Geosynthetic clay liners (GCL) are a composite material commonly used as hydraulic barriers in landfill liners. Due to their dependence on hydration for proper function, the water retention curve (WRC) of a GCL is important. The inherent difficulty in obtaining the WRC, including the range of suction and composite material, has limited the number of GCL WRCs in the literature. In order to quantify the large range of suctions, a dual testing technique was developed, which uses a high capacity tensiometer to measure suctions for the low suction range (0 - 500 kPa) and a relative humidity sensor for the high suction range (3,000 - 1,000,000 kPa). In total, four different GCL products were tested, varying in both materials (woven and nonwoven geotextiles) and construction methods (thermal treatment and needle punching). The dual technique method was used to establish both wetting and drying curves that were presented as gravimetric, volumetric and bulk GCL void ratio WRCs. The WRCs of the different GCL products showed significant variation between their wetting and drying curves indicating that both needle punching and thermal treatment have a significant effect on the swelling behaviour of the GCL and its WRC. Theoretical equations were fit to the experimental data establishing the parameters that can be used for numerical modeling of these four GCL products. / Thesis (Master, Civil Engineering) -- Queen's University, 2009-04-22 14:37:55.196

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.

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.

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.

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.

Orientador: José Eduardo Corá / Banca: Marlene Cristina Alves / Banca: Paulo Leonel Libardi / Banca: José Carlos Barbosa / Banca: Marcílio Vieira Martins Filho / Resumo: 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 ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: 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) / Doutor

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)

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Knowledge of the physical and hydraulic properties of the soil and its spatial dependence is important because it allows you to perform the zoning of the area in plots that receive differentiated management. This work was divided into three chapters whose general objective is to measure the hydraulic conductivity and water retention curve in soil by different methods and by using the Kriging, draw maps of soil physical attributes of the Irrigation Perimeter Baixo AcaraÃ. To obtain the water retention in soil curve method was used filter paper compared to the traditional method in five different soils Perimeter. To measure the hydraulic conductivity were used capacitive sensors to replace the tensiometer in the instantaneous profile installed method on a Argissolo Vermelho Amarelo eutrÃfico , as well as the calibration of these sensors in the field and laboratory. The maps were obtained by kriging of soil properties: sand, silt, clay, soil and particle density, porosity and saturated hydraulic conductivity. To obtain this last the tension infiltrometer and the constant load permeameter were used. / O conhecimento dos atributos fÃsico-hÃdricos do solo e de sua dependÃncia espacial à importante, pois permite realizar o zoneamento da Ãrea em glebas que receberÃo prÃticas de manejo diferenciadas. Este trabalho foi dividido em trÃs capÃtulos cujo objetivo geral à medir a condutividade hidrÃulica e a curva de retenÃÃo de Ãgua no solo por diferentes mÃtodos e, utilizando a Krigagem, elaborar mapas de atributos fÃsicos dos solos do PerÃmetro Irrigado Baixo AcaraÃ. Para obtenÃÃo da curva de retenÃÃo de Ãgua no solo foi utilizado o mÃtodo do papel filtro em comparaÃÃo ao mÃtodo tradicional em cinco diferentes solos do PerÃmetro. Para medida da condutividade hidrÃulica foram utilizados sensores capacitivos em substituiÃÃo aos tensiÃmetro no mÃtodo do perfil instantÃneo instalado em um Argissolo Vermelho Amarelo eutrÃfico, como tambÃm a calibraÃÃo desses sensores em campo e laboratÃrio. Os mapas obtidos atravÃs da Krigagem foram dos atributos do solo: areia, silte, argila, densidade do solo e partÃculas, porosidade e condutividade hidrÃulica saturada. Para obtenÃÃo deste ultimo foram utilizados o infiltrÃmetro de tensÃo e o permeÃmetro de carga constante.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-04-15T15:13:59Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação-RODOLFHO.pdf: 972823 bytes, checksum: c6ed8f08ace41c1927e4fd841d1b0cc4 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-15T15:13:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação-RODOLFHO.pdf: 972823 bytes, checksum: c6ed8f08ace41c1927e4fd841d1b0cc4 (MD5) Previous issue date: 2015-07-09 / FACEPE / Os tabuleiros costeiros ocupam uma extensa área no litoral brasileiro e devido a seu relevo plano favorável à mecanização, precipitação pluvial alta e proximidade com os grandes centros consumidores, são as áreas de uso agrícola mais intensificado. Os solos predominantes nessa área são em geral, profundos, de baixa fertilidade natural e muitas vezes ocorrem com uma camada adensada, configurando os solos coesos. Esta coesão tem afetado propriedades físicas, químicas e hídricas do solo, que interferem diretamente no estabelecimento do cultivo e, consequentemente, na produtividade das culturas e renda dos agricultores. Os agricultores, em situações como esta, muitas vezes tendem a desmatarem mais áreas para cultivo, visando compensar perdas econômicas, causando impactos ambientais. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do uso, sobre a resistência no horizonte coeso, em solos sob manejo de cana-de-açúcar e mata nativa, na unidade geoambiental dos Tabuleiros Costeiros de Pernambuco, a partir de ensaios físico-hídricos. Foram abertos um perfil em área de plantio de cana-de-açúcar e um em mata nativa, e coletadas amostras estruturadas do horizonte coeso. Os atributos físicos avaliados foram: Porosidade Total (macro, meso, micro e criptoporosidade), densidade do solo (Ds), curva característica de retenção de água no solo (CCRAS) e resistência do solo à penetração de raízes (RP). As médias dos parâmetros físicos analisados foram submetidas à análise de variância (ANOVA) e para os parâmetros que apresentam diferenças significativas foi aplicado o teste de Tukey, por meio do aplicativo SAS. A resistência à penetração foi um atributo eficiente para avaliar coesão dos solos estudados. Os manejos distintos não apresentaram diferença significativa nos valores de densidade Ds. A área cultivada apresentou maior capacidade de retenção de água, avaliada pelas curvas características de retenção, evidenciando que o manejo influenciou no tamanho dos poros. Na área de mata poderá ocorrer maior secamento do solo, sem que haja valores restritivos de resistência à penetração, pois precisará de um menor valor de umidade para que não haja impedimentos ao desenvolvimento do sistema radicular. / The costal plains occupates an extensive area in brazilian’s litoral and due to its plain relief suitable to mechanization, high pluvial precipitation and proximity with the big consumer centers, are intensified agricultural areas. The predominant soils in this area are in general, deep, of low natural fertility and most of the times occur with a condensed layer, setting the cohesive soils. This cohesion has affected physical, chemical and hydrous properties of the soil, which interfere directly in the settlement of the cultivation and, consequently, in the crops productivity and income of the farmers. The farmers, in situations like this, many times tend to deforest more areas to cultivation, aiming to compensate economic losses, causing environmental damage. The goal of this study was to evaluate the effect of the use in the resistance of the cohesive horizon, on soils under management of sugar cane and native forest in the geo environmental unit of the coastal plains of Pernambuco, from hydrous physical tests. It was opened a profile in the sugarcane area and another native forest, structured and collected samples of cohesive horizon. The assessed physical attributes were: Total porosity (macro, meso, micro and criptoporosidade), bulk density (Ds), water retention curve characteristic in the soil (CCRAS) and soil resistance to root penetration (RP). The average of the physical parameters analyzed were subjected to analysis of variance (ANOVA) and to the parameters that show significant differences was used the Tukey test, using the SAS software. The penetration resistance was an effective attribute to evaluate the cohesion of soils studied. The different managements showed no significant difference in density values Ds. The crapped area presented higher water holding capacity, when evaluated by retention curves, showing that the management influenced the pore size. In forest area may occur more soil drying, without restrictive values of penetration resistance because need a lower moisture value so there are no impediments to the development of the root system.

A laboratory test program was conducted to determine the moisture-suction relationships of geosynthetic clay liners (GCLs). Moisture-suction relationships were determined by combining suction data from pressure plate tests, contact filter paper tests, and relative humidity tests, then fitting water retention curves (WRCs) to the data. WRCs were determined for wetting processes and drying processes in terms of gravimetric moisture content and volumetric moisture content. The effects of GCL type, hydration solution, wet-dry cycles, and temperature on the moisture-suction relationships were analyzed. The three GCLs of the test program consisted of configurations of woven and nonwoven geotextiles reinforced with needlepunched fibers. A geofilm was adhesively bonded to the nonwoven side of one of the GCL products. The hydration solution tests involved hydrating GCLs with deionized water, tap water, 0.1 M CaCl2, or soil water from a landfill cover test plot for a 30-day conditioning period prior to testing. Cyclic wet-dry tests were conducted on the GCL specimens subjected to 20 wet-dry cycles from 50% to 0% gravimetric moisture content prior to testing. Temperature tests were conducted at 2°C, 20°C, and 40°C. GCL type affected moisture-suction relationships. The GCLs with an adhesively-bonded geofilm exhibited lower air-entry suction and higher residual suction than GCLs without a geofilm. The degree of needlepunched fiber pullout during hydration contributed to hysteresis between wetting WRCs and drying WRCs. Hysteresis was high for suction values below air-entry suction and was low for suction values greater than air-entry suction. Cation exchange reduced the water retention capacity for all three GCL types. The saturated gravimetric moisture contents were reduced from approximately 140% to 70% for wetting WRCs and 210% to 90% for drying WRCs for GCLs hydrated in deionized water compared to CaCl2 solution. Hysteresis of the nonwoven product decreased from 71%, to 62%, to 28% with respect to deionized water, tap water, and CaCl2 solution. Hysteresis of the woven product exposed to soil water was 24% and 0%, in terms of saturated gravimetric moisture content and saturated volumetric moisture content, respectively. The swell index, Atterberg Limits, mole fraction of bound sodium, and scanning electron microscopy images that were determined of bentonite from the conditioned GCLs indicated that changes in water retention capacity corresponded with cation exchange. Wet-dry cycles and temperature affected the moisture-suction behavior for GCLs. Wet-dry cycles reduced hysteresis and increased the swelling capacity of GCL specimens. Microscopy images indicated that wet-dry cycles caused weak orientation of the clay particles. Increasing temperature resulted in a small decrease in water retention capacity. Results of the test program provided a means for predicting unsaturated behavior for GCLs.