Os poros constituem a fração volumétrica do solo ocupadas por ar e solução (água e nutrientes). Eles são representados por cavidades de diferentes formas e tamanhos, determinadas pelo arranjamento das partículas sólidas.
A distribuição dos poros no solo condiciona seu comportamento físico e hídrico, influenciando os processos dinâmicos do ar e da solução do solo, além de influenciar na potencialidade agrícola de cada solo.
A porosidade do solo interfere na aeração, condução e retenção de água, resistência à penetração, crescimento das raízes no solo e, consequentemente, no aproveitamento de água e nutrientes contidos no solo.
Na agricultura, espera-se que o solo apresente volume e dimensão de poros adequados para a entrada, movimento e retenção de água e ar, atendendo às necessidades das culturas. Mas como saber se o solo apresenta porosidade ideal? Quais os tipos de poros existentes, funções e proporções ideais?
No texto a seguir, iremos responder a estes questionamentos.
O que é a porosidade do solo e qual a sua importância?
Conceitualmente, o solo é considerado uma coleção de corpos naturais, contendo em sua composição, fases: sólida (minerais e material orgânico), líquida (água ou solução do solo) e gasosa (ar do solo, conforme figura 1.
A porosidade do solo é quantificada pelo volume de espaços vazios localizados entre as partículas sólidas do solo. De maneira geral, os poros sempre estarão ocupados por água ou por ar, dependendo da condição do solo:
- Solo saturado:
- todos os poros estarão ocupados por água;
- Solo úmido:
- Parte dos poros estarão ocupados por ar
- Parte dos poros estarão ocupados por água
- (Nunca o ar e a água juntos ao mesmo tempo!);
- Solo seco:
- Os poros estarão ocupados pelo ar.
A porosidade do solo está fortemente relacionada à estrutura e aos processos do solo, sendo sensível às alterações proporcionadas pelo manejo. Práticas agrícolas que alterem a estrutura do solo, podem modificar a porosidade e influenciar os processos e a saúde do solo.
A composição volumétrica determina a distribuição e o tamanho de poros no solo. Por exemplo, nos solos argilosos predominam os microporos, enquanto nos solos arenosos ocorre predomínio dos macroporos, o que será explicado a diante.
Agora que já sabemos o que é porosidade e qual a sua importância, vamos conhecer os principais tipos de poros presentes no solo, quais funções desempenham e por que devem ser observados com atenção pelos especialistas em agricultura e meio ambiente?
Quais são os tipos de porosidade do solo?
A porosidade do solo é classificada de acordo com intervalos de tamanho distintos, sendo esta classificação, variável de acordo com a literatura (Richards, 1965; Kiehl, 1979; Luxmoore,1981; Klein & Libardi, 2002).
Neste artigo, vamos citar a classificação de Klein & Libardi (2002), conforme Tabela 1, na qual os poros são classificados em macroporos, microporos e criptoporos.
Tabela 1. Classificação de poros do solo (Klein & Libardi., 2002).
Tipo de poro | Diâmetro |
Macroporos | >0,05 mm |
Microporos | 0,05-0,0002 mm |
Criptoporos | <0,0002 mm |
Os Macroporos são poros responsáveis pela aeração do solo e drenagem de água. Devido ao diâmetro que apresentam, permitem a rápida movimentação da água sob a influência da gravidade.
Em resumo, após uma precipitação ou irrigação, a água tende a drenar rapidamente nesses poros, reduzindo o risco de encharcamento e permitindo que o solo seque de forma mais rápida.
Com a liberação da água, o ar ocupa o espaço poroso do solo e facilita a troca gasosa entre o solo e a atmosfera, o que é particularmente importante para a respiração das raízes e para os microrganismos do solo.
Para um ambiente aeróbico saudável, a literatura recomenda uma porosidade de aeração de pelo menos 10%, para que ocorram trocas gasosas, decomposição da matéria orgânica e a ciclagem de nutrientes, que são fundamentais para a fertilidade do solo.
Quando a porosidade de aeração é inferior a 10%, as plantas são afetadas pela redução da difusão de gases (Stepniewski et al., 1994), afetando os processos fisiológicos e metabólicos (murchamento, fechamento dos estômatos, desbalanço nutricional/hormonal etc.).
Os microporos são poros normalmente localizados dentro dos agregados ou elementos estruturais. Devido ao pequeno diâmetro, a retenção e o armazenamento de água nestes poros acontecem por meio da capilaridade.
São de fundamental importância, pois estes poros são responsáveis por armazenar a água disponível paras plantas, após as chuvas ou irrigação. Também são importantes para a retenção de nutrientes, que são dissolvidos na água presente nesses poros.
Outra função importante destes poros é que, devido ao pequeno diâmetro, diminuem a velocidade com que a água se move através do solo, reduzindo a percolação profunda e a perda de água.
Portanto, é ideal que haja um equilíbrio entre a proporção de macro e microporos no solo, pois a análise dos microporos ajudam na gestão mais eficiente da irrigação e, consequentemente, na melhoria da produtividade agrícola.
Os criptoporos são poros de diâmetro tão pequeno que não se tornam habitáveis para muitos microrganismos. Além disso, estes poros não contêm água disponível para as plantas.
Em resumo, o tamanho dos poros determina o potencial de água neles retidos e a força ideal para esvaziá-los:
- Poros maiores:
- Retém menos água
- menor força necessária para esvaziá-lo;
- Poros menores:
- Retém mais água
- Maior sucção é necessário para esvaziá-lo.
Qual a relação da porosidade com os demais atributos físicos do solo?
Vejamos a relação da porosidade com outros atributos físicos do solo, como a textura (I), densidade e compactação do solo (II), e infiltração, drenagem e permeabilidade de água (III). Confira:
I. Relação da porosidade com a textura do solo
Solos com textura fina (franco siltosos, argilosos e franco argilosos) apresentam menor densidade que os solos arenosos, porque os solos finos têm maior porosidade total, além dos macroporos, há microporos nos agregados do solo de textura fina (Figura 2).
Figura 2. Representação de agregados e porosidade do solo. Fonte: Blog professormarciosantos3.blogspot.com.
Na figura 2, nota-se que a macroporosidade é semelhante nos dois solos, porém, os solos argilosos geralmente têm maior teor de matéria orgânica, favorecendo a formação de agregados internos e mais poros menores.
No processo de compactação do solo, por exemplo, soros arenosos demoram mais a compactar, quando comparados aos solos argilosos, pois os poros maiores, responsáveis pela aeração e drenagem do solo, tendem a diminuir, sendo transformados em poros menores.
A literatura reporta valores aproximados de porosidade total de diferentes tipos de solos, sendo que solos argilosos apresentam porosidade total maior quando comparados aos arenosos.
No entanto, considerando por exemplo um solo de textura média, com estrutura adequada para o crescimento das plantas, o “ideal” é que este solo contenha em torno de 50% do volume ocupado por poros e deste espaço poroso, metade seja ocupada por ar e metade por água.
II. Relação da porosidade com a densidade e compactação do solo
A porosidade do solo está diretamente relacionada à densidade e à compactação do solo. Vamos entender melhor como essas propriedades estão interconectadas?
Conforme mencionado anteriormente, a porosidade do solo refere-se à quantidade de espaço vazio (poros) entre as partículas sólidas do solo, certo? Para entender a relação com a densidade do solo e compactação, vamos conceituar também a densidade do solo.
A densidade do solo expressa a massa do solo seco por unidade de volume, incluindo os poros. A densidade e a porosidade do solo são propriedades relacionadas com alterações no volume de solo; portanto, altamente relacionadas com a compactação do solo.
A densidade apresenta relação inversa com a porosidade. Geralmente, a redução da porosidade ocorre com os poros maiores (macroporos), os primeiros a serem destruídos no processo de compactação.
Vale ressaltar que solos compactados apresentam menor infiltração de água. O fluxo de água é reduzido de acordo com o decréscimo do diâmetro do poro (Figura 3). Com isso, aumenta-se escoamento superficial e susceptibilidade do solo aos processos erosivos.
A compactação do solo causa um novo arranjamento das partículas e dos poros, causando anisotropia nas funções dos poros. Isso afeta negativamente o movimento da água, nutrientes e do ar no solo, impactando o crescimento das plantas e a produtividade agrícola.
III. Relação da porosidade com infiltração, drenagem e permeabilidade da água
Até aqui, já aprendemos que os diferentes tipos e tamanhos de poros influenciam no fluxo de ar, infiltração e drenagem da água no solo, certo? isso se deve primeiramente às características intrínsecas dos solos, em especial a textura.
Porém, o manejo agrícola altera a estrutura do solo (para melhor ou pior) e passa a exercer maior influência nas propriedades do solo em relação a textura.
A porosidade rege a drenagem da água. Quanto maiores os poros do solo, maior a drenagem. A interconexão entre poros promove um caminho linear para a água passar pelo solo. Desta forma, os solos arenosos apresentam alta drenagem e baixa retenção de água (Figura 4).
Conforme a porosidade do solo vai aumentando (em função da textura mais fina), aumenta-se a retenção da água e drenagem também é diminuída.
Os termos drenagem e permeabilidade do solo podem gerar certa “confusão”. No entanto, embora sejam termos relacionados, possuem conceitos distintos.
Enquanto a drenagem refere-se ao processo de remoção da água do solo, principalmente pelos macroporos após uma chuva ou irrigação, a permeabilidade refere-se à capacidade do solo de permitir a passagem da água através de seus poros.
Resumindo, a permeabilidade é uma medida que retrata a facilidade que a água tem em se mover através do solo. Esta propriedade é influenciada pela textura, estrutura e composição do solo, sendo alta para solos arenosos e menor para solos argilosos.
Como identificar a porosidade do solo?
Identificar a porosidade do solo pode ser feito por meio de métodos diretos e indiretos. Vamos conhecer algumas destas abordagens?
i) Método da pesagem
Nesta metodologia, são coletadas amostras indeformadas de solo em anéis volumétricos com volume conhecido e um amostrador de solo.
Figura 5. Coleta de solo utilizando anel volumétrico.
Fonte: Aula prática e-disciplinas USP.
No laboratório, as amostras devem ser saturadas (ou seja, todos os poros devem ser preenchidos com água) e pesadas após 24h. Posteriormente devem ser levadas à estufa por 24h e, após esse período, novamente em balança de precisão.
Para o cálculo da porosidade, utiliza-se a fórmula abaixo:
Porosidade Total =[(Mssat-Mss)/(Mss)]*Ds
Mssat = massa do solo saturado; Mss = massa do solo seco; Ds = densidade do solo
Neste método, sugere-se garantir que todos os poros do solo tenham sido preenchidos com água (ou seja, saturado). Caso contrário, os valores obtidos podem ser subestimados. Em solos sob florestas, é comum ocorrer hidrofobicidade, dificultando esta determinação.
ii) Método da porosidade calculada
Neste método também são coletadas amostras indeformadas de solo, (conforme metodologia explicada anteriormente). Porém, é necessário determinar a densidade do solo e a densidade de partículas do solo para realizar o cálculo da porosidade.
Já explicamos no início deste artigo que a densidade do solo expressa a massa do solo seco por unidade de volume, incluindo os poros. Já a densidade de partículas, expressa a massa dos sólidos do solo por unidade de volume, desconsiderando a porosidade.
Mas você pode perguntar “se a densidade de partículas exclui a porosidade, porque ela é importante na determinação da porosidade do solo?”.É simples: a densidade de partículas fornece um valor de referência para entender o volume de sólidos em uma amostra de solo.
Portanto, para determinar a porosidade do solo pelo método calculado, é fundamental determinar a densidade de partículas do solo analisado.
A densidade de partículas pode ser determinada no laboratório utilizando, por exemplo, o picnômetro. Após obter a densidade do solo e a densidade de partículas, calcula-se a porosidade total do solo usando a fórmula abaixo:
PT = 1 – (Ds/Dp), dado em %
iii) Método da microporosidade
Para este método, segue-se a mesma recomendação da coleta de amostras dos métodos i e ii, porém, a microporosidade é determinada por meio da mesa de tensão.
Para isso, as amostras indeformadas de solos, coletadas em anéis volumétricos, precisam ser saturadas e, posteriormente, inseridas em uma mesa de tensão, onde aplica-se uma pressão de 6kPa.
As amostras devem permanecer na mesa de tensão até que ocorra equilíbrio hídrico. Esse processo pode levar de algumas horas a alguns dias, dependendo do solo e da tensão aplicada.
Após o equilíbrio, as amostras devem ser retiradas da mesa de tensão e pesadas, para obter a massa úmida. Posteriormente, as amostras devem ser colocadas em uma estufa a 105°C por 24 horas para secá-las completamente.
O volume total de poros pode ser calculado pela diferença entre o massa do solo saturado e a massa solo seco, dividido pela massa do solo seco. Posteriormente, o resultado deve ser multiplicado pela densidade do solo, conforme a equação a seguir.
Microporosidade = [(Msu – Mss)/(Mss)]*Ds
Mais detalhes em relação às metodologias mencionadas, podem ser consultadas neste vídeo:
iv) Métodos por imagem (micromorfometria)
Neste caso, coleta-se amostras indeformadas de solo com caixas de Kubiena, de dimensões 12 cm x 7 cm x 4 cm. O passo a passo de confecção das caixas, coleta, impregnação das amostras com resina e análise, podem ser encontradas no Manual de Métodos de Análise de Solo.
Na análise de imagens, utiliza-se os blocos de solo, que possuem diferentes classificações. Quanto à forma, podem ser classificados como arredondados, alongados e complexos; e quanto ao tamanho, classificam-se como pequenos, médios e grandes (Cooper et al., 2010).
Nesta classificação, os poros arredondados proporcionam menor condução de água ao longo do perfil do solo, em razão de provável baixa conectividade entre esses poros.
Os poros alongados, frequentemente encontrados em solos bem estruturados, resultantes de atividades biológicas, como as raízes das plantas e a atividade de minhocas e outros organismos do solo, também facilitam a infiltração e o drenagem da água.
Já os poros complexos são formados por uma combinação de micro e Macroporos, que criam um sistema interconectado que promovem maior armazenamento da água ao longo do perfil do solo devido à alta conectividade entre os poros.
A imagem abaixo representa um exemplo de análise da porosidade por meio da análise micromorfométrica onde, os espaços em brancos representam os poros do solo que variam em função do manejo. Na figura 8 (d1), nota-se menor quantidade de poros complexos.
Quais práticas de manejo favorecem a porosidade do solo?
Práticas de manejo que favoreçam a manutenção da estrutura e agregação do solo, irão influenciar de forma positiva a porosidade do solo. Neste contexto, a matéria orgânica tem papel crucial, ao exercer a função de agente cimentante no solo.
Plantas que apresentam raízes fasciculadas também ajudam na agregação do solo e formação dos macroporos, com presença de canais e cavidades no solo resultante da atividade biológica.
Por exemplo, os bioporos são um tipo de macroporos criados por minhocas, raízes e outros organismos. Estes poros podem variar de <30 µm a 5 mm de diâmetro.
Os bioporos apresentam formato tubular e podem ser lineares, atingindo um metro ou mais de comprimento. Essa condição pode ocorrer em áreas florestais, após a morte das raízes.
Figura 8. Fotomicrografias de seções delgadas e orientadas de amostras de dois Latossolos Vermelho-Amarelo na camada de 0–0,12 m. As setas vermelhas indicam a presença de bioporos no solo. Fonte: Lima et al., 2005.
Portanto, a rotação de culturas promove diversificação de raízes, que ajudam a criar diferentes tipos de poros no solo. Além disso, reduzem a compactação do solo por maquinários.
O cultivo de plantas de cobertura (leguminosas, gramíneas etc.) também contribuem a formação de porosidade e para a qualidade do solo, tanto pelo sistema radicular das culturas quanto pelo aumento de matéria orgânica no solo, melhorando a estrutura e agregação.
Evitar a utilização de maquinários fora do ponto de friabilidade, também favorece a preservação da estrutura do solo, além de reduzir erosão. Além disso, trabalhar o solo com utilização racional e eficiente das máquinas agrícolas é fundamental.
Favorecer a atividade biológica no solo contribui efetivamente para a formação de canais que aumentam a porosidade do solo e influenciam positivamente na infiltração, drenagem e aeração.
Integrar sistemas (por exemplo,arvores, arbustos, culturas agrícolas e/ou pecuária) melhoram a estrutura do solo a longo prazo e favorecem a biodiversidade do solo, tornado o solo mais resiliente e produtivo.
Conclusão
A porosidade do solo é uma propriedade fundamental para a saúde e a produtividade do solo, influenciando diretamente na retenção de água, aeração, penetração das raízes e atividade biológica.
Práticas de manejo adequadas favorecem a porosidade, garantindo a sustentabilidade agrícola e a resiliência dos ecossistemas agrícolas. Por isso, práticas como rotação de culturas, plantas de cobertura, são favoráveis à formação/manutenção da porosidade do solo.
Solos bem manejados não apenas suportam altas produtividades, mas também desempenham papel fundamental na mitigação das mudanças climáticas, na conservação e qualidade da água, promovendo maior segurança alimentar global.
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Referências
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Clima e Água: PROPRIEDADES FÍSICAS DOS SOLOS – PARTE 2. 2018. Blog professormarciosantos3.blogspot.com. Disponível em: https://professormarciosantos3.blogspot.com/2018/03/propriedades-fisicas-do-solo-parte-2.html. Data de acesso: 21 de Jun. 2024.
COOPER, M.; VIDAL-TORRADO, P.; GRIMALDI, M. Soil structure transformations from ferralic to nitic horizons on a toposequence in Southeastern Brazil. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 34, p. 1685-1669, 2010. DOI: 10.1590/S0100-06832010000500021.
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STEPNIEWSKI, W. et al. Effects of compaction on soil aeration properties. In: SOANE, B.D.; OUWERKERK, C. (Ed.). Soil compaction in crop production. Amsterdam: Elsevier, 1994. p.167-189.
Sobre a autora:]
Nayana Alves Pereira
Analista de Produtos Educacionais B2B na Agroadvance
- Engenheira Agrônoma (UFPI/Teresina)
- Mestra em Solos e Nutrição de Plantas (UFPI/Bom Jesus)
- Doutora em Solos e Nutrição de Plantas (ESALQ/USP)