No Brasil, a alta produtividade das plantações florestais tem despertado grande interesse em relação à nutrição das árvores. Diante disso, este trabalho tratou de 2 estudos sobre a absorção de nutrientes pelas árvores de Eucalyptus grandis. O primeiro avaliou o potencial de absorção de N, K e Ca pelas árvores de E. grandis (6 anos de idade - 25 m de altura média) em função da profundidade, da textura e da umidade do solo. Através de tubos de plástico, aplicou-se conjuntamente os marcadores NO3 --15N, Rb+ (análogo ao K+) e Sr2+ (análogo ao Ca2+) nas profundidades de 10, 50, 150 e 300 cm, num Latossolo vermelho textura média e num Latossolo vermelho argiloso. Utilizou-se o delineamento experimental inteiramente casualizado com 3 repetições de pares de árvores por profundidade de injeção e por tipo de solo. Após a injeção dos marcadores nas quatro profundidades, coletou-se dessas árvores folhas recém expandidas em vários períodos do verão, sendo o experimento repetido no período do inverno. O conteúdo de água foi monitorado continuamente em diferentes profundidades dos dois solos. A partir das quatro profundidades de injeção dos marcadores, a determinação das concentrações foliares de Rb, de Sr e da percentagem de átomo de 15N permitiu estimar a potencial absorção relativa (PAR) e a potencial absorção relativa específica (PARE), definida na divisão da PAR pela densidade de raízes finas em cm cm-3 (DRF), na camada de solo correspondente. O segundo, através de microeletrôdos seletivos de íons, mediu os fluxos de NH4 +, NO3 -, K+ e H+ (nmol m-2 s-1) em soluções de NH4NO3 (50 µM) e KNO3 (50 µM). Os microeletrôdos foram posicionados ao longo da raiz desde a ponta (0 cm) até 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 3,0; 5,0; e 8,0 cm de distância da ponta da raiz. Os fluxos foram medidos na raiz fina de 4 mudas de E. grandis que permaneceram numa solução pré-tratamento menos concentrada (50 µM) e na raiz fina de 4 mudas que permaneceram numa solução pré-tratamento mais concentrada (500 µM). No primeiro estudo, os resultados sugeriram que as raízes finas de E. grandis apresentaram um contraste entre as taxas potenciais de absorção e a profundidade, dependendo do nutriente. No segundo estudo, a tendência de maior absorção K+ e NH4 + em relação ao NO3 - pôde ter ocorrido devido às células das raízes de E. grandis serem mais permeáveis ao K+ e a forma preferencial de absorção de nitrogênio desta espécie ser o NH4 +. Os padrões distintos de absorção de NH4 +, K+ e NO3 -, desde a ponta da raiz das mudas de E. grandis até 8 cm de distância, puderam resultar das diferenças morfológicas, como: maior absorção de íons entre a zona de diferenciação e elongação celular das raízes e a zona de maturação celular (zona branca até 2 cm de distância da ponta); e diminuição da absorção na zona em que as células do córtex começaram a morrer ou já estavam mortas (zona escura entre 2 e 8 cm de distância da ponta da raiz). / The high productivity of forest plantations in Brazil has attracted great interest in relation to the nutritional aspect of trees. Therefore, this work deals with two studies on nutrient uptake by trees of Eucalyptus grandis. The first assessed the potential uptake of N, K and Ca by E. grandis trees (6 years of age 25 m mean height), in Brazil, as a function of soil depth, texture and water content. We injected NO3 --15N, Rb+ (analogue of K+) and Sr2+ (analogue of Ca2+) tracers simultaneously in a solution through plastic tubes at 10, 50, 150 and 300 cm in depth in a sandy and a clayey Ferralsol soil. A complete randomized design was set up with 3 replicates of paired trees per injection depth and soil type. Recently expanded leaves were sampled at various times after tracer injection in the summer, and the experiment was repeated in the winter. Soil water contents were continuously monitored at the different depths in the two soils. Determination of foliar Rb and Sr concentrations and 15N atom% made it possible to estimate the relative uptake potential (RUP) of tracer injections from the four soil depths and the specific relative uptake potential (SRUP), defined as RUP, per unit of fine root length density (RLD) in the corresponding soil layer. The second, in solutions of NH4NO3 (50 µM) and KNO3 (50 µM) were measured the flows of NH4 +, NO3 -, K+ and H+ (nmol m-2 s-1) through microelectrodes selective ions. Along the root, the microelectrodes were positioned at the root tip (0 cm) to 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 3.0, 5.0, and 8.0 cm away of the root tip. The flows were measured in fine roots of 4 E. grandis seedlings that remained in a pretreatment solution less concentrated (50 µM) and fine root of 4 seedlings that remained in pretreatment solution more concentrated (500 µM) through ion selective microelectrode. In the first study, the results suggest that the fine roots of E. grandis trees exhibit contrasting potential uptake rates with depth depending on the nutrient. In the second, the trend towards greater uptake K+ and NH4 + in relation to NO3 - may be due to the root cells of E. grandis are more permeable to K+ and to the preferred form of nitrogen absorption of this species is NH4 +. The different absorptions patterns of NH4 +, K+ and NO3 - along the roots of E. grandis seedlings from the root tip up to 8 cm away can be the result of morphological differences, such as higher absorption of ions between the zone of cell differentiation and elongation of the roots and cell maturation zone (white zone up to 2 cm away from tip), and decreased absorption in the area where the cortical cells start dying or already are dead (dark zone between 2 and 8 cm away from the root tip).

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2016-10-19T11:04:18Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Alex Leonardo Tosta - 2014.pdf: 2466765 bytes, checksum: 244fe49c8fdc9852a7fbf54d5cee5710 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2016-10-19T16:10:36Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Alex Leonardo Tosta - 2014.pdf: 2466765 bytes, checksum: 244fe49c8fdc9852a7fbf54d5cee5710 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-19T16:10:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Alex Leonardo Tosta - 2014.pdf: 2466765 bytes, checksum: 244fe49c8fdc9852a7fbf54d5cee5710 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2014-06-06 / The development of more adapted genotypes to water stress conditions and/ or more efficient water use is a priority that begins to be sought in different programs of genetic improvement of plants. Thus, knowledge of methodologies to be used in breeding programs to produce genotypes more tolerant to water stress conditions and more efficient water use is of paramount importance to this alternative to be viable. Based on the above, the objective was to study the response of onion genotypes to different levels of soil water that help the selection of plants with tolerance to drought and/ or which are more efficient in water use. We evaluated the effect of five levels of water deficit (100, 80, 60, 40 and 20% of ETc ) in eight genotypes of onion (“TX 08” , “Vale Ouro IPA – 11”, “BRS 367” , “Primavera”, “Optima F1”, “Franciscana IPA – 10” , “CNPH 6179org” and “Alfa Tropical”). The irrigations were performed whenever the strain of the soil water in treatments with 100% of ETc reached the critical soil water tension of 10 kPa. The design was used in a randomized block design (RBD) with five replications in a factorial 5 x 8 (blades x genotypes ) . Each experimental unit corresponded to a 10-liter vessel with 6 onion plants. The TX08 and IPA-10 genotype showed potential for use in breeding programs to drought tolerance, because their moderate sensitivity to drought, high water use efficiency and high productivity / O desenvolvimento de genótipos mais adaptadas às condições de estresse hídrico e/ou mais eficientes no uso de água é uma prioridade que começa a ser buscada em diferentes programas de melhoramento genético de plantas. Sendo assim, o conhecimento de metodologias para serem utilizadas em programas de melhoramento destinados a produção de genótipos mais tolerantes a condições de estresse hídrico e mais eficientes no uso de água é de suma importância para que esta alternativa se viabilize. Com base no exposto, objetivou-se estudar a resposta de genótipos de cebola a diferentes níveis de estresse hídrico que auxilie a seleção de genótipos com maior tolerância ao déficit hídrico e/ou que sejam mais eficientes no uso de água. Avaliou-se o efeito de cinco níveis de déficit hídrico (100, 80, 60, 40 e 20% da ETc) em oito genótipos de cebola (“TX 08”, “Vale Ouro IPA-11”, “BRS 367”, “Primavera”, “Optima F1”, “Franciscana IPA-10”, CNPH 6179org e “Alfa Tropical”). Foi empregado o delineamento em blocos casualizados (DBC), com cinco repetições em esquema fatorial 5 x 8 (lâminas x genótipos). Cada unidade experimental correspondeu a um vaso de 10 litros com 6 plantas de cebola. As irrigações eram realizadas sempre que a tensão de água no solo, avaliada por tensiômetros, atingia de 10 kPa nos tratamentos com 100% da ETc. O genótipo TX08 e IPA-10 demonstraram potencial para serem utilizados em programas de melhoramento visando tolerância a seca, pois apresentam moderada sensibilidade ao déficit hídrico, alta eficiência no uso de água e alta produtividade.

A demanda alimentar vem aumentando de acordo com o crescimento populacional e com isso há uma necessidade de que as práticas agrícolas tornem-se cada vez mais intensas e tecnificadas, mediante o incremento, entre outros, da utilização de insumos químicos. Porém, uma vez aplicados de maneira desorganizada, sem a devida preocupação com os possíveis impactos aos recursos naturais, tais produtos podem vir a provocar danos ao solo, contaminação de águas subterrâneas (mediante sua lixiviação) e em alguns casos, podem ser responsáveis pelo aumento da salinidade em alguns solos da região do semiárido do nordeste brasileiro. Nesse sentido, devido ao fato de envolverem processos físicos na natureza, o estudo da dinâmica desses produtos químicos têm motivado diversos pesquisadores a aplicarem ferramentas matemáticas (modelos matemáticos) na área de engenharia de água e solo, buscando entender a correlação entre a dinâmica da água e o movimento de solutos no perfil do solo. Portanto, a presente pesquisa tem como objetivo a aplicação do modelo matemático HYDRUS-1D para a simulação do movimento da água e do íon potássio, em condições de laboratório, utilizando-se colunas preenchidas com dois tipos de material de solos salinos e não saturados: Argissolo Amarelo (S1) e Latossolo Vermelho Amarelo (S2). Além disso, buscou-se também avaliar tanto o desempenho do referido modelo, em condições salinas, quanto proceder a uma análise de sensibilidade. Para alcançar tais objetivos, foram conduzidas as seguintes etapas: 1) elaboração de curvas de distribuição de efluentes (Breakthrough Curves - BTC) para obtenção dos parâmetros de transporte do íon potássio, com a aplicação de soluções de 1000 ppm, 2000 ppm e 3000 ppm de concentração de potássio, nos dois tipos de solos salinos, 2) Aplicação dessas soluções de potássio na coluna preenchida com o mesmo material de solo salino não saturado, 3) Simulação dos perfis de água e potássio para os diferentes materiais de solo salino pelo modelo HYDRUS-1D e 4) Avaliação de desempenho e análise de sensibilidade do modelo HYDRUS-1D. A avaliação de desempenho foi feita levando-se em conta os seguintes índices estatísticos: erro máximo, erro absoluto médio, raiz quadrada do erro médio normalizado, coeficiente de massa residual, coeficiente de determinação, eficiência e índice de concordância de Willmott e a análise de sensibilidade foi feita mediante a determinação do erro padrão, por meio de variações positivas (+ 10%, + 20%, + 30%, + 40%, + 50%) e negativas (- 10%, - 20%, - 10%, - 40%, - 50%), dos valores de: umidade volumétrica do solo saturado, condutividade hidráulica e os parâmetros n e ? do modelo de van Genuchten (1980). Diante dos resultados obtidos, pôde-se perceber que os procedimentos experimentais (BTC\'s) para a estimativa dos parâmetros de transporte do íon potássio em condições de solo salino, foram suficientes para descrever a movimentação do íon potássio no solo, gerando informações de entrada precisas para os modelos de simulação. Em termos do modelo HYDRUS-1D, observou-se que o deslocamento do íon potássio acompanhou a frente de molhamento e que o modelo foi eficiente nas simulações de deslocamento do íon potássio e da água para ambos os solos, em condições salinas. A análise de sensibilidade evidenciou que o modelo apresentou-se sensível, às variações negativas dos dados de entrada: umidade volumétrica do solo saturado, condutividade hidráulica do solo saturado e parâmetros \"n\" e \"?\" do modelo de van Genuchten (1980). / The increased demand for food due to population growth requires that agricultural practices become increasingly intensive and very technical, including the increased use of agricultural chemicals (fertilizers). If improperly applied without considering possible impacts on natural resources, agricultural chemicals may lead to soil and groundwater contamination through their leaching from the soil root zone. They may be responsible also for increased salinity in some soils of semiarid regions in northeastern Brazil. Since many transient physical and chemical processes affect their transport in the subsurface, mathematical models have become popular tools in soil and water engineering and management in order to understand the correlation between water dynamics and solute movement in soils. Thus, this research aimed at using the HYDRUS-1D software package to simulate water and potassium movement, under laboratory conditions, in unsaturated saline soil columns filled with two soil types: an Ultisol (S1) and an Oxisol (S2). Comparisons were made with experimental data while also a sensitivity analysis was carried out to evaluate the effect of various parameters on solute transport under saline conditions. For this purpose the following studies were performed: 1) Measurement of solute breakthrough curves (BTCs) to estimate the transport parameters of the potassium ion by applying potassium solutions of 1,000 ppm, 2,000 ppm and 3,000 ppm to both soil types, 2) Application of similar potassium solutions to columns containing the same saline unsaturated soils, 3) Simulation of water and potassium distributions for different saline soil materials using HYDRUS-1D, and 4) Performance evaluation and sensitivity analyses of the HYDRUS-1D numerical model. The performance evaluation was conducted using the following statistical indices: maximum error, mean absolute error, normalized root mean square error, coefficient of residual mass, coefficient of determination, efficiency and Willmott\'s concordance index. The sensitivity analyses considered standard deviations resulting from positive and negative changes (+ 10% + 20% + 30% + 40% + 50%) (-10%, -20%, -10%, -40%, -50%) in the values of the saturated volumetric soil moisture content, the saturated hydraulic conductivity, and the parameters n and ? of van Genuchten\'s (1980) model for the unsaturated soil hydraulic functions. Results indicate that the experimental procedures (BTCs) for estimating the transport parameters of potassium for saline soil conditions were sufficient to describe potassium ion transport in the soils by generating the required input information for the simulation models. Relative to HYDRUS-1D model, the displacement of potassium was found to follow closely the wetting front, with the model providing a very efficient means for simulating the movement of both water and potassium in the two soils during saline conditions. The sensitivity analysis showed that the model was relatively sensitive to negative variations of the input data, notably the saturated water content, the saturated hydraulic conductivity, and the n and ? soil hydraulic parameters.

O pinhão manso é uma oleaginosa que apresenta grande potencial para se tornar uma cultura rentável e capaz de ser utilizada na fabricação de biodiesel, porém faltam informações sobre práticas de cultivo, tais como sua nutrição mineral, irrigação e uso de herbicidas. O presente estudo foi realizado em três experimentos com os seguintes objetivos: a) avaliar o desempenho fisiológico e produtivo de plantas de pinhão manso em resposta a diferentes níveis de adubação NPK e diferentes lâminas de água no solo; e b) avaliar a seletividade de diferentes herbicidas nesta cultura e o comportamento das plantas em condições de pré e pós-emergência. Todos os experimentos foram desenvolvidos em condições de casa de vegetação em Piracicaba, SP, Brasil, empregando um delineamento experimental em blocos cazualizados. No experimento em que se avaliou adubo e água, foram testados doze tratamentos com quatro repetições, constando de quatro níveis do fator dose de adubação NPK e três níveis do fator lâmina de irrigação. Foram avaliados: índice de velocidade de emergência (IVE); altura das plantas (AP); diâmetro de caule (DC); número de folhas por plantas (NF); presença de flores e frutos (PFL e PFR); matéria seca da parte aérea e da raiz (MSPA e MSR); área foliar (AF); número de ramificações por planta (NR). A produção da cultura foi maior quando o conteúdo de água no solo se aproximou da Capacidade de Campo e o desenvolvimento das plantas, em sua fase inicial, foi reduzido com o aumento das doses de adubo no solo devido a salinidade destes. Nos experimentos que visavam avaliar os herbicidas testaram-se em condições de pós-emergência (flumioxazin, bentazon, lactofen e trifloxusulfuron-soudium), com cinco repetições, e de préemergência (flumioxazin, clomazone, metribuzin, sulfentrazone e s-metolachlor), com oito repetições, foi avaliado o controle percentual, altura e diâmetro de caule das plantas; número de folhas e índice SPAD (Soil Plant Analysis Development) aos 7, 14, 21 e 28 dias após a aplicação do herbicida (DAA) para o experimento em pósemergência e aos 15, 30 e 60 DAA para o experimento em pré-emergência; massa seca residual aos 28 e 60 DAA para os experimentos em pós e em pré-emergência, respectivamente. As plantas tratadas com os herbicidas flumioxazin e s-metolachlor tiveram um comportamento similar às plantas testemunhas, então se pode considerar que estes herbicidas foram mais seletivos à cultura do pinhão manso, neste estudo, em condições de pré-emergência. Em condições de pós-emergência o herbicida bentazon foi o mais seletivo à cultura do pinhão manso, principalmente em relação às variáveis área foliar, matéria fresca e seca da parte aérea, que se igualaram com a testemunha. Para os herbicidas que causaram menores danos às plantas, são necessários estudos acerca de melhores dosagens, para que possam ser indicados ou não para a cultura em condições de campo; e em condições de pós-emergência, houve uma maior recuperação das injúrias nas plantas causadas pelos herbicidas em comparação com pré-emergência. / The Jatropha is an oilseed crop that has great potential to become a cash crop and can be used to produce biodiesel, but lacks information on cultivation practices, such as its nutrition, irrigation and herbicide use. This study was conducted through three experiments with the following objectives: a) evaluate the physiological performance and productivity of jatropha plants in response to different levels of NPK and different irrigation water depths in the soil, and b) to evaluate the selectivity of herbicides by this crop and the behavior of plants in pre- and post-emergence. All experiments were conducted under greenhouse conditions in Piracicaba, SP, Brazil, using a randomized complete block design. In the experiment we evaluated fertilizer and water levels in twelve treatments with four replications and four levels of NPK and three levels of irrigation. We evaluated: emergency speed index (ESI), plant height (PH), stem diameter (SD), number of leaves per plant (NL), presence of flowers and fruits (PFL and PFR), dry matter of shoot and root (DMS and DMR), leaf area (LA), number of branches per plant (NB). Crop yield was higher when soil water content approached field capacity, and plant development was reduced in its initial phase with increasing doses of fertilizer due to soil salinity. In the experiments aiming to assess the herbicides, tests in postemergence (flumioxazin, bentazon, lactofen and trifloxusulfuron-soudium) were made with five replicates, and in pre-emergence (flumioxazin, clomazone, metribuzin, sulfentrazone and s-metolachlor) eight replications. Measurements were made in percent of the control, of the height and diameter of the plant, leaf number and SPAD index (Soil Plant Analysis Development) at 7, 14, 21 and 28 days after application (DAA) for the experiment in post-emergence, and 15, 30 and 60 DAA for the experiment in preemergence; residual dry matter at 28 and 60 DAA for the experiments in post and preemergence, respectively, height and diameter of plant, leaf number and SPAD index. Plants treated with the herbicides flumioxazin and s-metolachlor had a similar behavior to the control, so that we can consider that these herbicides were more selective for the cultivation of jatropha in the study of pre-emergence. In post-emergence the herbicide bentazon was the most selective, mainly in relation to the variables leaf area, fresh and dry weight of shoots, that were equal to the control. For herbicides that caused minor damage to plants, more studies are needed on doses, so that they can be recommended or not for the crop in the field, and in post-emergence, there was a greater recovery from the injuries caused in the plants by the herbicides as compared to pre-emergence application.

A expansão do cultivo da cana-de-açúcar irá promover a incorporação de novas áreas ao processo produtivo e, neste processo, áreas com problemas de drenagem possivelmente serão utilizadas. Para o bom aproveitamento destas áreas, o dimensionamento correto de sistemas de drenagem é importante. No dimensionamento racional em regime não permanente, é necessário se conhecer a velocidade mínima de rebaixamento do lençol freático a ser proporcionado pelos drenos, o que depende da sensibilidade de cada cultura. Assim, este trabalho teve como objetivos determinar o efeito de diferentes velocidades de rebaixamento do nível freático, em diferentes estádios de desenvolvimento, da primeira soca da cana-de-açúcar. O experimento foi conduzido em 64 lisímetros de lençol freático, em um delineamento experimental de blocos casualizados, arranjado em um fatorial de (3 x 5 + 1) x 4, sendo 3 estádios de desenvolvimento, 5 velocidades de rebaixamento do nível freático, mais uma testemunha que não sofreu estresse por excesso de umidade, com 4 repetições. A primeira soca da cana-de-açúcar mostrou-se resistente ao encharcamento do solo nos diferentes estádios de desenvolvimento da cultura e para as diferentes velocidades de rebaixamento do nível freático, sem maiores prejuízos no desenvolvimento da planta e perdas de produtividade, entretanto para a variável ATR (açúcar teórico recuperável) a cana-soca apresentou-se mais sensível quando a inundação ocorrera no estádio de rebrota. A condição de inundação não alterou o pH solo. / The expansion of sugar cane cultivation will promote the incorporation of new areas in the process, and in this process, areas with drainage problems possibly artificial drainage maybe used. For the proper use of these areas the correct drainage design of the systems is important. For the non-permanent rational design, it is necessary to determine the minimum speed of lowering the water table to be provided by the drains, which depends on the sensitivity of each culture. This work aims to determine the effect of different speeds of lowering the water table at different stages of development of first ratoon of sugar cane. The experiment was conducted in 64 lysimeters the water table in a randomized block design, arranged in a factorial (3 x 5 + 1) x 4, with 3 stages of development, 5-speed to lower the water table and a treatment who will not suffer stress by excessive moisture. The first sugar cane re-sprout has presented endurance to the soil flooding at the different culture stages and to the different lowering water table speeds, without higher damages to the vegetable development or even farm productivity, but according to the ATR variable, the sugar cane ratoon has shown more sensitive when the flooding has happened at the re-sprouting stage. It was conclude that none of the speeds of lowering tested at the 3 stages reduced yield. The flooding conditions did not affect soil pH.

Fundação de Amparo a Pesquisa no Estado do Rio Grande do Sul / Soil is an important means of supplying water to meet the need for agricultural management systems. It is its physical-water properties that make it capable of regulating the availability of water. This study evaluates how the relief forms and different uses influence some physical-water properties of a Red Latosol on a slope in the Rio Grande do Sul Plateau region, and what the implications of these attributes may be on soil water dynamics. In one part of the experimental area with herbaceous cultivation without agricultural traffic, and in another with the no-tillage system, with crops rotation of wheat, soybean and oat, as well as, the use of machinery on the soil. Ten representative sites of the study area were selected as experimental units. In these experimental units, a trench of 0.9 m depth, 1.5 m length and 1.0 m width was excavated. Three depths 30, 60 and 90 cm were delimited for each experimental unit. At each depth, 5 samples of soil with non-deformed structure were collected, being 15 per experimental unit and 150 throughout the study area. All profiles were morphologically examined to characterize the structure, consistency, color, amount of roots, pore type, horizons and soil spots. Physical analyzes of soil density, total porosity, texture and saturated hydraulic conductivity were performed. Levels contours were generated from a topographic planialtimetric survey. In the computational program, it generated preferential arrows of surface runoff and slope interval. It was characterized, for each experimental unit, the forms of slopes. It was found that, in general, in the study area, the curvature in the profile and plane were convergent concave, respectively. Based on this information, the flow of the area tends to converge to a single region, with flows influenced by declivity ranging from 1.83% to 20% in the area as a whole. In the area under no-tillage system, as a function of the saturated hydraulic conductivity, the vertical movement of the water, when it reached depths of 60 cm, was observed. The clay texture was preponderant to 90 cm depth, indicating distribution of the pore size that leads tortuosity of the preferred water paths for storage. Hydrologically, the Latosol under study contains physical characteristics that imply the generation of sub-superficial lateral flow. The flow pattern is governed up to 30 cm deep by angle variations and position of the slope, controlling the soil's ability to conduct water, infiltrate the profile, and transport sediments. The high percentage of clay is the main factor governing the Dynamics of water in 60 and 90 cm, be attributed to the nature of the soil. / O solo é um importante meio de suprimento de água para atender necessidade em sistemas de manejo agrícola. São suas propriedades físico-hídricas que o tornam capaz de regular a disponibilidade de água. Esse estudo avaliar como as formas de relevo e diferentes usos influenciam algumas propriedades físico-hídricas de um Latossolo Vermelho em uma encosta na região do Planalto do Rio Grande do Sul, e quais podem ser as implicações desses atributos na dinâmica de água no solo. Numa parte da área experimental com cultivo de ervais sem tráfego agrícola, e, em outra, com o sistema plantio direto, com rotação das culturas do trigo, soja e aveia, bem como, o uso de maquinário sobre o solo. Selecionou-se, 10 locais representativos da área de estudo como unidades experimentais. Nestas unidades experimentais, escavou-se uma trincheira de 0,9 m de profundidade, 1,5 m de comprimento e 1,0 m de largura. Delimitou-se três profundidades para cada unidade experimental, sendo estas 30, 60 e 90 cm. Em cada profundidade, coletou-se 5 amostras de solo com estrutura não deformada, sendo então 15 por unidade experimental e 150 em toda a área de estudo. Examinou-se morfologicamente todos os perfis para caracterizar a estrutura, consistência, cor, quantidade de raízes, tipo de poros, horizontes e manchas do solo. Realizaram-se análises físicas da densidade do solo, porosidade total, textura e condutividade hidráulica saturada. Gerou-se curvas de níveis da área, a partir de levantamento topográfico planialtimétrico. Em programa computacional, gerou setas preferenciais de escoamento superficial e intervalo de declividade. Caracterizou-se, para cada unidade experimental quanto as formas de vertentes. Constatou-se que, em geral, na área de estudo, a curvatura no perfil e no plano foram côncavas convergentes, respectivamente. Com base nessa informação, o fluxo da área tende a confluir a uma única região, com fluxos influenciados por declividade que varia de 1,83% a 20% na área como um todo. Na área de solo sob sistema plantio direto, em função da condutividade hidráulica saturada, foi constatado a diminuição do movimento vertical da água, quando esta alcança profundidades de 60 cm. A textura argilosa foi preponderante a 90 cm de profundidade, indicando distribuição do tamanho dos poros que conduzem tortuosidade dos caminhos preferenciais da água para armazenamento. Hidrologicamente, o Latossolo em estudo contém características físicas que implicam na geração de fluxo lateral sub-superficial. O padrão de escoamento é governado até 30 cm de profundidade pelas variações de ângulo e a posição da vertente, controlam a capacidade do solo de conduzir a água, infiltrar no perfil, e transportar sedimentos O elevado percentual de argila é o principal fator que governa a dinâmica de água em 60 e 90 cm, sendo atribuídos a natureza do solo.

Parametrizações mecanísticas descrevem fisicamente a interação das plantas com o ambiente baseando-se em processos fundamentais, como assimilação de líquida de CO2 e extração da água do solo pelas raízes, influenciados pelas condições do ambiente. O objetivo principal dessas rotinas é aumentar o entendimento do sistema estudado pela integração quantitativa e qualitativa do conhecimento em um modelo de simulação dinâmica do sistema real. Definindo estresse hídrico como a condição em que uma planta aumenta a resistência estomática em conseqüência do aumento da demanda atmosférica e/ou da redução da disponibilidade hídrica no solo, tem-se como hipótese que o déficit hídrico em plantas é causado por fatores ambientais relacionados com as interfaces solo-raiz e folha-atmosfera. O objetivo geral desse estudo é identificar quais são as variáveis do solo e da atmosfera determinantes e que devem ser consideradas na modelagem da deficiência hídrica em plantas. Os teores de água no solo e na atmosfera foram monitorados em condições de campo durante o desenvolvimento da cultura de feijão (Phaseolus vulgaris L.) entre Junho e Setembro de 2010, e correlacionados ao estresse hídrico caracterizado por medições de temperatura do dossel. As variáveis de interesse, especificamente o potencial matricial da água do solo, a temperatura e a umidade do ar e a temperatura do dossel foram medidas regularmente em intervalos de 30 minutos. A taxa de transpiração e a condutância estomática foram medidas ocasionalmente. Uma parcela foi irrigada durante todo o ciclo da cultura (tratamento totalmente irrigada), enquanto a outra foi submetida ao estresse hídrico na fase reprodutiva (tratamento com déficit de irrigação). A metodologia utilizada neste estudo deu suporte à hipótese inicial. Os principais fatores relacionados à interface solo-raiz são as propriedades hidráulicas do solo, especialmente a condutividade hidráulica e da densidade de comprimento radicular; na interface atmosfera de folhas, os fatores mais importantes são o déficit de pressão de vapor do ar atmosférico VPD. Estes fatores devem ser considerados de alguma forma na modelagem estresse hídrico em plantas. A detecção da ocorrência de estresse hídrico nas plantas no tratamento com déficit de irrigação foi feito por comparações entre o VPD e diferença de temperatura entre o dossel e o ar tdossel-ar e entre tdossel e a temperatura do bulbo úmido twb dos dois tratamentos hídricos. O início do estresse hídrico nas plantas com déficit de irrigação ocorreu em 05 de Agosto. As simulações com os modelos mecanísticos de extração da água do solo pelas raízes proposto por Jong van Lier et al. (2008) e de assimilação de CO2 proposto por Jacobs (1994) foram feitos com os dados de ambos os tratamentos. O modelo de extração foi sensível aos parâmetros hidráulicos do solo, especialmente a condutividade hidráulica e o comprimento radicular. A taxa de transpiração estimada pelo modelo de Jacobs (1994) mostrou-se dependente da temperatura do dossel utilizada para calcular o déficit de umidade específica folha-ar Ds e a condutância do mesofilo, do próprio Ds (dependente também da temperatura do ar), e do índice de área foliar. / Mechanistic parameterizations describe physically the interactions between crop and environment based on primary processes such as CO2 net assimilation and root water uptake from soil and how they are influenced by environmental conditions. An important purpose of developing mechanistic routines is to improve the understanding of a system by qualitative and quantitative integration of knowledge in a dynamic simulation model of a real system. Defining water stress as the condition in which stomatal resistance of plant leaves increases as a consequence of enhanced atmospheric demand and/or reduced soil water availability, the investigated hypothesis was that plant water stress is caused by environmental factors related to both the soilroot and leave-atmosphere interfaces. The main objective of the research was to identify which atmosphere and soil parameters are determinant and must be considered in crop water stress modeling. Soil and atmosphere water content were monitored under field conditions during the growing season of a Common Bean (Phaseolus vulgaris L.) crop between June and September, 2010, and correlated to plant water stress characterized by measurements of canopy temperature. The variables of interest, specifically the soil water pressure head, air temperature and humidity and canopy temperature were measured regularly at short intervals. Transpiration rate and stomatal conductance were measured occasionally. One plot was irrigated during the whole crop cycle (fully irrigated treatment), while the other one was subject to water stress in the reproductive phase (deficit irrigated treatment). The methodology used in this study supported the initial hypothesis. The main soil-root interface related factors that determine water stress are the soil hydraulic properties, especially the hydraulic conductivity, and the root length density; at the leaf atmosphere interface, the most important factor is the vapor pressure deficit of atmospheric air VPD. These factors must be somehow considered in crop water stress modeling. The detection of water stress occurrence in the deficit irrigated plants was made by comparisons between VPD and temperature difference between canopy and air tcanopy-air and between tcanopy and wet bulb temperature twb of the two irrigation treatments. The onset of water stress in deficit irrigated plants occurred on August 5. The simulations with the mechanistic models of soil water root uptake proposed by Jong van Lier et al. (2008) and of CO2 assimilation by Jacobs (1994) were made with data from the two treatments. The soil water uptake model was sensitive to soil hydraulic parameters, especially hydraulic conductivity and root length density. The transpiration rate estimated by the Jacobs (1994) model showed to be dependent on the canopy temperature used to calculate the specific humidity deficit between leaves and air Ds and the mesophyll conductance, on Ds (on its turn also dependent on air temperature), and on the leaf area index

A preocupação com o destino de produtos químicos e água, aplicados ao solo, tem motivado vários pesquisadores a desenvolverem e aplicarem modelos teóricos, objetivando descrever os processos físicos envolvidos no transporte desses produtos no perfil do solo. Nesse sentido, a presente pesquisa teve como objetivo a aplicação do modelo Hydrus-1D para simulação do movimento da água e dos íons nitrato e potássio, em condições de laboratório, utilizando-se para tal colunas segmentadas preenchidas com dois tipos de solo não-saturado (Latossolo Vermelho Amarelo e Nitossolo Vermelho), bem como avaliar o desempenho e sensibilidade do referido modelo. Para a obtenção dos parâmetros de transporte de cada soluto, foram elaboradas as curvas de distribuição de efluentes (Breakthrough Curves BTC). Os parâmetros de transporte obtidos e as condições de contorno de cada ensaio foram inseridos no modelo Hydrus- 1D para realização das simulações. O desempenho do modelo foi avaliado com base nos parâmetros estatísticos: erro máximo, erro absoluto médio, raiz quadrada do erro médio normalizado, coeficiente de massa residual, coeficiente de determinação, eficiência e índice de concordância de Willmott. A sensibilidade do modelo foi avaliada conforme o método proposto por McCuen e Snyder (1986) e a análise foi aplicada aos parâmetros: fluxo de entrada, condutividade hidráulica do solo saturado, teor de água na saturação, alfa e n (parâmetros de ajuste da curva de retenção), coeficiente de distribuição e dispersividade. Os resultados experimentais mostraram que o deslocamento do íon nitrato acompanhou a frente de molhamento e em relação ao potássio, observou-se uma maior retenção nas camadas superficiais da coluna de solo, para ambos os solos. Pôde-se concluir que o modelo Hydrus-1D foi eficiente para simulações de deslocamento de potássio e água para ambos os solos estudados e mediante a utilização do modelo de equilíbrio para o transporte de solutos no solo, o modelo Hydrus-1D não foi eficiente para simular o deslocamento de nitrato, para ambos os solos. Os procedimentos experimentais para estimativa de parâmetros de transporte, como as curvas de distribuição de efluentes, foram suficientes para descrever a movimentação de potássio no solo, gerando informações de entrada precisas para os modelos de simulação. Para a simulação do deslocamento do íon nitrato, concluiu-se que o modelo Hydrus-1D requer um processo experimental mais detalhado, sendo necessária a estimativa de um maior número de parâmetros de transporte. Em relação à análise de sensibilidade, ao simular os teores de potássio e água no solo, o modelo apresentou maior sensibilidade aos parâmetros teor de água na saturação e fluxo de entrada da solução. Tais parâmetros, portanto, precisam ser determinados com maior precisão. Houve baixa sensibilidade aos parâmetros condutividade hidráulica do solo saturado e dispersividade, para ambos os solos estudados. / The concern about the fate of chemical products and water, applied to the soil, has been motivating several researchers to develop and apply theoretical models, aiming to describe the physical processes involved in the transport of those products in soil profile. The present research had as objective the application of the model Hydrus- 1D for water and solute (nitrate and potassium) simulation profile, in laboratory conditions, using soil columns filled with two types of unsaturated soil (Oxisol (Haplustox) and Hapludox), as well to evaluate the acting and sensitivity of the model. The transport parameters were obtained for each solute by breakthrough curves (BTCs). The transport parameters obtained and the boundary conditions were inserted in the Hydrus-1D model to realize the simulations. The acting of the Hydrus-1D model was evaluated using the statistical indicators: maximum error, mean absolute error, normalized root mean-square error, coefficient of residual mass, determination coefficient, efficiency and Willmott concordance index. The model sensitivity was evaluated by the method proposed by McCuen and Snyder (1986) and applied to the parameters: input flow, soil saturated hydraulic conductivity, water content (saturation point), alpha and n (soil water retention curve parameters), distribution coefficient and dispersivity. The obtained results, experimentally, showed the nitrate displacement following the wetting front and, in relation to the potassium ion, a larger retention was observed at the superficial soil columns layers. Therefore, was possible to conclude that Hydrus-1D model was efficient for both water and potassium displacement simulations, for both studied soils and by the balance model for solute transport in soil, the Hydrus- 1D model was not efficient to simulate the nitrate displacement in both soils. The experimental procedures to estimate transport parameters, by the BTCs, were enough to describe the potassium movement in soil, generating input information necessary to the model simulation. To the simulation of the nitrate displacement, was possible to conclude that the model Hydrus-1D requests a more detailed experimental process, being necessary the estimate of a larger number of transport parameters. In relation to the sensitivity analysis of the Hydrus-1D model, when simulated the content of potassium and water at the soil columns, was observed that the model shows more sensitivity about to the parameters: water content (saturation point) and input flow. This parameters need to be estimated with more precision. There was a low sensitivity to the parameters soil saturated hydraulic conductivity and dispersivity for both studied soils.

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.

Foram desenvolvidas funções de pedotransferência (PTF) para estimar os parâmetros (\'alfa\', n \'teta\'r e \'teta\'s) do modelo de Van Genuchten (1980) utilizado para descrever curvas de retenção de água no solo. Os dados utilizados foram provenientes de diversas fontes, principalmente de estudos realizados na região Nordeste pelas Universidades, Embrapa e Codevasf, totalizando 786 curvas de retenção, as quais foram divididas em dois conjuntos de dados: 85% para desenvolvimento das PTF; e 15% para teste e validação, considerados como dados independentes. Além do desenvolvimento das PTF de caráter generalizado para todos os solos, foram desenvolvidas PTF específicas para as classes Argissolos, Latossolos, Neossolos e Planossolos. As PTF foram desenvolvidas utilizando técnicas de regressão múltipla, utilizando o procedimento stepwise (forward e backward) para selecionar os melhores preditores. Duas PTF foram desenvolvidas: a) incluindo todos os preditores, densidade do solo, teores de areia, silte e argila e de matéria orgânica e b) apenas com os teores de areia, silte e argila. A avaliação estatística das PTF foi feita de acordo o coeficiente de determinação (R2), o índice de Willmott (d) e o índice confiança (IC). Para avaliação da estimativa do teor de água em potenciais matriciais específicos foi utilizado a raiz do erro médio quadrado (RMSE). A avaliação funcional das PTF paramétricas foi realizada examinando o seu desempenho no contexto do modelo SWAP (Soil-Water-Atmosphere-Plant). Os parâmetros s, r, e n desenvolvidos por meio de PTF para o modelo de Van Genuchten foram introduzidos no modelo SWAP para verificar a viabilidade da utilização de funções de pedotransferência para descrever atributos físico-hídricos do solo e previsão do rendimento agrícola. Essa viabilidade foi avaliada pelo desempenho do modelo comparando suas estimativas da produtividade agrícola com valores observados. Para os parâmetros e n da equação de Van Genuchten, as PTF demonstraram baixa capacidade preditiva, no entanto, para o parâmetro r a predição foi melhor. Em potenciais matriciais específicos (-10, -33 e -1500 kPa), a capacidade preditiva das PTF foi maior, o que possibilita a utilização em modelos de simulação que requerem apenas aproximações da capacidade de campo, ponto de murcha permanente e água disponível. O desempenho das PTF específicas por classes de solo foi similar ao da PTF Geral, evidenciando que o agrupamento de solos para desenvolver as PTF por classe foi pouco vantajoso. O desempenho na estimativa do teor de água no solo foi melhor para as PTF desenvolvidas com teores granulométricos, matéria orgânica e densidade do solo. Os resultados das simulações de rendimento agrícola utilizando PTF não diferem muito daquelas que empregam outros métodos. Além disso, aplicados em séries de dados mais prolongadas, os erros são reduzidos devido à inerente variabilidade espaço-temporal da produtividade. Palavras-chaves: Pedotransferência; Modelo; Simulação; SWAP; Feijão caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.); Milho (Zea mays L.); Sorgo (Sorghum bicolor (L.) Moench) / Development of pedotransfer functions and their application in agrohydrological models Pedotransfer functions (PTF) were developed to estimate the parameters (,\'alfa\', n \'teta\'r and \'teta\'s) of the Van Genuchten (1980) soil water retention model. Data for 786 retention curves were obtained from several sources, mainly from studies from the Northeastern region of Brazil performed by universities, Embrapa and Codevasf. The data were divided in two groups: 85% of data for PTF development; and 15%, considered to be independent, for testing and validation. Besides development of general PTFs for all soils, for the classes Ultisols, Ferralsols, Entisols and Planosols specific PTFs were developed. Techniques of multiple regression, specifically the procedure stepwise (forward and backward) were used to select the best predictors. Two PTFs were developed: a) including all predictors (soil density and contents of sand, silt, clay and organic matter) and b) including only the contents of sand, silt and clay. The statistical performance of each PTF was evaluated from the coefficient of determination (R2), the Willmott index (d) and the confidence index (IC). To evaluate the prediction of soil water content at specific pressure heads, the root mean squared error (RMSE) was used. The functional evaluation of parametric PTFs was done examining performance of PTF estimated parameters in the context of the model SWAP (Soil-Water-Atmosphere-Plant). The parameters , n, r and s estimated through PTF were introduced in the model to evaluate, by comparison to observed yields, the performance of the PTF when its predictions were used to estimate agricultural productivity. The PTFs showed a low predictive capacity for parameters and n, however, for parameters r and s the fits were better. At specific pressure heads (-10, -33 and -1500 kPa), the predictive performance of the PTF was better, allowing the use in simulation models that require only values of field capacity, permanent wilting point and available water content. The performance of the specific PTF for soil classes was better than the general PTF, but the difference was small, showing that grouping of soils to develop PTF per class seems to be of little advantage. The results of the simulations of agricultural productivity, using PTF, are similar to those that use more traditional methods. Moreover, when applied in long data series the errors are reduced due to the inherent space-temporary variability of the productivity. Keywords: Pedotransfer; Model; Simulation; SWAP; Corn (Zea mays L.); Cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.); Sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench)