Propriedades físicas do solo: como a textura, estabilidade de agregados, porosidade, densidade do solo, resistência à penetração e infiltração de água no solo estão ligadas com atributos de qualidade do solo e como avaliá-las a campo? Veja neste artigo.

Você já parou para pensar no conceito de solo e que existem diferentes tipos? Também já pensou nas características que permitem distingui-los? 

O solo corresponde a camada superficial da crosta terrestre, sendo responsável pela produção da maior parte do nosso alimento, das fibras e da bioenergia, e com funções básicas e fundamentais para nossos ecossistemas.

O solo é oriundo da interação de diversos processos pedogenéticos (como perdas, transformações e adição) e geomorfológicos, cuja formação resulta da combinação e intensidade dos cinco fatores: material de origem, clima, relevo, organismos e tempo.

As diferentes combinações dos fatores de formação também definem na situação natural, as características do solo, incluindo suas propriedades. No entanto, para que o solo desempenhe as funções esperadas, as propriedades do solo precisam estar aptas ao pleno funcionamento.

Neste artigo vamos aprender o que é solo, qual a sua composição, suas propriedades, como podem ser avaliadas no campo e utilizadas como ferramenta de decisão para o manejo adequado do solo.

O que é solo e como ele é formado?

Conceitualmente, o solo é considerado uma coleção de corpos naturais, contendo em sua composição, fases sólida, líquida e gasosa.

A fase sólida é constituída pelos minerais presentes na rocha e material orgânico. A fase líquida contém a água ou a solução do solo, enquanto a fase gasosa varia de acordo com os gases produzidos e consumidos pelas raízes das plantas e dos animais (CO₂ e O₂) (Figura 1).

As propriedades do solo são formadas por meio de alguns processos, tais como: geologia de formação, natureza dos minerais, evolução de decomposição da rocha de acordo com o relevo, clima e organismos vivos contidos no solo.

Dependendo da espécie mineralógica que deu origem a determinado solo, mecanismos de intemperismo e transporte, o solo pode ter diferentes texturas.

A textura do solo, por exemplo, refere-se à proporção de areia, silte e argila no solo. Estas frações exercem papel fundamental no correto manejo solo, por expressarem diferentes comportamentos na movimentação de água, ar, mineralogia, matéria orgânica no solo, dentre outros.

A seguir, vamos conferir alguns princípios envolvidos na escolha das propriedades utilizadas para monitorar o solo, quais as propriedades utilizadas, como influenciam no manejo e como avaliá-las em campo, de forma mais prática e assertiva.

Atributos do solo usados como indicadores de qualidade do solo

O termo qualidade do solo é complexo e tem sido amplamente estudado nas últimas décadas. É consenso entre a comunidade científica que a escolha dos indicadores/propriedades utilizado para monitorar a qualidade do solo, deve levar em consideração 4 princípios: 

1. A avaliação dos atributos químicos, físicos e biológicos dos solos deve ser realizada de maneira integrada (Figura 2);
2. Os atributos indicadores devem ser sensíveis às alterações proporcionadas pelo manejo, além de representarem as funções do solo;
3. A amostragem deve ser minuciosa, com metodologias práticas, e interpretação simples;
4. Os resultados obtidos devem auxiliar na tomada de decisão referente a utilização dos recursos ambientais, humanos e econômicos.

Vale ressaltar que esta avaliação é realizada de forma indireta e, após a obtenção dos resultados, realiza-se uma comparação das propriedades entre diferentes práticas de uso e manejo.

Quais os atributos mais utilizados na avaliação da qualidade do solo?

Os atributos utilizados na qualidade do solo, podem ser classificados em: físicos, químicos e biológicos.

Neste artigo, vamos abordar especialmente os atributosfísicos mais utilizados como indicadores de qualidade do solo

Propriedades Físicas do solo

Os atributos físicos do solo estão relacionados ao suporte e crescimento radicular; trocas gasosas (porosidade), armazenamento/disponibilidade de água e nutrientes para as plantas e atividade biológica.

Os principais indicadores físicos, são:

• textura;
• estabilidade de agregados,
• porosidade,
• densidade do solo;
• resistência do solo à penetração;
• condutividade hidráulica,
• infiltração de água no solo.

Vamos aprender um pouco sobre alguns destes indicadores?

Textura

A textura influencia na retenção da água no solo, estrutura, teor de nutrientes, matéria orgânica e na susceptibilidade dos solos à erosão. Por meio de sua determinação, é possível inferir o comportamento do solo em determinadas situações e planejar o adequado manejo, visando maior produtividade.

Em condições ambientais similares, por exemplo, solos argilosos possuem menor susceptibilidade à erosão quando comparados a solos arenosos (Donagemma et al., 2016), devido à maior estruturação proporcionada pela agregação e matéria orgânica.

Solos arenosos apresentam menor teor de matéria orgânica, são altamente permeáveis e com baixa capacidade em reter água. Visando melhor aptidão agrícola, recomenda-se gestão de uso e manejo adequado, com reposição da matéria orgânica e práticas conservacionistas nestes solos (BRADY; WEIL, 2013).

Estabilidade dos agregados

A estrutura do solo pode ser definida como “agrupamento das partículas minerais (argila, silte e areia) e da matéria orgânica, tanto viva quanto morta, bem como o espaço poroso (espaços vazios) formado entre elas” (Silva e Benevenute, 2021), conforme ilustrado na Figura 3.

Os agregados mantêm o solo estruturado, com porosidade ideal para o movimento de ar, água, nutrientes e organismos. Em solos compactados, é maior o risco de erosão, perdas na produtividade, comprometimento de funções desempenhadas pelo solo etc.

A Teoria da hierarquização de agregados (Tisdall e Oades, 1982) preconiza que os agregados possuem diferentes diâmetros (Figura 4).    

A formação de microagregados (diâmetro < 0,25 mm) está associada à interação da matéria mineral entre si e com compostos orgânicos. A formação de macroagregados estáveis (diâmetro > 0,25 mm), ocorre após o crescimento das raízes e hifas de fungos, junto à resíduos vegetais, insetos e outros organismos (Figura 4).

Algumas práticas favorecem a desagregação do solo e expõe a matéria orgânica à rápida decomposição. Isso favorece a menor infiltração da água e aumenta à susceptibilidade do solo aos processos erosivos.

Alguns exemplos destas práticas, são: preparo convencional, sucessão de culturas, ausência de cobertura do solo, aração e gradagem, compactação do solo, dentre outras (Figura 5).

Alguns sistemas que favorecem a formação/manutenção de agregados estáveis no solo, são: correção do solo, sistema plantio direto, rotação de culturas utilizando espécies com diferentes sistemas radiculares, utilizar plantas de cobertura, dentre outros.

Densidade, porosidade e compactação do solo

A densidade do solo pode ser definida como “a relação existente entre a massa de uma amostra de solo seca a 105ºC e a soma dos volumes ocupados pelas partículas e pelos poros (espaços vazios no solo)”.

Por ser um atributo de fácil alteração com o manejo e refletir qualquer alteração na estrutura do solo, a densidade do solo é um atributo muito estudado, refletindo alterações na porosidade e aeração do solo, drenagem, armazenamento da água e condutividade hidráulica.

A densidade restritiva ao desenvolvimento radicular não é a mesma para todos os solos. Reichert et al. (2003), propuseram os seguintes valores, de acordo com a classe textural (Tabela 1):

Tabela 1. Valores restritivos de densidade do solo em função da textura.

Classe textural	Densidade restritiva
Muito argiloso	1,25 a 1,3 g.cm-3
argilosos	1,3 a 1,4 g.cm-3
franco argilosos	1,4 a 1,5 g.cm-3
franco arenosos	1,7 a 1,8 g.cm-3

Mas, na prática, qual a relação da densidade do solo com a porosidade e a compactação?

Primeiro, conforme o conceito de densidade do solo mencionado acima, a densidade do solo engloba as partículas minerais e os poros do solo, sendo que estes poros devem estar ocupados por água ou ar, em condições naturais (Figura 6a).

No processo de compactação do solo, ocorre o rearranjo das partículas do solo devido ao efeito de compressão proporcionado (Figura 6b, c e d). Portanto a densidade elevada do solo é um indicativo de compactação do solo, tendo como principais efeitos:   

1. Redução da macroporosidade do solo
2. Redução na infiltração da água ao longo do perfil do solo
3. Diminuição da disponibilidade de água e nutrientes para as plantas
4. Redução da aeração do solo e drenagem da água
5. Aumento da resistência do solo à penetração das raízes das plantas

Para que uma planta possa se desenvolver, é necessário que o solo tenha porosidade de aeração mínima de 10%.

E quais as alternativas para minimizar problemas de compactação do solo?

Mesmo com a adoção de práticas conservacionistas como o plantio direto, a compactação do solo continua provocando alterações nos atributos físicos do solo. Segue abaixo algumas formas de minimizar este efeito no solo:

1. Realizar as operações agrícolas necessárias quando o solo estiver no pronto de friabilidade (umidade ideal, consistência friável)
2. Calibrar corretamente os pneus das máquinas agrícolas
3. Utilizar pneus de máquinas agrícolas com carcaça flexível, baixa pressão de inflação, diâmetro largo e uma pequena largura de secção
4. Realizar rotação de culturas, utilizando plantas com raízes profundas e agressivas que promovem o rompimento da compactação
5. Em sistema de preparo do solo convencional, alternar os níveis de profundidade alcançado pelas operações de aração e gradagem, evitando a formação da camada compactada, ou retardando a sua ocorrência
6. Optar por práticas que favoreçam o aporte de matéria orgânica no solo.

Infiltração de água no solo

A Infiltração é definida como “Processo de entrada de água no solo, por meio de sua superfície, no sentido vertical descendente, até atingir camadas mais profundas.

A velocidade de infiltração da água no solo pode ser mensurada por meio de uma determinada lâmina de água na unidade de tempo, que tende a estabilizar-se ao final de um teste, alcançando a condição de velocidade de infiltração básica (VIB).

Conhecer a taxa de infiltração da água em determinado solo é importante pela estreita relação com outros atributos, como por exemplo: textura do solo, densidade, porosidade, rugosidade, teor de carbono orgânico, tamanho e estabilidade dos agregados do solo.

Como determinar os atributos físicos do solo no campo?

A seguir, vamos conhecer alguns métodos de avaliação de atributos físicos do solo que podem ser facilmente mensurados no campo.

Estabilidade dos agregados

A estabilidade dos agregados pode ser determinada pela Análise visual da estrutura do solo, que se baseia na aparência e tato de um bloco de solo retirado com uma pá (SCHIEBELBEIN E CHERUBIN, 2024). Na avaliação, utiliza-se a aparência da amostra e o tato.

Os autores dividem a análise em 6 etapas, sendo elas (Figura 7):

1. Abrir a mini trincheira de 30 cm;
2. Retirar o bloco de solo com uma pá e colocá-lo sob um plástico branco;
3. Desagregar o solo com as mãos, delicadamente;
4. Atribuir uma nota ao solo, por camada avaliada, utilizando a seguinte cartilha: Avaliação Visual da Estrutura do Solo (Guimarães et al., 2011);
5. Analisar os fatores que afetam a distribuição de notas (consultar material SOHMA).
6. Calcular a qualidade estrutural do solo e interpretar os valores conforme a tabela fornecida no Kit SOHMA.

Compactação do solo

No campo, a compactação do solo pode ser inferida por meio do teste de resistência do solo à penetração. Os valores críticos variam de acordo com a classe de solo e espécie cultivada, mas de forma geral, a literatura recomenda o valor de 2,0 MPa, como crítico ao desenvolvimento das raízes.

O equipamento utilizado é o penetrômetro, o qual perfura o solo simulando o crescimento das raízes. Durante este processo, vai medindo a resistência e detectando por meio de gráficos, possíveis camadas compactadas ao longo do perfil do solo (Figura 8).

Posteriormente, estes dados podem ser importados para uma planilha em excel, conforme exemplo abaixo (figura 9).

Infiltração de água no solo

Uma das formas mais práticas de realizar o teste de infiltração da água no solo, foi demonstrado por Schiebelbein e Cherubin (2024), seguindo as etapas abaixo (Figura 10):

1. Cravar um anel de PVC no solo seguindo a marcação previamente inserida no anel;
2. Inserir o plástico dentro do anel para forrar a superfície do solo;
3. Adicionar 450 ml de água;
4. Retirar o plástico e permitir que a água entre no anel; quando a água entrar em contato com o solo, deve-se iniciar o cronômetro;
5. Interrompa a cronometragem quando a água tiver infiltrado completamente no solo;
6. Transformar a fração de hora em minutos;
7. Calcular a taxa de infiltração (conforme a fórmula).

Por último, deve-se comparar a taxa de infiltração calculada com a tabela de interpretação fornecida pelos autores no KIT SOHMA (SCHIEBELBEIN E CHERUBIN, 2024).

Conclusão

A qualidade do solo é fundamental para a manutenção da vida na Terra, sobretudo pelas funções prestadas pelo solo aos ecossistemas.  Compreender a mudanças proporcionadas indiretamente pelo manejo, por meio dos atributos indicadores de qualidade, torna-se viável para que gestores possam ter embasamento técnico em tomadas de decisões cruciais que envolvem a preservação dos solos.

Ressalta-se a importância de sempre buscar uma visão mais integrada dos ecossistemas, mesmo sabendo as dificuldades de avaliar integralmente a qualidade do solo.

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Referências 

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