RELAÇÕES ÁGUAÁGUA-SOLOSOLO-PLANTA 1. Relação massa volume dos constituintes do solo. solo.
Var
Mar
Va
Ma
Vv Vt
Vs
Mar = massa de ar Ma = massa de água Ms = massa de sólidos Mt = massa total t t l
Mt
Ms
Var = volume de ar Va = volume de água Vv = volume de poros (vazios) = Var + Va Vs V = Volume V l de d sólidos ólid Vt = Volume total
Relação massa – volume dos constituintes do solo.
1.1 Densidade das partículas (dp)
Ms M dp = V Vs
(g/cm3) ~ 2,65
f ((nat. t Mineralógica: Mi ló i feldspatos, f ld t quartzo) t ) M.O (1,3 – 1,5)
Relação massa – volume dos constituintes do solo.
1.2 Densidade do solo (ds)
Ms ds = Vt
(g/cm3)
f (textura, estrutura, grau compactação) SOLOS TEXTURA:
ds
GROSSA
, – 1,8 , g g/cm3 1,3
FINA
1,0 – 1,4 g/cm3
ORGÂNICO
0,2 – 0,6 g/cm3
Relação massa – volume dos constituintes do solo.
2. Umidade do solo com base em massa (U)
gH H 2O Ma Mt M M − Ms M = = U= Ms Ms gsolosec o Mt Ms = 1 + U Mt = 100 g Ms = 90,9 g U = 10%
Relação massa – volume dos constituintes do solo.
3. Umidade do solo com base em volume (Θ )
Va cm 3 H 2 O Θ = = cm 3 solo Vt Ma da = Va
Ms ds = Vt
Ma ds Θ = X Ms da da = 1g/cm3
Relação massa – volume dos constituintes do solo.
4. Porosidade do solo (η )
Vv Var + Va η= = Vt Vt η=
(cm3/cm3)
Vt − Vs Vs =11 − Vt Vt
Ms ds = V Vt Ms dp = Vs
ds η= 1 − dp
Relação massa – volume dos constituintes do solo.
5. Porosidade livre de água (E )
Var Ε = Vt Vv − Va Ε= Vt
=η–Θ
Relação massa – volume dos constituintes do solo.
6. Grau de saturação (Θgs )
Va Θ gs = V Vv
= Θ/ η
SOLO SECO Θgs = 0 SOLO SATURADO Θgs = 1
Exercício 100 cm3 de solo tem massa úmida igual a 1460g e peso seco de 1200g. Sabendo-se que a dp = 2,65 g/cm3, calcular: a) umidade com base em massa seca; b) umidade volumétrica; c) densidade do solo; d) porosidade do solo; e) porosidade livre de água; f) grau de saturação.
Métodos de determinação da umidade do solo. solo. ¾G i ét i ¾Gravimétrico; ¾Das pesagens; ¾Dos volumes; ¾Tensiômetro; ¾Blocos de gesso; ¾Sonda de nêutrons; ¾Speed (Carbureto); ¾Frigideira.
Métodos de determinação da umidade do solo 1 Gravimétrico (Padrão) 1.
Mt− Ms U= Ms X100 Estufa – (105 – 110°C – 24 a 48 horas)
Métodos de determinação da umidade do solo 2. Método das pesagens (Frasco Papadakis)
U
‘
dp = (M − M ' ) X dp − 1
100 X U ‘
U = 100 −
U
(umidade com base em massa úmida)
(umidade com base em massa seca) ‘
M = massa do frasco + solo seco + água (Padrão) M’ = massa do frasco + solo úmido + água
Métodos de determinação da umidade do solo 3. Método dos volumes Balão volumétrico – 100ml Tubo adicional
VX (dp − Mt ) Ma = dp − 1
Ms = Mt − Ma Ma U = Mt − Ma
V = volume em excesso no balão ((Δ ml))
Métodos de determinação da umidade do solo. solo. Exemplo Mt= 20g g V= 10,1ml Dp= 2,65 g/cm3
10,1X 2,65 − 20 Ma = = 4,1 2,65 − 1
Ms = 20− 4,1 = 15,9 U =
4,1 = 0,347 15,9 − 4,1
FUNÇÃO DE RESPOSTA DE UMA CULTURA À IRRIGAÇÃO
RELAÇÕES ÁGUAÁGUA-SOLOSOLO-PLANTA RETENÇÃO Ã DE Á ÁGUA NO SOLO
RETENÇÃO DE ÁGUA NO SOLO
RETENÇÃO DE ÁGUA NO SOLO
RELAÇÕES ÁGUAÁGUA-SOLOSOLO-PLANTA 1. CAPACIDADE DE CAMPO UMIDADE
SOLO SATURADO
DRENAGEM (Us > Ucc) CAPACIDADE DE CAMPO
12 A 24 HORAS
TEMPO (horas)
RELAÇÕES ÁGUAÁGUA-SOLOSOLO-PLANTA 2. PONTO DE MURCHAMENTO PERMANENTE
UMIDADE
CAPACIDAD E DE CAMPO ÁGUA CONSUMIDA PELA CULTURA PONTO DE MURCHAMENTO PERMANENTE
TEMPO (horas)
t0
t1
SOLO COM UMIDADE A CAPACIDADE DE CAMPO – (CC)
SOLO COM UMIDADE NO PONTO DE MURCHA PERMANENTE (PMP)
Capacidade máxima de
Solo seco
Retenção pelos microporos
Planta não mais entugerce
P Potencial de água no s á solo
CURVA DE RETENÇÃO DE ÁGUA NO SOLO
PMP
Á Água disponível di í l CC
PMP
CC
SAT Umidade volumérica (Ø) ( )
ÁGUA DISPONÍVEL NO SOLO Modelo para explicar as frações de água disponível no solo para as plantas
100 % AD
Saturado
C Cap. d de campo
70 % AD 50 % AD
Água disponível
20 % AD 0 % AD
Ponto de murchamento permanente
PROFUNDIDADE DA IRRIGAÇÃO
Profundidade do sistema radicular (m)
Capacidade de absorção de água pelas raízes
00 0,0 75%
ZE 0 30 0,30
25% 0,60 Capacidade de água disponível (CAD) ou Reservatório de água para as plantas – (Modelo)
CAD = Θcc – ΘPMP) x ZE
mm
QUANTO IRRIGAR? Qual o valor da umidade do solo quando a cultura consome 50% da água disponível? Θcc
100 % AD
ÁGUA CONSUMIDA C AD
50 % AD
Θi?
F = fração de água disponível 0 % AD
ΘPMP
Θi - ΘPMP F é a fração de água disponível no solo para as plantas e varia de 0 a 1
F= ΘCC - ΘPMP
O valor da umidade do solo quando devo iniciar a irrigação é igual a:
Θi = ΘPMP + F x (Θcc – ΘPMP) Θi = ΘPMP + 0,5 x (Θcc – ΘPMP)
Lâmina líquida de água a ser reposta ao solo EXEMPLO
Θcc = 0,40
100 % AD
Lâmina de água a ser reposta ao solo C AD
50 % AD
Θi = 0,32
F = fração de água disponível 0 % AD
ΘPMP = 0,24
O valor da lâmina líquida de água a ser reposta ao solo é igual a:
Lr = (Θcc – Θi) x ZE
(mm)
Lr = (0,40 – 0,32) x 300
(mm)
Lr = 24 mm
Quando irrigar? 1. Fatores a serem observados para definição do nível de água disponível no solo antes de se iniciar a irrigação: - Capacidade C id d de d aplicação li ã de d água á d pivô do i ô central; t l - Cultura e fase fenológica; - Sub-divisões Sub divisões de culturas e/ou épocas de plantio sob pivô central; - Datas de aplicações de agroquímicos via pivô central.
Saturado 100 % AD 70 % AD
Água consumida
50 % AD 20 % AD 0 % AD
Reserva de água no solo l
PROPRIEDADES DE MOVIMENTAÇÃO DA ÁGUA NO SOLO
INFILTRAÇÃO DA ÁGUA NO SOLO CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA MOVIMENTO DA ÁGUA NO SOLO
INFILTRAÇÃO Ã DA Á ÁGUA NO SOLO
Prof. Dr. Marcos Vinícius Folegatti
LER - 1571 Irrigação
A Infiltração é definida como sendo o processo de penetração da água no solo, através t é de d sua superfície, fí i no sentido tid vertical descendente, indo molhar camadas mais profundas.
Fatores q que interferem na velocidade de infiltração ¾ Umidade
inicial do solo ¾ Textura e estrutura do solo ¾ Matéria orgânica ¾ Camada de impedimento ¾ Variabilidade espacial ¾ Ar comprimido
Métodos de determinação -MÉTODO DO INFILTRÔMETRO DE ANÉIS
Infiltrômetro de anéis Material: 2 cilindros, interno e externo; Prancha de madeira; Marreta e Regua; Plástico
água superfície do solo
Carga variável anel central
anel externo
inundação Lâmina de água g
Solo seco Frente de molhamento
Carga constante
Métodos de determinação -MÉTODO DO INFILTRÔMETRO DE ANÉIS -ENTRADA E SAÍDA DE ÁGUA NO SULCO (sulco e gotejamento -SIMULADOR DE CHUVA (aspersão)
GRANDEZAS CARACTERÍSTICAS ¾ Lâmina Lâ i
d de á água iinfiltrada filt d (I) ¾ Velocidade instantânea de infiltração (i) ¾ Velocidade de infiltração básica(VIB)
MODELO DE KOSTIAKOV I = K.Tm
Modelo potencial
I = infiltração acumulada (cm); T = tempo de infiltração acumulado (min); K e m = coeficiente que depende do solo (0-1) Formas para definir K e m -gráfica g -analítica
Resolução gráfica
SOLUÇÃO ANALÍTICA I = K.Tm
Modelo potencial
log I = log K + m . logT Modelo linear
Y
= A +B X
O coeficiente angular (B) e a interseção (A) da reta são dados por:
B=m
B=
∑
X⋅Y -
∑
∑X ⋅ ∑Y N
2 ( X ) ∑ X2 -
N
A= Y–BX L K=A Log
K = antt llog A
Dados obtidos em um ensaio para determinação da infiltração de água no solo pelo método do infiltrômetro de anel. anel
Hora
Tempo (min)
08:00 08:01 08:02 08:04 08:06 08:11 08:16 08 26 08:26 08:36 08:51 09:06 09:36 10:06 10:36 11:06 11:36
0 1 1 2 2 5 5 10 10 15 15 30 30 30 30 30
Tempo acumulado (min) 0 1 2 4 6 11 16 26 36 51 66 96 126 156 186 216
Leitura da régua (cm) 10,5 7,9 64 6,4 5,3 9,9 7,3 8 53 5,3 8,7 6,2 7,4 6,1 6,1 7,9 5,3 7,5
Reposição (cm)
10,7 10,5 10 6 10,6 10,4 10,5 10,4 10,6 10,7
Infiltração (cm) 0 2,6 15 1,5 1,1 0,8 2,6 2,5 27 2,7 1,9 2,5 3,0 4,4 4,3 2,7 2,6 3,2
Infiltração Acumulada (cm) 0 2,6 41 4,1 5,2 6,0 8,6 11,1 13 8 13,8 15,7 18,2 21,2 25,6 29,9 32,6 35,2 38,4
Lembre-se : Y = log I
Tempo acumulado (min) 1 2 4 6 11 16 26 36 51 66 96 126 156 186 216 Soma Média
X = log T
X
Y
XY
X2
0 0,301 0,602 0,778 1,041 1,204 1,415 , 1,556 1,708 1,820 1,982 2,100 , 2,193 2,270 2,334 21,305 1,420
0,415 0,613 0,716 0,778 0,934 1,045 1,140 1,196 , 1,260 1,326 1,408 1,476 1,513 , 1,547 1,584 16,952 1,130
0 0,184 0,431 0,606 0,973 1,259 1,613 1,861 , 2,152 2,413 2,792 3,099 3,319 , 3,510 3,699 27,910 1,861
0 0,091 0,362 0,606 1,084 1,450 2,002 2,422 , 2,916 3,311 3,929 4,412 4,810 , 5,151 5,450 37,995 2,533
SOLUÇÃO ANALÍTICA I = K.Tm
Modelo potencial
log I = log K + m . logT Modelo linear
Y
= A +B X
O coeficiente angular (B) e a interseção (A) da reta são dados por:
B=m
B=
∑
X⋅Y -
∑
∑X ⋅ ∑Y N
2 ( X ) ∑ X2 -
N o número de leituras realizadas na régua durante o teste de infiltração
N
A= Y–BX L K=A Log
K = antt llog A
VELOCIDADE INSTANTÂNEA (I) I = K.Tm dI = VI dT Desenvolvendo-se a equação de VI, tem-se:
VI = m ⋅ K ⋅ T m -1
∴
Derivando a lâmina de infiltração em relação ao tempo
VI = m ⋅ K ⋅ T n , em cm.min -1 ou VI = 60 ⋅ m ⋅ K ⋅ T n , em cm.h -1
n = m-1
45 40 35 30
3,0 2,5 2,0
25 20
1,5
Iacum.
15 10 5
VI
VIB
1,0
VI (cm.min-1)....
Inf. Acu umulada (cm m)....
VELOCIDADE DE INFILTRAÇÃO BÁSICA (VIB)
0,5
0 0
50
100
150
200
00,00 250
Tempo acumulado (min)
Solo de VIB muito alta ........................................... > 3,0 cm.h-1 Solo de VIB alta ................................................. 1,5 – 3,0 cm.h-1 Solo de VIB média ............................................. 0,5 – 1,5 cm.h-1 Solo de VIB baixa .................................................... < 0,5 cm.h-1
Material escrito : ppasta da disciplina p ((xerox ) “INFILTRAÇÃO DA ÁGUA NO SOLO” descrição mais detalhada e exemplo prático
AULA PRÁTICA REALIZAÇÃO DE TESTE ( ANÉIS ) – Relatório 1
