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Influência do tamanho da amostra na determinação da curva de retenção da água no solo / Sample size effect on the determination of the soil water retention curve

Silva, Maria Laiane do Nascimento 25 May 2016 (has links)
A curva de retenção da água no solo é um dos principais instrumentos para avaliar a qualidade física dos solos e possibilitar seu manejo adequado. Por meio da Teoria da Capilaridade vários equipamentos foram desenvolvidos para determinar a intensidade com que a água está retida ao solo, porém, pouco se tem dado atenção para verificar se os pressupostos para o real funcionamento da teoria estão sendo atendidos. Um aspecto refere-se ao tamanho da amostra utilizada para determinar a curva de retenção, de modo que haja continuidade dos feixes capilares na amostra e placa porosa. Desta forma, este trabalho propõe avaliar diferentes tamanhos de amostra indeformada para a determinação da curva de retenção. Para isso, coletaram-se amostras em anéis volumétricos cilíndricos de três tamanhos (altura) diferentes (T1 - 0,075 m; T2 - 0,05 m; T3 - 0,025 m;) e mesmo diâmetro interno (0,07 m), dos horizontes diagnósticos de um Latossolo e um Nitossolo em áreas experimentais da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq/USP), Piracicaba - SP. Realizou-se a caracterização física destes solos, por meio da análise granulométrica, densidade do solo, densidade de partículas, porosidade total e teor de carbono orgânico. As curvas foram determinadas para cada tamanho de amostra, utilizando-se o Funil de Haines, para as tensões 0,5, 1, 4, 6 e 10 kPa, e a Câmara de Pressão de Richards para 33, 100 e 500 kPa. As curvas de retenção foram ajustadas pelo modelo utilizado por van Genuchten. Estimadas as curvas, avaliou-se a distribuição de poros do solo das amostras, determinando-se a curva de frequência acumulada de poros em função do logaritmo do raio e, depois pela diferenciação das equações de ajuste das curvas de retenção, a curva diferencial de frequência acumulada de poros. Os resultados mostram que o Latossolo, por ter textura arenosa no horizonte estudado, não apresentou diferença significativa nas curvas de retenção para os tamanhos das amostras estudadas. Verificou-se pouca modificação na distribuição dos poros deste solo, que possui teor elevado das frações areia fina e muito fina, e desenvolveram papel importante para a retenção de água. O Nitossolo, por sua vez, apresentou diferença significativa da curva obtida pela amostra de menor tamanho (T3), havendo maior retenção de água com a diminuição do tamanho da amostra. Devido a sua textura muito argilosa, o arranjo estrutural deste solo foi diferenciado ao se utilizar as amostras maiores, com provável interrupção e descontinuidade dos feixes capilares. Consequentemente, houve também alteração na distribuição dos poros, com redução dos mesoporos e aumento dos microporos. Desta forma, pode-se concluir que o tamanho da amostra influenciou a curva de retenção da água devido à complexidade estrutural do solo, que provavelmente é diferente nas amostras maiores por causa da continuidade dos feixes capilares, principalmente no Nitossolo. Em outras palavras, quanto menor o tamanho da amostra há menor diferenciação no arranjo de poros, ou seja, maior proximidade da real condição do solo e, assim, uma interpretação da retenção de água \"mais correta\" por meio da Teoria da Capilaridade. / The soil water retention curve is one of main tools to assess the physical quality of the soil and to make possible its adequate management. By means of the Capillary Theory, many instruments have been developed to determine the water retention forces in soil, but, little attention has been given to check whether the assumptions for the application of the theory are being attended. One aspect relates to the sample size used to determine the retention curve, so that there is capillary continuity of the sample and porous plate. Thus, this study aimed to evaluate different sizes of undisturbed cylindrical samples for determination of the retention curve. The samples were collected from diagnostic horizons of Latosol and a Nitosol, in experimental areas of the Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq/USP), Piracicaba - SP. Three volumetric rings with three different heights (T1 - 0,075 m; T2 - 0,05 m; T3 - 0,025 m;), were used the diameter of the rings were the same for the three sizes (0,07 m). The physical characterization soils were made by the granulometric analysis, bulk density, particle density, porosity and organic carbon. The curves were determined for each sample size, using the Haine\'s funnel, for tensions 0.5, 1, 4, 6 and 10 kPa, and Richard\'s pressure chamber for 33, 100 and 500 kPa. The pore size distribution of the soil was evoluated first by determining the cumulative frequency curve of pore radius, and then, by differentiating fitling equation of fluis curve to obtain a differential curve of pore cumulative frequency. The retention curves were fitted by the model used by Van Genuchtem. The results showed that in the Latosol there was no significant difference in retention curves for the sizes of the samples studied. There was little change in pore distribution of the fluis soil with high content of fractions fine and very fine sand, that developes significant role in soil water retention. The Nitosol exhibited significant difference of the curve obtained by the smallest size sample (T3), with greater water retention with the decreasing of the sample size. Because of its very clayey texture, the structural arrangement of this soil was different when larger samples were used, with probable interruption and discontinuity of capillaries. Consequently there was also a change in the pore distribution, with reduction of mesopores and an increase of micropores. Thus, itean be conclude that the sample size influenced the soil water retention curve due to the structural complexity of the soil that probably is different in the bigger sample because of the continuity of the capillary budles fluit was more affected in the Nitosol. In other words, the smaller the sample size, the smaller the difference in the arrangement of pores, that is, more closeness of the actual condition of the soil and so a \"more correct\" interpretation of soil water retention by capillary theory.
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Influência do tamanho da amostra na determinação da curva de retenção da água no solo / Sample size effect on the determination of the soil water retention curve

Maria Laiane do Nascimento Silva 25 May 2016 (has links)
A curva de retenção da água no solo é um dos principais instrumentos para avaliar a qualidade física dos solos e possibilitar seu manejo adequado. Por meio da Teoria da Capilaridade vários equipamentos foram desenvolvidos para determinar a intensidade com que a água está retida ao solo, porém, pouco se tem dado atenção para verificar se os pressupostos para o real funcionamento da teoria estão sendo atendidos. Um aspecto refere-se ao tamanho da amostra utilizada para determinar a curva de retenção, de modo que haja continuidade dos feixes capilares na amostra e placa porosa. Desta forma, este trabalho propõe avaliar diferentes tamanhos de amostra indeformada para a determinação da curva de retenção. Para isso, coletaram-se amostras em anéis volumétricos cilíndricos de três tamanhos (altura) diferentes (T1 - 0,075 m; T2 - 0,05 m; T3 - 0,025 m;) e mesmo diâmetro interno (0,07 m), dos horizontes diagnósticos de um Latossolo e um Nitossolo em áreas experimentais da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq/USP), Piracicaba - SP. Realizou-se a caracterização física destes solos, por meio da análise granulométrica, densidade do solo, densidade de partículas, porosidade total e teor de carbono orgânico. As curvas foram determinadas para cada tamanho de amostra, utilizando-se o Funil de Haines, para as tensões 0,5, 1, 4, 6 e 10 kPa, e a Câmara de Pressão de Richards para 33, 100 e 500 kPa. As curvas de retenção foram ajustadas pelo modelo utilizado por van Genuchten. Estimadas as curvas, avaliou-se a distribuição de poros do solo das amostras, determinando-se a curva de frequência acumulada de poros em função do logaritmo do raio e, depois pela diferenciação das equações de ajuste das curvas de retenção, a curva diferencial de frequência acumulada de poros. Os resultados mostram que o Latossolo, por ter textura arenosa no horizonte estudado, não apresentou diferença significativa nas curvas de retenção para os tamanhos das amostras estudadas. Verificou-se pouca modificação na distribuição dos poros deste solo, que possui teor elevado das frações areia fina e muito fina, e desenvolveram papel importante para a retenção de água. O Nitossolo, por sua vez, apresentou diferença significativa da curva obtida pela amostra de menor tamanho (T3), havendo maior retenção de água com a diminuição do tamanho da amostra. Devido a sua textura muito argilosa, o arranjo estrutural deste solo foi diferenciado ao se utilizar as amostras maiores, com provável interrupção e descontinuidade dos feixes capilares. Consequentemente, houve também alteração na distribuição dos poros, com redução dos mesoporos e aumento dos microporos. Desta forma, pode-se concluir que o tamanho da amostra influenciou a curva de retenção da água devido à complexidade estrutural do solo, que provavelmente é diferente nas amostras maiores por causa da continuidade dos feixes capilares, principalmente no Nitossolo. Em outras palavras, quanto menor o tamanho da amostra há menor diferenciação no arranjo de poros, ou seja, maior proximidade da real condição do solo e, assim, uma interpretação da retenção de água \"mais correta\" por meio da Teoria da Capilaridade. / The soil water retention curve is one of main tools to assess the physical quality of the soil and to make possible its adequate management. By means of the Capillary Theory, many instruments have been developed to determine the water retention forces in soil, but, little attention has been given to check whether the assumptions for the application of the theory are being attended. One aspect relates to the sample size used to determine the retention curve, so that there is capillary continuity of the sample and porous plate. Thus, this study aimed to evaluate different sizes of undisturbed cylindrical samples for determination of the retention curve. The samples were collected from diagnostic horizons of Latosol and a Nitosol, in experimental areas of the Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq/USP), Piracicaba - SP. Three volumetric rings with three different heights (T1 - 0,075 m; T2 - 0,05 m; T3 - 0,025 m;), were used the diameter of the rings were the same for the three sizes (0,07 m). The physical characterization soils were made by the granulometric analysis, bulk density, particle density, porosity and organic carbon. The curves were determined for each sample size, using the Haine\'s funnel, for tensions 0.5, 1, 4, 6 and 10 kPa, and Richard\'s pressure chamber for 33, 100 and 500 kPa. The pore size distribution of the soil was evoluated first by determining the cumulative frequency curve of pore radius, and then, by differentiating fitling equation of fluis curve to obtain a differential curve of pore cumulative frequency. The retention curves were fitted by the model used by Van Genuchtem. The results showed that in the Latosol there was no significant difference in retention curves for the sizes of the samples studied. There was little change in pore distribution of the fluis soil with high content of fractions fine and very fine sand, that developes significant role in soil water retention. The Nitosol exhibited significant difference of the curve obtained by the smallest size sample (T3), with greater water retention with the decreasing of the sample size. Because of its very clayey texture, the structural arrangement of this soil was different when larger samples were used, with probable interruption and discontinuity of capillaries. Consequently there was also a change in the pore distribution, with reduction of mesopores and an increase of micropores. Thus, itean be conclude that the sample size influenced the soil water retention curve due to the structural complexity of the soil that probably is different in the bigger sample because of the continuity of the capillary budles fluit was more affected in the Nitosol. In other words, the smaller the sample size, the smaller the difference in the arrangement of pores, that is, more closeness of the actual condition of the soil and so a \"more correct\" interpretation of soil water retention by capillary theory.
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Emissão de CO2 do solo associada à escarificação em latossolo e em argissolo / Soil CO2 emission associated with the chiseling in latossolo and in argissolo

Souza, Luma Castro de [UNESP] 16 March 2017 (has links)
Submitted by LUMA CASTRO DE SOUZA null (lumasouza30@hotmail.com) on 2017-03-22T13:39:12Z No. of bitstreams: 1 Luma_Castro_de_Souza.pdf: 1962132 bytes, checksum: d9f166261796c44cf5d9fa2c419999e6 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-03-22T19:35:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 souza_lc_dr_jabo.pdf: 1962132 bytes, checksum: d9f166261796c44cf5d9fa2c419999e6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-22T19:35:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 souza_lc_dr_jabo.pdf: 1962132 bytes, checksum: d9f166261796c44cf5d9fa2c419999e6 (MD5) Previous issue date: 2017-03-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A operação de escarificação altera a estrutura do solo, afetando a dinâmica da emissão de CO2 do solo em curto período de tempo. Assim, com este estudo, objetivou-se: i - investigar a variação temporal da emissão de CO2 do solo após escarificação para o plantio da cana-de-açúcar em Latossolo e em Argissolo; ii - caracterizar a emissão de CO2, associada à distribuição de poros, em Latossolo e em Argissolo, submetidos à escarificação na linha de plantio e escarificação em área total para o plantio da cana-de-açúcar. O delineamento experimental utilizado foi em parcelas grandes pareadas. Os tratamentos utilizados consistiram na escarificação na linha de plantio (ELP) e escarificação em área total (EAT), em Latossolo e em Argissolo, localizados nos municipios de Guariba e Monte Alto, respectivamente. Para atender ao primeiro objetivo, avaliaram-se a emissão de CO2, a temperatura do solo (Tsolo) e a umidade do solo (Usolo) ao longo de 12 dias no Latossolo e em 11 dias no Argissolo, na camada de 0-0,10 m de profundidade. No Latossolo, não foi observado correlação entre a emissão de CO2, tanto com a Usolo como para Tsolo. No Argissolo, a emissão de CO2 foi correlacionada à Usolo, tanto no solo sob ELP (R2 = 0,86) quanto no solo sob EAT (R2 = 0,58). As emissões totais de CO2 no período de estudo foram maiores no Latossolo, no solo sob escarificação em linha de plantio e em área total (ELP = 1,042.6 kg CO2 ha-1 e EAT = 1,336.3 kg ha-1 de CO2), e menores no Argissolo (ELP = 659,1 kg CO2 ha-1 e EAT = 702,8 kg CO2 ha-1). No Latossolo, a emissão de CO2 foi menor no solo sob preparo com escarificação somente na linha de plantio do que no solo sob preparo com escarificação em área total. No Argissolo, a emissão de CO2 não diferiu em função do preparo. Para atender ao segundo objetivo, além de avaliar a emissão de CO2, temperatura e umidade do solo, avaliaram-se também a distribuição do tamanho de poros, o carbono orgânico associado aos minerais (COAM) e o carbono orgânico particulado (COP) na camada de 0-0,10 m de profundidade. No Latossolo, somente as propriedades: emissão de CO2, COP e classe de poro C4 (ɸ ≤ 0,04 mm) diferiram em função da escarificação. O modelo de regressão múltipla explicou 72% da variabilidade da emissão de CO2 no solo submetido a ELP para o COAM e C2 (0,05 < ɸ ≤ 0,1 mm). No Argissolo, a emissão de CO2, temperatura, umidade do solo, COAM, COP e as classes de tamanho de poros não diferiram em função das escarificações. Na regressão múltipla, a umidade do solo, C1 (ɸ ≥ 0,1 mm) e o COAM explicaram, juntas, 82% da variabilidade da emissão de CO2 no solo sob ELP. No Latossolo, a escarificação em linha de plantio e em área total afetaram diretamente a estrutura do solo, causando mudanças na porosidade e alterações na emissão de CO2 do solo. No Argissolo, a escarificação em linha de plantio e em área total não afetaram a emissão de CO2. / The chiseling operations alters the soil structure and affects the dynamics of the soil CO2 emission in a short period of time. Thus, the aim of this study was to: i- Investigate the temporal variation of CO2 emission after chiseling for the planting of sugarcane in Latossolo and Argissolo, ii – Characterize and correlation the soil CO2 emission and pore distribution in Latossolo and Argissolo with chiseling at line and total area to sugarcane planting. The experimental design used was in paired large plots. The treatments consisted of chiseling at the planting line (ELP) and chiseling at total area (EAT) in Latossolo and Argissolo, located in the municipalities of Guariba and Monte Alto, respectively. In order to attend the first aim, the CO2 emission, temperature and soil moisture were observed for 11 and 12 days, respectively at Argissolo and Latossolo, in the 0-0.10 m depth layer. The Latossolo did not show relationship among CO2 emission, Usoil and Tsoil to both chiseling. However, the Argissolo showed a significant relationship between the CO2 emission and Usoil to both chiseling, ELP (R2 = 0.86) and EAT (R2 = 0.58). The total CO2 emission was higher at Latossolo in both chiseling (ELP = 1,042.6 kg CO2 ha-1 and EAT = 1,336.3 kg ha-1 CO2) when compared with the Argissolo (ELP = 659.1 kg CO2 ha-1 and EAT = 702.8 kg CO2 ha-1). In the Latossolo, CO2 emission was lower in the soil under preparation with chiseling only in the planting line than in the soil under preparation with chiseling in the total area. In the Argissolo, the CO2 emission did not differ according to the preparation. In order to attend the second aim, the CO2 emission, temperature and soil moisture were also observed. Moreover, the distribution of pores size, organic carbon associated with minerals (COAM) and particulate organic carbon (COP) were also evaluated, in the 0-0.10 m depth layer. To Latossolo, the CO2 emission, COP and the distribution of pores size (C4; ɸ ≤ 0.04 mm) had significate difference between the chiseling. The multiple regression model was able to explain 72% of the CO2 emission variability to COAM and C2 (0.05 <ɸ ≤ 0.1 mm) at soil under ELP. To Argissolo, the CO2 emission, temperature, soil moisture, COAM, COP and distribution of pores size were not different between the chiseling. The soil moisture, C1 (ɸ ≥ 0,1 mm) and COAM were able to explain 82% of CO2 emission variability at soil under ELP. Therefore, the chiseling affected the soil porosity and soil CO2 emission directly at Latossolo. However, the chiseling did not affect the soil CO2 emission at Argissolo.
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Análise de curvas de retenção e distribuição de poros de um latossolo vermelho distrofico submetido aos sistemas de plantio convencional e direto

Borkowski, Angelo Kuhn 20 August 2009 (has links)
Made available in DSpace on 2017-07-21T19:25:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Angelo Kuhn Borkowski.pdf: 2809062 bytes, checksum: e19eeb0a6431498f9c455c21df75a8bb (MD5) Previous issue date: 2009-08-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / To evaluate the environmental impacts generated by the tillage systems, it is necessary to evaluate the variations caused by them in the soil structure. The space porous is the best indicator of the soil structural quality, because it is responsible, among many factors, for transport phenomena of water and solutes in his interior and water retention. Tillage systems used in the soil tend to modify her structure. Thick way, the conventional tillage is characterized by the soil revolviment and mixture of the remains of the previous culture in their more interior layers. Already the no-tillage has for main characteristic the non revolviment of the soil, and the remains of the previous culture are left in the surface of the soil for incorporation of this material. The objective of this work was the survey of retention curve (RC), the which was determinate using the potential of 10,30,40, 60,80,100,300, 500,1000,4000,8000 cm de H2O, this dates when interpolates through of function of kind “spline cubic” allowed the construction of retention curves more detailed of that the curves obtained by traditional methods, so then, obtain of pores distribution curves (CDP) of a Red Dystrophic Latossoil under no-tillage and conventional tillage systems, in depths of until 0-40 cm. With base in those CDPs and in CRs to compare the modifications produced in the structure of this soil due to those two tillage types. Also, to study those modifications such complementally studies they were accomplished as: the analysis textural (mechanics) of the soil, the determination of his/her density and the determination of the macro, micro and total porosity of the soil. The results of this work showed that the soil under the system of no-tillage presented smaller density values in comparison with the soil under conventional tillage, values, respectively, of 1,09 against 1,20Mg/m3 (on average). Also, in the soil under conventional tillage an increase of 12% was observed in the density of the deepest layers (below 10cm) in comparison with the superficial layer (up to 10cm). That is an indicative of compacting of the soil, which, in general, it is attributed to the most intensive job of agricultural machinery in this type of tillage system. Already the soil under no-tillage presented a compressed layer, between 10 and 20 cm, with density approximately 8% larger than the adjacent layers, which was associated to traces of other tillage systems previously accomplished in the area under no-tillage. The results also indicated larger values of the total porosity and macroporosity for the soil under notillage. The retention curves CRs and of pores distribution CDPs showed larger homogeneity of the soil under no-tillage when compared to the soil under the conventional tillage. Except for the superficial layer (0-10 cm) of the soil under conventional tillage, CDPs showed that the distribution of sizes of pores of the soil under the direct and conventional plantings is trimodal with picks in the areas of rays among: 1 and 6μm; 9 and 25μm and 25 and 100μm. For the superficial layer of the soil under conventional tillage, CR and CDP indicated that the system of conventional tillage promotes a great desestructuration of the porous system of the soil, turning it less capable of keeping the water in his interior due to an enlargement of the distribution of pores above 25μm (macroporous). / Para avaliar os impactos ambientais gerados pelos sistemas de plantio, é necessário avaliar as variações provocadas por eles na estrutura do solo. O espaço poroso é o melhor indicador da qualidade estrutural do solo, pois é responsável, dentre muitos fatores, por fenômenos de transporte de água e solutos em seu interior e retenção de água por ele. Sistemas de manejo empregados no solo tendem a modificar sua estrutura. Grosso modo, o convencional é caracterizado pelo revolvimento do solo e mistura dos restos da cultura anterior em suas camadas mais interiores. Já o direto tem por característica principal o não revolvimento do solo, e os restos da cultura anterior são deixados na superfície do solo para incorporação deste material. O objetivo deste trabalho foi o levantamento da curva de retenção de água (CR), a qual foi determinada utilizando potenciais de 10-30-40-60-80-100-300-500-1000-4000- 8000 cm de H2O, estes dados quando interpolados através de uma função do tipo “spline cúbica” permite a construção de curvas de retenção mais detalhadas do que as curvas obtidas por métodos tradicionais, assim sendo, obter as curvas de distribuição de poros (CDP) de um classificado como Latossolo Vermelho Distrófico sob os sistemas de planto direto e convencional, em profundidades de até 0-40 cm. Com base nessas CDPs e nas CRs comparar as modificações produzidas na estrutura deste solo devido a esses dois tipos de manejo. A fim de se obter mais informações a respeito do solo estudado, também foram realizadas medidas de análise textural do solo, determinação da densidade do solo e a determinação da macro, micro e da porosidade total do solo. Os resultados deste trabalho mostraram que o solo sob o sistema de plantio direto apresentou menores valores de densidade em comparação com o solo sob plantio convencional, valores médios, respectivamente, de 1,09 contra 1,20Mg/m3. No solo sob plantio convencional observou-se um aumento de 12% na densidade das camadas mais profundas (abaixo de 10 cm) em comparação com a camada superficial (0-10 cm). Esse é um indicativo de compactação do solo, o qual, em geral, é atribuído ao emprego mais intensivo de maquinário agrícola neste tipo de sistema de plantio. Já o solo sob plantio direto apresentou uma camada compactada em 10-20 cm, com densidade aproximadamente 8% maior que as camadas acima (0-10 cm) e abaixo (10-20 cm), a qual foi associada a resquícios de outros sistemas de plantio realizados previamente na área sob plantio direto. Os resultados também indicaram maiores valores da porosidade total e macroporosidade para o solo sob plantio direto. As curvas de retenção CRs e de distribuição de poros CDPs mostraram maior homogeneidade do solo sob plantio direto nas camadas em profundidade que quando comparado ao solo sob o plantio convencional. Com exceção da camada superficial (0-10 cm) do solo sob plantio convencional, as CDPs mostraram que a distribuição de tamanhos de poros do solo sob os plantios direto e convencional é trimodal com picos nas regiões de raios entre: 1 e 6μm; 9 e 25μm e 25 e 100μm. Para a camada superficial do solo sob plantio convencional, a CR e a CDP indicaram que o sistema de plantio convencional promove uma grade desestruturação do sistema poroso do solo, tornando-o menos capaz de reter a água em seu interior devido a um alargamento da distribuição de poros acima de 25μm (macroporos).
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A CURVA DE DISTRIBUIÇÃO DE POROS OBTIDA POR SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL EM IMAGENS TOMOGRÁFICAS

Oliveira, Jocenei Antonio Teodoro de 10 June 2014 (has links)
Made available in DSpace on 2017-07-21T19:26:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jocenei Antonio Oliveira.pdf: 2309316 bytes, checksum: 8527d62e93fbe03d332c4ffaa65aedda (MD5) Previous issue date: 2014-06-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Soil water retention properties can be described by so-called soil-water characteristic curve (SWCC) or retention curve (WRC). This curve expresses the relationship between matric potential and soil moisture based on weight or volume. Through the attainment and subsequent analytical interpolation of the WRC, it’s possible the indirect estimative of the pore-size distribution (PSD) curve of any porous system. Sometimes, obtaining the WRC may be a time-consuming process or involve the use of equipment not available in some laboratories. Thus the development of an alternative method to obtain the WRC and after the PSD becomes desirable, since these are properties of extreme importance to characterize porous media. The main objective of this study is to create and adapt methodology for obtaining PSD using computer simulation in tomographic images with micrometer resolution. In this study, there were used samples of sand and glass beads of different grain sizes for the generation of the PSD curve using a Haines’ funnel on balance. After WRC achievement, these were adjusted through an analytical model and then there were built experimental PSD curve. PSD were also determined by adaptation of a computer program using tomographic images of these samples. The results of obtained WRC associated with geometric models to predict the entry point of air have only revealed the idea about how may occur drying of the samples, showing only morphological considerations are not sufficient to describe this situation. The investigated porous systems homogeneity was able to be visualized by comparing the PSD curves in terms of their widths. / Propriedades de retenção da água no solo podem ser descritas pela chamada curva característica de água no solo ou curva de retenção (CR). Esta curva exprime a relação entre potencial mátrico e a umidade do solo à base de massa ou volume. Mediante o levantamento da CR e posterior interpolação analítica, pode-se estimar indiretamente a curva de distribuição de poros (CDP) de um sistema poroso qualquer. Algumas vezes, a obtenção da CR pode ser um processo demorado ou envolver a utilização de equipamentos não disponíveis em alguns laboratórios. Desta forma, o desenvolvimento de uma metodologia alternativa para a obtenção da CR e posteriormente da CDP se faz desejável, uma vez que se trata de propriedade de extrema importância para a caracterização de um meio poroso. O objetivo principal deste trabalho é criar e adaptar metodologia para a obtenção de CDPs utilizando simulação computacional em imagens tomográficas com resolução micrométrica. No presente estudo, foram utilizadas amostras de areias e esferas de vidro de diferentes granulometrias para o levantamento das CRs usando um funil de Haines adaptado. Depois de obtidas as CRs, essas foram ajustadas através do modelo de ajuste de van Genuchten e obtidas as CDPs (primeira derivada da CR). Também foram obtidas CDPs mediante a adaptação de um programa computacional que utiliza informações de imagens tomográficas dessas amostras. Os resultados das CDPs levantadas pelos dois métodos mostram alguma concordância. Verificou-se, no entanto, que apenas considerações sobre a morfologia dos poros não são suficientes para descrever a forma com que as amostras são drenadas.
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Propriedades físicas e hídricas de um latossolo em diferentes Sistemas de cultivo de longa duração / Physical and hydric properties of a rhodic eutrudox in Different long-term crop systems

Ortigara, Cícero 23 February 2017 (has links)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The intensive use of agricultural soils caused a significant degradation of its chemical, physical, biological and microbiological structure. Aiming to maintain or promote improvements in soil quality, several techniques were developed, including the no-tillage system. The objective of this study was to evaluate the effect of rotation plans and tillage system on physical and hydraulic properties of a Rhodic Eutrudox in grain yield and development of soybean. The study was carried out in a long-lived experiment, implemented in 1993, on a very clayey Rhodic Eutrudox. The experiment presents a 2x3 factorial scheme (tillage system x rotation plans). The tillage factor is composed of: I) conventional tillage; and II) no-tillage. The rotation plans factor is composed of: I) soybean/wheat succession; II) rotation maize/lupine-soybean/oatssoybean/ wheat-soybean/wheat; and III) succession soybean/maize + brachiaria. Soil physical and hydraulic parameters such as density, total porosity, macro and microporosity, infiltration and hydraulic conductivity were evaluated. The plant parameters evaluated were root length density, plant height, weight of one thousand grains and yield of soybean crop. The available water fraction, hydraulic conductivity of unsaturated soil, frequency and volume of pores and uniformity of distribution of pore classes were obtained from the fit of the Van Genuchten model. The no-tillage compared to the conventional tillage provides greater stability in soybean grain yield. The isolated assessment of basic soil physical attributes can provide limited and erroneous information on the actual condition of its structure. Soil hydraulic conductivity, soil water infiltration, and frequency of soil pore distribution were effective in explaining soybean productivity more adequately. The soil pore continuity index proposed in this paper corroborates the other soil attributes, measured and estimated, and can be used quickly and efficiently to estimate soil pore continuity. / O uso intensivo dos solos agrícolas provocou acentuada degradação de sua estrutura química, física, biológica e microbiológicas. Com o intuito de manter ou promover melhorias na qualidade do solo diversas técnicas foram desenvolvidas, entre elas o sistema plantio direto. O objetivo deste trabalho foi de avaliar o efeito de planos de rotação e do sistema de preparo do solo nas propriedades físicas e hídricas de um Latossolo, na produtividade de grãos e no desenvolvimento da cultura da soja. O estudo foi realizado em um experimento de longa duração, implantado em 1993, em um Latossolo Vermelho Distroférrico muito argiloso. O experimento apresenta esquema fatorial 2x3 (sistema de preparo do solo x planos de rotação). O fator preparo do solo é composto por: I) Preparo convencional; e II) Plantio direto. O fator planos de rotação é composto por: I) sucessão soja/trigo; II) rotação milho/tremoço-soja/aveiasoja/ trigo-soja/trigo; e III) sucessão soja/milho+brachiaria. Foram avaliados parâmetros físicos e hídricos do solo como a densidade, porosidade total, macro e microporosidade, infiltração e condutividade hidráulica. Os parâmetros de planta avaliados foram a densidade do comprimento radicular, altura de plantas, peso de mil grãos e produtividade da cultura da soja. A fração de água disponível, condutividade hidráulica de solo não saturado, a frequência e o volume de poros e a uniformidade de distribuição de classes de poros foram obtidos do ajuste do modelo de Van Genuchten. O sistema plantio direto em comparação ao sistema de preparo convencional do solo proporciona maior estabilidade na produtividade de grãos de soja. A avaliação isolada de atributos físicos básicos do solo pode fornecer informações limitadas e errôneas da real condição de sua estrutura. A condutividade hidráulica do solo, infiltração de água do solo, frequência e distribuição de poros do solo foram eficazes para explicar de forma mais adequada a produtividade da soja. O índice de continuidade de poros do solo proposto neste trabalho corrobora com os demais atributos do solo, medidos e estimados, podendo então ser utilizado de forma rápida e eficiente para estimativa da continuidade de poros do solo.
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Curva de retenção na avaliação da qualidade física do solo / Soil water retention curve on evaluation of soil physical quality

Fernando Henrique Setti Gimenes 22 January 2013 (has links)
O solo é um importante recurso natural e a sua conservação é essencial para uma produção sustentável. A qualidade de um solo, por sua vez, pode ser definida como a capacidade deste em exercer sua função em um ecossistema e pode ser descrita por meio de parâmetros físicos, químicos e biológicos. Os atributos físicos do solo descrevem a organização de sua estrutura, de modo que esta é responsável pela movimentação e disponibilidade da solução do solo para as plantas e depende da dimensão, forma e arranjo de suas partículas sólidas e de seus poros. Portanto, a discussão dos mecanismos de movimento e retenção da água no solo é relevante na inferência da sua qualidade física. A curva de retenção da água no solo é o gráfico da umidade do solo em função do potencial mátrico da água no solo, a qual é uma ferramenta importante na avaliação da qualidade física do solo. No Brasil, os Latossolos são de grande importância, devido a sua extensão e potencial produtivo. Estes solos são muito intemperizados, com elevada estabilidade de agregados e podem ser originados a partir de materiais distintos, o que interfere na resposta física. Portanto, o objetivo geral deste trabalho foi avaliar a qualidade físico-hídrica do solo por meio da análise da curva de retenção da água em três Latossolos, verificando entre dois modelos empíricos de ajuste (BROOKS; COREY, 1964; VAN GENUCHTEN, 1980). Também foram avaliadas a frequência de distribuição do tamanho de poros e a utilização do índice S como indicador da qualidade física do solo. Foram coletadas amostras indeformadas de três áreas para confecção das curvas de retenção de água no solo: (1) Latossolo Vermelho Amarelo Distrófico típico (pousio); (2) Latossolo Vermelho Distrófico típico álico (cana-de-açúcar); (3) Latossolo Vermelho Distrófico típico (cana-de-açúcar). Os resultados mostraram que a curva de retenção de água foi influenciada pela densidade do solo, porosidade, textura e conteúdo de carbono orgânico; o ajuste da curva de retenção de água no solo pelos dois modelos utilizados foi semelhante, porém o modelo de van Genuchten (1980) apresentou-se ligeiramente melhor que o modelo de Brooks e Corey (1964), principalmente nos pontos próximos à saturação; a frequência de distribuição de poros e o índice S foram sensíveis em diferenciar a qualidade estrutural de solos devido à textura e ao manejo. / Soil is an important natural resource and its conservation is essential for sustainable production. The quality of a soil can be defined as its ability to exert its function in an ecosystem and can be described by means of physical, chemical and biological parameters. The soil physical attributes describe the organization of its structure, that is responsible for the moviment and availability of soil solution for plants and it depends on the size, shape and arrangement of its solid particles and pores. Therefore, the discussion of the mechanisms of soil water movement and retention is important in inferring its physical quality. The soil water retention curve is an important tool to evaluate soil quality, is the graph of soil water content as a function of soil water matric potential. In Brazil, the Oxisols are of great importance due to their extent and productive potential. These soils are highly weathered, with high aggregate stability and can originate from different materials, which interfer on the physical response. Therefore, the aim of this work was to evaluate the physical-hydric quality of the soil by means of the soil water retention curve of three Oxisols, by using two empirical adjustment models (BROOKS; COREY, 1964; VAN GENUCHTEN, 1980). Pore-size distribution frequency and the use of the S index as an indicator of physical soil quality were also evaluated. Undisturbed soil samples were collected from three areas to obtain the soil water retention curves: (1) Typic Hapludox (fallow land), (2) Rhodic Hapludox (sugarcane), (3) Rhodic Hapludox (sugarcane). The results showed that the soil water retention curve was influenced by the soil bulk density, soil porosity, soil texture and soil organic carbon content. The fitness of the soil water retention curve by the two models was similar, however the van Genuchten\'s model (1980) was slightly better than the model of Brooks and Corey (1964), especially in the points near saturation; the pore-size distribution frequency and the S index were sensitive in differentiating the structural quality of soil due to the texture and management.
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Curva de retenção na avaliação da qualidade física do solo / Soil water retention curve on evaluation of soil physical quality

Gimenes, Fernando Henrique Setti 22 January 2013 (has links)
O solo é um importante recurso natural e a sua conservação é essencial para uma produção sustentável. A qualidade de um solo, por sua vez, pode ser definida como a capacidade deste em exercer sua função em um ecossistema e pode ser descrita por meio de parâmetros físicos, químicos e biológicos. Os atributos físicos do solo descrevem a organização de sua estrutura, de modo que esta é responsável pela movimentação e disponibilidade da solução do solo para as plantas e depende da dimensão, forma e arranjo de suas partículas sólidas e de seus poros. Portanto, a discussão dos mecanismos de movimento e retenção da água no solo é relevante na inferência da sua qualidade física. A curva de retenção da água no solo é o gráfico da umidade do solo em função do potencial mátrico da água no solo, a qual é uma ferramenta importante na avaliação da qualidade física do solo. No Brasil, os Latossolos são de grande importância, devido a sua extensão e potencial produtivo. Estes solos são muito intemperizados, com elevada estabilidade de agregados e podem ser originados a partir de materiais distintos, o que interfere na resposta física. Portanto, o objetivo geral deste trabalho foi avaliar a qualidade físico-hídrica do solo por meio da análise da curva de retenção da água em três Latossolos, verificando entre dois modelos empíricos de ajuste (BROOKS; COREY, 1964; VAN GENUCHTEN, 1980). Também foram avaliadas a frequência de distribuição do tamanho de poros e a utilização do índice S como indicador da qualidade física do solo. Foram coletadas amostras indeformadas de três áreas para confecção das curvas de retenção de água no solo: (1) Latossolo Vermelho Amarelo Distrófico típico (pousio); (2) Latossolo Vermelho Distrófico típico álico (cana-de-açúcar); (3) Latossolo Vermelho Distrófico típico (cana-de-açúcar). Os resultados mostraram que a curva de retenção de água foi influenciada pela densidade do solo, porosidade, textura e conteúdo de carbono orgânico; o ajuste da curva de retenção de água no solo pelos dois modelos utilizados foi semelhante, porém o modelo de van Genuchten (1980) apresentou-se ligeiramente melhor que o modelo de Brooks e Corey (1964), principalmente nos pontos próximos à saturação; a frequência de distribuição de poros e o índice S foram sensíveis em diferenciar a qualidade estrutural de solos devido à textura e ao manejo. / Soil is an important natural resource and its conservation is essential for sustainable production. The quality of a soil can be defined as its ability to exert its function in an ecosystem and can be described by means of physical, chemical and biological parameters. The soil physical attributes describe the organization of its structure, that is responsible for the moviment and availability of soil solution for plants and it depends on the size, shape and arrangement of its solid particles and pores. Therefore, the discussion of the mechanisms of soil water movement and retention is important in inferring its physical quality. The soil water retention curve is an important tool to evaluate soil quality, is the graph of soil water content as a function of soil water matric potential. In Brazil, the Oxisols are of great importance due to their extent and productive potential. These soils are highly weathered, with high aggregate stability and can originate from different materials, which interfer on the physical response. Therefore, the aim of this work was to evaluate the physical-hydric quality of the soil by means of the soil water retention curve of three Oxisols, by using two empirical adjustment models (BROOKS; COREY, 1964; VAN GENUCHTEN, 1980). Pore-size distribution frequency and the use of the S index as an indicator of physical soil quality were also evaluated. Undisturbed soil samples were collected from three areas to obtain the soil water retention curves: (1) Typic Hapludox (fallow land), (2) Rhodic Hapludox (sugarcane), (3) Rhodic Hapludox (sugarcane). The results showed that the soil water retention curve was influenced by the soil bulk density, soil porosity, soil texture and soil organic carbon content. The fitness of the soil water retention curve by the two models was similar, however the van Genuchten\'s model (1980) was slightly better than the model of Brooks and Corey (1964), especially in the points near saturation; the pore-size distribution frequency and the S index were sensitive in differentiating the structural quality of soil due to the texture and management.

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