Temperatura e Aeração do Solo

A temperatura e a aeração do solo são os componentes térmicos e gasosos do ambiente do solo, governando as taxas de processos biológicos e químicos e o fornecimento de oxigênio às raízes e microrganismos.

Definition

A temperatura do solo é o estado térmico do solo resultante da troca de energia na superfície e da condução de calor através do perfil; a aeração do solo é a troca de oxigênio, dióxido de carbono e outros gases entre o espaço poroso do solo e a atmosfera.

Scope

Este tópico abrange o balanço de calor e as propriedades térmicas que estabelecem o regime de temperatura do solo, a composição e a troca do ar do solo, e a ligação entre aeração, teor de água e o estado redox do solo. Ele trata as fases gasosa e térmica que completam o quadro físico do solo, juntamente com a água.

Core questions

• O que controla o regime de temperatura do solo ao longo do dia e do ano?
• Qual é a composição do ar do solo e como ele se troca com a atmosfera?
• Como o teor de água governa a aeração e o suprimento de oxigênio?
• Como a temperatura e a aeração afetam os processos biológicos e químicos?

Key concepts

• Balanço de energia da superfície do solo
• Condutividade térmica e capacidade térmica
• Regime de temperatura do solo
• Composição do ar do solo
• Difusão de gases e porosidade cheia de ar
• Aeração, encharcamento e redox

Key theories

Balanço de calor e condução do solo

A temperatura do solo é definida pelo balanço de energia da superfície e pela condução de calor para o perfil, com a condutividade térmica e a capacidade térmica dependendo fortemente do teor de água, de modo que solos úmidos aquecem e resfriam mais lentamente.

Aeração e difusão de gases

O oxigênio atinge as raízes e os microrganismos principalmente por difusão através de poros cheios de ar, de modo que a aeração depende da porosidade e do teor de água; quando os poros se enchem de água, a difusão colapsa e o solo torna-se anaeróbico, alterando seu estado redox.

Mechanisms

A radiação, condução, convecção e troca de calor latente na superfície estabelecem a entrada de calor no solo, que é conduzida para baixo e amortecida e atrasada com a profundidade, produzindo ondas de temperatura diárias e sazonais. O ar do solo é mais rico em dióxido de carbono e mais pobre em oxigênio do que a atmosfera devido à respiração das raízes e microbiana; o oxigênio é reabastecido principalmente por difusão através de poros cheios de ar. Quando a água preenche os poros, a difusão de gases diminui drasticamente, o oxigênio é esgotado e o solo torna-se anaeróbico, alterando sua química e biologia.

Clinical relevance

A temperatura do solo controla a germinação de sementes, o crescimento das raízes e as taxas de ciclagem de nutrientes, enquanto a aeração determina se as raízes e os microrganismos aeróbicos têm oxigênio suficiente; o manejo da drenagem, cobertura de resíduos e compactação para manter os solos adequadamente quentes e aerados é importante para a produtividade das culturas e para limitar perdas como a desnitrificação.

History

O estudo do regime térmico do solo baseou-se na teoria clássica da condução de calor aplicada ao balanço de energia da superfície do solo, enquanto a pesquisa sobre a aeração do solo ligou a difusão de gases, o teor de água e a química redox, estabelecendo o papel das fases gasosa e térmica na função do solo.

Key figures

• Daniel Hillel
• Nyle C. Brady
• Ray R. Weil

Seminal works

• hillel1998
• brady2016

Frequently asked questions

Por que os solos encharcados ficam com baixo teor de oxigênio?

O oxigênio atinge o solo principalmente por difusão através de poros cheios de ar, o que é milhares de vezes mais rápido do que a difusão através da água; quando os poros se enchem de água, o suprimento de oxigênio colapsa enquanto a respiração continua, de modo que o solo rapidamente se torna anaeróbico.

Por que os solos úmidos aquecem mais lentamente na primavera?

A água tem uma alta capacidade térmica e grande parte da energia que chega é usada para evaporá-la em vez de aumentar a temperatura, de modo que os solos úmidos exigem mais energia para aquecer e ficam atrasados em relação aos solos mais secos na primavera.