A condutividade hidráulica de dois solos não saturados típicos da região de São Carlos, um arenoso e outro argiloso é estudada através de ensaios de campo empregando o permeâmetro Guelph. Duas alternativas de ensaio foram empregadas e os resultados experimentais foram analisados com os modelo teóricos de REYNOLDS e ELRICK (1985) e PHILIP (1985). Paralelamente, obtiveram-se em laboratório curvas de retenção de água dos solos o que possibilitou determinar a função condutividade hidráulica através das fórmulas empíricas de VAN GENUCHTEN, (1980) e de GARDNER (1958). As características e a variação dos valores da condutividade hidráulica não saturada de campo fornecidos pelo permeâmetro Guelph, são discutidos e confrontados com aqueles obtidos a partir dos métodos indiretos provenientes de laboratório. Observou-se que as condutividades hidráulicas saturadas nos solos foram praticamente iguais, quer se considerem os resultados de campo ou laboratório. Os resultados de campo mostraram-se mais consistentes para o solo argiloso qualquer que tenha sido a técnica de ensaio. O parâmetro &#945 da equação de GARDNER (1958) obtido no campo resultou maior que o valor sugerido na literatura ou obtido em laboratório para o solo arenoso. Para o solo argiloso, todas as opções de obtenção do parâmetro tenderam a fornecer valores praticamente iguais. / The unsaturated hydraulic conductivity of two typical soils from the region of São Carlos City, sandy and clayey soils, has been studied through field tests using the Guelph permeameter. Two different alternatives of tests have been performed and the experimental data have been analyzed following the theoretical models from REYNOLDS and ELRICK (1985) and PHILIP (1985). However, soil-water characteristic curves were obtained in such a way that the hydraulic conductivity function could be evaluated using the empirical expressions from VAN GENUCHTEN (1980), and GARDNER (1958). The characteristics and the variation of the field unsaturated hydraulic conductivity values from the Guelph permeameter are discussed and compared to those from laboratory indirect methods. The field results showed to be more consistent to the clayey soil independent on the test or calculation method. The &#945 value (GARDNER, 1958) parameter obtained in the fields was Iarger than the values suggested in the literature or obtained in laboratory for the sandy soil. To the clayey soil, all the obtaining options of the parameter tended to supply values quite the same.

Made available in DSpace on 2017-07-21T19:25:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Angelo Kuhn Borkowski.pdf: 2809062 bytes, checksum: e19eeb0a6431498f9c455c21df75a8bb (MD5) Previous issue date: 2009-08-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / To evaluate the environmental impacts generated by the tillage systems, it is necessary to evaluate the variations caused by them in the soil structure. The space porous is the best indicator of the soil structural quality, because it is responsible, among many factors, for transport phenomena of water and solutes in his interior and water retention. Tillage systems used in the soil tend to modify her structure. Thick way, the conventional tillage is characterized by the soil revolviment and mixture of the remains of the previous culture in their more interior layers. Already the no-tillage has for main characteristic the non revolviment of the soil, and the remains of the previous culture are left in the surface of the soil for incorporation of this material. The objective of this work was the survey of retention curve (RC), the which was determinate using the potential of 10,30,40, 60,80,100,300, 500,1000,4000,8000 cm de H2O, this dates when interpolates through of function of kind “spline cubic” allowed the construction of retention curves more detailed of that the curves obtained by traditional methods, so then, obtain of pores distribution curves (CDP) of a Red Dystrophic Latossoil under no-tillage and conventional tillage systems, in depths of until 0-40 cm. With base in those CDPs and in CRs to compare the modifications produced in the structure of this soil due to those two tillage types. Also, to study those modifications such complementally studies they were accomplished as: the analysis textural (mechanics) of the soil, the determination of his/her density and the determination of the macro, micro and total porosity of the soil. The results of this work showed that the soil under the system of no-tillage presented smaller density values in comparison with the soil under conventional tillage, values, respectively, of 1,09 against 1,20Mg/m3 (on average). Also, in the soil under conventional tillage an increase of 12% was observed in the density of the deepest layers (below 10cm) in comparison with the superficial layer (up to 10cm). That is an indicative of compacting of the soil, which, in general, it is attributed to the most intensive job of agricultural machinery in this type of tillage system. Already the soil under no-tillage presented a compressed layer, between 10 and 20 cm, with density approximately 8% larger than the adjacent layers, which was associated to traces of other tillage systems previously accomplished in the area under no-tillage. The results also indicated larger values of the total porosity and macroporosity for the soil under notillage. The retention curves CRs and of pores distribution CDPs showed larger homogeneity of the soil under no-tillage when compared to the soil under the conventional tillage. Except for the superficial layer (0-10 cm) of the soil under conventional tillage, CDPs showed that the distribution of sizes of pores of the soil under the direct and conventional plantings is trimodal with picks in the areas of rays among: 1 and 6μm; 9 and 25μm and 25 and 100μm. For the superficial layer of the soil under conventional tillage, CR and CDP indicated that the system of conventional tillage promotes a great desestructuration of the porous system of the soil, turning it less capable of keeping the water in his interior due to an enlargement of the distribution of pores above 25μm (macroporous). / Para avaliar os impactos ambientais gerados pelos sistemas de plantio, é necessário avaliar as variações provocadas por eles na estrutura do solo. O espaço poroso é o melhor indicador da qualidade estrutural do solo, pois é responsável, dentre muitos fatores, por fenômenos de transporte de água e solutos em seu interior e retenção de água por ele. Sistemas de manejo empregados no solo tendem a modificar sua estrutura. Grosso modo, o convencional é caracterizado pelo revolvimento do solo e mistura dos restos da cultura anterior em suas camadas mais interiores. Já o direto tem por característica principal o não revolvimento do solo, e os restos da cultura anterior são deixados na superfície do solo para incorporação deste material. O objetivo deste trabalho foi o levantamento da curva de retenção de água (CR), a qual foi determinada utilizando potenciais de 10-30-40-60-80-100-300-500-1000-4000- 8000 cm de H2O, estes dados quando interpolados através de uma função do tipo “spline cúbica” permite a construção de curvas de retenção mais detalhadas do que as curvas obtidas por métodos tradicionais, assim sendo, obter as curvas de distribuição de poros (CDP) de um classificado como Latossolo Vermelho Distrófico sob os sistemas de planto direto e convencional, em profundidades de até 0-40 cm. Com base nessas CDPs e nas CRs comparar as modificações produzidas na estrutura deste solo devido a esses dois tipos de manejo. A fim de se obter mais informações a respeito do solo estudado, também foram realizadas medidas de análise textural do solo, determinação da densidade do solo e a determinação da macro, micro e da porosidade total do solo. Os resultados deste trabalho mostraram que o solo sob o sistema de plantio direto apresentou menores valores de densidade em comparação com o solo sob plantio convencional, valores médios, respectivamente, de 1,09 contra 1,20Mg/m3. No solo sob plantio convencional observou-se um aumento de 12% na densidade das camadas mais profundas (abaixo de 10 cm) em comparação com a camada superficial (0-10 cm). Esse é um indicativo de compactação do solo, o qual, em geral, é atribuído ao emprego mais intensivo de maquinário agrícola neste tipo de sistema de plantio. Já o solo sob plantio direto apresentou uma camada compactada em 10-20 cm, com densidade aproximadamente 8% maior que as camadas acima (0-10 cm) e abaixo (10-20 cm), a qual foi associada a resquícios de outros sistemas de plantio realizados previamente na área sob plantio direto. Os resultados também indicaram maiores valores da porosidade total e macroporosidade para o solo sob plantio direto. As curvas de retenção CRs e de distribuição de poros CDPs mostraram maior homogeneidade do solo sob plantio direto nas camadas em profundidade que quando comparado ao solo sob o plantio convencional. Com exceção da camada superficial (0-10 cm) do solo sob plantio convencional, as CDPs mostraram que a distribuição de tamanhos de poros do solo sob os plantios direto e convencional é trimodal com picos nas regiões de raios entre: 1 e 6μm; 9 e 25μm e 25 e 100μm. Para a camada superficial do solo sob plantio convencional, a CR e a CDP indicaram que o sistema de plantio convencional promove uma grade desestruturação do sistema poroso do solo, tornando-o menos capaz de reter a água em seu interior devido a um alargamento da distribuição de poros acima de 25μm (macroporos).

Made available in DSpace on 2017-07-21T19:26:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jocenei Antonio Oliveira.pdf: 2309316 bytes, checksum: 8527d62e93fbe03d332c4ffaa65aedda (MD5) Previous issue date: 2014-06-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Soil water retention properties can be described by so-called soil-water characteristic curve (SWCC) or retention curve (WRC). This curve expresses the relationship between matric potential and soil moisture based on weight or volume. Through the attainment and subsequent analytical interpolation of the WRC, it’s possible the indirect estimative of the pore-size distribution (PSD) curve of any porous system. Sometimes, obtaining the WRC may be a time-consuming process or involve the use of equipment not available in some laboratories. Thus the development of an alternative method to obtain the WRC and after the PSD becomes desirable, since these are properties of extreme importance to characterize porous media. The main objective of this study is to create and adapt methodology for obtaining PSD using computer simulation in tomographic images with micrometer resolution. In this study, there were used samples of sand and glass beads of different grain sizes for the generation of the PSD curve using a Haines’ funnel on balance. After WRC achievement, these were adjusted through an analytical model and then there were built experimental PSD curve. PSD were also determined by adaptation of a computer program using tomographic images of these samples. The results of obtained WRC associated with geometric models to predict the entry point of air have only revealed the idea about how may occur drying of the samples, showing only morphological considerations are not sufficient to describe this situation. The investigated porous systems homogeneity was able to be visualized by comparing the PSD curves in terms of their widths. / Propriedades de retenção da água no solo podem ser descritas pela chamada curva característica de água no solo ou curva de retenção (CR). Esta curva exprime a relação entre potencial mátrico e a umidade do solo à base de massa ou volume. Mediante o levantamento da CR e posterior interpolação analítica, pode-se estimar indiretamente a curva de distribuição de poros (CDP) de um sistema poroso qualquer. Algumas vezes, a obtenção da CR pode ser um processo demorado ou envolver a utilização de equipamentos não disponíveis em alguns laboratórios. Desta forma, o desenvolvimento de uma metodologia alternativa para a obtenção da CR e posteriormente da CDP se faz desejável, uma vez que se trata de propriedade de extrema importância para a caracterização de um meio poroso. O objetivo principal deste trabalho é criar e adaptar metodologia para a obtenção de CDPs utilizando simulação computacional em imagens tomográficas com resolução micrométrica. No presente estudo, foram utilizadas amostras de areias e esferas de vidro de diferentes granulometrias para o levantamento das CRs usando um funil de Haines adaptado. Depois de obtidas as CRs, essas foram ajustadas através do modelo de ajuste de van Genuchten e obtidas as CDPs (primeira derivada da CR). Também foram obtidas CDPs mediante a adaptação de um programa computacional que utiliza informações de imagens tomográficas dessas amostras. Os resultados das CDPs levantadas pelos dois métodos mostram alguma concordância. Verificou-se, no entanto, que apenas considerações sobre a morfologia dos poros não são suficientes para descrever a forma com que as amostras são drenadas.

O conhecimento das propriedades hidráulicas do solo referentes ao movimento da água é essencial para a solução de problemas que envolvem a poluição de mananciais e aquíferos, a conservação da água e o controle da erosão. Neste contexto, as propriedades hidráulicas do solo de maior importância são a curva de retenção da água no solo, a condutividade hidráulica e a difusividade hidráulica em função do conteúdo de água no solo. O método do perfil instantâneo é um dos métodos mais utilizados na determinação da condutividade hidráulica do solo não saturado, no entanto, a suposição do gradiente de potencial total unitário, adotado nos modelos de simplificação do método do perfil instantâneo, é ainda muito questionada em perfis de solo que não sejam estritamente homogêneos e com conteúdo de água afastado da saturação. Nesse sentido, os objetivos do projeto são: (1) obter e comparar a função condutividade hidráulica do solo pelo modelo de Hillel et al. (1972) com o modelo propostos por Libardi et al. (1980) e por van Genuchten (1980); (2) verificar a influência da adoção do gradiente de potencial total unitário no modelo de Libardi et al. (1980). O método simplificado de Libardi et al. (1980) apresenta boa concordância com o método padrão de Hillel et al. (1972) em estimar a condutividade hidráulica do solo não saturado para tempos de observação superiores a 24 horas, mesmo quando o gradiente de potencial total fica relativamente distante da unidade. Para tempos de observação inferiores a 24 horas, onde o conteúdo de água é maior, o modelo de Libardi et al. (1980) superestima o valor de condutividade hidráulica. A aplicação do método de Libardi et al. (1980), também em tempos de redistribuição inferiores a 24 horas, permite obter valores mais precisos de condutividade hidráulica do solo, expressos assim por duas funções com relação ao tempo de redistribuição observado. A presença de horizontes pedológicos ocasionou o impedimento hidráulico ao movimento da água, ou seja, reduziram a condutividade hidráulica do solo não saturado. O impedimento foi proporcional à maior proximidade dos horizontes. O aumento do valor médio e da variação do gradiente de potencial total se correlacionou exponencialmente com a redução da concordância do modelo simplificado de Libardi et al. (1980) com o modelo padrão de determinação da condutividade hidráulica do solo não saturado (Hillel et al., 1972). / The knowledge of the soil hydraulic properties related to the water movement is essential for the solution of problems involving the pollution of water sources and aquifers, water conservation and erosion control. In this context, the most important hydraulic properties of the soil are the soil water retention curve, the hydraulic conductivity and the hydraulic diffusivity as a function of soil water content. The instantaneous profile method is one of the most used methods to determine the unsaturated soil hydraulic conductivity, however, the assumption of the total potential gradient, adopted in the simplification models of the instantaneous profile method, is still very questioned in soil profiles that are not strictly homogeneous and with water content far from saturation. In this sense, the objectives of the project are: (1) obtain and compare the hydraulic conductivity function of the soil by the model of Hillel et al. (1972) with the model proposed by Libardi et al. (1980) and van Genuchten (1980); (2) verify the influence of the adoption of the unit total potential gradient in the model of Libardi et al. (1980). The simplified method of Libardi et al. (1980) shows good agreement with the standard method of Hillel et al. (1972) to estimate the hydraulic conductivity of the unsaturated soil for observation times greater than 24 hours, even when the total potential gradient is relatively far from the unit. For observation times shorter than 24 hours, where the water content is higher, the method by Libardi et al. (1980) overestimates the value of hydraulic conductivity. The application of the method, also in redistribution times less than 24 hours, allows to obtain more precise values of hydraulic conductivity of the soil, thus expressed by two functions with respect to the redistribution time observed. The presence of pedological horizons caused the hydraulic impedance to the water movement, that is, has reduced the hydraulic conductivity. The impediment was proportional as greater proximity the horizons have from each other. The increase in the mean value and variation of the total potential gradient correlated exponentially with the reduction of the agreement index comparing the simplified model of Libardi et al. (1980) with the standard model for determining the hydraulic conductivity of the unsaturated soil (Hillel et al., 1972).

O bioma Cerrado está cada vez mais fragmentado devido à ocupação agrícola e antrópica. Para a manutenção da biodiversidade, corredores de vegetação devem ser criados com o auxílio da revegetação e recuperação de áreas degradadas. Isto é facilitado pelo conhecimento da distribuição e dinâmica natural dos solos. O objetivo deste trabalho foi caracterizar o funcionamento físico-hídrico dos solos distribuídos em uma toposseqüência sob vegetação nativa. A área de estudo foi localizada dentro de uma parcela permanente instalada na Estação Ecológica de Assis, SP, Brasil, com vegetação predominante de cerradão ou savana florestada. Para a caracterização do funcionamento físico-hídrico dos solos foram realizados inicialmente estudos morfológicos, a partir da técnica da análise estrutural e da descrição de perfis de solo dispostos em cinco posições-chave da encosta. Amostras deformadas de solo foram utilizadas em análises químicas, granulométricas e densidade de partículas. Amostras indeformadas coletadas em anéis cilíndricos definiram as curvas de retenção de água e a densidade do solo. Blocos de solo foram impregnados e polidos para análise de imagens, obtendo-se a distribuição de poros em número, forma e tamanho. Em poços perfurados em três setores da toposseqüência, foi determinada a condutividade hidráulica saturada de campo. O monitoramento da umidade do solo “in situ” foi obtido por sensores instalados nos principais horizontes das trincheiras, calibrados para cada horizonte, durante o período de novembro de 2003 a novembro de 2004. Foram também utilizados os dados de precipitação mais próximos. Fotografias digitais adquiridas nos perfis de solo determinaram a distribuição das raízes. Os solos foram classificados, de montante a jusante, em Latossolo Vermelho, Latossolo Vermelho-Amarelo, Latossolo Amarelo e Gleissolo Háplico, com transição homogênea de cor e predomínio de textura franco-arenosa. No horizonte de superfície da toposseqüência, pequeno número de poros complexos de diâmetro equivalente superior a 1000µm ocupou quase a área total da imagem, representando uma estrutura de empilhamento de grãos simples com porosidade maior que em profundidade. Este comportamento provocou uma menor retenção hídrica, apesar do maior teor de matéria orgânica, e oscilação da umidade do solo após cada evento chuvoso. Predominaram raízes aglomeradas ou ramificadas nesta camada. Em profundidade, as raízes são mais individuais. Nos Latossolos, maior número de poros complexos de diâmetro equivalente superior a 1000 µm ocupa menor área em Bw do que em superfície. Isto indica a presença de aglomerados de microagregados em Bw que conferem maior retenção de água, maior número de microporos e menor oscilação da umidade do solo do que em superfície. No Gleissolo, o horizonte Btg2, mais profundo e mais argiloso, apresentou estrutura mais densa representada por uma porosidade expressiva de forma arredondada ou cavitária de diâmetro de 30 a 1000 µm. Neste horizonte, foi obtida a maior retenção hídrica, drenagem imperfeita e menor condutividade hidráulica. Nos outros horizontes da toposseqüência a condutividade foi elevada. O relevo influenciou nas propriedades físicohídricas e morfológicas dos solos que, por sua vez, determinaram o conteúdo de água limitante na estação seca e em períodos de estiagem. Este comportamento pode definir o padrão florístico de cerradão na parcela permanente. / The “Cerrado” bioma is being fragmented due to the human and agricultural occupation. To maintain the biodiversity, ecological corridors must be created by the revegetation and the restoration of the degraded areas. It can only be ameliorated upon the knowledge of the soil’s natural dynamics and distribution. The aim of this work was to characterize the behavior of soil water flow and soil physical properties, distributed in a toposequence under native vegetation. The study area was in a permanent plot installed in the Assis Ecological Station, São Paulo, Brazil. The predominant vegetation is the closed “cerrado” or savanna woodland. The soil physical, hydraulic characterization depended on soil morphology. The morphological study was carried out by structural analysis and by description of soil profiles arranged in five key positions on the slope. Disturbed soil samples were taken for chemical, particle size and soil particle density analyses. Undisturbed samples collected in cylindrical cores were used to define the soil water retention and bulk density. Soil blocks were impregnated and polished for image analysis to obtain the distribution of pores in number, shape and size. In wells perforated in three sectors of the toposequence the field saturated hydraulic conductivity was determined. The soil moisture monitoring “in situ” was obtained by sensors installed in the main horizons of the pits and calibrated for each soil horizon, during the period of November 2003 to November 2004. The nearest rain volume data were collected too. Digital photos of the soil profiles were acquired for the determination of the root distribution. The soils were classified, from the top backslope down to the footslope, as Rhodic Haplustox, Typic Haplustox and Epiaquic Haplustult, with a homogeneous color transition and the predominance of a sandy loam texture. In the soil surface on the toposequence, a little number of complex pores with equivalent diameter over 1,000 µm occupied almost the total pore area, characterizing the predominance of a structure formed by the packing of single grains. The porosity was higher than in the other horizons. This behavior caused lower water retention even with the highest organic matter content. On the surface, the oscillation of the soil moisture is closely related to each rain event. The roots were distributed in ramified or grouped roots in the surface layer and individually in the deeper horizons. In Oxisols, the presence of microaggregates in the B-horizon was characterized by a number of complex pores with equivalent diameter over 1,000 µm larger than in the soil surface but in minor area than in the surface layer. This conferred higher water retention, larger number of micropores and lower oscillation of soil moisture than in soil surface. The structure of the deepest B-horizon of Epiaquic Haplustult was denser, featured by an expressive rounded or vugh porosity with diameters between 30 and 1,000 µm. This conferred the largest content of clay, with the highest water retention, imperfect drainage and lowest hydraulic conductivity. The other soil horizons in the toposequence presented greater hydraulic conductivity. The landscape influences the physical, hydraulic and morphological soil properties in the toposequence. So the water content is limited in the dry season and partially in the humid season too, which can define the floristic pattern of the closed “cerrado” in this permanent plot.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:24:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gilberto Comiran.pdf: 1846926 bytes, checksum: 1b96f9d3924516f3c3a1814a89cd0014 (MD5) Previous issue date: 2006-07-21 / In this work, it is shown an application of a model to obtain the hydraulic conductivity of soils no saturated using concepts Fractal Geometry and the laws of Laplace and of Poiseuille. For the obtaining of the soil water retention curve it was used the camera of pressure of Richards and the experimental data of hydraulic conductivity in function of the soil water content were obtained through the Method of Hillel with the tensiometry use, according to a potency model. The equation van Genuchten with their parameters was used for the obtaining of the hydraulic conductivity. The application of the models of the Geometric Average and of the Neutral Pore suggested by Fuentes was shown simple and capable of predicting the hydraulic conductivity satisfactorily. / Neste trabalho, apresenta-se a aplicação de um modelo para se estimar a condutividade hidráulica de solos não saturados, utilizando os conceitos da Geometria Fractal e das leis de Laplace e de Poiseuille. Para a obtenção da curva de retenção de água, foi utilizada a câmara de pressão de Richards e os dados experimentais de condutividade hidráulica, em função da umidade do solo, foram obtidos através do Método de Hillel com a utilização de tensiometria, conforme um modelo de potência. A equação de van Genuchten, com seus parâmetros, foi utilizada para a obtenção da condutividade hidráulica. A aplicação dos modelos da Média Geométrica e do Poro Neutro sugerido por Fuentes mostrou-se simples e capaz de predizer a condutividade hidráulica satisfatoriamente.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:48:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gilberto Comiran.pdf: 1846926 bytes, checksum: 1b96f9d3924516f3c3a1814a89cd0014 (MD5) Previous issue date: 2006-07-21 / In this work, it is shown an application of a model to obtain the hydraulic conductivity of soils no saturated using concepts Fractal Geometry and the laws of Laplace and of Poiseuille. For the obtaining of the soil water retention curve it was used the camera of pressure of Richards and the experimental data of hydraulic conductivity in function of the soil water content were obtained through the Method of Hillel with the tensiometry use, according to a potency model. The equation van Genuchten with their parameters was used for the obtaining of the hydraulic conductivity. The application of the models of the Geometric Average and of the Neutral Pore suggested by Fuentes was shown simple and capable of predicting the hydraulic conductivity satisfactorily. / Neste trabalho, apresenta-se a aplicação de um modelo para se estimar a condutividade hidráulica de solos não saturados, utilizando os conceitos da Geometria Fractal e das leis de Laplace e de Poiseuille. Para a obtenção da curva de retenção de água, foi utilizada a câmara de pressão de Richards e os dados experimentais de condutividade hidráulica, em função da umidade do solo, foram obtidos através do Método de Hillel com a utilização de tensiometria, conforme um modelo de potência. A equação de van Genuchten, com seus parâmetros, foi utilizada para a obtenção da condutividade hidráulica. A aplicação dos modelos da Média Geométrica e do Poro Neutro sugerido por Fuentes mostrou-se simples e capaz de predizer a condutividade hidráulica satisfatoriamente.

Made available in DSpace on 2016-12-23T13:23:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jooabe Martins de Souza.pdf: 1598124 bytes, checksum: c11211df54fa8bda04757c0df8c2d440 (MD5) Previous issue date: 2013-02-21 / The proper preparation of the soil promotes changes in physical attributes, especially the structure and can modify the storage capacity of water, crucial in determining irrigation needs for crops. The aim of this study was to evaluate the effects of soil preparation for planting Conilon coffee (Coffea canephora Pierre) submitted to subsoiling, physical properties and soil water. The experimental area consisted of three plots cultivated with coffee at 11, 7 and 3 years old, called T11, T7 and T3, respectively, submitted to subsoiling in the rows. For the evaluations hydrophysical soil samples were collected and undisturbed, in line (P1) and leading (P2) culture and four depths 0.00 to 0.20, 0.20-0.40, 0.40 -0.60, from 0.60 to 0.80 m. The experimental design was completely randomized design with three replications. The soil properties were evaluated soil bulk density, total porosity, macroporosity and microporosity, besides the water retention curve, saturated hydraulic conductivity, resistance to penetration and index S. The soil density, total porosity and macroporosity showed significant differences between the sampling points for the upper soil layers with higher porosity and macropore to the point P1 and a higher density of the soil to the point P2, did not differ from other layers. The total porosity showed an inverse behavior to the specific weight of the soil and increased the microporosity and macroporosity decrease in depth. Among the areas with different ages, physical and hydraulic properties of the soil showed no significant differences, showing that improvements of subsoiling are persistent over the years in this culture condition. The penetration resistance differed between sampling points, occurring with increasing depth, no difference, however, between the plots. We observed a positive correlation between penetration resistance and bulk density and microporosity, macroporosity and negative. The saturated hydraulic conductivity differ between sampling points in the layers of 0.00-0.40 m, with no significant difference between the plots. There was a negative correlation between penetration resistance and positive correlation with microporosity and macroporosity. The determination coefficient of adjustment curves water retention in the soil was greater than 98% and tuning parameters increased with depth. Water availability presented in general higher in the coffee line, until 0.60m, showing the benefit of subsoiling water retention. The S was higher in the rows, showing high correlation with the porosity and density of the soil. Subsoiling changed the physical and hydraulic properties of the soil, providing a balance between macro and micro, increased water availability and soil saturated hydraulic conductivity, and greater water retention at low voltages. The S proved to be a good tool to assess soil quality under these conditions / O preparo adequado do solo promove modificações nos atributos físicos, principalmente na estrutura, podendo modificar a capacidade de armazenamento de água, fundamental na determinação das necessidades de irrigação para as culturas. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos do preparo do solo para plantio de café Conilon (Coffea canephora Pierre) submetido à subsolagem, nas propriedades físicas e hídricas do solo. A área experimental foi composta por três talhões cultivados com cafeeiro a 11, 7 e 3 anos, denominados T11, T7 e T3, respectivamente, submetidos à subsolagem nas linhas de plantio. Para as avaliações físico-hídricas do solo, foram retiradas amostras deformadas e indeformadas, na linha (P1) e entrelinha (P2) da cultura e a quatro profundidades 0,00-0,20, 0,20-0,40, 0,40-0,60, 0,60-0,80 m. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com três repetições. As propriedades do solo avaliadas foram massa específica do solo, porosidade total, macroporosidade e microporosidade, além da curva de retenção de água, condutividade hidráulica do solo saturado, resistência do solo à penetração e o índice S. A massa específica do solo, porosidade total e macroporosidade apresentaram diferenças significativas entre os pontos de amostragem para as camadas superiores do solo, com maior porosidade total e macroporos para o ponto P1 e uma maior massa específica do solo para o ponto P2, não diferindo das demais camadas. A porosidade total apresentou um comportamento inverso ao da massa específica do solo e houve aumento da microporosidade e diminuição da macroporosidade em profundidade. Entre os talhões com diferentes idades, as propriedades físico-hídricas do solo não apresentaram diferenças significativas, mostrando que as melhorias da subsolagem são persistentes ao longo dos anos nessa condição de cultivo. A resistência à penetração diferiu entre os pontos amostrais, ocorrendo um aumento com a profundidade, não diferindo, todavia, entre os talhões. Foi observada uma correlação positiva entre resistência à penetração e a massa específica e microporosidade, e negativa com a macroporosidade. A condutividade hidráulica do solo saturado apresentou diferença entre os pontos amostrais, nas camadas de 0,00-0,40 m, não apresentando diferença entre os talhões. Ocorreu uma correlação negativa entre a resistência à penetração e a microporosidade e correlação positiva com a macroporosidade. O coeficiente de determinação de ajuste das curvas de retenção de água no solo foi superior a 98% e os parâmetros de ajuste aumentaram com a profundidade. A disponibilidade de água apresentou-se, em geral, maior na linha do cafeeiro, até 0,60 m, mostrando o benefício da subsolagem na retenção de água. O índice S foi maior na linha de plantio, apresentando alta correlação com a porosidade e a massa específica do solo. A subsolagem alterou as propriedades físico-hídricas do solo, proporcionando um equilíbrio entre a macro e a microporosidade, aumento da disponibilidade de água e condutividade hidráulica do solo saturado, e ainda maior retenção de água em baixas tensões. O índice S mostrou-se como uma boa ferramenta para avaliar a qualidade do solo nessas condições

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Soil hydrophobicity can be conceptually defined as soil repellency to water and is associated with the covering of soil particles by hydrophobic organic substances which interact with mineral particles and pores in a complex way, making soil wetting difficult. The objectives of this study were to: (i) determine the biochemical composition of vegetation, physical and chemical properties of soil organic matter fractions and their relationships to the occurrence and degree of soil hydrophobicity; (ii) analyze the effects of hydrophobic compounds at different intensities on sorptivity and water retention curve; (iii) measure and monitor the effects of variation of soil temperature and water content on the variability of the degree of soil hydrophobicity during a drying cycle. Soil samples were collected from different soil classes in the Rio Grande do Sul and Santa Catarina States, southern Brazil. From the 0-5, 5-10 and 10-15 cm soil layers, undisturbed samples (in blocks) were collected for the determination of sorptivity while preserved samples were collected using core samplers (volume of 47 cm³) for the evaluation of water retention curve, soil bulk density, total porosity, macroporosity and microporosity. From these layers, deformed samples were also collected for soil chemical and physical characterization. However, part of the samples used for the determination of water retention curves were previously subjected to sequential chemical extraction with acetone and a solution of isopropanol:ammonia to remove hydrophobic compounds. Soil carbon analysis consisted of determination of total organic carbon, physical (> 53μm and <53μm), and chemical (fulvic and humic acids and humin) fractions. Water and ethanol sorptivity was determined using tension micro-infiltrometer. Hydrophobicity was evaluated by comparing water and ethanol sorptivity values and soil-water contact angle was calculated from the hydrophobicity index. The effect of temperature was measured using PVC cylinder (785 cm³) constructed with disturbed samples from different soils, wetted and dried under different temperatures (20, 45 and 70 °C) and the hydrophobicity was determined using the water droplet penetration time method. Hydrophobicity had an intimate relationship with soil organic carbon content, mainly organic compounds accumulated in physical fractions <53 μm and chemical fraction humin, indicating that hydrophobic compounds are highly recalcitrant and are strongly associated with silt and clay fractions, forming stable organo-mineral complexes, and at the same time, covering all or part of surfaces of mineral particles or aggregates. The existence of these hydrophobic compounds caused changes in sorptivity and soil-water contact angle, directly affecting capillary and soil water retention curve, and reduced the volume of water retained at lower potentials. The heating of the soil at temperatures at or below 45 °C did not alter the intensity of hydrophobicity but there were changes when soil temperature exceeded 70 °C or when the soil moisture was drastically reduced. / A hidrofobicidade do solo pode ser conceitualmente definida como a repelência do solo à água e está associada ao recobrimento das partículas do solo por substâncias orgânicas hidrofóbicas, que interagem de forma complexa com os poros e partículas minerais, dificultando o molhamento do solo. Os objetivos deste trabalho foram: (i) determinar a composição bioquímica da vegetação, das frações físicas e químicas da matéria orgânica e suas relações com a ocorrência e grau de hidrofobicidade; (ii) analisar os efeitos dos compostos hidrofóbicos em diferentes intensidades na sortividade e na curva de retenção de água; (iii) avaliar e monitorar os efeitos da variação da temperatura e do conteúdo de água na variação do grau de hidrofobicidade do solo ao longo de um ciclo de secagem. Foram coletadas amostras de solo de diferentes classes de solos existentes no Estado do Rio Grande do Sul e Santa Catarina. Nas camadas de 0 5, 5 10 e 10 15 cm foram coletadas amostras indeformadas (blocos), para a avaliação da sortividade e amostras com estrutura preservada, com cilindros metálicos (47 cm³), para a determinação da curva de retenção de água, densidade do solo, porosidade total, macroporosidade e microporosidade. Nessas camadas também foram coletadas amostras deformadas para a caracterização química e física dos solos. No entanto, parte das amostras utilizadas na determinação da curva de retenção de água foram previamente submetidas a uma extração química sequencial com acetona e uma solução de isopropanol:amônia para remoção dos compostos hidrofóbicos. A análise do carbono constou da determinação do carbono orgânico total e da determinação das frações físicas (>53μm e <53μm) e químicas (Ácidos Fúlvicos, Ácidos Húmicos e Humina). A sortividade da água e do etanol foram determinadas com um micro-infiltrômetro de tensão. A hidrofobicidade foi avaliada comparando valores de sortividade da água e do etanol. O ângulo de contato água-solo foi calculado a partir do índice de hidrofobicidade. O efeito da temperatura foi mensurado em cilindros de PVC (785 cm³) construídos com amostras desagregadas dos diferentes solos. As amostras foram umedecidas e secas sob diferentes temperaturas (20, 45 e 70°C), sendo a hidrofobicidade determinada simultaneamente pelo método do tempo de penetração da gota de água. A hidrofobicidade apresentou uma íntima relação com o teor de carbono orgânico do solo, principalmente com os compostos orgânicos acumulados na fração física <53 μm e na fração química da Humina, indicando que os compostos hidrofóbicos provavelmente apresentam elevada recalcitrância e estão fortemente associados às frações silte e argila, formando complexos organo-minerais estáveis, ao mesmo tempo em que recobrem total ou parcialmente a superfície de agregados ou partículas minerais. A existência desses compostos hidrófobos causa alterações na sortividade e no ângulo de contato água-solo, afetando diretamente a capilaridade e a curva de retenção do solo, reduzindo o volume de água retido nos menores potenciais. O aquecimento do solo à temperaturas inferiores a 45 °C não causa modificações na intensidade da hidrofobicidade, que é alterada somente quando a temperatura do solo excede a 70 °C ou quando a umidade do solo é acintosamente reduzida.

O principal enfoque deste estudo é investigar alguns aspectos da resistência ao cisalhamento e as propriedades de retenção de água de um solo residual compactado no estado não saturado. Foi utilizado um solo residual de gnaisse retirado do campo experimental de geotecnia da Universidade de São Paulo. Com base na curva de compactação foram escolhidos três pontos de moldagem para o estudo, estando os mesmos associados à umidade ótima, ao ramo seco e ao ramo úmido. Foram realizadas algumas series de ensaios triaxiais sob condições saturadas (CAU e CD), e um grande número de ensaios triaxiais não saturados com teor de umidade constante (CW). Os ensaios triaxiais CW não saturados, foram feitos com medição de sucção utilizando um tensiômetro de alta capacidade (TAC) colocado na base do corpo de prova. Estudos específicos relacionados com a técnica de medição de sucção com o uso do TAC foram feitos. Com os resultados dos ensaios de resistência foram obtidas, para diferentes pressões confinantes, as variações dos valores da resistência ao cisalhamento (q) em função da sucção. Estas relações permitiram a definição das superfícies de ruptura para as três condições de moldagem. Foram investigados também aspectos relativos à forma de carregamento, a velocidade de carregamento, o tipo de compactação e a trajetória de umedecimento. São apresentados detalhes de como a resistência do solo é afetada por estas variáveis. O estudo define os procedimentos para obtenção das superfícies de resistência do solo no estado não saturado, com o uso de ensaios de compressão simples, feitos com medição de sucção durante o ensaio, e com a envoltória do solo saturado. As curvas de retenção do solo foram obtidas sob diversas condições de moldagem e umedecimento, e utilizado as técnicas de translação de eixos, placa de sucção, tensiômetro e papel filtro. Estas curvas foram utilizadas como ferramenta para se verificar a aplicabilidade dos modelos de previsão de resistência propostos por Vanapalli et al (1996) e Khalili e Khabbaz (1998), ao solo estudado. / The main focus of this study is to investigate some aspects of the shear strength and water retention properties of a compacted residual soil, under unsaturated condition. A residual of gneiss obtained from the geotechnical experimental site of the University of São Paulo was used. Based on the compaction curve three molding conditions were adopted for the study: one associated with the optimum water content, and two others located at the dry side and wet side of the compaction curve. A series of triaxial tests were performed under saturated conditions (CAU and CD), and a great number of triaxial tests under unsaturated conditions at constant water content (CW). The CW tests were performed with suction measurement using a high capacity tensiometer (HCT) placed at the base of the sample. Investigations were carried out associated with the use of the CHT. Based on the shear strength tests performed under different confining pressure the relation between shear strength and suction were determined. With this relation it was possible to define the shear surface for the three molding conditions. It were also investigated aspects related with type of loading, speed of the test, type of compaction and moisture path after compaction. It is presented details on how the shear strength is affected by these parameters. The study defines a procedure to obtain the shear surface of an unsaturated soil using unconfining tests, with suction measurement and using the shear envelope obtained at saturated condition. The retention curves were obtained at different molding conditions, following distinct moisture path. The retention curves were determined using axis translation technique, suction plate, filter paper and tensiometer. The retention curves were used as a tool to evaluate the applicability of the models presented by Vanapalli et al (1996) and Khalili and Khabbaz (1998) to infer the shear strength of the residual soil studied.