A resiliência física de solos é proveniente de processos regenerativos que incluem ciclos de umedecimento e secamento, congelamento e descongelamento assim como as atividades biológicas. Este estudo testou a hipótese de que as propriedades físicas do solo,tais como a permeabilidade do solo ao ar, densidade do solo, porosidade de aeração e porosidade total são indicadores físicos eficientes para quantificar a resiliência de solos de diferentes texturas submetidos ao estresse mecânico (compactação) e após subseqüentes ciclos de umedecimento e secamento. O objetivo foi avaliar o comportamento e a resiliência do solo por meio de propriedades físicas de um Latossolo Vermelho. Foram retiradas 25 amostras indeformadas (0-0,05m) de dois solos: solo I com textura argilosa e solo II com textura franco argilo arenosa, realizando as determinações das propriedades físicas nos tratamentos: antes da compactação(A), depois da compactação (C0) e após ciclos de umedecimento e secamento (C1,C2,C3,C4). As propriedades densidade do solo e porosidade total não apresentaram recuperação da condição inicial após a compactação nos solos I e II, as propriedades conteúdo volumétrico de água e porosidade de aeração apresentaram recuperação parcial apenas no solo I, para o solo II também não apresentaram recuperação, e a permeabilidade do solo ao ar foi a propriedade que apresentou a melhor recuperação assim como foi a que apresentou maior resiliência. Em relação ao distinto comportamento dos dois solos, observou-se que o solo I foi mais resiliente que o solo II nas propriedades que apresentaram recuperação. / The soil physical resilience comes from regenerative processes which include cycles of wetting and drying, freezing and thawing as well as biological activities. This study tested the hypothesis that the physical properties of soil such as soil permeability, bulk density, aeration porosity and total porosity are efficient physical indicators to quantify the resilience of soils of different textures subjected to mechanical stress (compression) and after subsequent cycles of wetting and drying. The objective was to evaluate the behavior and soil resilience by means of physical properties of an Oxisol. Undisturbed samples were taken 25 (0-0.05 m) of two soils: clayey soil and soil with sandy clay loam texture, making determinations of physical properties in the treatments before compression (A), after compaction (C0) and after wetting and drying cycles (C1, C2, C3, C4). The bulk density properties and porosity did not recover the initial condition after compression in the soil I and II, the properties volumetric content of water and air-filled porosity showed only partial recovery in the soil I, II to the soil also showed no recovery and soil permeability to air was the property that showed the best recovery as well as showed the greatest resilience. Regarding the different behavior of the two soil, it was observed that the soil I was more resilient soil II in which showed recovery properties

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.

A dinâmica dos herbicidas no solo é influenciada pela umidade e pela quantidade e qualidade da matéria orgânica, que são variáveis nos agregados organominerais. Os objetivos foram avaliar a influência do grau de umidade na mineralização e sorção do 2,4-D (ácido fraco) e Diuron (não ionizável), em quatro latossolos com diferentes quantidades de matéria orgânica do solo (M.O.S.), avaliar a influência do tamanho do agregado (> 150, 54 – 150, 21 – 53, 2 – 20 e < 2 mm) na sorção dos herbicidas e determinar o grau de humificação para explicar possíveis diferenças na sorção. Foram utilizadas amostras superficiais (0 - 0,2 m) de um Latossolo Amarelo distrófico (LAd) (Piracicaba/SP), de um Latossolo Amarelo ácrico (LAw) (Uberlândia/MG), de um Latossolo Vermelho ácrico (LVw-1) (Uberlândia/MG) e de um Latossolo Vermelho ácrico (LVw-2) (Canoinhas/SC). Foram determinados os valores de pH (em H2 O, KCl 1,0 mol L -1 e CaCl2 0,01 mol L -1 ), a quantidade de M.O.S., de fósforo, de K + , de Ca 2+ , de Mg 2+ , de Al 3+ e estimada a soma H+Al. Os óxidos de ferro, de alumínio e de silício foram quantificados após extração com ácido sulfúrico, os óxidos de ferro “livre” e mal cristalinizado também foi determinado e a análise granulométrica foi efetuada pelo método do densímetro, sendo quantificada também a argila dispersa em água (ADA). Foi determinada a mineralogia por difração de raio-X. Foram quantificadas as frações organominerais dos solos. Foram dispersos 40 g de solo em 160 mL de água destilada, que foram agitados a 160 agitações min -1 por 16 h e sonificada por 15 min. Após disperso, o solo foi peneirado para separar os agregados > 150 mm e entre 53 e 150 mm. Os agregados menores que 53 mm foram separados por sedimentação. Foi determinado o carbono orgânico dos agregados e do solo por combustão. A atividade microbiana dos solos foi determinada pelo método da radiorespirometria. Amostras dos solos foram incubadas com 14 C-2,4-D e 14 C-diuron por 42 dias umedecidas a 25, 50 e 75 % da capacidade de campo em sala climatizada semi-escura a 22 ± 2 o C, após foram realizadas três extrações com CaCl2 0,01 mol L -1 . O solo foi então fracionado após oxidação para determinar o os herbicidas sorvidos no solo e, posteriormente nos diferentes agregados. O grau de humificação das amostras foi determinado por fluorescência. A mineralização do 2,4-D foi de 62 % no LAd a 75 % da capacidade de campo. A difusão foi responsável pela sorção dos herbicidas. O 2,4-D foi menos sorvido no LAd, que tinha maior pH e menor quantidade de M.O.S.. Os solos apresentaram maior quantidade de agregados > 150 mm. Os agregados organominerais de diâmetro menores que 53 mm apresentaram maior acúmulo de carbono. A exceção do LAd, os herbicidas foram mais sorvidos pelos agregados maiores que 53 mm. A sorção só aumentou nos agregados menores que 53 mm, quando a amostra foi incubada a 75 % da capacidade de campo. Porém, no caso do diuron, isto só foi verificado no LAw e LVw-1. As sucessivas extrações alteraram a estabilidade dos agregados. O LAd que se localiza em uma área de cultivo tem maior grau de humificação que o LVw-2 localizado em uma área não cultivada. Os agregados de diâmetro entre 53 e 150 mm, foram os que tiveram maior grau de humificação nos solos. / The dynamic of herbicides in soils is influenced by soil moisture and organic matter contents and also by their quality, which are variable in the organic-mineral aggregates of the soils. The aims of this research were to evaluate the effects of soil moisture on the mineralization and sorption of the herbicides 2,4-D (weak acid) and diuron (non-ionic), in four Oxisols with different contents of soil organic matter (SOM), as well as to evaluate the influence of aggregate sizes (> 150, 54 – 150, 21 – 53, 2 – 20 and < 2 mm) and degree of humification in the sorption of these herbicides. Surface samples (0 – 0.2 m) of one Xanthic Hapludox (LAd, from Piracicaba/SP), one Xanthic Acrudox (LAw, from Uberlândia/MG), and two Anionic Acrudox (LVw-1 from Uberlândia/MG and LVw-2 from Canoinhas/SC) were collected. SOM, phosphorus, K + , Ca 2+ , and Mg 2+ contents and pH values (in H2 O, in KCl 1.0 mol L -1 and in CaCl2 0.01 mol L -1 ) were measured, whereas H+Al was calculated. Fe, Al, and Si oxides were quantified after soil extraction with H2SO4. Free and amorphous Fe oxides were determined by DCB and oxalate method, respectively. Granulometric analysis and water dispersed clay (WDC) were quantified by the densimeter method. The mineralogy was evaluated by X-ray diffraction. In order to quantify soil organic-mineral aggregates, 40 g of soil was added to 160 mL of distilled water in centrifuge tubes, which were shaken for 16 h at 160 rpm and sonicated for 15 min at 240 W. The aggregates > 150 and 53 – 150 mm were obtained by sieving, whereas the aggregates < 53 mm were obtained by sedimentation. Soil and aggregate organic carbon contents were obtained by combustion. The soil microbial activity was obtained by the radiorespirometry method. Soils were incubated with 14 C-2,4-D and 14 C-diuron, for 42 d at 25, 50 and 75 % of the field capacity and remained in a semi-dark room at controlled temperature of 22 ± 2 o C. Then, the pesticides were extracted three times with CaCl2 0.01 mol L -1 and, afterwards, the soil samples were fractionated in order to quantify the amount of herbicides in the aggregates. In these, the degree of humification was obtained by fluorescence. Diffusion markedly affected the herbicides sorption. For example, 2,4-D mineralization was 62 % on LAd only at 75 % field capacity. As expected, 2,4-D was less sorbed on LAd that had higher pH and lower SOM content. In general, the soils presented higher amounts of aggregates > 150 mm. The organic-mineral aggregates < 53 mm presented higher organic carbon content. However, the herbicides were more sorbed in the aggregates > 53 mm, except for LAd. When the soil were at 75 % of the field capacity, the sorption increased in the aggregates < 53 mm for 2,4-D, but it was only verified for LAw and LVw-1 for diuron. The successive extractions altered the aggregate stability. The LAd located in a tilled area had higher degree of humification than the LVw-2 located in a non-tilled area. The soil aggregates between 53 and 150 mm presented higher degree of humification.

Sendo a condutividade hidráulica do solo um parâmetro que traduz a facilidade com que a água se movimenta ao longo do perfil de solo, sua determinação, principalmente no campo, torna-se imprescindível, visto que o movimento da água no solo está diretamente relacionado à produção das culturas agrícolas. Com isso, a aplicação de um método confiável que quantifique a condutividade hidráulica versus umidade, a função ( ) q K , certamente contribuirá muito para uma correta avaliação dos resultados, principalmente tendo em conta a grande variabilidade dessa função devido à variabilidade natural das características do solo. Neste trabalho, testou-se o método do perfil instantâneo com o objetivo de avaliar a função ( ) q K com e sem a suposição de gradiente unitário e também o seu comportamento com relação aos os horizontes pedológicos do solo. A determinação da função foi feita usando tensiômetros com manômetros de mercúrio instalados às profundidades de 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1,0; 1,1 e 1,2 m e curvas de retenção determinadas para as mesmas profundidades, num Latossolo Vermelho Distrófico argissólico A moderado textura média, localizado no campo experimental da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", Universidade de São Paulo. A análise dos resultados foi feita pelo teste F de análise de variância, a fim de testar o paralelismo, a igualdade dos interceptos e a coincidência entre as retas lnK versus q, considerando e não considerando a suposição do gradiente unitário. Além disso, foram feitos também testes de similaridade da função ( ) q K de cada profundidade do solo pelo índice de concordância de Willmott (1981). Com base na análise dos resultados pode-se dizer que, com os procedimentos utilizados de delimitação da área para inundação e redistribuição da água, podem ser empregados modelos simples que consideram unitário o gradiente de potencial total e que, pela comparação feita entre as profundidades, a separação do perfil do solo em horizontes pedológicos parece seguir a separação em camadas com funções ( ) q K semelhantes, apenas a partir da profundidade 0,6 m. / The soil hydraulic conductivity is a parameter that quantifies the ability of the soil to conduct water along the soil profile. Hence its field determination is indispensable, since soil water movement is directly related to the field crop productions. Thus, the use of an adequate method that assesses the hydraulic conductivity as a function of soil-water content, the ( ) q K function, certainly will very contribute to a proper evaluation of results, mainly if it is considered the great variability of this function as a result of the natural variability of the soil characteristics. In this work, the instantaneous profile method was tested with the objective to evaluate a) the ( ) q K function taking and not taking into consideration the assumption of unit gradient and b) the behaviour of the ( ) q K function with respect to the pedological horizons of the soil. The determination of the function was made using mercury manometer tensiometers installed at the depths of 0.1; 0.2; 0.3; 0.4; 0.5; 0.6; 0.7; 0.8; 0.9; 1.0; 1.1 and 1.2 m and soil water retention curves determined for the same depths, in an Oxisol, located at experimental fields of Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, University de São Paulo, in Piracicaba (SP), Brasil (22 o 42’ 43,3’’ W and 47 o 37’ 10,4’’ S). The result analysis was made using an F-test in order to verify the paralelism, the intercept equality and the coincidence of the lnK versus q straight lines, taking and not taking account of the assumption of unit hydraulic gradient. Basides, similarity tests of the ( ) q K function were also made by the Willmott (1981) index. From the analysis of results, it could be concluded that, with the procedures used to delimit the experimental plots in this experiment to water the soil profile and to follow the water redistribuition, the unit gradient approches seem to be adequate to assess the field ( ) q K function and also that the pedological horizons seem to follow the layers of similar ( ) q K function, for depths greater than 0.6 m.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:24:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Juliana Fenner Ruas Lucas.pdf: 7353201 bytes, checksum: 171282273d86ea92304991a62a946fc6 (MD5) Previous issue date: 2010-07-13 / The soil water content is related to the soil matrix ability to retain the water, characterized by the water matric potential. Moisture and matric potential are factors functionally interrelated and represented by the soil-water retention curve. This relationship allows inferring moisture from the matric potential measurement and vice versa, as well as deducing several soil and water in soil properties. The traditional method for determining the retention curve employs the Richards pressure plate apparatus. For practical reasons, the search for alternatives to the Richards apparatus that are financially more accessible and faster is needed. In this regard, this study aimed at evaluating the use of two devices: the triaxial compression chamber and the filter paper. Therefore, soil was initially collected and physical-chemically characterized. Undisturbed soil samples were prepared and tested in the Richards chamber, using pressures of 0, 10, 30, 60, 100, 300, 500, 1,000 and 1,500 kPa. In the triaxial compression chamber test, soil samples were submited to pressures of 0, 10, 30, 60, 100, 300, 500 and 1,000 kPa, and for each pressure, it was measured the volume of drained water and calculated the sample moisture at that pressure. In the filter paper test, it was measured the water matric potential in samples for which moisture levels were established using an appropriated calibration curve. The three tests were repeated five times, resulting in points of pressure versus moisture that were adjusted by the RETC program, using to the model of van Genuchten. It was performed a comparative analysis of the triaxial chamber and the filter paper estimated soil moisture values with the adjusted retention curve obtained by the Richards apparatus. This comparison allowed to verify the applicability of the filter paper method for determining the water retention curve in agricultural soils and the inadequacy of triaxial compression chamber for this purpose. / O teor de água no solo está relacionado com a capacidade da matriz do solo em reter a água, caracterizada pelo potencial matricial da água. Umidade e potencial matricial são fatores funcionalmente inter-relacionados e representados pela curva de retenção da água no solo. Esta relação possibilita inferir a umidade a partir da medida do potencial matricial e vice-versa, assim como estimar outras propriedades do solo e da água no solo. O método tradicional para a determinação da curva de retenção emprega a câmara de pressão de Richards. Por questões práticas, a busca por métodos alternativos ao de Richards, financeiramente mais acessíveis e menos morosos, faz-se interessante. Diante disso, desenvolveu-se o presente trabalho com o objetivo de avaliar o uso de dois dispositivos: a câmara de compressão triaxial e o papel filtro. Para tanto, realizou-se inicialmente coleta e caracterização físico-química do solo, preparo de amostras indeformadas e ensaio na câmara de Richards, utilizando pressões de 0, 10, 30, 60, 100, 300, 500, 1000 e 1500 kPa. No ensaio com a câmara de compressão triaxial, submeteu-se amostras de solo às pressões de 0, 10, 30, 60, 100, 300, 500 e 1000 kPa e, para cada pressão, foi mensurado o volume de água drenado, o que permitiu calcular a umidade da amostra àquela pressão. Com o papel filtro, mediu-se o potencial matricial da água em amostras cujas umidades foram previamente estabelecidas, utilizando-se curva de calibração adequada. Os três ensaios foram executados em quintuplicata e resultaram em pontos de pressão versus umidade que foram ajustados pelo programa RETC, usando o modelo de van Genuchten. Realizou-se uma análise comparativa de valores de umidade volumétrica estimados pelo modelo ajustado nos ensaios com a câmara triaxial e o papel filtro com a curva de retenção ajustada obtida pela câmara de Richards. Através dessa comparação, verificou-se a aplicabilidade do método do papel filtro para a determinação da curva de retenção de água em solos agrícolas e inadequação da câmara de compressão triaxial para esta finalidade.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:48:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Juliana Fenner Ruas Lucas.pdf: 7353201 bytes, checksum: 171282273d86ea92304991a62a946fc6 (MD5) Previous issue date: 2010-07-13 / The soil water content is related to the soil matrix ability to retain the water, characterized by the water matric potential. Moisture and matric potential are factors functionally interrelated and represented by the soil-water retention curve. This relationship allows inferring moisture from the matric potential measurement and vice versa, as well as deducing several soil and water in soil properties. The traditional method for determining the retention curve employs the Richards pressure plate apparatus. For practical reasons, the search for alternatives to the Richards apparatus that are financially more accessible and faster is needed. In this regard, this study aimed at evaluating the use of two devices: the triaxial compression chamber and the filter paper. Therefore, soil was initially collected and physical-chemically characterized. Undisturbed soil samples were prepared and tested in the Richards chamber, using pressures of 0, 10, 30, 60, 100, 300, 500, 1,000 and 1,500 kPa. In the triaxial compression chamber test, soil samples were submited to pressures of 0, 10, 30, 60, 100, 300, 500 and 1,000 kPa, and for each pressure, it was measured the volume of drained water and calculated the sample moisture at that pressure. In the filter paper test, it was measured the water matric potential in samples for which moisture levels were established using an appropriated calibration curve. The three tests were repeated five times, resulting in points of pressure versus moisture that were adjusted by the RETC program, using to the model of van Genuchten. It was performed a comparative analysis of the triaxial chamber and the filter paper estimated soil moisture values with the adjusted retention curve obtained by the Richards apparatus. This comparison allowed to verify the applicability of the filter paper method for determining the water retention curve in agricultural soils and the inadequacy of triaxial compression chamber for this purpose. / O teor de água no solo está relacionado com a capacidade da matriz do solo em reter a água, caracterizada pelo potencial matricial da água. Umidade e potencial matricial são fatores funcionalmente inter-relacionados e representados pela curva de retenção da água no solo. Esta relação possibilita inferir a umidade a partir da medida do potencial matricial e vice-versa, assim como estimar outras propriedades do solo e da água no solo. O método tradicional para a determinação da curva de retenção emprega a câmara de pressão de Richards. Por questões práticas, a busca por métodos alternativos ao de Richards, financeiramente mais acessíveis e menos morosos, faz-se interessante. Diante disso, desenvolveu-se o presente trabalho com o objetivo de avaliar o uso de dois dispositivos: a câmara de compressão triaxial e o papel filtro. Para tanto, realizou-se inicialmente coleta e caracterização físico-química do solo, preparo de amostras indeformadas e ensaio na câmara de Richards, utilizando pressões de 0, 10, 30, 60, 100, 300, 500, 1000 e 1500 kPa. No ensaio com a câmara de compressão triaxial, submeteu-se amostras de solo às pressões de 0, 10, 30, 60, 100, 300, 500 e 1000 kPa e, para cada pressão, foi mensurado o volume de água drenado, o que permitiu calcular a umidade da amostra àquela pressão. Com o papel filtro, mediu-se o potencial matricial da água em amostras cujas umidades foram previamente estabelecidas, utilizando-se curva de calibração adequada. Os três ensaios foram executados em quintuplicata e resultaram em pontos de pressão versus umidade que foram ajustados pelo programa RETC, usando o modelo de van Genuchten. Realizou-se uma análise comparativa de valores de umidade volumétrica estimados pelo modelo ajustado nos ensaios com a câmara triaxial e o papel filtro com a curva de retenção ajustada obtida pela câmara de Richards. Através dessa comparação, verificou-se a aplicabilidade do método do papel filtro para a determinação da curva de retenção de água em solos agrícolas e inadequação da câmara de compressão triaxial para esta finalidade.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2015-03-04T16:43:40Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_DinamicaSazonalEspacial.pdf: 982682 bytes, checksum: b92df9bae3778b3cb62b76706883cedf (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2015-03-06T12:05:57Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_DinamicaSazonalEspacial.pdf: 982682 bytes, checksum: b92df9bae3778b3cb62b76706883cedf (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-06T12:05:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_DinamicaSazonalEspacial.pdf: 982682 bytes, checksum: b92df9bae3778b3cb62b76706883cedf (MD5) Previous issue date: 2014-01 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Natura Inovação e Tecnologia Ltda / CAMTA - Cooperativa Mista de Tomé-Açu / EMBRAPA - Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária / A região amazônica tem sido submetida a contínuo desflorestamento e expansão do uso da terra, para a implantação de atividades como pecuária, exploração madeireira, agricultura, mineração e urbanização. A queima e a decomposição da biomassa da floresta liberam gases que contribuem para o efeito estufa, como o dióxido de carbono (CO₂). Nesse contexto, surge o interesse em avaliar a dinâmica do efluxo de CO₂ do solo na Amazônia, em especial em sistemas agroflorestais de palma de óleo (Elaeis guineensis), visto o destaque da produção dessa cultura no estado do Pará, que teve uma razoável expansão, transformando o estado do Pará em um dos maiores plantadores e produtores do país. Este trabalho teve como objetivo investigar a dinâmica do efluxo de CO₂ do solo em sistemas agroflorestais onde a palma de óleo é a cultura principal, na escala temporal e os fatores bióticos e abióticos que influenciam diretamente neste processo. Foram quantificados os carbono da biomassa microbiana do solo, carbono total do solo, respiração microbiana do solo, raízes finas do solo e zona de influência das espécies; e os fatores abióticos: umidade e temperatura do solo, em dois sistemas agroflorestais de cultivo de palma de óleo, o sistema adubadeiras e o sistema biodiverso. As medições foram feitas nos períodos seco e no chuvoso. Os resultados mostraram que o maior efluxo de CO₂ do solo ocorreu no período chuvoso, provavelmente devido à maior atividade microbiana nesse período influenciada por fatores climáticos aliados a fatores bióticos. O sistema biodiverso apresentou maior efluxo de CO₂ do solo do que o sistema adubadeiras, provavelmente devido à maior atividade biológica no solo nesse sistema. O efluxo de CO₂ do solo não mostrou correlação forte com as variáveis testadas. Pôde-se concluir que o efluxo de CO₂ do solo sofreu influencia apenas da sazonalidade climática. O fato da área de plantio ser muito jovem pode ser um fator determinante para que não tenha sido encontrada relação mais forte da respiração do solo com as variáveis analisadas. / The Amazon region has been subjected to continuous deforestation and expansion of land use for the implementation of activities such as cattle ranching, logging, agriculture, mining and urbanization. The burning and decomposition of forest biomass releases gases that contribute to global warming, such as carbon dioxide (CO₂). In this context, there is interest in assessing the dynamics of soil CO₂ efflux in the Amazon, especially in oil palm (Elaeis guineensis) agroforestry systems, due to the current large expansion of this crop in the state of Pará, which has become one of the largest producers of the country. This study aimed to investigate the dynamics of soil CO₂ efflux in palm oil cultivation in agroforestry systems in the Amazon considering temporal and biotic and abiotic factors that directly influence this process. We quantified biotic factors: microbial biomass, total soil carbon, soil basal respiration, fine root and soil zone of influence of planted species, and abiotic factors: moisture and soil temperature, in two oil palm-based agroforestry systems (adubadeiras and biodiverso systems), during the dry and rainy periods. The results showed that the highest soil CO₂ efflux occurred during the rainy season, probably due to increased microbial activity during this period influenced by climatic factors coupled with biotic factors. The biodiverso system showed higher soil efflux than the fertilizer adubadeiras system, probably due to increase biological activity in former system. The soil CO₂ efflux showed no strong correlation with the tested variables. It was concluded that the soil CO₂ efflux was influenced by rainfall seasonality only. The fact that the systems were be too young (~3 yr-old) may represent the main factor for a lack of stronger relationship of soil CO₂ efflux and the variables analyzed.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2015-08-24T17:06:05Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_RefinamentoRepresentacaoRaizes.pdf: 1425661 bytes, checksum: 5b2bc5f0d692da5233e85f1498903ffd (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2015-08-27T15:35:03Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_RefinamentoRepresentacaoRaizes.pdf: 1425661 bytes, checksum: 5b2bc5f0d692da5233e85f1498903ffd (MD5) / Made available in DSpace on 2015-08-27T15:35:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_RefinamentoRepresentacaoRaizes.pdf: 1425661 bytes, checksum: 5b2bc5f0d692da5233e85f1498903ffd (MD5) Previous issue date: 2008 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / Grupo GEOMA / O objetivo desta pesquisa foi estudar a sensibilidade dos fluxos de superfície e hidrologia do solo em relação à representação e distribuição de raízes no modelo de biosfera para uma floresta de terra firme na Amazônia. A finalidade foi avaliar o impacto na representatividade dos fluxos de energia considerando a sazonalidade da região amazônica, usando como suporte medidas intensivas realizadas em uma reserva biológica (Reserva Biológica do Cuieiras, em Manaus). Foram realizadas oito simulações com o modelo de biosfera SiB2 (“Simple Biosphere Model” – versão 2) , onde cada simulação representou um cenário diferente de distribuição de raízes em uma profundidade de 4 m de solo, dividido em três camadas: 0,5 m, 1,5 m e 2,0 m. As raízes foram distribuídas privilegiando a concentração de raízes na camada superficial, em seguida, na camada intermediária e, por fim, uma concentração de raízes abaixo de 2,0 m de profundidade. As simulações foram realizadas para o período de 2003 a 2006, enfatizando o ano de 2005 para avaliar o efeito da representação de raízes nos fluxos de energia (calor latente – LE e calor sensível – H) e de dióxido de carbono (CO2). A partir da análise integrada dos fluxos simulados com dados observacionais medidos no sítio experimental foi possível perceber que uma redução na precipitação no ano de 2005, apesar de ter sido menor na parte central da Amazônia, implicou na diminuição da umidade do solo, mostrando que a floresta passou por um período de estresse hídrico maior do que os outros anos analisados. O modelo representou a energia disponível com valores muito próximos aos observados, variando sazonalmente em concordância com os dados medidos em 2005. No entanto, LE é superestimado durante a estação chuvosa, mas mostra juntamente com o fluxo de CO2, a redução com a umidade do solo na estação seca, enquanto H é superestimado em até 20 W m-2 durante todo o período simulado. Estes resultados mostram que, a consideração de raízes rasas é mais apropriada para regiões que possuem estação seca curta, conforme se caracteriza a área de estudo, e raízes profundas devem favorecer a modelagem dos processos para superfície de áreas com estação seca mais pronunciada. Com isto os resultados revelam que há necessidade de obter mais informações de propriedades físicas do solo, apropriadas às condições da região, para que outros refinamentos sejam efetivos na distinção do comportamento de florestas tropicais sob diferentes regimes de disponibilidade de água no solo. / The objective of this research was to study the sensitivity of the surface flows and soil hydrology in relation to the representation and distribution of roots in the biosfera model for upland forest in the “Amazônia”. The purpose was to evaluate the impact on the representativeness of the energy surface flows, considering the Amazon region seasonality supported by intensive measures carried through in a biological reserve (Biological Reserve in “Cuieiras” River, near Manaus). Eight simulations were conducted with the model of biosphere SiB2 (Simple Biosphere Model - version 2), where each simulation scenario represented a different scenery of roots distribution in a 4.0 m depth, divided in three layers: 0.5 m , 1.5 m and 2.0 m. The roots were distributed favoring the root’s concentration in the surface layer, after that, the intermediate layer and, finally, a concentration of roots below 2.0 m deep. The simulations were conducted for the period of 2003 to 2006, emphasizing the year of 2005 to evaluate the effect of the roots representation in the energy flows (latent heat - LE and sensitive heat - H) and carbon dioxide flow (F_CO2). From the integrated analysis of simulated flows with observational data, measured in the experimental site, was possible to perceive that a reduction in the rainfall for the year of 2005, although to have been lesser in the central part of the Amazon, led the decline in soil moisture, showing that the forest passed for a considerable period of water stress. The model represented the available energy with values very close to those observed, varying seasonally in agreement with the data measured in 2005. However, LE is overestimated during the rainy season, but it shows together with the CO2 flow, the reduction with soil moisture in the dry season period, while H is overestimated by 20 W.m-2 during all the simulated period. These results show that, apparently, the consideration of surface roots are more appropriate for regions with short dry season, as characterized the study area, and deep roots should promote the modeling of the processes of the surface areas with more pronounced dry season. With the results showing that it has necessity to get more information of soil physical properties, appropriate to the region conditions, so that other refinements are effective in distinguishing the behavior of tropical forests under different regimes of water availability in the soil.

Climatic change is associated with the increase of greenhouse gases (GHG) concentration, including carbon dioxide (CO2). Among the most important strategies to decrease global warming are decrease emissions and increase biological capture of CO2 through carbon sequestration in the ecosystems. Therefore, soils are fundamental to this strategy because depending in its use and management, they could act as a carbon source or sink. A study was conducted in a Rhodic Hapludox, in a long-term (22 years) experiment, to evaluate CO2-C emissions from soil produced by management practices and its dependence on soil temperature and moisture. CO2-C emissions were intensively analysed with two soil cameras, a dynamic camera (Licor-6400-09) fabricated by LI-COR Company and a static camera (PVC camera) during an evaluation period of 30 days. A intensive cropping system were used in both tillage systems. Results suggest that tillage systems produced differences in the CO2-C emission. No-till system had the highest CO2-C efflux from soil, being 22% higher than the conventional tillage. In conventional tillage highest peaks of CO2-C emissions were verified after soil tillage with disk harrow and chisel plow, nevertheless they were of short duration. CO2-C emissions were influenced by variations in soil temperature and moisture. Higher CO2-C emissions from soil in the no-till system were related to higher soil carbon stocks, presence of soybean residues in the surface, higher contents of particulate organic carbon and higher microbial biomass that together with the higher soil moisture compared to conventional tillage explained the higher efflux. The CO2-C efflux in the long-term no-till reflected the higher soil quality in this system. These results suggest that in the long-term no-till system due to high biologic activity and high soil moisture, soybean residues won t increase soil organic matter content. / As mudanças climáticas contemporâneas estão sendo associadas ao aumento da concentração de gases de efeito estufa (GEE), entre eles o dióxido de carbono (CO2). Entre as estratégias para diminuir o aquecimento global destaca-se a diminuição das emissões e o incremento da absorção biológica de CO2 através do seqüestro de carbono em ecossistemas. Assim, os solos são fundamentais nessa estratégia uma vez que, dependendo do seu uso e manejo, podem ser um importante fonte ou sumidouro de carbono. Com o objetivo de avaliar as emissões de C-CO2 do solo causadas pelas práticas de manejo e sua dependência na temperatura e umidade do solo, desenvolveu-se um estudo em solo classificado como Latossolo Vermelho distrófico típico em experimento de longa duração (22 anos). As emissões de C-CO2 foram registradas e captadas com duas câmaras; uma dinâmica (Licor-6400-09) fabricada pela companhia LI-COR e outra estática (câmara de PVC) durante um período de avaliação de 30 dias. Os resultados demonstraram que os sistemas de preparo causaram diferenças na emissão de C-CO2 do solo e o plantio direto (PD) foi o que ocasionou o maior efluxo de CO2 do solo, sendo 22% superior ao preparo convencional (PC). Os maiores picos de emissões de C-CO2 foram verificados logo após o preparo do solo com arado e gradagem na parcela sob PC, porém tiveram curta duração. As emissões de C-CO2 foram influenciadas pelas variações da temperatura e umidade do solo, foi verificada correlação significativa (r=0,89) entre o fluxo de C-CO2 do solo e a temperatura do solo em PD, contrastando com o PC onde não houve correlação entre estas variáveis. As maiores emissões de C-CO2 do solo no PD foram relacionadas ao maior estoque de carbono, a presença de resíduos na superfície, a maior quantidade de carbono lábil e a maior biomassa microbiana que associados com maior umidade do solo explicam o efluxo, refletindo assim a maior qualidade do solo neste sistema. Os resultados sugerem que no PD de longa duração, devido à alta atividade biológica e altos conteúdos de umidade, os resíduos de soja não promoverão aumento de matéria orgânica do solo. As emissões de C-CO2 captadas com a câmara dinâmica foram correlacionadas significativamente com as emissões da câmara estática no PD. No entanto, não apresentaram relação no PC. Este projeto de pesquisa é o resultado de uma cooperação científica entre o grupo de pesquisa em Manejo do Solo da UFRGS, Departamento de Solos da UFSM e FUNDACEP.

Soil moisture can be a determining factor in hydrological processes. However, the monitoring of soil water content is difficult to perform because of its spatio-temporal variability and because field measurements are expensive and time-consuming. Thus, the use of the Tank Model and also a moisture index derived from this model can be very useful in hydrological studies and in the management of natural disasters. In addition, the evaluation of this index in a distributed form in the river basin allows a more detailed analysis of the water content of the soil, considering its spatial variability. The objective of this study was to develop a distributed version of the Tank Model (D-Tank Model) to determine a soil moisture content (IUS), dividing the basin into cells with a resolution of 2 meters. The study area was the Araponga River basin (5.26 ha), located in the north of Santa Catarina, and with hydro-meteorological and tensiometric data available. In the study, data were used every 5 minutes of rainfall, evapotranspiration and flow, and soil water tension every 10 minutes, measured from March 2011 to December 2015. Initially the Tank Model was used, Aiming only at the rain-flow process of the basin for five short-duration events aiming at the calibration of the parameters, which were also used in the D-Tank Model cells. The validation of this transfer of parameters was done using the average of the parameters found in the calibration, applying it in two other short duration events. After validation, the water storage in the soil of each of the basin cells generated for the D-Tank Model was calculated. With the D-Tank Model, the IUS values were obtained, which were compared with the soil water tension values measured by the tensiometers. The individual storage values of the two reservoirs S1, and S2, were also compared with the water tension values. The comparison was made through the linear correlation coefficient, seeking negative correlations between the variables, which occurred in a satisfactory way, both between the IUS and the tension values, as well as the storage values of the reservoirs and the water tension values. The present work showed that IUS may be an applicable measure for soil moisture representation. / A umidade do solo pode ser um fator determinante nos processos hidrológicos. No entanto, o monitoramento do conteúdo de água no solo é difícil de ser realizado, devido à sua variabilidade espaço-temporal e porque as medições de campo são dispendiosas e demoradas. Assim, a utilização do Tank Model e também de um índice de umidade, derivado deste modelo, podem ser muito úteis nos estudos hidrológicos. Além disso, a avaliação desse índice de forma distribuída na bacia hidrográfica permite uma análise mais detalhada do conteúdo de água do solo, uma vez que considera a sua variabilidade espacial. O objetivo deste estudo foi desenvolver uma versão distribuída do Tank Model (D-Tank Model), para determinar um índice de umidade do solo (IUS), dividindo a bacia em células com resolução de 2 metros. A área de estudo foi a bacia hidrográfica do Rio Araponga (5,26 ha), localizada no norte de Santa Catarina, e com disponibilidade de dados hidro-meteorológicos e tensiométricos. No estudo foram utilizados dados a cada 5 minutos de precipitação, evapotranspiração e vazão, e de tensão de água no solo a cada 10 minutos, medidos no período de março de 2011 a dezembro de 2015. Inicialmente foi utilizado o Tank Model (concentrado), visando somente o processo chuva-vazão da bacia para cinco eventos de curta-duração visando a calibração dos parâmetros, que foram também utilizados nas células do D-Tank Model. A validação desta transferência de parâmetros se deu utilizando a média dos parâmetros encontrados na calibração, aplicando-a em outros dois eventos de curta duração. Após a validação, foi calculado o armazenamento de água no solo, de cada uma das células da bacia, geradas para o D-Tank Model. Com o D-Tank Model obteve-se os valores de IUS, que foram comparados com os valores de tensão da água no solo, medidos pelos tensiômetros. Os valores de armazenamento individuais dos dois reservatórios S1, e S2, também foram comparados com os valores de tensão. A comparação foi feita através do coeficiente de correlação linear, buscando correlações negativas entre as variáveis, o que ocorreu de forma satisfatória, tanto entre o IUS e os valores de tensão, como para os valores de armazenamento dos reservatórios e os valores de tensão da água no solo. O presente trabalho mostrou que o IUS pode ser uma medida aplicável para representação da umidade do solo.