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Noções básicas da metodologia empregada no estudo da aeraçao do solo

Otávio Antonio de Camargo
F. Gtiokmain

1. INTRODUÇÃO

A aeração do solo é definida como a renovação da composição do seu ar, tendendo a igualá-la à do ar atmosférico, pois, devido à respiração das plantas e dos microrganismos e à decomposição do material orgânico, a atmosfera livre e a do solo tendem a diferenciar-se, quantitativamente, na sua composição.

A importância da aeração para o desenvolvimento dos vegetais e da vida microbiana há muito tempo é reconhecida (12) . Períodos curtos de anaerobismo no solo causam irreparáveis danos ao sistema radicular de muitas plantas, induzem os microrganismos a formar grandes quantidades de materiais tóxicos e podem causar consideráveis perdas de nitrato do solo (11, 21). Pode-se concluir, daí, que o suprimento adequado em oxigênio através do solo é condição essencial para o bom crescimento e desenvolvimento de muitas espécies vegetais.

Apesar do esforço de muitos pesquisadores em desenvolver técnicas para caracterizar o estado de aeração do solo, não existe ainda uma aceitação, de maneira generalizada, distanciando, assim, nossa habilidade para medir o estado de aeração do solo da nossa habilidade para explicar o comportamento das plantas em termos de aeração.

Embora várias limitações sejam impostas por essas técnicas, numerosos trabalhos têm sido desenvolvidos em vários países, com o intuito de, através de uma série grande de observações, tornar os cientistas capazes de criar meios adequados para estabelecer as condições de aeração limitantes na fase gasosa do solo.

O objetivo do presente trabalho ë descrever com detalhes o fundamento dos métodos usados em pesquisa de aeração do solo.

2. MECANISMOS DE TROCA

Ao fazer a escolha de uma técnica de medida e para interpretação de resultados, é importante que se compreendam os mecanismos de troca gasosa que ocorrem no solo, os quais se dividem em dois grupos: aqueles onde há fluxo de massa e aqueles onde há difusão.

2.1 - Mecanismos onde há fluxo de massa

O fluxo de massa dos gases pode ocorrer como resposta a gradientes de pressão das misturas gasosas que compõem o sistema em estudo.

Esse tipo de mecanismo resulta dos fatores seguintes:

a) Mudança de temperatura do ar do solo. Devido a mudanças de temperatura, o ar do solo se expande ou se contrai, estabelecendo, assim, trocas gasosas com o ar atmosférico. Esse efeito se acha restrito às pequenas profundidades.

b) Flutuações na pressão barométrica. Mudanças na pressão barométrica produzem variações de volume, o que provocará fluxo de massa.

o) Movimento do vento. Quando o vento flui sobre a superfície do solo, há criação de baixa pressão junto a essa superfície e, em conseqüência, parte do ar sai do solo; logo que o vento cessa, nova quantidade de ar penetra no solo.

d) Chuva e irrigação. Quando um solo é molhado, quer pela chuva, quer pela irrigação, a água que nele penetra toma o lugar antes ocupado pelo ar; posteriormente, quando o solo secar, nova quantidade de ar entrará nele. Esse processo pode tornar-se efetivo, apesar de não acontecer com muita freqüência.

2.2. Mecanismos onde há difusão

A difusão, que tem origem no movimento térmico ao acaso das moléculas, ocorre como resposta a gradientes na pressão parcial dos gases constituintes do ar do solo. Desde que oxigênio é consumido na respiração e gás carbônico é desprendido, um gradiente de concentração é criado entre as zonas onde a respiração ocorre e o ar atmosférico, fazendo com que tais gases se difundam por caminhos opostos.

A medida quantitativa da proporção em que o processo de difusão ocorre é normalmente expressa em termos de um coeficiente de difusão.

Limitando nossa discussão a apenas uma dimensão, define-se o coeficiente de difusão como a proporção da transferência de uma substância através de uma área unitária dividida pelo gradiente de espaço de concentração da substância a esta seção.

Então, se q = Q/t é a quantidade de substância transferida no tempo t, A a área secional, c a concentração e x a coordenada de espaço,

                                                    q = - DA(∂c/∂x)                   (I)

é a definição do coeficiente de difusão, expressão conhecida como a primeira lei de Fick.

Muitos sistemas porosos apresentam diferentes estruturas de referência (14) para os diversos componentes da equação, necessitando, portanto, de fatores de conversão apropriados.

Essa afirmativa é particularmente verdadeira para os materiais porosos onde a estrutura de referência pode ser o meio como um todo (índice m) ou a fase líquida do sistema (índice f) .

Escrevendo a equação (I) com referência ao meio como um todo, temos

q = - Dm Am ∂cm/∂xm                                                   (II)

Em muitos sistemas é mais importante medir a concentração com referência à fase fluida, então, se é o volume relativo (Vm/Vf) ocupado por um fluido, temos:

               cm = c f                 (0 < < 1)                        (III)

No caso de um simples fluido ocupar com-pletamente os poros do meio, é a porosidade.

Usando as equações II e III, tem-se:

q = - Dp Am∂cf/∂xm                                           (IV)

onde Dp = Dm.

Penman (27) definiu dessa maneira o coeficiente de difusão em materiais porosos, e tal procedimento tem sido muito adotado em ciência do solo.

Se a concentração for conhecida em função da distância (L) e se Dp é constante, a equação IV reduz-se à seguinte forma:

                                q/Am = DP(cf1 - cf2)/L                              (V)

onde cf1 e cf2 são as concentrações nos limites  x = 0 e x = L, respectivamente.

Cabe ressaltar aqui que o conteúdo de água no solo influencia a troca gasosa, ou modificando a quantidade de água em torno da raiz e, conseqüentemente, a distância entre o local de respiração e a fase gasosa do solo, ou mudando o volume dos poros livres de água, os quais permitem uma troca gasosa relativamente rápida.

3. MÉTODOS DE MENSURAÇÃO

Vários índices têm sido propostos para descrever e caracterizar a aeração de um solo. Tentou-se aqui, para melhor visualização dos métodos da medida, classificá-los em:

a) espaço poroso ocupado pelo ar;

b) permeabilidade ao ar;

o) difusão na fase gasosa;

d) difusão do oxigênio no meio gás-líquido-sólido;

e) composição gasosa da porosidade livre

3.1. Espaço ocupado pelo ar

Espaço poroso ocupado pelo ar ou simplesmente porosidade ao ar, representa a diferença entre a porosidade total e o conteúdo de água em volume.

Russel (33) descreveu um picnômetro que pode ser adotado para medir a porosidade ao ar. Basicamente, o método envolve a retirada de uma amostra de solo, de volume conhecido, em um sistema impermeável ao ar, dentro do qual a pressão do gás é conhecida; sabendo-se a mudança de volume provocada no sistema quando se coloca a amostra e medindo-se, novamente, a pressão resultante, pode-se determinar o espaço poroso ocupado pelo ar. Com auxilio da lei de Boyle, o autor deduziu, para temperatura constante, a equação seguinte:

                    S = 100[1- V/Vs + ∆V/Vs + Px/(Px - P0)]

onde S é a porosidade ao ar, V é o volume total do dispositivo sem amostra, Vs é o volume da amostra, ∆V é a mudança de volume imposta ao sistema, Px a pressão final no aparelho e P0, a pressão inicial no aparelho.

Lytaev (23) sugeriu um método para determinação do espaço poroso em agregados de 0,05 a 1 mm de diâmetro. Usando querosene para impregnar os agregados e uma técnica especial com aplicação de sucção para remover o querosene da superfície desses agregados, determinou a densidade aparente dos agregados segundo a fórmula:

                   Da = Wad/(Wh + (Wad/ds) + (Wk/dk))

onde Wad é o peso dos agregados absolutamente secos, Wh é a umidade higroscópica dos agregados, ds é a densidade real do solo, dk é a massa específica do querosene, Wk é o peso do querosene nos agregados, sendo as relações Wad/ds o volume da fase sólida dos agregados, e Wk/dk o volume do querosene nos agregados. Sabendo a densidade aparente dos agregados, Lytaev pôde determinar o espaço poroso Pa em porcentagem, assim:

                  Pa = (1 - Da/ds).100

Esse método, bastante rápido e simples, pode ser usado como auxiliar na caracterização da aeração do solo.

Prihar e Verma (29) proporcionaram, recentemente, um método bem rápido para estimar o espaço poroso ocupado pelo ar, partindo do princípio de que, quando um volume conhecido de solo, Vt , é adicionado a um volume conhecido de líquido e o ar é expulso da massa do solo, por agitação, o aumento de volume Vi, no volume de líquido, corresponde ao volume de sólidos mais a água do solo.

Em trabalho anterior, Prihar e Sandhu (28) descreveram uma técnica para boa estimativa de Vi. Procedendo como indicado por aqueles autores, pode-se determinar a porcentagem de porosidade ao ar, Pa , pela simples aplicação da fórmula:

                    Pa = (Vt - Vi/Vt).100

Tal método, também bastante rápido, dá boa estimativa da porosidade ao ar, permitindo, ainda, avaliar conjuntamente o teor de umidade e a densidade aparente da amostra.

3.2. Permeabilidade ao ar

O grande problema da mensuração da permeabilidade ao ar é ser ela uma característica que deve ser feita em amostras que não tenham sofrido nenhum distúrbio.

Tendo isso em vista, uma das primeiras tentativas para a medida da permeabilidade ao ar no campo foi feita por Evans e Kirkham (9).

O aparelho por eles descrito consta de duas unidades: um tanque com termômetro, manômetro e bomba pneumática, e uma unidade composta por um tubo de vidro por onde flui o ar. Os autores mediram o fluxo no solo por observação da queda da coluna de água no manômetro do tanque e transformaram os dados em unidades-padrão de permeabilidade (darcy) empregando a fórmula:

                 K = 2,30 μV/A Pa t . log10 Y0/Y1

onde k é a permeabilidade em darcys, μ a viscosidade do fluido em centipoise, V o volume do tanque em centímetro cúbico, Pa a pressão atmosférica em atm, Y0 a altura do manômetro em mm de água no tempo de queda da coluna de agua da altura Y0 até Y1, A, uma constante expressa em cm.

Grover (12) descreveu três tipos de permeâmetros que, no equipamento descrito por Evans e Kirkham (9) constituem modificações que se caracterizam, principalmente, por um tipo especial de câmara para o ar que não requer nenhum tipo de válvula ou equipamento para bombeamento do ar.

Com o objetivo de facilitar ainda mais o manejo no laboratório e no campo de um dos permeâmetros descritos por Grover (12) , Tanner e Wengel (43) propuseram modificações na câmara de fluxo, na válvula de saída do ar e no suporte do aparelhamento.

Rid (31) também descreve um aparelho que opera a uma pressão constante do ar e possui também um manômetro e um tubo de amostragem. O aparelho é inserido no solo, e a resistência à pressão do ar mostrada no manômetro indica o grau de aeração. Nesse trabalho, ele mostra os índices seguintes:  valores médios das leituras de O a 0,3 kg/cm2 para aeração muito boa a boa, de 0,3 a 0,45 kg/cm2, para aeração suficiente, e 0,45 a 0,60 kg/cm2, para aeração pobre.

Recentemente, Van Groenewoul (47) modificou alguns equipamentos descritos por esses autores, colocando, em vez de um regulador de pressão, um monostato cartesiano, que é uma válvula de controle automático da pressão e que permite manter e fixar a pressão do ar a determinado nível e medir o fluxo de ar através da amostra. Nesse trabalho estudou o efeito da anisotropia do solo nas medidas de permeabilidade ao ar, concluindo que essa propriedade poderá influir muito no erro experimental, e aconselhando para que esse inconveniente não ocorra, retirar o tubo com a amostra do solo e não fazer as medidas no campo.

3.3. Difusão na fase gasosa

Blake e Page (2) e Raney (30) propuseram a medida da difusão do oxigênio em meio poroso como índice de aeração. Taylor (44) observou que o teor em água e a compactação do solo influenciavam a taxa de difusão do oxigênio em colunas estudadas em laboratório.

Raney (30) descreveu um aparelho e um método para possibilitar medidas de difusão de oxigênio na fase gasosa, no campo. O aparelho consiste numa câmara fechada inserida no solo, por onde passa nitrogênio até que a concentração de oxigênio dentro dela se aproxime de zero. A câmara ë conectada a um analisador de oxigênio Beckman, onde são feitas as medidas; sua parte inferior, em contacto com o solo, é aberta, e, a pressão parcial do oxigênio, registrada periodicamente, no monitor do analisador. A expressão

log p0/(p0-p)

é colocada em gráfico como função do tempo, resultando, assim, uma linha reta. A taxa de difusão é calculada a partir do coeficiente angular dessa reta, comparado com o coeficiente angular da reta encontrada para difusão do oxigênio do ar atmosférico.

Em trabalho posterior ao de Raney (30), Van Bavel (46) descreve uma teoria baseada na difusão e propõe modificações na câmara descrita por aquele autor, tornando-a mais simples.

A difusão na fase gasosa tem sido relacionada com a porosidade ocupada pelo ar. Penman (27) foi o primeiro autor a equacionar essas grandezas, observando que

                                         De/D0 = 0,66S

para a difusão do vapor através de sólidos porosos, onde De é o coeficiente de difusão de vapor no ar, D0 é o coeficiente de difusão efetiva de vapor no ar e S é a porosidade livre de água.

Com o mesmo objetivo, Millington (25) Marshall (24) sugeriram, respectivamente,

                                     De/D0 = S4/3   e De/D0 -  S3/2

Currie (5, 6) e Van Bavel (45) substituíram valores de De/D0, da atividade radicular e da porosidade do ar num modelo da equação da lei da difusão, de Fick, encontrando valores bastante aproximados para a concentração de oxigênio calculada e medida para solos.

Imre (13) usou radônio para medir o coeficiente de difusão de solos que não tinham sofrido distúrbios e com diferentes propriedades coloidais e estruturais, descrevendo as variações dos valores observados para o coeficiente de difusão.

Jensen (15) , tendo em vista que a maioria dos autores estudam o efeito da aeração do solo na planta, tentou estudar o efeito desta nas condições de aeração do solo. Usou ar enriquecido com O18 para estimar o coeficiente de difusão do solo e, para tal fim, descreve um aparelhamento especial. Para a mensuração da concentração em O18 , em suas amostras lançou mão de um espectrômetro de massa. Nesse trabalho, dá toda a metodologia por ele desenvolvida e descreve com riqueza de detalhes a execução dos experimentos, cuja conclusão mais interessante interessante é o fato de que, à medida que a planta crescia em solo barro argilo-limoso, o coeficiente de difusão do oxigênio aumentava, e que esse aumento era quase inteiramente devido ao próprio solo, e muito pouco à difusão interna através das raízes das plantas.

Skripkín (36) construiu e testou um aparelho para medir a quantidade de CO2 produzida no solo e que difunde para fora dele, tanto em condições de campo como de laboratório. Na metodologia por ele usada, os valores de aeração A são dados pela fórmula:

                                   A = Pd/Q . K

onde K é uma constante do aparelho, Pd é a quantidade de dióxido de carbono que se difunde para a atmosfera durante uma hora através de determinada área e Q é a quantidade de dióxido em miligramas por 1000 mililitros de atmosfera de solo.

Esse método não deixa de ter sua importância com relação aos até aqui descritos, pois, com sua ajuda, pode-se descrever a porosidade total, a capacidade efetiva ao ar e as trocas gasosas no solo.

3.4. Difusão do oxigênio no meio gás-líquido-sólido

Um método que tem sido largamente usado pêlos pesquisadores que se preocupam com o problema da aeração do solo ê a taxa de difusão do oxigênio num meio composto das fases liquida, sólida e gasosa.

Lemon e Erickson (17,18), Letey e Stolzy, (20) e Stolzy e Letey (39, 40), descrevem uma metodologia para medir a taxa de difusão do oxigênio com auxílio de um microelétrodo de platina inserido no solo. Procedendo dessa maneira, acreditam que o fio de platina reproduza condições bastante semelhantes àquelas onde estão as raízes das plantas, ou seja, uma alta taxa de difusão medida pelo elétrodo poderá indicar que as raízes das plantas na mesma posição dos elétrodos recebem uma grande quantidade de oxigênio por difusão e, por outro lado, um baixo valor da taxa de difusão indicaria que o suprimento às raízes é relativamente baixo. Essa observação pode acontecer para o mesmo solo e para a mesma planta, desde que haja condições diferentes de umidade, e a idéia da diferença no suprimento em oxigênio nessas condições está apoiada no fato de o coeficiente de difusão do oxigênio ser dez mil vezes menor na água que no ar. Como o oxigênio do solo precisa, geralmente, passar por um filme líquido que envolve a raiz antes de chegar ao local da respiração, o fator limitante no suprimento em oxigênio é, provavelmente, a velocidade do movimento desse elemento através da fase líquida, muito mais que na fase gasosa, e é esse movimento, na opinião daqueles autores, que deve ser medido.

Letey e Stolzy (20) descreveram minuciosamente a teoria e equipamentos para as medidas da taxa de difusão do oxigênio, ODR, e, com base nesses trabalhos, é que se fazem aqui breves considerações sobre tão importante método.

De maneira geral, fundamenta-se no fato de que quando certo potencial elétrico é aplicado entre o elétrodo de platina enfiado no solo e o elétrodo de referência, o oxigênio é reduzido na superfície do elétrodo de platina. A corrente que flui entre os dois elétrodos é proporcional à taxa de redução do oxigênio, na superfície do elétrodo.

Partindo da equação geral da difusão, em estado de equilíbrio dinâmico, num sistema de coordenadas cilíndricas, e fazendo uma série de considerações para certas condições de limite, Letey e Stolzy (20) chegaram à seguinte formula para o cálculo da taxa de difusão de oxigênio:

                                ODR = (D0θc2 . (L/Le)2 ) / a (ln r1 - ln a)

onde D é o coeficiente de difusão do oxigênio através do filme de água que envolve o elétrodo, θ é a fração de área em torno do elétrodo não ocupada pelas partículas de solo e, por isso, disponível à difusão, r1 é a distância no centro do elétrodo de platina ao ponto no qual a concentração inicial, c2/ muda vagarosamente, a é o raio do elétrodo, e a expressão (L/Le)2  e um fator de tortuosidade do caminho médio de difusão.

Os fatores que influenciam a taxa de difusão do oxigênio, ODR, são aqueles que influenciam o suprimento em oxigênio às raízes, quando situados no mesmo meio. As medidas de ODR, como descritas nesse trabalho, são de muito interesse no estudo da aeração do solo, pois incluem os efeitos conjuntos da espessura do filme de água que envolve as raízes, o coeficiente de difusão do oxigênio na água e sua concentração nos espaços porosos ocupados pelo ar e a quantidade de sólidos que envolvem as raízes, reduzindo, por conseguinte, a superfície efetiva de respiração.

Birkle e colaboradores (1) discutem uma serie de fatores que podem influenciar os resultados das medidas feitas com o elétrodo de platina, e sugerem procedimentos padrões que podem evitar uma série de inconvenientes quando se usa o método.

Um deles era a fragilidade do elétrodo. Isso foi contornado por Wiersum (49), que construiu um aparelho baseado no princípio estabelecido por Lemon e Erickson (17), propondo modificação nos elétrodos para adaptá-los e protegê-los em trabalhos grosseiros.

3.5. Composição gasosa da porosidade livre de água

Na medida da composição gasosa do ar do solo, o interesse fundamental recai sobre o oxigênio e o dióxido de carbono. Essas medidas podem ser feitas, ou in situ, ou em amostras de ar removidas do solo.

3.5.1. Composição gasosa in situ

Para medir a composição gasosa in situ, dois equipamentos têm sido propostos na literatura internacional:

a) cátodo de oxigênio com membrana de cobertura;

b) elétrodo de dióxido de carbono com membrana de cobertura.

Davies (7) e Clark e colaboradores (4) discutem, pormenorizadamente, o princípio, fundamentos, construção, operação e calibragem do cátodo de oxigênio. Basicamente, o método pode ser resumido no seguinte: quando um potencial negativo em relação a um elétrodo de referência é aplicado a cátodos metálicos, o oxigênio na superfície do metal sofre redução eletrolítica. A medida que o potencial aumenta, a velocidade da reação também aumenta, até um ponto no qual a velocidade da reação é suficientemente rápida, para baixar a zero a concentração do oxigênio na superfície do elétrodo. Em conseqüência disso, a redução fica na dependência da taxa de difusão do oxigênio até ao cátodo e é independente do aumento do potencial, até que ele se torne suficientemente negativo para causar a redução de outra substância qualquer.

Uma membrana permeável ao oxigênio pode ser colocada em volta do cátodo, a qual o protege do ataque de substâncias químicas e proporciona uma camada fixa de difusão, adjacente ao cátodo.

Com a aplicação da equação geral da eletrólise e da difusão em equilíbrio dinâmico, encontra-se a relação entre a intensidade da corrente elétrica e a concentração do oxigênio, a qual é dada pela equação:

                                                  i = nFADm(c1/L)

onde i ê a intensidade da corrente elétrica, n é o número de elétrons envolvidos na redução de uma molécula de oxigênio, F é a constante de Faraday, A é a área do elétrodo, Dm é o coeficiente de difusão do oxigênio através da membrana que cobre o elétrodo, c1é a concentração do oxigênio no ar e L é a espessura da membrana. Desde que os termos da equação acima n, F, A, Dm e L possam ser mantidos constantes, pode-se notar que a intensidade da corrente é diretamente proporcional à concentração do oxigênio na mistura gasosa. Desde que a constante de calibração do elétrodo seja conhecida, os dados de corrente podem ser facilmente convertidos para porcentagem de oxigênio na amostra.

Neville (26) descreve uma série de informações sobre a construção do elétrodo, assim como Willey e Tanner (50, 51), que descrevem também seu uso em solos.

Letey (19) chama a atenção a fim de que não fique água na membrana, para a necessidade de ser feita uma calibragem periódica do elétrodo, e que, como o oxigênio é consumido na medida, tal fato poderia, possivelmente, modificar o meio no qual o elétrodo se encontra.

Enoch e Falkenflug (8) , recentemente, projetaram uma sonda que age como câmara de difusão, como modificação nos elétrodos que apresentam não apenas uma, mas duas membranas. Essas modificações asseguram, sobretudo, o contato da fase gasosa com a membrana do elétrodo.

Os primeiros autores a relatar o uso e a propor melhorias ao elétrodo de dióxido de carbono com membrana de cobertura descrito por Stow e colaboradores (41) , foram Severinghaus e Bradley (35).

A descrição do elétrodo e o seu funcionamento foram feitos, detalhadamente, por Snell (37). O principio envolvido na medida de CO2 por esse método é que o pH de uma solução de bicarbonato está relacionado com a pressão parcial do C02 na solução. O elétrodo consiste em uma combinação de um elétrodo de vidro e de um elétrodo de referência de calomelano ou de Ag-AgCl, os quais são imersos numa solução de bicarbonato e, o sistema todo, coberto com uma membrana relativamente permeável a gases. O pH da solução de bicarbonato em contato com o elétrodo é medido e, guando atingido o equilíbrio, a pressão parcial do CO2 na solução é igual ã pressão fora da membrana, ou seja, no meio em que se está efetuando a medida.

Jensen e outros (16) foram os primeiros autores a discutir o uso do elétrodo de dióxido de carbono coberto com membrana para determinar a pressão parcial do CO2 em solos. Nesse trabalho, comparam seus dados com cromatografia de gás, encontrando um coeficiente de correlação bastante elevado (r = 0,963). Tiveram alguns problemas com a flutuação nas medidas, que era grande no inicio e diminuía em poucos dias, e enormes dificuldades ao medir o dióxido de carbono, em baixas pressões parciais desse gás. A vantagem do uso do elétrodo segundo esse autor, é que poderá proporcionar medidas de C02 no solo, intermitente ou continuada-mente, sem causar distúrbios na amostra.

3.5.2. Composição gasosa de amostras removidas do solo

As amostras de ar removidas podem ser analisadas por absorção de gás, por suscetibilidade paramagnética, por cromatografia gasosa ou por espectrometria de massa.

Os gases podem ser analisados, quantitativamente, por absorção em várias soluções, sendo usadas, principalmente, solução de hidróxido de potássio para a análise do dióxido de carbono e pirogalol alcalino para o oxigênio (19).

As amostras usadas por esse método são normalmente grandes, variando de 10 a 100 ml. Essa desvantagem foi suprida por Scholander e Evans (34), que descreveram um método para medir a composição de amostras menores que 1 ml. A grande limitação da medida da composição por absorção de gás é ser uma técnica demasiado trabalhosa e demorada.

A suscetibilidade paramagnética do oxigênio tem sido usada com sucesso. Sommerfeldt e Knutson (38) descreveram uma técnica para empregar o analisador de oxigênio para medidas em amostras de 20 ml, melhorando, assim, a técnica recomendada pelos fabricantes do aparelho, a qual exige amostras de 500 a 600 ml.

Uma técnica que tem sido adotada, com muito sucesso, ultimamente, é a cromatografia gasosa, pois tem como grande vantagem o uso de amostras bem pequenas (menos de 1 ml), possibilitando analisar conjuntamente o dióxido de carbono e o oxigênio na mesma amostra.

Lyons e colaboradores (22) e Vilain e Druelle (48) e Tackett (42) descreveram minuciosamente uma técnica de analise do ar do solo por cromatografia gasosa, que pode ser esboçada como se passa a relatar.

A amostra é injetada numa corrente de hélio, usado como gás carreador, que passa por uma coluna de sílica gel, a qual diminui a velocidade do dióxido de carbono e causa a separação desse gás do oxigênio e do nitrogênio. Quando o ar deixa a coluna de sílica gel, passa através do detector, que indica inicialmente a concentração conjunta do oxigênio e nitrogênio e, depois, a concentração do dióxido de carbono, à medida que ele flui através do detector. Daqui o gás flui para uma coluna de malha molecular que separa o oxigênio do nitrogênio, passando primeiro este, depois aquele, e absorve o dióxido de carbono. O gás passa, então, para outro lado do detector, para análise do nitrogênio e do oxigênio, sendo, a seguir, exaurido do aparelhamento.

Camargo (3), recentemente, descreveu com pormenores os princípios e a aplicação da espectrometria de massa na determinação da composição da atmosfera do solo, citando como vantagens do método a necessidade de pequeno volume de amostra, a análise conjunta dos diversos constituintes de uma mesma amostra e a rapidez e precisão da análise.

4. CONCLUSÃO

Vários são os métodos usados para caracterizar e descrever o estado de aeração do solo, os quais têm sido testados com relação à resposta das plantas, e os resultados ainda são relativamente contraditórios para especificar com segurança qual deles é definitivamente o melhor. Maiores pesquisas sobre o assunto talvez determinem que não existe um método melhor e, sim, uma boa combinação entre alguns índices de aeração, para que se possa ter boas correlações entre o estado de aeração do solo e o crescimento e desenvolvimento de plantas que nele vegetam.

Acreditamos que, além das combinações de índices, um melhor conhecimento da demanda do oxigênio e dos equilíbrios moleculares iônicos pelas diversas espécies de plantas cultivadas possa trazer interpretações satisfatórias para o problema da aeração do solo.

5. LITERATURA CONSULTADA

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Otávio Antonio de Camargo, formado em engenharia agronômica (1967) e mestre em Agricultura (1972) pela Esalq-USP e PhD pela Universidade da Califórnia (1978).
É pesquisador do IAC desde 1969 (atualmente nível VI), professor colaborador da Esalq-USP desde 1990 e bolsista de produtividade do CNPq desde 1970. Já foi do Comitê externo de avaliação de diversos Centros e de programas da Embrapa e do CNPq. Tem diversos livros, capítulos de livros e boletins editados e é autor de aproximadamente uma centena de artigos científicos em revistas nacionais e internacionais. É editor associado da Revista Brasileira de Ciência do Solo desde 1979, revisor de diversas revistas nacionais e internacionais e assessor científico da FAPESP e do CNPq, entre outras agências financeiras, desde 1980.
Contato: Otávio Camargo



Reprodução autorizada desde que citado a autoria e a fonte


Dados para citação bibliográfica(ABNT):

CAMARGO, O.A. de; GTIOKMAIN, F.  Noções básicas da metodologia empregada no estudo da aeraçao do solo. 2008. Artigo em Hypertexto. Disponível em: <http://www.infobibos.com/Artigos/2008_4/aeracao/index.htm>. Acesso em:


Publicado no Infobibos em 07/10/2008

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