Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-06-08T15:18:58Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1054596 bytes, checksum: fdc390aa953bc4a046602882253fc9a0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-08T15:18:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1054596 bytes, checksum: fdc390aa953bc4a046602882253fc9a0 (MD5) Previous issue date: 2009-02-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Deformações na estrutura natural nas amostras de solo afetam grandemente os valores determinados dos parâmetros de transporte de solutos e da condutividade hidráulica da água no solo. Diante disso, objetivou-se neste trabalho desenvolver um método eficaz e prático de amostragem de solo, mantendo-se a estrutura natural da amostra; comparar os valores dos parâmetros de transporte dos íons potássio e magnésio e da condutividade hidráulica da água no solo, obtidos de amostras retiradas com o método desenvolvido, com amostras retiradas com o amostrador de Uhland e destorroadas; e simular a distribuição de concentrações residentes dos íons potássio e magnésio em dois perfis de solo, empregando o programa computacional Disp. O amostrador desenvolvido constituiu-se de partes fixa e móvel. As amostras de solo foram coletadas em um Argissolo Vermelho Amarelo eutrófico (PVAe) e em um Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico (LVAd), no município de Viçosa, MG. Os valores dos fatores de retardamento (R), coeficientes dispersivo-difusivo (D) e dos coeficientes de distribuição (Kd) foram calculados utilizando-se o programa computacional Disp. Os parâmetros de mobilidade dos íons e de condutividade hidráulica foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas utilizando-se o teste de Tukey, a 5 % de significância. Utilizando-se da ferramenta do programa computacional Disp, foram realizadas simulações da concentração residente dos íons potássio e magnésio em função da profundidade no perfil dos solos e do tempo de aplicação da solução de potássio e magnésio. Testes em campo comprovaram ser o equipamento eficaz ao permitir retirar amostras com diâmetro de 0,11 m e comprimento de até 1,0 m, dependendo da especificação do amostrador e do tipo de solo. Além disto, é um aparelho de fácil operacionalidade. As médias dos valores da condutividade hidráulica e dos parâmetros de transporte de solutos no solo, obtidas a partir de amostras com estrutura, retiradas com o amostrador desenvolvido, diferiram significativamente das outras modalidades de amostras. A análise dos resultados e as simulações comprovaram que a manutenção da estrutura natural do solo é fundamental, quando se deseja empregar esses parâmetros em programas computacionais para simular condições em campo. / Deformations in the natural structure of the soil samples greatly affect the values of hydraulic conductivity and transport parameters of the soil solutes. Thus, this work aimed to develop an effective and practical method for sampling of soil, maintaining the natural structure of the sample, compare the values of hydraulic conductivity and parameters of transport of ions potassium and magnesium from samples taken with the developed method, samples taken with the Uhland’s sampler and deformed samples, besides simulate the distribution of resident concentrations of ions potassium and magnesium in two soil profiles, using the computer program Disp. The developed sampler consisted of shares fixed and mobile. Soil samples were collected in a Red Yellow Eutrophic Argisol (PVAe) and a Red-Yellow Distrophic Latosol (LVAd), in Viçosa, MG. The values of retardation factors (R), dispersive-diffusive coefficient (D) and distribution coefficients (Kd) were calculated using the computer program Disp. The parameters of mobility of ions and hydraulic conductivity were submitted to analysis of variance and the averages compared using the Tukey test at 5% significance. The computer program Disp was used to simulate the distribution of resident concentrations of ions potassium and magnesium in two soil profiles. In field tests have proved to be effective to allow the equipment to remove sample with diameter of 0.11 m to 1.0 m in length, depending on the specification of the sampler and the soil. Furthermore, it is a device for easy operation. Mean values of hydraulic conductivity and parameters of transport of solutes in soil, obtained from samples with the structure, drawn with the sampler developed, differed significantly from other types of samples. The analysis and simulations showed that maintaining the natural structure of soil is essential, when you wish to use these parameters in computer programs to simulate conditions in the field.

Considerando a grande importância do seqüestro de carbono (C) nos solos florestais, observa-se pequena quantidade de projetos de MDL que incluem esse compartimento como agente da mitigação do aquecimento global. Isso ocorre pelo fato da quantificação dos estoques de C do solo representar maiores desafios se comparada aos demais componentes dos ecossistemas florestais. Sabendo-se das dificuldades econômicas e ambientais envolvidas na adoção desse tipo projeto e da importância das florestas na mitigação da mudança do clima, o objetivo desse trabalho foi avaliar o desempenho de metodologias para a obtenção do estoque de C do solo em duas áreas de reflorestamento e suas respectivas linhas de base (usos do solo anteriores aos plantios, i.e. pastagens e vegetações nativa), como base para diminuir a relação custo-benefício de projetos de MDL. Para alcançar o objetivo principal, a presente pesquisa foi composta das seguintes etapas: (i) estudo da variabilidade espacial do C do solo em uma área de reflorestamento com espécies nativas, estabelecida em Cotriguaçú/MT (Área I) e em uma cronossequência de plantio de eucalipto, localizada em Avaré/SP (Área II); (ii) determinação do tamanho da parcela e do nº ideal de amostras a partir da dependência espacial do C nos reflorestamentos; (iii) estimativa dos teores de C e densidades do solo (Ds) pela Espectroscopia de Reflectância no Infravermelho Próximo (NIRS) e Médio (MIRS), visando a redução dos custos analíticos sem prejuízo da qualidade dos resultados; e (iv) cálculo dos estoques de C do solo nas áreas e estimativa do balanço de carbono do projeto de MDL conduzido na Área II, utilizando a ferramenta EX-ACT (Ex-Ante Carbon Balance Tool). Os resultados obtidos confirmaram a existência de importante variabilidade espacial do C do solo nas áreas e dependência espacial forte em todos os sistemas de manejo estudados. A análise do número ideal de amostras de solo indicou que a coleta de cinco pontos por parcela é tão precisa quanto uma amostragem com mais pontos. O tamanho ideal das parcelas variou de 361-841 m2 nos plantios da Área I e de 900-3721 m2 nos plantios da Área II. O desempenho dos métodos NIRS e MIRS na estimativa do teor de C dos solos foi bastante satisfatório, principalmente quando os modelos testados foram calibrados com quantidades entre 5-10% do conjunto de dados total. Os resultados da estimativa da Ds foram um pouco inferiores aos do C. Os estoques de C do solo obtidos na Área I foram superiores aos da Área II. Considerando apenas o solo, é possível afirmar que o potencial de geração de créditos de C é maior no reflorestamento com espécies nativas sob solo argiloso do que no reflorestamento com eucalipto em solo arenoso. O balanço de C do projeto conduzido na Área I indicou o seqüestro de quase três milhões de toneladas de CO2eq em 40 anos. Espera-se que este estudo contribua para o aumento da inclusão do solo em projetos de MDL, uma vez comprovada a possibilidade de redução dos custos associados à obtenção e determinação dos estoques de C nesse compartimento / Considering the great importance of carbon sequestration (C) in forest soils, there are few CDM projects that include this compartment as an agent of global warming mitigation. This occurs because the quantification of soil C stocks represents a bigger challenge when compared to other components of forest ecosystems. Considering the economic difficulties and environmental issues involved in adopting this type of project and the importance of forests in mitigating climate change, the objective of this study was to evaluate the performance of methods for obtaining soil C stocks in two forestry areas and their respective baselines (land use prior to planting, i.e. pastures and native vegetation) as a basis for reducing the cost-benefit ratio of CDM projects. To achieve the main objective, this research was composed of the following steps: (i) estimating the spatial variability of soil C in an area reforested with native species, established in Cotriguaçú, MT (Area I) and a Eucalyptus chronosequence, located in Avaré, SP (Area II), (ii) determining the optimal amount of soil samples and the plot size from the soil C spatial dependence range in the reforestation areas, (iii) estimating soil C content and bulk density (BD) by Near and Mid Infrared Reflectance Spectroscopy (NIRS and MIRS, respectively) to reduce analytical costs without affecting the quality of the results, and (iv) calculating soil C stocks in both areas and estimating the carbon balance of a CDM Project conducted in Area II, using EX-ACT (\"Ex-Ante Carbon Balance Tool\"). The results confirmed the existence of significant soil C spatial variability in both areas and a strong spatial dependence at all plots. The analysis of the optimal number of soil samples indicated that the sampling procedure with five points per plot is as accurate as intensive sampling. The optimum size of plots ranged from 361-841 m2 at Area I plantations and from 900-3721 m2 at Area II. The performance of MIRS and NIRS to estimate the soil carbon content was very satisfactory, especially when the models were calibrated with amounts between 5-10% of the total data set. The estimations of BD were slightly less precise than those of soil C content. The soil C stocks obtained at Area I were higher than Area II. Considering only the soil compartment, it is clear that the potential for C credit generation in a reforestation with native species on a clayey soil is higher than in a reforestation with eucalyptus on a sandy soil. The C balance of the CDM project conducted in Area I is expected to sequester almost three million tones of CO2 eq in 40 years. We hope this study contributes to the increased inclusion of soil in CDM projects, by confirming the feasibility of reducing the costs associated with both sampling and analytical procedures

The fundamental step of a fertility assessment program is soil sampling, in which the number of points collected should be sufficient to detect the spatial variability of soil attributes. However, due to soil heterogeneity, there is no agreement on the number of subsamples needed to estimate the soil properties values, with sufficient precision and representativeness. Therefore, the objective of this work is to determine the spatial variability of soil chemical attributes in areas under no-tillage system with fertilization in the line and the haul, and to establish the minimum number of subsamples necessary to form a representative composite sample within certain precision limits . The work was carried out in two properties, located in the municipality of Palmeira das Missões - RS. Soil sampling was performed at points of intersection in a square mesh of 49 points, spaced at regular intervals of 5 x 5m. The samples were collected in two different management systems, one area under no-tillage with fertilization in the line and the other with fertilization in the haul. In both areas, the soil was collected with a shovel in the 0-0.15 m depth. The evaluated attributes were: pH, P, K, Ca, Mg, H + Al, CTC, V% and MO. The data were submitted to the exploratory analysis, and the statistical parameters determined were: mean, median, minimum, maximum, standard deviation, coefficients of variation, asymmetry and kurtosis. The minimum number of subsamples required to form a representative composite sample was also determined. The ideal number of subsamples, to form a representative composite sample, will vary according to the fertilization system, error probability and error in relation to the mean. Among the precision limits studied, it was recommended to work both in the system with fertilization in the haul and in the line with probability of error α of 0.05 and error in relation to the average of 20%. Considering this same error, it is suggested to collect at least 11 to 12 subsamples per sample point, to form a representative composite sample with a cutting blade. / A etapa fundamental de um programa de avaliação da fertilidade é a amostragem do solo, na qual o número de pontos coletados deve ser suficiente para detectar a variabilidade espacial dos atributos do solo. Entretanto, em função da heterogeneidade dos solos não há uma concordância quanto ao número de subamostras necessárias para se estimar os valores das propriedades do solo, com suficiente precisão e representatividade. Portanto, o objetivo desse trabalho é determinar a variabilidade espacial dos atributos químicos do solo em áreas sob sistema plantio direto com adubação na linha e a lanço, e estabelecer o número mínimo de subamostras necessárias para formar uma amostra composta representativa dentro de determinados limites de precisão. O trabalho foi realizado em duas propriedades, localizadas no município de Palmeira das Missões – RS. A amostragem de solo foi realizada nos pontos de interseção em uma malha quadrada de 49 pontos, espaçados em intervalos regulares de 5x5 m. As amostras foram coletadas em dois sistemas de manejo diferentes, sendo uma área conduzida sob sistema plantio direto com adubação na linha e a outra com adubação a lanço. Em ambas as áreas o solo foi coletado com pá-de-corte na profundidade de 0-0,15 m. Os atributos avaliados foram: pH, P, K, Ca, Mg, H+Al, CTC, V% e MO. Os dados foram submetidos à análise exploratória, sendo que os parâmetros estatísticos determinados foram: média, mediana, mínimo, máximo, desvio padrão, coeficientes de variação, de assimetria e de curtose. Determinou-se também, o número mínimo de subamostras, necessárias para formar uma amostra composta representativa. O número ideal de subamostras, para formar uma amostra composta representativa, irá variar conforme o sistema de adubação, probabilidade de erro e o erro em relação à média. Dentre os limites de precisão estudados, recomendasse trabalhar tanto no sistema com adubação a lanço e na linha com probabilidade de erro α de 0,05 e erro em relação à média de 20%. Considerando esse mesmo erro, sugere-se coletar pelos menos 11 a 12 subamostras por ponto amostral, para formar uma amostra composta representativa com pá de corte.

Considerando a grande importância do seqüestro de carbono (C) nos solos florestais, observa-se pequena quantidade de projetos de MDL que incluem esse compartimento como agente da mitigação do aquecimento global. Isso ocorre pelo fato da quantificação dos estoques de C do solo representar maiores desafios se comparada aos demais componentes dos ecossistemas florestais. Sabendo-se das dificuldades econômicas e ambientais envolvidas na adoção desse tipo projeto e da importância das florestas na mitigação da mudança do clima, o objetivo desse trabalho foi avaliar o desempenho de metodologias para a obtenção do estoque de C do solo em duas áreas de reflorestamento e suas respectivas linhas de base (usos do solo anteriores aos plantios, i.e. pastagens e vegetações nativa), como base para diminuir a relação custo-benefício de projetos de MDL. Para alcançar o objetivo principal, a presente pesquisa foi composta das seguintes etapas: (i) estudo da variabilidade espacial do C do solo em uma área de reflorestamento com espécies nativas, estabelecida em Cotriguaçú/MT (Área I) e em uma cronossequência de plantio de eucalipto, localizada em Avaré/SP (Área II); (ii) determinação do tamanho da parcela e do nº ideal de amostras a partir da dependência espacial do C nos reflorestamentos; (iii) estimativa dos teores de C e densidades do solo (Ds) pela Espectroscopia de Reflectância no Infravermelho Próximo (NIRS) e Médio (MIRS), visando a redução dos custos analíticos sem prejuízo da qualidade dos resultados; e (iv) cálculo dos estoques de C do solo nas áreas e estimativa do balanço de carbono do projeto de MDL conduzido na Área II, utilizando a ferramenta EX-ACT (Ex-Ante Carbon Balance Tool). Os resultados obtidos confirmaram a existência de importante variabilidade espacial do C do solo nas áreas e dependência espacial forte em todos os sistemas de manejo estudados. A análise do número ideal de amostras de solo indicou que a coleta de cinco pontos por parcela é tão precisa quanto uma amostragem com mais pontos. O tamanho ideal das parcelas variou de 361-841 m2 nos plantios da Área I e de 900-3721 m2 nos plantios da Área II. O desempenho dos métodos NIRS e MIRS na estimativa do teor de C dos solos foi bastante satisfatório, principalmente quando os modelos testados foram calibrados com quantidades entre 5-10% do conjunto de dados total. Os resultados da estimativa da Ds foram um pouco inferiores aos do C. Os estoques de C do solo obtidos na Área I foram superiores aos da Área II. Considerando apenas o solo, é possível afirmar que o potencial de geração de créditos de C é maior no reflorestamento com espécies nativas sob solo argiloso do que no reflorestamento com eucalipto em solo arenoso. O balanço de C do projeto conduzido na Área I indicou o seqüestro de quase três milhões de toneladas de CO2eq em 40 anos. Espera-se que este estudo contribua para o aumento da inclusão do solo em projetos de MDL, uma vez comprovada a possibilidade de redução dos custos associados à obtenção e determinação dos estoques de C nesse compartimento / Considering the great importance of carbon sequestration (C) in forest soils, there are few CDM projects that include this compartment as an agent of global warming mitigation. This occurs because the quantification of soil C stocks represents a bigger challenge when compared to other components of forest ecosystems. Considering the economic difficulties and environmental issues involved in adopting this type of project and the importance of forests in mitigating climate change, the objective of this study was to evaluate the performance of methods for obtaining soil C stocks in two forestry areas and their respective baselines (land use prior to planting, i.e. pastures and native vegetation) as a basis for reducing the cost-benefit ratio of CDM projects. To achieve the main objective, this research was composed of the following steps: (i) estimating the spatial variability of soil C in an area reforested with native species, established in Cotriguaçú, MT (Area I) and a Eucalyptus chronosequence, located in Avaré, SP (Area II), (ii) determining the optimal amount of soil samples and the plot size from the soil C spatial dependence range in the reforestation areas, (iii) estimating soil C content and bulk density (BD) by Near and Mid Infrared Reflectance Spectroscopy (NIRS and MIRS, respectively) to reduce analytical costs without affecting the quality of the results, and (iv) calculating soil C stocks in both areas and estimating the carbon balance of a CDM Project conducted in Area II, using EX-ACT (\"Ex-Ante Carbon Balance Tool\"). The results confirmed the existence of significant soil C spatial variability in both areas and a strong spatial dependence at all plots. The analysis of the optimal number of soil samples indicated that the sampling procedure with five points per plot is as accurate as intensive sampling. The optimum size of plots ranged from 361-841 m2 at Area I plantations and from 900-3721 m2 at Area II. The performance of MIRS and NIRS to estimate the soil carbon content was very satisfactory, especially when the models were calibrated with amounts between 5-10% of the total data set. The estimations of BD were slightly less precise than those of soil C content. The soil C stocks obtained at Area I were higher than Area II. Considering only the soil compartment, it is clear that the potential for C credit generation in a reforestation with native species on a clayey soil is higher than in a reforestation with eucalyptus on a sandy soil. The C balance of the CDM project conducted in Area I is expected to sequester almost three million tones of CO2 eq in 40 years. We hope this study contributes to the increased inclusion of soil in CDM projects, by confirming the feasibility of reducing the costs associated with both sampling and analytical procedures

Sample grid s are essential when we want to represent the variation in chemical and physical properties of the soil, being essential to know its features. In this way, this study aimed to relate the efficiency and practicality of using soil sampling knits of rectangular and hexagonal type in a farm located countryside Ivorá- RS. In order to get features that help the researcher and producer in choosing the appropriate mesh to represent and diagnose their crops by means of fertility maps and application. The methodological procedures consisted of structuring the rectangular and hexagonal sampling knits of 1 ha in the CR Campeiro 7, without user interference in the point s distribution. Soil samples were collected in June 2015. So, after analysis of the spatial distribution of points in the area for each of the cases the fertility maps and application were structured. Among the main results, it is noted that both knits can represent similarly the trends that the soil presents nevertheless, the rectangular grid, due to a higher number of points, can represent the variability more expressively, but was found that when there is a change in the position and number of sampling points in a crop, the representations of the maps have differences, which at first, analyzing only the fertility maps, these differences seem small, but when structured a map of application, this difference becomes significant as it will result in greater or lesser purchase of inputs. It is emphasized that each mesh has characteristics that will inevitably vary from crop to crop, and a sampling grid should be, always, planned and adjusted according to each case, combining the knowledge of the producer and additional data available to define the same. / As malhas de amostragem são fundamentais quando desejamos representar a variação de atributos químicos e físicos do solo, sendo imprescindível conhecer suas características. Desta forma, este trabalho teve como objetivo relacionar a eficiência e a praticidade da utilização das malhas de amostragem de solo do tipo retangular e hexagonal, em uma lavoura localizada no município de Ivorá- RS. Com o propósito de buscar características que auxiliem o pesquisador e o produtor na escolha da malha adequada para representar e diagnosticar suas lavouras, através de mapas de fertilidade e de aplicação. Os procedimentos metodológicos consistiram em estruturar as malhas de amostragem retangular e hexagonal de 1 ha no Sistema CR Campeiro 7, sem a interferência do usuário na distribuição dos pontos. As respectivas coletas de solo ocorreram no mês de junho de 2015. Assim, após a análise da distribuição espacial dos pontos na área para cada um dos casos e estruturados os mapas de fertilidade e aplicação. Entre os principais resultados encontrados, salienta-se que ambas as malhas conseguem representar de forma similar as tendências que o solo apresenta, no entanto, a malha retangular, por apresentar maior número de pontos, consegue representar a variabilidade de forma mais expressiva, mas nota-se que quando há uma alteração na posição e no número de pontos amostrais em uma lavoura, as representações dos mapas apresentam diferenças, que num primeiro momento, analisando somente os mapas de fertilidade, essas diferenças parecem ser pequenas, mas quando estruturado um mapa de aplicação, essa diferença passa a ser significativa, pois resultará em maior ou menor aquisição de insumos. Salienta-se que cada malha apresenta características que, inevitavelmente, variam de lavoura para lavoura, e uma malha de amostragem deve ser, sempre, planejada e ajustada conforme cada caso, aliando o conhecimento do produtor e dados adicionais disponíveis para definição da mesma.

Define-se infiltração da água no solo como a entrada da água através da superfície do solo. O processo de infiltração separa, assim, quanto da precipitação pluvial, por exemplo, flui sobre a superfície do solo e quanto flui abaixo da superfície do solo, esta última tanto vertical como horizontalmente. Diversos fatores interferem neste processo, podendo-se destacar aqueles relacionados ao tipo de solo e declividade do terreno e às características do solo e da cobertura vegetal, bem como aquelas relacionadas à precipitação. São conhecidas diversas equações de infiltração, propostas para expressar a lei da infiltração da água em solos, que é o gráfico da taxa de infiltração da água com o tempo. São equações desenvolvidas empiricamente ou a partir de considerações físicas e aplicam-se somente a solos homogêneos e que permanecem homogêneos durante o processo. Dados da literatura têm mostrado que para nossos solos o avanço da frente de molhamento no processo de infiltração vertical também é proporcional à raiz quadrada do tempo, como a solução da equação de Richards obtida por Philip para a infiltração horizontal, porém com uma velocidade maior. Dado este fato, levanta-se a hipótese de utilizar a equação proposta por Philip para a infiltração na direção horizontal também para a direção vertical, em colunas com amostra de solo indeformada e com amostra de solo homogeneamente remodelada. Este trabalho trata do processo da infiltração de água no solo, especificamente a vertical descendente. Pretendeu-se avaliar as equações clássicas da lei da infiltração em amostras homogêneas de três solos estruturalmente distintos com estrutura deformada e indeformada. O experimento foi conduzido em latoratório, em nove colunas com amostras de três solos com características distintas, sendo um Cambissolo Háplico, um Latossolo Vermelho Amarelo distrófico e um Nitossolo Vermelho eutroférrico. As curvas da taxa de infiltração foram determinadas em laboratório e o conteúdo de água foi determinado pela técnica da atenuação gama. A equação proposta por Kostiakov para a lei da infiltração ajustou-se muito bem (máximo R2 para todos os solos, com exceção da coluna indeformada do Nitossolo) por praticamente coincidir com a equação de ajuste estatistico dos dados. Já o mesmo não ocorreu com a equação proposta por Horton para a qual os coeficientes de determinação variaram de 0,528 a 0,898 (sem considerer a amostra do Nitossolo indeformada). Com relação ao modelo de Green & Ampt que, ao contrário das equações de Kostiakov e Horton que são modelos empíricos, pode-se dizer tratar-se de um modelo semi-analítico, os ajustes dos dados também não foram muito bons (R2 variando de 0,802 a 0,898, sem considerer a amostra do Nitossolo indeformada). O modelo quase todo analítico de Philip, baseado na solução da equação de Richards para a direção horizontal, ajustou-se muito bem aos dados desta pesquisa que foi desenvolvida para a direção vertical descendente, visto que o gráfico da posição de frente de molhamento em relação a fonte de água em função da raiz quadrada do tempo de infiltração resultou numa linha reta com alto coeficiente de determinação para todas as amostras (R2 maior que 0,99 para as deformadas e R2 maior que 0,95 para as deformadas). Todos os modelos apresentaram um ajuste ruim (R2 menor que 0,1) para a coluna indeformada do solo 3 (Nitossolo). Provavelmente devido à presença de bioporo no interior da coluna, com fluxo preferencial da água ou também ao processo de amostragem que é muito dificuldato devido a forte estruturação deste solo. / Soil water infiltration is defined as the entry of water through the soil surface. The infiltration process thus separates how much of the rainfall, for example, flows over the soil surface and how much it flows below the surface of the soil, the latter both vertically and horizontally. Several factors interfere in this process, being possible to highlight those related to the type of soil and slope of the terrain and to the characteristics of the soil and vegetation cover, as well as those related to precipitation. Several infiltration equations are known, proposed to express the law of water infiltration in soils, which is the graph of the infiltration rate of water as a function of time. They are equations developed empirically or from physical considerations and apply only to homogeneous soils that remain homogeneous during the process. Literature data have shown that for our soils the advance of the wetting front in the vertical infiltration process is also proportional to the square root of the time, as the solution of the Richards equation obtained by Philip for horizontal infiltration, but with a higher velocity. Given this fact, the hypothesis is proposed to use the equation proposed by Philip for the infiltration in the horizontal direction also for the vertical direction, in columns with undisturbed soil sample and with homogeneously remodeled soil sample. This work deals especifically with the process of vertical descending soil water infiltration. It was intended to evaluate the classical equations of the infiltration law in homogeneous samples of three structurally distinct soils with disturbed and undisturbed structure. The experiment was carried out in a laboratory, in nine columns with three soils distinct characteristics, being a Haplic Cambisol, a Dystrophic Yellow Red Latosol and an eutrophic Red Nitosol. The infiltration rate curves were determined in the laboratory and the water content was determined by the gamma ray attenuation technique. The equation proposed by Kostiakov for the infiltration law adjusted very well (maximum R2 for all soils, except for the undisturbed Nitosol column) since it practically coincide with the equation of statistical fit of the data. The same did not occur with the equation proposed by Horton for which the coefficients of determination ranged from 0,528 to 0.898 (not considering the undisturbed column of Nitosol. In relation to the Green & Ampt model, unlike the Kostiakov and Horton equations that are empirical models, it can be said that it is a semi-analytical model, the data adjustments were also not good changing from 0,802 to 0,848 also not considering the undisturbed Nitosol. Philip\'s almost all-analytical model, based on the solution of the Richards equation for the horizontal direction, fitted very well the data from this work that were conducted in the downward vertical direction, since the graph of the wet facing front position the water source as a function of the square root of the infiltration time resulted in a straight line with a high coefficient of determination for all samples (R2 greater than 0.99 for the deformed and R2 greater than 0.95 for the deformed ones). All models presented a poor fit (R2 less than 0.01) for the undisturbed soil 3 column (Nitosol). Probably due to the presence of biopore inside the column, with preferential flow of water or to the sampling process that is very difficult due to the strong structure of this soil.

Define-se infiltração da água no solo como a entrada da água através da superfície do solo. O processo de infiltração separa, assim, quanto da precipitação pluvial, por exemplo, flui sobre a superfície do solo e quanto flui abaixo da superfície do solo, esta última tanto vertical como horizontalmente. Diversos fatores interferem neste processo, podendo-se destacar aqueles relacionados ao tipo de solo e declividade do terreno e às características do solo e da cobertura vegetal, bem como aquelas relacionadas à precipitação. São conhecidas diversas equações de infiltração, propostas para expressar a lei da infiltração da água em solos, que é o gráfico da taxa de infiltração da água com o tempo. São equações desenvolvidas empiricamente ou a partir de considerações físicas e aplicam-se somente a solos homogêneos e que permanecem homogêneos durante o processo. Dados da literatura têm mostrado que para nossos solos o avanço da frente de molhamento no processo de infiltração vertical também é proporcional à raiz quadrada do tempo, como a solução da equação de Richards obtida por Philip para a infiltração horizontal, porém com uma velocidade maior. Dado este fato, levanta-se a hipótese de utilizar a equação proposta por Philip para a infiltração na direção horizontal também para a direção vertical, em colunas com amostra de solo indeformada e com amostra de solo homogeneamente remodelada. Este trabalho trata do processo da infiltração de água no solo, especificamente a vertical descendente. Pretendeu-se avaliar as equações clássicas da lei da infiltração em amostras homogêneas de três solos estruturalmente distintos com estrutura deformada e indeformada. O experimento foi conduzido em latoratório, em nove colunas com amostras de três solos com características distintas, sendo um Cambissolo Háplico, um Latossolo Vermelho Amarelo distrófico e um Nitossolo Vermelho eutroférrico. As curvas da taxa de infiltração foram determinadas em laboratório e o conteúdo de água foi determinado pela técnica da atenuação gama. A equação proposta por Kostiakov para a lei da infiltração ajustou-se muito bem (máximo R2 para todos os solos, com exceção da coluna indeformada do Nitossolo) por praticamente coincidir com a equação de ajuste estatistico dos dados. Já o mesmo não ocorreu com a equação proposta por Horton para a qual os coeficientes de determinação variaram de 0,528 a 0,898 (sem considerer a amostra do Nitossolo indeformada). Com relação ao modelo de Green & Ampt que, ao contrário das equações de Kostiakov e Horton que são modelos empíricos, pode-se dizer tratar-se de um modelo semi-analítico, os ajustes dos dados também não foram muito bons (R2 variando de 0,802 a 0,898, sem considerer a amostra do Nitossolo indeformada). O modelo quase todo analítico de Philip, baseado na solução da equação de Richards para a direção horizontal, ajustou-se muito bem aos dados desta pesquisa que foi desenvolvida para a direção vertical descendente, visto que o gráfico da posição de frente de molhamento em relação a fonte de água em função da raiz quadrada do tempo de infiltração resultou numa linha reta com alto coeficiente de determinação para todas as amostras (R2 maior que 0,99 para as deformadas e R2 maior que 0,95 para as deformadas). Todos os modelos apresentaram um ajuste ruim (R2 menor que 0,1) para a coluna indeformada do solo 3 (Nitossolo). Provavelmente devido à presença de bioporo no interior da coluna, com fluxo preferencial da água ou também ao processo de amostragem que é muito dificuldato devido a forte estruturação deste solo. / Soil water infiltration is defined as the entry of water through the soil surface. The infiltration process thus separates how much of the rainfall, for example, flows over the soil surface and how much it flows below the surface of the soil, the latter both vertically and horizontally. Several factors interfere in this process, being possible to highlight those related to the type of soil and slope of the terrain and to the characteristics of the soil and vegetation cover, as well as those related to precipitation. Several infiltration equations are known, proposed to express the law of water infiltration in soils, which is the graph of the infiltration rate of water as a function of time. They are equations developed empirically or from physical considerations and apply only to homogeneous soils that remain homogeneous during the process. Literature data have shown that for our soils the advance of the wetting front in the vertical infiltration process is also proportional to the square root of the time, as the solution of the Richards equation obtained by Philip for horizontal infiltration, but with a higher velocity. Given this fact, the hypothesis is proposed to use the equation proposed by Philip for the infiltration in the horizontal direction also for the vertical direction, in columns with undisturbed soil sample and with homogeneously remodeled soil sample. This work deals especifically with the process of vertical descending soil water infiltration. It was intended to evaluate the classical equations of the infiltration law in homogeneous samples of three structurally distinct soils with disturbed and undisturbed structure. The experiment was carried out in a laboratory, in nine columns with three soils distinct characteristics, being a Haplic Cambisol, a Dystrophic Yellow Red Latosol and an eutrophic Red Nitosol. The infiltration rate curves were determined in the laboratory and the water content was determined by the gamma ray attenuation technique. The equation proposed by Kostiakov for the infiltration law adjusted very well (maximum R2 for all soils, except for the undisturbed Nitosol column) since it practically coincide with the equation of statistical fit of the data. The same did not occur with the equation proposed by Horton for which the coefficients of determination ranged from 0,528 to 0.898 (not considering the undisturbed column of Nitosol. In relation to the Green & Ampt model, unlike the Kostiakov and Horton equations that are empirical models, it can be said that it is a semi-analytical model, the data adjustments were also not good changing from 0,802 to 0,848 also not considering the undisturbed Nitosol. Philip\'s almost all-analytical model, based on the solution of the Richards equation for the horizontal direction, fitted very well the data from this work that were conducted in the downward vertical direction, since the graph of the wet facing front position the water source as a function of the square root of the infiltration time resulted in a straight line with a high coefficient of determination for all samples (R2 greater than 0.99 for the deformed and R2 greater than 0.95 for the deformed ones). All models presented a poor fit (R2 less than 0.01) for the undisturbed soil 3 column (Nitosol). Probably due to the presence of biopore inside the column, with preferential flow of water or to the sampling process that is very difficult due to the strong structure of this soil.

O conhecimento da variabilidade espacial dos atributos químicos do solo é fundamental quando se pensa em uma agricultura mais rentável e ambientalmente sustentável. A heterogeneidade do solo inicia com os processos pedogenéticos, que têm interação direta com os elementos climáticos e os fatores bióticos que vão se sucedendo ao longo do tempo. As amostragens de solo usuais contemplam a coleta de pequeno número de amostras, retiradas na profundidade de 0 - 0,20 m. Estas amostragens produzem resultados insuficientes para proporcionar a correção do solo conforme a variabilidade espacial de suas características. Este trabalho objetivou avaliar a variabilidade dos atributos químicos pH, soma de bases (SB), capacidade de troca catiônica (T) e saturação por bases (V%), em duas áreas, sob sistema de plantio convencional (SPC) e direto na palha (SPD), em bioma de cerrado, no município de Uberaba, MG. A área em plantio convencional é irrigada por pivô central, distando 500 m da área em SPD, cultivada em regime de sequeiro. Estabeleceu-se, para cada sistema, um grid de amostragem de 200 x 400 m, com 45 pontos georreferenciados, distantes 50 m entre si. Foram coletadas cinco subamostras em cada ponto, nas profundidades 0 - 0,5, 0,05 - 0,10, 0,10 - 0,15 e 0,15 - 0,20 m. As amostras foram analisadas para determinação dos valores de pH, SB, T e V%. Os dados foram submetidos à estatística descritiva, determinando-se média, mediana, moda, desvio padrão, coeficiente de variação, assimetria, curtose, valores mínimo e máximo e amplitude. A estatística clássica permite avaliar possíveis variações entre os atributos, sem, contudo, considerar a posição espacial dos pontos de amostragem. Com a utilização dos variogramas e da interpolação dos dados, por krigagem, é possível caracterizar a variabilidade espacial dos atributos de um solo e definir a amplitude do domínio de cada amostragem. Através do software GS+, foi avaliada a dependência espacial, por meio do ajuste de semivariogramas, predominando o modelo exponencial, seguido pelo esférico. Os resultados indicaram haver variabilidade espacial dos atributos avaliados, com teores variando entre as classes baixa a alta. Observou-se menor variação vertical dos atributos na área em SPC. Na área sob SPD, a camada de 0 - 0,10 m apresentou maiores teores de todos atributos. Com exceção da saturação por bases, na camada de 0,10 - 0,15 m, no SPD, todas as outras variáveis apresentaram dependência espacial, possibilitando, assim, a confecção dos mapas de krigagem. O alcance da dependência espacial variou entre 51 a 220 m, no SPC, e de 55 m a 155 m no SPD. A utilização das técnicas de geoestatística permitiu um melhor entendimento da dinâmica da variabilidade dos atributos do solo nos sistemas avaliados. / The understanding of the spatial variability of soil chemical attributes is crucial when thinking about a more profitable and environmentally sustainable agriculture. Soil heterogeneity begins with the pedogenetic processes, which have direct interaction with the climatic elements and the biotic factors happening over time. The usual soil sampling contemplates the collection of small number of samples, taken at depths of 0 to 0,20 m. These samplings produce insufficient results to provide soil correction, according to the spatial variability of its characteristics. This study aimed to evaluate the variability of the chemical attributes pH, cation exchange capacity (CEC), sum of bases (SB) and base saturation percentage (BS%), in two areas, under conventional and notillage planting systems, in Brazilian Cerrado biome, located in Uberaba, MG. The area in conventional tillage is irrigated by center pivot, 500 m away from the no-till area, cultivated under rainfed conditions. A sampling grid of 200 x 400 m was established for each system, with 45 georeferenced points, 50 m apart each other. Five subsamples were collected at each point, at depths 0 - 0,05, 0,05 - 0,10, 0,10 - 0,15 and 0,15 - 0,20 m. The samples were analyzed for pH, SB, CEC and BS% values. Data were submitted to descriptive statistics, determining mean, median, mode, standard deviation, coefficient of variation, asymmetry, kurtosis, minimum and maximum values and skewness. The classical statistics allowed to evaluate possible variations among the attributes, without, however, consider the spatial position of the sampling points. With the use of variograms and data interpolation, by kriging, it is possible to characterize the spatial variability of the soil attributes and define the domain amplitude of each sampling. By GS + software, the spatial dependence was evaluated by adjusting semivariograms, prevailing the exponential model, followed by spherical. Results indicated spatial variability of the evaluated attributes, with levels varying from low to high classes. In the no-till area lower vertical variation of the attributes was observed. Horizontal variability was significant, with spatial dependence occurring for all variables. In the no tillage area, layer 0 - 0,10 m presented higher levels of all attributes. Except for the attribute BS%, from layer 0,10 - 0,15 m in no-tillage system, all other variables showed spatial dependence, thus enabling the creation of kriging maps. The spatial dependence range varied from 51 m to 220 m in conventional system and from 55 m to 155 m in no tillage system. The use of geostatistical techniques allowed a better understanding of soil attributes variability dynamics in the studied systems. / Dissertação (Mestrado)

Submitted by Neusa Fagundes (neusa.fagundes@unioeste.br) on 2018-09-06T14:42:33Z No. of bitstreams: 2 Leticia_Canton2018.pdf: 4218996 bytes, checksum: c5b6517613a487f781ed3cb408edc6ff (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-06T14:42:33Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Leticia_Canton2018.pdf: 4218996 bytes, checksum: c5b6517613a487f781ed3cb408edc6ff (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-02-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Trading competition has demanded to the Brazilian agribusiness greater production at lower costs. Thus, the Precision Agriculture (AP) comes to light as an alternative, which can identify the spatial variability of physical and chemical soil properties, in order to better know the agricultural area and, consequently, raise crop yield standard. Regardless of the PA’s use, knowing the spatial variability of a variable in the agricultural area requires adequate sampling planning that allows collecting as few sample points as possible, avoiding too many costs and maintaining quality in sampling. Regardless of the PA’s management, it is required to know the spatial variability of a variable in an agricultural area and this also asks for an adequate sample planning that makes possible the collection of the least number of sampling points, in order to avoid too much cost and to keep quality in sampling. So, this trial aimed at reducing the number of sample points collected by calculating the effective sample size (ESS). The univariate and multivariate ESS value was estimated for georeferenced variables with normal probability distribution using two methodologies: Griffith and Vallejos and Osorio. This study was carried out with simulated data, varying the values of the nugget effect as well as the range attributed to the variables, and with physical-chemical attributes of a soil. Therefore, variables do not always have normal probability distribution, mainly due to the presence of discrepant points. Thus, the value of univariate effective sample size for stationary and isotropic stochastic processes was estimated, considering that the covariance structure had a t-Student probability distribution. According to the multivariate results from variables with normal probability distribution, there was a decrease in the number of sample points from 48% to 93%. In both univariate and multivariate cases, the estimated ESS was lower by the Griffith method, indicating that this suggestion can make feasible a larger decrease in sample size. Univariate results derived from attributes with Student’s t-distribution showed a decrease from 40% to 95% in the number of sample points. Such variation in the sample size is justified by the different values of the spatial dependence parameters presented by the variables. It was also recorded that the radius of spatial dependence was the parameter with the greatest influence on the estimated value of uni and multivariate ESS, and the higher its value, because the smaller the effective sample size, the larger is the decrease in the sample size. / A concorrência de mercado impõe ao agronegócio brasileiro que se produza mais a custos cada vez menores. Para tal, uma das alternativas é a utilização da Agricultura de Precisão (AP), que possibilita identificar a variabilidade espacial das propriedades físico-químicas do solo, de modo a conhecer melhor a área agrícola e, consequentemente, elevar o nível de produtividade das culturas. Independente do emprego da AP, é necessário conhecer a variabilidade espacial de uma variável na área agrícola e tal demanda exige planejamento amostral adequado que viabilize coletar o mínimo possível de pontos amostrais para evitar custos demasiados e manter a qualidade na amostragem. Um dos objetivos desse trabalho é reduzir o número de pontos amostrais coletados a partir do cálculo do tamanho amostral efetivo (ESS). Foi estimado o valor do ESS univariado e multivariado para variáveis georreferenciadas com distribuição normal de probabilidade utilizando-se duas metodologias: a de Griffith e a de Vallejos e Osorio. O estudo foi realizado com dados simulados, variando os valores do efeito pepita e alcance atribuídos às variáveis, e com atributos físico-químicos do solo. Nem sempre as variáveis têm distribuição normal de probabilidade, devido principalmente à presença de pontos discrepantes. Desta forma, estimou-se o valor do tamanho amostral efetivo univariado para processos estocásticos estacionários e isotrópicos, considerando-se que a estrutura de covariância apresentava distribuição de probabilidade t-Student. Diante dos resultados multivariados provenientes de variáveis com distribuição de probabilidade normal, constatou-se uma redução no número de pontos amostrais que variou entre 48% e 93%. Tanto no caso uni quanto multivariado, o valor estimado do ESS foi menor pelo método de Griffith, indicando que essa proposta viabiliza maior redução no tamanho amostral. Os resultados univariados derivados dos atributos com distribuição t-Student mostraram redução entre 40% e 95% no número de pontos amostrais. Tal variação na redução do tamanho amostral é justificada pelos diferentes valores dos parâmetros de dependência espacial apresentados pelas variáveis. Verificou-se ainda que o raio de dependência espacial foi o parâmetro que exerceu maior influência no valor estimado do ESS uni e multivariado, sendo que quanto maior seu valor, menor o tamanho amostral efetivo e, consequentemente, maior a redução no tamanho amostral.

Submitted by Jorge Silva (jorgelmsilva@ufrrj.br) on 2017-08-03T18:16:36Z No. of bitstreams: 1 2017 - Jose Roberto Moreira Ribeiro Gon?alves.pdf: 2652122 bytes, checksum: a01db58ccd026d3e5dc25d586d1ee8ac (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-03T18:16:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017 - Jose Roberto Moreira Ribeiro Gon?alves.pdf: 2652122 bytes, checksum: a01db58ccd026d3e5dc25d586d1ee8ac (MD5) Previous issue date: 2017-02-17 / Precision agriculture has been an alternative to reduce costs in agriculture and environmental gain, and can also facilitate the localized and rational application of inputs, with positive economic, environmental and social results. Soil sampling techniques studies from the use of new sensors available in the market becomes fundamental importance. The objective of this work was to compare fertilizer recommendation maps based on three different soil sampling methods to evaluate the economic and environmental component. The experiment was carried out in three distinct areas in the cities of Guarapuava and Cantagalo, both in the state of Paran?, under no-tillage system, with crops rotation of soy, oat, corn, wheat and barley. The used sampling methods were: by altitude management zones, sample meshes and electrical conductivity oriented sampling (CEa). The soil samples for the method of altitude management zones were performed after the zones definition. Mesh sampling was performed at the density of one sample per ha. The guided sampling was carried out after the definition of management zones by electrical conductivity of the soil, through the use of soil approach sensor. From the results of the laboratory analysis, recommendation maps were made for limestone, phosphorus, potassium and nitrogen application to allow comparison between methods, volumes, environmental factors and costs. With the accomplishment of this study it was possible to evaluate the spatial variability of the soil attributes, comparing the fertilizer volumes recommended, estimating the global economic cost of using the technology by sensor, as well as all the used inputs, equipment and implements. From the environmental point of view, it was possible to quantitatively and spatially evaluate the behavior of the applications of each fertilizer by sampling method. Taking the Meshes Samples method as reference, it was presented as a better alternative compared to the other methods, however, the use of soil sensors have been presented as viable technologies that need further improvement in order to provide productivity, costs reduction and consequent economic and environmental gain. / A agricultura de precis?o tem sido uma alternativa para redu??o de custos na agricultura e ganho ambiental, podendo ainda facilitar a aplica??o localizada e racional dos insumos, com resultados econ?micos, ambientais e sociais positivos. O estudo das t?cnicas amostrais de solo a partir do uso de novos sensores dispon?veis no mercado torna-se de fundamental import?ncia. Objetivou-se no presente trabalho, comparar mapas de recomenda??o de fertilizantes baseados em tr?s diferentes m?todos de amostragem do solo para avalia??o do componente econ?mico e ambiental. O experimento foi realizado em tr?s ?reas distintas nos munic?pios de Guarapuava e Cantagalo, ambos no estado do Paran?, sob sistema de plantio direto, com rota??o das culturas de soja, aveia, milho, trigo e cevada. Os m?todos amostrais utilizados foram: por zonas de manejo por altitude, malhas amostrais e amostragem orientada por condutividade el?trica (CEa). As amostras de solo para o m?todo zonas de manejo por altitude foram realizadas ap?s a defini??o das zonas. A amostragem em malha foi realizada na densidade de uma amostra por ha. A amostragem orientada foi realizada ap?s a defini??o das zonas de manejo por condutividade el?trica do solo, por meio do uso de sensor de aproxima??o do solo. A partir dos resultados das an?lises laboratoriais, foram confeccionados mapas de recomenda??o para aplica??o de Calc?rio, F?sforo, Pot?ssio e Nitrog?nio de forma a permitir a compara??o entre os m?todos, volumes, fatores ambientais e custos. Com a realiza??o deste estudo foi poss?vel avaliar a variabilidade espacial dos atributos do solo, comparando os volumes dos fertilizantes recomendados, estimar o custo econ?mico global da utiliza??o da tecnologia via sensor, bem como de todos os insumos, equipamentos e implementos utilizados. Sob o ponto de vista ambiental, foi poss?vel avaliar de maneira quantitativa e espacial o comportamento das aplica??es cada fertilizante por m?todo amostral. Tomando-se o m?todo de Malhas Amostrais como refer?ncia, o mesmo se apresentou como a alternativa mais vi?vel comparado com os demais m?todos, por?m, o uso dos sensores do solo tem se apresentado como tecnologias vi?veis que carecem de maior aperfei?oamento no sentido de propiciar produtividade, redu??o de custos e consequente ganho econ?mico e ambiental.