aula prática sobre características físicas do solo realizadas no campus de são gabriel
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AULA PRÁTICA SOBRE CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DO SOLO
REALIZADAS NO CAMPUS DE SÃO GABRIEL (¹)
PAOLA CAMPAGNOLO BRUTTI (²)
RESUMO
Este trabalho apresenta o estudo de propriedades físicas do solo, em duas
áreas do campus de São Gabriel, denominadas de Tratamento Estufa e
Tratamento Galpão. Foram utilizadas algumas fórmulas para determinar
características específicas de cada um deles (densidade total ou ideal,
umidade gravimétrica, umidade volumétrica, porosidade total, espaço aéreo,
armazenamento de água e grau de saturação) com a finalidade de obter uma
comparação entre os dois tratamentos em três camadas diferentes de solo,
sendo elas 0-5 cm, 5-10 cm e 10-15 cm.
Palavras chaves: propriedades físicas, tratamentos, camadas e solo.
INTRODUÇÃO
O solo pode ser considerado como o resultado de uma adaptação, das
rochas em relação às condições do meio, o qual se encontram expostas e
diferentes daquele que foi condicionado. Está fisicamente ligado as suas
propriedades físicas, que são elas: textura, estrutura, densidade, porosidade,
consistência e cor. A textura são proporções relativas em peso, a três frações
minerais: areia, silte e argila. A estrutura é a agregação das partículas
primárias do solo, onde a partir de sua forma, tamanho e grau de
desenvolvimento é definido seu tipo, sua classe e sua estabilidade
sucessivamente. A densidade é uma característica importante na determinação
da avaliação do solo, ela está ligada a densidade da partícula e à porosidade
do solo, podendo assim sua medição ser utilizada na obtenção de cálculos
como a conversão da umidade em base volumétrica e gravimétrica. A
porosidade é o espaço do solo não ocupado pela matrix (conjunto dos
componentes orgânicos e inorgânicos). A consistência pode ser entendida por
várias formas, dentre elas está, a possibilidade de moldagem ou plasticidade
do solo. E a cor é uma maneira de identificar ou associar solos como por
exemplo a sua produtividade.
OBJETIVOS
Neste trabalho é proposto a análise de dezoito amostras de solo,
retiradas de dois locais diferentes, em relação a densidade total ou ideal,
umidade gravimétrica, umidade volumétrica, porosidade total e espaço aéreo.
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MATERIAL E MÉTODOS
No dia dezesseis de agosto de dois mil e treze, foi realizada uma aula
prática, relacionada a disciplina de solos florestais, nas extremidades da
Universidade Federal do Pampa (UNIPAMPA), campus São Gabriel,
caracterizado por um clima subtropical úmido, com uma baixa altitude e
estações do ano bem definidas. A aula prática é relacionada a coleta de solos
de diferentes locais para a avaliação das propriedades físicas em relação a
massa e o volume dos constituintes.
As coletas foram realizadas em duas áreas do campus, que foram
denominadas de Tratamento Estufa e Tratamento Galpão. Realizadas nove
amostras em cada local com três profundidades diferentes (0-5cm, 5-10cm e
10-15cm), totalizando assim 18 amostras. Foram coletadas amostras através
dos materiais, marreta para a penetração do anel do solo, espátulas para a
limpeza do perfil e retirada do anel, anéis volumétricos com cilindro, pá para o
corte do perfil e faca de serra para limpar o excesso de solo contido no anel.
Foram pesados os cilindros com as amostras e obteve-se o peso do cilindro
mais amostra do solo úmido. Mais tarde seca as amostras em estufa a 105°C,
por 48 horas elas foram retiradas novamente para uma nova pesagem,
estabelecendo seu peso seco.
Imagem 1: Tratamento Estufa. Imagem 2: Tratamento galpão.
Para chegar aos resultados matemáticos, para a densidade, umidade
volumétrica, umidade gravimétrica, porosidade, espaço aéreo e grau de
saturação foram utilizadas as seguintes fórmulas:
Densidade do solo:
Onde Ds é a Densidade do solo, mp é a massa de partícula e Vt é o volume
total, onde para encontrarmos o Vt utilizamos uma nova fórmula, a qual é:
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Volume:
Onde V é o volume, pi, r é o raio, obtido através da divisão do diâmetro por
dois e h a altura.
Umidade Volumétrica:
Onde Ug é a umidade gravimétrica, Ds é a densidade do solo e Dágua é a
densidade da água.
Umidade Gravimétrica:
Mágua é a massa da água e Mp é a massa da partícula
Porosidade total
Onde Pt é porosidade total, Ds é a densidade do solo e Dp é a densidade da
partícula, que foi definida como 2,65 g/cm³.
Espaço Aéreo:
Ea é o espaço aéreo, Pt porosidade total e Uv umidade volumétrica.
Grau de Saturação:
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Onde Gs é o grau de saturação, Uv é a umidade volumétrica e Pt é a
porosidade total.
Armazenamento de Água:
Arm é o armazenamento de água e Uv é a umidade volumétrica
Valores necessários para a realização das fórmulas descritas e para as
médias realizadas por camadas de cada um dos locais, serão descritos nas
duas tabelas abaixo.
Tabela 1: Valores coletados para a análise das características entre os dois
tratamentos em três camadas diferentes de solo.
Local Camada Anel
Diâmetro
(cm) H (cm) Vt (cm³)
Peso do
Anel (g)
Peso do anel
solo Úmido
(g)
Peso do anel
solo seco (g)
Estufa 1 21 5 5,1 100,0875 60,269 203,585 157,299
Estufa 1 40 4,9 5 94,23925 59,315 228,687 188,91
Estufa 1 44 5 5 98,125 60,483 217,473 177,085
Estufa 2 2 5 5 98,125 59,254 193,479 150,236
Estufa 2 20 4,9 5,1 96,124035 60,232 229,996 188,371
Estufa 2 42 4,8 5,1 92,24064 60,421 231,953 186,844
Estufa 3 12 4,9 5,1 96,124035 60,483 227,041 187,146
Estufa 3 33 5 4,9 96,1625 59,52 210,627 162,924
Estufa 3 39 4,9 5,1 96,124035 60,409 217,358 178,408
Galpão 1 27 4,8 5 90,432 59,363 224,022 179,612
Galpão 1 29 5 5 98,125 59,592 201,864 170,091
Galpão 1 43 4,9 4,9 92,354465 59,5 207,381 170,602
Galpão 2 1 5 5 98,125 60,222 209,575 173,012
Galpão 2 8 4,8 5 90,432 59,564 184,512 152,255
Galpão 2 11 4,9 5 94,23925 60,092 226,569 186,99
Galpão 3 3 4,9 5 94,23925 59,488 204,261 167,839
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Galpão 3 41 4,8 4,9 88,62336 59,531 220,193 176,35
Galpão 3 45 4,9 5 94,23925 59,542 219,982 181,013
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Foram adquiridos resultados que podem ser conferidos na sequência:
Densidade
Após a realização dos cálculos das densidades do Tratamento Estufa e
Tratamento Galpão, em suas três profundidades, realizou-se a média desses,
que pode ser conferida na figura 1.
Verificou-se que a densidade média do Tratamento Estufa, não foi muito
considerável em relação ao Tratamento Galpão que, no intervalo de 0-5 cm e
10-15 cm aumentou e no intervalo de 5-10 cm diminui, pois como ele é uma
camada subsuperficial, pode ter sido alterado por um fator extrínseco (do
ambiente), ou tem um menor teor de matéria orgânica.
Figura 1: Densidades em três camadas diferentes de solos, nos tratamentos
estufa e galpão realizados na UNIPAMPA no ano de 2013.
Porosidade total
A porosidade total do solo afeta a compactação desse, como na
retenção de água (microporos) e na drenagem da água (macroporos).
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Analisou-se então a figura 2, percebeu-se que quanto maior a densidade,
menor será a porosidade total. Sendo assim o Tratamento Estufa teve um
maior valor significativo que o Tratamento Galpão, onde foi encontrado mais
oscilações em suas médias, principalmente na camada de 10-15 cm, pois a
uma dificuldade de infiltração de água no solo, aumentando assim o
escoamento superficial.
Figura 2: Porosidade total em três camadas diferentes de solos nos
tratamentos estufa e galpão realizados na UNIPAMPA no ano de 2013.
Umidade gravimétrica
É a determinação da quantidade de água presente na amostra do solo
na condição de campo. Sendo assim o Tratamento Estufa possui uma maior
umidade gravimétrica que o Tratamento Galpão, significando então que há um
teor maior de água no Tratamento Estufa, ou seja, é um solo com mais
umidade, principalmente na camada de 5-10 cm, nas outras camadas foi
homogêneo a determinação, observado isso na figura 3
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Figura 3: média da umidade gravimétrica em três camadas diferentes de solos
nos tratamentos estufa e galpão.
Umidade volumétrica
A umidade volumétrica é o volume de água contido em um determinado
volume de amostras do solo, então nos Tratamentos Estufa e Galpão, quando
comparados com os mesmos na umidade gravimétrica tiveram um maior índice
em todas as camadas. Quando analisados somente na umidade volumétrica a
camada 5-10 cm teve um maior valor no Tratamento Estufa, ou seja, teve maior
volume de água, já o Tratamento Galpão, teve seu maior índice significativo na
camada 10-15cm, como observado na figura 4.
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Figura 4: Umidade volumétrica em três camadas diferentes de solos nos
tratamentos estufa e galpão realizados na UNIPAMPA no ano de 2013.
Espaço Aéreo
É a parte do volume de poros do solo ocupado pelo ar, ele pode ser
suscetível a aeração. Os resultados foram avaliados na figura 5, onde
concluímos que quanto menor o valor encontrado mais preenchido por água
seu microporos estão, sendo assim, nas duas primeiras camadas, (0-5 cm e 5-
10 cm) o Tratamento Estufa tem menor índice, aumentando muito pouco na
terceira camada.
Figura 5: Espaço aéreo (Ea) em três camadas diferentes de solos nos
tratamentos estufa e galpão realizados na UNIPAMPA no ano de 2013.
Grau de Saturação
É a porcentagem de poros que estão preenchidos de água,
representados assim na figura 6, onde sofreu pouca variação nas três
camadas, mas variação mais significativa aconteceu na camada de 5-10 cm,
onde o Tratamento Estufa teve maior aumento de saturação chegando a 85%,
ou seja, essa camada é a mais saturada com água.
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Figura 6: Grau de saturação em três camadas diferentes de solos nos
tratamentos estufa e galpão realizados na UNIPAMPA no ano de 2013.
Armazenamento de água
Consiste na quantificação de água no solo, sendo possível avaliar sua
dinâmica em intervalos definidos, sendo eles de 0-5 cm, 5-10 cm e 10-15 cm,
como mostrado na figura 7, onde foi observado que no Tratamento Estufa
ocorreu uma diminuição na camada de 10-15 cm em relação com a de 5-10
cm, isso pode ter ocorrido em relação a uma perda de umidade neste intervalo
de tempo, já no Tratamento Galpão, pode ser dito então que houve um ganho
de umidade na sua última camada em relação as outras.
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Figura 7: Armazenamento de água em três camadas diferentes de solos nos
tratamentos estufa e galpão realizados na UNIPAMPA no ano de 2013.
CONCLUSÃO
Concluímos que quanto maior a densidade menor a porosidade, que a
umidade gravimétrica e umidade volumétrica são maiores na amostra do
galpão e quanto menor a umidade gravimétrica e volumétrica maior o espaço
aéreo, o maior grau de saturação é no tratamento galpão com mais umidade
volumétrica e gravimétrica e no armazenamento de água podemos dizer então
que houve um aumento de água no tratamento estufa.
BIBLIOGRAFIA:
BAVER, L.D.; GARDNER, W.H. & GARDNER, W.R. Soil physics. New York,
John Wiley & Sons, 1972. 498p
Física do Solo / editor Quirijin de Jong van Lier. – Viçosa, MG: Sociedade
Brasileira de Ciência do Solo, 2010. 298p
Física do Solo/ Vilson Antonio Klein. – 2. ed. – Passo Fundo: Ed. Universidade
de Passo Fundo, 2012. 240p
19 Lições de Pedologia / Igo F. Lepsch. – São Paulo: Oficina de Textos, 2011.
456p
João Herbert Moreira Viana. “Determinação da densidade de solos e de
horizontes cascalhentos”. ISSN 1679-0162. Sete Lagoas, MG Dezembro, 2008.
Disponível em:
http://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/CNPMS-2009-
09/21328/1/Com_154.pdf. Acesso em: 17/10/2013