Dissertations / Theses on the topic 'Solo - Retenção água'

O objetivo deste trabalho foi avaliar as curvas de retenção da água num Latossolo Amarelo álico coeso, do ecossistema Tabuleiros Costeiros sob duas condições de uso agrícola (citros e mandioca) e mata. As curvas foram determinadas em amostras de solo com estrutura indeformada, com 10 repetições, às profundidades de 0,10 m e 0,30 m (aleatoriamente coletadas em cada tratamento). As tensões utilizadas foram 0,5, 1, 2, e 5 kPa nos funis de placa porosa e 30, 70, 100, 500 e 1500 kPa nas câmaras de pressão com placa porosa. Após a aplicação do teste de Tukey, ao nível de 5% de probabilidade, aos resultados obtidos, pôde-se verificar que houve redução da macroporosidade do solo com o cultivo e o manejo na cultura de citros. Esse fato, associado à determinação da condutividade hidráulica relativa leva a concluir que o solo com citros apresenta valores de condutividade hidráulica sempre inferiores que os da mata e mandioca. Além disso, verificou-se que o uso do solo com mandioca aumentou a capacidade de água disponível do solo a 0,10 m de profundidade em relação ao citros. Fato também relevante que depreende dos resultados é o de que, na área cultivada com citros a compactação foi mais intensa do que na cultivada com mandioca. Comparativamente a mata, o solo cultivado com citros reteu menos água a baixas tensões e apresentou conteúdos de água mais elevados a altas tensões.
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Orientador: José Anderson do Nascimento Batista
Dissertação (mestrado] - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo.
Made available in DSpace on 2018-08-20T02:23:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bossarino_Danilo_M.pdf: 1760894 bytes, checksum: ee8724892eb6c348cf45c3b4722dbdf8 (MD5) Previous issue date: 2012
Resumo: Um dos mais importantes atributos físicos do solo é a curva de retenção. Diante das dificuldades de determinar este atributo em laboratório, devido ao comportamento histerético da curva em relação aos diferentes efeitos gerados pelo umedecimento e pelo secamento, recorre-se a modelos matemáticos. Assim, esta dissertação estudou a representatividade do modelo de van Genuchten de retenção de água no solo, modelo este amplamente difundido nas Ciências do Solo. Com o objetivo de estimar os parâmetros de ajuste deste modelo, efetuou-se a calibração do mesmo, utilizando seis métodos de otimização de funções não lineares, empregando os dados experimentais de curvas de retenção em solos com perfis profundos. Os resultados demonstraram que o método de Nelder-Mead obteve menores resíduos de ajuste do modelo nos dois tipos de solos estudados, com qualidade de ajuste superior aos de calibração manual. Em alguns casos, os melhores resultados entre menor erro, menos tempo computacional e menor número de chamadas, foram obtidos pelo método de Levenberg-Marquardt. A análise de sensibilidade demonstrou que os parâmetros de umidade de saturação e o expoente da carga mátrica são os decisivos para o sucesso da calibração
Abstract: One of the most important soil physical attributes is the retention curve. Due to the difficulties of determining this attribute in laboratories because of hysteretic behavior of the curve, one may recur to mathematical models. This dissertation studied the representation of van Genuchten model of soil water retention, which is being widely disseminated in Soil Science. With the objective to estimate the fitting parameters of this model, we performed the calibration, using six methods of optimization of nonlinear functions, using the experimental data retention curves in soils with deep profiles. The results showed that the method of Nelder-Mead found lower residues of model fit in both types of soils, with higher quality than those from manual calibration. In some cases, best results in terms of smallest error, less computational time and a smaller number of calls have been obtained using the method of Levenberg-Marquardt algorithm. The sensitivity analysis showed that the parameters of saturation moisture and the numerical exponent in the matric potential variable are decisive for the success of the calibration
Mestrado
Recursos Hidricos, Energeticos e Ambientais
Mestre em Engenharia Civil

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-07-31Bitstream added on 2014-06-13T19:50:06Z : No. of bitstreams: 1 000725696.pdf: 1833888 bytes, checksum: 06054a4f250b9da8bfbc1a84910037e3 (MD5)
A curva de retenção de água no solo é um atributo físico que expressa à relação entre o potencial mátrico e o conteúdo de água no solo, é um importante indicador de qualidade física do solo. Diante disso, o objetivo desta pesquisa foi determinar a curva de retenção de água utilizando a câmara de Richards e o psicrômetro WP4-T. Foram coletadas em um Neossolo Quartzarênico (RQ), Latossolo Vermelho Distófico (LVd1), Latossolo Vermelho Distófico (LVd2) e Latossolo Vermelho Eutroférrico (LVef), nas camadas de 0 a 0,1; 0,1 a 0,2 e 0,2 a 0,3 m, 40 amostras de solos indeformadas e deformadas que foram utilizadas para determinação das curvas de retenção de água do solo com a câmara de Richards, utilizando as pressões de 0, -0,001, -0,003, -0,006, -0,01, -0,033, -0,06, -0,1 e -0,3 MPa e com o psicrômetro WP4-T. As curvas de retenção de água no solo estimada pela câmara de Richards foram ajustadas pela equação de van Genuchten, obtendo-se os coeficientes θs, θr, α, m e n. Também foram mensuradas as variáveis porosidade total, macroporosidade, microporosidade, densidade do solo, granulometria, matéria orgânica, óxidos de ferro e de alumínio no solo. Essas variáveis e o conteúdo de água no solo estimada pela câmara de Richards foram submetidos às análises de correlações de Pearson. Verificou-se na região mais úmida da curva elevada dispersão dos pontos de pressão versus umidade obtidos com o psicrômetro WP4-T. As variáveis estruturais do solo apresentaram alta correlação com o maior conteúdo de água, porem com o aumento da sucção da água os atributos granulométricos juntamente com a matéria orgânica e os óxidos de ferro e alumínio apresentaram maior grau de relação com o conteúdo de água no solo. O método mais indicado para determinar a curva de retenção de água é a câmara de Richards e o psicrômetro WP4-T pode ser utilizado com precisão para determinar o conteúdo...
The retention curve of soil water is a physical attribute that expresses the relationship between the matric potential and water content in the soil is an important indicator of soil physical quality. Thus, the objective of this research was to determine the water retention curve using the camera Richards and psychrometer WP4-T. Were collected in a Quartzipsamments and oxisols, in layers from 0 to 0.1, 0.1 to 0.2 and 0, 2 to 0.3 m, 40 soil samples and undisturbed that were used to determine the retention curves of soil water with the camera Richards, using pressures of 0, -0.001, -0.003, -0.006, -0 , 01, -0.033, -0.06, -0.1 and -0.3 MPa and the psychrometer WP4-T. The retention curves of soil water estimated by camera Richards were adjusted by the van Genuchten equation, obtaining the coefficients θs, θr, α, n me. Variables were also measured total porosity, macroporosity, microporosity, bulk density, soil texture, organic matter, oxides of iron and aluminum in the soil. These variables and the water content in soil estimated by camera Richards were analyzed for Pearson correlations. It was found in the more humid high dispersion curve of the pressure points versus moisture psychrometer obtained with the WP4-T. Soil structural variables strongly correlated with higher water content but with the increase of the water suction texture attributes together with the organic matter and the oxides of iron and aluminum showed a higher degree of relation to the water content in soil. The most appropriate method to determine the water retention curve is camera Richards psychrometer and WP4-T can be used to accurately determine the water content at low potentials matrix

Orientador: José Frederico Centurion
Coorientador: Adriana Aparecida Ribon
Banca: José Ricardo Mantovani
Banca: Teresa Cristina Tarlé Pissarra
Resumo: A curva de retenção de água no solo é um atributo físico que expressa à relação entre o potencial mátrico e o conteúdo de água no solo, é um importante indicador de qualidade física do solo. Diante disso, o objetivo desta pesquisa foi determinar a curva de retenção de água utilizando a câmara de Richards e o psicrômetro WP4-T. Foram coletadas em um Neossolo Quartzarênico (RQ), Latossolo Vermelho Distófico (LVd1), Latossolo Vermelho Distófico (LVd2) e Latossolo Vermelho Eutroférrico (LVef), nas camadas de 0 a 0,1; 0,1 a 0,2 e 0,2 a 0,3 m, 40 amostras de solos indeformadas e deformadas que foram utilizadas para determinação das curvas de retenção de água do solo com a câmara de Richards, utilizando as pressões de 0, -0,001, -0,003, -0,006, -0,01, -0,033, -0,06, -0,1 e -0,3 MPa e com o psicrômetro WP4-T. As curvas de retenção de água no solo estimada pela câmara de Richards foram ajustadas pela equação de van Genuchten, obtendo-se os coeficientes θs, θr, α, m e n. Também foram mensuradas as variáveis porosidade total, macroporosidade, microporosidade, densidade do solo, granulometria, matéria orgânica, óxidos de ferro e de alumínio no solo. Essas variáveis e o conteúdo de água no solo estimada pela câmara de Richards foram submetidos às análises de correlações de Pearson. Verificou-se na região mais úmida da curva elevada dispersão dos pontos de pressão versus umidade obtidos com o psicrômetro WP4-T. As variáveis estruturais do solo apresentaram alta correlação com o maior conteúdo de água, porem com o aumento da sucção da água os atributos granulométricos juntamente com a matéria orgânica e os óxidos de ferro e alumínio apresentaram maior grau de relação com o conteúdo de água no solo. O método mais indicado para determinar a curva de retenção de água é a câmara de Richards e o psicrômetro WP4-T pode ser utilizado com precisão para determinar o conteúdo ...
Abstract: The retention curve of soil water is a physical attribute that expresses the relationship between the matric potential and water content in the soil is an important indicator of soil physical quality. Thus, the objective of this research was to determine the water retention curve using the camera Richards and psychrometer WP4-T. Were collected in a Quartzipsamments and oxisols, in layers from 0 to 0.1, 0.1 to 0.2 and 0, 2 to 0.3 m, 40 soil samples and undisturbed that were used to determine the retention curves of soil water with the camera Richards, using pressures of 0, -0.001, -0.003, -0.006, -0 , 01, -0.033, -0.06, -0.1 and -0.3 MPa and the psychrometer WP4-T. The retention curves of soil water estimated by camera Richards were adjusted by the van Genuchten equation, obtaining the coefficients θs, θr, α, n me. Variables were also measured total porosity, macroporosity, microporosity, bulk density, soil texture, organic matter, oxides of iron and aluminum in the soil. These variables and the water content in soil estimated by camera Richards were analyzed for Pearson correlations. It was found in the more humid high dispersion curve of the pressure points versus moisture psychrometer obtained with the WP4-T. Soil structural variables strongly correlated with higher water content but with the increase of the water suction texture attributes together with the organic matter and the oxides of iron and aluminum showed a higher degree of relation to the water content in soil. The most appropriate method to determine the water retention curve is camera Richards psychrometer and WP4-T can be used to accurately determine the water content at low potentials matrix
Mestre

No presente trabalho procurou-se avaliar a funcionalidade do método do fatiamento para a determinação da curva característica da água no solo, tendo como comparação o método tradicional pelo uso de placas em câmaras de pressão de RICHARDS. Foram usados dois solos do Município de Piracicaba, Terra Roxa Estruturada (TRE) e Latossolo Vermelho Amarelo (LVm) com características físicas e morfológicas contrastantes, com amostras a profundidade de 40cm. Amostras dos solos foram submetidas a centrifugação para determinar a umidade em função do tempo e verificar o tempo de estabilização de umidade para ambos os solos em cinco velocidades angulares e seus intervalos de tempo. Foi verificado que no solo Sertãozinho (LVm) o tempo de equilíbrio ocorreu aos 180 minutos e no solo Luiz de Queiroz aos 240 minutos. Após o equilíbrio, amostras de 6cm de espessura forma fatiadas a cada 2cm de espessura. Foi determinado o teor de água a cada fatia e correlacionada com o potencial correspondente para estabelecer a curva de retenção da água no solo. As curvas da água no solo determinadas em cada método, foram analisadas pelo estudo de regressão simples e feitas as comparações pela análise de correlação. Os resultados mostraram uma boa correlação significativa entre os métodos para ambos os solos, o que vem demonstrar a validade do fatiamento
This present work was designed to assess the slicing method for determination of the soil moisture retention curve, as compared to the traditional method using the Richard's pressure plate apparatus. Two types of a soils from Piracicaba county were used. A Latossolo Vermelho-Amarelo and a Terra Roxa Estruturada with contrasting physical and morphological characteristics, sampled to 40cm depth. Soil samples were submitted to centrifugation in order to determine moisture as a function of time to assess the moisture stabilization for both soils, at five angular velocities and six time intervals. It was determined that in the sandy-loam soil, the equilibrium time occurred at 180 minutes and in the clay-loam soil at 240 minutes. After equilibration, the 6 cm long cores were split into three slices 2 cm long. The water content of each slice was determined and correlated to the corresponding potencial to stablish the soil moisture retention curve. The soil moisture retention curves determined for this method and by the pressure plate were analysed by the single regression method and compared by correlation analysis. The results showed good correlation between the methods for both soils, which indicates the validity of the slicing method

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Soil water retention stems from the action of attractive forces manifested by adsorption and capillary phenomena. Matric potential (ψ) expresses the soil water retention energy, which varies according to water content and is described by soil water retention curve (SWRC). The experimental obtainment of SWRC is difficult and costly, therefore, the use of pedotransfer functions (PTF) is preferred, because PTF estimate SWRC (or part of it) from other soil properties related to water retention. The use of available PTFs is limited for being calibrated from a particular set of soils and/or for not being able to represent the effect of structural changes (e. g. bulk density (Bd)) on water retention. Thus, the aim of this study is to propose and evaluate a mathematical model to estimate the volumetric moisture based on the specific surface area (SSA) and on the integration of the effect of the Bd with a physicoempirical parameter (fa). SWRCs were obtained experimentally from soils with different particle size and Bd variations were simulated by samples prepared in metal cylinders. The SSA was estimated by particle size distribution curve. Dependence of fa on ψ, SSA and Bd was described by Van Genuchten (1980) sigmoidal model, while the effect of SSA and Bd was incorporated in parameters of this same sigmoidal model by graphical and sensibility analysis. The estimates of the model were compared with the literature FPTs estimates for the same data set. Initially, the results showed that samples prepared in the laboratory did not ensure consistent experimental data of SWRC. This finding masked the model predictive ability. However, it is clear that the proposed FPT coherently described the effect of SSA and Bd with adsorption and capillarity phenomena, complying with the study purpose. In addition, the physicoempirical consistency of SSA and Bd with parameters of the Van Genuchten (1980) sigmoidal model allowed a better predictive performance compared to literature PTFs. In a broader sense, results reinforce the idea that models which mechanistically explore the relationship between predicted and predictor variables are more efficient in estimating the magnitude of the natural soil processes. and Bd was incorporated in parameters of this same sigmoidal model by graphical and sensibility analysis. The estimates of the model were compared with the literature FPTs estimates for the same data set. Initially, the results showed that samples prepared in the laboratory did not ensure consistent experimental data of SWRC. This finding masked the model predictive ability. However, it is clear that the proposed FPT coherently described the effect of SSA and Bd with adsorption and capillarity phenomena, complying with the study purpose. In addition, the physicoempirical consistency of SSA and Bd with parameters of the Van Genuchten (1980) sigmoidal model allowed a better predictive performance compared to literature PTFs. In a broader sense, results reinforce the idea that models which mechanistically explore the relationship between predicted and predictor variables are more efficient in estimating the magnitude of the natural soil processes.
A retenção de água no solo decorre da atuação de forças atrativas que se manifesta por meio dos fenômenos de adsorção e capilaridade. O potencial matricial (ψ) expressa a energia com que a água está retida no solo, que varia com a umidade volumétrica (Uv) e é descrita pela curva de retenção de água no solo (CRAS). A obtenção experimental da CRAS é difícil e onerosa, o que motiva o uso de funções de pedotransferência (FPT), que estimam a CRAS (ou parte dela) a partir de propriedades do solo ligadas à retenção de água. As FPTs disponíveis são limitadas quanto à aplicação para solos diferentes dos quais foram calibradas ou por não conseguirem representar o efeito de mudanças estruturais (variação na densidade do solo (Ds)) sobre a retenção de água. Portanto, o objetivo deste estudo é propor e avaliar um modelo matemático para estimar a umidade volumétrica, baseado na área superficial específica (ASE) e na integração do efeito da Ds a partir de um parâmetro físico-empírico (fa). Experimentalmente, CRAS foram obtidas a partir de solos com diferente granulometria, para os quais variações de Ds foram simuladas por meio da confecção de amostras em cilindros metálicos. A ASE foi estimada por meio da curva granulométrica. A dependência de fa em relação às variáveis ψ, ASE e Ds, foi descrita pelo modelo sigmoidal de Van Genuchten (1980), enquanto o efeito da ASE e Ds foi incorporado aos parâmetros desse modelo sigmoidal por meio de análise gráfica e de sensibilidade. As estimativas do modelo proposto foram comparadas com estimativas de FPTs da literatura para o mesmo conjunto de dados. Inicialmente, verificou-se que, mesmo utilizando amostras confeccionadas em laboratório, a obtenção experimental da CRAS demonstrou-se, por vezes, inconsistente, o que mascarou a capacidade preditiva do modelo. Contudo, é possível afirmar que a FPT proposta foi capaz de descrever o efeito da ASE e da Ds de forma fisicamente coerente com os fenômenos de adsorção e capilaridade, cumprindo com a proposta deste estudo. Além disso, a consistência física-empírica entre ASE e Ds e os parâmetros de ajuste do modelo sigmoidal de Van Genuchten (1980) permitiram melhor desempenho preditivo comparado às FPTs da literatura. De forma mais ampla, os resultados reforçam a ideia de que modelos que explorem mecanisticamente a relação entre variáveis preditas e preditoras são mais eficientes na estimativa da magnitude dos processos naturais ligados ao solo.

O solo fornece suporte e atua como reservatório de água para as plantas, promovendo condições fundamentais ao crescimento de raízes e à dinâmica da água e nutrientes. O conhecimento de suas propriedades hidráulicas, como a curva retenção da água, é de grande importância na descrição e predição dos processos de transporte da água e solutos. O objetivo deste trabalho foi determinar a curva de retenção pelo método tradicional dos funis e câmaras de pressão de ar com placa porosa, pelo método de campo utilizando tensiômetros e pelo método da evaporação da água em amostra de solo no laboratório munida de tensiômetro. O solo utilizado para estudo foi classificado como Nitossolo Vermelho eutrófico de textura argilosa, e estava sendo cultivado com café há mais de 10 anos. A comparação entre as curvas obtidas pelos três métodos indicou que o método da evaporação diferiu estatisticamente do método do funil e câmara e foi estatisticamente idêntico ao método do tensiômetro a campo. Por sua facilidade de execução, baixo custo e rapidez na determinação da curva de retenção até a tensão de aproximadamente 100 kPa, o método da evaporação aqui apresentado é uma boa opção de utilização. Com relação ao método do tensiômetro no campo, embora mais realístico, é muito trabalhoso.
Soil provides support and acts as a water reservoir to plants, promoting essential conditions to root growth and to water and nutrient dynamics. The understanding of its hydraulic properties, like the water retention curve, is of great importance for the description and prediction of the processes of water and solute transport. The objective of this study was to determine soil water retention curve through the traditional method using porous plate funnel and pressure chamber, through the field method using tensiometers and through the water evaporation in soil sample with tensiometer in the laboratory. The studied soil was classified as clayey Rhodic Hapludox, which had been cultivated with coffee for more than 10 years. The comparison of curves obtained through the three methods indicated that the evaporation method was statistically different from the method using funnel and chamber, and statistically equal to the method of tensiometers at field. For its easy execution, low cost and quickness to determine soil water retention curve until the tension of about 100 kPa, the evaportation method presented here is a feasible option. As for the method of tensiometers at field, although it is more realistic, it is very laborious.

As propriedades hidráulicas do solo de interesse são a curva de retenção da água no solo, a condutividade hidráulica e difusividade hidráulica, ambas em função do conteúdo de água no solo. Estas propriedades dependem do tamanho, forma, distribuição e grau de interconexões dos poros. O método do perfil instantâneo é um dos métodos mais utilizados na determinação da condutividade hidráulica do solo não saturado pela sua simplicidade experimental e matemática. Assim, este projeto visa avaliar a) a condutividade hidráulica em função do conteúdo de água em dois solos bem distintos estruturalmente pelo método do perfil instantâneo, com e sem a remoção de horizontes sobrejacentes, estimando o conteúdo de água via curvas de retenção determinadas em laboratório e em campo, e b) o sistema poroso do solo por meio de técnicas de análise de imagens e correlacionar os resultados à condutividade hidráulica do solo não saturado obtido pelo método do perfil instantâneo. O experimento foi conduzido em quatro horizontes de um Latossolo e de um Nitossolo. A CRA em campo foi elaborada utilizando-se tensiômetros com manômetro de mercúrio, enquanto que a CRA em laboratório foi determinada com amostras de solo com estrutura indeformada em funis de placa porosa e em câmara de pressão com placa porosa. A condutividade hidráulica não saturada foi determinada pelo método indireto em laboratório e em campo, seguindo a metodologia do método do perfil instantâneo, sem e com a remoção dos horizontes sobrejacentes. De acordo com os resultados obtidos, pode-se concluir que: (a) os valores do conteúdo de água médio à base de volume para cada tensão em campo foram menores que os obtidos em laboratório em praticamente todas as tensões; (b) a eficiência da equação de ajuste da curva de retenção da água foi maior para o método de laboratório; (c) as análises micromorfométricas tenderam a subestimar os valores de área de poro para todas as classes de tamanho de poros e horizontes; (d) a análise micromorfométrica fornece uma estimativa do grau de interconexões do sistema poroso; (e) pequenas mudanças no conteúdo de água no solo afetam o valor de difusividade hidráulica em um grau muito menor que a condutividade hidráulica; e (f) é necessário ter cautela ao utilizar dados de laboratório para representar as condições de campo, visto que os valores de K(θ) foram superestimados pela CRA obtida em laboratório, em relação ao método de campo, ocorrendo de forma mais pronunciada nas menores tensões da água no solo.
The soil hydraulic properties of interest are the soil water retention curve, hydraulic conductivity and hydraulic diffusivity, both as a function of the soil water content. These properties depend on the size, shape, distribution and degree of pore interconnections. The instantaneous profile method is one of the most used methods to determine the unsaturated hydraulic conductivity due to its experimental and mathematical simplicity. Thus, this project aims to evaluate a) hydraulic conductivity as a function of water content in two distinct structured soils by the instant profile method, without/with removal of overlying horizons, estimating the soil water content through retention curves determined in the laboratory and in the field, and b) the soil porous system using image analysis techniques and correlation the results to the unsaturated hydraulic conductivity obtained by the instant profile method. The experiment was conducted on four horizons of a Ferralsols and a Nitisol. The SWRC was made with tensiometers with mercury manometers, while a SWRC in the laboratory was made with undisturbed soil samples in porous plate funnels and in porous plate pressure chamber. The unsaturated hydraulic conductivity was determined by the indirect method in the laboratory and using the instant profile method in the field, without/with removal of the overlying horizons. The conclusions are: (a) the water content for each tension in the field are smaller than those obtained in the laboratory at practically all tensions; (b) the efficiency of the water retention curve fitting equation was greater for the laboratory method; (c) the micromorphometric analysis tended to underestimate pore area values for all pore size classes and horizons; (d) the micromorphometric analysis provides an estimation of the porous system interconnections degree; (e) small changes in soil water content affect the hydraulic diffusion values to a much lower degree than the hydraulic conductivity; and (f) it is necessary to take care in using laboratory data to represent field conditions, since the values of K(θ) were overrated by the laboratory SWRC, compared to the field, more pronounced in smaller water tensions.

The water is the most important factor and, at the same time, the more limitant than the plant needs for its development. Short periods of hidric stress can reduce crop productivity. In this way, the importance of knowing the rainfall amount that is retained in plant, straw and soil is fundamental to calculating the exact amount of water requested by the plant in their different growth stages. The objective of this work was to determine the water retention in the straw, in the soil and in the plants dossal after a precipitation, in the initial phase of growth of corn and bean crops. The drybeans (cv Rio Tibagi) and corn (hybrid Pioneer 30R53) were sowed in no-till (2, 4 and 6 t straw ha-1) and conventional (0 t of straw in covering) during 2006 agricultural year. The experimental design for corn was a bifatorial (2x4) and 3 replications, and for bean was a factorial and 3 replications. For corn two row spacings were tested (45 and 75 cm). Artificial rains were applied using a portable simulator of multiple nozzles, which applied 4 to 8 mm, with 30 mm h-1 rain intensity. They were made ridges in the area, (with steepness to drain the water) and a plastic canvas covered the soil surface, so that water that arrived to the plastic drained for the surface until a collector placed among two plants rows. Straw rugs were made with different amounts of straw (0, 2, 4 and 6 t ha-1) and put among the plants rows above soil surface (plastic canvas). The determination of the amount of water retained was made through the differences of weightings. The amount of applied water with the simulator was known using pluviometers; the straw rugs were weighed before and after rain simulation (for difference, it was obtained the value of water retention in straw). The water that passed through straw and was drained until the plastic was collected after the rain, in the collector placed between the plants lines and measured with a test tube, and obtained the amount of water that arrived to the soil, that in practice corresponds to the water that infiltrates in the soil. For difference, was obtained the water that was retained in the dossal. Statistical analysis the variance analysis, with regression in level of 5%. Water retention in the initial phase of corn was larger in the soil, for all straw amounts, and, in the final phase, water retention in plants dossal was increased. The largest water retention in straw was with 6 t ha-1, being the largest retention in the spacing of 45 cm among rows. In the dossal, the retention was smaller in the beginning and larger at the end, with the plants development (larger leaf area index). In the soil, water retention was larger where there was less straw in the initial phase. The retention was larger where there was more straw covering and in the smallest spacing (45 cm), being the soil retention larger without covering and with 75 cm among lines. In the dossal, retention was larger in the spacing 45 cm. In the black bean, water retention in straw was larger in the initial phase and with larger amount of straw, and in soil the largest water retention happened without covering (7,4mm). In the plants dossal water retention increased according to crop development.
A água é o fator mais importante e, ao mesmo tempo, o mais limitante que a planta necessita para o seu desenvolvimento. Curtos períodos de deficiência hídrica podem reduzir a produtividade das culturas. Assim, a importância de saber a quantidade de água que fica retida na planta, na palha e no solo é fundamental na hora de calcular a quantidade exata de água requerida pela planta nos seus diferentes estágios de crescimento. O objetivo deste trabalho foi determinar a retenção de água no solo, na palha e no dossel de plantas após uma precipitação, na fase inicial de crescimento das culturas do milho e feijão. O feijão (cv Rio Tibagi) e o milho (híbrido Pioneer 30R53) foram semeados no sistema plantio direto (2, 4 e 6 t palha ha-1) e convencional (0 t de palha em cobertura) durante o ano agrícola de 2006. O delineamento experimental para o milho foi um bifatorial (2 x 4) e três repetições, e o do feijão foi um fatorial com três repetições. No milho foram testados dois espaçamentos entre linhas (45 e 75 cm). As chuvas artificiais foram aplicadas utilizando-se um simulador estacionário de bicos múltiplos e oscilantes, o qual aplicou de 4 a 8 mm, numa intensidade de 30 mm h-1. Foram feitos camalhões na área, (com declividade para dar escoamento a água) e na superfície do solo foi colocada uma lona plástica para que a água escoasse pela superfície do solo até um coletor colocado entre duas linhas de plantas. Foram confeccionados tapetes de palha com diferentes quantidades de palha (0, 2, 4 e 6 t ha-1) e colocados entre as linhas de plantas acima da superfície do solo (lona plástica). A determinação da quantidade de água retida foi feita através das diferenças de pesagens. A quantidade de água aplicada pelo simulador era conhecida através de pluviômetros; os tapetes de palha eram pesados antes de serem colocados entre as linhas de plantas e após a chuva simulada (por diferença, era obtido o valor da água retida na palha); a água que passava pela palha e escoava até o plástico era coletada após a chuva no coletor colocado entre as linhas de plantas e medida com proveta, e, assim obtido o valor da quantidade de água que chegava ao solo, que na prática corresponde a água que infiltra no solo. Por diferença foi calculada a água que ficou retida no dossel. Foi realizada análise da variância, com regressão em nível de 5%. A retenção de água na fase inicial da cultura do milho foi maior no solo, para todas as quantidades de palha, e, na fase final aumentou a retenção no dossel de plantas. A maior retenção de água na palha foi na quantidade de 6 t ha-1, sendo a maior retenção no espaçamento de 45 cm entre linhas. No dossel, a retenção foi menor no início e maior no final, com o desenvolvimento da mesma (maior Índice de área foliar). No solo, a retenção foi maior onde havia menos palha na fase inicial. A retenção foi maior onde havia mais palha na cobertura e no menor espaçamento (45 cm), sendo a retenção no solo maior onde não havia cobertura e a 75 cm entre linhas. No dossel, a retenção foi maior no espaçamento 45 cm, com menor quantidade de palha em cobertura. No feijão, a retenção na palha foi maior na fase inicial e com maior quantidade de palha em cobertura, sendo que no solo a maior quantidade de água chegou onde não havia cobertura. No dossel de plantas a retenção de água foi aumentando conforme o desenvolvimento da cultura.

The superior limit of water retention in soil, also known as field capacity, still is motive of discussion and research inside the academic community. This happens because the variability of soils determines the alternation of results obtained by all methods that were performed. The need of accuracy, quickness of results, and test cost are the factors that point which method should be used. The recommendation for the determination of field capacity is that it must be performed in situ ; however, due to its slow process, the method has been performed in labs. The present work was developed using data available in literature, compiled in such a way to create a database about the subject studied. A comparative analysis between the volumetric humidity values, obtained through field experiments and the volumetric humidity values estimated by the proposed methodology, and also using the different adjustment models of the water retention curve in soil. In order to establish the comparison, a regression analysis between the values of field capacity was performed using the many procedures in attempt to obtain the correlation coefficient (r) and the Wilmont concordance index (c). From the results obtained in this work it is possible to conclude that the evaluation of the proposed methodology the estimative of field capacity concerning an inflection of the retention curve when modeled by a third-degree polynomial presented performance in the class outstanding and very good in 66.5% of the cases and classes of performance very weak 16,6% and extremely bad in about 16,6% of the cases. The applied methodology did not present consistent results for the different sources of data used and in a general way, the best found
O limite superior da retenção de água no solo, também conhecido como capacidade de campo, ainda é motivo de discussão e pesquisa entre a comunidade acadêmica, pois a variabilidade dos solos determina a variação nos resultados obtidos em todos os métodos utilizados. A necessidade de acurácia, rapidez dos resultados e custo do teste é que determinam qual método deve ser utilizado. A recomendação para a determinação da capacidade de campo é de que seja realizada "in situ"; entretanto, devido ao processo ser moroso, essa tem sido realizada em laboratório. O presente trabalho foi desenvolvido utilizando dados disponíveis na literatura, reunidos de modo a formarem um banco de dados sobre o assunto em estudo. Foi feito uma análise comparativa entre os valores de umidade volumétrica, obtidos através dos experimentos no campo e os valores da umidade volumétrica estimados com a metodologia proposta e utilizando os diferentes modelos de ajuste da curva de retenção da água no solo. Para realizar a comparação foi feita analise de regressão entre os valores da capacidade de campo pelos diferentes procedimentos com o objetivo de obter o coeficiente de correlação (r) e o índice de concordância de Wilmont (c), A partir dos resultados encontrados neste trabalho concluiu-se que a avaliação da metodologia proposta, para a estimativa da capacidade de campo em função do ponto de inflexão da curva de retenção, quando modelada por um polinômio de 3° grau, apresentou classe de desempenho ótimo e muito bom (66.5%), muito fraco (16,6%) e péssimo (16,6%). A metodologia aplicada não apresentou resultados consistentes para as diferentes fontes de dados utilizadas, sendo que de maneira geral, os melhores desempenhos encontrados foram para as curvas de retenção determinadas a campo, com exceção de solos de dunas de areia.

A curva de retenção da água no solo é um dos principais instrumentos para avaliar a qualidade física dos solos e possibilitar seu manejo adequado. Por meio da Teoria da Capilaridade vários equipamentos foram desenvolvidos para determinar a intensidade com que a água está retida ao solo, porém, pouco se tem dado atenção para verificar se os pressupostos para o real funcionamento da teoria estão sendo atendidos. Um aspecto refere-se ao tamanho da amostra utilizada para determinar a curva de retenção, de modo que haja continuidade dos feixes capilares na amostra e placa porosa. Desta forma, este trabalho propõe avaliar diferentes tamanhos de amostra indeformada para a determinação da curva de retenção. Para isso, coletaram-se amostras em anéis volumétricos cilíndricos de três tamanhos (altura) diferentes (T1 - 0,075 m; T2 - 0,05 m; T3 - 0,025 m;) e mesmo diâmetro interno (0,07 m), dos horizontes diagnósticos de um Latossolo e um Nitossolo em áreas experimentais da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq/USP), Piracicaba - SP. Realizou-se a caracterização física destes solos, por meio da análise granulométrica, densidade do solo, densidade de partículas, porosidade total e teor de carbono orgânico. As curvas foram determinadas para cada tamanho de amostra, utilizando-se o Funil de Haines, para as tensões 0,5, 1, 4, 6 e 10 kPa, e a Câmara de Pressão de Richards para 33, 100 e 500 kPa. As curvas de retenção foram ajustadas pelo modelo utilizado por van Genuchten. Estimadas as curvas, avaliou-se a distribuição de poros do solo das amostras, determinando-se a curva de frequência acumulada de poros em função do logaritmo do raio e, depois pela diferenciação das equações de ajuste das curvas de retenção, a curva diferencial de frequência acumulada de poros. Os resultados mostram que o Latossolo, por ter textura arenosa no horizonte estudado, não apresentou diferença significativa nas curvas de retenção para os tamanhos das amostras estudadas. Verificou-se pouca modificação na distribuição dos poros deste solo, que possui teor elevado das frações areia fina e muito fina, e desenvolveram papel importante para a retenção de água. O Nitossolo, por sua vez, apresentou diferença significativa da curva obtida pela amostra de menor tamanho (T3), havendo maior retenção de água com a diminuição do tamanho da amostra. Devido a sua textura muito argilosa, o arranjo estrutural deste solo foi diferenciado ao se utilizar as amostras maiores, com provável interrupção e descontinuidade dos feixes capilares. Consequentemente, houve também alteração na distribuição dos poros, com redução dos mesoporos e aumento dos microporos. Desta forma, pode-se concluir que o tamanho da amostra influenciou a curva de retenção da água devido à complexidade estrutural do solo, que provavelmente é diferente nas amostras maiores por causa da continuidade dos feixes capilares, principalmente no Nitossolo. Em outras palavras, quanto menor o tamanho da amostra há menor diferenciação no arranjo de poros, ou seja, maior proximidade da real condição do solo e, assim, uma interpretação da retenção de água \"mais correta\" por meio da Teoria da Capilaridade.
The soil water retention curve is one of main tools to assess the physical quality of the soil and to make possible its adequate management. By means of the Capillary Theory, many instruments have been developed to determine the water retention forces in soil, but, little attention has been given to check whether the assumptions for the application of the theory are being attended. One aspect relates to the sample size used to determine the retention curve, so that there is capillary continuity of the sample and porous plate. Thus, this study aimed to evaluate different sizes of undisturbed cylindrical samples for determination of the retention curve. The samples were collected from diagnostic horizons of Latosol and a Nitosol, in experimental areas of the Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq/USP), Piracicaba - SP. Three volumetric rings with three different heights (T1 - 0,075 m; T2 - 0,05 m; T3 - 0,025 m;), were used the diameter of the rings were the same for the three sizes (0,07 m). The physical characterization soils were made by the granulometric analysis, bulk density, particle density, porosity and organic carbon. The curves were determined for each sample size, using the Haine\'s funnel, for tensions 0.5, 1, 4, 6 and 10 kPa, and Richard\'s pressure chamber for 33, 100 and 500 kPa. The pore size distribution of the soil was evoluated first by determining the cumulative frequency curve of pore radius, and then, by differentiating fitling equation of fluis curve to obtain a differential curve of pore cumulative frequency. The retention curves were fitted by the model used by Van Genuchtem. The results showed that in the Latosol there was no significant difference in retention curves for the sizes of the samples studied. There was little change in pore distribution of the fluis soil with high content of fractions fine and very fine sand, that developes significant role in soil water retention. The Nitosol exhibited significant difference of the curve obtained by the smallest size sample (T3), with greater water retention with the decreasing of the sample size. Because of its very clayey texture, the structural arrangement of this soil was different when larger samples were used, with probable interruption and discontinuity of capillaries. Consequently there was also a change in the pore distribution, with reduction of mesopores and an increase of micropores. Thus, itean be conclude that the sample size influenced the soil water retention curve due to the structural complexity of the soil that probably is different in the bigger sample because of the continuity of the capillary budles fluit was more affected in the Nitosol. In other words, the smaller the sample size, the smaller the difference in the arrangement of pores, that is, more closeness of the actual condition of the soil and so a \"more correct\" interpretation of soil water retention by capillary theory.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
The determination of some soil physical characteristics, especially those related to water retention is difficult, requiring careful soil sampling, laboratories with sophisticated and high-cost equipment, highly trained personal and high demand of labor time. All of these factors greatly limit the number of specialized labs and make the access to that information very difficult. Alternatively, it is possible to estimate the points of the soil water retention curve using other soil physical attributes, based on pedotransfer functions (PTFs). The main objective of this study was to obtain mathematical models to estimate the soil water retention curve of some irrigated soils of Rio Grande do Sul State. These generated models can be used in soil physics labs to estimate the entire soil water retention curve. The work was carried out using 2235 soil samples, collected in three soil depths (surface, intermediate and lower layer of soil profile) in irrigated areas of Rio Grande do Sul State. The database of soil physical analysis bellongs to the Sistema Irriga lab of the Federal University of Santa Maria. That database consists of information of soil texture (sand, silt and clay content), density (bulk and particles), soil porosity (macro, micro and total), besides the information of soil water content at the matric potential of 0, -1, -6, -33, -100, -500 and -1500 kPa. The equations were obtained through the stepwise option of SAS statistical program. It was used part of the data set (60% of samples) to generate the equations and the remaining (40%) to validate the equations generated for the three soil layers of the soil profile. PTFs were generated to estimate the soil water content at a matrix potential of 0, -1, -33, -100, -500 and -1500 kPa, in the superficial, intermediate and lower layers of the soil profile. All the generated equations presented as variable information of soil textural and structure attributes. The structural attributes showed a water retention at highest matrix potential. At lower matrix potential, the soil textural attributes were better correlated with soil water content. It was observed that increasing the homogeneity of the soil parameters data improve the accuracy in estimating the soil water retention curves using the generated equations. In general, the generated PTFs resulted in excellent predictive capacity of the soil water retention curves and may be used in soil physics labs to reduced labor time and cost, since the measured soil physical attributes are within the tolerated limit of each variable.higher correlation with the soil
A determinação de algumas características físico-hídricas do solo, especialmente aquelas ligadas à retenção de água, é difícil, exigindo criteriosa amostragem do solo, laboratórios com equipamentos sofisticados e de alto custo, técnicos treinados e alta demanda de tempo. Esses fatores limitam muito o número de laboratórios especializados e dificultam o acesso a essas informações. Alternativamente, é possível estimar a retenção de água através de outros atributos do solo, de simples obtenção, através de funções de pedotransferência (FPTs). O principal objetivo deste trabalho foi estabelecer modelos matemáticos para estimar a retenção de água em solos irrigados do Estado do Rio Grande do Sul, que possam ser utilizados em laboratórios de física do solo para a obtenção da curva característica de água dos solos. O trabalho foi realizado utilizando-se 2.235 amostras de solo das camadas superficial, intermediária e inferior de solos irrigados do Estado do RS, disponíveis no banco de dados de análises físicas do Sistema Irriga®. Esse banco de dados é composto por informações de textura do solo (areia, silte e argila), densidade (do solo e de partículas), porosidade do solo (macro, micro e total), além das informações do conteúdo de água nos potenciais de 0, -1, -6,- 33, -100, -500 e -1500 kPa. As equações foram obtidas através da opção stepwise do programa estatístico SAS. Utilizou-se parte do conjunto de dados (60% das amostras) para gerar as equações e o restante (40%) para validar as equações geradas em cada camada do perfil do solo. Foram geradas FPTs para estimar a retenção de água nos potenciais de 0, -1, -33, -100, -500 e -1500 kPa, nas camadas superficial, intermediária e inferior do perfil do solo. As equações obtidas apresentaram em sua constituição atributos texturais e estruturais do solo. Os atributos estruturais apresentaram maior correlação com a retenção de água nos potenciais mais elevados. Em potenciais mais baixos, os atributos texturais foram os que melhor se correlacionaram com a retenção de água. Observou-se que, quanto mais homogêneos são os dados das variáveis que compõem as equações, maior é a precisão na estimativa da retenção de água pelas equações geradas. De modo geral, as FPTs geradas apresentaram elevada capacidade preditiva dos dados, podendo ser disponibilizadas para utilização em laboratórios de física do solo, desde que sejam utilizadas dentro das faixas de validação das mesmas.

O solo é um importante recurso natural e a sua conservação é essencial para uma produção sustentável. A qualidade de um solo, por sua vez, pode ser definida como a capacidade deste em exercer sua função em um ecossistema e pode ser descrita por meio de parâmetros físicos, químicos e biológicos. Os atributos físicos do solo descrevem a organização de sua estrutura, de modo que esta é responsável pela movimentação e disponibilidade da solução do solo para as plantas e depende da dimensão, forma e arranjo de suas partículas sólidas e de seus poros. Portanto, a discussão dos mecanismos de movimento e retenção da água no solo é relevante na inferência da sua qualidade física. A curva de retenção da água no solo é o gráfico da umidade do solo em função do potencial mátrico da água no solo, a qual é uma ferramenta importante na avaliação da qualidade física do solo. No Brasil, os Latossolos são de grande importância, devido a sua extensão e potencial produtivo. Estes solos são muito intemperizados, com elevada estabilidade de agregados e podem ser originados a partir de materiais distintos, o que interfere na resposta física. Portanto, o objetivo geral deste trabalho foi avaliar a qualidade físico-hídrica do solo por meio da análise da curva de retenção da água em três Latossolos, verificando entre dois modelos empíricos de ajuste (BROOKS; COREY, 1964; VAN GENUCHTEN, 1980). Também foram avaliadas a frequência de distribuição do tamanho de poros e a utilização do índice S como indicador da qualidade física do solo. Foram coletadas amostras indeformadas de três áreas para confecção das curvas de retenção de água no solo: (1) Latossolo Vermelho Amarelo Distrófico típico (pousio); (2) Latossolo Vermelho Distrófico típico álico (cana-de-açúcar); (3) Latossolo Vermelho Distrófico típico (cana-de-açúcar). Os resultados mostraram que a curva de retenção de água foi influenciada pela densidade do solo, porosidade, textura e conteúdo de carbono orgânico; o ajuste da curva de retenção de água no solo pelos dois modelos utilizados foi semelhante, porém o modelo de van Genuchten (1980) apresentou-se ligeiramente melhor que o modelo de Brooks e Corey (1964), principalmente nos pontos próximos à saturação; a frequência de distribuição de poros e o índice S foram sensíveis em diferenciar a qualidade estrutural de solos devido à textura e ao manejo.
Soil is an important natural resource and its conservation is essential for sustainable production. The quality of a soil can be defined as its ability to exert its function in an ecosystem and can be described by means of physical, chemical and biological parameters. The soil physical attributes describe the organization of its structure, that is responsible for the moviment and availability of soil solution for plants and it depends on the size, shape and arrangement of its solid particles and pores. Therefore, the discussion of the mechanisms of soil water movement and retention is important in inferring its physical quality. The soil water retention curve is an important tool to evaluate soil quality, is the graph of soil water content as a function of soil water matric potential. In Brazil, the Oxisols are of great importance due to their extent and productive potential. These soils are highly weathered, with high aggregate stability and can originate from different materials, which interfer on the physical response. Therefore, the aim of this work was to evaluate the physical-hydric quality of the soil by means of the soil water retention curve of three Oxisols, by using two empirical adjustment models (BROOKS; COREY, 1964; VAN GENUCHTEN, 1980). Pore-size distribution frequency and the use of the S index as an indicator of physical soil quality were also evaluated. Undisturbed soil samples were collected from three areas to obtain the soil water retention curves: (1) Typic Hapludox (fallow land), (2) Rhodic Hapludox (sugarcane), (3) Rhodic Hapludox (sugarcane). The results showed that the soil water retention curve was influenced by the soil bulk density, soil porosity, soil texture and soil organic carbon content. The fitness of the soil water retention curve by the two models was similar, however the van Genuchten\'s model (1980) was slightly better than the model of Brooks and Corey (1964), especially in the points near saturation; the pore-size distribution frequency and the S index were sensitive in differentiating the structural quality of soil due to the texture and management.

A agricultura demanda grande quantidade de água para a produção de alimentos e fibras. Técnicas que determinem e monitorem a dinâmica da água no solo são importantes para promover o uso correto e consciente desse recurso natural. Diante do exposto, a tensiometria é uma ferramenta eficiente na determinação da dinâmica da água em solos agrícolas, podendo ser utilizada em conjunto com sensores de capacitância para a caracterização da curva de retenção de água no solo. Contudo, apesar de práticos, erros associados à instalação e às características das cápsulas podem comprometer a precisão dos tensiômetros. Esse trabalho teve como objetivo testar a influência do uso de lama de solo no momento da instalação, bem como o formato e condutância hidráulica de cápsulas de tensiômetros de punção sobre o potencial matricial da água no solo, tendo-se como referência tensiômetros com manômetro de mercúrio. Também, se objetivou determinar a curva de retenção de água no solo com base nos dados obtidos por tensiometria e de um sensor de capacitância. Os resultados mostram que o formato das cápsulas de cerâmica e a lama de solo influenciaram as determinações do potencial matricial, ao contrário da condutância hidráulica das cápsulas. A lama de solo é indicada na instalação de tensiômetros com manômetro de mercúrio e de punção. As curvas de retenção diferiram quanto aos sistemas de aquisição (manômetro de mercúrio ou tensímetro); no entanto, o modelo ajustado não foi sensível em distinguir diferenças entre os tratamentos quanto ao formato das cápsulas ou uso de lama de solo. De modo geral, ocorreu uma subestimativa dos ajustes das curvas de retenção para os tensiômetros de punção, o que pode levar a interpretações errôneas das curvas de retenção de água no solo quando determinadas por meio desses instrumentos.
The agriculture demand large amounts of water for food and fiber production. The techniques used to determine and monitor the water dynamics in the soil are important to promote the correct and conscious use of this natural resource. Given the above, the tensiometry is an efficient tool for the determination the water dynamics in soils, which can be used in conjunction with capacitance sensors to characterize the water retention curve in the soil. However, although practical, errors associated with the installation and the characteristics of the capsules may compromise the accuracy of tensiometers. This study aimed to test the influence of the use of soil slurry during the tensiometer installation, the format and hydraulic conductance of the capsules from puncture tensiometers on the matric potential of soil water, taking as reference tensiometers equipped with mercury manometers. In addition, aimed to determine the soil-water retention curve based on data obtained by tensiometry and a capacitance sensor. The results shows that the format of the ceramic capsules and the use of the slurry influenced the measurements of matric potential, as opposed to hydraulic conductance of the capsules. The soil slurry is recommended for tensiometers equiped with mercury manometer and puncture tensiometers. The retention curves differed among the acquisition systems (mercury manometer or tensimeter); however, the fitted model was not sensitive enough to distinguish differences between treatments for the format of the capsules or the use of soil slurry. In general, there was an underestimation of the retention curve for puncture tensiometers, which can lead to erroneous interpretations of the soil-water retention curve when determined by these instruments.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
The water evaporation (Es) is one of the main components of water balance and energy of ground surface. Precise measurements of the Es dynamics require the understanding of water and energy partition on the interface soil surface and atmosphere. The Es accumulated is a function of time, soil texture, and presence or absence of crop residues on soil surface, plants and its stage of development, rainfall and irrigation distribution, with strong influence of the atmosphere evaporative demand. This paper aims to quantify the effect of crop residues in no-tillage system on the components of soil water balance on irrigated and non-irrigated areas and evaluate the dynamic of retained water by the straw after the wetting cycles duet to raindall or irrigation events. Two experiments were carried out, on the experimental area of Department of Rural Engineering of Federal University of Santa Maria. The experiment I was carried out from 2013 to 2014, under a mobile reinaout shelter, in 9 m² plots. A bi-factorial experimental design was used, with three replications, where the factor A was the three soil covering levels: 0, 2 e 4 t ha-1 of black oat residues. The factor B was the three irrigation levels. It was used a micro sprinkling system with an application rate of 8 mm h-1 and a service pressure of 100 kPa. After every irrigation event, a sample of 0,09 m² of the crop residues was collected and weighted, in a time interval of 0, 3, 6, 24 hours after the irrigation, in order to measure the residues retained water. The soil water content was monitored in all experimental units, to a depth of 85 cm, using a set of FDR sensors. The soil water balance was determined by the relation between irrigation depth applied, subtracted the infiltrated irrigation detph, the water retained by the residues and the evaporated irrigation depth, after every irrigation event. The experiment II was carried out during 2015/2016 crop season, using microlysimeters (ML), with dimensions of 10 cm diameter and 10 cm height. It was used the same treatment levels of the experiment I, with three replications. A set of ML was installed in a fallow area with natural rainfall and a second set was installed in an area with soybean, both submitted to natural rainfall. The MLs were weighted, daily, at 6 p.m., with the exception of the days with rainfalls. The Es of the ML was determined by the reason of the difference between the mass of ML measured at time intervals of 24h and ML area. The results indicated that the increase on the quantity of residues from 2 to 4 t ha-1 did not improve the water interception and storage by residues. The evaporation daily percentage was more influenced by atmosphere evaporative demand than by the amount of crop residues on soil surface. Crop residues are important to preserve the soil moisture and have direct impact on soil water availability and the soil water balance during the entire crop cycle duration.
A evaporação da água (Es) é um dos principais componentes do balanço de água e energia da superfície do solo. Medidas precisas da dinâmica da Es requerem o entendimento da participação da água e da energia na interface superfície e atmosfera. A Es acumulada é uma função do tempo, da textura do solo, da presença ou não de resíduos vegetais na superfície do solo, das plantas e estádios de desenvolvimento, da ocorrência de chuvas e irrigações, com forte influência da demanda evaporativa da atmosfera. Assim, o objetivo desse trabalho foi quantificar o efeito do resíduo vegetal do sistema plantio direto nos componentes do balanço hídrico do solo em áreas irrigadas e de sequeiro e avaliar a dinâmica da água retida pela palha após o umedecimento pela chuva ou irrigação. Dois experimentos foram conduzidos, em área experimental do Departamento de Engenharia Rural, da Universidade Federal de Santa Maria. O experimento I foi conduzido entre os anos de 2013 e 2014, sob uma cobertura móvel, em parcelas de 9 m2. Utilizou-se um delineamento bi-fatorial, com três repetições, onde o fator A foi constituído de três níveis de cobertura do solo: 0, 2 e 4 t ha-1 de resíduos de aveia preta. O fator B foi constituído de três lâminas de irrigação. Utilizou-se um sistema de micro aspersão, com taxa de aplicação de 8 mm h-1 e pressão de serviço de 100 kPa. Após cada evento de irrigação, uma amostra de 0,09 m2 de resíduos vegetais era coletada e pesada, em intervalos de 0, 3, 6 e 24 horas após a irrigação, à fim de medir a água retida pelos resíduos. O conteúdo de água no solo foi monitorado em cada unidade experimental, até a profundidade de 85 cm, utilizando-se um conjunto de sensores FDR. O balanço hídrico do solo foi determinado pela relação entre a lâmina aplicada, subtraída da lâmina infiltrada, a água retida pelo resíduo vegetal e da lâmina evaporada, após cada evento de irrigação. O experimento II foi conduzindo no ano agrícola de 2015/2016, utilizando microlisimetros (ML), com dimensões de 10 cm de diâmetro e 10 cm de altura. Utilizou-se os mesmos níveis de cobertura do experimento I, com três repetições. Um conjunto de ML foi instalado em uma área em pousio com chuva natural e um segundo conjunto foi instalado em uma área com soja, também com chuva natural. Os ML foram pesados em balança de precisão, diariamente, às 18 horas, com exceção dos dias onde se registou chuva. A Es da água nos ML foi determinada pela razão entre a diferença entre a massa dos mesmos num intervalos de 24 horas e a área do ML. Resultados indicaram que o aumento na quantidade de resíduos de 2 para 4 t ha-1 não incrementou a interceptação e armazenamento de água pelos resíduos vegetais. A taxa diária de evaporação foi mais influenciada pela demanda evaporativa da atmosfera do que pela presença de resíduos culturais na superfície do solo, que está relacionado com a quantidade de resíduo. Os resíduos vegetais tem importância quanto ao efeito na disponibilidade de água no solo em todo o ciclo vegetativo.

Resumo: Faixas vegetadas têm sido intensamente recomendadas para reduzir o transporte de sedimentos e nutrientes no escoamento superficial em áreas agrícolas. O objetivo deste estudo foi avaliar a retenção de água, sedimento, N-total, N-NH4+, N-NO3-, N-particulado, P-total, P-solúvel, P-particulado e P-biodisponível contidos em escoamento superficial simulado na região dos Campos Gerais do Estado do Paraná, em Cambissolo com textura franco argilo-arenosa, com 10 % de declive. As 12 unidades experimentais, dispostas inteiramente ao acaso, foram delimitadas com chapas de zinco e constituídas por 5, 10, 20 e 30 m de largura. As parcelas foram alocadas no sentido do declive sendo a extremidade inferior (último metro) construído em "V", possibilitando a coleta do escoamento em baldes de 12 litros, canalizado por um tubo de PVC de 75 mm de diâmetro. A concentração de sedimento aplicada foi de 3,22 g L-1 e a de nutrientes foi: de 62,2 mg L-1; 40,9 mg L-1 e 170,3 mg L-1, de P, N-NH4+ e N-NO3-, respectivamente. Para simular o escoamento superficial aplicou-se em todas as parcelas uma vazão de 300 L min-1 equivalente a uma lâmina de água de 60 mm h-1 em 30 m2. A coleta do escoamento superficial ocorreu durante 2 horas a cada 10 minutos, gerando 144 amostras. Foi retirada uma amostra representativa a cada tempo de coleta a qual era acondicionada em garrafas plásticas de 500 mL sendo congeladas para posterior análise química dos nutrientes nas diferentes formas. As maiores reduções nas concentrações médias ponderadas de sedimento, nitrogênio e fósforo para todas as formas analisadas foram de 54, 58 e 49 %, respectivamente. Para água, sedimento, nitrogênio e fósforo, as maiores retenções acumuladas médias foram de 66, 85, 84 e 84 %, respectivamente, comprovando a eficácia das faixas vegetadas, principalmente as de 30 m de largura. Assim, pode-se afirmar que as faixas vegetadas são práticas conservacionistas adequadas para a retenção de água, sedimento e poluentes associados advindos de áreas agrícolas.

O presente estudo objetivou quantificar a área de o florestamento necessário para compensar as perdas de águas devidas principalmente ao escoamento superficial nas sub-bacias hidrográficas do Fojo e das Perdizes, município de Campos do Jordão SP. As estimativas foram baseadas na metodologia do Florestamento Compensatório para Retenção de Águas de Chuvas em Microbacias Hidrográficas (FLOCRAM), que considera o total médio anual de precipitação, o uso e ocupação do solo, o percentual internacional de 20,55% da água do ciclo hidrológico destinado a infiltrar no solo e a capacidade de infiltração de água no solo. A análise morfométrica revelou que as sub-bacias em estudo são de 4 Ordem, possuem formas alongadas e são pouco sujeitas a enchentes. Juntas as sub-bacias têm uma área total de 2.666,59ha, correspondendo a 9,26% da área do município de Campos do Jordão. Os principais usos e ocupação do solo são: área de floresta com 1.257,89ha, área urbanizada com 434,43ha, área de reflorestamento com 432,45ha, área de campo com 265,08ha e área de pasto com 126,80ha. Os valores médios de infiltração de água no solo foram de 852mm/h para o solo com cobertura do tipo floresta, de 390mm/h para a cobertura vegetal do tipo reflorestamento, 108mm/h para o campo e 36mm/h para a cobertura vegetal do tipo pasto. Segundo a metodologia adotada, com os 20,55% de toda a água que precipita sobre a bacia que deveriam infiltrar no solo, calculou-se a perda de água padrão para estas sub-bacias e constatou-se que a área a mais de floresta necessária para compensar as perdas de água em excesso é de 128,97ha. Com isso, estima-se que a área total de floresta necessária para compensar as perdas de água, principalmente pelo escoamento superficial, é de 1.386,86ha. A aplicação da metodologia de florestamento compensatório leva a necessidade de compensação contínua até atingir a totalidade da área em estudo.
The present study aimed to quantify the forestation area needed to compensate water loss due, mainly, to the superficial runoff in the sub-basins of Fojo and Perdizes, city of Campos do Jordão - SP. The estimates were based on the methodology of Compensatory Forestation for Retention of Rain Water in Watersheds (FLOCRAM), which considers the annual total average of precipitation, the use and occupancy of soil, the international percentage of 20,55% of the water cycle destined to infiltrate the soil and the infiltration capacity of the soil. Morphometric analysis showed that the sub-basins under study are from 4th Order, have expanded shapes and have low risk to flood. Together the sub-basins have a total area of 2.666,59ha, corresponding to 9,26% of Campos do Jordão area. The main uses and soil occupation are: forest area with 1.257,89ha, urbanized area with 434,43ha, reforestation area with 432,45ha, field area with 265,08h, and pasture area with 126,80ha. The average values of infiltration of water in the soil was 852mm/h for soil with forest covering, 390mm/h for vegetation covering, of the type of reforestation, 108mm/h for the field and 36mm/h for the plant covering of the type of pasture. According to the methodology used, with 20,55% of all the water that precipitates on the seat that should permeate the soil, it was estimated the standard loss of water for these sub-basins and it was concluded that the forest area needed to compensate the water loss in excess is 128,97ha. Therefore, it is estimated that the total forest area needed to compensate the loss of water mainly by ice superficial runoff is 1.386,86ha. The applying of the methodology of compensatory forestation takes the need for continuing compensation until reach the whole area under study.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:48:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Juliana Fenner Ruas Lucas.pdf: 7353201 bytes, checksum: 171282273d86ea92304991a62a946fc6 (MD5) Previous issue date: 2010-07-13
The soil water content is related to the soil matrix ability to retain the water, characterized by the water matric potential. Moisture and matric potential are factors functionally interrelated and represented by the soil-water retention curve. This relationship allows inferring moisture from the matric potential measurement and vice versa, as well as deducing several soil and water in soil properties. The traditional method for determining the retention curve employs the Richards pressure plate apparatus. For practical reasons, the search for alternatives to the Richards apparatus that are financially more accessible and faster is needed. In this regard, this study aimed at evaluating the use of two devices: the triaxial compression chamber and the filter paper. Therefore, soil was initially collected and physical-chemically characterized. Undisturbed soil samples were prepared and tested in the Richards chamber, using pressures of 0, 10, 30, 60, 100, 300, 500, 1,000 and 1,500 kPa. In the triaxial compression chamber test, soil samples were submited to pressures of 0, 10, 30, 60, 100, 300, 500 and 1,000 kPa, and for each pressure, it was measured the volume of drained water and calculated the sample moisture at that pressure. In the filter paper test, it was measured the water matric potential in samples for which moisture levels were established using an appropriated calibration curve. The three tests were repeated five times, resulting in points of pressure versus moisture that were adjusted by the RETC program, using to the model of van Genuchten. It was performed a comparative analysis of the triaxial chamber and the filter paper estimated soil moisture values with the adjusted retention curve obtained by the Richards apparatus. This comparison allowed to verify the applicability of the filter paper method for determining the water retention curve in agricultural soils and the inadequacy of triaxial compression chamber for this purpose.
O teor de água no solo está relacionado com a capacidade da matriz do solo em reter a água, caracterizada pelo potencial matricial da água. Umidade e potencial matricial são fatores funcionalmente inter-relacionados e representados pela curva de retenção da água no solo. Esta relação possibilita inferir a umidade a partir da medida do potencial matricial e vice-versa, assim como estimar outras propriedades do solo e da água no solo. O método tradicional para a determinação da curva de retenção emprega a câmara de pressão de Richards. Por questões práticas, a busca por métodos alternativos ao de Richards, financeiramente mais acessíveis e menos morosos, faz-se interessante. Diante disso, desenvolveu-se o presente trabalho com o objetivo de avaliar o uso de dois dispositivos: a câmara de compressão triaxial e o papel filtro. Para tanto, realizou-se inicialmente coleta e caracterização físico-química do solo, preparo de amostras indeformadas e ensaio na câmara de Richards, utilizando pressões de 0, 10, 30, 60, 100, 300, 500, 1000 e 1500 kPa. No ensaio com a câmara de compressão triaxial, submeteu-se amostras de solo às pressões de 0, 10, 30, 60, 100, 300, 500 e 1000 kPa e, para cada pressão, foi mensurado o volume de água drenado, o que permitiu calcular a umidade da amostra àquela pressão. Com o papel filtro, mediu-se o potencial matricial da água em amostras cujas umidades foram previamente estabelecidas, utilizando-se curva de calibração adequada. Os três ensaios foram executados em quintuplicata e resultaram em pontos de pressão versus umidade que foram ajustados pelo programa RETC, usando o modelo de van Genuchten. Realizou-se uma análise comparativa de valores de umidade volumétrica estimados pelo modelo ajustado nos ensaios com a câmara triaxial e o papel filtro com a curva de retenção ajustada obtida pela câmara de Richards. Através dessa comparação, verificou-se a aplicabilidade do método do papel filtro para a determinação da curva de retenção de água em solos agrícolas e inadequação da câmara de compressão triaxial para esta finalidade.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-08-02T12:43:15Z No. of bitstreams: 1 Jose Benjamim Machado Coelho.pdf: 346236 bytes, checksum: 574cbef5d9eda2f5b8b7a6d46ba00e00 (MD5)
Made available in DSpace on 2016-08-02T12:43:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jose Benjamim Machado Coelho.pdf: 346236 bytes, checksum: 574cbef5d9eda2f5b8b7a6d46ba00e00 (MD5) Previous issue date: 2004-06-28
Super-absorbent polymers have been used with the purpose of providing a better utilization of water, specially in areas with limited yield potential, such as arid and semi-arid regions. Further, they play a role in the decrease of the osmotic potential in saline soils arising from the increase of the water availability. An experiment was carried out in pots, placed out in a greenhouse, in order to evaluate the effects of increasing dosages of the hidratassolo polymer upon the development of beet (Beta vulgaris, L.) Early Wonder cultivar, grown on a saline soil. The experimental design used was a completely casualized, with the following treatments: control (no polymer); 0,05; 0,10, 0,15 e 0,20 dag/kg of hidratassolo, based on the dry weight of polymer and soil. The addition of chemical amendments based up on calcium reduced the SAR value from 157,4 to 10,0; the application of leaching depths of 2,5 times the the pore volume, reduced the electrical conductivity of the saturation extract from 23,5 dS/m to 8,01 dS/m. The vegetative characteristics of the crop such as, the number of leaves per plant, length and width of leaves, besides the wet anddry weight of the leaves, did not increase with increaing dosages of hidratassolo, at the 5% probability level. In respect to the weights (wet and dry) of the roots, there was differences only between the highest dosage and the control. In relation to the tuber dimentions, the height was not influenced by the polymer dosages, whereas for the diameter, the treatment with the highest hidratassolo concentration, was higherthan the 0,05% dosage and control (p > 5%).
Os polímeros super-absorventes têm sido utilizados com o intuito de proporcionar um melhor aproveitamento da água, principalmente em áreas com limitado potencial produtivo, como as regiões áridas e semi-áridas. Além disso, atuam na diminuição do potencial osmótico de solos salinos em decorrência do aumento da disponibilidade de água dos mesmos. O experimento foi conduzido em vasos,dispostos em casa-de-vegetação, com o objetivo de avaliar o efeito de doses crescentes do polímero hidratassolo sobre o desenvolvimento da beterraba (Beta vulgaris, L.) cultivar Early Wonder, desenvolvida em solo salino. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, onde constaram os seguintes tratamentos: testemunha (sem polímero); 0,05; 0,10, 0,15 e 0,20 dag/kg de hidratassolo, referindo-se aos pesos secos do hidratassolo e do solo. Adição corretivos químicos à base de cálcio reduziu o valor da RAS de 157,4 para 10,0; e a aplicação de lâminas de lixiviação de 2,5 vezes o volume de poros, reduziu a condutividade elétrica do extrato de saturação do solo de 23,5 dS/m, para 8,01dS/m. As características vegetativas da cultura, tais como, número de folhas porplanta, comprimento e largura das folhas, além dos pesos úmidos e secos das folhas, não aumentaram com as doses crescentes do hidratassolo, ao nível de 5% de probabilidade. Com relação aos pesos (úmidos e secos) das raízes, verificou-se diferenciação apenas entre a maior dosagem do hidratassolo e a testemunha.Quanto às dimensões das túberas, a altura não foi influenciada pelas doses do polímero, enquanto que, para o diâmetro, o tratamento com a maior concentração de hidratassolo, superou a dosagem de 0,05% e testemunha (p > 5%).

Os métodos indiretos de determinação da condutividade hidráulica do solo em função do conteúdo de água no solo apresentam relevante vantagem pela redução de tempo e custo. No entanto, quando são comparados aos métodos de determinação em campo, seus valores não satisfazem as reais condições. Assim, com este trabalho, objetivou-se comparar resultados da condutividade hidráulica pelo modelo de van Genuchten a partir da curva de retenção, CRA, determinada no laboratório e em campo, assim como indicar a melhor maneira de estimar o conteúdo de água no solo a partir de leituras tensiométricas quando se usa a CRA no método do perfil instantâneo, MPI. O experimento foi conduzido em quatro profundidades de um Latossolo e de um Nitossolo, que correspondiam aos seus respectivos horizontes pedológicos. Para confecção da CRA em campo, foi instalado, no centro de cada horizonte, um tensiômetro com manômetro de mercúrio, para determinação da tensão da água, e coletadas, de cada profundidade, amostras de solo com estrutura deformada às tensões de 2, 4, 6, 8, 10, 20, 30, 40 e 50 kPa, para determinação do conteúdo gravimétrico de água; foram retiradas também, de cada profundidade, amostras com estrutura indeformada, por meio de um extrator do tipo Uhland, para determinação da densidade do solo, necessária para conversão dos dados para conteúdo volumétrico de água. Para a CRA em laboratório foram coletadas amostras de solo com estrutura indeformada também por meio de extrator do tipo Uhland. As amostras foram submetidas às tensões de 2, 4, 6, 8 e 10 kPa em funis de placa porosa, e para as tensões de 33, 50, 100, 300, 600, 900, 1.200 e 1.500 kPa em câmara de pressão com placa porosa. Todas as amostras foram coletadas em triplicata. Por fim, procedeu-se com os cálculos da condutividade hidráulica pelo modelo de van Genuchten. De acordo com os resultados obtidos, pode-se concluir que: (a) a metodologia de determinação da CRA no campo mostrou-se satisfatória, assim como o seu ajuste pela equação utilizada por van Genuchten no seu método de determinação da condutividade hidráulica relativa, Kr, com coeficientes de determinação sempre maiores que 0,9; (b) os valores da Kr obtidos pelo método de van Genuchten quando se utilizou a CRA de laboratório foram sempre maiores em relação aos valores obtidos com a CRA determinada no campo; e (c) no MPI há necessidade de se conhecer o conteúdo de água no solo ao longo do perfil durante o processo de redistribuição da água, e uma das maneiras de se obter esse conteúdo é por meio da CRA; com base nos resultados obtidos e em face à primeira conclusão, pode-se dizer que quando se utiliza a CRA para estimar o conteúdo de água pelo MPI, a utilização da CRA determinada no campo deve fornecer resultados mais realísticos da função K(θ).
The use of indirect methods to determine the soil hydraulic conductivity as a function of soil-water content is very advantageous because of the reduction of time and cost. However, when compared with field methods, values do not satisfy the actual conditions. So, the objective this work was to compare results of hydraulic conductivity by van Genuchten\'s model from the water retention curve, WRC, determined in the laboratory and in the field, well as indicate the better way to estimate the soil-water content from tensiometer readings using WRC, in the instantaneous profile method, IPM. The experiment was carried out in four depths of an Oxisol and a Nitosol, corresponding to their pedological horizons. To obtain the field WRC, a mercury manometer tensiometer was installed in the centre of each horizon, for the determination of the soil-water tension, and disturbed soil samples were collected at tensions of 2, 4, 6, 8, 10, 20, 30, 40 and 50 kPa, to determinate the gravimetric soil-water content; undisturbed soil samples were also taken by means of a soil extractor type Uhland to determine soil bulk density, required to convert data to volumetric soil-water content. For laboratory WRC soil samples were collected with undisturbed structure also by means of soil extractor type Uhland. The water tension used were 2, 4, 6, 8 and 10 kPa in porous plate funnels, and tensions of 33, 50, 100, 300, 600, 900, 1200 and 1500 kPa porous plate pressure chamber. All samples were collected in triplicate. Finally, the calculations of hydraulic conductivity by van Genuchten\'s model were made. According to the results, it can be concluded that: (a) the methodology for determining field WRC was satisfactory, as well as its adjusting by the equation used by van Genuchten in his method of relative hydraulic conductivity, Kr, estimation with ever determination coefficients always greater than 0.9; (b) the Kr values obtained by the method of van Genuchten when using the laboratory WRC were always higher as compared to the values obtained with the field WRC; and (c) in the IPM, it is necessary to know the soil-water content along the soil profile, during the process of water redistribution, and one of the ways to estimate the water content is through the WRC. Based on the obtained results and given the first conclusion, it can be said that when using WRC to estimate the water content in the IPM, the use of the field WRC should provide more realistic results for K(θ).

AMORIM, Marcelo Queiroz. Desenvolvimento de mecanismo sulcador associado ao processo de semeadura e características agronômicas em função do método de semeadura e velocidade. 2017. 201 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017.
Submitted by Anderson Silva Pereira (anderson.pereiraaa@gmail.com) on 2017-06-09T19:01:32Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_mqamorim.pdf: 4995068 bytes, checksum: 7269ae733b1f740380d5342d408bb03d (MD5)
Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2017-06-16T21:39:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_mqamorim.pdf: 4995068 bytes, checksum: 7269ae733b1f740380d5342d408bb03d (MD5)
Made available in DSpace on 2017-06-16T21:39:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_mqamorim.pdf: 4995068 bytes, checksum: 7269ae733b1f740380d5342d408bb03d (MD5) Previous issue date: 2017
The Brazilian semiarid can be characterized by irregular rainfall in time and space, evapotranspirometric rates high, shallow soils with low fertility and water retention capacity, being necessary methods adequacy to water retention in the soil. In all methods of the tillage to rainwater captation in situ the seeding is realized in moment distinct tillage. The objective of this study was to evaluate the energy and operational performance of the tractor-seed equipped with furrow mechanics, evaluation sowing quality, formation of the ridge and sowing in a single operation, cultural with performanceand soil physical attributes and maize productivity as a function of two sowing sites and three speeds in the Northeast region. The experiment was installed at the Federal University of Ceará, Pici Campus. For the energetic and operational performance, quality sowing process and cultural evaluation of maize, the experimental in factorial design(2x3) + 3, two sowing sites (above the ridge and inside the groove), three speeds (5.5, 7.5 and 9.5 km h -1 ) and three controls (conventional sowing at speeds 5.5, 7.5 and 9.5 km h-1 ), with four replications. For the physical attribute of the soil, the experimental was factorial design (2x2x3), two site sowing (above the ridge and inside the groove), two periods (15 and120 days after sowing) and three speeds (5.5, 7.5 and 9.5 km h-1 , with four replications. The data of energy and operational performance, sowing quality, crop production and soil physical attributes were submitted to analysis of variance and to the means test. In the factorial comparison with the controls, the Dunnet test (p<0.05) was used. For process quality formation groove-ridge the data was evaluation of the Statistical Control Quality (SCQ). The seeding within the furrow presented better energy and operational performance, and higher corn productivity was observed for sowing on top of the ridge.
O semiárido brasileiro pode ser caracterizado por precipitação pluviométrica irregular, elevadas taxas evapotranspirométricas, solos rasos com baixa fertilidade e baixa capacidade de retenção de água, sendo necessários métodos adequados para retenção de água no solo. Em todos os métodos de preparo do solo para captação da água da chuva in situ a semeadura é realizada em momento distinto ao preparo. Portanto, objetivou-se com esse trabalho avaliar o desempenho energético e operacional de um conjunto tratorsemeadora equipadas com mecanismo sulcadores, avaliar qualidade de semeadura, qualidade da abertura do sulco e formação do camalhão, desempenho da cultura milho e atributos físicos do solo. O experimento foi instalado na Universidade Federal do Ceará, Campus do Pici. Para o desempenho energético e operacional, qualidade do processo de semeadura e avaliação cultural do milho, o delineamento experimental em esquema fatorial (2x3) + 3, dois locais de semeadura (em cima do camalhão e dentro do sulco), três velocidades (5,5; 7,5; e 9,5 km h-1 ) e três testemunhas (Semeadura convencional nas velocidades 5,5; 7,5; e 9,5 km h-1 ), com 4 repetições. Para os atributos físicos do solo, o delineamento experimental foi em esquema fatorial (2x2x3), dois locais de semeadura (em cima do camalhão e dentro do sulco), dois períodos (15 e 120 dias após a semeadura) e três velocidades (5,5; 7,5; e 9,5 km h-1 ), com 4 repetições. Os dados de desempenho energético e operacional, qualidade de semeadura, produção da cultura e atributos físicos do solo foram submetidos à análise de variância e a teste de médias. Na comparação do fatorial com as testemunhas foi utilizado o Teste de Dunnett (p<0,05). Para qualidade do processo de formação do sulco-camalhão os dados foram avaliados peloControle Estatístico de Qualidade (CEQ). A semeadura dentro do sulco apresentou melhor desempenho energético e operacional, sendo que, maior produtividade do milho foi observada para semeadura em cima do camalhão.

Submitted by Claudia Rocha (claudia.rocha@udesc.br) on 2018-03-06T16:10:50Z No. of bitstreams: 1 PGCS14MA140.pdf: 1574830 bytes, checksum: 4217f8ffb682e61890fd939d7f9ca3e2 (MD5)
Made available in DSpace on 2018-03-06T16:10:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGCS14MA140.pdf: 1574830 bytes, checksum: 4217f8ffb682e61890fd939d7f9ca3e2 (MD5) Previous issue date: 2014-07-25
Capes
Several techniques have been used to obtain soil water retention curve. Direct methods are time consuming and costly. Mathematical techniques have been used to replace direct methods through pedotransfer functions (PTFs), using predictors easily obtained and inexpensive to obtain parameters that expend more time and resources. PTFs generated from multiple regressions have shown reliable results but requires great knowledge of statistics. A new approach to obtaining PTFs, artificial neural networks (ANN) that does not require prior knowledge of statistical and database minimum, have been used in various areas of knowledge, and have been shown to be accurate and reliable. The study aimed to compare the efficiency of ANNs and multiple regressions to generate PTFs for estimating the retention and availability of water in soils of Santa Catarina state, located in a subtropical zone (region) of Brazil. The PTFs were generated for 940 horizons of representative soils of St. Catarina having as input data the particle size distribution (seven classes), the organic matter content, bulk density, particle density and output data water retention between from zero to 1500 kPa tension. The ANNs were generated using the software WEKA, with six neurons in the hidden layer using the error backpropagation algorithm (Multilayer Perceptron) and the cross-validation to stratify sample. Results showed that PTFs obtained from ANNs are more efficient than multiple regression. The PTFs that include specific texture data (five classes of sand), soil organic matter, soil bulk density, particle density, total porosity and their interactions better estimate the retention and availability of water in these soils. From these results, it is possible to develop a program that uses these PTFs generated to provide these values of SWRC, and is therefore an extremely useful tool for studies about soil water retention and avaibility
Várias técnicas vêm sendo utilizadas para obtenção da curva de retenção de água no solo. Como métodos diretos demandam tempo e são de alto custo, tem sido estudadas funções de pedotransferência (FPTs), as quais utilizam preditores de fácil obtenção e baixo custo para obter os parâmetros. FPTs geradas a partir de regressões múltiplas têm mostrado resultados confiáveis, mas exigem grande conhecimento estatístico para sua determinação. Uma nova abordagem para obtenção de FPTs é o uso de redes neurais artificiais (RNAs), que não exigem conhecimento prévio estatístico e podem ser obtidas utilizando-se um banco de dados mínimos. As RNAs vêm sendo utilizadas em diversas áreas do conhecimento, e têm se mostrado precisas e confiáveis. Este trabalho teve por objetivo comparar a eficiência de RNAs e regressões múltiplas na geração de FPTs para estimar a retenção e a disponibilidade de água em solos do estado de Santa Catarina. As FPTs foram geradas a partir de 940 horizontes de solos representativos de Santa Catarina, tendo como dados de entrada a granulometria (sete classes de tamanhos de partículas), o teor de matéria orgânica, a densidade do solo e de partículas e, como dados de saída, a retenção de água nas tensões de 0 até 1.500 kPa. As RNAs foram geradas utilizando o software WEKA, tendo como arquitetura a rede Multilayer Perceptron, com seis neurônios na camada escondida, utilizando-se a função de retropropagação do erro (Backpropagation) e validação cruzada para estratificar a amostra. As FPTs obtidas a partir de RNAs são mais eficientes que as regressões múltiplas. As FPTs pontuais, que incluem dados de granulometria (cinco divisões de areia), matéria orgânica do solo, densidade do solo, densidade de partículas, porosidade total e suas interações estimam melhor a retenção e a disponibilidade de água nestes solos. A partir destes resultados, é possível desenvolver um programa que utiliza as FPTs geradas para estimar a curva de retenção de água, sendo, portanto uma ferramenta extremamente útil para estudos que envolvam a retenção e a disponibilidade de água no solo

Submitted by Rafael Santana (rafael.silvasantana@ufpe.br) on 2018-01-31T18:15:40Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) MANUELLA VIEIRA BARBOSA NETO. Tese versão final 2016.pdf: 5517508 bytes, checksum: 15a0a2dbaa70fab3d5dc3dfcb868b520 (MD5)
Made available in DSpace on 2018-01-31T18:15:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) MANUELLA VIEIRA BARBOSA NETO. Tese versão final 2016.pdf: 5517508 bytes, checksum: 15a0a2dbaa70fab3d5dc3dfcb868b520 (MD5) Previous issue date: 2016-08-25
A degradação da terra é uma das principais causas da desertificação. Entre seus principais atributos estão a erosão e a deterioração das propriedades física, química e biológica dos solos. Este trabalho busca analisar a degradação dos solos em área vulnerável à desertificação e seus efeitos em atributos físico-hídricos e no carbono orgânico de solos de uma área do semiárido pernambucano. Mapearam-se o uso da terra, as classes de erosão e a variação espaço temporal da cobertura vegetal. Realizaram-se medições da erosão laminar e linear in situ. Coletaram-se amostras de Planossolos, Luvissolos e Neossolos Litólicos nas camadas de 0-10 e 10-20 cm e nelas se determinaram atributos físicos e o carbono orgânico. Para Luvissolos e Planossolos, também se elaboraram as curvas de retenção da água. Analisaramse os resultados estatisticamente por meio de testes de variância, análise dos componentes principais (ACP), agrupamento e discriminante. A redução da cobertura vegetal estimada é indicativa do processo de degradação na área, que apresenta processos erosivos bem avançados. As concentrações de carbono orgânico e do estoque de carbono das áreas degradadas foram bem inferiores aos da área conservada, sendo esses atributos importantes indicadores da qualidade desses solos. Os solos das áreas degradadas apresentaram alto quantitativo de areia, baixa estabilidade de agregados, porosidade total, condutividade hidráulica, umidades na capacidade de campo e ponto de murcha e elevada densidade do solo. Com a ACP, identificaram-se as variáveis mais significativas na avaliação da qualidade dos solos nas condições estudadas: o diâmetro médio ponderado dos agregados foi significante para os três solos; a porosidade total e as umidades na capacidade de campo e ponto de murcha tiveram alta importância para os Planossolos e Luvissolos; macro e microporosidade e condutividade hidráulica foram importantes para os Planossolos; areia, argila total, argila dispersa foram significantes para os Luvissolos e Neossolos Litólicos; enquanto a variável densidade do solo foi mais representativa para os Neossolos Litólicos. O agrupamento utilizando as variáveis indicadas pela ACP indicou a qualidade inferior dos solos das áreas degradadas em relação aos avaliados na área conservada. A discriminante confirmou o resultado do agrupamento, com um acerto de 100%, para todos os solos estudados, nas duas profundidades. As curvas de retenção de água evidenciaram que os processos de degradação afetaram a qualidade física dos solos avaliados em Itacuruba. Esses apresentaram menor umidade volumétrica de saturação e residual e menor valor nos parâmetros de ajuste da curva “n” e “m” em relação aos observados na área conservada.
Land degradation is one of the main causes of desertification. Among its main attributes we can find the erosion and deterioration of physical, chemical and biological properties of soils. This work aims to analyze the degradation of soils in area vulnerable to desertification, as well as understand its effects on physical hydrous attributes and on the organic carbon of soils in a semiarid region of Pernambuco. The use of the land, the erosion classes and the spatial temporal variation of the vegetation cover were mapped. Measurements of the laminar and linear erosion were taken in situ. Samples of Planosols, Luvisols and Litholic Neosols were taken in layers of 0-10 and 10-20 cm, and in them it was determined physical attributes and organic carbon. Water retention curves were elaborated for Luvisols and Planosols. The results were analyzed statistically through test of variance, principal components analysis (PCA), cluster and discriminant. The reduction of the vegetation cover estimated is an indicator of a degradation process in the area, which presents highly advanced erosive processes. The concentration of organic carbon and carbon stock from the degraded area were quite inferior to the ones from the preserved area, having this attributes as important indicators of the quality of these soils. Soils from the degraded area presented high sand quantitative, low stability of aggregates, total porosity, hydraulic conductivity, moisture in the field capacity and wilting point, and high density of the soil. With PCA it was identified the most meaningful variables in the evaluation of the soil in the studied conditions: the pondered average diameter of the aggregates was significant for the three soils; the total porosity and moisture at the field capacity and wilting point were highly important for Planosols and Luvisols; macro and micro porosity and hydraulic conductivity were important for Planosols; sand, total clay and dispersed clay were significant for Luvisols and Litholic Neosols; while the variable density of the soil was more representative for Litholic Neosols. The cluster, with the variables listed by the PCA, indicated the poor quality of the soils in the degraded areas as opposed to the ones evaluated in the preserved area. The discriminant confirmed the result of the cluster with 100% assertiveness for all of the studied soils, at both of the depths. The water retention curves showed that the degradation processes affected the physical quality of the evaluated soils in Itacuruba. These presented lower volumetric moistures of saturation and residual, and lower values in curve fitting parameters “n” and “m” in relation to those in the preserved area.

O conhecimento do comportamento físico-hídrico do solo é fundamental para sua caracterização. Dentre elas, a determinação da curva de retenção de água é o processo que costuma ser mais oneroso e demorado. Várias tentativas estão sendo estudadas no sentido de minimizar custo e tempo para a obtenção desta curva. A escolha do número e da combinação de pontos, ou seja, dados de umidade e correspondente tensão da água no solo, utilizados para a determinação da curva de retenção, normalmente é feita de forma arbitrária, contudo, a demora na obtenção da curva de retenção, aliada ao valor considerado alto para pequenos irrigantes, são na maioria das vezes, um empecilho para que o agricultor realize esta análise. O objetivo deste trabalho foi definir o menor número e a melhor combinação de pares de umidade e tensão de água no solo que resulte na descrição de uma curva de retenção de água do solo confiável. Para a realização da pesquisa, foram utilizados dois tipos de solos com granulometrias distintas, (arenoso e argiloso). Foram realizadas nove repetições, para cada tipo de solo, as quais foram submetidas a diferentes tensões pelo método da câmara de Richards e ajustadas pelo modelo de van Genuchten. Realizaram-se curvas contendo 4, 5, 7, 8, 9, 10 e 13 pontos de tensão, sendo que a curva que contem 13 pontos foi adotada neste estudo como referência (A1) na comparação com as demais. A análise estatística foi gerada inicialmente sobre os dados brutos das umidades do solo observadas para todas as repetições, calculando-se os coeficientes de variação para os parâmetros do modelo de van Genuchten. Posteriormente, entre os dados observados e ajustados pelo modelo, foram determinados índices estatísticos comparativos. Finalmente, os parâmetros obtidos de vários pares de umidade e correspondente tensão de água no solo obtidos na câmara Richards foram comparados aos parâmetros equivalentes da curva referência (A1) e submetidos à análise de variância (teste F), e suas médias comparadas pelo teste de Scott-Knott a 5%. A curva de retenção de água no solo com 7 pontos, elaborada com as tensões 0, 40, 100, 300, 1.000, 5.000 e 15.000 hPa, foi a que mais se aproximou da curva de referência A1, não apresentando diferença estatística em nenhum dos parâmetros do modelo.
The knowledge of the soil hydrophysical behavior is critical for characterizing its physical properties. Among them, the determination of the soil water retention curve is often the most expensive and the most time consuming. Many attempts have been tried in order to minimize the cost and the time to obtain this curve. The choice of number and combinations of points to be taken, i.e., water content and its corresponding water potential in soil, used to determine the soil water retention curve, is usually made arbitrarily, however, the delay in obtaining the curve, coupled with the cost considered high to small irrigators, are mostly an obstacle for the farmer to carry out this analysis. The objective of this work was to define the smallest number and the optimal combination of water content and water potential pairs that result in a trustable soil water retention curve. To carry out this research, two types of soils with contrasting textures were used (sandy and clay soil). For each type of soil, nine repetitions were submitted to different tensions by the Richards chamber method and adjusted by the equation of van Genuchten. Curves with 4, 5, 7, 8, 9, 10 e 13 tension points were made, taking the 13-point curve as a standard (A1) in comparison to the others. Initially, the statistical analysis was performed on the raw data of the observed water contents for all the repetitions, calculating the variation coefficient for the van Genuchten equation parameters. Subsequently, statistical indices of comparison were used between the observed and adjusted data. Lastly, the obtained parameters for different pairs of water content and its corresponding water potential in Richards\' chamber were compared to the equivalent parameters of the standard curve (A1) and submitted to the analysis of variance (F test), and their mean values were compared by the Scott-Knott test (5% of probability). The 7-point soil water retention curve, using the tensions of 0; 40; 100; 300; 1,000; 5,000 e 15,000 hPa, was the closest one to the standard curve A1, showing no statistical difference in any parameters of the model.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:33:38Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-01-27Bitstream added on 2014-06-13T18:45:39Z : No. of bitstreams: 1 jorge_rf_dr_jabo.pdf: 756534 bytes, checksum: 50e1dc7caa63768259f9a4b2311a51b1 (MD5)
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Avaliar o nível de degradação imposta pelo uso agrícola tornou-se fundamental para estabelecer estratégias de manejo sustentáveis que mantenham a qualidade dos solos. A hipótese desse trabalho foi a de que o Latossolo Vermelho argiloso, em sequências de culturas de verão e inverno sob sistema de semeadura direta de longa duração, pode ter sua produtividade e qualidade física influenciada segundo o esquema de rotação de culturas adotado. O presente estudo teve como objetivos: i) determinar o número mínimo de tensões para a determinação da curva de retenção de água no solo de maneira acurada e em menor tempo; ii) determinar o índice S e caracterizar as transformações nos atributos do solo e iii) verificar a qualidade do solo correlacionando o índice S com os atributos físicos do solo e com a produtividade das culturas. O delineamento utilizado foi o de blocos em faixas com três repetições. Os tratamentos foram constituídos pela combinação de dois fatores: quatro sequências de culturas de verão (milho em monocultura - MV; soja em monocultura - SV; rotação soja/milho - RT; e rotação arroz/feijão/algodão - AF); e sete culturas de inverno (milho; girassol; nabo forrageiro; milheto; guandu, sorgo e crotalária). As camadas de solo foram avaliadas nas profundidades de 0-0,1; 0,1-0,2; e 0,2-0,3 m. O conteúdo de água foi medido nas tensões de 0; 10; 20; 40; 60; 80; 100; 200; 300; 500; 700; 1000; 3000; 5000 e 15000 hPa. O índice S foi determinado a partir dos parâmetros ajustados ao modelo de van Genuchten, e os atributos físicos do solo foram avaliados em função do esquema de rotação de culturas. Os dados foram submetidos à análise de variância (teste F) e suas médias comparadas pelo teste de Scott-Knott (5 % de probabilidade). As curvas de retenção de água (CRA) ajustadas a partir das tensões: 0; 100; 300; 1000 e 15000 hPa ou 0; 80; 300; 700 e...
Assess the degradation level imposed by the agricultural use has become essential to establish sustainable management practices to keep soil quality. The hypothesis of this study was that a Red Latosol (Oxisol), in summer crops sequences and winter crops sequences under no-tillage system of long duration, can have its physical quality and yield influenced according crop rotation. This study aimed to: i) determine the minimum number of tensions to determine the water retention curve (WRC) so accurately and in less time, ii) determine the index S and characterize soil attributes changes, and iii) verify the soil quality by the correlation between the index S and the soil physical attributes and crop yield. The experiment had a complete, in split block design with three replications. The summer crop sequences consisting the main plots were the following: MM – maize monocrop (Zea mays L.); SS – soybean monocrop (Glycine max L. Merrill); SM – soybean/maize rotation, both intercropped every other year; and RBC – rice/bean/cotton rotation, with rice (Oryza sativa L.), bean (Phaseolus vulgaris L.) and cotton (Gossypium hirsutum L.) in rotation. Winter crops consisted of maize, sunflower (Helianthus annuus L.), oilseed radish (Raphanus sativus L.), millet (Pennisetum americanum (L.) Leeke), pigeon pea (Cajanus cajan (L.) Millsp), grain sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench) and sunn hemp (Crotalaria juncea L.). In each growing season, the same winter crop was sown in the same plot. Soil samples were collected at layers 0-0.1, 0.1-0.2, and 0.2-0.3 m. The water content was measured at tensions 0, 10, 20, 40, 60, 80, 100, 200, 300, 500, 700, 1000, 3000, 5000 and 15000 hPa. The index S was determined from van Genuchten equation parameters and soil physical attributes were evaluated according crop rotation. Variance analysis for data was considered for statistical procedures and the means were ... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:36:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_ Alvaro_ Luiz_ Carvalho_ Nebel.pdf: 1615608 bytes, checksum: cf5d12660d9ae82ddc2e973b92c9812e (MD5) Previous issue date: 2009-04-24
The understanding of the dynamics of the water in the soil-plant-atmosphere system, including the water availability to the crops, soil water infiltration, drainage and soil solute movement, depends on the knowledge of the relation between the soil water content and the matric potential, represented by the soil water retention curve (SWRC). However, the establishment of SWRCs is laborious and time consuming, besides being costly. A alternative is its estimate through statistical equations called Pedotransfer Functions (PTFs). The aim of this study was to evaluate the ability of some existing PTFs, in predicting the soil water retention and to capture its spatial variability structure, using geostatistical tools, when applied in a lowland soil of the south region of Brazil. For this, an experimental 10 x 10 m grid was established and soil disturbed and undisturbed samples were collected in the 0-0.20 m soil depth, totaling 100 experimental points. The following soil attributes were determined in each point: soil texture, soil organic carbon, pH, cation exchange capacity, soil bulk density, and the soil water retention curve. Eight developed PTFs for estimating gravimetric soil water content, eight for estimating volumetric water content and five for estimating the van Genuchten model parameters were evaluated using the statistical measures mean error (ME), and the root mean square error (RMSE). Results indicated that the Oliveira et al. (2002) PTF presented the best performance for estimating the gravimetric soil water content at the tension of 33kPa, with mean error (ME) value of 0.0136g.g-1, while for the gravimetric water content at tension of 1500kPa the Pidgeon (1972) FPT was the best, with ME value of -0,0054g.g-1. Concerning to the potential of describing the spatial variability structure the Bell & van Keulen (1995 and 1996) and of Urach (2007) PTFs presented the best performance based on the results from the cross validation technique. For estimating the soil water volumetric content at the tension of 10kPa the Tomasela et al. (2002) was the best (ME of 0.019cm3.cm-3), while Rawls et al. (1982) and van den Berg et al. (1997) PTFs were the best for estimating soil water content at the tension of 33kPa (ME of 0.001cm3.cm-3) and 1500kPa (ME of -0.008cm3.cm-3), respectively. The range and sill geostatistical parameters for the tension of 33kPa were reasonable estimated, while for the tension of 1500kPa they were underestimated by the evaluated PTFs. The Parametric Pedotransfer Function constructed by Vereecken et al.(1989) presented the lowest value of ME (0.0247cm3.cm-3), while the Hodnett and Tomasella (2002) PTF presented the lowest value of RMSE (0.0367 cm3.cm-3). Both PTFs well described the experimental semivariograms of the soil water content at the tensions of 10kPa and 33kPa, however their performance was not good for the tension of 1500kPa.
Estudos que envolvem a dinâmica da água no sistema solo-planta-atmosfera tais como disponibilidade de água no solo para as culturas, infiltração, drenagem e movimento de solutos no solo necessitam do conhecimento da relação entre o conteúdo de água no solo e o potencial matricial, representada pela curva de retenção de água no solo. No entanto, sua execução é laboriosa, demanda considerável tempo e custos. Uma alternativa é sua estimativa através de equações estatísticas denominadas Funções de Pedotransferência (FPTs). O objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho de funções de pedotransferência em estimar a retenção de água no solo e capturar a sua estrutura de variabilidade espacial, usando ferramentas geoestatísticas, quando aplicadas em um solo de várzea da região sul do Brasil. Para isto, uma malha experimental de 10m x 10m foi estabelecido e amostras deformadas e indeformadas do solo foram coletadas representativas da camada de 0 0,20m, totalizando 100 pontos amostrais. Os seguintes atributos do solo foram determinados em cada ponto: textura, carbono orgânico, pH, capacidade de troca de cátions, densidade do solo e a curva de retenção de água no solo. Oito FPTs desenvolvidas para estimar o conteúdo gravimétrico de água no solo, oito para estimar o conteúdo volumétrico e cinco para estimar os parâmetros do modelo de van Genuchten foram avaliadas, usando as medidas estatísticas erro médio (ME) e raiz quadrada do erro médio ao quadrado (RMSE). Os resultados obtidos para a estimativa do conteúdo de água gravimétrico mostram que a FPT de Oliveira et al. (2002) apresentou o melhor desempenho para a tensão de 33kPa, com erro médio (ME) de 0,0136g.g-1, enquanto para a tensão de 1500kPa a FPT de Pidgeon (1972) foi melhor, com ME de -0,0054g.g-1. Com relação ao potencial de descrever a estrutura de variabilidade espacial do conjunto de dados medidos, as FPTs desenvolvidas por Bell & van Keulen (1995 e 1996) e Urach (2007) foram as que apresentaram melhor desempenho baseado nos resultados da validação cruzada. Para o conteúdo volumétrico de água retida no solo, os melhores desempenhos foram obtidos pela FPT de Tomasela et al.(2003) para a tensão de 10kPa, Rawls et al. (1982) para 33kPa e van den Berg et al.(1997) para 1500kPa, com ME iguais a 0,019cm3.cm-3, 0,001cm3.cm-3 e -0,008cm3.cm-3, respectivamente. Os parâmetros da estrutura de dependência espacial, alcance e patamar, para a tensão de 33kPa foram razoavelmente estimados, enquanto para a tensão de 1500kPa foram subestimados pelas FPTs avaliadas. A FPT paramétrica desenvolvida por Vereecken et al. (1989) apresentou o menor valor de ME (0,0247cm3.cm-3), enquanto a FPT de Hodnett e Tomasella (2002) apresentou o menor valor de RMSE (0,0367 cm3.cm-3). Ambas FPTs descreveram bem os semivariogramas experimentais do conteúdo de água retido no solo a 10kPa e 33kPa, entretanto para a tensão de 1500kPa nenhuma das FPTs testadas apresentou bom desempenho.

Orientadores: Luiz Henrique Antunes Rodrigues, Maria Leonor Ribeiro Casimiro Lopes-Assad
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola
Made available in DSpace on 2018-08-25T00:51:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Boschi_RaquelStucchi_D.pdf: 2416172 bytes, checksum: 61a629e1b0d62348a6f99a7d4f6293dd (MD5) Previous issue date: 2014
Resumo: O conhecimento das propriedades hidráulicas do solo é indispensável para modelagem do sistema solo-planta-atmosfera. A determinação destas propriedades de forma direta é problemática: ¬exigem métodos caros, laboriosos e grandes demandantes de tempo. O uso de funções, que estimam estas propriedades a partir de outras, facilmente obtidas, tem sido objeto de várias pesquisas. Estas funções são denominadas de funções de pedotransferência (PTF). As PTF são normalmente avaliadas em função dos valores observados e estimados; pouca atenção tem sido dada à análise do erro em função das propriedades do solo. Este tipo de análise pode revelar detalhes importantes sobre o desempenho de uma PTF, podendo contribuir para melhorar sua capacidade preditiva. A hipótese científica deste trabalho foi que é possível identificar e avaliar padrões nos erros das PTF utilizadas para estimar a retenção de água no solo, por meio de modelos baseados em árvore de decisão. Outra hipótese é que a identificação dos padrões nos erros das PTF fornecerá subsídios para o uso de tais funções de forma mais confiável e precisa. O objetivo geral deste trabalho, portanto, foi obter árvores de decisão capazes de auxiliar na compreensão de quais atributos do solo afetam o desempenho das PTF na estimativa de retenção de água no solo. A metodologia foi baseada no modelo CRISP-DM e foram avaliadas PTF disponíveis na literatura, com base na análise do erro, por meio de árvore de decisão. A metodologia foi dividida em duas partes. Na primeira parte, a PTF desenvolvida por Vereecken e colaboradores em 1989, foi avaliada no próprio conjunto de dados utilizado para sua geração. Na segunda parte, as PTF desenvolvidas por Vereecken e colaboradores em 1989, van den Berg e colaboradores em 1997 e Lopes-Assad e colaboradores em 2001, foram avaliadas em um conjunto de dados diferente do utilizado na sua geração. Os resultados mostraram que os erros inaceitáveis a -10 kPa (CC) se deram para as mesmas condições de erros aceitáveis a -1500 kPa (PMP) ; por outro lado, os erros inaceitáveis na estimativa de PMP, de modo geral, se deram para as mesmas condições de erros aceitáveis para estimativa de CC. A diferença entre o conjunto de dados utilizado para desenvolver uma PTF e o conjunto de dados utilizado para avaliá-la é um importante fator na incidência de erros. Na seleção de uma PTF deve-se considerar o maior número de fatores possíveis e não somente a distribuição granulométrica e a proximidade geográfica dos conjuntos de dados. A técnica de indução de árvore de decisão apresentou-se como uma alternativa complementar à avaliação da PTF, uma vez que permitiu uma avaliação detalhada dos erros nas estimativas. Este tipo de avaliação é interessante, pois permite a identificação de erros sistemáticos na aplicação destas funções. Pode, ainda, ser usada como uma forma de diagnóstico a ser explorada por desenvolvedores de PTF
Abstract: Knowledge of the soil hydraulic properties is essential for modeling the soil-plant-atmosphere system. Direct determination of these properties is problematic: the methods are expensive, laborious and time consuming. Therefore, the use of functions that estimate soil hydraulic properties from other more easily measurable soil properties has been the subject of several studies. These functions are called pedotransfer functions (PTF). Most studies have focused on the development of these functions; however, few have attempted to improve their implementation. PTF are usually evaluated in terms of the measured and predicted values; less attention has been given to the analysis of the error term in relation to soil properties such as texture, bulk density and organic matter. This type of analysis may reveal important details about the performance of PTF including options to improve their predictive capability. The hypothesis of this study was that it is possible to identify and evaluate patterns in the errors of PTF used to estimate soil water retention by using decision tree models. Another hypothesis is that the identification of PTF errors patterns will provide subsidies for the use of such functions more reliably and accurately. The objective of this study was to obtain a decision tree that can assist in understanding what soil properties affect the performance of PTF in estimating soil water retention. The methodology was based on the CRISP-DM model and refers to the evaluation of PTF available in the literature, based on an error analysis by means of decision tree induction. The PTF developed by Vereecken and coworkers in 1989 was evaluated the same data set as used for their development. Next, the PTF developed by Vereecken and coworkers in 1989, van den Berg and coworkers in 1997 and Lopes-Assad and coworkers 2001, were evaluated on a different dataset than the one used for their development. Results indicate that unacceptable errors at -10 kPa (CC) occurred for the same conditions that lead to acceptable errors at -1500 kPa (PMP); on the other hand the unacceptable errors at -1500 kPa (PMP) occurred for the same conditions that lead to acceptable errors at -10 kPa (CC). The difference between the data set used to develop a PTF and the data set used to evaluate is a factor of error incidence. In selecting a PTF should be considered the largest possible number of factors and not only the particle size distribution and the geographical proximity of the datasets. The decision tree induction technique provides a complement for evaluation of PTF, since the method is efficient in the detailed evaluation of PTF. This type of assessment is interesting because it allows identifying systematic errors in PTF applications. It can also be used as a diagnostic tool to be explored by PTF developers
Doutorado
Planejamento e Desenvolvimento Rural Sustentável
Doutora em Engenharia

A estrutura do solo está relacionada com o arranjo das partículas, agregados e poros que constituem este meio poroso. As influências estruturais do solo atuam em diversas escalas tanto macroscópicas como microscópicas. Mudanças estruturais em escala microscópica são importantes porque causam alterações no arranjo das partículas do solo e, conseqüentemente, mudanças na distribuição de poros. A qualidade das amostras de solo está diretamente relacionada a sua estrutura, a qual é extremamente importante devido à influência que exerce no desenvolvimento das raízes, fauna do solo, movimento e retenção de água e gases, etc. As alterações que ocorrem na estrutura do solo podem ser induzidas tanto por forças naturais quanto pela ação humana. Ciclos de umedecimento e secamento (U-S) causam grandes modificações na estrutura do solo, especialmente na distribuição do tamanho de poros, a qual reflete a distribuição espacial e temporal da umidade do solo. Conseqüentemente, estes processos podem afetar a retenção e o movimento de água e nutrientes no solo, tendo importantes conseqüências práticas em determinações de armazenamento e potencial mátrico da água no solo, amplamente usados em irrigação. O objetivo principal deste estudo foi aplicar as técnicas de tomografia computadorizada, atenuação de raios gama e análise micromorfológica como ferramentas na compreensão de como a estrutura do solo pode ser afetada por procedimentos de amostragem e ciclos de umedecimento e secamento. Foi feita uma análise crítica sobre o comportamento da estrutura do solo quando submetido a sucessivos ciclos de U-S e qual o impacto que possíveis alterações estruturais podem ocasionar na retenção de água pelo solo. Foram usadas amostras de três diferentes solos coletadas em anéis volumétricos. Cada amostra foi submetida à aplicação de três e nove ciclos de U-S. As amostras controle não foram submetidas a nenhum ciclo de U-S. O tomógrafo usado é de primeira geração equipado com uma fonte radioativa de 241Am e permitiu a obtenção de perfis de unidades tomográficas e imagens em 2-D das amostras de solo. O sistema de atenuação de raios gama é equipado com a mesma fonte radioativa do tomógrafo e possibilitou medidas de densidade e umidade do solo. A análise micromorfológica tornou possível quantificar a distribuição do formato, tamanho e arranjo dos poros dos solos. As análises realizadas através da técnica não invasiva de atenuação de raios gama permitiram determinar curvas de retenção usando um único umedecimento da amostra. Obteve-se também uma maior exatidão na definição do tempo de equilíbrio e redução do tempo requerido para obtenção da curva no intervalo de potencial mátrico de 0 a ?100 kPa. As análises usando-se a técnica de tomografia computadorizada tornaram possível mostrar o impacto de diferentes procedimentos de amostragem na estrutura do solo, alterações ocorridas nesta estrutura oriundas dos ciclos de U-S e investigar a qualidade de amostras de solo usadas em medidas de densidade. A partir da análise das imagens tomográficas ficou evidenciado que procedimentos de amostragem causam compactações próximo às bordas em amostras coletadas com anéis volumétricos e que quanto menor a dimensão do anel, maior é a deformação sofrida pela amostra. Com relação aos ciclos de U-S, a tomografia tornou possível acompanhar as modificações na estrutura com a evolução dos ciclos e permitiu identificar aumentos na porosidade do solo e desenvolvimento de grandes macroporos. A análise micromorfológica permitiu uma investigação da estrutura do solo em escala micrométrica. Através desta técnica foi possível a realização de um exame minucioso das modificações no arranjo, formato e distribuição dos poros das amostras de solos submetidas aos ciclos de U-S e procedimentos de amostragem. Os resultados mostraram que a estrutura do solo sofre mudanças importantes tanto no formato como na distribuição de tamanho dos poros, corroborando os resultados obtidos pela técnica tomográfica. Finalmente, foram realizadas ainda análises do impacto das mudanças na estrutura do solo na retenção de água. Os resultados permitiram mostrar que todos os solos apresentam variações na curva de retenção à medida que sofrem a aplicação de sucessivos ciclos de U-S. Esta informação é importante pelo fato de que os dados da curva são usados em simulações do transporte de água e produtos químicos ao longo do solo, em estimativas da quantidade de água a ser usada para irrigação e na predição de taxas de infiltração
Soil structure is related to the arrangement of soil particles, aggregates, and pores, which makes part of this porous media. The influence of structure on soil physical phenomena ranges from macro to microscope scale. Structure changes in microscope scale are important because affect the soil particle arrangement and, consequently, the pores distribution. Soil sample quality is directly related to soil structure, which is one of the most important properties that influences root development, water and gas movement and retention, soil fauna, etc. Natural forces and human action are the main factors that affect soil structure. Wetting and drying (W-D) cycles cause strong modifications on soil structure, especially in the pore size distribution, which reflects the temporal and spatial distribution of soil water and, consequently, these processes can affect soil water and nutrient retention and movement; having important practical consequences when calculating soil water storages and matric potentials, widely used in irrigation management. The main objective of this work was to use computed tomography (CT), gamma-ray attenuation, and micromorphologic analysis techniques as tools to investigate how soil structure can be affected by soil sampling procedures and wetting and drying cycles. A critical analysis about the behavior of soil structure when submitted to W-D cycles and the impact of possible structure changes on water retention was made. Core samples were collected from profiles of three soils with volumetric rings. Each soil sample was submitted to the application of three and nine W-D cycles. For the soil samples called control, none W-D cycle was applied. The CT scanner used is a first-generation system with a fixed source-detector arrangement and translation/rotational movements of the samples, equipped with a radioactive gamma-ray source of 241Am. The CT system permitted to obtain 2-D soil sample images and tomographic unit profiles. The gamma-ray attenuation system is equipped with the same radioactive source of the tomograph and it was used to evaluate soil density and water content. The pore size distribution, arrangement, and size of pores were analyzed through the micromorphologic analysis technique. By the analyses carried out through the non-invasive gamma-ray attenuation technique it was possible to evaluate soil water retention curves using a unique wetting cycle. The results allow to conclude that the nuclear method presents some advantages in relation to the traditional method (Richards method), like the higher accuracy in the determination of time of equilibrium, and reduction in the time required for the retention curve determination at the matric potential range of 0 to -100 kPa. The analyses using the CT technique allowed to confirm that soil compaction near the volumetric ring wall occur and that the effects of sampling procedures on soil structure need to be taken into account. It was showed that the size of the volumetric rings is very important and that small ones cause strong modifications on soil structure. Regarding the wetting and drying cycles, on the one hand, the technique allowed following the modifications on soil structure induced by these cycles, on the other, it makes possible to identify increases in soil porosity and development of some large macropores with the cycles. The micromorphologic analysis allowed an investigation of soil structure in a micrometric scale. This technique was particularly valuable because it was possible to analyze the changes in soil particle arrangement, shape, and pore distribution of samples submitted to W-D cycles and different sampling procedures. The results showed that soil structure is a dynamic property, suffering important changes on shape and pore size distributions, confirming the results obtained by the CT technique. Finally, analyses of soil structure changes during water retention curve determinations were made. By the results it was possible to conclude that the soil water retention curve is affected by sequences of W-D cycles. This sort of information is valuable because the water retention curve data are used in simulations of water and chemical products transport through the soil, and evaluations of soil water storages and matric potentials, widely used in irrigation management

Diante da necessidade de melhorar a produção de culturas anuais em regiões que enfrentam adversidades hídricas, a utilização dos hidrogéis surgem como condicionadores de água no solo, atuando como reserva de água para a planta, e disponibilizando a mesma em momentos de estresse hídrico, melhorando o desenvolvimento e produtividade das plantas. Desta forma, o estudo foi dividido em três capítulos, no primeiro avaliou-se a eficiência da utilização do hidrogel na retenção e disponibilização de água para o desenvolvimento e produção da cultura do feijão Caupi quando submetido a estresse hídrico. Foram avaliados 4 polímeros e 5 concentrações na cultura do feijão caupi, em casa de vegetação. O segundo e terceiro capítulos foram realizados em campo, avaliando-se 2 polímeros e cinco concentrações para a cultura do feijão caupi e soja safra 2015/2016. Conclui-se que o uso de polímeros mostrou-se, para as condições avaliadas, como potencial alternativo para redução de perdas de produtividade resultantes da ação do estresse hídrico.
Facing of the need to improve the production of annual crops in regions undergo through water adversities, the use of hydrogels appears as water conditioner in the soil, acting as a water reserve for the plant, and making it available in times of water stress, on the first chapter. Thus, the study was divided in three chapters. In chapter one efficiency of hydrogel utilization on the retention and availability of water for the development and production of the Caupi bean culture when submitted to water stress was evaluated, thereby 4 polymers and 5 concentrations in cowpea, under greenhouse conditions were evalvated. The second and third chapters were conducted on the field, evaluating 2 polymers and five concentrations for 2015/2016 cowpea and soybean crops. It is concluded that the use of polymers was shown, for the evaluated conditions as an alternative potential to reduce productivity losses resulting from the action of water stress.

Made available in DSpace on 2016-01-26T18:56:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao.pdf: 267052 bytes, checksum: b9f870d7db6c0449cc874e7dc779bf12 (MD5) Previous issue date: 2010-05-11
The low water availability in the soil for agricultural crops is a limiting factor in agricultural productivity. In this context, the use of soil conditioners polymer s, in some systems may allow edaphic and make the supply chain more competitive. The work was based on assessing the increase in sugarcane production by using soil polymers conditioner during planting, the variety RB 867515. The study took place in the field and in two growing seasons. The test was first deployed in the field of experimental Unoeste in December 2007 to May 2009 in Ultisol, arranged in randomized blocks with four treatments (0, 4, 8 and 12g of polymer soil conditioner, per meter of row) and five blocks. The second test was carried out at Fazenda Ibiúna in Lucélia - SP in August 2008 to August 2009 in Alfissol, arranged in a randomized block design with four treatments (0, 1.4, 2.8 and 4.2g soil polymer conditioner, per meter of row) and five blocks. The polymer conditioner provided greater number of tillers per meter, allowed a larger vegetative growth leading to a greater amount of trash. There is a positive correlation between doses of the polymer with the TRS by area.
A baixa disponibilidade de água no solo, para as culturas agrícolas, é um fator limitante da produtividade. Neste contexto, o uso de polímeros condicionadores de solo, em alguns sistemas edáficos pode viabilizar e tornar a cadeia produtiva mais competitiva. O trabalho se fundamentou em avaliar o incremento na produção canavieira, utilizando polímeros hidroretentores, durante o plantio, na cultivar RB 867515. O estudo ocorreu à campo em dois anos agrícolas. O ensaio 1 foi implantado no campo experimental da Unoeste, em dezembro de 2007 a maio de 2009, em Argissolo Vermelho Distroférrico, no esquema blocos ao acaso com quatro tratamentos (0, 4, 8 e 12g de Polímero condicionador de solo, por metro de linha) e cinco blocos. O ensaio 2 foi implantado na Fazenda Ibiúna, em Lucélia SP, em agosto de 2008 a agosto de 2009, em Argissolo Vermelho Amarelo, no esquema de blocos ao acaso com quatro tratamentos (0, 1,4, 2,8 e 4,2g de Polímero condicionador de solo, por metro de linha) e cinco blocos. O polímero condicionador possibilitou maior numero de perfilhos por metro; permitiu um maior crescimento vegetativo levando a maior quantidade de palhiço. Existe uma correlação positiva entre as doses do polímero com o ATR por área.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Soil hydrophobicity can be conceptually defined as soil repellency to water and is associated with the covering of soil particles by hydrophobic organic substances which interact with mineral particles and pores in a complex way, making soil wetting difficult. The objectives of this study were to: (i) determine the biochemical composition of vegetation, physical and chemical properties of soil organic matter fractions and their relationships to the occurrence and degree of soil hydrophobicity; (ii) analyze the effects of hydrophobic compounds at different intensities on sorptivity and water retention curve; (iii) measure and monitor the effects of variation of soil temperature and water content on the variability of the degree of soil hydrophobicity during a drying cycle. Soil samples were collected from different soil classes in the Rio Grande do Sul and Santa Catarina States, southern Brazil. From the 0-5, 5-10 and 10-15 cm soil layers, undisturbed samples (in blocks) were collected for the determination of sorptivity while preserved samples were collected using core samplers (volume of 47 cm³) for the evaluation of water retention curve, soil bulk density, total porosity, macroporosity and microporosity. From these layers, deformed samples were also collected for soil chemical and physical characterization. However, part of the samples used for the determination of water retention curves were previously subjected to sequential chemical extraction with acetone and a solution of isopropanol:ammonia to remove hydrophobic compounds. Soil carbon analysis consisted of determination of total organic carbon, physical (> 53μm and <53μm), and chemical (fulvic and humic acids and humin) fractions. Water and ethanol sorptivity was determined using tension micro-infiltrometer. Hydrophobicity was evaluated by comparing water and ethanol sorptivity values and soil-water contact angle was calculated from the hydrophobicity index. The effect of temperature was measured using PVC cylinder (785 cm³) constructed with disturbed samples from different soils, wetted and dried under different temperatures (20, 45 and 70 °C) and the hydrophobicity was determined using the water droplet penetration time method. Hydrophobicity had an intimate relationship with soil organic carbon content, mainly organic compounds accumulated in physical fractions <53 μm and chemical fraction humin, indicating that hydrophobic compounds are highly recalcitrant and are strongly associated with silt and clay fractions, forming stable organo-mineral complexes, and at the same time, covering all or part of surfaces of mineral particles or aggregates. The existence of these hydrophobic compounds caused changes in sorptivity and soil-water contact angle, directly affecting capillary and soil water retention curve, and reduced the volume of water retained at lower potentials. The heating of the soil at temperatures at or below 45 °C did not alter the intensity of hydrophobicity but there were changes when soil temperature exceeded 70 °C or when the soil moisture was drastically reduced.
A hidrofobicidade do solo pode ser conceitualmente definida como a repelência do solo à água e está associada ao recobrimento das partículas do solo por substâncias orgânicas hidrofóbicas, que interagem de forma complexa com os poros e partículas minerais, dificultando o molhamento do solo. Os objetivos deste trabalho foram: (i) determinar a composição bioquímica da vegetação, das frações físicas e químicas da matéria orgânica e suas relações com a ocorrência e grau de hidrofobicidade; (ii) analisar os efeitos dos compostos hidrofóbicos em diferentes intensidades na sortividade e na curva de retenção de água; (iii) avaliar e monitorar os efeitos da variação da temperatura e do conteúdo de água na variação do grau de hidrofobicidade do solo ao longo de um ciclo de secagem. Foram coletadas amostras de solo de diferentes classes de solos existentes no Estado do Rio Grande do Sul e Santa Catarina. Nas camadas de 0 5, 5 10 e 10 15 cm foram coletadas amostras indeformadas (blocos), para a avaliação da sortividade e amostras com estrutura preservada, com cilindros metálicos (47 cm³), para a determinação da curva de retenção de água, densidade do solo, porosidade total, macroporosidade e microporosidade. Nessas camadas também foram coletadas amostras deformadas para a caracterização química e física dos solos. No entanto, parte das amostras utilizadas na determinação da curva de retenção de água foram previamente submetidas a uma extração química sequencial com acetona e uma solução de isopropanol:amônia para remoção dos compostos hidrofóbicos. A análise do carbono constou da determinação do carbono orgânico total e da determinação das frações físicas (>53μm e <53μm) e químicas (Ácidos Fúlvicos, Ácidos Húmicos e Humina). A sortividade da água e do etanol foram determinadas com um micro-infiltrômetro de tensão. A hidrofobicidade foi avaliada comparando valores de sortividade da água e do etanol. O ângulo de contato água-solo foi calculado a partir do índice de hidrofobicidade. O efeito da temperatura foi mensurado em cilindros de PVC (785 cm³) construídos com amostras desagregadas dos diferentes solos. As amostras foram umedecidas e secas sob diferentes temperaturas (20, 45 e 70°C), sendo a hidrofobicidade determinada simultaneamente pelo método do tempo de penetração da gota de água. A hidrofobicidade apresentou uma íntima relação com o teor de carbono orgânico do solo, principalmente com os compostos orgânicos acumulados na fração física <53 μm e na fração química da Humina, indicando que os compostos hidrofóbicos provavelmente apresentam elevada recalcitrância e estão fortemente associados às frações silte e argila, formando complexos organo-minerais estáveis, ao mesmo tempo em que recobrem total ou parcialmente a superfície de agregados ou partículas minerais. A existência desses compostos hidrófobos causa alterações na sortividade e no ângulo de contato água-solo, afetando diretamente a capilaridade e a curva de retenção do solo, reduzindo o volume de água retido nos menores potenciais. O aquecimento do solo à temperaturas inferiores a 45 °C não causa modificações na intensidade da hidrofobicidade, que é alterada somente quando a temperatura do solo excede a 70 °C ou quando a umidade do solo é acintosamente reduzida.

O desenvolvimento econômico e o aumento da produtividade agrícola intensificaram o uso de produtos químicos nas lavouras. Quando se pretende quantificar o impacto ambiental de tal uso é necessário empregar modelos que descrevam o fluxo de água e solutos na região não saturada do solo. Para esse fim, um dos parâmetros mais eficazes é conhecer a retenção de água no solo. O objetivo deste trabalho foi desenvolver funções de pedotransferência (FPTs) que estimassem a partir de análise em redes neurais artificiais (RNAs) a retenção de água nos solos da microbacia hidrográfica do ribeirão Canchim, município de São Carlos, SP. Os atributos físicos, textura (argila, silte e areia), densidade e resistência à penetração dos solos: LVAd, LVe, LVdf e NVef, manejados com e sem cobertura vegetal e sob mata foram determinados com equipamentos não convencionais na Embrapa Instrumentação Agropecuária em São Carlos, SP. Esses parâmetros foram utilizados como variáveis de entrada nas duas redes neurais artificiais. Foram obtidas, ainda, as curvas de retenção de água no solo por meio da câmara de pressão de Richards e da tomografia computadorizada, além da porosidade total e da condutividade hidráulica não saturada. O analisador granulométrico de solos e o penetrômetro associado a TDR possibilitaram a obtenção de um grande número de dados. Os atributos físicos dos solos apresentaram grande variabilidade em função da constituição granulométrica e manejos adotados. As RNAs foram eficientes no desenvolvimento de FPTs capazes de estimar a retenção de água com base em propriedades básicas de solo obtidas em grande número.
Economic development and increasing agricultural productivity have intensified the use of chemical products in farming. The quantification environmental impact of these products requires the use of models that describe the flow of water and solutes in the unsaturated region of the soil. For this purpose, one of the most effective parameters belong to the water retention curve of the soil. The purpose of this work was to develop pedotransfer functions (PTFs) to estimate the retention of water by soils of the hydrographic microbasin of the Canchim river, in the municipality of São Carlos, state of São Paulo, Brazil, based on artificial neural networks (ANNs). The physical attributes, granulometry (clay, silt and sand), density and resistance to penetration of LVAd, LVe, LVdf and NVef soils, managed with and without vegetal cover and under forest, were determined using nonconventional equipment at Embrapa Instrumentação Agropecuária in São Carlos, SP. These parameters were used as input variables for two artificial neural networks. The soils\' water retention curves were also obtained using a Richards pressure chamber and computed tomography, as well as their total porosity and unsaturated hydraulic conductivity. A soil granulometric analyzer and a penetrometer allied to TDR provided a large number of data. The soils\' physical attributes displayed a wide variability as a function of their granulometric constitution and adopted managements. The ANNs were effective in developing PTFs able to estimate the water retention based on the large number of basic soil properties.

Estimativas sobre alterações climáticas globais têm aumentando a demanda por estudos sobre propriedades dos solos relativamente secos e limitações impostas à absorção de água pelas plantas em condições de escassez hídrica. Neste estudo, fatores que influenciam a retenção da água no solo e o murchamento de plantas foram avaliados com base no conceito de equilíbrio da água no solo. Objetivou-se com este estudo: (i) avaliar a confiabilidade de medições do conteúdo de água no solo sob altas sucções matriciais em câmaras de pressão, usando como referência a técnica de ponto de orvalho (ii) avaliar as interações entre espécies de plantas e solos com diferentes classes texturais no ponto de murcha permanente (iii) investigar as relações entre equilíbrio hidráulico da água no solo e murchamento de plantas a partir do conceito de corte hidráulico. Para tanto, um experimento para avaliar a influência dos tipos de solos e espécies de plantas, no ponto de murcha permanente foi conduzido em casa de vegetação da Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\" da Universidade de São Paulo, Piracicaba, São Paulo. Avaliou-se o murchamento de plantas de girassol (Helianthus annuus L.), milho (Zea mays L.) e soja (Glycine max L.). Os solos utilizados no estudo foram coletados na camada superficial (0-10 cm) em quatro áreas, selecionadas com o objetivo de obter classes texturais contrastantes, localizadas no município de Piracicaba, São Paulo, Brasil. Sub-amostras foram utilizadas para determinação da distribuição do tamanho de partículas e atributos químicos. Amostras indeformadas foram coletadas para a determinação da curva de retenção da água no solo pela técnica de câmaras de pressão. Adicionalmente, amostras deformadas foram utilizadas para determinação das características de retenção da água no solo pela técnica do ponto de orvalho em altos valores de sucções matriciais. Os dados de retenção de água no solo foram ajustados a modelos empíricos para estimativas da sucção matricial e conteúdo de água relacionada à água em equilíbrio hidráulico (água residual). Foram observadas similaridades nas determinações das características de retenção da água no solo entre as técnicas de câmaras de pressão e ponto de orvalho, sugerindo a boa drenagem das amostras de solo em câmaras de pressão. Interações significativas foram observadas entre os tipos de solos e espécies de plantas no ponto de murcha permanente, indicando que o movimento de água no contínuo solo-planta-atmosfera foi dependente de resistências relacionadas tanto ao solo quanto às plantas. Ou seja, tanto à capacidade do solo em transportar água até raízes, quanto à habilidade das plantas em absorver a água transportada, assim como, aos processos de regulação de água que ocorrem nas plantas. A abordagem baseada no conteúdo de água residual para o intervalo de sucções matriciais de 0 a 15.000 hPa não foi adequada para ilustrar a condição de equilíbrio hidráulico da água no solo, definidos pelo corte hidráulico, e relações com as sucções matriciais em ocorre o murchamento de plantas.
Estimates about climate changes have increased the demand for studies of the properties of relatively dry soil and limitations on the plants water uptake in conditions of water scarcity. In this study, factors influencing the soil water retention and wilting plants were evaluated based on the concept of soil water equilibrium. The objectives of this study were: (i) to evaluate the reliability measurements of the soil water retention on pressure plate apparatus at high matric suctions using as reference the dew point meter (ii) to evaluate the interactions between soil types and plant species at permanent wilting point (iii) investigate the relationship between the hydraulic equilibrium of soil water and the plant wilting based on the hydraulic cut-off concept. A pot experiment to evaluate the effect of plant and soil types at permanent wilting point was carried out in a greenhouse at the Agricultural\'s College \"Luiz de Queiroz\" from University of São Paulo in Piracicaba, São Paulo, Brazil. Soil samples were collected at the topsoil (0-10 cm) from four different locations around the city of Piracicaba, São Paulo, Brazil. Subsamples were taken to determine the particle size distribution and chemical analysis. To determine soil water retention curve 30 soil samples were collected with undisturbed soil cores. The soils were selected to have a range of texture and organic carbon content. The wilting was evaluated using plants of sunflower (Helianthus annuus L.), maize (Zea mays L.) and soybean (Glycine max L.). The soil water retention data were fitted to the empirical models for estimating the matric suction and water content related soil water at hydraulic equilibrium (residual water content). Similar soil water content were observed for measurements at pressure plate apparatus and dew point meter, suggesting good drainage of the soil samples in pressure plate apparatus for the dry range of soil water retention curve. Significant interactions were observed between soil types and plant species at permanent wilting point, indicating that the water movement in the soil-plant-atmosphere continuum was dependent of resistances related to soil and the plants properties. The approach based on the residual water content for the matric suctions from 0 to 15,000 hPa was not adequate to illustrate the hydraulic equilibrium of the soil water defined by the cut-hydraulic and relations with the matric suction at wilting plants.

O bioma Cerrado está cada vez mais fragmentado devido à ocupação agrícola e antrópica. Para a manutenção da biodiversidade, corredores de vegetação devem ser criados com o auxílio da revegetação e recuperação de áreas degradadas. Isto é facilitado pelo conhecimento da distribuição e dinâmica natural dos solos. O objetivo deste trabalho foi caracterizar o funcionamento físico-hídrico dos solos distribuídos em uma toposseqüência sob vegetação nativa. A área de estudo foi localizada dentro de uma parcela permanente instalada na Estação Ecológica de Assis, SP, Brasil, com vegetação predominante de cerradão ou savana florestada. Para a caracterização do funcionamento físico-hídrico dos solos foram realizados inicialmente estudos morfológicos, a partir da técnica da análise estrutural e da descrição de perfis de solo dispostos em cinco posições-chave da encosta. Amostras deformadas de solo foram utilizadas em análises químicas, granulométricas e densidade de partículas. Amostras indeformadas coletadas em anéis cilíndricos definiram as curvas de retenção de água e a densidade do solo. Blocos de solo foram impregnados e polidos para análise de imagens, obtendo-se a distribuição de poros em número, forma e tamanho. Em poços perfurados em três setores da toposseqüência, foi determinada a condutividade hidráulica saturada de campo. O monitoramento da umidade do solo “in situ” foi obtido por sensores instalados nos principais horizontes das trincheiras, calibrados para cada horizonte, durante o período de novembro de 2003 a novembro de 2004. Foram também utilizados os dados de precipitação mais próximos. Fotografias digitais adquiridas nos perfis de solo determinaram a distribuição das raízes. Os solos foram classificados, de montante a jusante, em Latossolo Vermelho, Latossolo Vermelho-Amarelo, Latossolo Amarelo e Gleissolo Háplico, com transição homogênea de cor e predomínio de textura franco-arenosa. No horizonte de superfície da toposseqüência, pequeno número de poros complexos de diâmetro equivalente superior a 1000µm ocupou quase a área total da imagem, representando uma estrutura de empilhamento de grãos simples com porosidade maior que em profundidade. Este comportamento provocou uma menor retenção hídrica, apesar do maior teor de matéria orgânica, e oscilação da umidade do solo após cada evento chuvoso. Predominaram raízes aglomeradas ou ramificadas nesta camada. Em profundidade, as raízes são mais individuais. Nos Latossolos, maior número de poros complexos de diâmetro equivalente superior a 1000 µm ocupa menor área em Bw do que em superfície. Isto indica a presença de aglomerados de microagregados em Bw que conferem maior retenção de água, maior número de microporos e menor oscilação da umidade do solo do que em superfície. No Gleissolo, o horizonte Btg2, mais profundo e mais argiloso, apresentou estrutura mais densa representada por uma porosidade expressiva de forma arredondada ou cavitária de diâmetro de 30 a 1000 µm. Neste horizonte, foi obtida a maior retenção hídrica, drenagem imperfeita e menor condutividade hidráulica. Nos outros horizontes da toposseqüência a condutividade foi elevada. O relevo influenciou nas propriedades físicohídricas e morfológicas dos solos que, por sua vez, determinaram o conteúdo de água limitante na estação seca e em períodos de estiagem. Este comportamento pode definir o padrão florístico de cerradão na parcela permanente.
The “Cerrado” bioma is being fragmented due to the human and agricultural occupation. To maintain the biodiversity, ecological corridors must be created by the revegetation and the restoration of the degraded areas. It can only be ameliorated upon the knowledge of the soil’s natural dynamics and distribution. The aim of this work was to characterize the behavior of soil water flow and soil physical properties, distributed in a toposequence under native vegetation. The study area was in a permanent plot installed in the Assis Ecological Station, São Paulo, Brazil. The predominant vegetation is the closed “cerrado” or savanna woodland. The soil physical, hydraulic characterization depended on soil morphology. The morphological study was carried out by structural analysis and by description of soil profiles arranged in five key positions on the slope. Disturbed soil samples were taken for chemical, particle size and soil particle density analyses. Undisturbed samples collected in cylindrical cores were used to define the soil water retention and bulk density. Soil blocks were impregnated and polished for image analysis to obtain the distribution of pores in number, shape and size. In wells perforated in three sectors of the toposequence the field saturated hydraulic conductivity was determined. The soil moisture monitoring “in situ” was obtained by sensors installed in the main horizons of the pits and calibrated for each soil horizon, during the period of November 2003 to November 2004. The nearest rain volume data were collected too. Digital photos of the soil profiles were acquired for the determination of the root distribution. The soils were classified, from the top backslope down to the footslope, as Rhodic Haplustox, Typic Haplustox and Epiaquic Haplustult, with a homogeneous color transition and the predominance of a sandy loam texture. In the soil surface on the toposequence, a little number of complex pores with equivalent diameter over 1,000 µm occupied almost the total pore area, characterizing the predominance of a structure formed by the packing of single grains. The porosity was higher than in the other horizons. This behavior caused lower water retention even with the highest organic matter content. On the surface, the oscillation of the soil moisture is closely related to each rain event. The roots were distributed in ramified or grouped roots in the surface layer and individually in the deeper horizons. In Oxisols, the presence of microaggregates in the B-horizon was characterized by a number of complex pores with equivalent diameter over 1,000 µm larger than in the soil surface but in minor area than in the surface layer. This conferred higher water retention, larger number of micropores and lower oscillation of soil moisture than in soil surface. The structure of the deepest B-horizon of Epiaquic Haplustult was denser, featured by an expressive rounded or vugh porosity with diameters between 30 and 1,000 µm. This conferred the largest content of clay, with the highest water retention, imperfect drainage and lowest hydraulic conductivity. The other soil horizons in the toposequence presented greater hydraulic conductivity. The landscape influences the physical, hydraulic and morphological soil properties in the toposequence. So the water content is limited in the dry season and partially in the humid season too, which can define the floristic pattern of the closed “cerrado” in this permanent plot.

Made available in DSpace on 2016-12-08T15:50:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGMS12DA009.pdf: 7314998 bytes, checksum: 8e93659478a7813ba0b934959e229681 (MD5) Previous issue date: 2012-02-24
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Studies on the retention and availability of water are scarce for humid subtropical and temperate regions in the Southern Hemisphere. The objectives of this study were to evaluate, generate and validate some pedotransfer functions (PTFs) to estimate the retention and the availability of water in soils of Santa Catarina. Were sampled 44 profiles, in areas under different vegetal coverings, to determine the water retention at suctions from zero to 1.500 kPa, the particles size distribution (7 classes), the organic matter content, the bulck density and particle density of soil, the conductivity hydraulic, and the aggregate stability. Regarding the attributes, soils with finer texture and / or more organic matter retain higher water content, where the organic matter is the main attribute that governs the availability of water, mainly in the surface horizons. Some classes of sand, mainly very fine sand, fine and coarse fractions, have greater effects on water availability than the silt fraction. The soils with contrasting textural classes, with high contents of clay or sand, have the same content of water available, although the sand soils have very low field capacity. Increased water availability occurs in soils with textural class loam, with higher content of organic matter and the lower availability occurs in sand class soils. In relation to lithology, there is a higher retention in soils derived from igneous extrusive rocks of the Serra Geral Formation, metamorphic, intrusive igneous, and sedimentary with fine texture, and a lower retention in those derived from rocks or sedimentary deposits rich in quartz. Increased availability of water occurs in soils derived from siltstone and less in soils derived from granite and recent alluvial deposits. Regarding soil classes (suborders), the water retention is higher in Cambisols, Ferralsols and Nitosols, and lower in Quartzarenic Neosols. In relation the regions, the soils of the Midwest and West, Serrano Highlands and Valley of Itajaí have high water retention, the intermediary are the Eastern Sierra, and lower in the coast. Humic Cambisols and Entisols, located in the Serrano Highlands has increased availability of water, mainly because of high contents of organic matter. In relation to soil types in the normative instruction n. 2/2008 of the MAPA (BRAZIL, 2008), which classifies the soils as a function of clay and sand, it is observed that is not adequate to classify the soils of Santa Catarina in terms of availability of water, although, the hydraulic conductivity of the unsaturated soil is lower in Type 1 soils. In relation the pedotransfer functions of literature, they better estimate the retention than water availability and with greater precision by the functions originated from climate regions subtropical and for the subsurface horizons of the soil. Most functions evaluated underestimates the water retention, with greater deviations in soils with 20-60 % clay. About the functions generated for the soils of Santa Catarina, the estimation of retention and availability of water was better in those adjusted separately for surface and subsurface horizons. To estimate the water retention, the point PTFs must be used including data of the texture, organic matter and their interactions. To estimate the availability, the point PTFs should include the five classes of sand, silt, clay, organic matter, soil bulk density, soil particles density, total porosity and their interactions. The parametrics PTFs estimate properly the water retention curve for most of the textural classes of the soil, when data of texture, organic matter, soil bulk density, soil particles density, total porosity and their interactions are included as predictors. The class PTFs estimate properly the water retention curve for most of the soil textural classes of Santa Catarina
Estudos sobre a retenção e disponibilidade de água são escassos para as regiões de clima subtropical ou temperado úmido do hemisfério sul. Os objetivos deste estudo foram avaliar, gerar e validar funções de pedotransferência (FPTs) para estimar a retenção e a disponibilidade de água em solos de Santa Catarina. Foram amostrados 44 perfis, em áreas sob diferentes coberturas vegetais, para determinar a retenção de água nas sucções de zero até 1.500 kPa, a distribuição do tamanho de partículas (7 classes), o teor de matéria orgânica, a densidade do solo e de partículas, a condutividade hidráulica e a estabilidade de agregados. Em relação aos atributos, solos com textura mais fina e/ou com maior teor de MO retêm maior conteúdo de água, sendo a MO é o principal atributo que governa a disponibilidade de água, principalmente nos horizontes superficiais. Algumas classes de areia, principalmente as areias muito fina, fina e grossa, possuem maiores efeitos sobre disponibilidade de água do que a fração silte. Os solos com classes texturais contrastantes, com elevados teores de argila ou de areia, disponibilizam o mesmo conteúdo de água disponível, embora os arenosos tenham baixa capacidade de campo. Maior conteúdo de água disponível ocorre em solos das classes com textura franca e com maior teor de MO, enquanto que a menor disponibilidade ocorre em solos da classe areia. Em relação à litologia, ocorre uma maior retenção em solos derivados de rochas ígneas extrusivas da Formação Serra Geral, e de rochas metamórficas, ígneas intrusivas e sedimentares de textura fina, e menor nos derivados de rochas ou depósitos sedimentares ricos em quartzo. Maior disponibilidade de água ocorre em solos derivados de siltitos e o menor em solos derivados de granito e de depósitos aluvionares recentes. Em relação às classes de solos (subordens), a retenção de água é maior nos Cambissolos, Nitossolos e Latossolos e menor nos Neossolos Quartzarênicos. Em relação às regiões, os solos do Meio Oeste e Oeste, Planalto Serrano e Vale do Itajaí possuem elevada retenção de água, euquanto que, nos da Serra Leste é intermediária e os do Litoral é baixa. Os Cambissolos Húmicos e os Neossolos Litólicos, localizados no Planalto Serrano, têm maior disponibilidade de água, principalmente devido aos elevados teores de matéria orgânica. Em relação aos tipos de solos da instrução normativa n. 2/2008 do MAPA (BRASIL, 2008), que classifica os solos em função do teor de argila e areia, observa-se que a mesma não é adequada para classificar os solos catarinenses quanto a disponibilidade de água. Entretanto, a condutividade hidráulica não saturada é menor nos solos do Tipo 1. Em relação às funções de pedotransferência (FPTs) publicadas na literatura, elas estimam melhor a retenção do que a disponibilidade de água, com maior precisão pelas funções originadas de regiões de clima subtropical e para os horizontes subsuperficiais do solo. A maioria das funções avaliadas subestima a retenção de água, com erros maiores nos solos com 20 a 60% de argila. Quanto às funções geradas para os solos de Santa Catarina, as que melhor estimam a retenção e disponibilidade de água são aquelas ajustadas separadamente para os horizontes superficiais e subsuperficiais. Para estimar a retenção de água devem ser utilizadas as FPTs pontuais que incluem dados de textura, matéria orgânica do solo e suas interações. Para estimar a disponibilidade de água devem ser utilizadas as FPTs pontuais que utilizam as cinco classes de areia, silte, argila, matéria orgânica, densidade do solo e de partículas, porosidade total e suas interações. As FPTs paramétricas estimam adequadamente a curva de retenção de umidade do solo para a maioria das classes texturais, quando são incluídos dados de textura, matéria orgânica, densidade do solo e de partículas, porosidade total e suas interações como variáveis preditoras. As FPTs de classe estimam adequadamente a curva de retenção de água do solo para a maioria das classes texturais dos solos de Santa Catarina

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2019-03-07T12:49:34Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Jucimare Romaniw.pdf: 2025416 bytes, checksum: 7eab452c7d0cf003158cd27515e439d8 (MD5)
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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
O descarte inadequado de resíduos orgânicos de abatedouros de aves e suínos pode promover a poluição ambiental. Seu uso aliado ou não a adubação mineral nas rotações de culturas no sistema de plantio direto na região dos Campos Gerais seria uma alternativa viável para o aproveitamento desse resíduo. No entanto, visando otimizar a produtividade agrícola e a qualidade ambiental, devem ser estudadas dosagens adequadas para uso, combinando perda e aumento de nutrientes, matéria orgânica e produtividade das culturas. Além disso, é de extrema importância monitorar a qualidade do solo na determinação do risco de qualidade ambiental proporcionado pelo uso de altas doses de resíduos orgânicos dispostos no solo. Assim, o experimento foi conduzido utilizando diferentes níveis de adubação de resíduos orgânicos industriais (ROI) (0, 25, 50, 75, 100% de resíduos orgânicos) combinados com adubação mineral (FMI) (0, 25, 50, 75, 100%) nas seguintes proporções 0%; 100% ROI; 100% FMI; 75% FMI + 25% ROI; 50% ROI + 50% FMI . O experimento teve início em 2009 e foi acopanhado até 2015 sob plantio direto e rotação de culturas (feijão / trigo / soja / aveia / milho / trigo). Amostras de solo foram coletadas após 5 safras para avaliações de carbono (C) e suas frações. Experimentos de laboratório para avaliar a qualidade do solo foram conduzidos para avaliar o equivalente na emissão de C-CO2, percolação e mineralização de NO3- em solo não revolvido e revolvido sob doses crescentes de ROI (0, 0,5, 1, 2, 4 e 8 Mg ha-1) em laboratório. Também foram avaliados os pools de carbono orgânico do solo (COS) compostos por C total, C orgânico permanganato oxidável e C orgânico extraível por água quente, e atributos físicos do solo através da densidade do solo, porosidade total, macroporos e microporos porosidade, e retenção de água. Os resultados indicaram que o uso de ROI e FMI + ROI têm um bom potencial no sequestro de C no solo na mitigação de CO2 sem qualquer custo adicional. Ao contrário, aumentou a produção e retorno líquido da maioria das culturas. O uso do ROI 100 reduziu a densidade do solo, aumentou a porosidade total e microporos e melhorou a estrutura do solo, resultando em melhor retenção de água e que o teor de N-NO3- tem seu potencial de disponibilidade para as plantas após 40 dias da aplicação do ROI , sendo assim indicado a aplicação do resíduo antecedendo o plantio da cultura, aproveitando assim o potencial de liberação. Assim conclui-se que o ROI proporciona aumentos no C do solo levando ao aumento da produtividade das culturas, da qualidade química e física do solo.
Inadequate disposal of organic solids from poultry and pig slaughterhouses can promote environmental pollution. Your use ally or non the mineral fertilization in rotations of wood in no-tillage system in the Campos region. However, in order to optimize agricultural productivity and environmental quality, the administration of the use variables should be studied, combining loss and increase of nutrients, organic matter and crop productivity. In addition, the quality of the soil to the extent of the environmental quality risk provided by the use of high doses of organic waste is not of the utmost importance. Thus, it was resistant to maintaining levels of industrial organic fertilization (IOW) (0, 25, 50, 75, 100% organic waste) combined with mineral fertilization (MF) (0, 25, 50, 75, 100%). The experiment started in 2009 and was harvested until 2015 under no-tillage and crop speed (beans / wheat / soybean / bird / corn / wheat). Soil samples were collected after 5 harvests for carbon (C) evaluations and their fractions. Soil Quality Laboratory Analyzers were conducted for the use of C-CO2, percolation in unroot and upturned soil and N-NO3- mineralization under increasing doses of ROI (0, 0.5, 1, 2, 4 an 8 Mg ha-1). The sets of CO by C, Corning permanganate oxable and C, seismic by hot water, and soil physical components were highlighted by soil density, total porosity, macro and micro porosity, and water retention. The results indicated that the use of IOW and MF + IOW had a good potential in soil C sequestration in CO2-C mitigation at any additional cost. On the contrary, it increased the yield and liquid of most crops. The use of IOW 100 reduced soil density, increased its total and micro efficiency and improved soil structure resulting in higher water retention and that N-NO3- content has its potential availability for applications after 40 days of application of the IOW , thus being designated an application of pre-planting of crop, thus taking advantage of the potential of release. Thus, it is concluded that IOW offers increases in soil performance and increases crop productivity, soil chemistry, soil physical and biological.

Submitted by ADEMIR RIBEIRO MENDONÇA null (33182912852) on 2018-02-08T15:21:57Z No. of bitstreams: 1 Dissertação de Ademir Ribeiro Mendonça.pdf: 1590154 bytes, checksum: b3e14a029c00dc98399df1a34c748eb1 (MD5)
Approved for entry into archive by Alexandra Maria Donadon Lusser Segali null (alexmar@fcav.unesp.br) on 2018-02-09T12:42:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 mendonça_ar_me_jabo.pdf: 1590154 bytes, checksum: b3e14a029c00dc98399df1a34c748eb1 (MD5)
Made available in DSpace on 2018-02-09T12:42:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 mendonça_ar_me_jabo.pdf: 1590154 bytes, checksum: b3e14a029c00dc98399df1a34c748eb1 (MD5) Previous issue date: 2017-12-08
Os resíduos de carvão vegetal podem ser utilizados de forma eficiente na agricultura, quando aplicados ao solo, em doses e granulometria adequadas exercem excelente desempenho aos vegetais. O trabalho foi realizado com o objetivo de estudar a interação entre doses e granulometrias de carvão vegetal de Eucalyptus citriodora em solo argiloso, na produção de cenoura híbrida de verão cultivar Mariana. O experimento foi conduzido em casa de vegetação na cidade de Bebedouro, SP. Com 16 tratamentos em esquema fatorial com 5x3+1, sendo 5 granulometrias (1 a 2 mm, 2 a 4 mm, 4 a 8 mm, 8 a 16 mm e 16 a 32 mm) combinadas com 3 doses (25, 50 e 75% em volume de carvão vegetal) mais controle (somente solo), com 4 repetições, em vasos de 8 litros dispostos num delineamento inteiramente ao acaso. Foi avaliada a retenção de água no início e final do ensaio, determinado o crescimento da parte aérea aos 30, 45, 60, 75 e 90 dias após emergência, bem como massa fresca e seca da raiz e parte aérea e dimensões das cenouras na colheita. Observou-se que o melhor desempenho das plantas ocorre na combinação de 50% (v/v) de carvão vegetal com a granulometria de 2 a 4 mm. No início do cultivo as plantas crescem melhor no solo, mas apresentam desempenho superior nos tratamentos com carvão vegetal a partir de 60 dias após emergência.
Charcoal wastes can be used efficiently in agriculture if well managed. With this purpose, this research aimed to study the interaction between dose and size of fine coal particles in clay soil, for carrot production. The experiment was conducted with 16 treatments in a 5x3 + 1 factorial scheme (5 granulometry: 1 to 2 mm, 2 to 4 mm, 4 to 8mm, 8 to 16 mm and 16 to 32 mm, combined with 3 doses:25 , 50% and 75% by volume of coal) plus control (soil only), with 4 replications. Each experimental unit was composed by a pot with 8 L capacity, and the assay was arranged in a completely randomized design. It were determined the water retention in the soil, the plants height measured at 30, 45, 60, 75 and 90 days after plants emergence, the fresh and dry mass of the root and plant shoot and the dimensions of the carrots at harvest. It has been observed that the best performance of the plants occurs in the combination of 50% (v/v) of coal with the fraction of 2 to 4 mm particle size. Plants at initial growth phases develop better in pure soil, however in the final growth phases shows superior performance in treatments containing charcoal.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Studies on the dynamics of water in the soil-plant-atmosphere such as water availability cultures infiltration drainage and movement of solutes into the soil, require knowledge of the relation between the water content in soil matric potential and represented by retention curve water. However, its implementation is laborious, requires considerable time and cost. An alternative is your estimate through statistical equations called pedotransfer functions (PTFs). The aim of this study was to generate PTFs for the different soil classes in the state of Rio Grande do Sul, through prediction methodologies. To develop the work we used data available in the literature, with values of hydro-physical characteristics and mineralogical characteristics of soils of the State, to estimate values of soil unit under different stresses. In possession of the database was conducted subdivision thereof, in different textural classes identified in the state in an attempt to improve the predictive ability of pedofunctions, forming more homogeneous subsets. The development of PTFs was from two modeling methods: (i) multiple linear regression (MLR) and (ii) artificial neural networks (ANNs). For the development of PTFs first methodology was used the "stepwise" (SAS, 1997). The PTFs generated from ANNs were implemented through the multilayer perceptron with backpropagation algorithm and Levenberg-Marquardt optimization. Each network is trained by varying the number of neurons in the input layer and the number of neurons in the hidden layer. The output variable was water content in soil matric potentials of 0, -6, -10, -33, -100, -500 and -1500 kPa. For each architecture, the network was trained several times, picking up training at the end of the architecture with lower mean relative error and lower variance in relation to the validation data. The efficiency of PTFs were analyzed graphically by the ratio 1:1 between data versus the observed and estimated by means of the following statistical indicators: correlation coefficient (r); concordance index Wilmont (c); coefficient of determination (R2) and performance index (id). The results showed that the more homogeneous is the data of the variables that compose the PTFs, the greater the precision in estimating the water retention in the soil, for the same. The network architecture consists of 4 inputs, showed high accuracy in the estimation of variables. The PTFs developed by ANNs outperformed the predictive ability of the standard method (MLR). Thus, the estimate of the retention curve of soil water by means of ANNs trained by classes textures, presents itself as a subsidy techniques adopted in irrigated agriculture.
Estudos que envolvem a dinâmica da água no sistema solo-planta-atmosfera tais como disponibilidade de água as culturas, infiltração, drenagem e movimento de solutos no solo, necessitam do conhecimento da relação entre o conteúdo de água no solo e o potencial matricial, representada pela curva de retenção de água. No entanto, sua execução é laboriosa, demanda considerável tempo e custos. Uma alternativa é sua estimativa através de equações estatísticas denominadas Funções de Pedotransferência (FPTs). O objetivo deste estudo foi gerar FPTs para as diferentes classes de solos do Estado do Rio Grande do Sul, por meio de metodologias de predição. Para desenvolver o trabalho foram utilizados dados, disponíveis na literatura, com valores de características físico-hídricas e mineralógicas, de solos do Estado, para estimar valores de umidade de solo, sob diferentes tensões. De posse do banco de dados foi realizado a subdivisão do mesmo, nas diferentes classes texturais identificada no Estado, na tentativa de melhorar a capacidade preditiva das pedofunções, formando subconjuntos mais homogêneos. O desenvolvimento das FPTs foi a partir de dois métodos de modelagem: (i) regressão linear múltipla (RLM) e (ii) redes neurais artificiais (RNAs). Para o desenvolvimento das FPTs pela primeira metodologia, foi utilizada a opção stepwise (SAS, 1997). As FPTs geradas a partir de RNAs, foram implementadas através do perceptron multicamadas com algoritmo backpropagation e otimização Levenberg-Marquardt. As redes foram treinadas variando-se o número de neurônios na camada de entrada e número de neurônios na camada escondida. A variável de saída foi conteúdo de água no solo nos potenciais matriciais de 0, -6, -10, -33, -100, -500 e -1500 kPa. Para cada arquitetura, a rede foi treinada diversas vezes, escolhendo-se no final do treinamento a arquitetura com menor erro relativo médio e menor variância em relação aos dados de validação. A eficiência das FPTs foram analisadas graficamente pela relação 1:1, entre os dados estimados versus os observados e, por meio dos seguintes indicadores estatísticos: coeficiente de correlação (r); índice de concordância de Wilmont (c); coeficiente de determinação (R2) e índice de desempenho (id). Os resultados mostraram que quanto mais homogêneos são os dados das variáveis que compõem as FPTs, maior é a precisão na estimativa da retenção de água no solo, pelas mesmas. As redes de arquitetura formada por 4 entradas, apresentaram elevada precisão na estimativa das variáveis. As FPTs desenvolvidas por RNAs superaram a capacidade preditiva do método padrão (RLM). Deste modo, a estimativa da curva de retenção de água no solo, por meio das RNAs treinadas por classes texturais, apresenta-se como um subsídio as técnicas adotadas na agricultura irrigada. Palavras-chave: Pedofunções. Umidade do solo. Potencial matricial. Inteligência artificial

Knowledge of the physical and hydric characteristics of the soil is essential for proper management, aimed at conciliate good yields and soil quality. In agriculture, crop productivity tends to be maximized and environmental degradation, and soil tends to a minimum, while the physical quality of the soils is within a range of values considered ideal. There is no simple way to evaluate the physical quality of the soil, and, creating indexes based on some soil properties (density, porosity, retention curve, water infiltration, etc.) may assist in this evaluation. However, many of these indicators interact with each other, hindering its use in a generalized way in the evaluation of soil quality. Many of the indicators used are directly or indirectly related to the storage and availability of water, aeration, soil bulk density, macroporosity, organic carbon, etc., these parameter settings are determined in the laboratory, which is getting expensive and impractical for large-scale application. An alternative to the direct measurement is the use of pedotransfer functions (PFT's), which can estimate previously measured parameters, as well as predicting these same parameters for other locations. The objectives of this study were: (a) develop consistent indexes to evaluate physical properties of irrigated soils of the Rio Grande do Sul State; (b) generate and validate PFT's to estimate and water retention; (c) test the literature PFT's accuracy to estimate the water retention at field capacity (FC) and permanent wilting point (PWP) for database soils. A set of 3288 soil samples from three deeps (surface, intermediate and lower), belonging to the Irriga System database was used to classify the physical quality of the soil by macroporosity and soil clay content. The data set was fractionated into two sets for calibration and validation of FPT's through statistical indicators. Of the total samples evaluated, 39% had some indication of soil compaction. PFT's generated demonstrated efficacy in estimating the water content of the soil in the potential of -1, -6, -33 and -100 kPa, from the texture, bulk density and particle porosity and, most FTP's of literature tested did not show good capacity to estimate the water content in FC and PWP. Featured for FPT proposed by Tomasella and Hodnett (1998), in which it was obtained some ability to predict the water retention in sandy soils in potential CC and PMP.
O conhecimento das características físico-hídricas dos solos é essencial para um manejo adequado dos mesmos, visando conciliar boas produtividades com a qualidade do solo. Na agricultura, a produtividade das culturas tende a ser maximizada e a degradação do ambiente e do solo tende a um mínimo, enquanto a qualidade física dos solos estiver dentro de um intervalo de valores considerados ideais. Não existe uma maneira simples de avaliar a qualidade física dos solos, sendo que, a criação de índices baseados em algumas propriedades dos solos (densidade, porosidade, curva de retenção, infiltração de agua, etc.) pode ajudar nessa avaliação. Entretanto, muitos desses indicadores interagem uns com os outros, dificultando a sua utilização de forma generalizada na avaliação da qualidade do solo. Muitos dos indicadores utilizados são diretas ou indiretamente relacionados ao armazenamento e disponibilidade de água, aeração, densidade do solo, macroporosidade, carbono orgânico, etc, parâmetros estes determinados em laboratórios, cuja obtenção dos resultados é dispendiosa e pouco prática para aplicação em larga escala. Uma alternativa às medições diretas é o uso das funções de pedotransferência (FPT s), as quais podem estimar parâmetros anteriormente medidos, assim como, predizer esses mesmos parâmetros para outros locais. Os objetivos desse trabalho foram: (a) desenvolver índices para avaliar propriedades físicas de solos irrigados do Estado do Rio Grande do Sul; (b) gerar e validar FTP s para estimar a retenção de água e; (c) testar a precisão de FPT s da literatura para estimar a retenção de água na capacidade de campo (CC) e ponto de murcha permanente (PMP). Um conjunto de 3288 amostras de solo, coletadas em três profundidades do perfil do solo (superficial, intermediaria e inferior), pertencentes ao banco de dados da UFSM foi utilizado para classificar a qualidade física dos solos, usando os valores medidos de densidade do solo, macroporosidade e o teor de argila. O conjunto de dados foi fracionado em dois conjuntos, para a calibração e validação das FPT s por meio de indicadores estatísticos. Do total de amostras avaliados, 39% apresentaram alguma indicação de compactação do solo levando-se em consideração a densidade e a macroporosidade do solo. As FTP s geradas demostrarem eficácia na estimativa do conteúdo de água no solo nos potenciais de -1, -6, -33 e -100 kPa, a partir do teor de argila, silte e areia do solo, densidade do solo, densidade de partícula e porosidade do solo. As FTP s da literatura testadas não demonstraram boa capacidade em estimar o conteúdo de água na CC e PMP, destaque a FPT proposta por Tomasella e Hodnett (1998), no qual se obteve uma eficiência de modelagem de 0,66 na estimativa do PMP.

Made available in DSpace on 2017-07-21T19:25:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rosilene dos Santos.pdf: 3301508 bytes, checksum: 9f8d75d471a6d96f42a2fa59a3733772 (MD5) Previous issue date: 2008-01-20
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
It has been unquestionable the importance of the studies and researches that seek for the understanding of the physical and hydraulic properties of the soil and that these studies and researches try to correlate them with the soil physical attributes. This work presents the use of the methodology presented in Leeds-Harrison et al. (1994), developed for the determination of the saturated hydraulic conductivity at the level of aggregates of the soil and the use of Permeâmetro of Guelph for measures of that property in field.. In this work the aggregates of the soil were investigated submitted to systems conventional tillage and direct tillage. To correlate the hydraulic conductivity of the soil with its retention properties, the retention curves and distribution of pores of the aggregate near the saturation condition they were done through a system based on the idea of a funnel of porous plate or funnel of Haines. Measures of the bulk density, total porosity, macroporosity and microporosity of the investigated aggregates were also accomplished. The obtained results showed that the conventional tillage presented larger value of the saturated hydraulic conductivity on average compared with the direct tillage, so much in field conditions as in the form of aggregates. The direct tillage presented a capacity of larger retention compared to the conventional tillage. This can be due to the largest amount of microporous found in this tillage type. The pores distribution curves shows on average a larger amount of smaller pores in the aggregates of the direct tillage, what might have determined its smallest value of hydraulic conductivity in relation to the conventional tillage. The tillage type can propitiate the formation of pores with larger diameters, in which, firstly, allow larger values of saturated hydraulic conductivity. However, due to the no structures imposed to the soil samples, nothing can be affirmed in regard to the continuity of these types of pores.
É indiscutível a importância de estudos e pesquisas que visam o entendimento das propriedades físicas e hídricas do solo e de que tentem correlacioná-las com seus atributos físicos. Este trabalho apresenta a utilização da metodologia apresentada em Leeds-Harrison & Youngs (1997), desenvolvida para a determinação da condutividade hidráulica saturada ao nível de agregados de solo e o uso do Permeâmetro de Guelph para medidas dessa propriedade em campo. Nesta pesquisa foram investigados agregados de solo submetidos aos sistemas de plantio convencional e direto. Para correlacionar a condutividade hidráulica do solo com suas propriedades de retenção, as curvas de retenção e de distribuição de poros dos agregados próximos à condição de saturação foram feita através de um sistema baseado na idéia de um funil de placa porosa ou funil de Haines. Também foram realizadas medidas da densidade global, porosidade total, macroporosidade e microporosidade dos agregados investigados. Os resultados obtidos mostraram que o plantio convencional apresentou em média maior valor da condutividade hidráulica saturada comparada com o plantio direto, tanto em condições de campo como na forma de agregados. O plantio direto apresentou uma capacidade de retenção maior comparada com o plantio convencional. Isto pode ser devido ao maior número de microporos encontrados neste tipo de plantio. As curvas de distribuição de poros mostram em média um número maior de poros menores nos agregados do plantio direto, o que pode ter determinado seu menor valor de condutividade hidráulica em relação ao plantio convencional. O tipo de manejo pode propiciar a formação de poros com diâmetros maiores, os quais, em princípio, permitem maiores valores de condutividade hidráulica saturada. No entanto, devido às desestruturações impostas às amostras de solo, nada se pode afirmar a respeito da continuidade desses tipos de poros.

Submitted by Lara Oliveira (lara@ufersa.edu.br) on 2017-03-27T22:19:56Z No. of bitstreams: 1 IsabelGCM_TESE.pdf: 2366363 bytes, checksum: 78086589e266cc1bc49e34cf3903a65c (MD5)
Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-04-13T15:00:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 IsabelGCM_TESE.pdf: 2366363 bytes, checksum: 78086589e266cc1bc49e34cf3903a65c (MD5)
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Made available in DSpace on 2017-04-13T15:08:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 IsabelGCM_TESE.pdf: 2366363 bytes, checksum: 78086589e266cc1bc49e34cf3903a65c (MD5) Previous issue date: 2016-07-29
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
The increase in world population has led to increased demand for water and food, causing thereby greater pressure on agricultural land, and therefore its degradation and scarcity. The use of biochar in agriculture emerges as a sustainable technique, which contribution to the improvement of soil quality and crop productivity has already been highlighted in several studies. Therefore, two experiments were conducted in order to evaluate the influence of biochar application on soil chemical and physical properties and on the yield of two successive crops of cowpea. The trials were conducted in pots, in the period from March 2013 to March 2014, in a greenhouse at UFERSA, Mossoro, RN, Brazil. The experimental design was that of randomized blocks in a 4x5 factorial scheme, being tested four biochar doses (0, 3.5, 7 and 10.5 t ha-1) and five types of soil [Argisol (AS), Cambisol (CS), Oxisol (LS), Fluvic (NFS) and Quartzipsamment (NQS)] with five replications. Biochar was produced from wood resulting from the pruning of cashew trees. Variables analyzed were soil physical properties (water holding capacity and soil density), soil chemical properties [pH, soil organic matter (SOM), P, K, Na, Ca, Mg, exchangeable sodium percentage (ESP) and sum of bases (SB)], characteristics of initial growth of the seedlings (emergence percentage, seedling height and shoot dry mass per seedling) and yield components of cowpea (number of grains per pod (NGP), average length of pods (LP), hundred grain weight (HGW) and grain yield (GY)). Data were submitted to analysis of variance, besides analysis of regression or Tukey test, depending of the effects being considered. With few exceptions, the behavior of the variables was different according to the soil type. Addition of biochar provided a linear increase of 14% in the water holding capacity for the higher dose in relation to the control. Reduction in soil density was provided by biochar application only in the CS and LS. Biochar doses provided in the CS the largest linear increases in values of variables of initial growth of cowpea. Regardless of biochar dose, the NFS soil showed larger values of NGP, LP, HGW and GY of cowpea in both crops. Biochar doses provided linear increases in values of the components of yield of cowpea in both crops, with few negative effects in the second crop. Regardless of biochar dose, the largest values of P, Na, K, Ca, Mg e SB were obtained in the NFS; of pH and Na in the AS and of SOM in the CS, while NQS showed the lowest values of SOM, P, K, Na, and the largest values of ESP. Biochar doses of exerted a positive effect only on pH, SOM, P and ESP, mainly in the soils NFS and CS, however, generally, the doses did not presented consistent effects on chemical characteristics like K, Na, Ca and SB, in most soils. Negative effects of the increase in biochar dose were observed for SB, P, Na, Ca, pH, ESP, Na and K in the soils NFS, LS and CS
O aumento da população mundial tem levado ao incremento da demanda por água e alimentos, gerando, com isso, maior pressão sobre o solo e a água, e consequentemente sua degradação e escassez. O uso de carvão vegetal na agricultura surge como uma técnica sustentável, cuja contribuição para a melhoria da qualidade do solo e da produtividade das culturas tem sido apontada por diversos estudos. Portanto, foram desenvolvidos dois experimentos visando avaliar a influência da aplicação do carvão vegetal sobre características químicas e físicas do solo e sobre a produtividade de dois cultivos sucessivos de feijão-caupi. Os experimentos foram conduzidos em vasos, entre março de 2013 e março de 2014, em casa de vegetação da UFERSA, Mossoró-RN. O delineamento estatístico foi o de blocos ao acaso em esquema fatorial 4x5, tendo sido testadas quatro doses de carvão vegetal (0; 3,5; 7 e 10,5 t ha-1) em cinco tipos de solo [Argissolo (AS), Cambissolo (CS), Latossolo (LS), Neossolo Flúvico (NFS) e Neossolo Quartzarênico (NQS)], com 5 repetições. O carvão vegetal foi produzido a partir de resíduos da poda de cajueiros. As variáveis avaliadas foram características físicas do solo (capacidade de retenção água e densidade do solo), capacidade de retenção água e densidade do solo), capacidade de retenção água e densidade do solo), capacidade de retenção água e densidade do solo), capacidade de retenção água e densidade do solo), capacidade de retenção água e densidade do solo), capacidade de retenção água e densidade do solo), capacidade de retenção água e densidade do solo), capacidade de retenção água e densidade do solo), capacidade de retenção água e densidade do solo), capacidade de retenção água e densidade do solo), capacidade de retenção água e densidade do solo), capacidade de retenção água e densidade do solo), capacidade de retenção água e densidade do solo), capacidade de retenção água e densidade do solo), capacidade de retenção água e densidade do solo), capacidade de retenção água e densidade do solo), capacidade de retenção água e densidade do solo), capacidade de retenção água e densidade do solo), capacidade de retenção água e densidade do solo), capacidade de retenção água e densidade do solo), capacidade de retenção água e densidade do solo), capacidade de retenção água e densidade do solo), capacidade de retenção água e densidade do solo), capacidade de retenção água e densidade do solo), capacidade de retenção água e densidade do solo), capacidade de retenção água e densidade do solo), caractercaractercaracter caractercaracter ísticas quími ísticas quími ísticas quími ísticas quími ísticas químicas do solo [cas do solo [cas do solo [ cas do solo [ cas do solo [ cas do solo [pH, matéria orgânica ( matéria orgânica ( matéria orgânica (matéria orgânica ( matéria orgânica ( matéria orgânica ( matéria orgânica (matéria orgânica (MOS ), P, K, Na, Ca, Mg, , P, K, Na, Ca, Mg, , P, K, Na, Ca, Mg, , P, K, Na, Ca, Mg, , P, K, Na, Ca, Mg, , P, K, Na, Ca, Mg, , P, K, Na, Ca, Mg, , P, K, Na, Ca, Mg, , P, K, Na, Ca, Mg, , P, K, Na, Ca, Mg, , P, K, Na, Ca, Mg, percentual percentual percentual percentual percentual percentual de sódio trocável ( de sódio trocável (de sódio trocável ( de sódio trocável ( de sódio trocável ( de sódio trocável (de sódio trocável ( de sódio trocável ( de sódio trocável (PST ) e soma de bases ( ) e soma de bases () e soma de bases () e soma de bases ( ) e soma de bases ( ) e soma de bases () e soma de bases ( ) e soma de bases ( ) e soma de bases ( ) e soma de bases (SB )], características de , características de , características de , características de , características de , características de , características de , características de , características de , características de , características de , características de , características de crescimentocrescimentocrescimentocrescimento crescimento crescimentocrescimento inicial inicial inicial das das das pl ânt ul as (as ( as (porcentagem de emergência de plântulas, altura das plântulas, massa seca da parte aérea) e componentes de produção do feijão ) e componentes de produção do feijão) e componentes de produção do feijão) e componentes de produção do feijão) e componentes de produção do feijão ) e componentes de produção do feijão ) e componentes de produção do feijão) e componentes de produção do feijão) e componentes de produção do feijão) e componentes de produção do feijão ) e componentes de produção do feijão) e componentes de produção do feijão) e componentes de produção do feijão ) e componentes de produção do feijão ) e componentes de produção do feijão) e componentes de produção do feijão) e componentes de produção do feijão ) e componentes de produção do feijão) e componentes de produção do feijão-caupi (número de grãos por vagem, caupi (número de grãos por vagem, caupi (número de grãos por vagem, caupi (número de grãos por vagem, caupi (número de grãos por vagem, caupi (número de grãos por vagem, caupi (número de grãos por vagem, caupi (número de grãos por vagem, caupi (número de grãos por vagem, caupi (número de grãos por vagem, caupi (número de grãos por vagem, caupi (número de grãos por vagem, caupi (número de grãos por vagem, caupi (número de grãos por vagem, caupi (número de grãos por vagem, caupi (número de grãos por vagem, caupi (número de grãos por vagem, comprimento comprimento comprimento comprimento médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro médio de vagens, massa 100 grãos e produtividade por vaso secos no primeiro cultivo e de grãos verdes no segundo)cultivo e de grãos verdes no segundo) cultivo e de grãos verdes no segundo) cultivo e de grãos verdes no segundo)cultivo e de grãos verdes no segundo)cultivo e de grãos verdes no segundo) cultivo e de grãos verdes no segundo)cultivo e de grãos verdes no segundo)cultivo e de grãos verdes no segundo)cultivo e de grãos verdes no segundo)cultivo e de grãos verdes no segundo) cultivo e de grãos verdes no segundo) cultivo e de grãos verdes no segundo) cultivo e de grãos verdes no segundo) cultivo e de grãos verdes no segundo) cultivo e de grãos verdes no segundo) cultivo e de grãos verdes no segundo)cultivo e de grãos verdes no segundo) . Os dados foram submetidos à análise de variância e análise de regressão ou teste de Tukey, conforme os efeitos significativos encontrados. Com poucas exceções, o comportamento das variáveis em função da dose de carvão vegetal aplicada diferiu conforme o tipo de solo. A aplicação de carvão vegetal promoveu aumento linear de 14% na capacidade de retenção de água para a maior dose, em relação à dose zero, independentemente do tipo de solo. Além disso, promoveu redução na densidade do solo apenas no CS e LS. As doses de carvão vegetal promoveram no solo CS os maiores aumentos lineares nos valores das variáveis de crescimento inicial do feijão-caupi. As doses de carvão vegetal promoveram aumentos lineares nas variáveis de crescimento inicial na maioria dos solos. Independente da dose de carvão vegetal, o solo NFS apresentou os maiores valores de número de grãos por vagem (NGV), comprimento de vagens (CMV), massa de cem grãos (P100G) e produtividade (PROD) do feijão-caupi nos dois cultivos. As doses de carvão vegetal promoveram aumentos lineares nos valores dos componentes de produção do feijão-caupi na maioria dos solos nos dois cultivos, com poucos efeitos negativos no segundo cultivo. Independente da dose de carvão vegetal, os maiores valores de P, Na, K, Ca, Mg e SB foram obtidos no NFS; de pH e Na no AS e de MOS no CS. Enquanto que o NQS apresentou os menores teores de MOS, P, K, Na e os maiores de PST. As doses de carvão vegetal exerceram efeito positivo apenas sobre pH, MOS, P e PST, principalmente nos solos NFS e CS, entretanto, em geral, não apresentou efeitos visíveis sobre características químicas como K, Na, Ca e SB, na maioria dos solos. Efeitos negativos do aumento na dose de carvão vegetal foram observados para SB, P, Na, Ca, pH, PST, Na e K nos solos NFS, LS e CS
2017-02-03

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Submitted by Maurílio Figueiredo (maurilioafigueiredo@yahoo.com.br) on 2016-02-17T16:52:41Z No. of bitstreams: 1 TESE_SinteseCaracterizaçãoAplicação.pdf: 3988366 bytes, checksum: bb734504b4671f1299bacb74ddeea9fc (MD5)
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Este trabalho reporta os resultados dos estudos sobre a síntese, caracterização e aplicação de hidrogel (HEDTA) obtido da reação entre acetato de celulose com grau de substituição 2,5 e EDTAD (dianidrido do EDTA ácido) como substrato de liberação controlada de fertilizantes NPK e retenção de água em solo. O HEDTA foi sintetizado através de reações de esterificação e entrecruzamento entre os grupos hidroxilas livres do acetato de celulose (AC) e o EDTAD, a reação foi catalisada pela trietilamina. As caracterizações do HEDTA foram realizadas através das técnicas: Espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia na região próxima do infravermelho (NIR), análise termogravimétrica (TG e DTG) e a densidade de ligações cruzadas foi determinada através de um conjunto de técnicas: Determinação de ligações cruzadas através da teoria de Flory-Rehner, titulação potenciométrica e titulação complexométrica de retorno. O HEDTA é um hidrogel anfótero, devido a capacidade de formar cargas positivas e negativas ao longo da rede polimérica, através desta propriedade, o HEDTA mostrou boa interação com cátions e ânions em meio aquoso. O HEDTA foi estudado como substrato de liberação controlada de fertilizantes NPK (íons NH4+; HPO4-2 e K+) e retenção de água em solo. Os resultados de liberação controlada de NPK e retenção de água em solo, evidenciaram que o HEDTA liberou NPK em solo de maneira controlada e o solo reteve água por um período maior. Após os estudos laboratoriais de liberação controlada de NPK, foi produzido quantidade suficiente de HEDTA para realizar um estudo de campo. O objetivo principal do estudo de campo foi estudar a aplicação do HEDTA como substrato de liberação controlada de NPK e retenção de água em solo na plantação de eucalipto (espécie: Eucalyptus Urophylla x Eucalyptus Grandis), os resultados evidenciaram que as mudas de eucalipto se desenvolveram mais rapidamente com o uso de HEDTA. Através de análises de biodegradação em solo ativado, ficou evidenciado que o HEDTA é biodegradável. ________________________________________________________________________________
ABSTRACT: This work reports the results of studies on the synthesis, characterization and application of hydrogel (HEDTA) derived from cellulose acetate with substitution degree (DS 2.5) and EDTAD (ethylenediaminetetraacetic dianhydride) as a substrate for slow-release NPK fertilizer and water retention in soil. The HEDTA was synthesized by esterification crosslinking reactions between the free hydroxyl groups of the cellulose acetate DS 2.5 (CA) and EDTA dianhydride (EDTAD), the reactions were catalyzed by triethylamine. The characterizations of the HEDTA were carried out by FTIR, near infrared (NIR) spectroscopy, thermogravimetric analysis (TG and DTG) and crosslink density was determined through a set of techniques and according to Flory-Rehner theory. The HEDTA is an amphoteric hydrogel due to the ability to form positive and negative charges along the polymer network, by this property, the HEDTA showed good interaction with cations and anions in aqueous medium. The HEDTA was studied as a substrate for slow-release NPK fertilizer (NH4+, and K+ HPO4-2) and water retention in soil. The results of slow-release NPK fertilizer and water retention in soil have shown that the HEDTA have released NPK fertilizer in a controlled manner. The HEDTA was able to reduce the leaching of fertilizers and improve the performance of eucalyptus seedlings (specie: Eucalyptus urophylla x Eucalyptus Grandis) during the dry season in Brazil. The HEDTA has chemical and physical properties which allow the supply of water and nutrients in a controlled manner to the plants. The biodegradation of the HEDTA was investigated in simulated soil (23% of sand, 23% of cattle manure, 23% of soil and 31% of water). The biodegradability of the HEDTA was evaluated by the weight loss during 180 days and Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. The results showed that the HEDTA is biodegradable.

O principal enfoque deste estudo é investigar alguns aspectos da resistência ao cisalhamento e as propriedades de retenção de água de um solo residual compactado no estado não saturado. Foi utilizado um solo residual de gnaisse retirado do campo experimental de geotecnia da Universidade de São Paulo. Com base na curva de compactação foram escolhidos três pontos de moldagem para o estudo, estando os mesmos associados à umidade ótima, ao ramo seco e ao ramo úmido. Foram realizadas algumas series de ensaios triaxiais sob condições saturadas (CAU e CD), e um grande número de ensaios triaxiais não saturados com teor de umidade constante (CW). Os ensaios triaxiais CW não saturados, foram feitos com medição de sucção utilizando um tensiômetro de alta capacidade (TAC) colocado na base do corpo de prova. Estudos específicos relacionados com a técnica de medição de sucção com o uso do TAC foram feitos. Com os resultados dos ensaios de resistência foram obtidas, para diferentes pressões confinantes, as variações dos valores da resistência ao cisalhamento (q) em função da sucção. Estas relações permitiram a definição das superfícies de ruptura para as três condições de moldagem. Foram investigados também aspectos relativos à forma de carregamento, a velocidade de carregamento, o tipo de compactação e a trajetória de umedecimento. São apresentados detalhes de como a resistência do solo é afetada por estas variáveis. O estudo define os procedimentos para obtenção das superfícies de resistência do solo no estado não saturado, com o uso de ensaios de compressão simples, feitos com medição de sucção durante o ensaio, e com a envoltória do solo saturado. As curvas de retenção do solo foram obtidas sob diversas condições de moldagem e umedecimento, e utilizado as técnicas de translação de eixos, placa de sucção, tensiômetro e papel filtro. Estas curvas foram utilizadas como ferramenta para se verificar a aplicabilidade dos modelos de previsão de resistência propostos por Vanapalli et al (1996) e Khalili e Khabbaz (1998), ao solo estudado.
The main focus of this study is to investigate some aspects of the shear strength and water retention properties of a compacted residual soil, under unsaturated condition. A residual of gneiss obtained from the geotechnical experimental site of the University of São Paulo was used. Based on the compaction curve three molding conditions were adopted for the study: one associated with the optimum water content, and two others located at the dry side and wet side of the compaction curve. A series of triaxial tests were performed under saturated conditions (CAU and CD), and a great number of triaxial tests under unsaturated conditions at constant water content (CW). The CW tests were performed with suction measurement using a high capacity tensiometer (HCT) placed at the base of the sample. Investigations were carried out associated with the use of the CHT. Based on the shear strength tests performed under different confining pressure the relation between shear strength and suction were determined. With this relation it was possible to define the shear surface for the three molding conditions. It were also investigated aspects related with type of loading, speed of the test, type of compaction and moisture path after compaction. It is presented details on how the shear strength is affected by these parameters. The study defines a procedure to obtain the shear surface of an unsaturated soil using unconfining tests, with suction measurement and using the shear envelope obtained at saturated condition. The retention curves were obtained at different molding conditions, following distinct moisture path. The retention curves were determined using axis translation technique, suction plate, filter paper and tensiometer. The retention curves were used as a tool to evaluate the applicability of the models presented by Vanapalli et al (1996) and Khalili and Khabbaz (1998) to infer the shear strength of the residual soil studied.

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2018-06-13T14:19:35Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Andre Carlos Auler.pdf: 3700376 bytes, checksum: c1ec033a97820b9055b6c86fad79d308 (MD5)
Made available in DSpace on 2018-06-13T14:19:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Andre Carlos Auler.pdf: 3700376 bytes, checksum: c1ec033a97820b9055b6c86fad79d308 (MD5) Previous issue date: 2018-04-25
A acidez do solo é um importante fator que restringe a produção agrícola no mundo. Solos ácidos apresentam baixos valores de pH, elevados teores de alumínio trocável (Al3+) e baixa disponibilidade de cálcio (Ca2+), magnésio (Mg2+) e potássio (K+) trocáveis. Para corrigir os problemas causados pela acidez do solo, diversos materiais podem ser utilizados, com destaque para os carbonatos e os silicatos de Ca e Mg. Tais produtos apresentam distinções quanto a sua composição química e características físicas, o que repercute sobre sua reatividade no solo. Contudo, com o advento do plantio direto (SPD), os corretivos da acidez são aplicados sobre a superfície do solo, o que restringe a correção da acidez em subsuperfície. Neste contexto, o gesso agrícola é aplicado em associação aos corretivos da acidez. Embora o gesso agrícola não atue sobre a acidez ativa do solo, em subsuperfície ele atua reduzindo os teores de Al3+ e elevando os teores de Ca2+, o que melhora o ambiente radicular. O manejo químico do solo, por meio da aplicação de corretivos da acidez e de gesso agrícola pode alterar a estrutura do solo e os processos termodinâmicos que nela ocorrem. Neste contexto, o objetivo geral deste estudo foi avaliar os efeitos de corretivos de acidez do solo [calcário de rocha moída (CRM), escória de siderurgia (ES) e calcário calcinado (CC)], associados ou não ao gesso agrícola, sobre os atributos físicos e químicos do solo e a produtividade de culturas no SPD. Para isso, instalou-se um experimento em um LATOSSOLO VERMELHO-AMARELO Distrófico de textura argilo-arenosa, em Ponta Grossa-PR. Os tratamentos foram os três corretivos da acidez do solo CRM (3,8 Mg ha-1), ES (4,2 Mg ha-1) e CC (2,7 Mg ha-1) mais um tratamento controle (sem correção da acidez), associados ou não ao gesso agrícola (2,4 Mg ha-1). As doses dos corretivos foram calculadas para elevar a saturação por bases da camada 0-0,20 m a 70 %, com base em seus equivalentes carbonatos. A dose de gesso agrícola foi calculada com base no teor de argila do solo. Os corretivos e o gesso agrícola foram aplicados sobre a superfície do solo, em agosto de 2015. A rotação de culturas utilizada foi milho (2015/16) – trigo (2016) – soja (2016/17) - aveia preta (2017) – feijão (2017/18). Após a colheita do milho e do trigo, respectivamente aos 7 e aos 15 meses após a aplicação dos tratamentos, foram coletadas amostras indeformadas e deformadas de solo. Foram coletadas amostras indeformadas de solo em (i) monólitos, nas camadas 0-0,05; 0,05-0,10 e 0,10-0,20 m, para avaliação da agregação e da estabilidade de agregados; e em (ii) anéis volumétricos, nas camadas 0-0,05; 0,05-0,10; 0,10-0,20; 0,20-0,40 e 0,40-0,60 m, para avaliação da densidade do solo (Ds), porosidade total (Pt), macroporosidade (Ma), microporosidade (Mi) e retenção de água no solo. As amostras deformadas foram coletadas nas mesmas camadas de coleta dos anéis volumétricos, para determinação dos componentes da acidez do solo (pH, H+Al e Al3+), cátions básicos trocáveis (Ca2+, Mg2+ e K+) e teores de carbono lábil (COXP) e total (CO). A produtividade das culturas foi avaliada e utilizada para se determinar a eficiência agronômica dos corretivos e do gesso agrícola. Tanto aos 7 quanto aos 15 meses após aplicação dos tratamentos, os teores dos cátions básicos foram mais afetados que os componentes da acidez. Via de regra, a aplicação de gesso agrícola promoveu intensa lixiviação de Mg2+ e K+ nas camadas mais superficiais do solo, o que resultou no aumento da concentração dos nutrientes em profundidade. Referindo-se aos componentes da acidez, o Al3+ foi o componente mais alterado pela aplicação dos tratamentos, principalmente aos 15 meses após aplicação. Um resultado a ser destacado é que a ES com gesso aumentou os 9 teores de Al3+ em profundidade. Os teores de COXP e CO não foram afetados pelos tratamentos. As alterações nos atributos químicos do solo repercutiram sobre os atributos físicos. O diâmetro médio ponderado dos agregados e as proporções de macroagregados grandes foram mais influenciadas aos 15 meses após aplicação, em relação aos 7 meses, demonstrando a importância do tempo de reação dos materiais no solo sobre sua agregação. A Ds, a Pt e a Ma foram alteradas pelos tratamentos na camada de 0,40–0,60 m, diferentemente da Mi, que foi afetada nas camadas mais superficiais do solo (0–0,20 m). A retenção de água no solo foi sensível as alterações na estrutura do solo, principalmente quando os corretivos foram aplicados associados ao gesso agrícola. Deste modo, pode-se concluir que a dinâmica dos íons no solo pela correção da acidez e aplicação e gesso agrícola influencia os atributos físicos do solo, tanto em superfície como em profundidade. O aumento nos teores de Ca2+ e Mg2+ e a redução do Al3+ melhora a estrutura do solo, reduzindo sua Ds e aumentando sua Pt; e, a substituição de Al3+ por Mg2+ no complexo de troca do solo, decorrentes da aplicação da ES e do gesso agrícola influencia a retenção de água no solo. Sendo que a maior concentração do Mg2+ favorece a retenção. Os efeitos da correção da acidez do solo, independentemente do corretivo, e do gesso agrícola sobre a produtividade das culturas ocorre de maneira independente. Também, as culturas respondem de maneira distinta a correção da acidez e a gessagem. Todavia, o calcário calcinado foi o corretivo com maior eficiência agronômica, tanto quando aplicado isoladamente como quando associado ao gesso agrícola.
Soil acidity is an important factor that restricts agricultural production in the world. Acid soils have low pH values, high exchangeable aluminum (Al3 +) content and low availability of exchangeable calcium (Ca2+), magnesium (Mg2+) and potassium (K+). To correct the problems caused by the soil acidity, several materials can be used, with emphasis on carbonates and silicates of Ca and Mg. These products present distinctions as to their chemical composition and physical characteristics, which has repercussions on their reactivity on the soil. However, with the advent of no-till (NT), acidity correctives are applied to the soil surface, which restricts the correction of acidity in subsurface. In this context, the phosphogypsum is applied in association with acidity correctives. Although the phosphogypsum does not act on the active acidity of the soil, in subsurface it acts reducing the Al3+ contents and increasing the Ca2+ contents, which improves the root environment. The chemical management of the soil, through the application of correctives of acidity and of agricultural gypsum can alter the soil structure and the thermodynamic processes that occur in it. In this context, the general aim of this study was to evaluate the effects of soil acidity correctives [ground rock limestone (GRL), steel slag (SS) and calcined limestone (CL)], associated or not with soil physical and chemical attributes and crop productivity in NT. For this purpose, an experiment was carried out on a sandy-clay Typic Hapludox, at Ponta Grossa-PR. The treatments were the three soil acid correctives: GRL (3.8 Mg ha-1), SS (4.2 Mg ha-1) and CL (2.7 Mg ha-1), plus one control treatments (without acidity correction), associated or not with phosphogypsum (2.4 Mg ha-1). The corrective doses were calculated to raise the base saturation of the 0-0.20 m layer to 70%, based on their carbonate equivalents. The dose of phosphogypsum was calculated based on the soil clay content. Correctives and phosphogypsum were applied to the soil surface in August 2015. The crop rotation was corn (2015/16) – wheat (2016) – soybean (2016/17) – black oat (2017) – beans (2017/18). After the corn and wheat were harvested, at 7 and 15 months after the treatments, undisturbed and disturbed soil samples were collected. Undisturbed soil samples were collected in (i) monoliths, in the 0–0.05; 0.05–0.10 and 0.10–0.20 m layers, for evaluation of aggregation and aggregates stability; and in (ii) volumetric rings, in the 0–0.05; 0.05–0.10; 0.10–0.20; 0.20–0.40 and 0.40–0.60 m layers, to evaluate the soil bulk density (BD), total porosity (TP), macroporosity (Ma), microporosity (Mi) and soil water retention. The deformed samples were collected in the same collection layers of the volumetric rings to determine the soil acidity components (pH, H+Al and Al3+), exchangeable basic cations (Ca2+, Mg2+ and K+) and labile (POxOC) and total (OC) carbon contents. The yield crops was evaluated and used to determine the agronomic efficiency of the correctives and the phosphogypsum. Both at 7 and 15 months after application of treatments, the basic cations contents were more affected than the acidity components. As a rule, the application of phosphogypsum promoted intense Mg2+ and K+ leaching in the more superficial layers of the soil, which resulted in increased concentration of nutrients in depth. Referring to the components of acidity, Al3+ was the most altered component by the application of treatments, especially at 15 months after application. One result to be highlighted is that SS with phosphogypsum increased Al3+ contents in depth. The POcOC and OC contents were not affected by the treatments. The changes in the soil chemical attributes had repercussions on the physical attributes. The weight mean diameter of the aggregates and the proportions of large macroaggregates were more influenced at 15 months 11 after application, in relation to the 7 months, demonstrating the importance of the reaction time of the materials in the soil on their aggregation. BD, TP and Ma were altered by treatments in the layer of 0.40–0.60 m, while Mi was affected in the most superficial layers of the soil (0–0.20 m). The soil water retention was sensitive to changes in soil structure, especially when the correctives were applied associated with the phosphogypsum. In this way, it can be concluded that soil ion dynamics by the acidity correction and phosphogypsum application influences the physical attributes of the soil, both in surface and in depth. The increase in the Ca2+ and Mg2+ contents and the Al3+ reduction improve the soil structure, reducing its BD and increasing its TP; and, the substitution of Al3+ for Mg2+ in the soil exchange complex, due to the application of SS and phosphogypsum influences soil water retention. The higher concentration of Mg2+ favors retention. The effects of correcting soil acidity, regardless of the corrective, and the phosphogypsum on crop yield, occur independently. Also, crops respond differently to acidity correction and phosphogypsum application. However, the calcined limestone was the corrective with higher agronomic efficiency, both when applied alone and when associated with agricultural gypsum.

A função condutividade hidráulica é um dos parâmetros essenciais para o estudo do fluxo em solos não saturados, permitindo abordar, dentre outros, o avanço da frente de umedecimento e questões como a irrigação e drenagem de solos. Para determinar a condutividade hidráulica não saturada de um solo típico da região Centro-Oeste do Estado de São Paulo, utilizou-se o infiltrômetro de disco. Este equipamento permite conduzir a infiltração de água, estando esta sujeita a um potencial negativo. Com os dados de infiltração acumulada e tempo acumulado obtidos em cada ensaio, foi possível determinar os valores da condutividade hidráulica não saturada e sortividade. Os cálculos foram feitos por diferentes métodos para cada ensaio realizado com o infiltrômetro de disco e comparadas com resultados de ensaios utilizando o permeâmetro Guelph. Observou-se que as condutividades hidráulica não saturadas obtidas com o infiltrômetro de disco tenderam a valores próximos das fornecidas indiretamente por meio do permeâmetro Guelph, com dispersão de aproximadamente uma ordem de grandeza para cada sucção. Também se observou que a condutividade hidráulica não saturada tende a diminuir conforme aumenta a sucção imposta ao solo, mesmo considerando a estreita faixa de sucções usadas nos ensaios. Notou-se ainda pequena variação nas condutividades hidráulicas saturadas calculadas por meio do infiltrômetro de disco, por meio de medidas diretas utilizando o permeâmetro Guelph e ensaios de permeabilidade realizados em laboratório.
The hydraulic conductivity function is essential to the study of water flow in unsaturated soils. From function there can be derived the advancement of the humidification (saturation) front, among other parameters, which is essential to projects of irrigation and drainage of soils. A disk infiltrometer was used to determine the unsaturated hydraulic conductivity of a sample of typical soil from central São Paulo, Brazil. The disk infiltrometer apparatus conducts the infiltration water, which is held at negative potential. Data for cumulative infiltration and elapsed time for each test was used to determine values of unsaturated hydraulic conductivity and sorptivity. Different methodology was applied in the calculations. Data for each experiment carried out utilizing the disk infiltrometer was compared to data obtained utilizing the permeameter of Guelph. It was observed that the unsaturated hydraulic conductivity obtained through the disk infiltrometer yielded values near those obtained indirectly by the permeameter of Guelph, which showed dispersion approximately within one order of magnitude for each suctioning performed. Furthermore, it was observed that the unsaturated hydraulic conductivity tends to diminish in magnitude in an inverse relation to the suction pressure subjected by the soil, even after considering the narrow band of suction pressures carried out in the tests. It was further observed a small variation in the saturated hydraulic conductivities computed from data obtained directly from the infiltrometer disk, the permeameter of Guelph, and other permeability tests done in laboratory.

The intensification of biofuel production causes negative impacts on soil quality, thus the soil requires adequate assessment to ascertain its quality status, however site-specific nature of results in literature requires independent soil property measurement and assessment depending on specific agroecosystem and management goals. Therefore, the main objective of this study was to investigate seasonal pattern of soil quality, soil water and thermal regimes and performance of sugarcane and tung crops at the experimental station of Soils Department, Federal University of Santa Maria, Santa Maria, RS, Brazil. The sugarcane experiment (three seasons) was established in 2010 under no-tillage; no-tillage + compaction; conventional tillage and chiseling treatments in a randomized complete block design with three replications. In years 2011 and 2012, there was no soil disturbance; however residue mulching was imposed, giving split-plot design. The tung-based cropping system (two seasons, 2012-2014) was a randomized complete block design experiment with four replications. The treatments were: tung-crambe-sunflower/soybean + inorganic fertilizer; tung-crambe-sunflower/soybean + organic manure; tung-oats-peanut; and sole tung (control). Crambe and oats were planted in winter while sunflower (1st year)/soybean (2nd year) and peanut were planted in summer. Disturbed and undisturbed (using cores of known volume) soil samples were collected from soil layers 0-10, 10-20, 20-40 and 40-60 cm in sugarcane, and 0-10, 10-20, 20-40, 40-60 and 60-80 cm in tung for the laboratory determination of soil quality indicators. There was field monitoring of soil water retention, matric potential and soil temperature and agronomic parameters measured include sugarcane yield and tung plant height. Minimum data set for soil quality assessment was made using principal component analysis and soil quality index was obtained using weighted additive method. The temporal patterns of soil water storage and temperature were evaluated using algorithms for time series data. Except for Ma in 0-10 cm layer of tillage plots, both tillage and residue mulching did not significantly affect (p<0.05) the soil quality indicators, overall soil quality, water retention and sugarcane yield. The degree of compaction was not enough to limit sugarcane growth. Residue retention significantly influenced temporal processes of soil temperature and state-time analysis was better than classical regression of time series analysis of soil water storage and temperature. Cropping system did not significantly influence (p<0.05) soil quality indicators, overall SQI and tung plant height, but significant influenced soil water retention. For the two experiments, there was no discernible trend in the seasonal values of soil hydro-physical variables and crop response.
A intensificação da produção de biocombustíveis pode prejudicar a qualidade do solo. Portanto, para evitar a degradação do solo é necessário monitorar periodicamente os atributos mais afetados pela atividade agrícola. Assim, o objetivo deste estudo foi investigar o padrão sazonal da qualidade, da água e regimes térmicos do solo, bem como o desempenho das culturas da cana-de-açúcar e do tungue na estação experimental do Departamento de Solos da Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, Brasil. Para isso foram avaliados dois experimentos. O experimento de cana-de-açúcar (três anos de cultivo) foi implantado em 2010 e os tratamentos foram: plantio direto; plantio direto com compactação adicional; preparo convencional e; escarificado, distribuídos em um delineamento de blocos casualizados com três repetições. Nos anos de 2011 e 2012, não houve revolvimento do solo, mas foi adicionada cobertura vegetal morta, designando um esquema de parcelas subdivididas. Para o sistema de cultivo do tungue (dois anos de cultivo, 2012-2014) foi utilizado um experimento de blocos ao acaso com quatro repetições. Os tratamentos foram: tungue-crambe-girassol / soja com fertilizantes inorgânicos; tungue-crambe-girassol / soja com adubação orgânica; tungue-aveia-amendoim; e tungue (controle). Crambe e aveia foram plantadas no inverno, enquanto girassol (1° ano) / soja (2º ano) e amendoim foram plantados no verão. Amostras de solo com estrutura alterada e preservada foram coletadas (usando cilindros com 57 mm de diâmetro e 40 mm de altura) nas camadas de 0-10, 10-20, 20-40 e 40-60 cm na cana-de-açúcar, e de 0-10, 10-20, 20-40, 40-60 e 60-80 cm no tungue para a determinação laboratorial dos indicadores de qualidade do solo. Houve o monitoramento á campo da temperatura, umidade potencial matricial da água no solo e parâmetros agronômicos incluindo a produtividade da cana-de-açúcar e altura da planta de tungue. Um conjunto mínimo de dados para a avaliação da qualidade do solo foi obtido através da análise de componentes principais e o índice de qualidade do solo foi obtido pelo método aditivo ponderado. Os padrões temporais de armazenamento de água do solo e a temperatura do solo foram avaliados utilizando algoritmos para dados de séries temporais. Exceto para a macroporosidade, na camada de 0-10 cm dos tratamentos com preparo do solo, o preparo e a cobertura de palha não afetaram significativamente (p <0,05) os indicadores de qualidade do solo, o índice de qualidade do solo, a retenção de água ou a produtividade de cana-de-açúcar. O grau de compactação não foi suficiente para limitar o crescimento da cana-de-açúcar. A permanência da palha na superfície influenciou significativamente os processos temporais de temperatura do solo e a análise temporal foi melhor do que a análise de regressão clássica para a análise das séries temporais de armazenamento de água e temperatura do solo. O sistema de cultivo não influenciou significativamente (p<0,05) os indicadores de qualidade do solo, o índice de qualidade do solo e a altura da planta, mas influenciou significativamente a retenção de água do solo. Nos dois experimentos, não houve nenhuma tendência clara nos valores sazonais de variáveis físico-hídricas do solo e na resposta da cultura.

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Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq
O carvão mineral e rochas associadas podem conter pirita, que ao entrar em contato com ar ou água sofre oxidação, produzindo ácido sulfúrico. Essa acidez acelera dissolução dos minerais do solo e aumenta a concentração de metais pesados na solução do solo, criando a drenagem ácida da mina que contamina as águas superficiais e subsuperficiais. Este estudo teve o objetivo de investigar o efeito da drenagem ácida nas propriedades químicas e na retenção da solução do solo construído numa área de mineração de carvão em Candiota, RS. Foram abertas trincheiras e coletadas amostras deformadas e indeformadas, em quatro profundidades (0-10; 40-50; 100-110; 190-200 cm), bem como instalados lisímetros de sucção e sensores de umidade, em perfis de solos construídos de diferentes idades e morfologia (sem terra vegetal: MII-T1 – 28 anos; com terra vegetal: MIV-T1 – 18 anos, MIV-T2 – 17 anos, MVII-T3 – 10 anos, MIV-T4 – 4 anos). Nas amostras deformadas foram realizadas análises físicas e químicas básicas (granulometria, pH (em água, em CaCl2), índice SMP, cátions trocáveis, acidez potencial e carbono orgânico), metais extraídos pelo método US-EPA3050, o potencial de acidificação (PA) e de neutralização (PN) pelo método do peróxido de hidrogênio, bem como a mineralogia, analisada por difratometria de raios X na forma de pó na amostra total. Para a coleta de solução do solo a campo foram instalados lisímetros de sucção (ecoTech, Bonn, Germany) e o monitoramento da umidade do solo foi feito com sensores de umidade (Watermark). A obtenção da solução do solo em laboratório foi feita pelo método do extrato da pasta saturada. Os metais e os cátions básicos das soluções do solo obtidas pelos dois métodos foram analisadas por ICP-OES e o Si e o S determinados por espectroscopia UVvisível e os resultados comparados por testes não paramétricos e em diagramas de estabilidade mineral. Foram obtidas curvas de retenção de solução do solo por câmara de Richards e pelo WP-4 e calculada a capacidade de água disponível em função do potencial osmótico. Concluiu-se que (a) todas camadas de estéril dos solos construídos possuem potencial de acidificação e que as camadas de terra vegetal e argila (malhas IV e VII) apresentaram potencial líquido positivo (não geradoras de acidez), indicando estarem livres de contaminação por sulfetos; (b) ambos os métodos de extração de solução do solo se mostraram equivalentes em termos de concentração de íons extraídos, conforme teste não paramétrico de Mann-Whitney; porém os diagramas de estabilidade mineral mostraram comportamento discrepante em função da maior atividade do Al na solução extraída com a pasta saturada em laboratório, mais diluída; (c) a solução do solo, por ambos métodos, confirmam a formação de drenagem ácida em profundidade, mesmo nas áreas com cobertura de terra vegetal ou argila (malhas IV e VII), indicando que essas camadas não são suficientes para conter ou minimizar o processo de geração de drenagem ácida; (d) na solução do solo foram encontrados valores acima do permitido para consumo humano para vários elementos (S, Cu, Zn, Fe, Mn, Cd, Cr, Ni, Pb, Se e As), como resultado do processo ativo de sulfurização, contrastando com a extração pelo método USEPA 3050, que indica somente valores acima para As e Se; (e) os estéreis de mineração dos solos construídos retém solução do solo com maior energia em relação às camadas superficiais (terra vegetal e argila) em função do caráter da porosidade dos estéreis, oriundo de processos litogênicos (diagênese), que aliada ao elevado potencial osmótico, reduz a quantidade de água disponível as plantas e (f) o monitoramento da variação da umidade do solo nos perfis dos solos construídos mostrou que as camadas de terra vegetal e de argila, em função da menor capacidade de retenção de água, mesmo quando saturadas, apresentaram menores níveis de umidade do solo ao longo do tempo do que as camadas mais profundas, compostas pelos estéreis de mineração.
The coal and associated rocks may contain pyrite, which undergoes oxidation, when in contact with air or water producing sulfuric acid. This acidity accelerates the dissolution of minerals from the soil and increase the concentration of heavy metals in the soil solution, creating the acid mine drainage which contaminates surface and subsurface waters. This study aimed to investigate the effect of acid mine drainage on the chemical properties and retention of the soil solution in constructed soil in coal mining area in Candiota, RS. Pits were opened and disturbed and undisturbed samples were collected at four depths (0-10, 40-50, 100-110, 190-200 cm) and suction lysimeters and humidity sensors were installed in soil constructed soil profiles of different ages and morphology (without topsoil: MII-T1 - 28 years; with topsoil: MIV-T1 - 18 years, MIV-T2 – 17 years, MVII-T3 - 10 years, MIV-T4 - 4 years). In the disturbed samples basic physical and chemical analysis were performed (particle size, pH (in water, CaCl2), SMP index, exchangeable cations, potential acidity and organic carbon), as well as metals extracted by the US-EPA3050 method, acidification (AP) and neutralization potential (PN) by the hydrogen peroxide method, and mineralogy, analyzed by X-ray diffraction in powder (total sample). In the field, suction lysimeters (Ecotech, Bonn, Germany), to collect soil solution, and moisture sensors (Watermark), to monitor the moisture, were installed. Soil solution were also extracted in the laboratory, by the saturated paste extract method. Metals and basic cations in soil solutions obtained by the two methods were analyzed by ICP-OES and Si and S determined by UV-visible spectroscopy and the results compared by nonparametric tests and mineral stability diagrams. Soil solution retention curves were determined with Richards chambers and by WP-4, and the available water capacity taking into account the osmotic potential. It was concluded that (a) all layers of mine overburden materials showed acidification potential while top soil and clay layers (MIV and MVII) had a positive net potential (non-acid generation), indicating the they were free from sulfides contamination; (b) both methods of extraction of soil solution showed to be equivalent in terms of concentration of extracted ions as analyzed by non-parametric Mann-Whitney test; but the mineral stability diagrams showed different behavior due to the higher activity of Al in solution extracted with saturated paste in the laboratory, more diluted; (c) the soil solution, by both methods, confirm the formation of acid drainage in depth, even areas covered by topsoil or clay layers (MIV MVII), indicating that these layers are not sufficient to contain or minimize the generation of acid mine drainage; (d) in soil solution values above the allowed for human consumption for various elements (S, Cu, Zn, Fe, Mn, Cd, Cr, Ni, Pb, Se and As) as a result of the active process of desulfurization were found, contrasting with the metals extracted by the USEPA 3050 method, that indicates that values above the allowed only to As and Se; (e) the overburden materials retain soil solution with higher energy than the topsoil and clay layers due to the character of their porosity, originated by lithogenic processes (diagenesis), which allied to the high osmotic potential, reduces the amount of plant available water and (f) the monitoring of the soil moisture in the constructed soil profiles showed that the topsoil and clay layers, due to the lower water holding capacity, even when saturated, showed lower levels of soil moisture over time than the deeper layers, composed by mine overburden.

Made available in DSpace on 2014-07-29T14:52:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese glenio g santos part 1.pdf: 422298 bytes, checksum: f55f5a007ac66f4eca51eb0700509f2e (MD5) Previous issue date: 2010-02-26
When the agricultural usage becomes more intensive, the soil-water physical attributes can undergo significant modifications which are generally adverse to plant growth. The changes can be rather easily detected when the cultivated systems are compared with the same soil still under natural Cerrado vegetation. The use of the system of crop-livestock integration can lead to marked changes in the physical, chemical, and biological soil attributes that can affect the development and hence the productivity of the crops that come after the pasture. This study aimed at analyzing quantitatively by means of attributes of soil-water relations, the main changes in soil quality, resulting from long-term soil usage under integrated crop-livestock, conducted in Cerrado area. The study was carried out by sampling soil trenches dug in the Capivara Farm of Embrapa Rice and Beans, as well as, in a private farm, located nearby Embrapa property. The trenches were sampled in the following depths: 2.5-7.5 cm, 12.5-17.5 cm, 22.5-27.5 cm, 42.5-47.5 cm, 72.5-77.5 cm and 142.5-147.5 cm. The evaluations were carried in six production systems, with an average of 13.5 ha in each area, being characterized by its current usage as: P1 system (Brachiaria brizantha grazing managed for four years); P2 system (Brachiaria brizantha grazing managed for two years); P3 system (Brachiaria brizantha grazing managed for three years); C1 system (soybean under no-tillage); C2 system (rice under conventional tillage) and C3 system (maize + Brachiaria brizantha under no-tillage). It was also used a seventh area, kept under continuous grazing with Brachiaria decumbens managed for 19 years, identified as CP, and an eighth area of the native cerrado vegetation, identified as CE. Generally, the soil-water physical attributes, and among them, the soilwater retention curves and the respective S-index values are altered when managed with agricultural implements and animal grazing in comparison to native cerrado area, considered in this study as a reference area. The use of S-index to evaluate the soil physical quality from the point of view of its structure quality by means of the soil-water retention curve can be a viable option, since it does not have some of the restrictions found by using other soil quality indicators. However, its use requires a greater number of regionalized investigations for different tillage systems and crops, soil types, climate, soil biological activity, among others, in order to relate the critical values with average productivity, so it can used safely to appraise the "effective" soil physical quality
Na medida em que se intensifica o uso agrícola, os atributos físico-hídricos do solo sofrem alterações, geralmente adversas ao crescimento vegetal e essas modificações ficam mais nítidas, quando os sistemas de uso do solo são comparados com o estado do solo ainda sob vegetação natural de cerrado. A utilização do sistema de integração lavourapecuária pode acarretar mudanças acentuadas nos atributos físicos, químicos e biológicos do solo e que podem afetar o desenvolvimento e, consequentemente, a produção das culturas que venham em sequência ao pastejo. Este estudo teve como objetivo geral analisar, quantitativamente, por meio de atributos físico-hídricos, as principais alterações na qualidade do solo, decorrentes da utilização de longo prazo em sistema de integração lavoura-pecuária, conduzidos em ambiente de Cerrado. O estudo foi realizado a partir da abertura de trincheiras na Fazenda Capivara, Embrapa Arroz e Feijão, e em área particular, ao lado da propriedade da Embrapa, onde amostras de solo foram coletadas nas profundidades: 2,5-7,5 cm, 12,5-17,5 cm, 22,5-27,5 cm, 42,5 47,5 cm, 72,5-77,5 cm e 142,5-147,5 cm. As avaliações foram realizadas em seis sistemas, com área média de 13,5 ha cada, sendo caracterizadas pelo seu uso atual como: sistema P1 (pastagem de Brachiaria brizantha com quatro anos de uso); sistema P2 (pastagem de Brachiaria brizantha com dois anos de uso); sistema P3 (pastagem de Brachiaria brizantha com três anos de uso); sistema C1 (Soja sob plantio direto); sistema C2 (arroz sob plantio convencional) e; sistema C3 (milho + Brachiaria brizantha sob plantio direto). Foi também usada uma sétima área de cinco ha, mantida sob pastagem contínua de Brachiaria decumbens, por 19 anos após implantação designada por CP e uma oitava área de cerrado nativo chamada de CE. De uma forma geral, os atributos físico-hídricos e dentre eles as curvas de retenção de água do solo e os respectivos valores do índice-S são alterados, quando submetidos ao manejo com implementos agrícolas e ao pastoreio animal, se comparados à área de cerrado nativo, considerada área de referência neste estudo. O uso do índice-S para avaliar a qualidade física do solo, do ponto de vista da sua estrutura de qualidade por meio da curva de retenção de água pode ser uma opção viável, uma vez que não têm algumas das limitações encontradas no uso de outros indicadores de qualidade do solo. Contudo, sua aplicação demanda um número maior de investigações regionalizadas para diferentes sistemas de manejo e plantas cultivadas, tipos de solo, clima, atividade biológica do solo, dentre outros, relacionando seus valores críticos a índices médios de produtividade agrícola, para que se possa utilizá-lo com segurança na determinação da qualidade física efetiva do solo

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
The growing demand for forest products has enabled the increase in areas planted to trees in Brazil. Eucalyptus is a fast growing tree species being cultivated on a large scale; however, there is a controversy about the role of this plant on the dynamics of water in the soil where they are grown. In order to evaluate the effect that the replacement of native eucalypt causes the hydro-physical properties of soil, in infiltration, in storage and water availability in a sandy loam Alfisol, a study was conducted in the city of Santa Maria, in Experiment Station of FEPAGRO FORESTS. The forest was delineated into four areas: plantations of Eucalyptus grandis Will ex Maiden. 3 to 4 years of age, natural grassland 1, plantations of Eucalyptus saligna Smith 5 to 6 years of age, natural grassland 2. Soil samples were collected with preserved structure in layers of 0.00 to 0.10, 0.10 to 0.20, 0.20 to 0.30, 0.30 to 0.40 and from 0.40 to 0.50 m depth to determine the bulk density, pore size distribution, air permeability, saturated hydraulic conductivity and water retention curve. The soil water content was continuously monitored to 0.80 m depth, using an automated TDR. The substitution of natural grassland by eucalypt plantations do not negatively alter the bulk density, macroporosity, microporosity and total porosity, hydraulic conductivity of saturated soil and soil permeability to air. The soil use under natural grassland and eucalyptus contribute to the improvement of structural quality, because they favor the formation of continuous pores, important for an adequate aeration, water retention and conduction. The anthropic effect derived from the natural vegetation substitution, the natural grassland by eucalyptus plantations does not significantly alter the capacity of water storage in soil and does not reduce the amount of water available to plants. The total of water stored in the areas of natural grassland and eucalyptus, 69 and 63%, respectively, are in the range potential extracting plants, other words, readily available for utilization. The soil with sandy loam texture, along the year, suffers no adverse effect on water regime as a function of eucalyptus forestation compared to natural grassland and therefore, there is no exhaustion of soil water in places with eucalyptus monoculture.
A crescente demanda por produtos florestais tem propiciado o aumento das áreas com florestas plantadas no Brasil. O eucalipto é uma espécie florestal de rápido crescimento e é cultivada em larga escala, porém tem gerado polêmica devido às controvérsias existentes sobre o seu efeito na dinâmica da água do solo onde são implantados. Com o objetivo de avaliar o efeito que a substituição do campo nativo pelo eucalipto provoca nas propriedades físico-hídricas do solo, na infiltração, no armazenamento e na disponibilidade de água de um Argissolo de textura franco arenosa, realizou-se um estudo no município de Santa Maria, na Estação Experimental da FEPAGRO FLORESTAS. Foram utilizadas quatro áreas: povoamento florestal de Eucalyptus grandis Will ex Maiden. de 3 - 4 anos de idade; campo nativo 1; povoamento florestal de Eucalyptus saligna Smith de 5 - 6 anos de idade; campo nativo 2. Amostras de solo com estrutura preservada foram coletadas nas camadas de 0,00 a 0,10; 0,10 a 0,20; 0,20 a 0,30; 0,30 a 0,40 e 0,40 a 0,50 m de profundidade, para determinar a densidade, a distribuição de poros, a permeabilidade ao ar, a condutividade hidráulica saturada e a curva de retenção de água. O conteúdo de água do solo foi monitorado continuamente até a profundidade de 0,80 m, utilizando-se um TDR automatizado. A substituição do campo nativo pelo cultivo do eucalipto não altera negativamente a densidade, a macroporosidade, a microporosidade e a porosidade total, a condutividade hidráulica do solo saturado e a permeabilidade do solo ao ar. O uso do solo sob campo nativo e eucalipto contribuem para a melhoria da qualidade estrutural, pois favorecem a formação de poros contínuos, importantes para uma adequada aeração, retenção e condução de água. O efeito antrópico derivado da substituição da vegetação nativa, o campo nativo, por povoamentos de eucalipto não altera significativamente a capacidade de armazenamento de água no solo e não reduz a quantidade de água disponível às plantas. Do total de água armazenada nas áreas de campo nativo e de eucalipto, 69 e 63 %, respectivamente, encontram-se na faixa potencial extraível às plantas, ou seja, prontamente disponível para o seu aproveitamento. O solo de textura franco arenosa, ao longo do ano, não sofre efeito adverso sobre o regime hídrico em função do florestamento com eucalipto em comparação com a vegetação de campo nativo e, portanto, não ocorre esgotamento da água do solo em locais com monocultivo de eucalipto.

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Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq
This work had the objective to evaluate the effect of different soil cover plants on the physical and hydrical attributes of a Rhodic Haplustox in an organic production system, under two tillage systems, no-tillage (SPD) and conventional tillage (SPC). In each soil tillage system, were evaluated the following cover plants: velvet bean (Mucuna aterrima), sunn hemp (Crotalaria juncea), pigeon pea (Cajanus cajan), sorghum (Sorghum technicum), and fallow. It were analyzed the soil physical and hydrical attributes and its aggregation status in the soil layers of 0-10, 10-20 , and 20-30 cm deep. The experiments were carried out at the experimental area of Embrapa Rice and Beans, in Santo Antônio de Goiás, GO. The experimental design was a randomized blocks, in 2x5x3 factorial scheme, with four replications. The soil cover plant management was done at flowering. The cover plant straw stayed on the soil in SPD and it was incorporated at soil profile in SPC. The soil water retention, evaluated by retention curves, was affected by soil tillage systems and cover plants. In the superficial layer, 0-10 cm deep, there was higher soil water retention in notillage system. In this system, at 0-30 cm deep, the soil cultivated with leguminous showed higher soil water retention than that cultivated with sorghum or in fallow. The soil aggregation status was influenced by soil tillage system. The percentage of aggregates with diameter higher than 2 mm and the mean weight diameter of aggregates was higher in SPD than in SPC, at 0-10 cm and 10-20 cm soil layers. It was observed a positive correlation between these variables and soil organic matter in SPD. In two tillage systems, soil organic matter content decreased with soil depth.
O presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito de diferentes plantas de cobertura de solo sobre os atributos físicos e hídricos de um Latossolo Vermelho distrófico em sistema de produção orgânico, sob plantio direto (SPD) e preparo convencional (SPC). Em cada sistema de manejo do solo, foram avaliadas as plantas de cobertura: mucuna preta (Mucuna aterrima), crotalária (Crotalaria juncea), guandu-anão (Cajanus cajan), sorgo vassoura (Sorghum technicum) e um tratamento com vegetação espontânea (pousio). Foram analisados os atributos físicos e hídricos do solo e seu estado de agregação nas camadas de solo de 0-10, 10-20 e 20-30 cm de profundidade. Os experimentos foram conduzidos na área experimental da Embrapa Arroz e Feijão, em Santo Antônio de Goiás, GO. Utilizou-se o delineamento experimental de blocos ao acaso, no esquema fatorial 2x5x3, com quatro repetições. O manejo das plantas de cobertura de solo foi efetuado por ocasião do florescimento. Os restos culturais foram deixados sobre o solo no SPD, e incorporados ao perfil, no SPC. A retenção de água do solo, avaliada pelas curvas de retenção, foi afetada pelo manejo de solo e plantas de cobertura. Na camada superficial, 0-10 cm de profundidade, houve maior retenção de água, no sistema plantio direto. Nesse sistema, no perfil de 0-30 cm, o solo cultivado com leguminosas reteve mais água que os cultivado com sorgo e em pousio. O estado de agregação foi influenciado pelo sistema de manejo de solo. A porcentagem de agregados com diâmetro maior que 2mm e o diâmetro médio ponderado dos agregados foram maiores, nas camadas 0-10cm e 10-20cm, no SPD em relação ao SPC. Foi observada correlação positiva entre essas variáveis e o conteúdo de matéria orgânica no SPD. Nos dois sistemas de manejo, o conteúdo de matéria orgânica decresceu com a profundidade do solo.