Submitted by Valquíria Barbieri (kikibarbi@hotmail.com) on 2018-03-20T18:43:03Z No. of bitstreams: 1 DISS_2014_Fernando Alexandre Rieger.pdf: 817083 bytes, checksum: a3874e80862147026a8eda5b422039da (MD5) / Approved for entry into archive by Jordan (jordanbiblio@gmail.com) on 2018-04-10T18:38:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISS_2014_Fernando Alexandre Rieger.pdf: 817083 bytes, checksum: a3874e80862147026a8eda5b422039da (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-10T18:38:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISS_2014_Fernando Alexandre Rieger.pdf: 817083 bytes, checksum: a3874e80862147026a8eda5b422039da (MD5) Previous issue date: 2014-03-07 / CAPES / A erosão hídrica é uma das principais causas de degradação dos solos no mundo, gerando importantes impactos econômicos e ambientais. O aumento da pressão sobre os recursos naturais água e solo em virtude da expansão da agropecuária e silvicultura para produção de alimentos, fibras e energia, apresenta-se como um desafio a ser equacionado no contexto da sustentabilidade. Dessa forma, torna-se cada vez mais premente a necessidade do uso de técnicas/processos que permitam o uso mais adequado dos recursos naturais água e solo, respeitando suas limitações quanto aos aspectos quantitativos e qualitativos. Nesse contexto, os sistemas integrados de produção, tais como a integração Lavoura, Pecuária e Floresta (ILPF), bem como as demais práticas/sistemas que preconizem a manutenção da cobertura do solo, apresentam-se como importante possibilidade para o uso sustentável da água e do solo. Objetivou-se com a realização do presente trabalho estudar as perdas de água e solo, sob chuva natural, em diferentes configurações de uso e cobertura da terra. A pesquisa foi conduzida no campo experimental da Embrapa Agrossilvipastoril, no município de Sinop, estado de Mato Grosso. O clima da região, segundo a classificação de Köppen, é Aw (clima tropical), com temperatura e precipitação média anual de 24,7 °C e 1.974 mm ano-1, respectivamente. O solo no local do experimento é classificado como Latossolo Vermelho Amarelo, com textura argilosa com horizonte A moderado, apresentando relevo suave ondulado de 0 a 8 % de declive. As unidades experimentais constaram de parcelas instaladas em seis diferentes usos e coberturas do solo, respectivamente: Pastagem, sistema com integração Lavoura e Floresta, área com plantio de Eucalipto, Lavoura com sucessão soja e milho, Solo Descoberto e Mata. As parcelas experimentais possuem dimensões de 22 x 6 m (132 m2), delimitadas, superior e lateralmente, por chapas galvanizadas de 3,00 x 0,30 m, cravadas no solo aproximadamente 0,15 m. Na extremidade inferior foram instaladas calhas coletoras do escoamento, a qual, através de um cano de PVC, conduzia o escoamento às caixas de coleta. A precipitação total no período de estudo foi de 1.997,1 mm, sendo 384,2 mm no ano de 2012 e 1.613 mm no ano de 2013, concentrando-se no período de janeiro a março de 2013. O mesmo ocorre com a erosividade da chuva que teve os maiores picos nos meses de precipitações mais elevadas, apresentando valores de 2.789 em janeiro, 3.009 em fevereiro e 3.625 MJ mm ha-1 h-1 em março, com total anual de 16.092 MJ mm ha-1 h-1 ano-1. Os valores obtidos para as perdas de água variaram de 10,3 mm a 675,3, o que representou 0,5 e 33,8 % da precipitação acumulada no período de estudo, respectivamente para os tratamentos Mata e Solo Descoberto. A perda de água no tratamento Solo Descoberto foi, em média, 94% superior aos demais tratamentos, o que evidencia o efeito da cobertura vegetal sobre a redução do escoamento superficial. As perdas de solo nos tratamentos estudados ficaram abaixo da tolerância da perda de solo anual, com exceção do tratamento Solo Descoberto onde constatou-se que a perda de solo foi 1,5 vezes maior do que o limite tolerável. / The soil erosion is one of main drivers of soil degradation in Brazil, and it has causing great economic and environmental impacts. The increasing pressure on natural resources, such as water and soil, due to the expansion of agriculture and livestock for food, fiber and energy production, poses a great challenge to be managed in the context of sustainable development. In this regard, it is compelling the need for techniques that enables the sustainable use of water and soil, respecting their quantity and quality limitations. In this context, the integrated systems, as crop, livestock and forest integration (ILPF), as well as additional practices/systems that favor the maintenance of soil cover, are an important possibility to achieve the sustainable use of water and soil. The aim of this work was to study the water and soil losses under natural rainfall in different land use and cover settings. The research was carried out in the experimental field of Embrapa Agrosilvopastoral, in Sinop, state of Mato Grosso. The climate of the region is classified as Aw, according to Köppen, with average temperature and rainfall of 24,7 °C and 1.974 mm ano-1, respectively. The soil in the experimental area is classified as a dystrophic red yellow heavy clay Latosol, presenting plain to soft undulated relief (0 to 8 %). The treatments comprised six experimental plots under different land use and cover, respectively a perennial pasture, crop and forestry integrated system (ILF), eucalyptus plantation, soybean-corn crop in succession cropping, bare soil and forest. The plot size is 22 m long and 6m wide (132 m2), bounded by galvanized sheets of 3.00 x 0.30 m, inserted 0.15 m into the soil. In the lower end of the plots were placed a collecting trough that leads the runoff, through a PVC pipe, to tanks. The total rainfall during the study period was 1.997,1 mm, respectively 384,2 mm in 2012 and 1.613 mm in 2013, with concentrating period from January to March 2013. The same occurs with rainfall erosivity that presented the highest values during the months with high precipitation, ranging from 2.789 in January, 3.009 in February and 3.625 MJ mm ha- 1 h- 1 in March, with mean annual rainfall erosivity of 16.092 MJ mm ha- 1 h- 1 year- 1. The water losses ranged from 10,3 to 675,3mm, which represented 0,5 and 33,8 % of the total rainfall during the study period, respectively for treatments under forest and bare soil. The water loss in the treatment under bare soil was, on average, 94 % higher than the others, which demonstrates the effect of vegetation in reducing runoff. Soil losses in the evaluated treatments were below the average tolerance limits, except for the treatment under bare soil, where it was found that soil loss was 1,5 times higher than the average tolerance limits.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This research was conducted with the objective of studying the dynamics of soil temperature and water content as a function of the different amounts of black oat residue (Avena sativa Schreb.) in the soil cover, through existing relationships with meteorological variables, as well as the simulation of these dynamics using Hydrus-1D. The experiment was carried out in an Argissolo Vermelho Distrófico arênico (Rhodic Paleudalf) in Santa Maria - RS. The treatments consisted of the use of 3, 6 and 9 Mg ha-1 of oat straw in soil cover and an uncovered soil treatment (0 Mg ha-1). Soil temperature and water content at different depths, in addition to meteorological conditions, were measured during the period from December 1, 2014 to December 6, 2015. The effect of straw on soil temperature was analyzed at different depths, correlating covered soil temperature with uncovered soil temperature. The equations used for estimating soil surface temperature were adjusted by the least square method, where the surface temperature is estimated as a function of air temperature and incident solar radiation, and its performance compared to the sinusoidal equation. The hydraulic and thermal parameters required for the simulation of soil temperature and water content were optimized by the reverse solution and validated on uncovered soils. The optimized parameters were used to simulate the temperature and water content in soils with different amounts of straw with two contour conditions for the soil surface temperature, one measure and the other estimated. The straw affected the soil temperature down to 50 cm deep. The uncovered soil temperature at which inversion of the straw effect occurred was 19.6 ° C at the surface and 15.8 ° C at 50 cm depth. The presence of straw keeps the soil warmer than the soil without straw at the beginning of the day, but prevents it from warming similar to the ground without straw for the rest of the day, causing in turn that, bare soil gets warmer during the day and cools more at night compared to the covered soil. This temperature was similar in all amounts of straw, but decreased in depth. The temperature of the soil surface can be estimated as a function of air temperature and solar radiation. In uncovered soil the proposed equation presents better performance compared to the sinusoidal equation. In covered soils the sinusoidal equation had better performance. The optimal hydraulic and thermal parameters of the soil improved the simulations of temperature and soil water content. The soil temperature with different amounts of oat straw can be simulated using Hydrus-1D, and the use of the contour condition with the measured surface temperature performed better than the estimated surface temperature. / Esta pesquisa foi conduzida com o objetivo de estudar a dinâmica da temperatura e do conteúdo de água do solo em função de diferentes quantidades de resíduos de aveia preta disposta em cobertura por meio das relações existente com variáveis meteorológicas, bem como a representação destes comportamentos por meio de simulação utilizando o Hydrus-1D. O experimento foi conduzido em um Argissolo Vermelho Distrófico arênico em Santa Maria - RS. Os tratamentos consistiram da utilização de três diferentes níveis de cobertura do solo (3, 6 e 9 Mg ha-1) com palha de aveia (Avena sativa) e um tratamento com solo descoberto (0 Mg ha-1). A temperatura do solo e o conteúdo volumétrico de água, em diferentes profundidades, além das condições meteorológicas, foram mensurados durante o período de 01/12/2014 a 06/12/2015. O efeito da cobertura do solo com resíduos vegetais na temperatura do solo foi analisado nas diferentes profundidades correlacionando a temperatura do solo com palha e a temperatura do solo descoberto. O método dos mínimos quadrados foi usado para gerar equações de estimativa da temperatura da superfície do solo em função da temperatura do ar e da radiação solar e o seu desempenho foi comparado com a equação senoidal. Os parâmetros hidráulicos e térmicos, necessários para a simulação da temperatura e do conteúdo de água do solo, com o Hydrus-1D, foram otimizados por meio da solução inversa e validados em solos descobertos. Os parâmetros otimizados foram usados para a simulação da temperatura e do conteúdo de água em solos com diferentes quantidades de palha com duas condições de contorno para a temperatura da superfície do solo, uma medida e outra estimada. A palha exerce influência sobre a temperatura do solo até 50 cm de profundidade. A temperatura do solo descoberto em que ocorre a inversão do efeito da palha foi de 19,6 °C na superfície e 15,8 °C a 50 cm de profundidade. A presença de cobertura de palha mantém o solo mais aquecido que o solo sem palha no início do dia, mas impede que ele se aqueça igual ao solo sem palha no restante do dia. Assim resultando em uma percepção de que a palha aquece e resfria o solo em relação à temperatura do solo desnudo. Essa temperatura foi semelhante em todas as quantidades de palha, porém decresceu em profundidade. A estimativa da temperatura da superfície do solo pode ser estimada em função da temperatura do ar e da radiação solar. Em solo descoberto as equações propostas tem melhor desempenho que a equação senoidal. Em solos cobertos a equação senoidal teve melhor desempenho. Os parâmetros hidráulicos e térmicos do solo otimizados melhoraram as simulações da temperatura e conteúdo de água do solo. A simulação da temperatura do solo com diferentes quantidades de cobertura vegetal pode ser simulada usando o Hydrus-1D, sendo que o uso da condição de contorno com a temperatura da superfície medido teve melhor desempenho que o utilizando a temperatura da superfície estimada.