Soil compaction under traffic of animals has become an increasingly significant problem in soils used for crop-livestock integration. The objective of this study was to determine the effect of integration crop-livestock and different soil management systems on their attributes water and mechanical and relate them to the development and productivity of soybean. The specific objectives were: to investigate the effect of the absence of animal trampling on the water and mechanical attributes of soil and growth of soybean; to evaluate susceptibility to soil compaction by the parameters of the compressibility of the soil; determine the relationship of permeability to air with the tension of the water and soil pore space; evaluate the relationship between plant growth and water content; evaluate the residual effect of chiseling. The experiment was installed in 2007, in a commercial agricultural area in the municipality of Ibirubá (RS). The soil of the place is classified as Oxisol. Bulk density (Ds), macroporosity (Ma), microporosity (Mi) total porosity (Pt) resistance to penetration (RP) and soil moisture (θ), emergence and plant height, root growth and yield of soybean were evaluated. The experimental design was randomized blocks with three replications. The treatments were: tillage without grazing (SDS / P), tillage with grazing (SDC / P) and chiseling (Esc). The Ds, Mi, Ma, En, CRA and Ka were determined in soil samples collected with the structure preserved in layers: 0-0,07; 0,07- 0,15 e 0,20-0,30 m in three periods: before grazing (August 2007), post-grazing (December 2007) and post-grazing (October 2008). The soil compression curve in balanced sample was determined in tension of 0.03 MPa in the first two layers above. The results indicated that the chiseling sporadic in soils under crop-livestock integration without tillage provides soil hydro-physical conditions less favorable for the development of plants. The preparation with chisel negatively affected grain yield of soybean. The soil whit chiseling had its proprieties changed by the treading of animals, reducing the residual effect of it. The absence of animals did not promote significant changes in Ds, Mi, Ma and Pt managed under the soil tillage. The chiseling decreased soil moisture compared to other treatments. The PR showed a direct relationship with soil moisture, for below 20% obtained values above 2 MPa for RP were. In SD/CP, the root system showed deviation of growth in depth, especially in the 0-0,07 m layer. The deviation unobserved in SD/SP and Esc. The same behavior was not observed in SD/SP and Esc. in years with water deficit. The plant height in SD/SP was higher than in other treatments and the lowest grain yield was obtained in Esc. Highest Ka was observed in lower potential matric and the surface layer of soil, where there is greater presence of macroporosity, with reduction in depth. A direct relationship between the soil Ka and εa was observed. The pressure applied by the traffic of animals increased the values of σp in the surface layer. With chiseling of the soil, the surface layer had less ability to support loads and greater susceptibility to compaction. / A compactação do solo sob tráfego de animais vem se tornando um problema crescente em solos utilizados sob integração lavoura-pecuária. O objetivo deste estudo foi de determinar o efeito da integração lavoura-pecuária e diferentes manejos de manejo do solo nos seus atributos hídricos e mecânicos e relacioná-los com o desenvolvimento e a produtividade da soja. Os objetivos específicos foram: verificar o efeito da ausência do pisoteio animal sobre os atributos hídricos e mecânicos do solo e crescimento da soja; avaliar a suscetibilidade do solo à compactação, através dos parâmetros de compressibilidade do solo; verificar a relação da permeabilidade ao ar com a tensão da água e o espaço poroso do solo; avaliar a relação entre o crescimento das plantas e conteúdo de água; avaliar o efeito residual da escarificação. O experimento foi instalado no ano de 2007, numa área agrícola comercial, no município de Ibirubá (RS). O solo do local é classificado como Latossolo Vermelho distrófico. Avaliaram-se a densidade (Ds), macroporosidade (Ma), microporosidade (Mi) e porosidade total (Pt) a resistência do solo à penetração (RP) e a umidade (θ)do solo, bem como emergência e altura de planta, crescimento radicular e produtividade da soja. O delineamento experimental foi blocos ao acaso com três repetições. Os tratamentos foram: semeadura direta sem pastejo (SD/SP), semeadura direta com pastejo (SD/CP) e escarificado (Esc). A Ds, Mi, Ma, Pt, CRA e a Ka foram determinadas em amostras de solo coletada com estrutura preservada nas camadas de 0-0,07; 0,07- 0,15 e 0,20-0,30 m, em três épocas: antes do pastejo (agosto de 2007), pós-pastejo (dezembro de 2007) e pós-pastejo (outubro de 2008). A curva de compressão do solo foi determinada em amostra equilibrada na tensão de 0,03 MPa nas duas primeiras camadas acima citadas. Os resultados indicaram que a escarificação em solos sob integração lavoura-pecuária sob plantio direto proporciona condições físico-hídrica do solo menos favoráveis ao desenvolvimento das plantas, afetando negativamente o rendimento de grãos da cultura da soja. O solo escarificado sofreu alterações impostas pelo pisoteio dos animais, reduzindo o efeito residual do mesmo. A ausência dos animais não promoveu alterações expressivas na Ds, Mi, Ma e Pt no solo manejado sob plantio direto. A escarificação diminuiu a retenção de água comparado com solo não escarificado. A RP apresentou relação direta com a umidade, abaixo de 20 % obteve-se valores acima de 2 MPa de RP. Na SD/CP o sistema radicular apresentou desvio de crescimento em profundidade, principalmente na camada 0-0,07 m, desvio não observado na SD/SP e no Esc. A altura de planta no SD/SP foi maior do que nos demais tratamentos e a menor produtividade de grãos foram obtidos no Esc. em ano com déficit hídrico. A maior Ka foi observada nos menores potenciais matriciais e na camada superficial do solo, onde há maior presença de macroporos, com redução em profundidade. Obteve-se uma relação direta entre a Ka e o εa do solo. A pressão aplicada pelo tráfego dos animais elevou os valores de σp na camada superficial. Com a escarificação do solo a camada superficial, houve menor capacidade de suporte, ou seja, maior suscetibilidade à compactação.

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 2014-08-20T14:36:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_ Alvaro_ Luiz_ Carvalho_ Nebel.pdf: 1615608 bytes, checksum: cf5d12660d9ae82ddc2e973b92c9812e (MD5) Previous issue date: 2009-04-24 / The understanding of the dynamics of the water in the soil-plant-atmosphere system, including the water availability to the crops, soil water infiltration, drainage and soil solute movement, depends on the knowledge of the relation between the soil water content and the matric potential, represented by the soil water retention curve (SWRC). However, the establishment of SWRCs is laborious and time consuming, besides being costly. A alternative is its estimate through statistical equations called Pedotransfer Functions (PTFs). The aim of this study was to evaluate the ability of some existing PTFs, in predicting the soil water retention and to capture its spatial variability structure, using geostatistical tools, when applied in a lowland soil of the south region of Brazil. For this, an experimental 10 x 10 m grid was established and soil disturbed and undisturbed samples were collected in the 0-0.20 m soil depth, totaling 100 experimental points. The following soil attributes were determined in each point: soil texture, soil organic carbon, pH, cation exchange capacity, soil bulk density, and the soil water retention curve. Eight developed PTFs for estimating gravimetric soil water content, eight for estimating volumetric water content and five for estimating the van Genuchten model parameters were evaluated using the statistical measures mean error (ME), and the root mean square error (RMSE). Results indicated that the Oliveira et al. (2002) PTF presented the best performance for estimating the gravimetric soil water content at the tension of 33kPa, with mean error (ME) value of 0.0136g.g-1, while for the gravimetric water content at tension of 1500kPa the Pidgeon (1972) FPT was the best, with ME value of -0,0054g.g-1. Concerning to the potential of describing the spatial variability structure the Bell & van Keulen (1995 and 1996) and of Urach (2007) PTFs presented the best performance based on the results from the cross validation technique. For estimating the soil water volumetric content at the tension of 10kPa the Tomasela et al. (2002) was the best (ME of 0.019cm3.cm-3), while Rawls et al. (1982) and van den Berg et al. (1997) PTFs were the best for estimating soil water content at the tension of 33kPa (ME of 0.001cm3.cm-3) and 1500kPa (ME of -0.008cm3.cm-3), respectively. The range and sill geostatistical parameters for the tension of 33kPa were reasonable estimated, while for the tension of 1500kPa they were underestimated by the evaluated PTFs. The Parametric Pedotransfer Function constructed by Vereecken et al.(1989) presented the lowest value of ME (0.0247cm3.cm-3), while the Hodnett and Tomasella (2002) PTF presented the lowest value of RMSE (0.0367 cm3.cm-3). Both PTFs well described the experimental semivariograms of the soil water content at the tensions of 10kPa and 33kPa, however their performance was not good for the tension of 1500kPa. / Estudos que envolvem a dinâmica da água no sistema solo-planta-atmosfera tais como disponibilidade de água no solo para as culturas, infiltração, drenagem e movimento de solutos no solo necessitam do conhecimento da relação entre o conteúdo de água no solo e o potencial matricial, representada pela curva de retenção de água no solo. No entanto, sua execução é laboriosa, demanda considerável tempo e custos. Uma alternativa é sua estimativa através de equações estatísticas denominadas Funções de Pedotransferência (FPTs). O objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho de funções de pedotransferência em estimar a retenção de água no solo e capturar a sua estrutura de variabilidade espacial, usando ferramentas geoestatísticas, quando aplicadas em um solo de várzea da região sul do Brasil. Para isto, uma malha experimental de 10m x 10m foi estabelecido e amostras deformadas e indeformadas do solo foram coletadas representativas da camada de 0 0,20m, totalizando 100 pontos amostrais. Os seguintes atributos do solo foram determinados em cada ponto: textura, carbono orgânico, pH, capacidade de troca de cátions, densidade do solo e a curva de retenção de água no solo. Oito FPTs desenvolvidas para estimar o conteúdo gravimétrico de água no solo, oito para estimar o conteúdo volumétrico e cinco para estimar os parâmetros do modelo de van Genuchten foram avaliadas, usando as medidas estatísticas erro médio (ME) e raiz quadrada do erro médio ao quadrado (RMSE). Os resultados obtidos para a estimativa do conteúdo de água gravimétrico mostram que a FPT de Oliveira et al. (2002) apresentou o melhor desempenho para a tensão de 33kPa, com erro médio (ME) de 0,0136g.g-1, enquanto para a tensão de 1500kPa a FPT de Pidgeon (1972) foi melhor, com ME de -0,0054g.g-1. Com relação ao potencial de descrever a estrutura de variabilidade espacial do conjunto de dados medidos, as FPTs desenvolvidas por Bell & van Keulen (1995 e 1996) e Urach (2007) foram as que apresentaram melhor desempenho baseado nos resultados da validação cruzada. Para o conteúdo volumétrico de água retida no solo, os melhores desempenhos foram obtidos pela FPT de Tomasela et al.(2003) para a tensão de 10kPa, Rawls et al. (1982) para 33kPa e van den Berg et al.(1997) para 1500kPa, com ME iguais a 0,019cm3.cm-3, 0,001cm3.cm-3 e -0,008cm3.cm-3, respectivamente. Os parâmetros da estrutura de dependência espacial, alcance e patamar, para a tensão de 33kPa foram razoavelmente estimados, enquanto para a tensão de 1500kPa foram subestimados pelas FPTs avaliadas. A FPT paramétrica desenvolvida por Vereecken et al. (1989) apresentou o menor valor de ME (0,0247cm3.cm-3), enquanto a FPT de Hodnett e Tomasella (2002) apresentou o menor valor de RMSE (0,0367 cm3.cm-3). Ambas FPTs descreveram bem os semivariogramas experimentais do conteúdo de água retido no solo a 10kPa e 33kPa, entretanto para a tensão de 1500kPa nenhuma das FPTs testadas apresentou bom desempenho.

The intensification of biofuel production causes negative impacts on soil quality, thus the soil requires adequate assessment to ascertain its quality status, however site-specific nature of results in literature requires independent soil property measurement and assessment depending on specific agroecosystem and management goals. Therefore, the main objective of this study was to investigate seasonal pattern of soil quality, soil water and thermal regimes and performance of sugarcane and tung crops at the experimental station of Soils Department, Federal University of Santa Maria, Santa Maria, RS, Brazil. The sugarcane experiment (three seasons) was established in 2010 under no-tillage; no-tillage + compaction; conventional tillage and chiseling treatments in a randomized complete block design with three replications. In years 2011 and 2012, there was no soil disturbance; however residue mulching was imposed, giving split-plot design. The tung-based cropping system (two seasons, 2012-2014) was a randomized complete block design experiment with four replications. The treatments were: tung-crambe-sunflower/soybean + inorganic fertilizer; tung-crambe-sunflower/soybean + organic manure; tung-oats-peanut; and sole tung (control). Crambe and oats were planted in winter while sunflower (1st year)/soybean (2nd year) and peanut were planted in summer. Disturbed and undisturbed (using cores of known volume) soil samples were collected from soil layers 0-10, 10-20, 20-40 and 40-60 cm in sugarcane, and 0-10, 10-20, 20-40, 40-60 and 60-80 cm in tung for the laboratory determination of soil quality indicators. There was field monitoring of soil water retention, matric potential and soil temperature and agronomic parameters measured include sugarcane yield and tung plant height. Minimum data set for soil quality assessment was made using principal component analysis and soil quality index was obtained using weighted additive method. The temporal patterns of soil water storage and temperature were evaluated using algorithms for time series data. Except for Ma in 0-10 cm layer of tillage plots, both tillage and residue mulching did not significantly affect (p<0.05) the soil quality indicators, overall soil quality, water retention and sugarcane yield. The degree of compaction was not enough to limit sugarcane growth. Residue retention significantly influenced temporal processes of soil temperature and state-time analysis was better than classical regression of time series analysis of soil water storage and temperature. Cropping system did not significantly influence (p<0.05) soil quality indicators, overall SQI and tung plant height, but significant influenced soil water retention. For the two experiments, there was no discernible trend in the seasonal values of soil hydro-physical variables and crop response. / A intensificação da produção de biocombustíveis pode prejudicar a qualidade do solo. Portanto, para evitar a degradação do solo é necessário monitorar periodicamente os atributos mais afetados pela atividade agrícola. Assim, o objetivo deste estudo foi investigar o padrão sazonal da qualidade, da água e regimes térmicos do solo, bem como o desempenho das culturas da cana-de-açúcar e do tungue na estação experimental do Departamento de Solos da Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, Brasil. Para isso foram avaliados dois experimentos. O experimento de cana-de-açúcar (três anos de cultivo) foi implantado em 2010 e os tratamentos foram: plantio direto; plantio direto com compactação adicional; preparo convencional e; escarificado, distribuídos em um delineamento de blocos casualizados com três repetições. Nos anos de 2011 e 2012, não houve revolvimento do solo, mas foi adicionada cobertura vegetal morta, designando um esquema de parcelas subdivididas. Para o sistema de cultivo do tungue (dois anos de cultivo, 2012-2014) foi utilizado um experimento de blocos ao acaso com quatro repetições. Os tratamentos foram: tungue-crambe-girassol / soja com fertilizantes inorgânicos; tungue-crambe-girassol / soja com adubação orgânica; tungue-aveia-amendoim; e tungue (controle). Crambe e aveia foram plantadas no inverno, enquanto girassol (1° ano) / soja (2º ano) e amendoim foram plantados no verão. Amostras de solo com estrutura alterada e preservada foram coletadas (usando cilindros com 57 mm de diâmetro e 40 mm de altura) nas camadas de 0-10, 10-20, 20-40 e 40-60 cm na cana-de-açúcar, e de 0-10, 10-20, 20-40, 40-60 e 60-80 cm no tungue para a determinação laboratorial dos indicadores de qualidade do solo. Houve o monitoramento á campo da temperatura, umidade potencial matricial da água no solo e parâmetros agronômicos incluindo a produtividade da cana-de-açúcar e altura da planta de tungue. Um conjunto mínimo de dados para a avaliação da qualidade do solo foi obtido através da análise de componentes principais e o índice de qualidade do solo foi obtido pelo método aditivo ponderado. Os padrões temporais de armazenamento de água do solo e a temperatura do solo foram avaliados utilizando algoritmos para dados de séries temporais. Exceto para a macroporosidade, na camada de 0-10 cm dos tratamentos com preparo do solo, o preparo e a cobertura de palha não afetaram significativamente (p <0,05) os indicadores de qualidade do solo, o índice de qualidade do solo, a retenção de água ou a produtividade de cana-de-açúcar. O grau de compactação não foi suficiente para limitar o crescimento da cana-de-açúcar. A permanência da palha na superfície influenciou significativamente os processos temporais de temperatura do solo e a análise temporal foi melhor do que a análise de regressão clássica para a análise das séries temporais de armazenamento de água e temperatura do solo. O sistema de cultivo não influenciou significativamente (p<0,05) os indicadores de qualidade do solo, o índice de qualidade do solo e a altura da planta, mas influenciou significativamente a retenção de água do solo. Nos dois experimentos, não houve nenhuma tendência clara nos valores sazonais de variáveis físico-hídricas do solo e na resposta da cultura.

The present work was accomplished in a slope with a pedological system composed of Red Argisol/Gleysol, in a pasture area located in an unit of agricultural production in the municipal district of Santa Maria - RS. It aimed at the characterization morphologic and the physic-hydrical and the discretization of the variability of the loss of soil of the slope. Thirteen aligned profiles were selected in a toposequency, of a total of 57, reconstituted by the polls method. After description the approach of the pedologic system in the thirteen profiles, considering the vertical and lateral succession of the verified horizons, the samples were collected for the chemical and physical-hydrical determinations in laboratory (texture, densities, porosities, retention hydrical and availability of water, saturated hydraulic conductivity and permeability to the air), in three sampling orientations. Furthermore, the soil losses were estimated through the coupling of the Universal Equation of Loss of the Soil - RUSLE, in SIG atmosphere. In the toposequency, three profiles were classified as Gleysol and the others as Red Argisol. Argisols and Gleysols presented variated chemical and physical limitations, producing strong use limitation. The horizons Bt in Argissolos are found in different depths in the studied profiles, implicating different behaviors, depending on the thickness of the horizons upper (suprajacente) The physical-hydrical dynamics of the system is marked by a different behavior among the surface (loam) and the subsurface (clayer), and it should be understood, considering the group of the horizons of each profile, to predict the physical-hydrical behavior of the soil. The saturated hydraulic conductivity of the soil presented a variation along the horizons of the soil profiles in different positions of the landscape, with great differences among the values observed in surface in relation to the ones of the subsurface, identifying the existence of a lateral flow of water in the soil, mainly in the portion of the hillside and its space variation in a topographical sequence. In the podzolic cover, the blockade of vertical drainage occurs in the top of the horizon Bt, generating a more humid zone above. The smallest retention of water in all the profiles occured in the loam horizons, Ap and A1, in all the tensions, while in the deepest horizons, Bt1 and Bt2, there was a larger retention as a consequence of the decrease of the sand tenor and increase of the clay tenor. The transition horizons, AB and BA, presented an intermediate behavior. The available water in the soil for the plants was influenced directly by the texture, which increased with the increment of the sand fraction and it decreases with the increase of the clay fraction. With the drier of the soil the permeability to the air tends to increase due to the drainage of the water of the pores which start to conduct air, being highly dependent of the macroporosity. The animal trampling and the preparation operations promoted an increase of the soil density, resulting in the reduction of the total porosity and of the macroporosity and consequently an increase in the microporosity in the horizons Ap and A1, which suffer the direct effects of the anthropic activity. The methodology application that engagement RUSLE in atmosphere SIG, allowed the discretization of the space variability of the factors that determine the losses, as well as the soil losses in a slope of the Central Depression of RS. / O presente trabalho foi realizado em uma vertente com sistema pedológico composto de Argissolo/Gleissolo, em área de pastagem, localizada em uma unidade de produção agropecuária, no município de Santa Maria RS. Objetivou-se, a caracterização morfológica e físico-hídrica e a discretização da variabilidade das perdas de solo da vertente. Foram selecionados treze perfis alinhados em uma topossequência, de um total de 57, descritos pelo método de tradagem. Após abordagem morfológica do sistema pedológico nos treze perfis, considerando a sucessão vertical e lateral, dos horizontes constatados, procederam-se as coletas de amostras para as determinações químicas e análise granulométricas, e em três orientações de amostragem as determinações físicohídricas (densidades, porosidades, retenção hídrica, condutividade hidráulica do solo saturado e permeabilidade ao ar). Além disso, foi estimada as perdas de solo através do acoplamento da Equação Universal de Perda do Solo RUSLE, em ambiente SIG. Na topossequência, três perfis foram classificados como Gleissolo e os demais como Argissolo Vermelho. Os Gleissolos apresentaram limitações variadas decorrentes do excesso de água e os Argissolos limitações químicas e físicas. O horizonte Bt nos Argissolos, encontra-se em profundidades variadas nos perfis estudados, implicando comportamentos distintos, dependendo da espessura do (s) horizontes (s) suprajacente (s). A dinâmica físico-hídrica do sistema, caracteriza-se por um comportamento distinto entre a superfície (textura média) e a subsuperfície (textura argilosa) devendo ser compreendida, considerando o conjunto dos horizontes de cada perfil, para predizer o comportamento físico-hídrico do solo. A condutividade hidráulica do solo apresentou variação ao longo dos horizontes dos perfis de solo em diferentes posições da paisagem, ocorrendo grandes diferenças entre os valores observados em superfície em relação a subsuperfície, identificando-se a existência de fluxo lateral de água no solo, principalmente, na porção da encosta e a sua variação espacial em uma sequência topográfica. Na cobertura argissólica, o bloqueio de drenagem vertical ocorre no topo do horizonte Bt, originando acima deste uma zona mais úmida. A menor retenção de água em todos os perfis ocorreu nos horizontes com textura média, Ap e A1, em todas as tensões, enquanto que nos horizontes mais profundos, Bt1 e Bt2, houve maior retenção, como consequência da diminuição do teor de areia e aumento do teor de argila. Os horizontes de transição, AB e BA, apresentaram um comportamento intermediário. A água disponível no solo para as plantas foi influenciada diretamente pela granulometria, aumentando nos horizontes com maior percentual de areia e diminuindo com o aumento da fração argila. Com o secamento do solo a permeabilidade ao ar tende a aumentar devido à drenagem da água dos poros os quais passam a conduzir maior quantidade de ar, sendo altamente dependente dos macroporos. O pisoteio animal e as operações de preparo promoveram aumento da densidade do solo, resultando na redução da porosidade total e da macroporosidade e consequentemente um aumento na microporosidade nos horizontes Ap e A1, os quais sofrem os efeitos diretos das atividades antrópicas. A aplicação de metodologia que acopla a RUSLE em ambiente SIG, permitiu a discretização da variabilidade espacial dos fatores que influenciam as perdas, bem como as perdas de solo de uma vertente da Depressão Central do RS.

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

Made available in DSpace on 2014-07-29T16:24:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Rogerio Gomes Pereira.pdf: 1311913 bytes, checksum: 594d4803b27bb1b817ac16d754681cbb (MD5) Previous issue date: 2011-02-14 / The average national rice yield was 11,3 million tones, with a harvested area of about 2,7 million hectares (IBGE 2010). Part of this comes from upland production systems in savannas that have high acidity, low fertility, with low phosphorus and potassium levels, low cation exchange capacity and high aluminum saturation. Upland rice in the Brazilian savannas (Cerrados) experiences multiple abiotic stresses and is characterized by high levels of uncertainty caused by rainfall variability. The increasing consumption of plant biomass to generate energy has produced products and by-products with high potential for agricultural use. Among these products is charcoal, that, due to its physical-chemical and molecular properties, have beneficial effects for the physical, chemical and biological soil characteristics. The objective of this work was to investigate the effect of charcoal on soil chemical properties and on the development of upland rice, and on the transpiration rate response of upland rice as an alternative to decrease the effect of drought on its growth and development. Two pot experiments were carried out using a random split-plot experimental design. The main treatments (plots) were water stress (WS) and no-water stress (NWS) and the sub treatments (subplots) were different biochar doses, 0% or control (T1), 6% (T2), 12% (T3) and 24% (T4) in growing medium (sand). The plastic pots were randomized within the sub plots with six replications. The total transpirable soil water (TTSW), the p factor, defined as the average fraction of TTSW that can be depleted from the root zone before reduction in transpiration occurs and the normalized transpiration rate (NTR) were determined. Charcoal significantly increased dry matter accumulation and leaf area of rice plants in both experiments and positively affected the chemical and physical soil properties such as water retention and nitrate availability to the plants. Biochar addition increased TTSW, p factor and reduced NTR. Consequently, biochar addition was able to change the moisture threshold (p factor) of the growing medium, up to a maximum concentration of 12%, hence delaying the point where transpiration declines and affects yield. / A safra nacional de arroz foi de 11,3 milhões de toneladas, com uma área colhida de aproximadamente 2,7 milhões hectares (IBGE 2010). Parte desta produção é cultivada em sistema de sequeiro sob solos de cerrados que é caracterizado por apresentar elevada acidez e baixa fertilidade natural, com baixos teores de fósforo, potássio, capacidade de troca catiônica e elevada saturação por alumínio. O arroz de terras altas cultivado no Brasil Central (Cerrados) experimenta múltiplos estresses abióticos e sua produtividade é caracterizada pela incerteza devido à variabilidade na precipitação. O crescente consumo de biomassa vegetal para a geração de energia tem disponibilizado subprodutos com alto potencial para o uso agrícola. Dentre esses subprodutos, destaca-se o carvão vegetal, que devido as suas características físico-químicas e moleculares, tem-se mostrado benéfico para as propriedades físicas, químicas e biológicas do solo. O objetivo deste estudo foi analisar os efeitos de diferentes doses de carvão vegetal de eucalipto na produção de matéria seca na cultura do arroz de terras altas e nas características físico-químicas e hídricas em substrato areia, e na resposta da taxa de transpiração do arroz de terras altas como uma alternativa para minimizar os efeitos da seca no seu desenvolvimento e crescimento. Dois experimentos em vasos foram realizados por meio do delineamento em parcela sub-dividida. A parcela principal foi constituída pelo tratamento deficiência hídrica (WS) e não deficiência hídrica (NWS) e as sub-parcelas pelas diferentes doses de carvão; 0% (controle, T1), 6% (T2), 12% (T3) e 24% (T4) adicionadas no substrato (areia). Os vasos foram inteiramente casualizados nas sub-parcelas com seis repetições por dose de carvão. A quantidade de água transpirável no solo (TTSW), o fator de depleção (p), definido como a fração de água disponível no solo que pode ser retirada da zona radicular antes de ocorrer a redução da taxa de transpiração, e a taxa de transpiração normalizada (NTR) foram determinadas. A adição de carvão ao substrato proporcionou um aumento significativo na produção de matéria seca e área foliar das plantas de arroz em ambos os experimentos. Nos tratamentos T2, T3 e T4, a adição de carvão vegetal alterou significativamente as características químicas e físico-hídricas do solo, aumentando a retenção de água e a disponibilidade de nitrato para as plantas. A adição de carvão aumentou a TTSW, o fator p e reduziu a NTR. Conseqüentemente, o carvão foi responsável por modificar o fator p, até uma concentração máxima de 12% e retardar o ponto no qual o declínio da transpiração afeta o rendimento.