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Curvas características de retenção de umidade de solos no nordeste do Brasil

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CURVAS CARACTERISTICAS DE RETENÇÃO DE UMIDADE DE SOLOS

DO NORDESTE DO BRASIL 1

Ltiz BEZERRA DE OLIvzina' e ELIANE NOGUEIRA DE QuEmoz'

SINOPSE.- Foram estudados 12 perfis representativos de quatro solos do nordeste do Brasil:

Podzólico Vermelho Amarelo Equivalente Eutrófico, Terra Roxa Estruturada Eutrófiea, La-tosol, Vermelho Amarelo Distrófico e Podzólico Vermelho Amarelo latossólico.

Às curvas caracteristicas de retenção de umidade obtidas mostraram que: a) a tendência à horizontalidade se deu em torno da tensão de 5 atmosferas para os três primeiros e de 2 atmosferas para o isltimo; b) a capacidade de retenção de água disponível é média para os dois primeiros e baixa para os dois ültimos solos, segundo o critério do Bureau of Re-clamation Manual do U.S.. Department of Interior.

Palavras chaves adicionais para índice: Física do solo, água no solo, solos Latossólicos, Terra

Roxa e I'odzólicos.

INTRODTJÇXO

O estudo da relação "solo-água-planta" é de grande interesse para a pesquisa agropecuária, uma vez que• a água necessária para atender, em grande parte, - às ne-cessidades dos vegetais - se encontra no solo. A retenção de umidade pelas partículas de solo realiza-se através das forças de adesão e coesão. Estas forças conferem às partículas do solo a capacidade de controlar o mo-vimento e a disponibilidade de umidade para os vege-tais. As peliculas de água, ao aumentarem de espessura, reduzam a tenacidade com que são retidas, ficando as mais espessas sujeitas à movimentação gravitacional ou à atração por películas mais delgadas (Buckman & J3ra-dy 1067).

Veihmeyer e Hendrickson (1950) conceituaram como "égua disponível" a- umidade• retida no solo entre a "capacidade de campo" e o "ponto de murchamento permanente" e que a remoção de água pelas plantas é, praticamente, igual entre os dois parâmetros.

Considerando-se essa disponibilidade de água, as va-riáveis que influem ria "capacidade de campo" são prin-cipalmente: tipo de solo, uniformidade morfológica do perfil, condições de umidade e tipo e natureza dos poros existentes. Assim, a força de retenção de umi-dade, na condição da "capacidade de campo", é va-riável, sendo este dado de importância fundamental para irrigação, uma vez que o crescimento dos vegetais res-ponde diferentemente aos vários níveis de umidade do solo.

Aceito para publicaç5o em 17 de julho de 1974. Realixado no Setor de Física do Solo da Seção de Solos do Instituto de PesQuisas Agropecuárias do Nordeste (IFEANE), com a colaboraç5o do Conselho Nacional de Pesquisas (CNPq). Apresentado no XIV Congresso Brasileiro de Cidncia do Solo, Santa Maria, RS, julho de 1973.

2 X'esquisador em Química, Chefe da Seçlo de Solos d 1PEANE, Cx. Posta! 20$, Recife, PE, Responsável pelo Setor de Física do Solo desta Seçâo e. Chefe de Pesquisas, bolsista, do CNPq.

C Ersg.° AErônomo do Setor de Física do Solo da. Seçáo de Solos do IPEANE.

Outro parâmetro utilizado no estudo da égua no solo é a "umidade ou ponto de murchamento", Briggs e Sliantz (1912), Anderson e .Edlefsen (1942), Bodman e Colman (1942) e Bouyoucos (1938) consideram que a percentagem de murchamento permanente é, pratica-mente, igual à umidade retida a' 15 atmosferas.

A bibliografia sobre o assunto é muito extensa, po-dendo-se concluir que esse limite mínimõ de água dis-ponível do solo é um dado de grande importância para se determinar a necessidade:de se irrigar.

•Assim, a caracterização hidrica do solo, representada

através das curvas de retenção de umidade, passa a ser de. grande 'signficaçáo no relacionamento entre a per-centagem de umidade existente rio solo e a tensão na qual esta umidade está retida.

As curvas de tensão de umidade, obtidas com extrato-res de membrana eplacas de cerâmica porosa, apre-sentam formas que. dependem diretamente, da quanti-dade 'e natureza das frações ativas do solo e, também, uma tendência à horizontalidade a partir da qual as variações dos teores de umidade são muito pequenas quando as tensões aumentam consideravelmente.

As curvas de retenção de umidade constituem,, por_, tanto,, características específicas para, cada tipo de solo.

Grohman e Medina (1962), estudando a relação en-, tre a umidade e tensão na qual esta é retida, emquatro tipos de solo de São Paulo, com texturas variando de. arenosa a argilosa, constataram que as.• tensoes superio-res a 8 atmosferas a umidade disponível para os vege-tais é muito reduzida, . lima vez que as variações nos, teores de umidade entre 8. e 20 atmosferas são muito baixas. -

A confecção das curvas para cada tipo'. de solo per mite estimar o nível até oqual a percentagem' de umi-dade pode decrescer sem aetar o - desenvolvimento da planta e, conseqüentemente, sua produtividade; fornece, também, os elementoá necessários para uma irrsgaçao ra-cional com utilização de técnicas avançadas, como, por exemplo, de tensiômetros e de blocos de gesso de Bou-youcos e outros similares

Considerando-se a importância da irrigação na área do nordeste brasileiro, mesmo nas regiões mais, úmidas, Pesq. agmpec. bras., Sér. Agron., 1069-75. 197$

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70 L.13.13E OLIVEIRA e E.N.DE QUEIROZ

onde ocorrem os solos, estudados, o presente trabalho foi conduzido com os seguintes objetivos:

a) estabelecer as curvas de reteriçlú de umidade de perfit representativos das unidades de solo escolhidas;

h) completar os estudos fisico-hidricos jl, reslisados nas Uni-dades Ttapii'ema e Utinga;

o) proporcionar elementos para estudos de irrigaç5o; d) obter dados para etdos de corretaço entre constantes hídricat do solo.

MATERIAL E MToDoS

Os quatro solos em estudo, representados cada um por três perfis, estão classificados segundo a SUDENE

(1969) como:

Fodz6lico Vermelho Amarelo Ectuivalente Esitrófico neto Late floresta subcaducifólia relevo forte ondulado (FEL)

Terra Roxa Estruturada Eutrófica fase floresta suboadudfólia relevo forte ondulado (TRe);

Latosol Vermelho Amarelo Distrófico fase floresta subpereni-fólie textura argilosa (LVdl);

I'odzólico Vermelho Amarelo latossólico fase floresta subpe-renifólia relevo plano (PV9);

Ditos solos foram, anteriormente à publicação citada (SUDENE 1969), enquadrados em Unidades de Ma-pearnento assim especificadas: PE1 e TRe Unidade Ali-ança; LVdI, Unidade Utinga e PV9, Unidade Itapirema. Descriçéo sumdria dor solos

Podzo'lfw Vermelho Amarelo Equivalente Eutrófico. São solos com horizonte 13 textural, não hidromórficos. com argila de atividade baixa, índice de saturação de bases (V%) maior que 35, saturação com alumínio me-nor qub 50, apresentando cerosidade no horizonte B. São formados de materiais provenientes de gnaisse de granulação fina do Período Pré-Cambriano. Morfologica-mente, apresentam a seguinte seqüência do horizontes: A, B e C, subdivididos em A, B1, B2 e L. Ocorrem, principalmente, nos municípios de Vicéncia, Aliança e Vitória de St.° Antão, no Estado de Pernambuco. São bem diferenciados, bem drenados, apresentando erosão laminar moderada e severa, e em sulcos nas partes de maior declive. (Relatório do Convênio SUDENE-DRN-AC/MA/E FF5).

Tenlx Roxa Estruturada Eutrófica. São solos com

ho-rizonte B textural, não hidromórfico, com argila de ati-vidade baixa, saturação de bases alta (maior que 50%), exceção do Perfil 9, no A e B1, saturação com alumínio baixa (menor que 50%). São solos formados de ma-terial originário de rochas gnáissicas, do Período Pré-Canibriano. As características morfológicas indicam se-qüência de horizontes A, B e C, com subdivisões em A, B1 e B 2 . Ocorrem, principalmente, nos municípios de Nazaré da Mata, Buenos Ayres e Timbaába no Estado de Pernambuco. (Relatório do Convênio SUDENE-DRN-AG/MA-EPFS).

Latosol Vermelho Arnorelo JJistrófico. São solos

pro-fundos, porosos, bem drenados, de topografia plana a suavemente ondulada, de textura predominantemente média na superfície e argilosa em profundidade, pobres em fósforo, potássio, cálcio, magnésio e nitrogênio, áci-dos a muito áciáci-dos, com necessidade de calagem, baixa capacidade de troca de cátions e baixo índice de satura-ção, de bases. São formados de material proveniente da "Formação Barreiras", constituído de sedimentos arena-

Pesq. ageopec. base., Sér. Agrort., 10:69-75. 1975

argilosos. Apresentam horizontes A, B e C, subdivididos em A1, As, k3 o B2. Ocorrem, principalmente, nos mu-nicípios de Paulista, Igaraçu, Tracunhaem e Paudalho, em Pernambuco, e em vários municípios da zona lito-rmnea do Estado de Alagoas. (Oliveira & MeIo 1970a).

Podzólico Vermelho Amarelo Zatossólico. São solos com E textural, capacidade de troca de cátions (T) e satura-ção de bases (T%) baixas, com horizonte A moderada-mente desenvolvido e horizontes medianamoderada-mente diferen-ciados, originados a partir de sedimentos de textura mé-dia da "Formação Barreiras". São profundos, bem dre-nados, com ocorrência de perfis moderadamente drena-dos, ácidos a muito ácidrena-dos, de fertilidade baixa, pouco erodidos devido ao relevo plano. Morfologicarnente, apre-sentam seqüência de horizontes A, B e C, compreen-dendo A1, A3, E1 e E2. Ocorrem na faixa costeira, sobre os "Tabuleiros", ocupando as partes altas (chês) dos Estados de Pernambuco e da Paraiba, entre os muni-cípios de Goiana e João Pessoa. (Oliveira & Meio 1970b).

Coleta de amostras

As amostras com estrutura não deformada foram cole-tadas com o extrator de solos de Uhland (1949), con-forme técnica descrita por Oliveira (1961). Na coleta das amostras com estrutura deformada foram usadas as normas do USDA (1951) e de. Lemos et ai. (1963).

As determinações foram realizadas em triplicata, para cada amostra.

Análise física

Densidade aparente. Foi determinada em função do

peso do solo secado a 1050, contido no cilindro de Uhland, e do volume deste.

Umidade a 2, 5, 10 e 15 atmosferas. Foi detersssinada

segundo o método sugerido por Richards descrito no USDA (1954), empregando-se o "Ceramic. Plate Ex-tractor".

Umidade a 1/10 e 113 de atmosfera. Foi

determina-da pelo método descrito no USDA (1954), utilizando-se o aparelho de placa porosa ("Porous Plate").

An4lise granulome'lrica. A dispersão total foi determi-nada pelo método da pipeta com o emprego do cilindro de Koettinge modificado e o hidróxido de sódio como dispersante, segundo Oliveira (1968). A separação das frações foi feita de acordo com o USDA (1951).

Classificação textural. Foi baseada , no Triângulo de

Classificação Americano, segundo o USDA (1951), e na denominação das classes texturais foi usada nomencla-tura de acordo com a tradução sugerida pela Sociedade Brasileira de Ciência do Solo (Lemos et cri. 1963).

RESULTADOS E J)JsCUSSÃO

O Quadro 1 apresenta as características físico-hidricas dos horizontes dos 12 perfis representativos dos quatro solos estudados. A localização desses perfis é indicada no Adendo.

O Quadro 2 indica os valores da disponibilidade de água, expressos em cns/profundidade, calculado em fun-ção das determinações de 1/10 e 15 atmosferas, para

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CURVAS CARACTERISTICAS DE RETENÇÃO DE UMIDADE DE SOLOS DO NORDESTE DO BRASIL 71 E oct .jq , - a l • --- - - - - - N - - - - - - - - - - ' Õ - 'E -.- - ,-" - - c'. - - - - --- - - - - - - - - - 4> E ci-. oo .11 - - I 4>1 - 4>1 4>1 - 4>4 - - - - - - ai - - - - - ci aiN ai - c-i ai - - ai

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72 L.B,DE OLIVEIRA e E.N.DE QUEIROZ

QUADRO 2. Valores da disponibilidade de dgua dos 4 solos

estudados PEFCIL W2 1

as. 1

soloa Perfil Água dispoïiível

o." (cin/122 CLO proL)

Podzólico Vermelho Amarelo 1 12,1

Equiva1er.e Eutrófico 2 10,2

5 8,6

Terra Rox5 E~truturuda Eutrófico 9 11,6

8 8,4

li 5,7

LRtosol Vermelho Amarelo 7 8,3

Dit.rótjco 13 7,8

15 5.2

Podz61jo Verro1ho Amarelo 1 5,9

Ltos61io 5 3,7

13 5,5

as amostras de textura grosseira, e de 1/3 e 15 atmos-feras, para as amostras de textura média e fina.

As Fig. 1 a 12 mostram a relação entre a percenta-gem de água existente no solo e a tensão na qual esta água está retida, tornando possível observar, com maior clareza, as variações das características físicas e liidricas, por horizonte e por perfil estudado.

O exame dos Quadros e gráficos permite as diversas observ.ções que seguem.

No Podzólico Vermelho Amarelo Equivalente EutrMi-co (Quadro 1 e -Fig. 1 a 3), as curvas de retenção de umidade, representativas dos três perfis, apresentam-se semelhantes, tendendo à horizontalidade a partir da ten-são de 5 atmosferas, apesar das variações dos teores de argila. -Com relação à capacidade de retenção de

umi-dade entre os horizontes A e B, constatou-se maior re-tenção de água no B5. Entretanto, no aspecto de dis-ponibilidade de água, eles apresentaram valores aproxi-madamente iguais. Este fato não foi observado no Perfil 1 (Fig. 1) cuja quantidade de água disponível no hori-zonte A é menor do que no B 2 .

Considerando as amplitudes de variação nos teores de umidade nota-se que a maior variação é observada entre tensões de 1/10 a 5 atmosferas, diminuindo,

con-sideravelmente, a partir desta éltima tensão, ficando a maior. parte da água disponível retida entre 1/3 e 5 atmosferas.

Na Terra Roxa Estruturada Eutrófica (Quadro 1, Fig. 4 a 6), observa-se que as curvas representativas dos diversos horizontes apresentam formatos semelh antes, com horizontalidade também em torno de 5 atmosferas. Nos três perfis estudados verifica-se menor retenção de água no horizonte A, fato este também observado no estudo feito por Crohman e Medina (1952) em - solo

classificado como Terra Roxa Legítima cultivada, de São Paulo. Observa-se, também, que este solo apresen-ta maiõr poder de retenção de umidade do que a Terra Roxa Estruturada Eutrófica.

No Latosol Vermelho Amarelo Distrófico (Quadro 1, Fig. 7 a 9), observa-se que as curvas de retenção de umidade são descendentes até tensêes de 5 atmosferas e que as variações nos teores de umidade são

relativa-mente baixas quando relacionadas com os aumentos

da tensão.

Comparando-se os horizontes A e B,, dos três perfis, constata-se maior retenção e maior quantidade de água

disponível no horizonte B2 do que no A.

Pesq, agro pec. bras., Sér, Agron., 10:89-75. 1975

'o- AOIUJ 59 TEMCCO CM 4reosrEeAs - - -t 5 e M. CM STMOSFE,LaS ERFIL 5o5 FIO. 3 o •. useIs- se

Fen. 1. 2 e 3. Curvaas caracH.stcas de emi,-fade ele solo Podzólico VerrnelSo Amarelo Equivalente Eutró fico Unidade

Aliança). Perfis 1, 2 e S.

No Podzólíco Vermelho Amarelo latossólico (Quadro 1, Fig. 10 a 12), nota-se que as curvas assumem

posi-ções horizontais em torno de 2 atmosferas; podendo ser comparadas com as do solo Vermelho Amare'o Podzo-Iizauo de Pelotas, RS, estudado por Winkler e Goedert (1972), cuja tendência à horizontalidade ocorreu a par-tir da tens3o de 1 atmosfera. Nos horizontes A e B 2 dos referidos solos a retenção de água é maior no B. do que no A, observando-se valores mais elevados no Ver-

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CURVAS CARACTERÍSTICAS DE RETENÇÃO DE UMIDADE DE SOLOS DO NORDESTE DO JIRASIL 73

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Fia. 4. 5 e 8. Curvas caracerísticas de umidade& soro Terra Roxa Esfrti4urada Eulró fica (Unidade Aliança).. Perfis 8, 9 e 11.

melbo Amarelo Podzolizado de Pelota; provavelmente em virtude da existência de maiores teores de silte. e argila.

'Conparando-se os valores da análise granulométrica eios da retnçâo de umidade a diversas tcnses (Quadro 1) dos, solos Podzólico Vermelho Amarelo Equivalente Eutr6fico e Terra Roxa Estruturada Eutrôfica, verifica-se que no horizonte A doprimeiro a retenção de água é menor do que no segundo. No horizonte B essa reten-ção é maior no Podzólico do que na Terra Roxa. Em ambos os casos observa-se a influência da textura.

Examinando-se, ainda, o Quadro 1 e comparando-se a cauacidadé dé retenção de.água no horizonte A dos solos Latosol Vermelho Amarelo Distrófico e Podzólico Vermelho Amarelo latossólico, verifica-se que esta re-tençlio é maior no Latosol do que no Padzólico, fato este que se repete para o horizonte B0.

Assim, observando-w o Quadro 2, constata-se. que' disponibilidade de água dos quatro solos estudadõs obe-dece' à seguinte ordem decrescente de valores médios, expressa a lâmina de água em cm nor 4 pés (122 cm) de profundidade:

Podzdlkõ Vermelho Amarelo Equivalente Eutrófico, 10,3; Terra Roxa Estruturada Eutrófica, 8,6; Latoinl Vermelho 'Amarela Distrófico, 7,0; Podzólieo Vermelho Amarelo Iatoss6lio, 5,0.

repisa, co ATMOSFERAS PERFIL N 1 IS., FIÕ,9 a IPO' O 0pD •9000 O

TTT

TENSAS MM ATMOSFERAS

Fs. 7, 8 e 9. Curvas caracterLsticas de umidade do soto La-

tosol Veirmelho Amarelo Dietrófico (Unidade Utinga). Perfis 7 13 e 15.

• Segundo o USDI. (1953),' a disponibilidade de água considerada para classificação de terras para fins ele irrio gação obedece à. seguinte escala:

baixa: menor que 73 cm/4 pés; médiai entre '7,5 e 13.0 cm/4 pés; ulta maior que 15,0 'cm/4 pés.

De acordo com esse critério, os quatro solos, estudados estão enquadrados nas seguintes classes:

disponibilidade média: Podzólico Yermelho Amarelo Equiva-lente Entrófico e Terra Roxa Estruturada Eutrdfica;

disposibilidade baixa: Latosol Vermelho Amarelo Distrófico e Podzólico Vermelho Amarelo latossólico.

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74 L. B. DE OLIVEiRA e E N. DE QUEIROZ

Bouyoucos e outros similares, que poderão permitir subs-tancial aumento da produtividade, especialmente ria cul-tura da cana-de-açiicar, inte.nsivamente cultivada na maioria das áreas onde esses solos ocorrem.

ACRADECIMENTOS

Os Autores expressam seus agredecinientos à Direçéo do IPEANE e ao co Nacional de Pesquisas, pelo apoio dado a este trabalho, e aos auxilieret do Setor de Fisica do Solo da Seção de Solos do IPEANE, pela colaboração prestada.

4-1.,E PELN'I F!G. lO •--S 'o Õ-O_5.0 os -- rr,slo te atueseesas ADENDO PERFIL Nt

FIO, II Localização dos perfis estudados

'a- ---e-- — - ---- e. TESSIO CM AIMCSFECAS 5, 2 ias rECEiO EM Orvairsuas

Fio. 10, 11 e - 12. Curvas CaOicferí.tticsis de umidade do solo Podzódco Vermelho Amarei0 latossóijc (Unidade lIa pirenia).

Perfis 1, 5 e 13.

CONCLUSÕEs

Os dados permitem as seguintes conclusôes:

1) a tendência à horizontalidade das curvas caracte-rísticas de retenção de umidade dos vários horizontes dos perfis estudados omeça & tensão de 5 atmosferas para o Podzólieo, Vermelho Amarelo Equivalente Eutró-fico, Terra Roxa Estruturada Eutrófica e Latosol Ver-melho Amarelo Distrófico, enquanto que para o Podzó-lico Vermelho Amarelo latossóPodzó-lico essa tendência ocorro à partit de 2 atmosferas, fato este que deve ser levado em consideração nos estudos de irrigação;

2) a disponibilidade de água dos solas estudadôs é baixa para o Latosol Ves-nelho Amarelo Distrófico e Pod-zálico Vermelho Amarelo látossólico e média rara o Podzólico Vermelho Amarelo Equivalente Eutrofico e Terra Roxa Estruturada Eutrófica, segundo o critério ado-tado pelo USDI (1953);

3) os dadàs apresentados fornecem, portantà, subsí-dios para urhã irrigação racional com Úti]ízação de téc-nicas avançàdas,' de tesi8i -ietros, dc blocos de gesso, de

Pesq. agro pec. bras., Sér. Agron., 10:69-75. 1975

Podzólico Vermelho Amarelo Equivalente Entrófico: Perfil 1; lado direito da Estrada Nazaré da Mata — Aliança emuma estrada lateral, afastado 800 metros da primefra),

ós

ap a entrada da Usina BSSra, em terras do Engenho Vazante, Aliança, PE

Perfil 2: lado direito da Estrada Nazaré da Mata — Vicéncia, próc.imo à sede do Engenho Sarobaquim, Vicência, PE;

Perfil 5; lado direito da BR 262, à altura do Kns 47, Enge-nho Bento Velho, Vitória de Santo AntI, PE.

Terra Roxa Estruturada Eutrófica:

Perfil 8; localizado a meia encosta de uma elevaçlo próxima à sede do Engenho Mata. Nazaré da Mata, PE;

Perfil 9: localizado a meia encosta (terço osédio), próxima à sede do Engenho Caciculé, Nazaré da Mati, PE;

Perfil 11: Estrada Naré da Mata - Aliança, a 1,7 km de Nazaré da Mata. Engenho Lagoa Dantas. Nazaré da Mata. PE.

Ltosol Vermelho Amarelo Distráfico:

Perfil 7: Estrada Maceió — Recife, a 1,9 krn.da Praça Cen-tenário, de Maceió, lado direito, em terras da Usina Clotilde, Rio Largo, AL,

Perfil 6; 'Estrada Atalaia — Palmeira dot indios, a 1,1,2 kni de Atalaia, em terras do Engenho Caradát, Atalaia, AL;

Perfil 15: Estrada Mareió - Siso Miguel dos Campos, a 8,8 km da lJsina Nova, ens terras da Fazenda Belo horizonte, Ma-rechal Deodoro, AL.

Podzólicõ Vermelho Amarelo latossólico:

Perfil 4: lado direito da BR 101, próximo ao limite do Estado da Paraíba, em terraS da Usina Maravilha, Goiana. P11; -

Perfil 5; ao lado de unta estrada interna no Horto Florestal de João Peua, JoSo Pessoa, PB;

Perfil iS; lado direito da estrada Carne de Vaca,— Ponte de Pedras, a 1 krn da primeira, em terraS da Fazenrla Maçaran-'duba, Carne de Vaca, PE.

REFERâNC1AS

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Cx. Postal 205, Recife, PE, Brazil.

A soil-water study was carried out to cstablish the relationship between tbe soil moisture content and the wil inoisture tension.

Three profiles of four different soils of Northeastern Brazil were studied. The soils were classified as Red YelIow Podzoiic, "Terra Roxa", Red YelIow Latosol and Red Yellow Pod-zolie intergrade to Latosol. After wetting, tensions of 1110, 118, 2,5, 10 and 15 atm were applied to samples of each soil horizon.

The data show that the point aí Ievelling off of the moisture tension curves occurs at 5 atm iii the Red Yellow Podzolic "Terra Roxa" and Red Yellow Latosol, and at 2 atm,

in the Red Yellow Podzolic intergrade to Latosol. According to the standards aí the Burecu of Reclamation Manual of the U.S. Department of the Interior, the available water capacity is mediurn in the Red YeIlow Podzolic and "Terra Roxa" and Iow in tbe Red Yellow Latosol and. Red Yellow Podzolic intergrade to Latosol.

Additional index words: Soil physics, sai! water, Iatosolic soils, podzolic soils and "Terra

Ro-xa" søils.

Referências

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