Modelos anal��ticos para predi����o do processo da redistribui����o da ��gua no solo

A avalia����o do processo da redistribui����o da ��gua no solo, em condi����es de campo, demanda consider��vel tempo e apreci��vel custo, porque as propriedades hidr��ulicas do solo sofrem extensa variabilidade espacial e est��o sujeitas a freq��entes altera����es no tempo. O presente trabalho prop��e dois modelos anal��ticos para estimar a din��mica desse processo, a partir da ado����o do gradiente de potencial hidr��ulico unit��rio na equa����o de Richards. O primeiro modelo estima a umidade do solo e o segundo estima a densidade de fluxo, ambos de acordo com o tempo de drenagem interna para a profundidade de interesse. Os resultados gerados pelos modelos confrontam-se satisfatoriamente f��sica e estatisticamente com os valores medidos da umidade e densidade de fluxo durante o per��odo de drenagem em diferentes profundidades numa Areia Marinha submetida a esse processo em condi����es de campo. Os modelos propostos exigem somente o conhecimento pr��vio dos dados da curva de reten����o e da condutividade hidr��ulica do solo na profundidade de interesse.

Desempenho de modelos de calibra����o de guias de onda acopladas a TDR e a multiplexadores em tr��s tipos de solos

O trabalho teve como objetivo avaliar modelos de calibra����o para dois tipos de guias de onda de TDR, referentes a dois equipamentos (Trase System e TDR 100), acopladas diretamente ao analisador de umidade ou a multiplexadores. Amostras de tr��s tipos de solo foram acondicionadas em segmentos de tubos de PVC e saturadas. Dois tipos de guias de onda de tr��s hastes, com capacitor e com resistor foram inseridas dentro de cada segmento de tubo com solo e conectadas a dois equipamentos de TDR, diretamente no testador de cabos ou via multiplexadores. Dados de umidade obtidos por gravimetria e da constante diel��trica foram tomados em cada coluna durante a secagem do solo da satura����o at�� umidades pr��ximas do limite inferior de disponibilidade de ��gua por meio de leituras com as guias de onda conectadas ao testador de cabos e conectadas ao multiplexador. Um modelo polinomial c��bico foi ajustado aos dados da constante diel��trica do solo (��psilon) e da correspondente umidade (teta) e cinco modelos de determina����o de q em fun����o de e foram testados quanto ao desempenho. Os resultados mostraram que n��o houve diferen��a significativa na calibra����o das guias de onda com capacitor para uso com a TDR Trase System, considerando a conex��o das guias ao analisador de umidade ou a multiplexadores. No caso da TDR 100, as guias de onda com resistor devem ser calibradas conforme o seu uso. O modelo c��bico foi o de melhor desempenho seguido pelo modelo de Roth que estimou, com boa exatid��o, os valores da constante diel��trica e da umidade com a mais pr��ximo de 0,5 para as guias de onda com capacitor que com as guias com resistor.

M��todos de ajuste e modelos de semivariograma aplicados ao estudo da variabilidade espacial de atributos f��sico-h��dricos do solo

Avaliou-se a variabilidade e a estrutura de depend��ncia espacial de atributos f��sico-h��dricos do solo (volume total de poros - VTP, condutividade hidr��ulica saturada - k0, porosidade dren��vel - PD e conte��do de ��gua volum��trico na capacidade de campo - tetacc), na bacia hidrogr��fica do Ribeir��o Marcela, representativa do dom��nio dos Latossolos na Regi��o Alto Rio Grande, ajustando-se semivariogramas do tipo esf��rico e exponencial pelos m��todos dos Quadrados M��nimos Ponderados (QMP) e M��xima Verossimilhan��a (MV). As amostras para caracteriza����o f��sico-h��drica foram coletadas na camada de 0 a 0,15 m de profundidade, obedecendo a grids de 240 x 240 m e 60 x 60 m, totalizando 165 pontos amostrais. Os atributos VTP e tetacc apresentaram baixa variabilidade, com coeficiente de varia����o (CV) de 7,54 e 10,22 %, respectivamente, sendo a variabilidade do atributo PD m��dia, com CV de 43,2 %, e alta para k0, com CV de 88,37 %. Todos os atributos apresentaram estrutura de depend��ncia espacial, com forte grau para os atributos VTP, k0 e tetacc, com GD de 81,82, 75,31 e 82,61 %, respectivamente, e moderada para PD, com GD na ordem de 54,88 %. Os alcances para VTP, tetacc e PD foram da ordem de 1.000,0 m, enquanto o atributo k0 mostrou alcance de 77,46 m. Verificou-se desempenho similar entre os m��todos empregados, sendo ambos indicados para ajuste de semivariogramas a atributos f��sico-h��dricos do solo. Entre os modelos de semivariograma, baseando-se na autovalida����o, o esf��rico seria indicado para os atributos VTP, k0 e tetacc, apresentando quadrado m��dio do erro na ordem de 0,00161; 0,2795 e 0,00155, respectivamente; e o exponencial, para o atributo PD, com quadrado m��dio do erro de 0,004070.

Sele����o de modelos de variabilidade espacial para elabora����o de mapas tem��ticos de atributos f��sicos do solo e produtividade da soja

Pesquisas sobre a variabilidade espacial dos atributos do solo que influenciam a produtividade s��o de uma grande import��ncia para o desenvolvimento de novas t��cnicas que beneficiam a agricultura. A variabilidade desses atributos pode ser avaliada por t��cnicas de geoestat��stica e auxiliar no mapeamento e manejo do solo. Este trabalho teve por objetivo avaliar a qualidade do ajuste dos modelos te��ricos espaciais segundo o Crit��rio de Informa����o de Akaike, de Filliben, de Valida����o Cruzada e o valor m��ximo do logaritmo da fun����o verossimilhan��a, de dados da umidade do solo, da densidade do solo e da resist��ncia do solo �� penetra����o, nas camadas de 0 a 0,1, 0,1 a 0,2 e 0,2 a 0,3 m, e de produtividade da soja do ano agr��cola 2004-2005. Os par��metros dos modelos de variabilidade espacial foram estimados por meio dos m��todos de m��nimos quadrados ordin��rios, m��nimos quadrados ponderados e m��xima verossimilhan��a. A pesquisa foi desenvolvida em uma ��rea de 57 ha de um Latossolo Vermelho distrof��rrico, utilizando-se uma malha de 75 x 75 m georreferenciada. Concluiu-se que, dos m��todos de avalia����o de ajustes estudados, o da Valida����o Cruzada foi o mais adequado para escolha do melhor ajuste do modelo de variabilidade espacial; conseq��entemente t��m-se mapas tem��ticos mais acurados.

Modelos de ajuste e m��todos para a determina����o da curva de reten����o de ��gua de um Latossolo-vermelho-amarelo

A caracteriza����o da capacidade de reten����o de ��gua de um solo �� fundamental para a descri����o do fluxo de ��gua atrav��s dele e para o adequado manejo da irriga����o. S��o apresentadas compara����es entre curvas de reten����o de ��gua do solo: ajustadas pelos modelos propostos por van Genuchten e por Hutson & Cass; obtidas pelo m��todo do WP4 usando processo de umedecimento e de secagem; obtidas pelo m��todo da centr��fuga utilizando amostras deformadas e indeformadas; e obtidas pelo WP4 e centr��fuga, usando um processo de secagem e amostra deformada. Amostras deformadas e indeformadas foram coletadas com trados espec��ficos em um Latossolo Vermelho-Amarelo (LVA), textura argilosa. Foram determinadas as propriedades h��dricas do solo necess��rias �� elabora����o das curvas de reten����o de ��gua obtidas por an��lise de regress��o. O modelo de van Genuchten possibilitou o melhor ajuste nas diversas situa����es estudadas. Considerando o processo de secagem, o teor de ��gua ��til obtido superou em 13 % o resultado do processo de umedecimento e evidenciou reduzido efeito de histerese. A amostra deformada apresentou-se com um teor de ��gua ��til superior 61,7 % ao valor obtido para a amostra indeformada. Entre os m��todos estudados, verificou-se que aquele que usa o WP4 subestimou os dados obtidos pela centr��fuga. Verificou-se que h�� diferen��as entre amostra deformada e indeformada e os m��todos utilizados na obten����o da curva de reten����o.

Modelos matem��ticos para a estimativa do potencial de mineraliza����o anaer��bia do nitrog��nio em solos de V��rzea do Rio Grande do Sul

Diferentes modelos matem��ticos s��o utilizados para estimar o potencial de mineraliza����o de N no solo, e os par��metros estimados com a decomposi����o anaer��bia podem ser empregados na predi����o da disponibilidade do N para a cultura do arroz irrigado. Os objetivos deste trabalho foram estimar, a partir de cinco modelos matem��ticos, os par��metros "N potencialmente mineraliz��vel" (N0) e "taxa de mineraliza����o" (k) de diferentes solos de v��rzea do Rio Grande do Sul (RS) e correlacionar os valores de N0 dos modelos com o N acumulado por plantas de arroz irrigado. O trabalho foi desenvolvido a partir de amostras de solos de v��rzea coletadas em 15 locais do RS, utilizadas em um experimento de incuba����o anaer��bia em laborat��rio, onde foram determinados valores de N mineral da solu����o do solo ao longo de 24 semanas. A partir dos resultados, foram estimados os par��metros de acordo com cinco modelos matem��ticos. Posteriormente, amostras dos solos foram utilizadas em dois cultivos sucessivos de arroz irrigado, em casa de vegeta����o, obtendo-se valores da quantidade de N acumulado pelas plantas. O modelo mais bem ajustado na estimativa do N0 e k para a m��dia dos 15 solos de v��rzea do RS foi o de Jones. Entretanto, o N0 do modelo de Stanford & Smith foi o que melhor se correlacionou com a quantidade de N acumulado pelas plantas de arroz irrigado no primeiro cultivo, enquanto o N0 do modelo de Jones foi o que melhor se correlacionou com o N acumulado pelas plantas no segundo cultivo.

Simula����o do balan��o de ��gua no solo cultivado com trigo com modifica����o de dois modelos

O trigo �� a principal cultura de inverno do estado do Rio Grande do Sul e o c��lculo do balan��o de ��gua no solo �� parte importante de modelos de crescimento, desenvolvimento e rendimento de culturas. O objetivo deste trabalho foi obter melhor estimativa do balan��o de ��gua no solo cultivado com trigo, modificando dois modelos de balan��o de ��gua nesse solo. Mediu-se o conte��do de ��gua no solo pelo m��todo gravim��trico durante a esta����o de cultivo de dois cultivares de trigo em tr��s datas de semeadura, em Santa Maria - RS, e a ��gua dispon��vel para a cultura foi representada pela fra����o de ��gua no solo dispon��vel para as plantas (FADS). O desempenho das vers��es originais e modificadas dos modelos de balan��o de ��gua no solo de Campbell & Diaz e de Amir & Sinclair foi avaliado pela raiz do quadrado m��dio do erro (RQME). O modelo de Campbell & Diaz modificado �� mais real��stico e com maior possibilidade de desempenho satisfat��rio em regi��es de clima distinto daquele em que foi desenvolvido, mas o modelo de Amir & Sinclair modificado estimou melhor a ��gua dispon��vel no solo para a cultura do trigo na regi��o do estudo. A profundidade m��xima do sistema radicular de 0,30 m �� mais apropriada para a simula����o da fra����o de ��gua dispon��vel no solo, para a unidade de mapeamento de solo S��o Pedro.

Modelos de capacidade de suporte de carga de um Latossolo Vermelho-amarelo sob diferentes usos e manejos

A compacta����o do solo tem sido apontada como um dos principais fatores respons��veis pela redu����o da produtividade de diversas culturas agr��colas. A utiliza����o dos modelos de capacidade de suporte de carga para auxiliar na preven����o ou na identifica����o de manejos mais resistentes ou suscet��veis �� compacta����o dos solos �� um m��todo testado e consolidado. Este estudo foi realizado com os seguintes objetivos: gerar modelos de capacidade de suporte de carga para os diferentes usos e manejos de um Latossolo Vermelho-Amarelo; e identificar, por meio do uso desses modelos, o uso ou manejo mais suscet��vel e mais resistente �� compacta����o. O estudo foi conduzido no munic��pio de Passos, MG. Foram avaliados sete usos e manejos no solo em estudo, sendo eles: pastagem irrigada antes e ap��s o pisoteio animal, pastagens n��o irrigadas antes e ap��s o pisoteio animal, corredor de acesso aos piquetes, plantio direto de milho e mata nativa. As amostras indeformadas, coletadas na camada de 0 a 5 cm, foram submetidas ao ensaio de compress��o uniaxial. Os modelos de capacidade de suporte de carga dos manejos pastagem irrigada e n��o irrigada, antes do pisoteio animal, n��o diferiram entre si, mas foram diferentes do modelo da mata nativa. Os modelos de capacidade de suporte de carga dos manejos pastagem irrigada ap��s pisoteio, pastagem n��o irrigada ap��s pisoteio, plantio direto de milho e corredor de acesso aos piquetes n��o diferiram estatisticamente, por��m foram diferentes do modelo gerado para a mata nativa. Em compara����o com a mata, conclui-se que o pisoteio animal alterou a estrutura do solo.

Consist��ncia hidrol��gica de modelos digitais de eleva����o (MDE) para defini����o da rede de drenagem na sub-bacia do horto florestal Terra Dura, Eldorado do Sul, RS

O desenvolvimento da eros��o h��drica ocorre em resposta ao modo como a ��gua se move atrav��s e sobre uma determinada paisagem. O modelo digital de eleva����o (MDE) deve, portanto, ser o mais preciso poss��vel, uma vez que constitui a base para a an��lise do relevo. Este trabalho teve como objetivo definir um modelo digital de eleva����o hidrologicamente consistente (MDEHC) e o m��todo de dire����o de fluxo mais adequado para a defini����o da rede de drenagem na sub-bacia do horto florestal Terra Dura, munic��pio de Eldorado do Sul, RS. Foram testados os modelos gerados com os interpoladores Topogrid e redes triangulares irregulares (Triangulated Irregular Network -TIN) linear (TIN L) e TIN natural neighbor (TIN NN). A qualidade em rela����o ��s an��lises hidrol��gicas foi avaliada por meio da compara����o das curvas de n��vel geradas pelos modelos testados com as curvas originais da sub-bacia (escala 1:10.000); da avalia����o da quantidade de ��reas planas; e da compara����o da drenagem gerada pelos modelos a partir dos m��todos de dire����o de fluxo Deterministic (D8) e Deterministic infinity (D∞ ou D infinito) com a drenagem original. Entre os modelos avaliados, o Topogrid apresentou maior consist��ncia hidrol��gica, verificada na melhor continuidade das curvas de n��vel (menos arestas) e maior detalhamento da ��rea de drenagem e divisores, acarretando menor quantidade de ��reas planas e caminhos de fluxo mais detalhados, independentemente do m��todo de dire����o de fluxo utilizado. Em rela����o �� rede de drenagem, o m��todo distribu��do D∞ obteve melhor desempenho na descri����o dos caminhos de fluxo, comparado ao m��todo de dire����o ��nica D8. O MDEHC Topogrid associado ao m��todo D∞ proporcionou a identifica����o mais precisa dos caminhos preferenciais do fluxo que formam a rede de drenagem.

Verossimilhan��a na sele����o de modelos para predi����o espacial

Na modelagem estat��stica da variabilidade espacial, estimam-se os par��metros da depend��ncia espacial, que s��o utilizados na interpola����o de valores em locais n��o amostrados. Para tal, o processo de modelagem deve ser realizado com crit��rios estat��sticos que garantam predi����es confi��veis e representem a real variabilidade local. Este trabalho avaliou diferentes formula����es do modelo geoestat��stico gaussiano para reconstituir a superf��cie que representa o f��sforo (P) na ��rea, a partir de medi����es dos teores de P em 48 parcelas experimentais localizadas em Xanxer��, SC, destacando o m��todo utilizado nas an��lises. A combina����o da presen��a de covari��veis no modelo e a necessidade de transforma����o para normalidade dos dados definiram quatro alternativas para modelagem. Utilizou-se a fun����o de correla����o de Mat��rn, avaliada nos valores 0,5; 1,5; e 2,5 para par��metro de suavidade. Os modelos foram comparados pelo valor maximizado do logaritmo da fun����o de verossimilhan��a e tamb��m por valida����o cruzada. O modelo selecionado foi o que incorporou a vari��vel resposta transformada, as coordenadas da ��rea como covari��veis e o valor 0,5 para o par��metro de suavidade. As medidas de valida����o cruzada pouco acrescentaram aos resultados de compara����o por verossimilhan��a, que evidenciaram que na modelagem geoestat��stica, o cuidado com observa����es globais ou locais at��picas, al��m da sele����o com base em diferentes modelos, deve ser o foco para obter resultados compat��veis com a realidade.

Compara����o do uso de modelos digitais de eleva����o em mapeamento digital de solos em Dois Irm��os, RS, Brasil

Os modelos digitais de eleva����o (MDEs) s��o fontes fundamentais para correlacionar a ocorr��ncia e distribui����o de solos com a paisagem pelo mapeamento digital de solos (MDS). A influ��ncia dos tipos e das resolu����es dos MDEs na capacidade de predi����o dos modelos preditores de classes de solo ainda �� pouco estudada. Neste estudo, foram avaliados e comparados os efeitos de diferentes MDEs na predi����o de ocorr��ncia de unidades de mapeamento de solo (UM). Foram correlacionados 12 atributos do terreno derivados de diferentes MDEs com a ocorr��ncia de UM. Os MDEs utilizados foram os oriundos dos projetos SRTM v4.1, ASTER GDEM v2, TOPODATA e Brasil em Relevo, e os MDEs gerados a partir de curvas de n��vel na escala de 1:50.000, com resolu����es de 30 e 90 m. Os modelos preditores foram treinados por ��rvore de decis��o (Simple Cart) com dados amostrados em 4.280 pontos aleat��rios contendo informa����es dos solos extra��dos de um mapa convencional de solos na escala 1:20.000 e 12 atributos do terreno derivados de seis MDEs com tamanhos de pixel de 30 e 90 m. A valida����o dos modelos preditores de UM foi realizada com a totalidade dos dados da ��rea. Os atributos do terreno que melhor explicaram a ocorr��ncia das UM foram eleva����o, declividade, comprimento de fluxo e orienta����o das vertentes. Os MDEs com tamanho de pixel de 30 m geraram correla����es solo-paisagem menos acuradas. Os modelos preditores mais acurados e com maior n��mero de UM estimadas foram os gerados a partir dos MDEs com resolu����o espacial de 90 m (SRTM v4.1 e CN90), sendo esses os MDEs mais indicados para o MDS, quando predominarem relevos plano e suave ondulado.

COMPARA����O DE ESQUEMAS DE AMOSTRAGEM PARA TREINAMENTO DE MODELOS PREDITORES NO MAPEAMENTO DIGITAL DE CLASSES DE SOLOS

Os modelos preditores usados no mapeamento digital de solos (MDS) precisam ser treinados com dados que captem ao máximo a variação dos atributos do terreno e dos solos, a fim de gerar correlações adequadas entre as variáveis ambientais e a ocorrência dos solos. Para avaliar a acurácia desses modelos, tem sido constatado o uso de diferentes métodos de avaliação da acurácia no MDS. Os objetivos deste estudo foram comparar o uso de três esquemas de amostragem para treinar algoritmo de árvore de classificação (CART) e avaliar a capacidade de predição dos modelos gerados por meio de quatro métodos. Foram utilizados os esquemas de amostragem: aleatório simples; proporcional à área de cada unidade de mapeamento de solos (UM); e estratificado pelo número de UM. Os métodos de avaliação testados foram: aparente, divisão percentual, validação cruzada com 10 subconjuntos e reamostragem com sete conjuntos de dados independentes. As acurácias dos modelos estimadas pelos métodos foram comparadas com as acurácias mensuradas obtidas pela comparação dos mapas gerados, a partir de cada esquema de amostragem, com o mapa convencional de solos na escala 1:50.000. Os esquemas de amostragem influenciaram na quantidade de UMs preditas e na acurácia dos modelos e dos mapas gerados. Os esquemas de amostragem proporcional e estratificada resultaram mapas digitais menos acurados, e a acurácia dos modelos variou conforme o método de avaliação empregado. A amostragem aleatória resultou no mapa digital mais acurado e apresentou valores da acurácia semelhantes para todos os métodos de avaliação testados.

SELE����O DE DENSIDADE DE AMOSTRAGEM COM BASE EM DADOS DE ��REAS J�� MAPEADAS PARA TREINAMENTO DE MODELOS DE ��RVORE DE DECIS��O NO MAPEAMENTO DIGITAL DE SOLOS

Para estudar t��cnicas de amostragem, ��teis ao mapeamento digital de solos (MDS), objetivou-se avaliar o efeito da varia����o da densidade de pontos amostrais com base em dados de ��reas j�� mapeadas por m��todos tradicionais na acur��cia dos modelos de ��rvores de decis��o (AD) para a gera����o de mapas de solos por MDS. Em duas bacias hidrogr��ficas no noroeste do Rio Grande do Sul, usou-se, como refer��ncia, antigos mapas convencionais de solos na escala 1:50.000. A partir do modelo digital de eleva����o do terreno e da rede hidrogr��fica, foram gerados mapas das vari��veis preditoras: eleva����o, declividade, curvatura, comprimento de fluxo, ac��mulo de fluxo, ��ndice de umidade topogr��fica e dist��ncia euclideana de rios. A escolha dos locais dos pontos amostrais foi aleat��ria e testaram-se densidades amostrais que variaram de 0,1 a 4 pontos/ha. O treinamento dos modelos foi realizado no software Weka, gerando-se modelos preditores usando diferentes tamanhos do n�� final da AD para obter AD com tamanhos distintos. Quando n��o se controlou o tamanho das AD, o aumento da densidade de amostragem resultou no aumento da concord��ncia com os mapas b��sicos de refer��ncias e no aumento do n��mero de unidades de mapeamento preditas. Nas AD com tamanho controlado, o aumento da densidade de amostragem n��o influenciou a concord��ncia com os mapas de refer��ncia e interferiu muito pouco no n��mero de unidades de mapeamento preditas.

FERRAMENTAS MATEM��TICAS, SUSCETIBILIDADE MAGN��TICA E MODELOS DE PAISAGEM APLICADOS NA DELIMITA����O DE ��REAS DE MANEJO ESPEC��FICO

A identifica����o de padr��es de variabilidade dos atributos do solo permite o uso e a ocupa����o do solo de maneira sustent��vel. O objetivo deste trabalho foi delimitar ��reas de manejo espec��fico utilizando ferramentas matem��ticas, suscetibilidade magn��tica e modelos de paisagem. A ��rea de estudo localiza-se no munic��pio de Guariba, SP. Escolheu-se uma ��rea de 110 ha, onde foram identificadas e mapeadas tr��s superf��cies geom��rficas (I, II e III). Na ��rea, foram coletadas 204 amostras de solo em uma transe����o, nas profundidades de 0,00-0,20 e 0,60-0,80 m. Foram determinados o pH em CaCl2, os teores de areia, argila, mat��ria org��nica, P, Ca, Mg, K, H+Al, e calculados SB, CTC e V. A suscetibilidade magn��tica (SM) foi medida com o aux��lio de uma balan��a anal��tica. Os limites matem��ticos da t��cnica Split Moving Windows Dissimilarity Analysis (SMWDA) utilizando as informa����es da suscetibilidade magn��tica ficaram pr��ximos aos limites de campo identificados com base nos modelos de paisagem. A utiliza����o conjunta da suscetibilidade magn��tica, dos modelos matem��ticos e de paisagem permitiu identificar diferentes ��reas de manejo, locais com diferentes teores de argila e n��veis de fertilidade do solo. A susceptibilidade magn��tica pode ser adotada como alternativa para identificar e mapear unidades de manejo.

O Banco Mundial e modelos de gest��o educativa para a Am��rica Latina

Este artigo empreende a an��lise do discurso dos cap��tulos cinco e sete do documento do Banco Mundial: Para al��m do consenso de Washington: a import��ncia das institui����es, identificando e questionando a proposi����o de modelos te��ricos para as reformas da administra����o p��blica e educacional na Am��rica Latina, com fundamento em autores preocupados em examinar o conceito de modelo te��rico. A inten����o �� discutir as categorias envolvidas, suas ambig��idades e seu car��ter inovador/conservador e definir se as propostas contidas no texto referido s��o nacional e regionalmente adequadas, se det��m o poder de transformar a realidade ou constituem apenas algo mais sobre a mesma coisa ou, pior, traduzem o resgate/elogio de modelos "remodelados", inspirados na teoria empresarial, que alimentam a cr��tica dos acad��micos regionais h�� d��cadas.