A capacidade do solo para regular o suprimento de água doce terrestre é um serviço fundamental do ecossistema. A água que percorre o solo é filtrada, armazenada para utilização da planta e redistribuída pelos caminhos de fluxo para as águas subterrâneas e as massas de águas superficiais. Como tal, a sustentabilidade dos recursos hídricos (considerando quantidade e qualidade) é diretamente influenciada pelo solo. Assim, a maioria dos aspectos da vida aquática terrestre e de água doce depende de processos hidrológicos no solo.
Propriedades de Armazenamento de Água do Solo
A água armazenada no solo é uma propriedade dinâmica que muda espacialmente em resposta ao clima, topografia e propriedades do solo e temporalmente como resultado de diferenças entre utilização e redistribuição via fluxo subterrâneo. Alterações no armazenamento de umidade do solo podem ser generalizadas com uma equação de balanço de massa como resultado da diferença entre a quantidade de água adicionada e a que é perdida.
O teor de água aumenta (mudança positiva no armazenamento) quando as entradas, incluindo precipitação ou irrigação, excedem as saídas. O conteúdo de água diminui (mudança negativa no armazenamento) quando saídas como percolação profunda , escoamento superficial, fluxo lateral abaixo da superfície e evapotranspiração excedem as entradas. De um modo geral, os solos ricos em argila têm o maior espaço poroso, daí a maior capacidade total de retenção de água.
Esses processos são governados por energia potencial. A água é armazenada e redistribuída no solo em resposta a diferenças na energia potencial. Quando na saturação ou próximo, os solos geralmente apresentam potenciais de água próximos a zero. Potenciais de água negativos surgem à medida que o solo seca, resultando em sucção ou tensão na água, permitindo que o solo retenha a água como uma esponja.
O Que é um Solo Distrófico? Onde Ele é Encontrado?
Quanto a umidade o solo pode estar saturado, ou seja, tecnicamente todos os seus poros estão preenchidos com água;
O solo depois de saturado e sob efeito da gravidade escoou o excesso hídrico, mas mantem-se com bastante água, o solo nesta condição está em sua capacidade de campo;
O solo após saturado e escoado toda o excesso hídrico, resguarda o mínimo possível de umidade, nestas condições as raízes precisam dispender muita energia para sorver a umidade de que precisam, assim suas estruturas começam a amarelar e murchar, quanto a umidade este solo está num ponto de murcha permanente.
Estes três estágios são usados para descrever o conteúdo de água em diferentes potenciais de água no solo e estão relacionados à energia necessária para mover a água (ou extrair água do solo). Quando o solo está quase saturado, a direção do gradiente de energia potencial é descida através do perfil do solo ou da inclinação lateralmente abaixo. Esse mecanismo de fluxo pela força da gravidade ocorre principalmente nos macroporos .
À medida que o solo seca, e torna-se distrófico, a capacidade de campo é atingida após a drenagem livre de macroporos. A capacidade de campo representa o conteúdo de água no solo retido contra a força da gravidade por forças matriciais (em microporos e mesoporos) na tensão menor que zero. À medida que o conteúdo de água diminui, o potencial matricial do solo diminui, tornando-se mais negativo e, como resultado, a água é retida mais fortemente nas superfícies minerais devido a forças coesivas entre as moléculas de água e forças adesivas associadas à água e às partículas minerais (forças capilares).
A água retida entre a saturação e a capacidade de campo é transitória, sujeita a drenagem livre por curtos períodos de tempo, portanto é geralmente considerada indisponível para as plantas. Esta água livre é denominada porosidade drenável. Por outro lado, grande parte da água retida na capacidade de campo está disponível para captação e uso de plantas por evapotranspiração.
O ponto em que as forças matriciais retêm a água com muita força para a extração da planta é denominado ponto de murcha permanente. A água retida entre esses estados é retida contra a força da gravidade, mas não com tanta força que não pode ser extraída pelas plantas. Mesoporos e microporos fornecem a maior parte da água disponível da planta.
No solo distrófico a água são retidas em potenciais abaixo do ponto de murcha permanente e não estão disponível para uso na maioria das plantas, pois adere fortemente a partículas minerais. A água mantida no ponto de murcha permanente está associada a microporos parcialmente cheios e superfícies hidratadas das partículas do solo.
Influência da Textura e Estrutura do Solo
A textura e a estrutura determinam a distribuição do tamanho dos poros no solo e, portanto, sua capacidade de absorção hídrica. Solos de textura grossa (areias e areias argilosas) têm capacidade baixa porque a distribuição do tamanho dos poros consiste principalmente em poros grandes com capacidade limitada de reter água.
Embora os solos com textura fina possuam a maior capacidade total de armazenamento de água devido aos altos valores de porosidade, uma fração significativa da água é retida com muita força para absorção da planta. Solos de textura fina (argilas, argilas arenosas e argilas siltosas) têm capacidade moderada porque sua distribuição de tamanho de poro consiste principalmente de microporos.
Os solos com textura de musgos tem capacidade mais alta, porque essas classes texturais dão origem a uma ampla gama de distribuição de tamanhos de poros que resulta em uma combinação ideal de microporosidade. A estrutura do solo pode aumentar a capacidade de armazenamento aumentando a porosidade.
A profundidade do solo e o conteúdo de fragmentos de rocha também afetam a capacidade de retenção de água, porque se supõe que os fragmentos de rocha não são capazes de manter a água disponível na planta e acomodar as raízes das plantas.
Embora fatores climáticos finalmente controlem as relações planta-água, os solos regulam a água agindo como uma esponja para reter a água contra forças gravitacionais na forma disponível da planta. Propriedades do solo, como textura e estrutura, governam a distribuição do tamanho dos poros, que determina o armazenamento total de água, a capacidade de retenção de água disponível e o movimento da água no solo.
Embora geralmente não seja viável modificar a textura do solo para melhorar as relações planta-água, a estrutura do solo pode ser aprimorada adicionando matéria orgânica para promover mais meso e macroporosidade, o que aumenta a capacidade de retenção de água disponível na planta e ajuda a promover a drenagem gratuita. Um entendimento das relações da água no solo é fundamental para a maioria das decisões de uso da terra.