Assessment of pedotransfer functions for estimating soil water retention curves for the amazon region

Knowledge of the soil water retention curve (SWRC) is essential for understanding and modeling hydraulic processes in the soil. However, direct determination of the SWRC is time consuming and costly. In addition, it requires a large number of samples, due to the high spatial and temporal variability of soil hydraulic properties. An alternative is the use of models, called pedotransfer functions (PTFs), which estimate the SWRC from easy-to-measure properties. The aim of this paper was to test the accuracy of 16 point or parametric PTFs reported in the literature on different soils from the south and southeast of the State of Pará, Brazil. The PTFs tested were proposed by Pidgeon (1972), Lal (1979), Aina & Periaswamy (1985), Arruda et al. (1987), Dijkerman (1988), Vereecken et al. (1989), Batjes (1996), van den Berg et al. (1997), Tomasella et al. (2000), Hodnett & Tomasella (2002), Oliveira et al. (2002), and Barros (2010). We used a database that includes soil texture (sand, silt, and clay), bulk density, soil organic carbon, soil pH, cation exchange capacity, and the SWRC. Most of the PTFs tested did not show good performance in estimating the SWRC. The parametric PTFs, however, performed better than the point PTFs in assessing the SWRC in the tested region. Among the parametric PTFs, those proposed by Tomasella et al. (2000) achieved the best accuracy in estimating the empirical parameters of the van Genuchten (1980) model, especially when tested in the top soil layer.

Stabilization of soil hydraulic properties under a long term no-till system

The area under the no-tillage system (NT) has been increasing over the last few years. Some authors indicate that stabilization of soil physical properties is reached after some years under NT while other authors debate this. The objective of this study was to determine the effect of the last crop in the rotation sequence (1st year: maize, 2nd year: soybean, 3rd year: wheat/soybean) on soil pore configuration and hydraulic properties in two different soils (site 1: loam, site 2: sandy loam) from the Argentinean Pampas region under long-term NT treatments in order to determine if stabilization of soil physical properties is reached apart from a specific time in the crop sequence. In addition, we compared two procedures for evaluating water-conducting macroporosities, and evaluated the efficiency of the pedotransfer function ROSETTA in estimating the parameters of the van Genuchten-Mualem (VGM) model in these soils. Soil pore configuration and hydraulic properties were not stable and changed according to the crop sequence and the last crop grown in both sites. For both sites, saturated hydraulic conductivity, K0, water-conducting macroporosity, εma, and flow-weighted mean pore radius, R0ma, increased from the 1st to the 2nd year of the crop sequence, and this was attributed to the creation of water-conducting macropores by the maize roots. The VGM model adequately described the water retention curve (WRC) for these soils, but not the hydraulic conductivity (K) vs tension (h) curve. The ROSETTA function failed in the estimation of these parameters. In summary, mean values of K0 ranged from 0.74 to 3.88 cm h-1. In studies on NT effects on soil physical properties, the crop effect must be considered.

Changes in the Structure of a Nigerian Soil under Different Land Management Practices

Quantification of soil physical quality (SPQ) and pore size distribution (PSD) can assist understanding of how changes in land management practices influence dynamics of soil structure, and this understanding could greatly improve the predictability of soil physical behavior and crop yield. The objectives of this study were to measure the SPQ index under two different land management practices (the continuous arable cropping system and natural bush fallow system), and contrast the effects of these practices on the structure of PSD using soil water retention data. Soil water retention curves obtained from a pressure chamber were fitted to van Genuchten’s equation, setting m (= 1-1/n). Although values for soil bulk density were high, soils under the continuous arable cropping system had good SPQ, and maintained the capacity to support root development. However, soils under the natural bush fallow system had a worse structure than the continuous arable system, with restrictions in available water capacity. These two management systems had different PSDs. Results showed the inferiority of the natural bush fallow system with no traffic restriction (which is the common practice) in relation to the continuous arable cropping system in regard to physical quality and structure.

Filter Paper Method for the Determination of the Soil Water Retention Curve

ABSTRACT High cost and long time required to determine a retention curve by the conventional methods of the Richards Chamber and Haines Funnel limit its use; therefore, alternative methods to facilitate this routine are needed. The filter paper method to determine the soil water retention curve was evaluated and compared to the conventional method. Undisturbed samples were collected from five different soils. Using a Haines Funnel and Richards Chamber, moisture content was obtained for tensions of 2; 4; 6; 8; 10; 33; 100; 300; 700; and 1,500 kPa. In the filter paper test, the soil matric potential was obtained from the filter-paper calibration equation, and the moisture subsequently determined based on the gravimetric difference. The van Genuchten model was fitted to the observed data of soil matric potential versus moisture. Moisture values of the conventional and the filter paper methods, estimated by the van Genuchten model, were compared. The filter paper method, with R2 of 0.99, can be used to determine water retention curves of agricultural soils as an alternative to the conventional method.

Condutividade hidráulica de um Latossolo Vermelho em pousio e cultivo intensivo

O entendimento e a predição do fluxo de água no solo são essenciais ao manejo agrícola e ambiental. O objetivo deste trabalho foi determinar e comparar a condutividade hidráulica obtida com a técnica do perfil instantâneo no campo, em um solo mantido em pousio por seis anos e outro cultivado intensivamente por igual período. A técnica empregada para a obtenção da condutividade hidráulica foi a de Hillel. A quantidade de água no Latossolo Vermelho foi determinada convertendo-se os valores de potencial matricial da água no solo em umidade volumétrica, segundo a equação de van Genuchten. As determinações de potencial matricial foram realizadas nas profundidades de 0,2, 0,4, 0,6, 0,8 e 1,0 m, ao longo de 24 dias. Os maiores valores de condutividade hidráulica até a profundidade de 1,0 m ocorreram no solo em pousio. O parâmetro condutividade hidráulica saturada é o responsável pelos maiores valores da função K(teta) determinada em todas as profundidades, independentemente da umidade do solo utilizada como referência.

Bimodal pore distribution on soils under conservation management system for coffee crop

This study aims at detailing bimodal pore distribution by means of water retention curve in an oxidic-gibbsitic Latosol and in a kaolinitic cambisol Latossol under conservation management system of coffee crop. Samples were collected at depths of 20; 40; 80; 120 and 160 cm on coffee trees rows and between rows under oxidic-gibbsitic Latosol (LVd) and kaolinitic cambisol Latossol (LVAd). Water retention curve was determined at matrix potentials (Ψm) -1; -2; -4; -6; -10 kPa obtained from the suction unit; the Ψm of -33; -100; -500; -1,500 kPa were obtained by the Richards extractor, and WP4-T psychrometer was used to determine Ψm -1,500 to -300,000 kPa. The water retention data were adjusted to the double van Genuchten model by nonlinear model procedures of the R 2.12.1 software. Was estimated the model parameter and inflection point slope. The system promoted changes in soil structure and water retention for the conditions evaluated, and both showed bimodal pores distribution, which were stronger in LVd. There was a strong influence of mineralogy gibbsitic in the water retention more negative than Ψm -1500 kPa, reflected in the values of the residual water content.

Curva de retenção de água elaborada pelo método do psicrômetro para uso na determinação do índice "S" de qualidade física do solo

RESUMO A curva de retenção representa a relação entre o teor de água no solo e a energia com a qual a mesma está retida nos poros e/ou adsorvida nas partículas minerais do solo. Trata-se de uma relação com várias e importantes aplicações práticas relacionadas à relação solo-água em agricultura. Atualmente, é também utilizada como base para determinação de índices de qualidade física do solo, a exemplo do índice "S" proposto por Dexter em 2004. Para sua elaboração existe uma grande variedade de métodos, dentre os quais o que usa a câmara de pressão de Richards é o mais tradicional. Atualmente equipamentos eletrônicos, a exemplo do psicrômetro WP4, têm sido sugeridos como instrumentos úteis para a elaboração da curva de retenção. Neste contexto, o presente estudo tem como objetivo avaliar o potencial da curva de retenção de água no solo elaborada pelo método do psicrômetro para utilização na determinação do índice "S" de qualidade física do solo. Os resultados mostram que curvas de retenção de água no solo, elaborada pelo método do psicrômetro, apresentam alterações nos parâmetros de ajuste relativos à equação de Van Genuchten, podendo subestimar os valores do índice "S" de qualidade física do solo.

Modelo conceitual para avaliação de práticas e estratégias climáticas: resultados de sua aplicação nos setores automotivo e de papel e celulose no Brasil

A alta concentração de gases de efeito estufa está provocando mudanças climáticas com forte impacto, inclusive no ambiente competitivo das empresas. Assim, algumas empresas já estão adotando práticas e estratégias climáticas em função não somente das legislações restritivas ao carbono, mas também para assegurarem sua vantagem competitiva. Contudo, há uma escassez de ferramentas gerenciais para avaliar o quanto tais práticas e estratégias são adequadas a esse novo contexto. Este artigo apresenta um modelo conceitual desenvolvido com base em benchmarks (melhores práticas) internacionais, para auxiliar as empresas na avaliação das suas práticas e estratégias climáticas, e mostra como o modelo foi aplicado no Brasil em dois setores representativos de sua economia: o automotivo e o de papel e celulose. Identifica as práticas e estratégias climáticas que precisam ser melhoradas nesses setores, quando comparadas com as internacionais. Na aplicação do modelo, foram testadas cinco hipóteses referentes às principais variáveis do modelo proposto. Para tanto, realizaram-se testes estatísticos: teste t-student, para comparação com as práticas internacionais, e teste não paramétrico Kruskal-Wallis, para verificar diferenças entre as médias dos dois setores investigados. Com base nos resultados, são feitas recomendações para futuras pesquisas e para outras empresas preocupadas em adotar práticas e estratégias climáticas eficazes.

Avaliação de modelo de extração da água do solo por sistemas radiculares divididos entre camadas de solo com propriedades hidráulicas distintas

A avaliação da capacidade de raízes de plantas em extrair água do solo é de grande importância na modelagem da taxa de transpiração e, para entender o crescimento e rendimento vegetal e o balanço de água e de solutos no solo. Para testar um modelo de extração radicular macroscópico baseado no processo em escala microscópica, descreveram-se os resultados de um experimento com plantas cujo sistema radicular foi dividido entre camadas de solo com propriedades hidráulicas contrastantes. Um experimento de lisímetro dividido com plantas de sorgo foi realizado em Piracicaba-SP. Quatro lisímetros com dois compartimentos separados fisicamente (split-pot) foram construídos e preenchidos com material de dois tipos de solo de diferentes classes texturais (um solo de textura média - AR e outro de textura argilosa - AG). Durante um mês e meio foi imposto um regime hídrico, alternando a irrigação entre os compartimentos. O teor de água nos compartimentos dos lisímetros foi monitorado com TDR e tensiômetros. O material dos dois solos foi analisado conforme método-padrão quanto às suas propriedades de retenção e condução da água. A densidade radicular foi determinada por pesagem no fim do experimento, tendo ficado em torno de duas vezes maior no solo AR do que no AG. Observou-se que a extração de água ocorreu preferencialmente do compartimento do lisímetro com maior potencial de fluxo matricial. Em certas ocasiões houve transferência de água do lado de maior para o de menor potencial de fluxo matricial, com a liberação da água ao solo pelo sistema radicular (hydraulic lift). Para compensar o efeito da heterogeneidade da distribuição radicular e da atividade radicular, incluiu-se, no modelo, um fator empírico f de correção. O modelo testado descreveu bem 80 % das observações com a utilização de valores de f de 0,01506 e 0,003713, para os solos AR e AG, respectivamente. O modelo simulou a liberação de água ao solo mais frequentemente do que ela ocorreu no experimento. Esse fato pode indicar que a resistência interna do sistema radicular, não contabilizada pelo modelo, pode ter papel importante nas relações hídricas na rizosfera.

Aplicação de modelo matemático às propriedades reológicas de géis mistos de agarose e de goma guar

Certain biopolymers are capable of forming physically cross-linked gels in aqueous medium, stabilized by forces such as Coulombic, charge transfer, hydrogen bonding, dipole-dipole, van der Waals, and hydrophobic interactions. The mathematical description of these physical networks are difficult, but should contribute to a better understanding of the gelling process. The Clark and Ross-Murphy model was applied to experimental data for agarose-guar gum mixed systems, in which only agarose is the gelling polysaccharide. A computational routine based on the statistical maximum likehood principle was employed to estimate the f, K and a characteristic parameters. Statistical t-test and F-test were used to analyse the set of parameters.

Proposta de modelo de atendimento multidisciplinar para disfonias relacionadas ao trabalho: estudo preliminar

A disfonia tem recebido um enfoque ocupacional crescente e torna-se necessário, ao otorrinolaringologista, atualizar a abordagem clínica dos trabalhadores que usam a voz como instrumento de trabalho, onde novas catagorias profissionais têm surgido e, com elas, as disfunções vocais conseqüentes às condições de trabalho. Hoje, há grandes preocupações com o prejuízo econômico e produtivo que o ditúrbio vocal possa gerar. Sabe-se que a disfunção vocal tem como característica a multicausalidade e, por isso, a avaliação, conclusão e emissão de relatórios médicos tornam-se incertos. OBJETIVO: Para melhor avaliar estes profissionais e garantir um atendimento com respaldo científico adequado, estabeleceu-se um protocolo multidisciplinar, que consiste em anamnese dirigida, exame físico, endoscopia laríngea, análise perceptiva da voz e aplicação do Voice Handicap Index (VHI). FORMA DE ESTUDO: Coorte histórica transversal. MATERIAL E MÉTODO: Para testar o uso do método, em caráter preliminar, o protocolo foi aplicado em 15 profissionais que usavam a voz para trabalhar. Então, realizou-se um estudo retrospectivo com estes pacientes. RESULTADO: Demonstrou-se que 13,3% dos profissionais apresentaram performance vocal normal; 33,3%, disfonia funcional e 46%, disfonia orgânico-funcional. A disfunção vocal foi relacionada ao exercício do trabalho em 40% dos pacientes e em 46,6% ela foi descartada. CONCLUSÃO: Concluiu-se que o método é suficientemente abrangente e pode ser de utilidade ao otorrinolaringologista, para a avaliação clínico-ocupacional deste grupo de pacientes.

Achados otomicroscópicos e histológicos da miringoesclerose induzida em ratos: estudo crítico de um modelo experimental

A miringoesclerose é caracterizada por hialinização da lâmina própria da membrana timpânica. Trabalhos experimentais têm utilizado a otomicroscopia ou a histologia para estudar a miringoesclerose em animais, porém sem correlacionar precisamente estes dois métodos de avaliação. OBJETIVO: Este estudo procura avaliar a acurácia da otomicroscopia no diagnóstico de miringoesclerose em modelo experimental com ratos. FORMA DE ESTUDO: experimental. MATERIAL E MÉTODO: Foi induzida miringoesclerose por inoculação transtimpânica de Streptococcus pneumoniae em 25 ratos Wistar, que foram examinados quinzenalmente por otomicroscopia e sacrificados após oito semanas, tendo suas membranas timpânicas examinadas por histologia. RESULTADOS: Da confrontação das alterações otomicroscópicas com os achados histológicos, houve uma sensibilidade de 80% e especificidade de 75%. CONCLUSÃO: Pelos resultados obtidos neste estudo, a otomicroscopia não representou um bom método para avaliar a miringoesclerose neste modelo experimental.

Aplicação do modelo morfométrico de Kushida em pacientes com distúrbios respiratórios do sono

O modelo proposto serve para triar os pacientes com alto risco para síndrome da apnéia e hipopnéia obstrutiva do sono. OBJETIVO: Avaliar a aplicabilidade clínica do modelo morfométrico de Kushida em uma amostra de pacientes com distúrbios respiratórios do sono e definir um valor de corte para discriminar os pacientes com apnéia leve, moderada e grave. FORMA DE ESTUDO: Coorte contemporânea longitudinal. MÉTODO: Foram estudados 80 pacientes com distúrbios respiratórios obstrutivos do sono, com idade entre 18 e 75 anos, de ambos os sexos e realizaram polissonografia prévia. O valor de corte do modelo morfométrico para distinguir os pacientes sem e com apnéia é de 70. RESULTADO: Na amostra estudada, os valores do modelo nos quatro grupos foram menores que 70. Não foi possível estabelecer um valor de corte de acordo com a gravidade da doença, devido à proximidade e ao aumento não-linear dos valores entre os pacientes não-apnéicos, com apnéia leve e moderada. CONCLUSÃO: O modelo morfométrico de Kushida é aplicável na prática clínica para a amostra selecionada e não foi possível estabelecer um valor de corte para separar os pacientes com síndrome da apnéia e hipopnéia do sono conforme sua gravidade.

Efeito da mitomicina C tópica na cicatrização de prega vocal em modelo suíno

Várias terapias adjuvantes à cirurgia vêm sendo usadas para modular o processo cicatricial nas pregas vocais, entre elas a Mitomicina tópica (MTC). OBJETIVOS: Avaliar os efeitos da MTC no processo de cicatrização de pregas vocais de suínos 30 dias após exérese de fragmento de mucosa com laser de CO2 mediante a mensuração da deposição de colágeno. FORMA DE ESTUDO: Experimental em suínos. MATERIAIS E MÉTODOS: Dois grupos de 6 suínos cada foram avaliados após exérese de fragmento de mucosa de prega vocal a laser de CO2 (grupo controle sem uso e grupo experimento com uso de MTC tópica). Após 30 dias os animais foram submetidos à eutanásia, sendo coletadas amostras das pregas vocais para análise histológica, a fim de quantificar a deposição de colágeno mediante coloração de Picrosirius Red. RESULTADOS: A média da área do colágeno total das pregas vocais do grupo controle foi de 2648,03 µm2, enquanto a média do colágeno total das pregas vocais do grupo experimento foi de 2200,30 µm2 (p = 0,0043). CONCLUSÃO: A MTC usada topicamente após a exérese de fragmento de mucosa da prega vocal a laser de CO2 em suínos, diminui, significativamente, a deposição do colágeno total.

Modelo experimental comportamental e histológico da regeneração do nervo facial em ratos

O estabelecimento de modelos experimentais é o passo inicial para estudos de regeneração neural. OBJETIVO: Estabelecer modelo experimental de regeneração do nervo facial. MATERIAIS E MÉTODOS: Ratos Wistar com secção completa e sutura do tronco do nervo facial extratemporal, com análise comportamental e histológica até 9 semanas. FORMA DE ESTUDO: Estudo prospectivo experimental. RESULTADOS: Progressiva recuperação clínica e histológica dos animais. CONCLUSÃO: Estabelecemos um método aceitável para o estudo de regeneração do nervo facial em ratos.