 167

3.5.4.4.4.1.4.5 – Exemplo de Aplicação. 168

3.5.4.4.4.1.4.6 – Determinação da infiltração ajustada a rega por pivot 169

3.5.4.4.4.1.4.6.1 – Considerações gerais. 169

3.5.4.4.4.1.4.6.2 – Preparação e condução do ensaio. 169

3.5.4.4.4.1.5 – Infiltrómetro de Gota-a-Gota. 170

3.5.4.4.4.1.5.1 – Considerações Gerais. 170

3.5.4.4.4.1.5.2 – Descrição do Infiltrómetro. 170

3.5.4.4.4.1.5.2 – Montagem e funcionamento. 170

3.6 – Conclusões. 171