The hardsetting soils may be found for almost the whole Brazilian coastal area of the Coastal Tablelands. They are characterized by presenting an accentuated increment in their mechanical resistance, which causes restrictions in the soil preparation and in the plants growth. These happen due to hardsetting soils become hard to extremely hard when dry, and crumbly when humid. Ceara is one of the northeast States that possess an extensive coastal area of Coastal Tablelands, with more than 10.000 km2 of hardsetting soils. Taking this into account, it was hypothesized that hardsetting soils of Ceara State had the same physical and chemical restrictions identified in hardsetting soils in other of Coastal Tablelands. The general objective of this thesis was to identify the occurrence of hardsetting soils in the Ceara State as well as to evaluate their behavior by using the morphological, physical, and micromorphological attributes, and image analysis. To accomplish the general objective three specific objectives were established. Each specific objective led to the accomplishment of one research, and is presented as a chapter of this thesis. In the first research was identified and characterized the occurrence of hardsetting soils in Ceara by using morphologic, chemical and physical attributes. In the second research, it was studied the behavior of a hardsetting Gray Argisol by using soil physical attributes, specifically: tensile strength (RT), soil resistance to penetration (RP), soil bulk density (Ds), and pore size distribution (PT). In the last research, the soil micromorphological features were studied, giving emphasis to the distribution, size and orientation of the pores in the more denser and less denser areas of the hardsetting horizon, by using image analysis. The results of the first research showed that the hardsetting horizons found in Ceara are similar to the hardsetting horizons found in other Brazilian States. The results regarding the second research indicated that the RT, RP and Ds values were higher in the hardsetting soil of Ceara than those measured in other hardsetting soils of the Coastal Tablelands. In the third research was observed that the existent natural compaction in the hardsetting horizons of Ceara influences the amount of pores as well as their shape and orientation, and that the denser areas, measured by image analysis, were the main factor that influenced the soil porosity, being responsible for the increase in the soil mechanical resistance. / Os solos coesos ocorrem por quase toda a faixa litorânea brasileira ocupada pelos Tabuleiros Costeiros, e caracterizam-se por apresentar um incremento acentuado na sua resistência, a qual causa restrições no seu preparo e no crescimento das plantas. Isso ocorre devido ao mesmo apresentar-se duro a extremamente duro, quando seco e friável quando úmido. Dentre os Estados da região nordeste que possuem uma extensa área litorânea ocupada pelos Tabuleiros está o Ceará, com mais de 10.000 km2 ocupados por solos que podem ser enquadrados dentro do contexto de solos coesos. Com isso levantou-se a hipótese de que os solos coesos do Estado do Ceará apresentam as mesmas restrições físicas e químicas encontradas em outros solos pertencentes aos Tabuleiros Costeiros. O objetivo geral desta tese foi identificar a ocorrência de solos coesos no Estado do Ceará, bem como, avaliar o seu comportamento através do uso de atributos morfológicos, físicos, micromorfológicos e análise de imagens. Para alcançar o objetivo geral foram estabelecidos três objetivos específicos. Cada objetivo específico contemplou um trabalho e é apresentado como um capítulo desta tese. No primeiro procurou-se identificar e caracterizar a ocorrência de solos coesos no Ceará, usando atributos morfológicos, químicos e físicos. No segundo, foi feita uma análise do comportamento de um Argissolo Acinzentado coeso através do uso de atributos físicos, especificamente: resistência tênsil (RT), resistência do solo à penetração (RP), densidade do solo (Ds) e distribuição da porosidade total (PT). No terceiro e último trabalho realizou-se um detalhamento microscópico dos solos estudados, dando ênfase à distribuição, tamanho e orientação dos poros nas áreas adensadas e abertas (menos adensadas) do horizonte coeso, através do uso da análise de imagens. Os resultados do primeiro trabalho mostraram que os horizontes coesos encontrados no Ceará, apresentam-se semelhantes aos horizontes coesos encontrados em outros Estados brasileiros. Os resultados referentes ao segundo trabalho evidenciaram que os valores de RT, RP e Ds, mostraram-se mais elevados no solo coeso do Ceará, do que em outras áreas de Tabuleiros Costeiros estudadas no Brasil. No terceiro trabalho foi observado que o adensamento natural existente nos horizontes coesos do Ceará, além de influenciar a quantidade de poros, também influencia o seu formato e a sua orientação, e que as áreas adensadas, medidas por análise de imagem, foram os principais fatores que influenciaram o espaço poroso do solo, sendo responsável pelo aumento na resistência do solo.

Submitted by Nathália Faria da Silva (nathaliafsilva.ufv@gmail.com) on 2017-06-29T17:13:07Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 12127530 bytes, checksum: eb3e96e4c4436e27b68b14d7404692bb (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-29T17:13:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 12127530 bytes, checksum: eb3e96e4c4436e27b68b14d7404692bb (MD5) Previous issue date: 2005-04-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Com o objetivo de caracterizar e avaliar os possíveis mecanismos de formação de horizonte coeso e fragipã de solos do Ambiente Barreiras foram coletados perfis de Argissolos Vermelhos, Amarelos e Acinzentados, assim como Espodossolos, em três toposseqüências. Suas amostras foram analisadas física, química, mineralógica e micromorfologicamente, com prioridade para a caracterização cristaloquímica dos óxidos de ferro e das caulinitas. Os principais resultados encontrados foram: a) os teores de Fe, Si e Al extraídos por DCB e oxalato, e suas relações, sugerem que a gênese dos horizontes coesos não se deve a presença de agentes cimentantes; b) as análises químicas, físicas e micromorfológica indicam que a gênese dos horizontes coesos deve-se ao maior conteúdo de argilas muito finas, principalmente menores que 0,2 μm, translocadas entre horizonte ou dentro do mesmo horizonte, como argila dispersa; c) a análise dos espectros de DRX, aplicando-se o método de Rietveld, sugere a coexistência de caulinitas com caráter triclínico e caulinitas com caráter monoclínoco; d) por meio de modelo matemático adequado e características dos espectros de DRX (forma, largura a meia altura, etc.) foi possível estimar a dimensão média do cristalito no plano viii001 das caulinitas estudadas; e) as caulinitas menores que 0,2 μm apresentaram morfologia diferente e correlacionada com o material de origem, sendo observadas partículas predominantemente euedrais hexagonais naqueles solos derivados de rochas do Pré-Cambriano, e predominantemente esféricas, naqueles desenvolvidos de sedimentos do Grupo Barreiras; f) o valor médio de substituição isomórfica de Fe por Al (SI) das goethitas foi de 0,27 mol mol -1 , sendo condizentes com os valores estimados por modelos matemáticos propostos pela literatura científica, indicando a necessidade de realização de novos estudos com a finalidade de se demonstrar a existência de relações entre os parâmetros cristalográficos de goethitas naturais e sua propriedades químicas. / Aiming to characterize and evaluate the possible formation mechanisms of the cohesive horizon and fragipan of the soils in Barreiras environment, some profiles were collected from Albaquults, Rhodudults and Hapludults as well as Spodosols at three toposequences. The physical, chemical, mineralogical and micromorphological analyses were performed for their samples, with priority for the crystalochemical characterization of the iron and kaolinite oxides. The main results were: a) the contents of Fe, Si and Al extracted from DCB and oxalate as well as their relationships rather suggest that the genesis of the cohesive horizons is not due the presence of cementing agents; b) the chemical, physical and micromorphological analyses indicate the genesis of the cohesive horizons to be due to the highest content of very fine clays, mainly smaller than 0.2 m, that translocated either among horizons or inside of the same horizon as dispersed clay; c) the analysis of DRX spectra, by application of the Rietveld method suggests the coexistence of the triclinic-characterized kaolinites and monoclinic-characterized kaolinites; d) the use of the appropriate mathematical model and the DRX spectra characteristics (form, width at half-height, etc.) made possible to estimate the average dimension of the crystallite on the plan x001 of the studied kaolinites; and) the kaolinites smaller than 0.2 μm showed different morphology and were correlated with the parent material, as shower by the predominantly hexagonal euhedral particles which were observed in those soils derived from Pre-Cambrian rocks, as well as the predominantly spherical ones in those soils developed from Barreiras Group sediments; f) the average value of isomorphic substitution of Fe by Al of the goethites was 0.27 mol mol -1 , in disagreement with the values estimated by the mathematical models proposed in the scientific literature. This indicate the need for further studies targeted at demonstrating the existence of relationships between the crystalographic parameters of natural goethites and their chemical properties.

Submitted by Nathália Faria da Silva (nathaliafsilva.ufv@gmail.com) on 2017-06-20T11:45:08Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 5018911 bytes, checksum: c165d315b4ec5118fd1293d13fac6a70 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-20T11:45:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 5018911 bytes, checksum: c165d315b4ec5118fd1293d13fac6a70 (MD5) Previous issue date: 2001-11-22 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O presente estudo teve por objetivo caracterizar física, química, mineralógica e micromorfologicamente solos de duas toposseqüências: Argissolo Amarelo Distrófico latossólico → Espodossolo Ferrocárbico Órtico dúrico; Argissolo Amarelo Distrófico planossólico e Argissolo Amarelo Distrófico abrúptico → solo com fragipã e duripã 1 , desenvolvidos de sedimentos pertencentes ao Grupo Barreiras, bem como solo formado a partir do embasamento cristalino. A caracterização proposta visava avaliar os possíveis mecanismos físicos, químicos e mineralógicos que ocasionam a pedocimentação temporária nos horizontes com coesão em Argissolos Amarelos, bem como a pedocimentação mais consistente e pouco variável com a umidade em solo com fragipã e duripã. Os solos das duas toposseqüências apresentaram diferenciação quanto às características morfológicas e físicas (textura), principalmente no que se refere à manifestação do caráter coeso. Os Adotou-se esta designação pelo solo não enquadrar-se em nenhuma das classes propostas por EMBRAPA-CNPS (1999) valores de densidade do solo tanto para os horizontes coesos quanto para o fragipã e duripã foram elevados, guardando uma relação inversa com o teor em matéria orgânica. O menor incremento em matéria orgânica, favoreceu o maior ajuste face a face da caulinita, o que resultou em um estado de coesão mais pronunciado. Os resultados obtidos, na presente pesquisa, indicam que a sílica e o alumínio desempenham papel relevante na gênese de fragipã e duripã, com presença determinante na manifestação das referidas feições. Nos Argissolos Amarelos, os baixos teores de sílica recuperada pelo ditonito e pelo oxalato, principalmente nos horizontes coesos, não causaram abaixamento significativo do PCZ. Nestes, a mineralogia essencialmente caulinítica e a sua forma placóide favorecem o ajuste cerrado entre as partículas mineralógicas, o que sugere que o mecanismo de coesão é meramente físico e se desfaz rapidamente com a umidade. No caso do solo com fragipã e duripã, o ajuste entre as partículas do solo é intensificado pela presença de hidroxialuminossilicatos que funcionam como um cimento. Neste caso, em particular, a presença ou não de gibbsita parece não influenciar no processo, pois o mecanismo é físico-químico e envolve adsorção de material amorfo como ligante entre as partículas. As principais características micromorfológicas, observadas nos horizontes coeso, fragipã e duripã foram: pequena quantidade de poros, ausência de atividade biológica e presença de grande quantidade de argilãs de deposição. De acordo com esta observação, o horizonte mais endurecido é o Cx do solo com fragipã e duripã, da base do tabuleiro da segunda toposseqüência, seguido pelos dois horizontes coesos do Argissolo Amarelo Distrófico planossólico e do Argissolo Amarelo Distrófico abrúptico. O menos coeso é o horizonte BA do Argissolo Amarelo Distrófico latossólico, do topo do tabuleiro da primeira toposseqüência. A mineralogia caulinítica e o ajuste face a face das suas lâminas parecem definir, nos horizontes coeso, fragipã e duripã, uma distribuição dos grãos em relação ao plasma do tipo porfirogrânica, onde os grãos estão envoltos num plasma denso, contínuo, com pouca tendência ao desenvolvimento do padrão aglutinado, que só foi encontrado nos horizontes livre de coesão do Argissolo Amarelo Distrófico latossólico com traços de gibbsita, e no horizonte C 2 do solo com fragipã e duripã, na área da lâmina sem a manifestação do fragipã. / This study aimed to characterizethe physical, chemical, and micromorphological attributes of soils in two toposequences: (1) latossolic Dystrophic Yellow Argisol → duric Ortic Ferrocarbic Spodosol; (2) planossolic Dystrophic Yellow Argisol and abrupt Dystrophic Yellow Argisol → soils with fragipan and duripan, developed from Barreiras Group sediments, compared with a soil developed from the crystalline basement. The proposed characterization aimed to evaluate possible physical, chemical and mineralogical attributes related to soil cementation in the horizons with seasonal cohesion in Yellow Argisols, and a more unvariable, consistent cementation in soils with fragipan and duripan. Soils in both toposequences differed in their morphological and physical (textural) characteristics, notably in the cohesive character display. Soil density values for both cohesive horizons and fragipans and duripans were high, having an inverse relation to organic matter content. Slight increases in organic matter favored the face-to-face arrangement of kaolinite crystals, resulting in greater cohesion. The results indicated that silica and aluminium played a prominent role in the genesis of fragipan and duripan. xiIn the in the Yellow Argisols, the low contents of silica recovered by dithionite and oxalate in cohesive horizons have not caused a significant PCZ decrease. In these, the essentially kaolinitic mineralogy and its sheet-like form favor de close adjustment between particles suggesting that cohesion is mainly physical, easily breaking apart with wetting. As for fragipan and duripan soils, the particles adjustment is intensified by the presence of aluminosilicates cements. In this case, the presence or absence of gibbsite does not appear to influence the process, since the mechanism is physical-chemical, involving adsorption of amorphous material, such as ligants between the particles. The main micromorphological characteristics observed in the cohesive, fragipan and duripan horizons were: lower porosity, absence of biological activity and presence of a large depositional clay cutans. According to this observation, the most hardened horizon is Cx of fragipan and duripan soil, on the basis of the second toposequence plateau, followed by two cohesive horizons of planosolic Dystrophic Yellow Argisol and abruptic Dystrophic Yellow Argisol. The least cohesive is the BA horizon in the latossolic Dystrophic Yellow Argisol, from the top of the first sequence plateau. Kaolinitic mineralogy and the face-to-face arrangement of crystals in the cohesive, fragipan and duripan horizons create a distribution of grains in relation to the plasma of the porfirogranic type, where grains are surrounded by a dense, continuous plasma, with litlle tendency to develop an agglutinic pattern. The agglutinic pattern was found only in the cohesion-free friable horizons of latossolic Dystrophic Yellow Argisol – with gibbsite traces - and in the C horizon with fragipan and duripan in areas in the thin section where pans were absent.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / The Coastal Plains exhibit cohesive soils, which can cause physical impediments to root penetration and water dynamics. However, in the genesis of these horizons are not completely understood. Thus, the aim of the present study was to evaluate the influence of amorphous compounds in the genesis of cohesive horizons in soils of different textures of the Coastal Plains of CearÃ, as well as verify, through physical behavior of these soils in the presence and absence of these compounds. This study also aimed to evaluate the influence of wetting and drying cycles in the density of these soils. To evaluate the effect of amorphous compounds in soil cohesion, we used samples from the air-dried cohesive horizons 9 soil profiles of the state of CearÃ, these being subjected to two treatments: with and without extraction of amorphous compounds. The samples (with and without extraction) were subjected to 3 cycles of wetting and drying, and subsequently, the penetration resistance (PR), hydraulic conductivity and bulk density were determined. To assess the influence of wetting and drying cycles in the density of these soils were performed 3 different levels of wetting and drying cycles (3, 6, 9 cycles). After these cycles, penetration resistance resistance and density were evaluated. The additions of silica and aluminum low crystalline (amorphous) in cohesive soils show that these compounds contribute jointly in the genesis of these horizons. Regardless of texture, soil that passed through the extraction process of amorphous compounds showed a significant reduction in soil resistance to penetration and density. It was found that these soils, the hydraulic conductivity was higher than that observed in soil without extraction of amorphous compounds. Thus, it is clear the contribution of these compounds in the hardening in cohesive soils. With regard to the effects of wetting and drying cycles assessed characteristics of the soil (RP and density), it was observed that in general, increasing the number of cycles caused a subtle increase in bulk density. Soils that have gone by 9 cycles of wetting and drying showed a remarkable increase in RP in relation to soils soils that have undergone 3and 6 cycles. / Os Tabuleiros Costeiros apresentam solos com carÃter coeso, os quais podem ocasionar impedimento fÃsico à penetraÃÃo das raÃzes e à dinÃmica da Ãgua. No entanto, a gÃnese desses horizontes nÃo està completamente esclarecida. Dessa forma, objetivou-se com o presente trabalho avaliar a influÃncia de compostos amorfos na gÃnese de horizontes com carÃter coeso em solos de diferentes texturas dos Tabuleiros Costeiros do CearÃ, bem como verificar, atravÃs de anÃlises fÃsicas o comportamento desses solos na presenÃa e na ausÃncia desses compostos. Objetivou-se tambÃm, avaliar a influÃncia de ciclos de umedecimento e secagem no adensamento desses solos. Para avaliaÃÃo do efeito dos compostos amorfos na coesÃo dos solos, foram utilizadas amostras de TFSA de horizontes com carÃter coeso de 9 perfis de solo do estado do CearÃ, sendo estas, submetidas a 2 tratamentos: com e sem extraÃÃo de compostos amorfos. As amostras (com e sem extraÃÃo) foram submetidas a 3 ciclos de umedecimento e secagem e, posteriormente, a resistÃncia à penetraÃÃo (RP), condutividade hidrÃulica e densidade do solo foram determinadas. Para avaliaÃÃo da influÃncia dos ciclos de umedecimento e secagem no adensamento desses solos, foram aplicados 3 diferentes nÃmeros de ciclos de umedecimento e secagem (3, 6, 9 ciclos). ApÃs esses ciclos, a resistÃncia do solo à penetraÃÃo e densidade foram avaliadas. Os acrÃscimos de sÃlica e de alumÃnio de baixa cristalinidade (amorfos) nos horizontes coesos evidenciam que esses compostos contribuem conjuntamente na gÃnese destes horizontes. Independente da textura, os solos que passaram pelo processo de extraÃÃo de compostos amorfos apresentaram uma reduÃÃo significativa na resistÃncia do solo à penetraÃÃo e na densidade. Verificou-se que nesses solos, a condutividade hidrÃulica foi superior Ãquela observada nos solos sem a extraÃÃo dos compostos amorfos. Desse modo, fica clara a contribuiÃÃo desses compostos no endurecimento dos solos coesos. No que se refere aos efeitos dos ciclos de umedecimento e secagem nas caracterÃsticas avaliadas do solo (RP e densidade), observou-se que de um modo geral, o aumento do nÃmero de ciclos provocou um sutil aumento na densidade do solo. Os solos que passaram pelos 9 ciclos de umedecimento e secagem apresentaram um aumento significativo na RP em relaÃÃo aos solos que solos que passaram por 3 e 6 ciclos.

VIEIRA, J. M. Contribuição de compostos de baixa cristalinidade e ciclos de umedecimento e secagem na gênese do caráter coeso em solos do Ceará. 2013. 113 f. Dissertação (Mestrado em Agronomia/Solos e Nutrição de Plantas) - Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Francisco Lacerda (lacerda@ufc.br) on 2014-09-15T21:14:20Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_jmvieira.pdf: 2099698 bytes, checksum: 7f029a50ce3af091b31c7de215d0b00d (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2014-09-23T21:37:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_jmvieira.pdf: 2099698 bytes, checksum: 7f029a50ce3af091b31c7de215d0b00d (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-23T21:37:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_jmvieira.pdf: 2099698 bytes, checksum: 7f029a50ce3af091b31c7de215d0b00d (MD5) Previous issue date: 2013 / Os Tabuleiros Costeiros apresentam solos com caráter coeso, os quais podem ocasionar impedimento físico à penetração das raízes e à dinâmica da água. No entanto, a gênese desses horizontes não está completamente esclarecida. Dessa forma, objetivou-se com o presente trabalho avaliar a influência de compostos amorfos na gênese de horizontes com caráter coeso em solos de diferentes texturas dos Tabuleiros Costeiros do Ceará, bem como verificar, através de análises físicas o comportamento desses solos na presença e na ausência desses compostos. Objetivou-se também, avaliar a influência de ciclos de umedecimento e secagem no adensamento desses solos. Para avaliação do efeito dos compostos amorfos na coesão dos solos, foram utilizadas amostras de TFSA de horizontes com caráter coeso de 9 perfis de solo do estado do Ceará, sendo estas, submetidas a 2 tratamentos: com e sem extração de compostos amorfos. As amostras (com e sem extração) foram submetidas a 3 ciclos de umedecimento e secagem e, posteriormente, a resistência à penetração (RP), condutividade hidráulica e densidade do solo foram determinadas. Para avaliação da influência dos ciclos de umedecimento e secagem no adensamento desses solos, foram aplicados 3 diferentes números de ciclos de umedecimento e secagem (3, 6, 9 ciclos). Após esses ciclos, a resistência do solo à penetração e densidade foram avaliadas. Os acréscimos de sílica e de alumínio de baixa cristalinidade (amorfos) nos horizontes coesos evidenciam que esses compostos contribuem conjuntamente na gênese destes horizontes. Independente da textura, os solos que passaram pelo processo de extração de compostos amorfos apresentaram uma redução significativa na resistência do solo à penetração e na densidade. Verificou-se que nesses solos, a condutividade hidráulica foi superior àquela observada nos solos sem a extração dos compostos amorfos. Desse modo, fica clara a contribuição desses compostos no endurecimento dos solos coesos. No que se refere aos efeitos dos ciclos de umedecimento e secagem nas características avaliadas do solo (RP e densidade), observou-se que de um modo geral, o aumento do número de ciclos provocou um sutil aumento na densidade do solo. Os solos que passaram pelos 9 ciclos de umedecimento e secagem apresentaram um aumento significativo na RP em relação aos solos que solos que passaram por 3 e 6 ciclos.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-07-04T12:57:49Z No. of bitstreams: 1 Diego Vandeval Maranhao de Melo.pdf: 1332312 bytes, checksum: 71f89e5f58465c3e66aab445d4c43e39 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-04T12:57:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Diego Vandeval Maranhao de Melo.pdf: 1332312 bytes, checksum: 71f89e5f58465c3e66aab445d4c43e39 (MD5) Previous issue date: 2013-02-26 / Water soluble polymers are characterized as efficient flocculating agent whose application in soils with cohesive horizons influence, potentially, improving the physical quality and thus extends the agricultural potential of these soils. In this context, the polyacrylamide (PAM) is characterized by its versatility as a chemical amendment, one of the most important commercial polymers for agricultural purposes. Thus, this research proposed to assess the soils quality of the Coastal Tablelands of Pernambuco State inferred by the reduction of the cohesion and improving physical and hydraulic properties by application of PAM as chemical amendment. Therefore, we evaluated three horizons (one cohesive and two non cohesive) of an cohesive Yellow Argisol and, for comparative purposes, we selected the horizon that expresses the maximum cohesion of a Yellow Latosol. We examined PAM aqueous solutions (12.5, 50.0, 100.0 mg kg-1) and distilled water (control). The attributes avaluated were: aggregate stability and aggregate size distribution, resistance penetration, saturated hydraulic conductivity, porosity (macroporosity + mesoporosity + microporosity), characteristics of the water retention curve, plasticity limit, water dispersible clay, cation exchange capacity and Al3+ exchangeable. Treatment mean comparisons were made using the Scott-Knott honestly significant difference test at a significance level of 0,05. The PAM solutions increased structural stability of cohesive horizons, but the improving physical of cohesive horizons was controlled by the intrinsic characteristics of the horizons and of the PAM molecule used in the research. Studies with other formulations of PAM related cohesive character are necessary for their mitigation and understanding of soil-polymer interactions. / Polímeros solúveis em água caracterizam-se como eficientes agentes floculantes, cuja aplicação em solos com horizontes de caráter coeso condiciona a melhoria da qualidade física e, assim, amplia a aptidão agrícola destes solos. A poliacrilamida (PAM) é caracterizada pela sua versatilidade como condicionador químico, sendo um dos mais importantes polímeros comerciais para fins agrícolas. Assim, essa pesquisa propôs avaliar a qualidade de solos dos Tabuleiros Costeiros de Pernambuco com a aplicação de PAM como condicionador químico. Para isto, foram avaliados três horizontes (sendo um coeso e dois não coesos) de um ARGISSOLO AMARELO e, para fins comparativos, foi selecionado o horizonte que expressa a máxima coesão de um LATOSSOLO AMARELO. Como tratamentos, foram aplicadas soluções aquosas de PAM (12,5; 50,0; 100,0 mg kg-1) e água destilada (controle). Os atributos avaliados foram: estabilidade e distribuição de agregados, resistência do solo à penetração do sistema radicular; condutividade hidráulica do solo saturado; porosidade total (macroporosidade + mesoporosidade + microporosidade), limite de plasticidade, argila dispersa em água, capacidade de troca de cátions e Al3+ trocável. Os dados foram avaliados por meio de estatística descritiva e teste de comparação de médias de Scott-Knott a 5% de probabilidade. As soluções de PAM aumentaram a estabilidade estrutural dos horizontes coesos, porém a melhoria físico-hídrica destes horizontes foi controlada pelas características intrínsecas dos horizontes e da molécula de PAM utilizada na pesquisa. Estudos com outras formulações de PAM relacionados ao caráter coeso fazem-se necessárias para sua atenuação e entendimento das interações polímero-solo. Termos para indexação: Poliânions, floculação-dispersão, horizonte coeso.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-08-02T13:03:43Z No. of bitstreams: 1 Jose de Almeida Lima Neto.pdf: 1283654 bytes, checksum: 647edd756bf378ebf2a0602490e5ae6c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-02T13:03:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jose de Almeida Lima Neto.pdf: 1283654 bytes, checksum: 647edd756bf378ebf2a0602490e5ae6c (MD5) Previous issue date: 2008-05-30 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The present work aimed at to characterize and to evaluate the possible formation mechanisms of cohesive horizons, in the soils of the Coastal Plain, searching to understand its genesis and to identify parameter that cans complement the definition of the cohesive character. For this, a profile of Yellow Argisol, Gray Argisol and two Yellow Latosol were collected and sampled cohesive and not cohesive horizonts. The samples were physics, chemistry, mineralogical and micromorphological analyzed. The presence of horizons with outstanding differences among the degrees of consistence of the dry and humid soil was verified, classified as cohesive horizons, observed so much in the areas under forests as in the areas under cultivation, being, therefore, considered of pedogenetic nature. The sílica and Aluminum contents, extracted with DCB and oxalate didn't presents high on cohesive horizons, suggesting that its genesis is not due to the presence of cementing agents. The morphology and soil density, allied to the determination of the specific surface area were shown efficient in the identification of the soils studied. The analyse resunts suggest that the cohesive horizon genesis presents two different phases, being its base initially formed by the illuviation of very fine clay, clogging the soil pores, happening later a loss of iron on the top, collapsing the structure, improving the face-toface the kaolinite adjustment. / O presente trabalho objetivou caracterizar e avaliar os possíveis mecanismos de formação de horizontes coesos, em solos dos Tabuleiros Costeiros, buscando entender sua gênese e identificar parâmetro que possam complementar a definição do caráter coeso. Para isto, foram coletados um perfil de Argissolo Amarelo, um de Argissolo Acinzentado e dois de Latossolo Amarelos, amostrando-se seus horizontes coesos e não coesos. As amostras foram analisadas física, química, mineralógica e micromorfologicamente. Constatou-se a presença de horizontes com diferenças marcantes entre os graus de consistência do solo seco e úmido, classificados como horizontes coesos, observados tanto nas áreas sob florestas como nas áreas sob cultivo, sendo, portanto, consideradas de natureza pedogenética. Os teores de sílicio e alumínio, extraídos com ditionito-citrato-bicarbonato e oxalato não se apresentaram elevados nos horizontes coesos, sugerindo que sua gênese não se deve à presença de agentes cimentantes. A morfologia e a densidade do solo, aliadas à determinação da superfície específica se mostraram eficientes na identificação dos horizontes coesos dos solos estudados. Os resultados das análises sugerem que a gênese do horizonte coeso apresenta duas fases distintas, sendo sua base formada inicialmente pela iluviação de argila muito fina, entupindo os poros do solo, ocorrendo posteriormente uma perda de ferro na parte superior, colapsando a estrutura, favorecendo o ajuste face a face da caulinita.

Os solos coesos ocorrem por quase toda a faixa litorânea brasileira ocupada pelos Tabuleiros Costeiros, e caracterizam-se por apresentar um incremento acentuado na sua resistência, a qual causa restrições no seu preparo e no crescimento das plantas. Isso ocorre devido ao mesmo apresentar-se duro a extremamente duro, quando seco e friável quando úmido. Dentre os Estados da região nordeste que possuem uma extensa área litorânea ocupada pelos Tabuleiros está o Ceará, com mais de 10.000 km2 ocupados por solos que podem ser enquadrados dentro do contexto de solos coesos. Com isso levantou-se a hipótese de que os solos coesos do Estado do Ceará apresentam as mesmas restrições físicas e químicas encontradas em outros solos pertencentes aos Tabuleiros Costeiros. O objetivo geral desta tese foi identificar a ocorrência de solos coesos no Estado do Ceará, bem como, avaliar o seu comportamento através do uso de atributos morfológicos, físicos, micromorfológicos e análise de imagens. Para alcançar o objetivo geral foram estabelecidos três objetivos específicos. Cada objetivo específico contemplou um trabalho e é apresentado como um capítulo desta tese. No primeiro procurou-se identificar e caracterizar a ocorrência de solos coesos no Ceará, usando atributos morfológicos, químicos e físicos. No segundo, foi feita uma análise do comportamento de um Argissolo Acinzentado coeso através do uso de atributos físicos, especificamente: resistência tênsil (RT), resistência do solo à penetração (RP), densidade do solo (Ds) e distribuição da porosidade total (PT). No terceiro e último trabalho realizou-se um detalhamento microscópico dos solos estudados, dando ênfase à distribuição, tamanho e orientação dos poros nas áreas adensadas e abertas (menos adensadas) do horizonte coeso, através do uso da análise de imagens. Os resultados do primeiro trabalho mostraram que os horizontes coesos encontrados no Ceará, apresentam-se semelhantes aos horizontes coesos encontrados em outros Estados brasileiros. Os resultados referentes ao segundo trabalho evidenciaram que os valores de RT, RP e Ds, mostraram-se mais elevados no solo coeso do Ceará, do que em outras áreas de Tabuleiros Costeiros estudadas no Brasil. No terceiro trabalho foi observado que o adensamento natural existente nos horizontes coesos do Ceará, além de influenciar a quantidade de poros, também influencia o seu formato e a sua orientação, e que as áreas adensadas, medidas por análise de imagem, foram os principais fatores que influenciaram o espaço poroso do solo, sendo responsável pelo aumento na resistência do solo. / The hardsetting soils may be found for almost the whole Brazilian coastal area of the Coastal Tablelands. They are characterized by presenting an accentuated increment in their mechanical resistance, which causes restrictions in the soil preparation and in the plants growth. These happen due to hardsetting soils become hard to extremely hard when dry, and crumbly when humid. Ceara is one of the northeast States that possess an extensive coastal area of Coastal Tablelands, with more than 10.000 km2 of hardsetting soils. Taking this into account, it was hypothesized that hardsetting soils of Ceara State had the same physical and chemical restrictions identified in hardsetting soils in other of Coastal Tablelands. The general objective of this thesis was to identify the occurrence of hardsetting soils in the Ceara State as well as to evaluate their behavior by using the morphological, physical, and micromorphological attributes, and image analysis. To accomplish the general objective three specific objectives were established. Each specific objective led to the accomplishment of one research, and is presented as a chapter of this thesis. In the first research was identified and characterized the occurrence of hardsetting soils in Ceara by using morphologic, chemical and physical attributes. In the second research, it was studied the behavior of a hardsetting Gray Argisol by using soil physical attributes, specifically: tensile strength (RT), soil resistance to penetration (RP), soil bulk density (Ds), and pore size distribution (PT). In the last research, the soil micromorphological features were studied, giving emphasis to the distribution, size and orientation of the pores in the more denser and less denser areas of the hardsetting horizon, by using image analysis. The results of the first research showed that the hardsetting horizons found in Ceara are similar to the hardsetting horizons found in other Brazilian States. The results regarding the second research indicated that the RT, RP and Ds values were higher in the hardsetting soil of Ceara than those measured in other hardsetting soils of the Coastal Tablelands. In the third research was observed that the existent natural compaction in the hardsetting horizons of Ceara influences the amount of pores as well as their shape and orientation, and that the denser areas, measured by image analysis, were the main factor that influenced the soil porosity, being responsible for the increase in the soil mechanical resistance.

Alguns dos mais freqüentes parâmetros utilizados como indicadores de qualidade do solo são: resistência tênsil de agregados (RT); densidade do solo (Ds); textura e curva de retenção de água do solo (CRAS). O objetivo deste estudo foi avaliar e desenvolver métodos para a determinação destes parâmetros e testar o uso de condicionadores químicos na redução do caráter coeso de solos, propondo alterações que tornem esses parâmetros mais precisos. Para RT foi proposto o uso do dinamômetro IMPAC, como equipamento alternativo ao KALATEC. Foram utilizados agregados (diâmetro 22,2 mm) do horizonte diagnóstico de um ARGISSOLO ACINZENTADO coeso, localizados em Pacajus-CE. Na determinação da Ds, avaliou-se a viabilidade do uso de um verniz automotivo como revestimento, substituto à resina saran na impermeabilização de agregados. Foram realizados ensaios preliminares para estabilidade desses agregados, número de imersões no verniz e tempo de secagem. Para validação da metodologia foram utilizados, além dos solos coesos e não coesos de Pacajus-CE, outros cinco solos, coletados em Piracicaba-SP. Na seleção da metodologia para análise granulométrica (AG) foram testados seis métodos: hidrômetro (com uma e quatro leituras); pipeta; micro-pipeta; método rápido e o do IAC, em 20 amostras de TFSA dos horizontes A e/ou B provenientes de 16 perfis de solos representativos dos estados de Santa Catarina e Rio Grande do Sul, com teores de argila entre 6 e 81 %. A comparação entre os métodos supracitados foi realizada com base em: ajuste por regressão linear entre as frações granulométricas determinadas pelo método da pipeta versus os demais; mudanças na classe textural indicadas no triângulo textural; e o melhor ajuste entre a fração argila e a umidade do solo retida na tensão 1500 kPa. Dados de retenção da água no solo, obtidos a partir do equipamento WP4-T, foram ajustados pelo modelo proposto em Genuchten (1980). Para avaliar o uso de condicionadores químicos na redução do caráter coeso de solos, a partir de medidas da RT, foram testados dois polímeros aniônicos (PAM). No Brasil, utilizaram-se os agregados coesos de Pacajus-CE, nos quais aplicou-se PAM por capilaridade. Na Austrália, usaram-se agregados de um solo hardsetting e o PAM foi aplicado com spray (líquido) ou a lanço (sólido), combinado com condicionadores a base de cálcio (sulfato e cloreto). Os valores da RT determinados por ambos os equipamentos (IMPAC e KALATEC) não diferiram entre si. No entanto, o IMPAC reduziu em quase 50 % o tempo de análise, com exatidão e precisão satisfatórias, o que reitera sua viabilidade em substituir o KALATEC. Os resultados da Ds demonstraram que o verniz automotivo Lazzudur é uma excelente alternativa à resina saran, além de reduzir o custo e o tempo de análise. Com relação à escolha do método para AG, a comparação entre os métodos mostrou que o do hidrômetro com uma leitura como uma alternativa viável, devido a sua simplicidade nos procedimentos de análises. A aplicação de PAM nos agregados dos solos coesos de Pacajus-CE não diminuiu a sua RT, sugerindo-se a redução das taxas aplicadas. A aplicação de PAM combinado com gesso refletiu na melhoria da qualidade física dos solos coesos da Austrália, reduzindo os valores da RT desses solos. / Some of the most common parameters used as indicators of soil quality are tensile strength of aggregates (TS), bulk density (Bd), texture and soil water retention curve (SWRC). The aims of this work were to: (i) evaluate and develop methods for determining these parameters; (ii) test the use of the chemical conditioners in reducing the character of cohesive soil. The less expensive IMPAC dynamometer was proposed to TS analysis, as alternative equipment to KALATEC. Aggregates (22.2 mm diameter) from cohesive soil Ultisol, located in northeast of Brazil were used. The feasibility of using automotive varnish to coat soil clods for bulk density measurement was evaluated for replacing SARAN resin. Preliminary tests were conducted to determine the clod stability, the number of immersions of clod in the varnish and drying time of the varnish. To confirm this methodology, clods of the cohesive and not cohesive Ultisol soil from northeast of Brazil and the other five soils from southern of Brazil were used. Six methods were evaluated for measuring particle size analysis (PSA): Hydrometer (with one and four readings); pipette, micro-pipette, \"rapid method\" and IAC method (Brazilian institute) using 20 samples of the A and/or B horizons of air dried soil from 16 soil profiles more significant of Santa Catarina and Rio Grande do Sul States, with clay range from 6 to 81 %. The comparison among these methods was conducted by: fitting linear regression between the pipette method versus the other; changing in textural class in the textural triangle; and the best fitting between fraction clay and soil moisture hold in 1500 kPa tension. Soil water retention data by WP4-T equipment were fitted by the model proposed in Genuchten (1980). Changes of TS of the cohesive soil after treatment with two kinds of anionic polymer (PAM) were investigated. In Brazil, clods from northeast were used and the PAM was applied by capillarity in the laboratory. In Australia, clods of a hardsetting soil were used and the PAM was applied by spray (liquid) or spread (solid), besides of conditioners based calcium (chloride and sulfate). No significant difference was detected at TS values determined by both of equipments tested. However, IMPAC equipment reduced time of analysis by almost 50%, with high accuracy, as a result it can replace the KALATEC equipment. Bulk density data showed that the automotive varnish is an excellent alternative to SARAN resin. The simpler procedure for determination of PSA was the hydrometer method (one reading), consequently, it was preferred than the other. The application of PAM at cohesive soils, from northeast of Brazil, did not reduce TS due to the high PAM concentration used in this study. This result suggests to need to reduce PAM rates. Gypsum an

Alguns dos mais freqüentes parâmetros utilizados como indicadores de qualidade do solo são: resistência tênsil de agregados (RT); densidade do solo (Ds); textura e curva de retenção de água do solo (CRAS). O objetivo deste estudo foi avaliar e desenvolver métodos para a determinação destes parâmetros e testar o uso de condicionadores químicos na redução do caráter coeso de solos, propondo alterações que tornem esses parâmetros mais precisos. Para RT foi proposto o uso do dinamômetro IMPAC, como equipamento alternativo ao KALATEC. Foram utilizados agregados (diâmetro 22,2 mm) do horizonte diagnóstico de um ARGISSOLO ACINZENTADO coeso, localizados em Pacajus-CE. Na determinação da Ds, avaliou-se a viabilidade do uso de um verniz automotivo como revestimento, substituto à resina saran na impermeabilização de agregados. Foram realizados ensaios preliminares para estabilidade desses agregados, número de imersões no verniz e tempo de secagem. Para validação da metodologia foram utilizados, além dos solos coesos e não coesos de Pacajus-CE, outros cinco solos, coletados em Piracicaba-SP. Na seleção da metodologia para análise granulométrica (AG) foram testados seis métodos: hidrômetro (com uma e quatro leituras); pipeta; micro-pipeta; método rápido e o do IAC, em 20 amostras de TFSA dos horizontes A e/ou B provenientes de 16 perfis de solos representativos dos estados de Santa Catarina e Rio Grande do Sul, com teores de argila entre 6 e 81 %. A comparação entre os métodos supracitados foi realizada com base em: ajuste por regressão linear entre as frações granulométricas determinadas pelo método da pipeta versus os demais; mudanças na classe textural indicadas no triângulo textural; e o melhor ajuste entre a fração argila e a umidade do solo retida na tensão 1500 kPa. Dados de retenção da água no solo, obtidos a partir do equipamento WP4-T, foram ajustados pelo modelo proposto em Genuchten (1980). Para avaliar o uso de condicionadores químicos na redução do caráter coeso de solos, a partir de medidas da RT, foram testados dois polímeros aniônicos (PAM). No Brasil, utilizaram-se os agregados coesos de Pacajus-CE, nos quais aplicou-se PAM por capilaridade. Na Austrália, usaram-se agregados de um solo hardsetting e o PAM foi aplicado com spray (líquido) ou a lanço (sólido), combinado com condicionadores a base de cálcio (sulfato e cloreto). Os valores da RT determinados por ambos os equipamentos (IMPAC e KALATEC) não diferiram entre si. No entanto, o IMPAC reduziu em quase 50 % o tempo de análise, com exatidão e precisão satisfatórias, o que reitera sua viabilidade em substituir o KALATEC. Os resultados da Ds demonstraram que o verniz automotivo Lazzudur é uma excelente alternativa à resina saran, além de reduzir o custo e o tempo de análise. Com relação à escolha do método para AG, a comparação entre os métodos mostrou que o do hidrômetro com uma leitura como uma alternativa viável, devido a sua simplicidade nos procedimentos de análises. A aplicação de PAM nos agregados dos solos coesos de Pacajus-CE não diminuiu a sua RT, sugerindo-se a redução das taxas aplicadas. A aplicação de PAM combinado com gesso refletiu na melhoria da qualidade física dos solos coesos da Austrália, reduzindo os valores da RT desses solos. / Some of the most common parameters used as indicators of soil quality are tensile strength of aggregates (TS), bulk density (Bd), texture and soil water retention curve (SWRC). The aims of this work were to: (i) evaluate and develop methods for determining these parameters; (ii) test the use of the chemical conditioners in reducing the character of cohesive soil. The less expensive IMPAC dynamometer was proposed to TS analysis, as alternative equipment to KALATEC. Aggregates (22.2 mm diameter) from cohesive soil Ultisol, located in northeast of Brazil were used. The feasibility of using automotive varnish to coat soil clods for bulk density measurement was evaluated for replacing SARAN resin. Preliminary tests were conducted to determine the clod stability, the number of immersions of clod in the varnish and drying time of the varnish. To confirm this methodology, clods of the cohesive and not cohesive Ultisol soil from northeast of Brazil and the other five soils from southern of Brazil were used. Six methods were evaluated for measuring particle size analysis (PSA): Hydrometer (with one and four readings); pipette, micro-pipette, \"rapid method\" and IAC method (Brazilian institute) using 20 samples of the A and/or B horizons of air dried soil from 16 soil profiles more significant of Santa Catarina and Rio Grande do Sul States, with clay range from 6 to 81 %. The comparison among these methods was conducted by: fitting linear regression between the pipette method versus the other; changing in textural class in the textural triangle; and the best fitting between fraction clay and soil moisture hold in 1500 kPa tension. Soil water retention data by WP4-T equipment were fitted by the model proposed in Genuchten (1980). Changes of TS of the cohesive soil after treatment with two kinds of anionic polymer (PAM) were investigated. In Brazil, clods from northeast were used and the PAM was applied by capillarity in the laboratory. In Australia, clods of a hardsetting soil were used and the PAM was applied by spray (liquid) or spread (solid), besides of conditioners based calcium (chloride and sulfate). No significant difference was detected at TS values determined by both of equipments tested. However, IMPAC equipment reduced time of analysis by almost 50%, with high accuracy, as a result it can replace the KALATEC equipment. Bulk density data showed that the automotive varnish is an excellent alternative to SARAN resin. The simpler procedure for determination of PSA was the hydrometer method (one reading), consequently, it was preferred than the other. The application of PAM at cohesive soils, from northeast of Brazil, did not reduce TS due to the high PAM concentration used in this study. This result suggests to need to reduce PAM rates. Gypsum an