Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The edge of the Southern Plateau is an area geomorphologically complex and extremely important social and environmental. These areas are under-researched due to its low agricultural potential. In recent decades, these areas have suffered strong anthropic pressure use, developed without adequate knowledge about the spatial distribution and behavior of soils. In this sense, the application of geostatistical mapping contributes to the classes and attributes of the soil, making it an indispensable tool for conservation planning knowledge and use of these areas. The objectives were to identify the correlation between morphological and physical attributes with the saturated hydraulic conductivity and infiltration capacity of the soil water between all points and between points of the same class of soil and check the existing spatial dependence for each of the attributes evaluated in a typical area of plateau on the edge of the Southern Plateau. The study was conducted in São Martinho da Serra , the central region of Rio Grande do Sul We used a systematic sampling of 57 sample points with 20 meters distance between them, with evaluation of two soil layers, 0-0.1 and 0.1-0.2 meters, identified high spatial variability of physical water even when analyzed in groups of soil classes. A linear correlation was positive and significant relationship between macroporosity and saturated hydraulic conductivity (Ks) in the surface layer, the layer 0.1-0.2 meters correlation between Ks and macroporosity and total porosity and Ks. The infiltration capacity was correlated only with the attribute fine soil layer 0.1-0.2 meters. The morphological attributes not correlated with the infiltration of water and not with the saturated hydraulic conductivity. The morphological attributes such as depth of the A horizon saprolite layer thickness and depth of contact lytic not correlated with the infiltration of water and even with the saturated hydraulic conductivity. A spatial dependence was identified for Ks, macro and micro, density, porosity, clay and fine soil resistance to penetration (RP) layer 0-0.1 meters and clay, fine earth and RP layer 0.1-0.2 meters. The sampling grid proposal, even in a heterogeneous environment is efficient to identify the spatial dependence of some attributes, for others the nugget effect demonstrated the need for a more detailed grid sampling. The finding of high variability of morphological classes and attributes, physical water soils in areas of the southern edge of the plateau studies require smaller sample loops that allow the investigation of the spatial extent of a greater number of attributes, the geostatistical analysis combined with kriging is a potential tool to analyze the spatial dependence even in areas with high heterogeneity. / O rebordo do Planalto Meridional é uma área geomorfologicamente complexa e de extrema importância sócio-ambiental. Essas áreas são pouco pesquisadas devido ao seu baixo potencial agrícola. Nas últimas décadas, estas áreas têm sofrido forte pressão de uso antrópico, desenvolvido sem o conhecimento adequado sobre a distribuição espacial e o comportamento dos solos. Neste sentido, a aplicação de técnicas geoestatísticas contribui para o mapeamento de classes e atributos de solo, tornando-se uma ferramenta indispensável para o conhecimento e planejamento conservacionista de uso destas áreas. Os objetivos do trabalho foram: identificar a correlação entre atributos morfológicos e físicos com a condutividade hidráulica saturada e a capacidade de infiltração de água no solo entre todos os pontos e entre pontos de mesma classe de solo e verificar a dependência espacial existente para cada um dos atributos avaliados, em uma área típica de patamar no rebordo do Planalto Meridional. O estudo foi desenvolvido no município de São Martinho da Serra, região central do estado do Rio Grande do Sul. Foi utilizada uma amostragem sistemática com 57 pontos amostrais com 20 metros de distância entre eles, com avaliação de duas camadas de solo, 0-0,1 e 0,1-0,2 metros, identificou-se alta variabilidade espacial de atributos físico-hídricos mesmo quando analisados em grupos de classes de solo. A correlação linear foi positiva e significativa entre a macroporosidade e condutividade hidráulica saturada (Ks) na camada superficial, na camada 0,1-0,2m houve correlação entre Ks e macroporosidade, e Ks e porosidade total. A capacidade de infiltração apenas teve correlação com o atributo terra fina da camada 0,1-0,2m. Os atributos morfológicos não apresentaram correlação com a capacidade de infiltração de água e nem com a condutividade hidráulica saturada. Os atributos morfológicos como profundidade do horizonte A, espessura da camada saprolítica e profundidade do contato lítico não apresentaram correlação com a capacidade de infiltração de água e nem com a condutividade hidráulica saturada.A dependência espacial foi identificada para Ks, macroporosidade, microporosidade, densidade do solo, porosidade total, argila, terra fina e resistência do solo a penetração (RP) da camada 0-0,1m e para argila, terra fina e RP da camada 0,1-0,2m. A malha de amostragem proposta, mesmo em um ambiente heterogêneo, se mostrou eficiente para identificar a dependência espacial de alguns atributos, para outros o efeito pepita puro demonstrou a necessidade de um grid amostral mais detalhado. A constatação da elevada variabilidade de classes e atributos morfológicos, físico-hídricos dos solos nas áreas do rebordo do planalto Meridional requerem estudos com malhas de amostragem menores que possibilitam a investigação da magnitude espacial de um número maior de atributos, o uso da geoestatística aliada a krigagem é uma ferramenta potencial para analisar a dependência espacial inclusive em áreas com elevada heterogeneidade.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:25:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Clementina Scherpinski.pdf: 2317997 bytes, checksum: 6fb30fbe757979a6729f5d4bcb2a8a22 (MD5) Previous issue date: 2005-08-05 / Studies that involve the physical attributes and hydrics of the soil are important for the development of the maintainable agriculture. When the areas of cultivated lands are used with intense agricultural production, the soil presents alterations in their physical attributes and hydrics. The economical viability of the agricultural production depends of these attributes and it requests more detailed studies about the space variability of the soils. Among the attributes hydrics stands out the Hydraulic Conductivity that is characterized by the easiness with that the water is driven through the soil and it is important for a good development of the agriculture. Nowadays, the Hydraulic Conductivity of the soil is one of the main parameters used for studies that involve the flow of water in the soil. This work has for objective to study the space variability of the physical attributes (bulk density, micro porosity, macro porosity, total porosity) and attributes hydrics (hydraulic conductivity, infiltration of the water in the soil of the soil) and of the productivity of the soy, with focus in Agriculture of Precision. It was looked for to understand the behavior of the attributes of the physical space, linked to the agricultural production of the soy in a commercial area in the West of Paraná. For the analyses of the attributes in study variograms and graph h-scatterplot were used for the verification of the structure of space dependence and construction of thematic maps through the ordinary kriging. For the verification of the space correlation of the physical attributes and hydrics studied with the productivity of the soy crossed variograms were built. In general all of the attributes presented space dependence except for the attribute Density of the Soil in the depth (0 - 10 cm). It was found space correlation between the Productivity of the Soy and the Density of the Soil in the two studied depths and also between the Productivity and the attributes Microporosidade (0 - 10 cm), Macroporosidade (10 - 20 cm) and Total Porosity of the Soil (10 - 20 cm). Therefore, it was considered appropriated the use of geostatistic for this study. / Estudos que envolvam os atributos físicos e hídricos do solo são de suma importância para o desenvolvimento da agricultura sustentável. Quando as áreas de terras cultivadas são utilizadas com intensa produção agrícola, o solo apresenta alterações em seus atributos físicos e hídricos. A viabilidade econômica da produção agrícola depende desses atributos e requer estudos detalhados sobre a variabilidade espacial dos solos. Dentre os atributos hídricos destaca-se a Condutividade Hidráulica que se caracteriza pela facilidade com que a água é conduzida através do solo e é de fundamental importância para um bom desenvolvimento da agricultura. Atualmente, a Condutividade Hidráulica do solo é um dos principais parâmetros utilizados para estudos que envolvam o fluxo de água no solo. Este trabalho tem por objetivo estudar a variabilidade espacial dos atributos físicos (densidade do solo, microporosidade, macroporosidade, porosidade total) e atributos hídricos (condutividade hidráulica, infiltração da água no solo) e da produtividade da soja, com enfoque em Agricultura de Precisão. Buscou-se entender o comportamento dos atributos do espaço físico, ligados à produção agrícola da soja em uma área comercial na região Oeste do Paraná. Para as análises dos atributos em estudo foram utilizados semivariogramas e envelopes para a verificação da estrutura de dependência espacial e construção de mapas temáticos através da krigagem ordinária. Para a verificação da correlação espacial dos atributos físicos e hídricos estudados com a produtividade da soja foram construídos semivariogramas cruzados. De modo geral todos os atributos apresentaram dependência espacial com exceção do atributo Densidade do Solo na profundidade (0 10 cm). Foi encontrada correlação espacial entre a Produtividade da Soja e a Densidade do solo nas duas profundidades estudadas e também entre a Produtividade e os atributos Microporosidade (0 10 cm), Macroporosidade (10 20 cm) e Porosidade Total do Solo (10 20 cm). Considerou-se o uso da geoestatistica adequado para este estudo.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:48:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Clementina Scherpinski.pdf: 2317997 bytes, checksum: 6fb30fbe757979a6729f5d4bcb2a8a22 (MD5) Previous issue date: 2005-08-05 / Studies that involve the physical attributes and hydrics of the soil are important for the development of the maintainable agriculture. When the areas of cultivated lands are used with intense agricultural production, the soil presents alterations in their physical attributes and hydrics. The economical viability of the agricultural production depends of these attributes and it requests more detailed studies about the space variability of the soils. Among the attributes hydrics stands out the Hydraulic Conductivity that is characterized by the easiness with that the water is driven through the soil and it is important for a good development of the agriculture. Nowadays, the Hydraulic Conductivity of the soil is one of the main parameters used for studies that involve the flow of water in the soil. This work has for objective to study the space variability of the physical attributes (bulk density, micro porosity, macro porosity, total porosity) and attributes hydrics (hydraulic conductivity, infiltration of the water in the soil of the soil) and of the productivity of the soy, with focus in Agriculture of Precision. It was looked for to understand the behavior of the attributes of the physical space, linked to the agricultural production of the soy in a commercial area in the West of Paraná. For the analyses of the attributes in study variograms and graph h-scatterplot were used for the verification of the structure of space dependence and construction of thematic maps through the ordinary kriging. For the verification of the space correlation of the physical attributes and hydrics studied with the productivity of the soy crossed variograms were built. In general all of the attributes presented space dependence except for the attribute Density of the Soil in the depth (0 - 10 cm). It was found space correlation between the Productivity of the Soy and the Density of the Soil in the two studied depths and also between the Productivity and the attributes Microporosidade (0 - 10 cm), Macroporosidade (10 - 20 cm) and Total Porosity of the Soil (10 - 20 cm). Therefore, it was considered appropriated the use of geostatistic for this study. / Estudos que envolvam os atributos físicos e hídricos do solo são de suma importância para o desenvolvimento da agricultura sustentável. Quando as áreas de terras cultivadas são utilizadas com intensa produção agrícola, o solo apresenta alterações em seus atributos físicos e hídricos. A viabilidade econômica da produção agrícola depende desses atributos e requer estudos detalhados sobre a variabilidade espacial dos solos. Dentre os atributos hídricos destaca-se a Condutividade Hidráulica que se caracteriza pela facilidade com que a água é conduzida através do solo e é de fundamental importância para um bom desenvolvimento da agricultura. Atualmente, a Condutividade Hidráulica do solo é um dos principais parâmetros utilizados para estudos que envolvam o fluxo de água no solo. Este trabalho tem por objetivo estudar a variabilidade espacial dos atributos físicos (densidade do solo, microporosidade, macroporosidade, porosidade total) e atributos hídricos (condutividade hidráulica, infiltração da água no solo) e da produtividade da soja, com enfoque em Agricultura de Precisão. Buscou-se entender o comportamento dos atributos do espaço físico, ligados à produção agrícola da soja em uma área comercial na região Oeste do Paraná. Para as análises dos atributos em estudo foram utilizados semivariogramas e envelopes para a verificação da estrutura de dependência espacial e construção de mapas temáticos através da krigagem ordinária. Para a verificação da correlação espacial dos atributos físicos e hídricos estudados com a produtividade da soja foram construídos semivariogramas cruzados. De modo geral todos os atributos apresentaram dependência espacial com exceção do atributo Densidade do Solo na profundidade (0 10 cm). Foi encontrada correlação espacial entre a Produtividade da Soja e a Densidade do solo nas duas profundidades estudadas e também entre a Produtividade e os atributos Microporosidade (0 10 cm), Macroporosidade (10 20 cm) e Porosidade Total do Solo (10 20 cm). Considerou-se o uso da geoestatistica adequado para este estudo.

Orientador: Edson Eiji Matsura / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-09T04:32:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Roque_MarcioWilliam_D.pdf: 4566160 bytes, checksum: e232b1dbf290d1893cd9821cda298632 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Diante da importância da necessidade de água para irrigação, torna-se imprescindível a conscientização do produtor rural com relação ao seu manejo racional, pois a irrigação tem sido apontada, ao longo das últimas décadas, como a grande consumidora de água. Diversos trabalhos têm mostrado que a prática do manejo racional da irrigação associada ao sistema plantio direto leva o agricultor a produzir igual ou até mais, em relação ao plantio convencional, com um menor consumo de água, evitando-se assim, o desperdício desse recurso, além de contribuir para o desenvolvimento de uma agricultura sustentável. Entretanto, dependendo do tempo, das condições de implantação e manejo do plantio direto, em muitas lavouras verificou-se um aumento do estado de compactação, com aumento de densidade do solo e da resistência mecânica à penetração, causando perda na produção. Diante do exposto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a dependência espacial dos atributos físico-hídricos do solo e da produção, verificando-se as inter-relações destes com a produção de grãos do feijoeiro irrigado sob sistema plantio direto e convencional, e também verificar o uso da técnica Reflectometria no Domínio do Tempo (TDR) no monitoramento da umidade do solo nos mesmos sistemas. Para isso foi semeado o feijão como cultura de inverno durante as safras de 2005 e 2006 em quatro parcelas experimentais conduzidas sob plantio direto e convencional, irrigado e não irrigado. Em cada parcela experimental de dimensões de 20 x 30m, foram definidas malhas de amostragem de 3 x 3m, totalizando 60 pontos amostrais por parcela. O solo das parcelas pertence à classe Latossolos Vermelhos Distroférricos típicos. Nos pontos amostrais foram inseridas sondas de TDR para o monitoramento da umidade do solo, e determinada a condutividade hidráulica saturada, a resistência do solo à penetração e retirada de amostras para a determinação da densidade do solo. Utilizando-se de um nível óptico foi determinada a cota em metros de cada ponto amostral nas parcelas estudadas. A análise da dependência espacial foi avaliada por meio da geoestatística, e os parâmetros dos semivariogramas utilizados para construir mapas de isolinhas utilizando-se do interpolador de krigagem pontual disponível no programa Surfer 8.0. Os principais resultados obtidos indicaram que a calibração da TDR proposta por Topp et al. (1980) como universal, não é adequada para o solo estudado. A técnica da TDR foi eficiente no monitoramento da umidade do solo ao longo do ciclo da cultura do feijoeiro e pode ser empregada no manejo da irrigação, desde que se faça a previa calibração do equipamento para o solo estudado. Os valores de resistência do solo à penetração (RP), para os dois sistemas de manejo do solo aumentaram de uma safra para outra, sendo que no plantio direto este aumento foi superior, ultrapassando os valores de RP do plantio convencional na safra de 2006. Entretanto os valores obtidos não interferiram na produtividade do feijoeiro nos dois sistemas de preparo do solo. Os valores da condutividade hidráulica saturada, para os dois sistemas de manejo do solo aumentaram de uma safra para outra, sendo que na safra de 2006, os valores de condutividade hidráulica saturada para o sistema plantio direto foram superiores ao convencional. Com relação à densidade do solo, na safra de 2005, o plantio convencional obteve menor valor médio, e, na safra 2006, os valores médios da densidade do solo foram os mesmos para os dois sistemas de manejo. Todos os atributos físico-hídricos e a produtividade de grãos apresentaram dependência espacial nos dois sistemas de manejo do solo para as duas safras agrícolas. Com relação às inter-relações entre os atributos estudados e a produção, todas as regressões lineares simples não mostraram correlação com a produção. A regressão linear simples entre os mapas dos atributos estudados e a produção, mostrou-se significativas, com baixos valores de coeficiente de determinação. O melhor resultado obtido foi com a relação densidade do solo e a produção no sistema plantio convencional na safra 2005, com coeficiente de determinação de 43,39 %, ou seja, dentro das variáveis estudadas foi a que melhor explicou a variação da produção. Na busca de um modelo que explicasse a variação da produção em função dos atributos físico-hídricos do solo e da cota do relevo, utilizou-se da regressão linear múltipla pelo método stepwise obtendo-se modelos significativos estatisticamente que explicaram a variação da produção com coeficientes de determinação entre 27,34 % e 71,70 % / Abstract: Since last decades irrigation practices are recognized as major water consumers, requiring specific agricultural producers education and awareness on water use and supply. Recent research reports indicate significant water economy, crop yielding as well as contribution to sustainable agricultural development, if direct seedling, when compared with conventional practices, is associated to adequate irrigation management. However, depending on weather conditions as well as on the direct seedling implementation conditions, many crop plantations showed increasing soil bulk density and compaction with increasing soil mechanical resistance to penetration, causing crop production reduction. Based on what it has been exposed before, the objective of this research is to evaluate crop yielding and soil physical-hydric attributes spatial dependence as related to irrigated bean grain production associated to no-tillage and to conventional tillage systems. The Time Domain Reflectometry (TDR) efficiency in the soil moisture monitoring in the same crop systems was also evaluated. Four experimental plots with dimensions of 20m x 30m were seeded with beans in the years and 2005 and 2006 and carried under irrigated and non irrigated conventional as well as no-tillage systems. Each plot was screened with 3m x 3m sampling grids, completing a total of 60 sampling points in each plot. Plot soil was classified as Typical Distroferric Red Latossol. TDR probes were introduced into the soil on each plot to monitor moisture content, also being measured saturated hydraulic conductivity, resistance to penetration and sampling for soil bulk density determination. Elevation of each sampling point was determined by means of an optical instrument and expressed in meters. Spatial dependence analysis was evaluated through geostatistic techniques and the semivariograms parameters were employed to generate isoline maps trough the punctual kriging interpolator of the Surfer 8.0 program. Obtained results indicated TDR calibration as proposed by Topp et al. (1980), considered of universal feature, is not adequate to the soil under study. TDR technique showed to be efficient in monitoring soil moisture content throughout bean plant cycle, being applicable in the irrigation process, since a previous equipment calibration in accordance with soil type under study. Soil resistance to penetration associated to both management systems showed increased value from one harvest to the next one, being greater for no-tillage system, surpassing the RP value associated to the conventional tillage for the year of 2006. However, obtained values do not interfere in the bean plant productivity for both employed growing system. Values saturated hydraulic conductivity had increased from one harvest to the next, observing that for the year of 2006 no-tillage system showed larger values than the conventional one. Conventional tillage showed lower soil bulk density average values for the year of 2005, however these values became the same for both methods in the year of 2006 harvest. All physical-hydric attributes as well as grain productivity presented spatial dependence for both soil cultivation techniques for both harvesting periods. All of simple linear regressions showed no correlation between attributes and bean production. However, simple linear regressions showed to be significant for attribute maps and production, presenting low determination coefficient values. The best observed result was identified to be the soil density related to production for the conventional crop management, showing the determination coefficient of 43,39 %, i.e., which is considered the best explaining production variation variable. In looking for a model explaining production variation as a function of soil physical-hydric attributes and relief elevation by means of multiple linear regression by the stepwise method, statistically significant models which explains production variation between 27,34 % to 71,70 % / Doutorado / Agua e Solo / Doutor em Engenharia Agrícola