UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE UFS CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE CCBS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA AGRONÔMICA - DEA

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE – UFS

CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE – CCBS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA AGRONÔMICA - DEA

ROTEIRO GERAL DE MEDIÇÕES

DE CARACTERÍSTICAS FÍSICO-HÍDRICAS DE SOLOS

ANTENOR DE OLIVEIRA AGUIAR NETTO

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PRÁTICA AMOSTRAGEM DE TERRA MÉTODO DO TRADO 1. MATERIAIS - Gleba de terra - Cápsulas de alumínio - Trado holandês - Trado parafuso - Trado caneco

- Castelo ou Trado volumétrico - Plásticos

- Etiquetas - Baldes - Enxadão

2. METODOLOGIA

- Separar a área de terra em glebas homogêneas (máximo de 10 ha) em aspecto de vegetação, de solo, de relevo, de cultura e manejo agrícola;

- Retirar 15 a 20 amostras simples em cada gleba homogênea com o trado holandês ou enxadão, de mesmo volume para amostra de terra deformada;

- Caminhar em ziguezague por toda a gleba para retirada das amostras simples; - Evitar manchas de solo, restos de cultura, formigueiros, entre outras;

- Amostrar por profundidade de acordo com os horizontes do solo previamente identificados ou a profundidade efetiva do sistema da cultura a ser implantada ou padronizar de X em X cm;

- Acondicionar as amostras simples em balde, misturar e colocar de 1 a 2 kg de terra em sacos plásticos devidamente etiquetados.

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PRÁTICA ANÁLISE GRANULOMÉTRICA

MÉTODO DO DENSÍMETRO (Bouyoucos)

1. MATERIAIS

- Agitador elétrico 14000 rpm - Álcool

- Amostra de terra

- Balanças com precisão de 0,01 e 0,001 g - Cápsulas de porcelana e alumínio

- Cronômetro / relógio

- Densímetro de Bouyocos com intervalos de 0,995 a 1,050 - Dessecador

- Estufa (105 - 110 oC)

- Jogos de peneiras de nos 10,18, 35,60,140 e 270 "mesh" ou nos 10, 75 e 270 "mesh" - Peneirador automático

- Piceta com água destilada - Pipetas

- Provetas graduadas de 1000 ml

- Rolo para destorroar o solo ou almofariz e pistilo

- Solução de Hidróxido de sódio 1N ou Hexametafosfato de sódio 1N - Termômetro graduado 0,5 ºC

2. METODOLOGIA

- Secar 1 a 2 kg de solo ao ar, destorroar e homogeinizar - Separar 500 g da amostra de terra seca ao ar (TFSA) - Passar a amostra anterior na peneira 10 (2,0 mm)

- Determinar o teor de água da amostra que passou na peneira 10 - Lavar o material retido na peneira 10 e secar na estufa

- Retirar 300 g para análise granulométrica, do material que passou na peneira 10 - Colocar em um becker 50 g da TFSA se argiloso e 100 g se arenoso

- Adicionar 100 ml de água destilada e 40 ml de hidróxido de sódio para TFSA argilosa e 20 ml para TFSA arenosa. Caso a solução seja de hexametafosfato de sódio deve-se acrescentar 25 ml

- Deixar em repouso por 12 horas

- Colocar a amostra no copo do agitador e adicionar água destilada até 2/3 da altura do copo (cerca de 300 ml)

- Agitar durante 10 minutos para o solo arenoso e 20 minutos para o argiloso

- Passar o sedimento para uma proveta de 1000 ml através da peneira 270 (0,05 mm), completando o volume

- Agitar durante 1 minuto e imediatamente anotar o tempo do início da sedimentação com a proveta em local nivelado

- Fazer a primeira leitura aos 40 segundos (para a escala adotada pela USDA), sendo que o densímetro deve ser colocado 10 segundos antes do tempo de leitura. Colocar o densímetro lentamente e anotar a temperatura da suspensão

- Realizar a primeira leitura aos 4 minutos (para a escala adotada pela ISSS), seguindo o mesmo procedimento anterior

- Proceder a segunda leitura após 2 horas do início da sedimentação - Levar a areia retida na peneira 270 e levar para a estufa

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- Fracionar a areia com o auxílio das peneiras 18 (1,0 mm), 35 (0,5 mm), 60 (0,25 mm) e 140 (0,10 mm) para a escala adotada pela USDA ou unicamente com a peneira 75 (0,2 mm) para a escala adotada pela ISSS

3. PROCEDIMENTO DE CÁLCULO

- O esqueleto da terra é o material retido na peneira 10

- A correção da leitura do densímetro em gramas de solo na suspensão é feita de acordo com a tabela de Bouyoucos (em anexo)

- A influência da temperatura é corrigida da seguinte maneira: para cada grau acima de 67 oF (o densímetro está calibrado para esta temperatura - 19,4 o C) deve-se somar 0,62 g/L às leituras, ou então reduzir 0,62 g/L para cada grau abaixo. Alguns densímetros possuem tabelas específicas para correção da temperatura e densidade das partículas

- Determinar a umidade do solo e a sua média. 100 x ms ms msu       − = µ em que:

µ = umidade do solo, % massa msu = massa do solos úmida, g ms = massa do solo seca, g

- Transformar a massa da TFSA em terra fina seca em estufa (TFSE), através do seguinte fator de correção: f u = − 100 100 % em que:

u% = média da umidade do solo, % massa

- Para cálculo das frações básicas do solo, utilizar as seguintes equações: Areia total (%) = (TFSE - 1a leitura corrigida) x 100

TFSE Argila (%) = 2a leitura corrigida x 100 TFSE

Silte (%) = 100 - (areia total % + argila %)

Densidade Bouyocos Densidade Bouyocos Densidade Bouyocos Densidade Bouyocos Densidade Bouyocos

1,000 0,00 1,007 11,66 1,014 23,32 1,021 35,00 1,028 46,66 1,000.5 0,83 1,007.5 12,50 1,014.5 24,15 1,021.5 35,83 1,028.5 47,50 1,001 1,66 1,008 13,32 1,015 25,00 1,022 36,66 1,029 48,32 1,001.5 2,50 1,008.5 14,15 1,015.5 25,83 1,022.5 37,5 1,029.5 49,15 1,002 3,32 1,009 15,00 1,016 26,66 1,023 38,32 1,030 50,00 1,002.5 4,15 1,009.5 15,83 1,016.5 27,50 1,023.5 39,15 1,030.5 50,83 1,003 5,00 1,010 16,66 1,017 28,32 1,024 40,00 1,031 51,66 1,003.5 5,83 1,010.5 17,50 1,017.5 29,15 1,024.5 40,83 1,031.5 52,50 1,004 6,66 1,011 18,32 1,018 30,0 1,025 41,66 1,032 53,32 1,004.5 7,5 1,011.5 19,15 1,018.5 30,83 1,025.5 42,50 1,032.5 54,15 1,005 8,32 1,012 20,00 1,019 31,66 1,026 43,32 1,033 55,00 1,005.5 9,15 1,012.5 20,83 1,019.5 32,50 1,026.5 44,15 1,033.5 55,83 1,006 10,00 1,013 21,66 1,020 33,32 1,027 45,00 1,034 56,66 1,006.5 10,83 1,013.5 22,50 1,020.5 34,15 1,027.5 45,83 1,034.5 57,50

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4. COLETA DE DADOS Cápsula

Nº Solo Úmido Cápsula +

(g)

Cápsula + Solo Seco

(g)

Cápsula (g) Água Solo seco

(g) Umidade (%) Observação

Proveta Nº

Hora 1ª Leitura Densímetro Temperatura Correção Leitura

Corrigida

Observação

Proveta

Nº Hora 2ª Leitura Densímetro Temperatura Correção Corrigida Leitura Observação

Proveta Nº

Becker + Solo seco (g)

Becker Solo seco (g) Areia Fina (g) Areia Grossa (g) Observação

Massa total da amostra de terra = Esqueleto da terra =

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PRÁTICA CONSISTÊNCIA DO SOLO

MÉTODO DE CASAGRANDE

1. MATERIAIS - Amostra de terra

- Aparelho de Casagrande

- Balança com capacidade de 200 g, sensível a 0,01 g - Cápsulas de porcelana e alumínio

- Cilindro de comparação de 3 mm de diâmetro e 100 mm de comprimento - Cinzel

- Espátula

- Estufa (105 - 110 oC) - Placa de vidro esmerilhada 2. METODOLOGIA

2.1. LIMITE DE PLASTICIDADE DO SOLO

- Secar 1 a 2 kg de solo ao ar, destorroar e homogeinizar. - Retirar 50 g da amostra seca ao ar.

- Colocar a amostra na cápsula e juntar água destilada em quantidade suficiente para se obter massa plástica. Deve-se adicionar água aos poucos, misturando-se continuamente com a espátula até completa homogeinização da massa.

- Separar cerca de 20 g da massa obtida anteriormente, modelando-a na forma elipsoidal. - Construir um cilindro com aproximadamente 3 mm de diâmetro e 100 mm de comprimento, comparando-o com o padrão.

- Juntar as extremidades até o aparecimento dos primeiros sinais de rachadura. - Determinar o teor de umidade da amostra.

- Repetir os passos anteriores por pelo menos mais duas vezes. 2.2. LIMITE DE LIQUIDEZ DO SOLO

- Retirar 70 g da amostra seca ao ar.

- Colocar a amostra na cápsula e acrescentar de 15 a 20 cm3 de água destilada.

- Homogeinizar a mistura e acrescentar porções de 1 a 3 cm3 de água destilada até a obtenção de uma massa plástica.

- Colocar uma porção da massa plástica na concha do aparelho de Casagrande.

- Espalhar a seguir a massa plástica, de tal modo que a mesma ocupe aproximadamente 2/3 da superfície da concha.

- Produzir uma canelura na massa plástica segundo o plano de simetria do aparelho, usando o cinzel, de tal modo que a espessura da massa na parte central seja de 1 cm.

- Golpear contra a base do aparelho até que os dois bordos inferiores da canelura se unam. Realizar este procedimento com a velocidade aproximada de duas voltas por segundo e altura de 1 cm, depois anotar o número de golpes deferidos.

- Determinar o teor de umidade da amostra.

- Repetir os passos anteriores por pelo menos mais duas vezes, com adições de água gradativamente crescentes, de modo a se obter o registro de golpes em cada um dos seguintes intervalos: 15-25, 20-30 e 25 –35.

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3.1. LIMITE DE PLASTICIDADE DO SOLO

O limite de plasticidade será a média da porcentagem de água obtida com três determinações realizadas independentemente sem o sinal de porcentagem.

100 x ms ms msu       − = µ em que:

3.2. LIMITE DE LIQUIDEZ DO SOLO

Por convenção limite de liquidez é a umidade do solo que uma amostra contém, quando após ser molhada, colocada na concha do aparelho Casagrande, cortada com cinzel especial, sofrer 25 golpes de uma altura de 1 cm, os bordos inferiores se tocarem numa extensão de 12 mm. Normalmente, obtém-se este valor através de interpolação gráfica em papel semi-log (EM ANEXO). Teor de Umidade ( % ) 10 15 20 25 30 40 50 Nú m e ro d e G o lp e s Gráfico do LL

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(g)

(g) Umidade (%) Observação Cápsula Nº Cápsula + Solo Úmido (g) Cápsula + Solo Seco (g)

(g)

Umidade (%)

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PRÁTICA DENSIDADE DO SOLO

MÉTODO DO ANEL VOLUMÉTRICO

1. MATERIAIS - Anel de Kopeck - Anel de Uhland

- Amostra de terra indeformada

- Balança com capacidade de 200 g, sensível a 0,01 g - Cápsulas de alumínio - Dessecador - Enxada - Espátula - Estufa (105 - 110 oC) - Sacos plásticos

- Trado para amostra indeformada ou castelo. 2. METODOLOGIA

- Subdividir a área em glebas homogêneas quanto ao tipo de solo, relevo, uso e manejo agrícola.

- Limpar superficialmente a área a ser amostrada, com a enxada ou instrumento semelhante. - Colocar o anel no trado. Deve-se tomar cuidado para que o anel possa deslizar suavemente no aparelho.

- Introduzir o trado no solo, até a profundidade desejada para coleta. Não forçar a entrada do aparelho para não ocasionar desestruturação.

- Retirar cuidadosamente o trado e em seguida o anel volumétrico, sem desmanchar a amostra de terra.

- Eliminar o excesso de terra dos bordos do anel, com a ajuda da espátula.

- Acondicionar a amostra de terra indeformada em sacos plásticos devidamente identificados ou cápsulas de alumínio.

- Transportar adequadamente para o laboratório.

- Colocar a amostra de terra em cápsula de alumínio, previamente tarada, e levar para estufa para secar a 105 ºC até massa constante.

- Determinar a massa seca da amostra.

- Repetir os passos anteriores por pelo menos quatro vezes, para cada gleba homogênea de Terra. 3. PROCEDIMENTO DE CÁLCULO 100 x ms ms msu       − = µ em que:

V ms d_g = Volume de um cilindro h r V =π 2

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(g)

(g) Umidade (%) Observação Número da Amostra Massa Seca (g) Altura do anel (cm) Raio do anel (cm) Volume do anel (cm3) Densidade Global (g/cm3)

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PRÁTICA DENSIDADE DAS PARTÍCULAS

MÉTODO DO PICNÔMETRO

1. MATERIAIS - Amostra de terra

- Balança com precisão de 0,01 g - Bomba de vácuo - Cápsulas de alumínio - Funil - Papel de filtro - Picnômetros - Termômetro graduado 2. ENSAIO

- Determinar a massa de um picnômetro vazio (M1).

- Colocar 10,0 ou 20,0 g de Terra Fina Seca em Estufa (TFSE), no interior do picnômetro. - Determinar a massa do picnômetro junto com a TFSE (M2).

- Colocar água destilada no interior do picnômetro até recobrimento da TFSE, formando um filme d’água.

- Colocar o picnômetro na bomba de vácuo para extrair o ar aprisionado da amostra imersa na água.

- Adicionar água destilada até completar o picnômetro totalmente, colocar a tampa, enxugar com papel de filtro a água que transbordou do mesmo e determinar a massa (M3).

- Retirar a água e a amostra de TFSE do picnômetro e depois lavar o mesmo, enxaguando repetidas vezes com água destilada.

- Encher o picnômetro com água destilada, colocar a tampa, enxugar com papel de filtro a água que transbordou do mesmo e determinar a massa (M4).

- Medir a temperatura da água no interior do picnômetro. 3. PROCEDIMENTO DE CÁLCULO

- Conhecendo-se a densidade da água (da) na temperatura da determinação, calcula-se a densidade das partículas:

(

)

) ( ) ( ₄ ₁ ₃ ₂ 1 2 M M M M M M da d_p − − − − = Temperatura da água (ºC) Densidade da água (g/cm3₎ 0 0,9999 4 1,0000 10 0,9997 20 0,9982 30 0,9957

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4. COLETA DE DADOS

Picnômetro M1

(g) Picnômetro + TFSE M2 (g)

Picnômetro + Solo + TFSE

M3 (g)

Picnômetro + água

M4 (g)

Temperatura da água

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PRÁTICA MACRO E MICROPOROSIDADE

MÉTODO DA MESA DE TENSÃO

1. MATERIAIS

- Amostra de terra indeformada - Balança com precisão de 0,01 g - Bandeja de alumínio

- Dessecador - Estufa

- Mata borrão e tela de nylon - Mesa de Tensão

- Tecido - Tesoura 2. ENSAIO

- Coletar amostras de terra indeformada; - Realizar o preparo da amostra de terra;

- Proteger uma das faces com um pedaço de tecido;

- Saturar a amostra com água por cerca de 24 h (2/3 da altura do anel); - Determinar a massa (M1);

- Com a mesa de tensão previamente preparada, colocar o anel sobre o leito filtrante (tela de nylon mais mata borrão), sob uma tensão de 60 cca;

- Após 24 a 72 h, remover o anel e determinar a massa (M2); - Secar em estufa a 105 – 110º C e depois determinar a massa (M3); 3. PROCEDIMENTO DE CÁLCULO Ma % =       − Vanel M M1 2 x 100 Mi % =       − Vanel M M2 3 x 100 α % = Ma % + Mi % 4. COLETA DE DADOS

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PRÁTICA CAPACIDADE DE CAMPO

MÉTODO ‘IN SITU’

1. MATERIAIS

- Anel de aço zincado com 3,0 m de diâmetro x 1,0 m de profundidade ou área de 2,0 a 5,0 m2

- Balança com capacidade de 200 g, sensível a 0,01 g - Cápsulas de alumínio - Estufa (105 - 110 oC) - Etiquetas - Plástico preto - Sacos plásticos - Trado parafuso 2. METODOLOGIA

- Escolher uma área representativa da gleba de terra.

- Separar um volume de solo, colocando plástico nas paredes ou encravando o cilindro no solo.

- Construir um dique de terra.

- Adicionar água até a saturação total do volume de solo.

- Retirar amostras de solo em triplicata diariamente, até que a drenagem do perfil praticamente cesse (0, 24, 48, 72 e n h após a saturação do solo).

- Cobrir o volume saturado com uma lona plástica para evitar a evaporação. - Acondicionar amostras de solo nas capsulas de alumínio.

- Determinar a umidade do solo por meio da estufa.

- A capacidade de campo é a umidade do solo, após praticamente cessar o processo de drenagem.

- Determinar a umidade do solo e sua média em cada amostragem no tempo. - Elaborar um gráfico relacionando a umidade versus tempo.

- A capacidade de campo é a umidade do solo, após praticamente cessar o processo de drenagem.

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PRÁTICA DE INFILTRAÇÃO DA ÁGUA NO SOLO

1. MATERIAIS - Cápsulas de alumínio

- Conjunto de cilindro infiltrômetro, contendo um anel de bordadura de aço zincado (0,6 x 0,3 m), um anel medidor de aço zincado (0,3 x 0,3 m) e um tanque medidor

- Cronômetro - Estufa (105 - 110 oC) - Etiquetas - Sacos plásticos - Trado parafuso 3. METODOLOGIA

- Separar a área de terra em glebas homogêneas (máximo de 10 ha) em aspecto de vegetação, de solo, de relevo, de cultura e manejo agrícola;

- Escolher uma área representativa da gleba de terra.

- Limpar superficialmente a área a ser amostrada, com a enxada ou instrumento semelhante. - Introduzir os cilindros infiltrômetro no solo (cerca de 0,15 m) de modo que os mesmos fiquem circunscritos. Deve-se tomar cuidado para que os anéis não alterem a estrutura do solo.

- Colocar água em ambos os cilindros, para iniciar o processo de entrada de água no solo. - Conectar o cilindro interno com o sistema de bóia do tanque medidor, tomando cuidado para que não haja vazamentos.

- Zerar o tanque medidor iniciar o processo de contagem do tempo.

- Anotar o valor infiltrado (tanque medidor) inicialmente de 5 em 5 minutos, depois de 10 em 10 minutos e finalmente de 30 em 30 minutos.

- Continuar o processo de infiltração até que pelo menos quatro velocidades sejam iguais, o que deverá ocorrer de 5 a 10 h dependendo da textura do solo.

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4. COLETA DE DADOS

TEMPO RÉGUA INFILTRAÇÃO

ACUMULADA (mm) INFILTRAÇÃO (cm/h) VELOCIDADE DE

Hora Diferença (h) Leitura Diferença (cm) Instantânea (mm/h) Acumulada (mm/h)