Parâmetros de erosividade da chuva e da enxurrada correlacionados com perdas de solo e erodibilidade de um Latossolo Roxo de Dourados (MS)

Estudaram-se as correlações entre os parâmetros de erosividade e as perdas de solo ocorridas de 24/06/1989 a 22/10/1994, num Latossolo Roxo da Unidade de Execução de Pesquisa de Âmbito Estadual (UEPAE) de Dourados (MS) - EMBRAPA. Parâmetros de erosividade da chuva, da enxurrada e da chuva-enxurrada foram analisados por meio de regressão linear simples, múltipla e não-linear, com os objetivos de: (a) definir um parâmetro de erosividade para chuvas individuais, visando aprimorar o uso da equação universal de perda de solo local, e (b) determinar o fator erodibilidade para o solo estudado. Foram tomadas 147 chuvas individuais para o cálculo computacional da erosividade. O modelo com a altura da enxurrada na forma não-linear a (Vu)b foi o que melhor se correlacionou com a capacidade erosiva das chuvas individuais, superando todos os demais modelos, simples ou compostos, da chuva ou da chuva-enxurrada. Surpreendentemente, neste trabalho, o parâmetro EI30 apresentou baixa correlação com as perdas de solo. Assim, o melhor modelo de erosividade estimador da perda de solo local foi dado pelo seguinte modelo da enxurrada 0,1444 (Vu)1,0728. Os fatores erodibilidade do solo, estimados pelos modelos a (Vu)b e a + b EI30, foram, respectivamente, de 0,1444 t ha-1 mm-1 e 0,0037 t ha h ha-1 MJ-1 mm-1.

Alterações na mineralogia de um argissolo do Rio Grande do Sul submetido à fertilização potássica

As mudanças mineralógicas de solos cultivados e submetidos à fertilização potássica ainda são pouco conhecidas em regiões de clima subtropical úmido. Para que estas sejam avaliadas, amostras de solo foram coletadas, na profundidade de 0-10 cm, em um experimento realizado desde 1991 no campo experimental do Departamento de Solos da Universidade Federal de Santa Maria, com e sem fertilização potássica. Adicionalmente, foi coletada uma amostra de solo sob campo nativo em área ao lado do experimento. As amostras foram submetidas às análises de K total, K não-trocável, K trocável com extração simples, extrações sucessivas e à difratometria de raios X. Os difratogramas de raios X foram obtidos sobre amostras de solo e argila saturadas com Ca2+, com posterior modelagem matemática, e indicaram a presença de feldspato, ilita, interestratificados do tipo ilita-esmectita, dentre outros. Após o segundo ano do início do experimento, os teores de K trocável estabilizaram-se em 30 e 90 mg kg-1 para o solo que recebeu 0 e 90 kg ha-1 ano-1 de K2O, respectivamente. A adição de 90 kg ha-1 ano-1 de K2O manteve maior proporção dos argilominerais do tipo ilita e do tipo ilita-esmectita interestratificado na fração menor que 2 µm que sem a adição de K2O. Com o cultivo, independentemente da dose de fertilização potássica recebida, as fases ilita e ilita-esmectita tenderam a diminuir sua proporção relativa em detrimento da fase vermiculita hidróxi-Al entrecamadas.

Carga máxima de fósforo admissível ao reservatório Piraquara II, uma aplicação do processo TMDL

Para implementação e operacionalização da política brasileira de recursos hídricos, é imprescindível o uso de ferramentas de planejamento que considerem o efeito de todas as atividades ou processos que causam ou contribuem para a degradação da qualidade de um corpo d'água. Neste sentido, aplicou-se o processo TMDL (total maximum daily load), desenvolvido pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA), para o P, na área de drenagem de contribuição ao futuro reservatório Piraquara II, bacia hidrográfica do rio Piraquara, Paraná. O processo TMDL determina a quantidade máxima de cargas de um poluente que um corpo d'água pode receber sem violar os padrões estabelecidos de qualidade da água e aloca cargas deste poluente entre fontes de poluição pontuais e difusas. No presente estudo, utilizou-se o método TMDL, com o objetivo de demonstrar ser ele uma ferramenta útil no processo de gestão dos recursos hídricos. Simularam-se cenários de uso do solo, por meio de modelagem matemática, até obter-se uma concentração de P total no reservatório abaixo da faixa limite para ocorrência de eutrofização, de 0,025 a 0,10 mg L-1, estabelecida no estudo. Realizou-se uma simulação de uso atual do solo, visando prever a condição inicial de qualidade da água no corpo d'água, na qual a concentração de P total no reservatório resultante não atendeu ao padrão estabelecido. Procedeu-se a uma segunda simulação com adoção das medidas de controle, recomposição de mata ciliar e plantio direto, para reduzir a exportação de carga de P total da bacia. Obteve-se uma melhoria na qualidade da água do reservatório, indicando que as medidas adotadas foram suficientes para atingir o padrão estabelecido, o que demonstra a aplicabilidade do método.

Interestratificado caulinita-esmectita em um argissolo desenvolvido a partir de rocha sedimentar do Sul do Brasil

Caulinita é um argilomineral comumente encontrado nas frações finas de solos tropicais e subtropicais do Sul do Brasil. Em difratometria de raios X, sua presença é verificada pelo pico correspondente à distância 00l de d = 0,715 nm. Contudo, em alguns solos pode-se observar pico superior a d = 0,720 nm, correspondendo a uma haloisita ou a um interestratificado caulinita-esmectita (C-E). A avaliação dessa hipótese e posterior discussão sobre a gênese do solo constituiu o objetivo deste trabalho. Amostras de rocha e dos horizontes A1, A2, E e Bt de um Argissolo Vermelho-Amarelo sob vegetação pioneira foram coletadas no campus da Universidade Federal de Santa Maria. A fração argila foi extraída por sedimentação, saturada com Ca2+ e submetida à difratometria de raios X nas seguintes condições: normal, à temperatura ambiente (N); depois de saturada com etilenoglicol (EG); depois de aquecida a 300 e 550 °C; e depois da solvatação com formamida. Os difratogramas de raios X (DRX) brutos foram submetidos à modelagem matemática na região entre 11 e 15 ° de 2 teta, com auxílio do programa DecompRX. Os DRX indicaram a presença de dois picos: um estreito e intenso a d = 0,717 nm, atribuído à caulinita; e outro mais largo e menos intenso a d = 0,720 nm. Este último foi sensível à solvatação com etilenoglicol, deslocando-se a d = 0,730 nm, e, depois de aquecido a 300 °C, retornando a d = 0,720 nm. Esse comportamento é típico de entrecamadas expansíveis. Em face disso, atribuiu-se a existência de interestratificado caulinita-esmectita, visto que a presença de haloisita não foi confirmada pelo teste com formamida. Em DRX modelado, confirmou-se a presença de interestratificado caulinita-esmectita, na proporção de 0,8-0,9 de caulinita e 0,1-0,2 de camadas de esmectitas. Ademais, a C-E representa cerca de 90 % e a caulinita em torno de 10 % do pico a d = 0,720 nm. A presença de C-E foi também observada na rocha, indicando que ela é proveniente de herança do material de origem. A mineralogia deste solo indica estádio intermediário entre argilominerais de estrutura do tipo 2:1 e 1:1 no processo de intemperismo.

Mineralogia de partículas envolvidas na formação de gradiente textural em um argissolo subtropical

A presença de gradiente textural é comum e marcante em Argissolos. O objetivo do trabalho foi estudar a mineralogia das partículas envolvidas no processo de formação de gradiente textural em um solo subtropical do Rio Grande do Sul. Amostras de um Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico abrúptico, material parental sedimentar, foram coletadas em duas trincheiras localizadas em distintas posições no relevo da área do departamento de solos da Universidade Federal de Santa Maria. No perfil 1, sob campo nativo e posicionado na meia encosta de uma colina com 9 % declividade, amostras foram coletadas nos horizontes A1, A2, AB e Bt. No perfil 2, sob vegetação espontânea e localizado no topo plano da colina, amostras foram coletadas nos horizontes A1, A2, E e Bt. Atributos químicos foram avaliados sobre a fração de solo menor que 2 mm. Amostras de argila dispersa em NaOH, após serem extraídas, foram submetidas à difração laser, discriminando a distribuição do tamanho de partícula envolvida no processo. A fração menor que 0,2 μm foi extraída, saturada com Ca2+ e submetida à difração de raios X sob os seguintes tratamentos: normal, à temperatura ambiente (N); depois de saturada com etilenoglicol (EG), depois de aquecida a 300 e 550 ºC. Os difratogramas de raios X (N) foram submetidos à modelagem matemática com DecompRX. Ambos os perfis apresentaram gradiente textural. Os teores de argila no horizonte Bt foram 2,9 e 4,4 vezes maiores no perfil 1 e 2 que nos seus respectivos horizontes mais arenosos. Os diagramas de difração laser mostraram enriquecimento no horizonte Bt em partículas de tamanho modal de 0,09 e 0,2 μm. A mineralogia dessa fração apresentou incremento nos horizontes Bt de interestratificados caulinita-esmectita (C-E) em detrimento das fases vermiculita hidróxi-Al entrecamada (VHE) e ilita-esmectita (I-E). Dessa forma, infere-se que o gradiente textural observado no solo está associado ao processo de migração de C-E com partículas de tamanho modal de 0,09 e 0,2 μm. Entretanto, o perfil 2 apresenta indícios de descontinuidade litológica, indicando que o processo de migração de partículas não é o único responsável pela formação de gradiente textural.

Mineralização potencial e líquida de nitrogênio em solos

Os métodos de incubação de solo fornecem subsídios técnicos para a avaliação da mineralização e disponibilidade de N. Nesse sentido, os objetivos deste trabalho foram avaliar a mineralização potencial e líquida do N orgânico em solos e relacioná-la à disponibilidade de N para plantas. Amostras de 22 solos coletadas na camada arável (0 a 20 cm) foram submetidas à incubação em condições aeróbias a 35 °C, por 30 semanas, e anaeróbias a 40 °C, por sete dias, e utilizadas em experimento, em casa de vegetação, em que o milho foi a planta-teste. Durante a incubação por 30 semanas, houve aumento do N mineralizado na segunda semana, seguido de diminuição e estabilização a partir da quarta semana. Este comportamento resultou em ajuste do N mineralizado (Nm) ao modelo exponencial de decrescimento e do N mineralizado acumulado (Nmac) ao modelo exponencial de crescimento, a partir do qual foi possível calcular o N potencialmente mineralizável (N0). As quantidades de N0 refletiram a mineralização e a disponibilidade de N em longo prazo. Contudo, o Nmac apresentou maior grau de correlação com o N disponível medido pelas plantas (concentração de N e N acumulado na parte aérea) do que o N0, e valores altos de correlação foram obtidos já após duas semanas de incubação, o que indica que a modelagem matemática pode ser dispensada e o período de incubação pode ser encurtado. O N total do solo foi melhor índice da mineralização potencial e líquida de N orgânico do que a matéria orgânica do solo, principalmente em longo prazo. O método de incubação anaeróbia de curta duração pode ser utilizado para cálculo da estimativa do N0, e a subtração do N-NH4+ "inicial" não contribuiu para melhorar a estimativa da mineralização e da disponibilidade de N por meio deste método, o que o torna ainda mais simples e viável.

Avaliação do efeito da urbanização na produção de sedimentos da bacia do rio Jacarecica/AL mediante uso de modelo hidrossedimentológico distribuído

A urbanização sem planejamento ao longo da bacia do rio Jacarecica, em Maceió, AL, causa grandes impactos ambientais. A substituição de áreas vegetadas por áreas urbanizadas agrava esses impactos. No entanto, o potencial efeito dessas modificações na produção de sedimentos é desconhecido. Neste trabalho, avaliaram-se mudanças da produção de sedimentos na bacia do rio Jacarecica, no ano de 2010, em razão da alteração de parte da cobertura do solo por urbanização, por meio de modelagem matemática. Os resultados evidenciaram que o mês com maior produção produziu mais de 120 t/ha/mês, perfazendo o total de 131 t, correspondente a uma área de 24,5 km² da área total da bacia, revelando que grande parte da bacia é realmente susceptível ao processo de erosão. Este trabalho apresenta que a aplicação do modelo KINEROS2 é viável e o seu acoplamento ao SIG é de grande valia para identificação e análise das principais áreas de produção de sedimentos na bacia deste rio, podendo ser considerado ferramenta promissora para simulação da produção de sedimentos em bacias hidrográficas do nordeste brasileiro.

Caracterização das chuvas erosivas em Urussanga, SC, com relação ao padrão de distribuição temporal

O estudo da distribuição temporal de chuvas é realizado com objetivo de caracterizar o padrão de chuva mais frequente. O conhecimento das características físicas das chuvas com relação aos padrões de precipitação permite realizar modelagem matemática de eventos hidrológicos em condições mais próximas às condições reais. O objetivo deste trabalho foi caracterizar as chuvas erosivas em Urussanga, SC, com relação aos padrões hidrológicos de distribuição temporal. Foram usados os pluviogramas da estação meteorológica de Urussanga (latitude 28,31º S, longitude 49,19º W e altitude de 49 m) relativos ao período de outubro de 1980 a março de 2012. As chuvas erosivas foram classificadas em padrões avançado, intermediário e atrasado, se a maior intensidade ocorre no terço de duração inicial, intermediário e final, respectivamente. Foram determinadas as características de altura pluvial, duração da chuva, energia cinética, intensidade máxima em 30 min, erosividade e frequência de chuvas mensais de cada padrão de chuva. Verificou-se a ocorrência de 1.221 chuvas erosivas, das quais 651 com perfil avançado; 416, intermediário; e 154, atrasado. A duração média das chuvas erosivas é de 14,4 h. A média total de intensidade média para as chuvas erosivas foi de 17,4 mm h-1. A maior concentração de chuvas (32,9 %) foi observada no intervalo de duração de 6 a 12 h. Para duração inferior a 18 h, ocorre maior frequência de chuvas do padrão avançado; já para acima de 18 h, as frequências de chuvas do padrão avançado e intermediário são semelhantes.

Dano econômico como critério na decisão sobre manejo de genótipos de arroz concorrentes em arroz irrigado

Os níveis de dano econômico (NDE) em infestações de arroz daninho ou concorrente em lavouras de arroz cultivado permitem decidir o manejo na cultura e racionalizar o uso de herbicidas. O objetivo deste trabalho foi estimar NDE no arroz-vermelho e na cultivar de arroz EEA 406, usada como simuladora de arroz-vermelho, quando concorrem com arroz irrigado. Foram realizados três experimentos no campo, nas estações de crescimento 1999/2000 e 2000/2001. Avaliaram-se as populações dos genótipos competidores nos três experimentos e épocas relativas de emergência do arroz-vermelho (primeiro experimento), da cultivar simuladora (segundo experimento) e cultivares de arroz e espaçamentos entre linhas (terceiro experimento). Os NDE do arroz-vermelho foram inferiores aos da cultivar EEA 406. Os NDE estimados na cultivar EEA 406 variam amplamente, de acordo com as variáveis ambiente (ano), época de emergência, cultivar de arroz e espaçamento entre linhas da cultura. A emergência antecipada dos genótipos competidores em relação à cultura, o aumento do espaçamento entre linhas e a utilização de cultivares de ciclo curto diminuem os valores de níveis de dano econômico. Aumentos na produtividade de grãos, no preço de comercialização do arroz e na eficiência do controle e redução no custo do controle diminuem os NDE, tornando econômica a adoção de práticas de manejo sob menores populações dos genótipos competidores.

Transferência de massa e secagem em leitos vibrofluidizados: uma revisão

O desenvolvimento de tecnologias de processamento e equipamentos requer a utilização de novos métodos e melhor qualidade do produto processado. Dentro do processo de secagem contínua, a utilização de equipamentos que promovem incremento nos coeficientes de transferência, é a de maior interesse. O uso de energia vibracional tem sido recomendado para materiais dispersos. Assim, uma revisão da literatura sobre a transferência de massa e a secagem em leitos vibrofluidizados foi realizada, envolvendo resultados experimentais e modelagem matemática.

Modelos de transferência de metal pesado na cana-de-açúcar adubada com composto de lixo urbano

A pesquisa aborda a reciclagem do composto de lixo urbano (CLU) como fertilizante alternativo na cana-de-açúcar e como solução social e ambiental ao acúmulo de resíduos sólidos nos centros urbanos. Utilizou-se da modelagem matemática para conhecer a dinâmica dos metais pesados, visando ao estabelecimento de critérios e procedimentos para o uso seguro do CLU, limitado pela quantidade desses elementos. Foram construídos modelos compartimentais a partir de dados de experimentos em condições controladas e parcialmente validados com dados de campo. Esse modelo descreveu a transferência de metais pesados no sistema solo-raiz-parte aérea para a cana-de-açúcar. Pôde-se concluir, pelas condições desta pesquisa, que o metal mais preocupante foi o níquel, pois demora, aproximadamente, três anos para ser atenuado no solo e chega em maior quantidade na parte aérea. Quanto aos fatores argila, óxidos e pH do solo, notou-se que, nos solos de maior poder tampão, a passagem da maioria dos metais foi mais lenta. Esse modelo pode tornar-se importante aliado na definição de leis de utilização do CLU, visando à não-contaminação ambiental, redução no acúmulo de lixo e de custos de produção.

Simulação das perdas de água por evaporação e arraste, no aspersor NY-7 (4,6 mm x 4,0 mm), em sistemas de aspersão convencional

As perdas de água por evaporação e arraste em sistemas de irrigação por aspersão podem assumir valores consideráveis, reduzindo a eficiência do sistema. Os objetivos do presente trabalho foram avaliar a capacidade preditiva de cinco modelos empíricos para estimar perdas de água por evaporação e arraste em aspersores modelo NY-7 (bocais de 4,6 mm x 4,0 mm), trabalhando sob diferentes condições operacionais e ambientais, e ajustar modelos específicos para o aspersor NY-7. Comparando os resultados medidos em ensaios de campo, com os resultados simulados, foi possível concluir que os cinco modelos empíricos considerados apresentaram pouca ou nenhuma adequação, tanto para os ensaios com um único aspersor (quadrado do erro-médio de 5,27; 20,70; 5,07; 6,95 e 7,06% para os modelos empíricos 1; 2; 3; 4 e 5, respectivamente) quanto para os ensaios com linhas laterais contendo aspersores (quadrado do erro-médio de 7,41; 24,43; 6,72; 3,16 e 2,9% para os modelos empíricos 1; 2; 3; 4 e 5, respectivamente). Comparados aos cinco modelos empíricos considerados, os novos modelos ajustados apresentaram menores erros, indicando que a aplicação de modelos empíricos deve ser limitada às condições de operação (diâmetro de bocal, pressão de operação, etc.) similares àquelas em que os modelos foram desenvolvidos.

Simulação da uniformidade da irrigação de sistemas convencionais de aspersão operando sob diferentes condições de vento

A uniformidade de aplicação de água é um importante fator a ser considerado na avaliação dos sistemas de irrigação por aspersão. A uniformidade em sistemas convencionais de aspersão depende de fatores como: o tipo de aspersor e suas condições operacionais, a disposição e o espaçamento entre aspersores no campo, e a velocidade e a direção do vento durante o período de aplicação de água. Tendo em visa que as complexas relações entre esses fatores e a uniformidade podem ser caracterizadas de forma mais eficiente com o auxílio da modelagem matemática, neste estudo, foram avaliadas simulações, fornecidas pelo modelo semiempírico de RICHARDS & WEATHERHEAD (1993), da distribuição espacial da água aplicada pelo canhão PLONA-RL250, operando sob diferentes condições de vento. Valores de uniformidade de Christiansen (CUC), obtidos com dados de ensaios de campo e em simulações digitais, foram comparados, mostrando-se, por meio de diversos índices (R² = 0,73; desvio absoluto médio de 4,1% e índice de desempenho de 0,78), que o modelo semiempírico avaliado fornece estimativas adequadas do CUC de sistemas convencionais de irrigação. Demonstra-se que a modelagem matemática permite reduzir o esforço e o tempo requeridos em trabalhos de campo envolvendo a avaliação da distribuição de água de canhões hidráulicos operando sob condições de vento.

Aplicação do modelo de pulsos retangulares de Bartlett-Lewis modificado para estimativa de eventos extremos de precipitação

Este trabalho teve como objetivo avaliar a modelagem matemática da precipitação pluviométrica horária por meio do modelo de Bartlett-Lewis modificado com seis parâmetros e sua aplicação para estimativa de eventos extremos. Foi utilizada a série de dados pluviográficos do período de outubro de 1980 a dezembro de 2007, da estação meteorológica de Urussanga - SC (latitude 28,31º S, longitude 48,19º W). Foram ajustados os parâmetros mensais do modelo para a precipitação em intervalos de 1 hora, 30 min, 15 min, 10 min e 5 min. Para cada duração estudada, foram simuladas séries com 100 anos de dados. Pode-se concluir que o ajuste dos parâmetros do modelo de Bartlett-Lewis modificado possibilita a simulação de chuvas preservando as propriedades estatísticas da precipitação em vários níveis de agregação temporal. Para as séries de precipitação simulada com duração de 1 hora, observou-se que a série de máximas anuais da série simulada manteve as características da série observada. Também a série de máximas anuais de precipitação diária obtida da agregação da precipitação horária apresentou estatísticas similares às observadas na série histórica. Para durações inferiores, as séries simuladas apresentaram subestimativas superiores a 23%, inviabilizando sua aplicação na estimativa de eventos extremos.

Mapeamento das formas do relevo para estimativa de custos de fertilização em cana-de-açúcar

A modelagem matemática associada ao conhecimento da variabilidade dos atributos do solo e mapeamento das formas do relevo pode auxiliar no manejo da fertilidade do solo em usinas sucroalcooleiras. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o uso da geoestatística e da modelagem matemática na estimativa de custos de fertilização, em diferentes formas do relevo. Em uma área de 200 ha, foram identificadas duas formas de relevo, uma côncava e outra convexa, sendo os solos coletados nos pontos de cruzamento de uma malha, com intervalos regulares de 50 m, perfazendo um total de 623 pontos. As amostras foram submetidas a análises químicas, e, posteriormente, os dados foram avaliados por meio da estatística descritiva, geoestatística e modelagem matemática. Os resultados mostraram que, quando as formas do relevo são incorporadas às análises geoestatística e de modelagem matemática, ocorre aumento na eficiência de aplicação do calcário, fósforo e potássio no solo.