Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The use of polymers hidroretentores mixed to the substrate, has the function of water retention and release in a gradual way to the plant, and may increase the efficiency of irrigation, reducing the consumption of water and fertilizers. The objective of this research was to evaluate the feasibility of using the hydrogel substrate added to the sowing of seedlings, verifying the chemical and physical properties on the substrate and the reflection on the growth of seedlings. The work was divided into six chapters, in Chapter I tested different dosages of polymer substrates and vegetable. The chemical and physical analysis of substrates and growth of seedlings demonstrate the improvement of the properties of the substrates, especially those related to water retention, and reflection on the growth of seedlings in the nursery. The use of 4 g L-1 of the hydrogel showed overall the best seedling development. In Chapter II we evaluated the relationship of the hydrogel with doses of controlled-release fertilizer. The use of the hydrogel showed improved physical and chemical characteristics of substrates, especially attributes involving storage and delivery of water to plant. The use of polymer hidroretentor in seedlings of Eucalyptus dunnii can reduce the use of fertilizer in 25 - 50% on average, with no loss in quality seedlings. The Chapter III was on the evaluation of the strengths-based polymer polyacrylamide seedling growth and the characteristics of the substrate, in addition to nutritional analysis after cultivation of seedlings in the nursery. The dosage around 4.5 g L-1 brings the best answer regarding morphological. The use of doses below 3 g L-1 or above 4.5 g L-1 could negatively influence the majority of the observed features. All the nutrients had a higher nutritional content in shoots in the presence of the hydrogel, as compared to micronutrients, there was a decrease in the content of all elements with increasing polymer dosage. Check the effect of the hydrogel in different irrigation was the goal in Chapter IV. In the absence of the hydrogel, the further development of seedlings was obtained with irrigation between 16 to 20 mm day -1. In the presence of 3 g L-1 hydrogel further development of seedlings was obtained with the irrigation of 12 mm day -1. In Chapter V we tested the effect of hydrogel in planting seedlings in pots, relating to irrigation frequencies. The polymer hidroretentor possible delay of all symptoms of water deficit assessed with higher influence when irrigation is performed less frequently. The economic evaluation of the costs with the use of hydrogel was discussed in Chapter VI. The use of lower doses, together with savings from the reduction of fertilization and especially with the water, the use of the hydrogel may represent reduction of production costs. In general, the results obtained with regard to the use of polymers hidroretentor confirm the information which hydrogel addition of the substrate optimizes the availability of water by accelerating the development of plants therefore better performance in absorbing water and nutrients. / A utilização de polímeros hidroretentores, misturados ao substrato, tem a função de retenção de água e a sua liberação de maneira gradativa para a planta, podendo aumentar a eficácia da irrigação, reduzindo o consumo de água e o uso de fertilizantes. O objetivo geral desta pesquisa foi avaliar a viabilidade do uso do hidrogel adicionado ao substrato na semeadura das mudas, verificando-se as propriedades químicas e físicas no substrato e o efeito no crescimento das mudas. O trabalho foi dividido em seis capítulos, no Cap. I foram testados diferentes substratos e dosagens do polímero vegetal. A análise química e física dos substratos e o crescimento das mudas demonstram a melhoria das propriedades dos substratos, principalmente as relacionadas à retenção de água, tendo reflexo no crescimento das mudas no viveiro. O uso de 4 g L-1 do hidrogel apresentou o melhor desenvolvimento das mudas de Eucalyptus dunnii. No Cap. II foi avaliada a relação do hidrogel com doses de adubação de liberação controlada. O uso do hidrogel apresentou melhoria das características químicas e físicas dos substratos, principalmente aos atributos que envolvem armazenamento e disponibilização de água à planta. O uso do polímero hidroretentor na produção de mudas de Eucalyptus dunnii pode reduzir o uso de adubação em 25 - 50%, em média, não havendo prejuízo na qualidade das mudas. O Cap. III foi relativo à avaliação das dosagens do polímero a base de poliacrilamida no crescimento das mudas e nas características do substrato, além da análise nutricional das mudas após o cultivo no viveiro. A dose em torno de 4,5 g L-1 ocasionou a melhor resposta quanto às características morfológicas. O uso de dosagens abaixo de 3 g L-1 ou acima de 4,5 g L-1 influenciaram negativamente na maioria das características observadas. Quanto ao teor nutricional houve maior concentração de macronutrientes na parte aérea na presença do hidrogel, já em relação aos micronutrientes, houve decréscimo no teor de todos os elementos com o aumento da dose do polímero. Verificar o efeito do hidrogel em diferentes lâminas de irrigação foi o objetivo no Cap. IV. Na ausência do hidrogel, o maior desenvolvimento das mudas foi obtido com as lâminas de irrigação entre 16 a 20 mm dia -1. Na presença de 3 g L-1 de hidrogel o maior desenvolvimento das mudas foi obtido com a irrigação de 12 mm dia -1. No Cap. V testou-se o efeito do hidrogel no plantio das mudas em vasos, relacionando com frequências de irrigação. O polímero hidroretentor possibilitou o retardamento de todos os sintomas de déficit hídrico avaliados apresentando maior influência quando a irrigação é efetuada em menor frequência. A avaliação econômica do uso do hidrogel foi abordado no Cap. VI. O uso de menores doses, aliado a economia obtida com a redução da adubação e principalmente com o consumo de água, o uso do hidrogel pode representar redução dos custos de produção. Em geral, os resultados obtidos com relação ao uso de polímeros hidrorretentores ratificam a informação que a adição de hidrogéis no substrato otimiza a disponibilidade de água, acelerando o desenvolvimento das plantas, em consequência de uma melhor performance na absorção de água e nutrientes.

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.

Conduziu-se durante dois anos, em um Latossolo Vermelho Amarelo, em Piracicaba-SP (22o41’00" S; 47o39’00" O; 554 m de altitude), um experimento com a cultura da cana-de-açúcar. Foram utilizados 9 tratamentos com 4 repetições, implantados num delineamento em blocos ao acaso. Os tratamentos foram: tr1 - adubação mineral + calagem; tr2, tr3; tr4 e tr5 - doses de lodo de esgoto (respectivamente, 0; 33; 66 e 99 Mg ha-1, no primeiro ano, e 0; 37; 74 e 112 Mg ha-1, no segundo ano); tr6, tr7; tr8 e tr9 - doses de composto de lixo (respectivamente, 0; 20; 40 e 60 Mg ha-1, no primeiro ano, e 0; 24; 48 e 72 Mg ha-1, no segundo ano). Os resíduos foram aplicados manualmente na superfície do solo e incorporados com enxada rotativa, no primeiro ano em área total e no segundo apenas na entrelinha. Foram determinados, em cada parcela, os seguintes parâmetros do solo: composição granulométrica (amostras coletadas antes da implantação do experimento); o conteúdo de carbono orgânico (amostras coletadas em 15 datas durante os dois anos); conteúdo de argila dispersa em água, densidade e porosidade total (amostras coletadas ao final do primeiro e do segundo ano do ciclo da cultura); curva de retenção de água, condutividade hidráulica do solo saturado e condutividade hidráulica relativa (amostras coletadas ao final do primeiro ano do ciclo da cultura); e condutividade hidráulica do solo saturado e não saturado (determinada no campo ao final de dois anos do ciclo da cultura, utilizando o infiltrômetro de tensão). Os resultados obtidos mostraram que houve redução da densidade do solo e aumento da porosidade total com o aumento das doses dos resíduos, para a camada de 0 a 0,15 m de profundidade, no segundo ano de aplicação. Nas parcelas que receberam aplicações de ambos os resíduos, houve aumento da condutividade hidráulica do solo próximo à saturação e redução à medida que o solo se afasta da saturação, para a faixa de potencial mátrico estudada (0 a 1 kPa). O decaimento da condutividade hidráulica relativa, a partir da saturação, foi inicialmente mais acentuado nas parcelas que receberam aplicações de ambos os resíduos, quando comparadas às que não receberam resíduos. Verificou-se também, através de análises de regressão múltipla, que diferenças na retenção de água e no conteúdo de argila dispersa em água, que pela análise de variância convencional seriam atribuídas exclusivamente aos tratamentos, de fato eram parcial ou totalmente devidas a variações não casuais na composição granulométrica do solo. Pelos resultados pôde-se concluir que a aplicação de resíduos urbanos ao solo leva a modificações de propriedades como a densidade e porosidade total do solo, a condutividade hidráulica do solo saturado e a condutividade hidráulica do solo não saturado. Pôde-se concluir também que a casualização dos tratamentos na área experimental não garante a ausência de covariação entre os tratamentos e outras variáveis independentes, as quais podem interferir nas propriedades de interesse (variáveis dependentes) e, conseqüentemente, na eficiência da análise de variância feita de maneira convencional, sendo recomendado a realização de um "ensaio em branco" para verificar a eficiência desta casualização. / An experiment was carried out during two years on a Red Yellow Latosol cropped with sugar-cane, located in the country of Piracicaba-SP (22o41’00" S; 47o39’00" W; 554 m high). Nine treatments with 4 replications were used in a random-block experimental design. The treatments were: tr1 - mineral fertilization + CaCO3; tr2, tr3; tr4 and tr5 - levels of sewage sludge (respectively, 0; 33; 66 and 99 Mg ha-1, in the first year, and 0; 37; 74 and 112 Mg ha-1, in the second year); tr6, tr7; tr8 and tr9 - levels of composed of garbage (respectively, 0; 20; 40 and 60 Mg ha-1, in the first year, and 0; 24; 48 and 72 Mg ha-1, in the second year). The residues were manually applied on the soil surface and incorporated with a rotative plough. In the first year, the incorporation was done on the total area; in the second year only in inter-rows. The following soil parameters were determinated in each plot: particle size distribution (samples collected before the installation of the experiment); organic carbon content (15 samplings along the two years); natural clay content, soil bulk density and total soil porosity (sampling at the end of the first and second years of the growing cycle); water retention curves, saturated hydraulic conductivity and relative unsaturated hydraulic conductivity (samples collected at the end of the first year of the growing cycle); and saturated and unsaturated hydraulic conductivity (determined in situ at the end of the first and second years of the growing cycle, using tension infiltrometer). Results show a decrease the soil bulk density and increase of total porosity as the levels of residue application increased, for the 0 to 0.15 m soil layer, in the second year of application. On the plots that received applications of both residues, there was increase of the hydraulic conductivity near the soil saturation and decrease for the 0 to 1 kPa matric potential range. The decline of the relative hydraulic conductivity starting from the saturation, was initially more accentuated in the plots that received applications of both residues as compared with the ones that did not. It was also verified, through analyses of multiple regression, that differences in the water retention and in the natural clay content, that they would be attributed exclusively to the treatments by the conventional variance analysis, they were partially or totally owed to non casual variations in the particle size distribution of the soil. It could be concluded that the soil application of urban residues causes modifications of soil physical properties as saturated and unsaturated soil hydraulic conductivity. It could also be concluded that the randomization of the treatments in the experimental area does not guarantee the covariance absence between the treatments and other independent variables, which can interfere in the properties of interest (dependent variables) and, consequently, in the efficiency of the variance analysis done in a conventional way.

O desenvolvimento econômico e o aumento da produtividade agrícola intensificaram o uso de produtos químicos nas lavouras. Quando se pretende quantificar o impacto ambiental de tal uso é necessário empregar modelos que descrevam o fluxo de água e solutos na região não saturada do solo. Para esse fim, um dos parâmetros mais eficazes é conhecer a retenção de água no solo. O objetivo deste trabalho foi desenvolver funções de pedotransferência (FPTs) que estimassem a partir de análise em redes neurais artificiais (RNAs) a retenção de água nos solos da microbacia hidrográfica do ribeirão Canchim, município de São Carlos, SP. Os atributos físicos, textura (argila, silte e areia), densidade e resistência à penetração dos solos: LVAd, LVe, LVdf e NVef, manejados com e sem cobertura vegetal e sob mata foram determinados com equipamentos não convencionais na Embrapa Instrumentação Agropecuária em São Carlos, SP. Esses parâmetros foram utilizados como variáveis de entrada nas duas redes neurais artificiais. Foram obtidas, ainda, as curvas de retenção de água no solo por meio da câmara de pressão de Richards e da tomografia computadorizada, além da porosidade total e da condutividade hidráulica não saturada. O analisador granulométrico de solos e o penetrômetro associado a TDR possibilitaram a obtenção de um grande número de dados. Os atributos físicos dos solos apresentaram grande variabilidade em função da constituição granulométrica e manejos adotados. As RNAs foram eficientes no desenvolvimento de FPTs capazes de estimar a retenção de água com base em propriedades básicas de solo obtidas em grande número. / Economic development and increasing agricultural productivity have intensified the use of chemical products in farming. The quantification environmental impact of these products requires the use of models that describe the flow of water and solutes in the unsaturated region of the soil. For this purpose, one of the most effective parameters belong to the water retention curve of the soil. The purpose of this work was to develop pedotransfer functions (PTFs) to estimate the retention of water by soils of the hydrographic microbasin of the Canchim river, in the municipality of São Carlos, state of São Paulo, Brazil, based on artificial neural networks (ANNs). The physical attributes, granulometry (clay, silt and sand), density and resistance to penetration of LVAd, LVe, LVdf and NVef soils, managed with and without vegetal cover and under forest, were determined using nonconventional equipment at Embrapa Instrumentação Agropecuária in São Carlos, SP. These parameters were used as input variables for two artificial neural networks. The soils\' water retention curves were also obtained using a Richards pressure chamber and computed tomography, as well as their total porosity and unsaturated hydraulic conductivity. A soil granulometric analyzer and a penetrometer allied to TDR provided a large number of data. The soils\' physical attributes displayed a wide variability as a function of their granulometric constitution and adopted managements. The ANNs were effective in developing PTFs able to estimate the water retention based on the large number of basic soil properties.

Made available in DSpace on 2017-07-25T19:30:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andre Carlos Auler.pdf: 1218277 bytes, checksum: aedcd75095720ba4b41e7ad48e647731 (MD5) Previous issue date: 2014-07-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Liming is the practice used to correct soil acidity and its reaction is dependent on the mode of application of the lime. The addition of lime to the soil with the tilling is an alternative for increasing his reaction. However, tillage alters its structure and processes occurring in it. The aim of this study was to evaluate the influence of liming of liming in three modes of application of limestone (on the surface, incorporated with plowing and harrowing and subsoiling and disking) on the physico-hydrical attributes of a Dystrudept. For this, an experiment was installed in the field with banded design, with treatments in a factorial arrangement (3 × 2). Treatments formed from the combination of two rates of lime (0 and 15 Mg ha-1) and three modes of application of limestone (on the surface, incorporate with plowing and harrowing and subsoiling and harrowing). Undisturbed and disturbed soil samples were collected at 0-0.10 and 0.10-0.20 m layers between plant rows of corn 18 months after installation of the experiment. The water-dispersed clay (WDC), flocculation degree (FD), bulk density (BD), total porosity (TP), water retention curves, pore size distribution curve, particle size and soil chemical properties were determined order to diagnose the effects of liming the soil studied. Liming effects on the physico-hydrical attributes of the soil were restricted to 0-0.10 m layer. The WDC and the FD were influenced by tillage, but not by liming. When liming was performed on the surface, there was a reduction of the DB and increased TP. In all modes of application of limestone, liming increased water retention and altered the distribution of pores. To conclude, the changes in physico-hydrical attributes of the soil were mostly due to the increase of pH and replacement of aluminum by calcium and magnesium in the exchange complex. / A calagem é a prática empregada na correção da acidez do solo e sua reação depende do modo de aplicação do corretivo. A incorporação de calcário com o revolvimento do solo é uma alternativa para o aumento da reação. Porém, a mobilização do solo altera a sua estrutura e os processos que nela ocorrem. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da calagem em três modos de aplicação do calcário (na superfície, incorporada com aração e gradagem e com subsolagem e gradagem) nos atributos físico-hídricos de um CAMBISSOLO HÁPLICO Alumínico. Para isso, instalou-se um experimento em campo com delineamento em faixas, com tratamentos em arranjo fatorial (3 × 2). Os tratamentos constituíam-se da combinação de duas doses de calcário (0 e 15 Mg ha-1) e três modos de aplicação do calcário (na superfície, incorporado com aração e gradagem e subsolagem e gradagem). Amostras indeformadas e deformadas de solo nas camadas 0-0,10 e 0,10-0,20 m foram coletadas nas entrelinhas da cultura do milho 18 meses após a instalação do experimento. Foram avaliados os teores de argila dispersa em água (ADA), grau de floculação (GF), densidade do solo (Ds), porosidade total (Pt), curvas de retenção de água, curva de distribuição de poros, granulometria e atributos químicos do solo. Os efeitos da calagem sobre os atributos físico-hídricos do solo foram restritos à camada 0-0,10 m. A ADA e o GF foram influenciados pelo modo de aplicação do calcário, mas não pela calagem. Quando a calagem foi realizada na superfície, ocorreu redução da DS e aumento da Pt. Em todos os modos de aplicação do calcário, a calagem aumentou a retenção de água e alterou a distribuição de poros. Concluiu-se que as alterações nos atributos físico-hídricos do solo foram em sua maioria decorrentes do aumento do pH e da substituição do alumínio por cálcio e magnésio no complexo de troca.

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2018-06-13T14:19:35Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Andre Carlos Auler.pdf: 3700376 bytes, checksum: c1ec033a97820b9055b6c86fad79d308 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-13T14:19:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Andre Carlos Auler.pdf: 3700376 bytes, checksum: c1ec033a97820b9055b6c86fad79d308 (MD5) Previous issue date: 2018-04-25 / A acidez do solo é um importante fator que restringe a produção agrícola no mundo. Solos ácidos apresentam baixos valores de pH, elevados teores de alumínio trocável (Al3+) e baixa disponibilidade de cálcio (Ca2+), magnésio (Mg2+) e potássio (K+) trocáveis. Para corrigir os problemas causados pela acidez do solo, diversos materiais podem ser utilizados, com destaque para os carbonatos e os silicatos de Ca e Mg. Tais produtos apresentam distinções quanto a sua composição química e características físicas, o que repercute sobre sua reatividade no solo. Contudo, com o advento do plantio direto (SPD), os corretivos da acidez são aplicados sobre a superfície do solo, o que restringe a correção da acidez em subsuperfície. Neste contexto, o gesso agrícola é aplicado em associação aos corretivos da acidez. Embora o gesso agrícola não atue sobre a acidez ativa do solo, em subsuperfície ele atua reduzindo os teores de Al3+ e elevando os teores de Ca2+, o que melhora o ambiente radicular. O manejo químico do solo, por meio da aplicação de corretivos da acidez e de gesso agrícola pode alterar a estrutura do solo e os processos termodinâmicos que nela ocorrem. Neste contexto, o objetivo geral deste estudo foi avaliar os efeitos de corretivos de acidez do solo [calcário de rocha moída (CRM), escória de siderurgia (ES) e calcário calcinado (CC)], associados ou não ao gesso agrícola, sobre os atributos físicos e químicos do solo e a produtividade de culturas no SPD. Para isso, instalou-se um experimento em um LATOSSOLO VERMELHO-AMARELO Distrófico de textura argilo-arenosa, em Ponta Grossa-PR. Os tratamentos foram os três corretivos da acidez do solo CRM (3,8 Mg ha-1), ES (4,2 Mg ha-1) e CC (2,7 Mg ha-1) mais um tratamento controle (sem correção da acidez), associados ou não ao gesso agrícola (2,4 Mg ha-1). As doses dos corretivos foram calculadas para elevar a saturação por bases da camada 0-0,20 m a 70 %, com base em seus equivalentes carbonatos. A dose de gesso agrícola foi calculada com base no teor de argila do solo. Os corretivos e o gesso agrícola foram aplicados sobre a superfície do solo, em agosto de 2015. A rotação de culturas utilizada foi milho (2015/16) – trigo (2016) – soja (2016/17) - aveia preta (2017) – feijão (2017/18). Após a colheita do milho e do trigo, respectivamente aos 7 e aos 15 meses após a aplicação dos tratamentos, foram coletadas amostras indeformadas e deformadas de solo. Foram coletadas amostras indeformadas de solo em (i) monólitos, nas camadas 0-0,05; 0,05-0,10 e 0,10-0,20 m, para avaliação da agregação e da estabilidade de agregados; e em (ii) anéis volumétricos, nas camadas 0-0,05; 0,05-0,10; 0,10-0,20; 0,20-0,40 e 0,40-0,60 m, para avaliação da densidade do solo (Ds), porosidade total (Pt), macroporosidade (Ma), microporosidade (Mi) e retenção de água no solo. As amostras deformadas foram coletadas nas mesmas camadas de coleta dos anéis volumétricos, para determinação dos componentes da acidez do solo (pH, H+Al e Al3+), cátions básicos trocáveis (Ca2+, Mg2+ e K+) e teores de carbono lábil (COXP) e total (CO). A produtividade das culturas foi avaliada e utilizada para se determinar a eficiência agronômica dos corretivos e do gesso agrícola. Tanto aos 7 quanto aos 15 meses após aplicação dos tratamentos, os teores dos cátions básicos foram mais afetados que os componentes da acidez. Via de regra, a aplicação de gesso agrícola promoveu intensa lixiviação de Mg2+ e K+ nas camadas mais superficiais do solo, o que resultou no aumento da concentração dos nutrientes em profundidade. Referindo-se aos componentes da acidez, o Al3+ foi o componente mais alterado pela aplicação dos tratamentos, principalmente aos 15 meses após aplicação. Um resultado a ser destacado é que a ES com gesso aumentou os 9 teores de Al3+ em profundidade. Os teores de COXP e CO não foram afetados pelos tratamentos. As alterações nos atributos químicos do solo repercutiram sobre os atributos físicos. O diâmetro médio ponderado dos agregados e as proporções de macroagregados grandes foram mais influenciadas aos 15 meses após aplicação, em relação aos 7 meses, demonstrando a importância do tempo de reação dos materiais no solo sobre sua agregação. A Ds, a Pt e a Ma foram alteradas pelos tratamentos na camada de 0,40–0,60 m, diferentemente da Mi, que foi afetada nas camadas mais superficiais do solo (0–0,20 m). A retenção de água no solo foi sensível as alterações na estrutura do solo, principalmente quando os corretivos foram aplicados associados ao gesso agrícola. Deste modo, pode-se concluir que a dinâmica dos íons no solo pela correção da acidez e aplicação e gesso agrícola influencia os atributos físicos do solo, tanto em superfície como em profundidade. O aumento nos teores de Ca2+ e Mg2+ e a redução do Al3+ melhora a estrutura do solo, reduzindo sua Ds e aumentando sua Pt; e, a substituição de Al3+ por Mg2+ no complexo de troca do solo, decorrentes da aplicação da ES e do gesso agrícola influencia a retenção de água no solo. Sendo que a maior concentração do Mg2+ favorece a retenção. Os efeitos da correção da acidez do solo, independentemente do corretivo, e do gesso agrícola sobre a produtividade das culturas ocorre de maneira independente. Também, as culturas respondem de maneira distinta a correção da acidez e a gessagem. Todavia, o calcário calcinado foi o corretivo com maior eficiência agronômica, tanto quando aplicado isoladamente como quando associado ao gesso agrícola. / Soil acidity is an important factor that restricts agricultural production in the world. Acid soils have low pH values, high exchangeable aluminum (Al3 +) content and low availability of exchangeable calcium (Ca2+), magnesium (Mg2+) and potassium (K+). To correct the problems caused by the soil acidity, several materials can be used, with emphasis on carbonates and silicates of Ca and Mg. These products present distinctions as to their chemical composition and physical characteristics, which has repercussions on their reactivity on the soil. However, with the advent of no-till (NT), acidity correctives are applied to the soil surface, which restricts the correction of acidity in subsurface. In this context, the phosphogypsum is applied in association with acidity correctives. Although the phosphogypsum does not act on the active acidity of the soil, in subsurface it acts reducing the Al3+ contents and increasing the Ca2+ contents, which improves the root environment. The chemical management of the soil, through the application of correctives of acidity and of agricultural gypsum can alter the soil structure and the thermodynamic processes that occur in it. In this context, the general aim of this study was to evaluate the effects of soil acidity correctives [ground rock limestone (GRL), steel slag (SS) and calcined limestone (CL)], associated or not with soil physical and chemical attributes and crop productivity in NT. For this purpose, an experiment was carried out on a sandy-clay Typic Hapludox, at Ponta Grossa-PR. The treatments were the three soil acid correctives: GRL (3.8 Mg ha-1), SS (4.2 Mg ha-1) and CL (2.7 Mg ha-1), plus one control treatments (without acidity correction), associated or not with phosphogypsum (2.4 Mg ha-1). The corrective doses were calculated to raise the base saturation of the 0-0.20 m layer to 70%, based on their carbonate equivalents. The dose of phosphogypsum was calculated based on the soil clay content. Correctives and phosphogypsum were applied to the soil surface in August 2015. The crop rotation was corn (2015/16) – wheat (2016) – soybean (2016/17) – black oat (2017) – beans (2017/18). After the corn and wheat were harvested, at 7 and 15 months after the treatments, undisturbed and disturbed soil samples were collected. Undisturbed soil samples were collected in (i) monoliths, in the 0–0.05; 0.05–0.10 and 0.10–0.20 m layers, for evaluation of aggregation and aggregates stability; and in (ii) volumetric rings, in the 0–0.05; 0.05–0.10; 0.10–0.20; 0.20–0.40 and 0.40–0.60 m layers, to evaluate the soil bulk density (BD), total porosity (TP), macroporosity (Ma), microporosity (Mi) and soil water retention. The deformed samples were collected in the same collection layers of the volumetric rings to determine the soil acidity components (pH, H+Al and Al3+), exchangeable basic cations (Ca2+, Mg2+ and K+) and labile (POxOC) and total (OC) carbon contents. The yield crops was evaluated and used to determine the agronomic efficiency of the correctives and the phosphogypsum. Both at 7 and 15 months after application of treatments, the basic cations contents were more affected than the acidity components. As a rule, the application of phosphogypsum promoted intense Mg2+ and K+ leaching in the more superficial layers of the soil, which resulted in increased concentration of nutrients in depth. Referring to the components of acidity, Al3+ was the most altered component by the application of treatments, especially at 15 months after application. One result to be highlighted is that SS with phosphogypsum increased Al3+ contents in depth. The POcOC and OC contents were not affected by the treatments. The changes in the soil chemical attributes had repercussions on the physical attributes. The weight mean diameter of the aggregates and the proportions of large macroaggregates were more influenced at 15 months 11 after application, in relation to the 7 months, demonstrating the importance of the reaction time of the materials in the soil on their aggregation. BD, TP and Ma were altered by treatments in the layer of 0.40–0.60 m, while Mi was affected in the most superficial layers of the soil (0–0.20 m). The soil water retention was sensitive to changes in soil structure, especially when the correctives were applied associated with the phosphogypsum. In this way, it can be concluded that soil ion dynamics by the acidity correction and phosphogypsum application influences the physical attributes of the soil, both in surface and in depth. The increase in the Ca2+ and Mg2+ contents and the Al3+ reduction improve the soil structure, reducing its BD and increasing its TP; and, the substitution of Al3+ for Mg2+ in the soil exchange complex, due to the application of SS and phosphogypsum influences soil water retention. The higher concentration of Mg2+ favors retention. The effects of correcting soil acidity, regardless of the corrective, and the phosphogypsum on crop yield, occur independently. Also, crops respond differently to acidity correction and phosphogypsum application. However, the calcined limestone was the corrective with higher agronomic efficiency, both when applied alone and when associated with agricultural gypsum.

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.

Conduziu-se durante dois anos, em um Latossolo Vermelho Amarelo, em Piracicaba-SP (22o41’00" S; 47o39’00" O; 554 m de altitude), um experimento com a cultura da cana-de-açúcar. Foram utilizados 9 tratamentos com 4 repetições, implantados num delineamento em blocos ao acaso. Os tratamentos foram: tr1 - adubação mineral + calagem; tr2, tr3; tr4 e tr5 - doses de lodo de esgoto (respectivamente, 0; 33; 66 e 99 Mg ha-1, no primeiro ano, e 0; 37; 74 e 112 Mg ha-1, no segundo ano); tr6, tr7; tr8 e tr9 - doses de composto de lixo (respectivamente, 0; 20; 40 e 60 Mg ha-1, no primeiro ano, e 0; 24; 48 e 72 Mg ha-1, no segundo ano). Os resíduos foram aplicados manualmente na superfície do solo e incorporados com enxada rotativa, no primeiro ano em área total e no segundo apenas na entrelinha. Foram determinados, em cada parcela, os seguintes parâmetros do solo: composição granulométrica (amostras coletadas antes da implantação do experimento); o conteúdo de carbono orgânico (amostras coletadas em 15 datas durante os dois anos); conteúdo de argila dispersa em água, densidade e porosidade total (amostras coletadas ao final do primeiro e do segundo ano do ciclo da cultura); curva de retenção de água, condutividade hidráulica do solo saturado e condutividade hidráulica relativa (amostras coletadas ao final do primeiro ano do ciclo da cultura); e condutividade hidráulica do solo saturado e não saturado (determinada no campo ao final de dois anos do ciclo da cultura, utilizando o infiltrômetro de tensão). Os resultados obtidos mostraram que houve redução da densidade do solo e aumento da porosidade total com o aumento das doses dos resíduos, para a camada de 0 a 0,15 m de profundidade, no segundo ano de aplicação. Nas parcelas que receberam aplicações de ambos os resíduos, houve aumento da condutividade hidráulica do solo próximo à saturação e redução à medida que o solo se afasta da saturação, para a faixa de potencial mátrico estudada (0 a 1 kPa). O decaimento da condutividade hidráulica relativa, a partir da saturação, foi inicialmente mais acentuado nas parcelas que receberam aplicações de ambos os resíduos, quando comparadas às que não receberam resíduos. Verificou-se também, através de análises de regressão múltipla, que diferenças na retenção de água e no conteúdo de argila dispersa em água, que pela análise de variância convencional seriam atribuídas exclusivamente aos tratamentos, de fato eram parcial ou totalmente devidas a variações não casuais na composição granulométrica do solo. Pelos resultados pôde-se concluir que a aplicação de resíduos urbanos ao solo leva a modificações de propriedades como a densidade e porosidade total do solo, a condutividade hidráulica do solo saturado e a condutividade hidráulica do solo não saturado. Pôde-se concluir também que a casualização dos tratamentos na área experimental não garante a ausência de covariação entre os tratamentos e outras variáveis independentes, as quais podem interferir nas propriedades de interesse (variáveis dependentes) e, conseqüentemente, na eficiência da análise de variância feita de maneira convencional, sendo recomendado a realização de um "ensaio em branco" para verificar a eficiência desta casualização. / An experiment was carried out during two years on a Red Yellow Latosol cropped with sugar-cane, located in the country of Piracicaba-SP (22o41’00" S; 47o39’00" W; 554 m high). Nine treatments with 4 replications were used in a random-block experimental design. The treatments were: tr1 – mineral fertilization + CaCO3; tr2, tr3; tr4 and tr5 - levels of sewage sludge (respectively, 0; 33; 66 and 99 Mg ha-1, in the first year, and 0; 37; 74 and 112 Mg ha-1, in the second year); tr6, tr7; tr8 and tr9 - levels of composed of garbage (respectively, 0; 20; 40 and 60 Mg ha-1, in the first year, and 0; 24; 48 and 72 Mg ha-1, in the second year). The residues were manually applied on the soil surface and incorporated with a rotative plough. In the first year, the incorporation was done on the total area; in the second year only in inter-rows. The following soil parameters were determinated in each plot: particle size distribution (samples collected before the installation of the experiment); organic carbon content (15 samplings along the two years); natural clay content, soil bulk density and total soil porosity (sampling at the end of the first and second years of the growing cycle); water retention curves, saturated hydraulic conductivity and relative unsaturated hydraulic conductivity (samples collected at the end of the first year of the growing cycle); and saturated and unsaturated hydraulic conductivity (determined in situ at the end of the first and second years of the growing cycle, using tension infiltrometer). Results show a decrease the soil bulk density and increase of total porosity as the levels of residue application increased, for the 0 to 0.15 m soil layer, in the second year of application. On the plots that received applications of both residues, there was increase of the hydraulic conductivity near the soil saturation and decrease for the 0 to 1 kPa matric potential range. The decline of the relative hydraulic conductivity starting from the saturation, was initially more accentuated in the plots that received applications of both residues as compared with the ones that did not. It was also verified, through analyses of multiple regression, that differences in the water retention and in the natural clay content, that they would be attributed exclusively to the treatments by the conventional variance analysis, they were partially or totally owed to non casual variations in the particle size distribution of the soil. It could be concluded that the soil application of urban residues causes modifications of soil physical properties as saturated and unsaturated soil hydraulic conductivity. It could also be concluded that the randomization of the treatments in the experimental area does not guarantee the covariance absence between the treatments and other independent variables, which can interfere in the properties of interest (dependent variables) and, consequently, in the efficiency of the variance analysis done in a conventional way.

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.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:00:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5728.pdf: 4886967 bytes, checksum: 9a66021bc6eec94037ca58204cb8fb84 (MD5) Previous issue date: 2013-08-23 / Financiadora de Estudos e Projetos / Stormwater flooding in urban centers today is the direct result of ground impermeabilization and the ineffective dimensioning of stormwater drainage systems. In order to control these events, innovative low impact stormwater drainage facilities are used in Brazil, which are efficient in controlling sharp peak flows in urban watersheds without, however, affecting the aesthetic appearance of the landscape in these environments. The purpose of this study is to model and estimate the volume of water infiltrated into the soil where a compensatory stormwater drainage system is inserted, which can contribute to groundwater recharge. Modeling was performed by means of a physical storage method and storage variation in soil using a tensiometer, and in digital form using the Hydrus 2D/3D software package. The monitored drainage system and the digitally designed system consist of a water retention basin, a ditch or filter, and an infiltration trench. Groundwater recharge was estimated based on soil analyses, geophysical investigations, flow measurements, and rainfall data, in addition to data collected during 454 days of continuous monitoring of the system by means of tensiometers installed on-site, rain gauges, and the construction of bimodal soil water retention curves using the filter paper method. The moisture content at different depths, the zero water flow plane, and the volumes moving in the soil matrix were calculated based on the identification of the soil water content and matric potential, the hydraulic conductivity in saturated conditions at the monitored depths, and the soil s characteristic curves. The results of the Soil Water Retention Curves (SWRC) and soil moisture content were negligible starting from a depth of 80cm. However, the groundwater recharge rate estimated by the tensiometer method and by the Hydrus digital model was about 45% of the total volume of rainfall. / Atualmente, eventuais problemas de enchentes e inundações, são causas diretas da impermeabilização de áreas nos centros urbanos e do ineficaz dimensionamento da drenagem pluvial nas cidades. No intuito de se controlar estes eventos, equipamentos de drenagem de baixo impacto são inovadoras no Brasil e eficientes no controle de vazões de pico acentuadas em bacias urbanas, sem sobretudo, renunciar à estética e à paisagem nestes ambientes. Neste trabalho objetivou-se modelar e estimar o volume de água infiltrado no solo, onde um sistema de drenagem pluvial compensatória está inserido, que é capaz de contribuir com a recarga freática. A modelagem foi realizada por meio do método de armazenamento e variação da armazenagem no solo com utilização de tensiômetro e de forma digital utilizando-se do software Hydrus 2D/3D. O sistema de drenagem monitorado e o diagramado digitalmente são constituídos de uma bacia de retenção de água, uma vala ou filtro gramado e uma trincheira de infiltração. Na tentativa de estimar a recarga freática realizaram-se, conjuntamente, análises de solo, investigações geofísicas, medidas de vazão, coleta de dados de chuva, além do monitoramento contínuo em 454 dias do sistema através da instalação de tensiômetros no local, pluviógrafos, além da construção de curvas bimodais de retenção de água nos solos por meio do método do papel filtro. A partir da identificação dos potenciais mátricos do solo, da condutividade hidráulica em condições saturadas para as profundidades monitoradas e da obtenção das curvas características do solo, foi possível calcular o teor de umidade em diferentes profundidades, identificar o plano de fluxo zero e calcular os volumes em movimento na matriz do solo. Os resultados obtidos pela verificação das Curvas de Retenção de Água no Solo (CRAs) e umidades de campo foram pouco expressivos a partir de 80cm de profundidade, entretanto, a recarga estimada obtida pelo método dos tensiômetros e pelo modelo digital Hydrus ficou em torno de um valor médio de 45% do volume total precipitado.