Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The irrigated áreas are caracterized by an intensification of the land use, and as consequence, an intense use of the soil. This usually results in a higher pressure of the soil structure degradation, causing many times soil compaction. The main cause is the intensive traffic of machines and equipments, that usually occurs an soil with higher soil water content. The soil compaction modifyes some soil physical characteristics, decreasing soil aeration, decrease water infitration and increasing the mechanical resistance of the soil, affecting root growing and development. The objetive of this study was to carry out soil physical characterization of irrigated areas of some Brazilian regions and collect informations necessary to guide soil management decisions. Soil sampling were taken in irrigated areas cultivated under a central pivot irrigation system, in the Rio Grande de Sul State (RS) and central region of Brazil. The soil profile was divided in three soil layers: superficial, intermediate and inferior. Samples were collected in the median portion of each soil layer and the following determinations: were conducted: soil texture, bulk density (Bd), particles density, porosity and the water content of the soil water potential of -0.001, -0.006, -0.033, -0.01, -0.5 and -1.5 Mpa. Soil types were grouped in seven ranges of clay content: 0-20; 20-30; 30-40; 40-50; 50-60; 60-70 and ligher than 70% of clay. For each clay content a critical values of bulk density (Bd) and of the soil macroporosity (macro) were established values (above and below the Bd and macro critical level) to classify as soil compacted. The indication of soil compaction was grouped in four levels: NC - no compacted; CD - indication of soil compaction due to Bd; CM - indication of soil compaction due to macroporosity and CDM - indication of soil compaction due to both: Bd and macroporosity. The majority of soil samples colleted in the RS was classified in the range of 40-50% of clay content in the superficial layer and in the range higher than 70% in the intermediate and inferior soil layers. In the Goias State (GO), the majority of soil samples were classified in the range of clay content higher than 70% in the three soil profile layers. In Minas Gerais State (MG) the majority of soil sample collected was classified in the range of 20-30% of clay content in the superficial and 30-40% of clay content in the intermediate and inferior layers. In the Bahia State (BA), the majority of soil sample collected was classified in the range of 0-20% of clay content, in the three layers of the profile. Considering the entire area sampled in the RS 66.5% presented indication of soil compaction in the superficial layer, 25% in the intermediate layer and 9.5% in the inferior layer. The superficial layer of the soil profile presented the highest frequency of soil samples with indication of soil compaction for the levels of CM and CDM for the range of 40-50% of clay content, and the range of 50-60% of clay content in the compaction level of CD. However, in the central region of Brazil; 13.3% of the areas in GO, 24.1% of the areas in MG, and 29.2% of the areas in BA had preseted indication of soil compaction in the superficial layer. In BA the collected soil samples in the superficial layer in the range 0-20% of clay content presented the highest frequency of indication of soil compaction for the leves CD, CM and CDM. In the state of GO and MG the highest indication of soil compaction in the superficial layer was observed for the CM level and occurred in the ranges of 20-30 and 30-40% of clay content. / As áreas irrigadas caracterizam-se pela intensificação dos cultivos, e por conseqüência, uma intensa utilização do solo. Isso resulta em uma maior pressão de degradação da estrutura do solo, ocasionando muitas vezes a compactação dos solos. O principal efeito refere-se ao tráfego de máquinas e equipamentos, que além de ser mais intenso, usualmente ocorre em solo com maior conteúdo de água, mais suscetível à compactação. A compactação altera as características do solo, diminuindo a aeração, infiltração de água no solo e aumentando a resistência mecânica à penetração, dificultando o crescimento dos vegetais. O objetivo do trabalho foi realizar a caracterização física dos solos irrigados de algumas regiões brasileiras, com vistas a promover uma base de informações para orientar a tomada de decisões relativas ao manejo de áreas irrigadas. O trabalho foi conduzido em áreas irrigadas sob pivô central, no Rio Grande do Sul (RS) e no Brasil central. Os perfis dos solos foram divididos em três camadas, superficial, intermediária e inferior. As amostras de solo foram coletadas na porção mediana de cada camada e realizou-se as seguintes determinações: textura do solo, densidade do solo (Ds) e de partículas, porosidade e conteúdo de água no solo nos potenciais de -0.001, -0.006, -0.033, -0.01, -0.5 e -1.5 MPa. Os solos foram agrupados em sete faixas de teor de argila assim descritas: 0-20; 20-30; 30-40; 40-50; 50-60; 60-70 e >70% de argila. Para cada faixa de teor de argila estabeleceu-se um valor crítico de densidade do solo (Ds) e de macroporosidade (macro), acima do qual (Ds) e abaixo do qual (macro), as amostras de solo foram caracterizadas com indicação de compactação. Em relação a indicação de compactação, as amostras de solos foram agrupados em quatro níveis: NC: amostra não compactada; C-D: amostra com indicação de compactação em função da Ds; C-M: amostra com indicação de compactação função da macro e CDM: amostra com indicação de compactação em função da Ds e macro. A maior freqüência das amostras de solo coletadas no Estado do RS foram classificadas na faixa de 40-50% de argila, na camada superficial e na faixa de argila superior a 70% nas camadas intermediária e inferior. No Estado de Goiás (GO), a maior freqüência das amostras coletadas foram classificadas na faixa de argila superior a 70% nas três camadas do perfil do solo. Em Minas Gerais (MG) observou-se que a maior freqüência das amostras de solo coletadas foi classificada na faixa de 20-30% de argila na camada superficial e 30-40% de argila nas camadas intermediária e inferior. No Estado da Bahia (BA) a maior freqüência das amostras coletadas foram classificadas na faixa de 0-20% de argila, nas três camadas do perfil do solo. Do total das áreas amostradas no RS, 66,5% apresentaram indicação de compactação do solo na camada superficial, 25% na camada intermediária e 9,5% na camada inferior. Na camada superficial, a faixa de 40-50% de argila apresentou a maior freqüência de amostras com indicação de compactação nos níveis C-M e C-DM e a faixa de 50-60% de argila no nível de compactação C-D. No Brasil central, 13,3% das áreas amostradas no Estado de GO, 24,1% das áreas de MG e 29,2% das áreas da BA, apresentaram indicação de compactação na camada de superficial. No Estado da BA, as amostras de solo coletadas na camada superficial classificadas na faixa de 0-20% de argila, apresentaram a maior freqüência de indicação de compactação nos níveis C-D, C-M e C-DM. Nos Estados de GO e MG a maior freqüência de indicação de compactação, na camada superficial, foi observada no nível C-M e ocorreu nas faixas de 20-30 e 30-40% de argila no Estado de GO e na faixa de 20-30% de argila no Estado de MG.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Soil water retention stems from the action of attractive forces manifested by adsorption and capillary phenomena. Matric potential (ψ) expresses the soil water retention energy, which varies according to water content and is described by soil water retention curve (SWRC). The experimental obtainment of SWRC is difficult and costly, therefore, the use of pedotransfer functions (PTF) is preferred, because PTF estimate SWRC (or part of it) from other soil properties related to water retention. The use of available PTFs is limited for being calibrated from a particular set of soils and/or for not being able to represent the effect of structural changes (e. g. bulk density (Bd)) on water retention. Thus, the aim of this study is to propose and evaluate a mathematical model to estimate the volumetric moisture based on the specific surface area (SSA) and on the integration of the effect of the Bd with a physicoempirical parameter (fa). SWRCs were obtained experimentally from soils with different particle size and Bd variations were simulated by samples prepared in metal cylinders. The SSA was estimated by particle size distribution curve. Dependence of fa on ψ, SSA and Bd was described by Van Genuchten (1980) sigmoidal model, while the effect of SSA and Bd was incorporated in parameters of this same sigmoidal model by graphical and sensibility analysis. The estimates of the model were compared with the literature FPTs estimates for the same data set. Initially, the results showed that samples prepared in the laboratory did not ensure consistent experimental data of SWRC. This finding masked the model predictive ability. However, it is clear that the proposed FPT coherently described the effect of SSA and Bd with adsorption and capillarity phenomena, complying with the study purpose. In addition, the physicoempirical consistency of SSA and Bd with parameters of the Van Genuchten (1980) sigmoidal model allowed a better predictive performance compared to literature PTFs. In a broader sense, results reinforce the idea that models which mechanistically explore the relationship between predicted and predictor variables are more efficient in estimating the magnitude of the natural soil processes. and Bd was incorporated in parameters of this same sigmoidal model by graphical and sensibility analysis. The estimates of the model were compared with the literature FPTs estimates for the same data set. Initially, the results showed that samples prepared in the laboratory did not ensure consistent experimental data of SWRC. This finding masked the model predictive ability. However, it is clear that the proposed FPT coherently described the effect of SSA and Bd with adsorption and capillarity phenomena, complying with the study purpose. In addition, the physicoempirical consistency of SSA and Bd with parameters of the Van Genuchten (1980) sigmoidal model allowed a better predictive performance compared to literature PTFs. In a broader sense, results reinforce the idea that models which mechanistically explore the relationship between predicted and predictor variables are more efficient in estimating the magnitude of the natural soil processes. / A retenção de água no solo decorre da atuação de forças atrativas que se manifesta por meio dos fenômenos de adsorção e capilaridade. O potencial matricial (ψ) expressa a energia com que a água está retida no solo, que varia com a umidade volumétrica (Uv) e é descrita pela curva de retenção de água no solo (CRAS). A obtenção experimental da CRAS é difícil e onerosa, o que motiva o uso de funções de pedotransferência (FPT), que estimam a CRAS (ou parte dela) a partir de propriedades do solo ligadas à retenção de água. As FPTs disponíveis são limitadas quanto à aplicação para solos diferentes dos quais foram calibradas ou por não conseguirem representar o efeito de mudanças estruturais (variação na densidade do solo (Ds)) sobre a retenção de água. Portanto, o objetivo deste estudo é propor e avaliar um modelo matemático para estimar a umidade volumétrica, baseado na área superficial específica (ASE) e na integração do efeito da Ds a partir de um parâmetro físico-empírico (fa). Experimentalmente, CRAS foram obtidas a partir de solos com diferente granulometria, para os quais variações de Ds foram simuladas por meio da confecção de amostras em cilindros metálicos. A ASE foi estimada por meio da curva granulométrica. A dependência de fa em relação às variáveis ψ, ASE e Ds, foi descrita pelo modelo sigmoidal de Van Genuchten (1980), enquanto o efeito da ASE e Ds foi incorporado aos parâmetros desse modelo sigmoidal por meio de análise gráfica e de sensibilidade. As estimativas do modelo proposto foram comparadas com estimativas de FPTs da literatura para o mesmo conjunto de dados. Inicialmente, verificou-se que, mesmo utilizando amostras confeccionadas em laboratório, a obtenção experimental da CRAS demonstrou-se, por vezes, inconsistente, o que mascarou a capacidade preditiva do modelo. Contudo, é possível afirmar que a FPT proposta foi capaz de descrever o efeito da ASE e da Ds de forma fisicamente coerente com os fenômenos de adsorção e capilaridade, cumprindo com a proposta deste estudo. Além disso, a consistência física-empírica entre ASE e Ds e os parâmetros de ajuste do modelo sigmoidal de Van Genuchten (1980) permitiram melhor desempenho preditivo comparado às FPTs da literatura. De forma mais ampla, os resultados reforçam a ideia de que modelos que explorem mecanisticamente a relação entre variáveis preditas e preditoras são mais eficientes na estimativa da magnitude dos processos naturais ligados ao solo.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-12-03Bitstream added on 2014-06-13T21:02:57Z : No. of bitstreams: 1 benini_lc_dr_botfca.pdf: 1063271 bytes, checksum: ac62bd61becd308d39b1c058ea679181 (MD5) / Este trabalho tem por objetivo principal apresentar o desenvolvimento de um sistema inteligente, utilizando a Teoria Fuzzy, para estimar valores aproximados da densidade do solo a partir de medidas diretas (campo) sem a necessidade de ensaios laboratoriais e, consequentemente, identificar a compactação do solo por meio destes valores estimados. A densidade do solo é um dos principais parâmetros utilizado para a identificação do grau de compactação do solo, e está relacionada com outros parâmetros tais como a resistência à penetração do solo, o teor de água e a textura do solo. Para o desenvolvimento do trabalho foram considerados três parâmetros do solo: a resistência à penetração representado pelo índice de cone (em kPa), o teor de água dado pela umidade do solo (em porcentagem, %), e a textura dada pela quantidade de argila presente no solo (em porcentagem, %). Foram, ainda, considerados solos preparados (passagem de arado, de grade, de escarificador, e outros) e solos não preparados (nenhum tipo de preparado ou em solo de plantio direto). Segundo a porcentagem de argila no solo, estes foram divididos em solo tipo I (teor de argila menor que 30%), solo tipo II (teor de argila entre 30% e 50%), solo tipo III (teor de argila maior que 50%) para o solo não preparado, e solo tipo I (teor de argila menor que 30%) e solo tipo III (teor de argila maior que 50%) para o solo preparado. O modelo matemático proposto para determinar as estimativas da densidade do solo foi desenvolvido com base em dados experimentais representados pelas três características do solo: índice de cone, umidade e argila. Utilizando os dados experimentais os modelos foram identificados por meio de um algoritmo neuro-fuzzy, em função da resistência à penetração, teor de água e textura do solo, onde se pode analisar a densidade do solo para os distintos valores das variáveis de entradas... / The present work aims to develop a intelligent system using fuzzy theory in order to estimate approximate values for the soil density taking in account direct measurements (in loco) disregarding laboratorial essays and, consequently, to identify the compactation of the soil through those estimated values. The soil density is one of the main parameters used to identify the soil compactation level, and it is also related to other parameters such as resistance to the soil penetration, water content and soil texture. Three soil parameters were considered for the development of this work: resistance to the soil penetration represented by the cone index (in kPa), the water content given by the soil humidity (percentage, %), and the texture given by the quantity of clay present in the soil (percentage, %). Also, prepared soils were considered (plough step, grid, disk harrow, and others) as well as non prepared soils (no kind of soil preparation or direct planted soil). According to the percentage of clay in the soil, they were classified as soil type I (clay content less than 30%), soil type II (clay content between 30% and 50%), soil type III (clay content higher than 50%) for the case of non prepared soil. For the case of prepared soil it was considered only soils type I (clay content less than 30%) and type III (clay content higher than 50%). The mathematical model considered to estimate the soil density was developed on the basis of given experimental data having the three soil characteristics: Cone index, humidity and clay content. Using the experimental data the models were identified by means of a neuro-fuzzy algorithm in function of the resistance to the penetration, water content and soil texture, through which one can analyze the soil density for different values of the model entrance variables. The experimental data and the estimated ones by the model...(Complete abstract click electronic access below)

La caractérisation non-destructive de la variabilité spatiale et temporelle de la teneur en eau pour des milieux hétérogènes superficiels est un enjeu de taille pour la compréhension du fonctionnement hydrogéologique de certaines zones critiques.Pour répondre à ces besoins, une candidate potentielle est la méthode de Résonance Magnétique des Protons (RMP), technique géophysique récente qui permet d'imager la teneur en eau de la subsurface de façon directe. Ses déclinaisons opérationnelles en 2-D et en 3-D sont émergentes et nécessitent une étude exhaustive afin d'en comprendre les possibilités et les limitations.Le caractère intégrateur de la mesure RMP, en conjonction avec l'erreur expérimentale qui la contamine, limite la résolution de la méthode. Conséquence : la traduction d'un jeu de mesures sous la forme d'une distribution spatiale de teneur en eau n'est pas unique. Certaines sont plus désirables que d'autres, aussi des aprioris géométriques sont-ils utilisés pour limiter l'espace des solutions possibles. De ce fait, l'estimation qui est faite de la teneur en eau est biaisée (aprioris) et entachée d'incertitudes (bruit), jamais quantifiées à ce jour à plus d'une dimension.Afin de mettre à jour les processus qui vont influencer la résolution spatiale et l'estimation du volume d'eau, les propriétés du problème direct de l'imagerie RMP sont analysées au moyen d'outils non-biaisés telles que les corrélations.Le problème d'imagerie RMP inverse étant non-linéaire, ce travail de thèse propose une méthodologie de reconstruction d'images de la teneur en eau qui offre l'accès aux analyses des incertitudes, axée sur un algorithme d'échantillonnage inverse de Monte-Carlo (Metropolis-Hastings). Une étude intensive des biais introduits par l'apriori sur la reconstruction de différents volumes 3D est effectuée.Enfin, les possibilités d'imageries RMP sont illustrées sur deux cas d'applications réels en milieux hétérogènes karstiques ou thermo-karstiques, validés par comparaison avec d'autres sources d'informations. Le premier cas est une imagerie 2-D du conduit karstique de Poumeyssens, dont la cartographie est connue.Le deuxième cas est l'imagerie 3-D d'une poche d'eau sous-glaciaire dans le glacier de Têre-Rousse laquelle est explorée par de nombreux forages et d'autres méthodes géophysiques. / The non-destructive observation of the ground water content's variaiblity in time and space is a major issue to understand the hydrodynamical functioning of heterogeneous media.Although many geophysical methods derive the water content of the subsurface from intermediate physical parameters, the method of surface nuclear magnetic resonance (SNMR) provide a direct estimate of ground water content. For this method, 2-D or 3-D SNMR tomography applications are only emerging and an in-depth analysis is required to assess their possibilities and limitations.The general resolution of the method is limited because the measurement characterize an important volume and is contaminated by electromagnetic noise. Consequently, the translation of measurement into an image of water content admit many solutions. Among them, several are more desirable than others from a structural/geometrical stand point. Geometrical prior knowledge are used to limit the infinite solution space. The resulting water content estimate is necessarily biased (prior knowledge) and affected by uncertainties (noise). To date, those aspects have never been quantified for 2-D and 3-D SNMR data sets.The processes that are controlling the geometrical rendering and the estimated water volume, properties of the SNMR imaging problem are analyzed using correlations and linear regressions as they are unbiased tools for the data space analysis.As the MRS inverse problem is non-linear, this thesis proposes a monte carlo based methodology (Metropolis- Hastings) to provide water content and uncertainty estimates. As the geometrical prior expectations control the estimates, the resulting bias is explored and discussed for different water content configuration.Finally, the possibilities of MRS imaging are illustrated by means of two highly heterogeneous environments: thermo-karstic and karstic. The results of the MRS imagery are compared and validated with other types of knowledge. The first case is a 2-D imaging of the conduit Poumeyssens karst. The latter geometry is precisely known. The second case is the 3-D imaging of a internal cavity inside the french alp glacier Tete-Rousse, explored by multiple other destructive and non-destructive methods.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The determination of some soil physical characteristics, especially those related to water retention is difficult, requiring careful soil sampling, laboratories with sophisticated and high-cost equipment, highly trained personal and high demand of labor time. All of these factors greatly limit the number of specialized labs and make the access to that information very difficult. Alternatively, it is possible to estimate the points of the soil water retention curve using other soil physical attributes, based on pedotransfer functions (PTFs). The main objective of this study was to obtain mathematical models to estimate the soil water retention curve of some irrigated soils of Rio Grande do Sul State. These generated models can be used in soil physics labs to estimate the entire soil water retention curve. The work was carried out using 2235 soil samples, collected in three soil depths (surface, intermediate and lower layer of soil profile) in irrigated areas of Rio Grande do Sul State. The database of soil physical analysis bellongs to the Sistema Irriga lab of the Federal University of Santa Maria. That database consists of information of soil texture (sand, silt and clay content), density (bulk and particles), soil porosity (macro, micro and total), besides the information of soil water content at the matric potential of 0, -1, -6, -33, -100, -500 and -1500 kPa. The equations were obtained through the stepwise option of SAS statistical program. It was used part of the data set (60% of samples) to generate the equations and the remaining (40%) to validate the equations generated for the three soil layers of the soil profile. PTFs were generated to estimate the soil water content at a matrix potential of 0, -1, -33, -100, -500 and -1500 kPa, in the superficial, intermediate and lower layers of the soil profile. All the generated equations presented as variable information of soil textural and structure attributes. The structural attributes showed a water retention at highest matrix potential. At lower matrix potential, the soil textural attributes were better correlated with soil water content. It was observed that increasing the homogeneity of the soil parameters data improve the accuracy in estimating the soil water retention curves using the generated equations. In general, the generated PTFs resulted in excellent predictive capacity of the soil water retention curves and may be used in soil physics labs to reduced labor time and cost, since the measured soil physical attributes are within the tolerated limit of each variable.higher correlation with the soil / A determinação de algumas características físico-hídricas do solo, especialmente aquelas ligadas à retenção de água, é difícil, exigindo criteriosa amostragem do solo, laboratórios com equipamentos sofisticados e de alto custo, técnicos treinados e alta demanda de tempo. Esses fatores limitam muito o número de laboratórios especializados e dificultam o acesso a essas informações. Alternativamente, é possível estimar a retenção de água através de outros atributos do solo, de simples obtenção, através de funções de pedotransferência (FPTs). O principal objetivo deste trabalho foi estabelecer modelos matemáticos para estimar a retenção de água em solos irrigados do Estado do Rio Grande do Sul, que possam ser utilizados em laboratórios de física do solo para a obtenção da curva característica de água dos solos. O trabalho foi realizado utilizando-se 2.235 amostras de solo das camadas superficial, intermediária e inferior de solos irrigados do Estado do RS, disponíveis no banco de dados de análises físicas do Sistema Irriga®. Esse banco de dados é composto por informações de textura do solo (areia, silte e argila), densidade (do solo e de partículas), porosidade do solo (macro, micro e total), além das informações do conteúdo de água nos potenciais de 0, -1, -6,- 33, -100, -500 e -1500 kPa. As equações foram obtidas através da opção stepwise do programa estatístico SAS. Utilizou-se parte do conjunto de dados (60% das amostras) para gerar as equações e o restante (40%) para validar as equações geradas em cada camada do perfil do solo. Foram geradas FPTs para estimar a retenção de água nos potenciais de 0, -1, -33, -100, -500 e -1500 kPa, nas camadas superficial, intermediária e inferior do perfil do solo. As equações obtidas apresentaram em sua constituição atributos texturais e estruturais do solo. Os atributos estruturais apresentaram maior correlação com a retenção de água nos potenciais mais elevados. Em potenciais mais baixos, os atributos texturais foram os que melhor se correlacionaram com a retenção de água. Observou-se que, quanto mais homogêneos são os dados das variáveis que compõem as equações, maior é a precisão na estimativa da retenção de água pelas equações geradas. De modo geral, as FPTs geradas apresentaram elevada capacidade preditiva dos dados, podendo ser disponibilizadas para utilização em laboratórios de física do solo, desde que sejam utilizadas dentro das faixas de validação das mesmas.

Knowledge of the physical and hydric characteristics of the soil is essential for proper management, aimed at conciliate good yields and soil quality. In agriculture, crop productivity tends to be maximized and environmental degradation, and soil tends to a minimum, while the physical quality of the soils is within a range of values considered ideal. There is no simple way to evaluate the physical quality of the soil, and, creating indexes based on some soil properties (density, porosity, retention curve, water infiltration, etc.) may assist in this evaluation. However, many of these indicators interact with each other, hindering its use in a generalized way in the evaluation of soil quality. Many of the indicators used are directly or indirectly related to the storage and availability of water, aeration, soil bulk density, macroporosity, organic carbon, etc., these parameter settings are determined in the laboratory, which is getting expensive and impractical for large-scale application. An alternative to the direct measurement is the use of pedotransfer functions (PFT's), which can estimate previously measured parameters, as well as predicting these same parameters for other locations. The objectives of this study were: (a) develop consistent indexes to evaluate physical properties of irrigated soils of the Rio Grande do Sul State; (b) generate and validate PFT's to estimate and water retention; (c) test the literature PFT's accuracy to estimate the water retention at field capacity (FC) and permanent wilting point (PWP) for database soils. A set of 3288 soil samples from three deeps (surface, intermediate and lower), belonging to the Irriga System database was used to classify the physical quality of the soil by macroporosity and soil clay content. The data set was fractionated into two sets for calibration and validation of FPT's through statistical indicators. Of the total samples evaluated, 39% had some indication of soil compaction. PFT's generated demonstrated efficacy in estimating the water content of the soil in the potential of -1, -6, -33 and -100 kPa, from the texture, bulk density and particle porosity and, most FTP's of literature tested did not show good capacity to estimate the water content in FC and PWP. Featured for FPT proposed by Tomasella and Hodnett (1998), in which it was obtained some ability to predict the water retention in sandy soils in potential CC and PMP. / O conhecimento das características físico-hídricas dos solos é essencial para um manejo adequado dos mesmos, visando conciliar boas produtividades com a qualidade do solo. Na agricultura, a produtividade das culturas tende a ser maximizada e a degradação do ambiente e do solo tende a um mínimo, enquanto a qualidade física dos solos estiver dentro de um intervalo de valores considerados ideais. Não existe uma maneira simples de avaliar a qualidade física dos solos, sendo que, a criação de índices baseados em algumas propriedades dos solos (densidade, porosidade, curva de retenção, infiltração de agua, etc.) pode ajudar nessa avaliação. Entretanto, muitos desses indicadores interagem uns com os outros, dificultando a sua utilização de forma generalizada na avaliação da qualidade do solo. Muitos dos indicadores utilizados são diretas ou indiretamente relacionados ao armazenamento e disponibilidade de água, aeração, densidade do solo, macroporosidade, carbono orgânico, etc, parâmetros estes determinados em laboratórios, cuja obtenção dos resultados é dispendiosa e pouco prática para aplicação em larga escala. Uma alternativa às medições diretas é o uso das funções de pedotransferência (FPT s), as quais podem estimar parâmetros anteriormente medidos, assim como, predizer esses mesmos parâmetros para outros locais. Os objetivos desse trabalho foram: (a) desenvolver índices para avaliar propriedades físicas de solos irrigados do Estado do Rio Grande do Sul; (b) gerar e validar FTP s para estimar a retenção de água e; (c) testar a precisão de FPT s da literatura para estimar a retenção de água na capacidade de campo (CC) e ponto de murcha permanente (PMP). Um conjunto de 3288 amostras de solo, coletadas em três profundidades do perfil do solo (superficial, intermediaria e inferior), pertencentes ao banco de dados da UFSM foi utilizado para classificar a qualidade física dos solos, usando os valores medidos de densidade do solo, macroporosidade e o teor de argila. O conjunto de dados foi fracionado em dois conjuntos, para a calibração e validação das FPT s por meio de indicadores estatísticos. Do total de amostras avaliados, 39% apresentaram alguma indicação de compactação do solo levando-se em consideração a densidade e a macroporosidade do solo. As FTP s geradas demostrarem eficácia na estimativa do conteúdo de água no solo nos potenciais de -1, -6, -33 e -100 kPa, a partir do teor de argila, silte e areia do solo, densidade do solo, densidade de partícula e porosidade do solo. As FTP s da literatura testadas não demonstraram boa capacidade em estimar o conteúdo de água na CC e PMP, destaque a FPT proposta por Tomasella e Hodnett (1998), no qual se obteve uma eficiência de modelagem de 0,66 na estimativa do PMP.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The growing demand for forest products has allowed the increase in areas planted forests in Brazil. Eucalyptus is a fast growing tree species and is cultivated on a large scale, but still is a subject that causes controversy about the effect on the dynamics of soil water where they are deployed. Therefore, this study aimed to monitor water use by Eucalyptus dunnii Maiden settlement under different population densities in sandy soil. The study was conducted from the installation of an experiment implemented with Eucalyptus dunnii Maiden in native grass, at spaced 3.50 X3, 50, 3.50 X1, 75, 1.75 X1, X0 75 and 1.75, 87 meters in an Alfisol (Red Yellow Podzolic). The experimental design was a complete randomized block with three replicates. To measure the soil moisture to field technique was used in the time domain reflectometry (TDR). Thus, we installed two units in the TDR-100 manufactured by Campbell. Probes with metal double rod 20 cm long were installed horizontally every 30 inches deep, by means of trenching 2.10 meter depth in each plot, comprising seven layers trench. Soil moisture was monitored continuously in the period november/2011 at may/2012. In addition, assessments were made dendrometrical as total height and DBH (1.30 m). These evaluations were performed at 36 and 42 months of age. In periods, the measures taken by TDR moisture was very sensitive to changes in water content of soil, mainly in the superficial layers of the soil. However, much of the monitoring period there were very few precipitation events, which resulted in measures of low soil water content will also result in stunted growth. / A crescente demanda por produtos florestais tem propiciado o aumento das áreas com florestas plantadas no Brasil. O eucalipto é uma espécie florestal de rápido crescimento e é cultivada em larga escala, porém ainda é um assunto que provoca polêmicas sobre o efeito na dinâmica da água do solo onde são implantados. Por isso, este estudo teve como objetivo monitorar do uso da água por povoamento de Eucalyptus dunnii Maiden sob diferentes densidades populacionais em solo arenoso. O trabalho foi realizado a partir da instalação de um experimento implantado com Eucalyptus dunnii Maiden em campo nativo, nos espaçamentos 3,50X3,50; 3,50X1,75; 1,75X1,75 e 1,75X0,87 metros, em um Argissolo Vermelho distrófico. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, com três repetições Para as medidas de umidade do solo a campo foi utilizada a técnica da reflectometria de domínio do tempo (TDR). Para isso, foram instalados na área dois equipamentos TDR-100 fabricado pela Campbell. Sondas metálicas com haste dupla de 20 cm de comprimento foram instaladas horizontalmente a cada 30 cm de profundidade, por meio de abertura de trincheiras com 2,10m de profundidade em cada parcela, compondo sete camadas por trincheira. A umidade do solo foi monitorada continuamente no período de novembro/2011 a maio/2012. Além disso, foram realizadas avaliações dendrométricas, como altura total e DAP (1,30 m). Estas avaliações foram realizadas aos 36 e 42 meses de idade. Nos períodos avaliados, as medidas de umidade feitas pelo TDR foram bastante sensíveis as mudanças do conteúdo de água do solo, principalmente nas camadas mais superficiais do solo. Porém, em grande parte do período de monitoramento houveram pouquíssimos eventos de precipitação, o que ocasionou em medidas de baixos conteúdos de água no solo, resultando também em déficit no crescimento.

Orientador: Luís Henrique Bassoi / Banca: Sarita Leonel / Banca: Antonio Odair Santos / Resumo: A irrigação é uma prática importante no cultivo de espécies frutíferas no Semiárido brasileiro, devido à precipitação pluvial com baixa magnitude, distribuição temporal irregular e insuficiente para atender a demanda hídrica das culturas agrícolas. Assim, o presente trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar os efeitos de diferentes manejos de irrigação na videira de vinho cv. Syrah/1103P, no comportamento ecofisiológico da cultura e em seus aspectos quantitativos e qualitativos da produção de uvas. O experimento foi conduzido na Embrapa Semiárido, em Petrolina - PE, durante o primeiro ciclo de produção da cultura (13 de abril a 6 de agosto de 2010). O espaçamento da cultura foi de 3m entre linhas de plantas e 1 m entre plantas. O sistema de irrigação utilizado foi o de gotejamento, com emissores espaçados a 0,5 m na linha de plantio com vazão de 2,5 Lh-1. O delineamento estatístico foi o de blocos casualizados, com 4 repetições e 3 tratamentos: irrigação plena (IP) - irrigação durante todo o ciclo da cultura; irrigação deficitária (ID) - interrupção da irrigação a partir dos 45 dias após a poda de produção (dapp) até a colheita; e irrigação com déficit controlado (IDC) - interrupção da irrigação aos 45 dapp e irrigações eventuais para o aumento da umidade do solo na profundidade efetiva do sistema radicular (0,6 m). O manejo da irrigação foi baseado na evapotranspiração da cultura (ETc) estimada pela relação entre a evapotranspiração de referência (ETo) e coeficientes da cultura (Kc). A partir de 45 dapp e até a colheita (115 dapp), a umidade do solo até a profundidade de 1,20 m foi menor nos tratamentos IDC e ID em relação ao tratamento IP / Abstract: Irrigation is important practice in the fruit crop growing in the Brazilian Semiarid region, due to low magnitude raintall, with irregular time distribuition, which is not enough to supply water demand by plants. Hence, a research work was designed to evoluate the effects of different irrigation schedulings on wine grapevine, particularly on plant ecophysiological behavior and yield. The experiment was carried out at Embrapa Tropical Semi-Arid, in Petrolina, State of Pernambuco, Brazil, during the first crop growing season (April 13 to August 6, 2010) of grapevine cv. Syrah grafted on Paulsen 1103 rootstock, planted on grid spacing of 3 m between rows and 1m between plants. Drip irrigation system was used with 2.5 L.h-1 flow emitter spaced in 0.5 m. The experiment was designed in randomized blocks, with 4 replications and 3 irrigation treatments: full irrigation (FI) - irrigation throuhgtout the entire growing season; deficit irrigation (DI) - water application interrupted since 45 days after pruning (dap) until harvest; e regulated deficit irrigation (RDI) - irrigation interrupted since 45 dapp but occasionally performed to increase soil water storage in the effective root zone (0,6 m depth). Irrigation scheduling was performed based on crop evapotranspiration (ETc), which was estinated by the relationship between reference evapotranspiration (ETo) and crop coefficients (Kc). Soil water content at 1.2 m depth from 45 dap to 115 dap (harvest), was lower in DI and RDI treatments, when compared with FI treatment. Higher pre-daw leaf water potential values were found in RDI treatment at 56 dap (-4.2 MPa), and in DI treatment at 99 dap (-5 MPa) / Mestre

Submitted by Roberto Luvisutto Martins (rlmartins.agro@hotmail.com) on 2018-05-25T15:17:52Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Roberto Luvisutto Martins.pdf: 1862150 bytes, checksum: 7a9e99015cb69cd2a388498ceb3cc6ba (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Lucia Martins Frederico null (mlucia@fca.unesp.br) on 2018-05-25T17:14:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 martins_rl_me_botfca.pdf: 1862150 bytes, checksum: 7a9e99015cb69cd2a388498ceb3cc6ba (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-25T17:14:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 martins_rl_me_botfca.pdf: 1862150 bytes, checksum: 7a9e99015cb69cd2a388498ceb3cc6ba (MD5) Previous issue date: 2018-02-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O trabalho teve como objetivo delimitar unidades de monitoramento da umidade do solo por meio da aplicação da análise geoestatística e multivariada em dados de textura do solo de um pomar de videira de vinho cv. Chardonnay / Paulsen 1103, de 1,1 ha, localizado em Espirito Santo do Pinhal, São Paulo. Em 54 pontos georreferenciados, foram coletadas 108 amostras de solo, nas camadas de 0-0,20 e 0,20-0,40 m, para determinação da textura do solo (areia, silte e argila) e estimativa do conteúdo de água disponível (AD) e água prontamente disponível (APD). Os dados de textura do solo, AD e APD foram submetidos à análise estatística descritiva e ao teste de Kolmogorov–Smirnov. Posteriormente, os dados de textura do solo foram submetidos à análise geoestatística e interpolação por krigagem ordinária, para determinação das unidades de monitoramento da umidade do solo por meio das análises de componentes principais e de agrupamento fuzzy c-means. O melhor número de unidades de foi determinado a partir de dois índices, sendo quatro o resultado obtido, para ambas as camadas, as quais apresentaram diferença significativa tanto para as três frações granulométricas do solo quanto para AD e APD. Unidades de monitoramento com os valores maiores de argila e menores de silte contribuíram para os menores valores de AD e APD. A utilização restrita dos dados de textura do solo permite o delineamento de unidades de monitoramento da umidade do solo com elevada representatividade do conteúdo de água disponível do solo. / The objective of this study was to delimit soil water monitoring zones through the application of geostatistical and multivariate analysis in soil texture data of a 1.1 ha wine vine orchard cv. Chardonnay / Paulsen 1103, located at Espirito Santo do Pinhal, State of São Paulo, Brazil. In 54 georeferenced points, 108 soil samples were collected in the 0-0.20 m and 0.20-0.40 m layers to determine the percentage of soil granulometric fractions (sand, silt and clay), available soil water content (AW) and readily available soil water content (RAW). Soil fractions, AW and RAW data were submitted to descriptive statistics and Kolmogorov– Smirnov test. Soil granulometric fraction data were submitted to geostatistical analysis to characterize the data spatial distribution and their interpolation. Then, principal component and fuzzy c-means cluster analyses were applied for the determination of the best number of soil water monitoring zones based on two indexes. Four zones for both soil layers were determined, and they showed significant difference for both soil granulometric fractions as for AW and RAW. Zones with the highest values of clay fraction and smallest values for silt fraction gave the lowest values of AW and RAW. The use of soil texture data allows the design of soil water monitoring units with high representativeness of the available soil water content.

A agricultura demanda grande quantidade de água para a produção de alimentos e fibras. Técnicas que determinem e monitorem a dinâmica da água no solo são importantes para promover o uso correto e consciente desse recurso natural. Diante do exposto, a tensiometria é uma ferramenta eficiente na determinação da dinâmica da água em solos agrícolas, podendo ser utilizada em conjunto com sensores de capacitância para a caracterização da curva de retenção de água no solo. Contudo, apesar de práticos, erros associados à instalação e às características das cápsulas podem comprometer a precisão dos tensiômetros. Esse trabalho teve como objetivo testar a influência do uso de lama de solo no momento da instalação, bem como o formato e condutância hidráulica de cápsulas de tensiômetros de punção sobre o potencial matricial da água no solo, tendo-se como referência tensiômetros com manômetro de mercúrio. Também, se objetivou determinar a curva de retenção de água no solo com base nos dados obtidos por tensiometria e de um sensor de capacitância. Os resultados mostram que o formato das cápsulas de cerâmica e a lama de solo influenciaram as determinações do potencial matricial, ao contrário da condutância hidráulica das cápsulas. A lama de solo é indicada na instalação de tensiômetros com manômetro de mercúrio e de punção. As curvas de retenção diferiram quanto aos sistemas de aquisição (manômetro de mercúrio ou tensímetro); no entanto, o modelo ajustado não foi sensível em distinguir diferenças entre os tratamentos quanto ao formato das cápsulas ou uso de lama de solo. De modo geral, ocorreu uma subestimativa dos ajustes das curvas de retenção para os tensiômetros de punção, o que pode levar a interpretações errôneas das curvas de retenção de água no solo quando determinadas por meio desses instrumentos. / The agriculture demand large amounts of water for food and fiber production. The techniques used to determine and monitor the water dynamics in the soil are important to promote the correct and conscious use of this natural resource. Given the above, the tensiometry is an efficient tool for the determination the water dynamics in soils, which can be used in conjunction with capacitance sensors to characterize the water retention curve in the soil. However, although practical, errors associated with the installation and the characteristics of the capsules may compromise the accuracy of tensiometers. This study aimed to test the influence of the use of soil slurry during the tensiometer installation, the format and hydraulic conductance of the capsules from puncture tensiometers on the matric potential of soil water, taking as reference tensiometers equipped with mercury manometers. In addition, aimed to determine the soil-water retention curve based on data obtained by tensiometry and a capacitance sensor. The results shows that the format of the ceramic capsules and the use of the slurry influenced the measurements of matric potential, as opposed to hydraulic conductance of the capsules. The soil slurry is recommended for tensiometers equiped with mercury manometer and puncture tensiometers. The retention curves differed among the acquisition systems (mercury manometer or tensimeter); however, the fitted model was not sensitive enough to distinguish differences between treatments for the format of the capsules or the use of soil slurry. In general, there was an underestimation of the retention curve for puncture tensiometers, which can lead to erroneous interpretations of the soil-water retention curve when determined by these instruments.