Estimativas sobre alterações climáticas globais têm aumentando a demanda por estudos sobre propriedades dos solos relativamente secos e limitações impostas à absorção de água pelas plantas em condições de escassez hídrica. Neste estudo, fatores que influenciam a retenção da água no solo e o murchamento de plantas foram avaliados com base no conceito de equilíbrio da água no solo. Objetivou-se com este estudo: (i) avaliar a confiabilidade de medições do conteúdo de água no solo sob altas sucções matriciais em câmaras de pressão, usando como referência a técnica de ponto de orvalho (ii) avaliar as interações entre espécies de plantas e solos com diferentes classes texturais no ponto de murcha permanente (iii) investigar as relações entre equilíbrio hidráulico da água no solo e murchamento de plantas a partir do conceito de corte hidráulico. Para tanto, um experimento para avaliar a influência dos tipos de solos e espécies de plantas, no ponto de murcha permanente foi conduzido em casa de vegetação da Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\" da Universidade de São Paulo, Piracicaba, São Paulo. Avaliou-se o murchamento de plantas de girassol (Helianthus annuus L.), milho (Zea mays L.) e soja (Glycine max L.). Os solos utilizados no estudo foram coletados na camada superficial (0-10 cm) em quatro áreas, selecionadas com o objetivo de obter classes texturais contrastantes, localizadas no município de Piracicaba, São Paulo, Brasil. Sub-amostras foram utilizadas para determinação da distribuição do tamanho de partículas e atributos químicos. Amostras indeformadas foram coletadas para a determinação da curva de retenção da água no solo pela técnica de câmaras de pressão. Adicionalmente, amostras deformadas foram utilizadas para determinação das características de retenção da água no solo pela técnica do ponto de orvalho em altos valores de sucções matriciais. Os dados de retenção de água no solo foram ajustados a modelos empíricos para estimativas da sucção matricial e conteúdo de água relacionada à água em equilíbrio hidráulico (água residual). Foram observadas similaridades nas determinações das características de retenção da água no solo entre as técnicas de câmaras de pressão e ponto de orvalho, sugerindo a boa drenagem das amostras de solo em câmaras de pressão. Interações significativas foram observadas entre os tipos de solos e espécies de plantas no ponto de murcha permanente, indicando que o movimento de água no contínuo solo-planta-atmosfera foi dependente de resistências relacionadas tanto ao solo quanto às plantas. Ou seja, tanto à capacidade do solo em transportar água até raízes, quanto à habilidade das plantas em absorver a água transportada, assim como, aos processos de regulação de água que ocorrem nas plantas. A abordagem baseada no conteúdo de água residual para o intervalo de sucções matriciais de 0 a 15.000 hPa não foi adequada para ilustrar a condição de equilíbrio hidráulico da água no solo, definidos pelo corte hidráulico, e relações com as sucções matriciais em ocorre o murchamento de plantas. / Estimates about climate changes have increased the demand for studies of the properties of relatively dry soil and limitations on the plants water uptake in conditions of water scarcity. In this study, factors influencing the soil water retention and wilting plants were evaluated based on the concept of soil water equilibrium. The objectives of this study were: (i) to evaluate the reliability measurements of the soil water retention on pressure plate apparatus at high matric suctions using as reference the dew point meter (ii) to evaluate the interactions between soil types and plant species at permanent wilting point (iii) investigate the relationship between the hydraulic equilibrium of soil water and the plant wilting based on the hydraulic cut-off concept. A pot experiment to evaluate the effect of plant and soil types at permanent wilting point was carried out in a greenhouse at the Agricultural\'s College \"Luiz de Queiroz\" from University of São Paulo in Piracicaba, São Paulo, Brazil. Soil samples were collected at the topsoil (0-10 cm) from four different locations around the city of Piracicaba, São Paulo, Brazil. Subsamples were taken to determine the particle size distribution and chemical analysis. To determine soil water retention curve 30 soil samples were collected with undisturbed soil cores. The soils were selected to have a range of texture and organic carbon content. The wilting was evaluated using plants of sunflower (Helianthus annuus L.), maize (Zea mays L.) and soybean (Glycine max L.). The soil water retention data were fitted to the empirical models for estimating the matric suction and water content related soil water at hydraulic equilibrium (residual water content). Similar soil water content were observed for measurements at pressure plate apparatus and dew point meter, suggesting good drainage of the soil samples in pressure plate apparatus for the dry range of soil water retention curve. Significant interactions were observed between soil types and plant species at permanent wilting point, indicating that the water movement in the soil-plant-atmosphere continuum was dependent of resistances related to soil and the plants properties. The approach based on the residual water content for the matric suctions from 0 to 15,000 hPa was not adequate to illustrate the hydraulic equilibrium of the soil water defined by the cut-hydraulic and relations with the matric suction at wilting plants.

Estimativas sobre alterações climáticas globais têm aumentando a demanda por estudos sobre propriedades dos solos relativamente secos e limitações impostas à absorção de água pelas plantas em condições de escassez hídrica. Neste estudo, fatores que influenciam a retenção da água no solo e o murchamento de plantas foram avaliados com base no conceito de equilíbrio da água no solo. Objetivou-se com este estudo: (i) avaliar a confiabilidade de medições do conteúdo de água no solo sob altas sucções matriciais em câmaras de pressão, usando como referência a técnica de ponto de orvalho (ii) avaliar as interações entre espécies de plantas e solos com diferentes classes texturais no ponto de murcha permanente (iii) investigar as relações entre equilíbrio hidráulico da água no solo e murchamento de plantas a partir do conceito de corte hidráulico. Para tanto, um experimento para avaliar a influência dos tipos de solos e espécies de plantas, no ponto de murcha permanente foi conduzido em casa de vegetação da Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\" da Universidade de São Paulo, Piracicaba, São Paulo. Avaliou-se o murchamento de plantas de girassol (Helianthus annuus L.), milho (Zea mays L.) e soja (Glycine max L.). Os solos utilizados no estudo foram coletados na camada superficial (0-10 cm) em quatro áreas, selecionadas com o objetivo de obter classes texturais contrastantes, localizadas no município de Piracicaba, São Paulo, Brasil. Sub-amostras foram utilizadas para determinação da distribuição do tamanho de partículas e atributos químicos. Amostras indeformadas foram coletadas para a determinação da curva de retenção da água no solo pela técnica de câmaras de pressão. Adicionalmente, amostras deformadas foram utilizadas para determinação das características de retenção da água no solo pela técnica do ponto de orvalho em altos valores de sucções matriciais. Os dados de retenção de água no solo foram ajustados a modelos empíricos para estimativas da sucção matricial e conteúdo de água relacionada à água em equilíbrio hidráulico (água residual). Foram observadas similaridades nas determinações das características de retenção da água no solo entre as técnicas de câmaras de pressão e ponto de orvalho, sugerindo a boa drenagem das amostras de solo em câmaras de pressão. Interações significativas foram observadas entre os tipos de solos e espécies de plantas no ponto de murcha permanente, indicando que o movimento de água no contínuo solo-planta-atmosfera foi dependente de resistências relacionadas tanto ao solo quanto às plantas. Ou seja, tanto à capacidade do solo em transportar água até raízes, quanto à habilidade das plantas em absorver a água transportada, assim como, aos processos de regulação de água que ocorrem nas plantas. A abordagem baseada no conteúdo de água residual para o intervalo de sucções matriciais de 0 a 15.000 hPa não foi adequada para ilustrar a condição de equilíbrio hidráulico da água no solo, definidos pelo corte hidráulico, e relações com as sucções matriciais em ocorre o murchamento de plantas. / Estimates about climate changes have increased the demand for studies of the properties of relatively dry soil and limitations on the plants water uptake in conditions of water scarcity. In this study, factors influencing the soil water retention and wilting plants were evaluated based on the concept of soil water equilibrium. The objectives of this study were: (i) to evaluate the reliability measurements of the soil water retention on pressure plate apparatus at high matric suctions using as reference the dew point meter (ii) to evaluate the interactions between soil types and plant species at permanent wilting point (iii) investigate the relationship between the hydraulic equilibrium of soil water and the plant wilting based on the hydraulic cut-off concept. A pot experiment to evaluate the effect of plant and soil types at permanent wilting point was carried out in a greenhouse at the Agricultural\'s College \"Luiz de Queiroz\" from University of São Paulo in Piracicaba, São Paulo, Brazil. Soil samples were collected at the topsoil (0-10 cm) from four different locations around the city of Piracicaba, São Paulo, Brazil. Subsamples were taken to determine the particle size distribution and chemical analysis. To determine soil water retention curve 30 soil samples were collected with undisturbed soil cores. The soils were selected to have a range of texture and organic carbon content. The wilting was evaluated using plants of sunflower (Helianthus annuus L.), maize (Zea mays L.) and soybean (Glycine max L.). The soil water retention data were fitted to the empirical models for estimating the matric suction and water content related soil water at hydraulic equilibrium (residual water content). Similar soil water content were observed for measurements at pressure plate apparatus and dew point meter, suggesting good drainage of the soil samples in pressure plate apparatus for the dry range of soil water retention curve. Significant interactions were observed between soil types and plant species at permanent wilting point, indicating that the water movement in the soil-plant-atmosphere continuum was dependent of resistances related to soil and the plants properties. The approach based on the residual water content for the matric suctions from 0 to 15,000 hPa was not adequate to illustrate the hydraulic equilibrium of the soil water defined by the cut-hydraulic and relations with the matric suction at wilting plants.

The purpose of the present work was to establish and to test pedotransfer functions for water retention the Rio Grande do Sul s soils. Water retention data were obtained from Solano Peraza s dissertation, Irriga System database and in the literature. The first part of this work was the collect soil water retention data and pedotransfer functions for Rio Grande do Sul soils, forming the literature data base, in a total of 24 papers and 624 database of the water retention. The samples obtained from of Solano Peraza were collected soil profiles, in a total of 86 data of water retention, and the Irriga Project provided a database with a total of 253 data of water retention. With these database, multiple regression were done to obtain the pedotransfer functions for each database, using the option stepwise , to determine water retention in a determined potential ( -1, -6, -10, -33, -100, -500 e 1500 kPa) for different soils. To test the efficiency of the equations produced, observed vs. estimated water retention, for each water potencial, were graphed on 1:1 type retention. In almost all cases, total sand presented a high association with the water retention, followed by clay and silt content. With the reduction on in water tension (increase of the original potential), the correlation increased notably. The pedotransfer equations are efficient only when they are used to estimate moisture for soil similar to those used to obtain the equations. Besides, the database feature affects the prediction capacity of the equations produced. When some soils are predominant in the database, the equations produced show the features of those soils and, when they are used to soil moisture, the error will be larger. The contents of sand and clay together with the soil bulk density best described water retention in the linear multiple regressions. Sand content had a negative relation with water retention, while clay presented a positive relation. The soil bulk density showed a negative relation with water retention the potential of 6 to 500 kPa and a positive relation with water retained at 1500 kPa. The best estimation of water retention occurred at a potential of 1500 kPa. / O trabalho foi desenvolvido com o objetivo de estabelecer e testar funções de pedotransferência para retenção de água em solos do Rio Grande do Sul. As informações de retenção de água foram obtidas das seguintes fontes: amostras da dissertação de Solano Peraza (2003), amostras obtidas pelo Sistema Irriga e amostras obtidas na Literatura. A primeira etapa do trabalho consistiu na coleta de informações de retenção de água no solo e de funções de pedotransferência para solos do Rio Grande do Sul, constituindo o banco de dados Literatura, totalizando 24 trabalhos e 624 dados de retenção de água. As amostras obtidas do banco Solano Peraza (2003) foram coletadas em cortes de estradas com exposição do perfil do solo, totalizando um banco de dados com 86 dados de retenção de água, enquanto o Projeto Irriga nos repassou um banco de dados com um total de 253 dados de retenção de água. A partir desses bancos de dados, foram feitas análises de regressão múltipla para a obtenção das funções de pedotransferência para cada banco de dados, usando a opção stepwise (SAS, 1997), para determinar o teor de água em um determinado potencial (-1, -6, -10, -33, -100, -500 e -1500 kPa) para os diferentes solos. Para testar a eficiência das equações geradas, fez-se a comparação dos teores de umidade observados com os teores estimados para cada equação em determinado potencial e, assim, confrontaram-se os dados estimados com os observados numa relação gráfica 1:1. De modo geral, a areia total apresentou maior associação com a retenção de água, sendo seguida pelo teor de argila e silte. Com a diminuição na tensão de água (aumento do potencial matricial), a correlação aumenta consideravelmente. As equações de pedotransferência só são eficientes quando usadas para estimar a umidade para os solos a partir dos quais elas foram geradas. Além disso, a característica do banco de dados afeta a capacidade preditiva das equações geradas. Quando predominam determinadas classes de solos no banco de dados, as equações geradas refletem as características daqueles solos e, quando usadas para estimar a umidade de solos de classes diferentes, o erro será maior. Os teores de areia e argila juntamente com a densidade do solo foram os parâmetros que melhor descreveram a retenção de água através das regressões múltiplas geradas. O teor de areia apresenta uma relação negativa com a retenção de água enquanto a argila relaciona-se positivamente. A densidade do solo apresenta uma relação negativa com a retenção e água para os potenciais de -6 a -500 kPa e uma relação positiva com a água retida a -1500 kPa. A melhor estimativa da retenção de água ocorre para o potencial de -1500 kPa.

Made available in DSpace on 2016-12-08T15:50:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGMS12DA009.pdf: 7314998 bytes, checksum: 8e93659478a7813ba0b934959e229681 (MD5) Previous issue date: 2012-02-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Studies on the retention and availability of water are scarce for humid subtropical and temperate regions in the Southern Hemisphere. The objectives of this study were to evaluate, generate and validate some pedotransfer functions (PTFs) to estimate the retention and the availability of water in soils of Santa Catarina. Were sampled 44 profiles, in areas under different vegetal coverings, to determine the water retention at suctions from zero to 1.500 kPa, the particles size distribution (7 classes), the organic matter content, the bulck density and particle density of soil, the conductivity hydraulic, and the aggregate stability. Regarding the attributes, soils with finer texture and / or more organic matter retain higher water content, where the organic matter is the main attribute that governs the availability of water, mainly in the surface horizons. Some classes of sand, mainly very fine sand, fine and coarse fractions, have greater effects on water availability than the silt fraction. The soils with contrasting textural classes, with high contents of clay or sand, have the same content of water available, although the sand soils have very low field capacity. Increased water availability occurs in soils with textural class loam, with higher content of organic matter and the lower availability occurs in sand class soils. In relation to lithology, there is a higher retention in soils derived from igneous extrusive rocks of the Serra Geral Formation, metamorphic, intrusive igneous, and sedimentary with fine texture, and a lower retention in those derived from rocks or sedimentary deposits rich in quartz. Increased availability of water occurs in soils derived from siltstone and less in soils derived from granite and recent alluvial deposits. Regarding soil classes (suborders), the water retention is higher in Cambisols, Ferralsols and Nitosols, and lower in Quartzarenic Neosols. In relation the regions, the soils of the Midwest and West, Serrano Highlands and Valley of Itajaí have high water retention, the intermediary are the Eastern Sierra, and lower in the coast. Humic Cambisols and Entisols, located in the Serrano Highlands has increased availability of water, mainly because of high contents of organic matter. In relation to soil types in the normative instruction n. 2/2008 of the MAPA (BRAZIL, 2008), which classifies the soils as a function of clay and sand, it is observed that is not adequate to classify the soils of Santa Catarina in terms of availability of water, although, the hydraulic conductivity of the unsaturated soil is lower in Type 1 soils. In relation the pedotransfer functions of literature, they better estimate the retention than water availability and with greater precision by the functions originated from climate regions subtropical and for the subsurface horizons of the soil. Most functions evaluated underestimates the water retention, with greater deviations in soils with 20-60 % clay. About the functions generated for the soils of Santa Catarina, the estimation of retention and availability of water was better in those adjusted separately for surface and subsurface horizons. To estimate the water retention, the point PTFs must be used including data of the texture, organic matter and their interactions. To estimate the availability, the point PTFs should include the five classes of sand, silt, clay, organic matter, soil bulk density, soil particles density, total porosity and their interactions. The parametrics PTFs estimate properly the water retention curve for most of the textural classes of the soil, when data of texture, organic matter, soil bulk density, soil particles density, total porosity and their interactions are included as predictors. The class PTFs estimate properly the water retention curve for most of the soil textural classes of Santa Catarina / Estudos sobre a retenção e disponibilidade de água são escassos para as regiões de clima subtropical ou temperado úmido do hemisfério sul. Os objetivos deste estudo foram avaliar, gerar e validar funções de pedotransferência (FPTs) para estimar a retenção e a disponibilidade de água em solos de Santa Catarina. Foram amostrados 44 perfis, em áreas sob diferentes coberturas vegetais, para determinar a retenção de água nas sucções de zero até 1.500 kPa, a distribuição do tamanho de partículas (7 classes), o teor de matéria orgânica, a densidade do solo e de partículas, a condutividade hidráulica e a estabilidade de agregados. Em relação aos atributos, solos com textura mais fina e/ou com maior teor de MO retêm maior conteúdo de água, sendo a MO é o principal atributo que governa a disponibilidade de água, principalmente nos horizontes superficiais. Algumas classes de areia, principalmente as areias muito fina, fina e grossa, possuem maiores efeitos sobre disponibilidade de água do que a fração silte. Os solos com classes texturais contrastantes, com elevados teores de argila ou de areia, disponibilizam o mesmo conteúdo de água disponível, embora os arenosos tenham baixa capacidade de campo. Maior conteúdo de água disponível ocorre em solos das classes com textura franca e com maior teor de MO, enquanto que a menor disponibilidade ocorre em solos da classe areia. Em relação à litologia, ocorre uma maior retenção em solos derivados de rochas ígneas extrusivas da Formação Serra Geral, e de rochas metamórficas, ígneas intrusivas e sedimentares de textura fina, e menor nos derivados de rochas ou depósitos sedimentares ricos em quartzo. Maior disponibilidade de água ocorre em solos derivados de siltitos e o menor em solos derivados de granito e de depósitos aluvionares recentes. Em relação às classes de solos (subordens), a retenção de água é maior nos Cambissolos, Nitossolos e Latossolos e menor nos Neossolos Quartzarênicos. Em relação às regiões, os solos do Meio Oeste e Oeste, Planalto Serrano e Vale do Itajaí possuem elevada retenção de água, euquanto que, nos da Serra Leste é intermediária e os do Litoral é baixa. Os Cambissolos Húmicos e os Neossolos Litólicos, localizados no Planalto Serrano, têm maior disponibilidade de água, principalmente devido aos elevados teores de matéria orgânica. Em relação aos tipos de solos da instrução normativa n. 2/2008 do MAPA (BRASIL, 2008), que classifica os solos em função do teor de argila e areia, observa-se que a mesma não é adequada para classificar os solos catarinenses quanto a disponibilidade de água. Entretanto, a condutividade hidráulica não saturada é menor nos solos do Tipo 1. Em relação às funções de pedotransferência (FPTs) publicadas na literatura, elas estimam melhor a retenção do que a disponibilidade de água, com maior precisão pelas funções originadas de regiões de clima subtropical e para os horizontes subsuperficiais do solo. A maioria das funções avaliadas subestima a retenção de água, com erros maiores nos solos com 20 a 60% de argila. Quanto às funções geradas para os solos de Santa Catarina, as que melhor estimam a retenção e disponibilidade de água são aquelas ajustadas separadamente para os horizontes superficiais e subsuperficiais. Para estimar a retenção de água devem ser utilizadas as FPTs pontuais que incluem dados de textura, matéria orgânica do solo e suas interações. Para estimar a disponibilidade de água devem ser utilizadas as FPTs pontuais que utilizam as cinco classes de areia, silte, argila, matéria orgânica, densidade do solo e de partículas, porosidade total e suas interações. As FPTs paramétricas estimam adequadamente a curva de retenção de umidade do solo para a maioria das classes texturais, quando são incluídos dados de textura, matéria orgânica, densidade do solo e de partículas, porosidade total e suas interações como variáveis preditoras. As FPTs de classe estimam adequadamente a curva de retenção de água do solo para a maioria das classes texturais dos solos de Santa Catarina