Estimativa da capacidade de campo de Latossolos e Neossolos Quartzarênicos pela determinação do equivalente de umidade

A quantidade de água retida no solo determinada pelo equivalente de umidade (EU) aproxima-se da umidade na capacidade de campo (CC), em solos de regiões temperadas, com presença predominante de argilas de atividade alta. Nos solos característicos das regiões tropicais e úmidas, esse critério, que fixa o potencial matricial da CC em -33 kPa, deve ser alterado para potenciais maiores, da ordem de -10 a -6 kPa. O objetivo deste trabalho foi verificar a possibilidade de estimar a CC em Latossolos e Neossolos Quartzarênicos por meio da determinação do EU. Para isso, realizou-se um levantamento bibliográfico em teses defendidas na Universidade Federal de Viçosa a partir de 1968, considerando adequados os dados que incluíam classificação do solo, teor de argila, EU e CC. Foram selecionados oitenta Latossolos e oito Neossolos Quartzarênicos. Os dados analisados resultaram na equação CC = 0,081 + 0,888 EU (R² = 0,910), em que CC e EU são expressos em kg kg-1. O intercepto, diferente de zero e positivo, confirma que a CC ocorre, nestes solos, a potenciais maiores que -33 kPa.

Modelos analíticos para predição do processo da redistribuição da água no solo

A avaliação do processo da redistribuição da água no solo, em condições de campo, demanda considerável tempo e apreciável custo, porque as propriedades hidráulicas do solo sofrem extensa variabilidade espacial e estão sujeitas a freqüentes alterações no tempo. O presente trabalho propõe dois modelos analíticos para estimar a dinâmica desse processo, a partir da adoção do gradiente de potencial hidráulico unitário na equação 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 física e estatisticamente com os valores medidos da umidade e densidade de fluxo durante o período de drenagem em diferentes profundidades numa Areia Marinha submetida a esse processo em condições de campo. Os modelos propostos exigem somente o conhecimento prévio dos dados da curva de retenção e da condutividade hidráulica do solo na profundidade de interesse.

Desenvolvimento de um modelo fractal para a estimativa da condutividade hidráulica de solos não saturados

Baseado nos conceitos da geometria fractal e nas leis de Laplace e de Poiseuille, foi criado um modelo geral para estimar a condutividade hidráulica de solos não saturados, utilizando a curva de retenção da água no solo, conforme representada por um modelo em potência. Considerando o fato de que este novo modelo da condutividade hidráulica introduz um parâmetro de interpolação ainda desconhecido, e que, por sua vez, depende das propriedades dos solos, a validação do modelo foi realizada, utilizando dois valores-limite fisicamente representativos. Para a aplicação do modelo, os parâmetros de forma da curva de retenção da água no solo foram escolhidos de maneira a se obter o modelo de van Genuchten. Com a finalidade de obter fórmulas algébricas da condutividade hidráulica, foram impostas relações entre seus parâmetros de forma. A comparação dos resultados obtidos com o modelo da condutividade e a curva experimental da condutividade dos dois solos, Latossolo Vermelho-Amarelo e Argissolo Amarelo, permitiu concluir que o modelo proposto é simples em sua utilização e é capaz de predizer satisfatoriamente a condutividade hidráulica dos solos não saturados.

Estimativa da capacidade de suporte de carga do solo a partir da avaliação da resistência à penetração

A pressão de preconsolidação, apesar das dificuldades inerentes à sua obtenção, representa uma medida útil do estado mecânico do solo para o seu uso, manejo e planejamento de sistemas de mecanização. A estimativa da pressão de preconsolidação, a partir de propriedades do solo facilmente mensuráveis, é, portanto, uma alternativa que pode ser utilizada para contornar as dificuldades. Os objetivos deste trabalho foram: (a) quantificar a pressão de preconsolidação e a resistência do solo à penetração, em laboratório e em campo, para um Latossolo Vermelho-Amarelo, sob pomar de laranja, e (b) estabelecer a relação entre ambos os indicadores físicos. A amostragem e as avaliações foram realizadas em oito dias consecutivos, acompanhando o secamento natural do solo. Houve relação significativa, positiva e linear entre a pressão de preconsolidação e a resistência do solo à penetração, medida no laboratório e no campo. A similaridade das relações entre resistência à penetração, obtida no campo e em laboratório, e a pressão de preconsolidação permitiu afirmar que a capacidade de suporte de carga pode ser adequadamente estimada a partir da resistência de um Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico à penetração medida diretamente no campo.

Desenvolvimento e análise de uma rede neural artificial para estimativa da erosividade da chuva para o Estado de São Paulo

O conhecimento do valor da erosividade da chuva (R) de determinada localidade é fundamental para a estimativa das perdas de solo feitas a partir da Equação Universal de Perdas de Solo, sendo, portanto, de grande importância no planejamento conservacionista. A fim de obter estimativas do valor de R para localidades onde este é desconhecido, desenvolveu-se uma rede neural artificial (RNA) e analisou-se a acurácia desta com o método de interpolação "Inverso de uma Potência da Distância" (ID). Comparando a RNA desenvolvida com o método de interpolação ID, verificou-se que a primeira apresentou menor erro relativo médio na estimativa de R e melhor índice de confiança, classificado como "Ótimo", podendo, portanto, ser utilizada no planejamento de uso, manejo e conservação do solo no Estado de São Paulo.

Substituição dos parâmetros do modelo de Green-Ampt-Mein-Larson para estimativa da infiltração em alguns solos do Brasil

A partir de uma análise detalhada do processo de infiltração de água no solo, foram propostas alternativas para adequação dos parâmetros de entrada do modelo de Green-Ampt-Mein-Larson (GAML), na tentativa de melhorar a eficiência da estimativa da infiltração em alguns solos brasileiros. As adequações consistiram em substituir a condutividade hidráulica do solo saturado (K0) pela taxa de infiltração estável (Tie) e o teor de água do solo saturado (q s) pelo teor de água na zona de transmissão (q w), além de estabelecer uma equação para estimativa do potencial matricial na frente de umedecimento (y f) com base nos parâmetros do modelo de curva de retenção de água de Brooks & Corey. Avaliou-se o desempenho do conjunto de adequações propostas (GAML-t) para estimativa da infiltração de água em três solos: Latossolo Vermelho-Amarelo, Latossolo Vermelho e Argissolo Vermelho. O desempenho do GAML-t foi comparado com o obtido pelo GAML aplicado em sua forma original e adequado segundo cinco diferentes formas, evidenciando-se que o primeiro obteve melhor desempenho nos três solos estudados.

Avaliação de métodos para estimativa da disponibilidade de fósforo para arroz em solos de Várzea do Rio Grande do Sul

A eficácia da análise de solo depende de quanto o valor obtido pelo método está correlacionado com a quantidade do nutriente absorvida pela planta, em solos de uma determinada região de utilização do sistema de recomendação de adubação. O objetivo deste trabalho foi avaliar a correlação entre o teor de P no solo avaliado por diferentes métodos de extração e a quantidade de P absorvida por plantas de arroz irrigado por inundação. Foram coletadas amostras na camada superficial (0-20 cm) de solos de várzea em 16 locais do Rio Grande do Sul (RS), com ampla faixa de variação de características químicas e físicas. Os solos receberam três níveis de P: P0 (sem P), P1 (1/2 de P2) e P2 (quantidade para atingir 0,2 mg L-1 na solução do solo, com base na capacidade máxima de adsorção de P de cada solo). As unidades experimentais constaram de quatro quilogramas de solo em vasos com capacidade de 8 L, cultivados com arroz irrigado em casa de vegetação, com três repetições e dispostos inteiramente ao acaso. Cultivou-se o arroz durante 45 dias, quando foi colhida a parte aérea das plantas e quantificado o P absorvido. Amostras dos solos foram submetidas a diferentes métodos de análise de P: Mehlich-1, Mehlich-2, Mehlich-3, Resina de troca de ânions (RTA) em lâminas, RTA em esferas, Bray-1, Bray-2, Olsen, Morgan, Lactato de Ca, Texas, Oxalato, EDTA, H2SO4 e NaOH. Realizaram-se análises de correlação entre os teores de P no solo e as quantidades absorvidas pelas plantas. Dentre os métodos testados, H2SO4, Texas, Lactato de Ca, EDTA, Olsen e RTA foram os que se destacaram, mas apresentaram eficácia semelhante à do extrator Mehlich-1.

Métodos de determinação de cálcio e magnésio trocáveis e estimativa do calcário residual em um Latossolo submetido à aplicação de calcário e gesso em superfície

A determinação da fração do calcário remanescente no solo ("calcário residual"), em área onde foi realizada aplicação de calcário em superfície, sem incorporação, na implantação do sistema plantio direto, pode ser uma ferramenta importante para auxiliar na definição do momento em que se faz necessária a reaplicação de calcário. Nesse sentido, os objetivos deste trabalho foram avaliar: quais os teores de Ca e Mg trocáveis, extraídos por percolação com solução de KCl e resina trocadora de íons; a quantidade do calcário aplicado que ainda não havia reagido no solo, mediante a determinação dos teores de Ca e Mg não-trocáveis; e qual a influência do gesso nos teores de Ca e Mg trocáveis e na dissolução do calcário, 18 meses após a aplicação em superfície. O experimento foi realizado em um Latossolo Vermelho distroférrico, em Botucatu (SP). O delineamento experimental foi de blocos casualizados com parcelas subdivididas e quatro repetições. Nas parcelas, foram aplicadas quatro doses de calcário dolomítico (0, 1.100, 2.700 e 4.300 kg ha-1), com PRNT = 71,2 %, e nas subparcelas, duas doses de gesso agrícola (0 e 2.100 kg ha-1). O calcário e o gesso foram aplicados em superfície, sem incorporação. Houve alta correlação na determinação de Ca e Mg trocável entre os métodos de percolação com solução de KCl e resina trocadora de íons. A extração pelo método da resina trocadora de íons superestimou os teores de Ca e Mg trocáveis em solo com recente aplicação de calcário em superfície. A aplicação de gesso em superfície reduziu a dissolução do calcário na camada superficial (0-0,10 m). Os teores de Ca e Mg não-trocáveis podem ser utilizados para estimar a quantidade de calcário residual no solo.

Estudo da erosão na microbacia do Ceveiro (Piracicaba, SP): I - Estimativa das taxas de perda de solo e estudo de sensibilidade dos fatores do modelo EUPS

A erosão acelerada do solo constitui um sério problema global de degradação de terras agrícolas. Por ser a pesquisa de erosão comumente cara e morosa, a utilização de modelos permite estimar a perda de solo em localidades e condições não diretamente representadas nos estudos. O objetivo deste trabalho foi estimar a expectativa de erosão do solo em uma área intensivamente cultivada com cana-de-açúcar no município de Piracicaba (SP), como subsídio ao diagnóstico do uso atual das terras visando ao controle do processo. O trabalho foi realizado em ambiente de sistema de informação geográfica aplicando a equação universal de perda de solo (EUPS). Especificamente pretendeu-se estudar a influência dos fatores K (erodibilidade do solo), LS (topográfico), C (uso e manejo da cultura) e P (práticas de controle da erosão) nas estimativas de perda de solo. Os resultados obtidos mostraram que o processo de degradação dos solos por erosão acelerada é intenso em cerca de dois terços da área avaliada, ocupados principalmente com cana-de-açúcar. Nessas áreas, a perda média estimada de 58 Mg ha-1 ano-1 equivale a cerca de quatro vezes o limite superior da tolerância média indicada. Nas áreas remanescentes, ocupadas com mata, vegetação ciliar, reflorestamento e pastagens, as taxas estimadas de perda de solo são baixas, em torno de 2 Mg ha-1 ano-1 , abaixo dos valores de tolerância. O estudo de sensibilidade dos fatores do modelo revelou que, para uma mesma condição climática (fator R constante), os fatores C e P (cobertura e manejo da cultura e práticas de controle da erosão) definiram a ordem de grandeza das perdas, em unidades, dezenas ou centenas de Mg ha-1 ano-1 . Para uma mesma categoria de uso da terra (fatores C e P constantes), o fator LS foi o que explicou a maior parte da variação observada. Os resultados obtidos a partir de uma simulação mostraram que a influência do fator K (erodibilidade do solo) nas estimativas foi muito menor do que a do fator topográfico. A aplicação da EUPS permitiu estimar a expectativa de erosão do solo na área de estudo. O uso de geotecnologias e de métodos geoestatísticos de análise mostrou-se uma abordagem promissora nos estudos de erosão.

Estimativa da susceptibilidade à compactação e do suporte de carga do solo com base em propriedades físicas de solos do Rio Grande do Sul

O conhecimento das relações entre propriedades físicas e mecânicas do solo pode contribuir no desenvolvimento de funções de pedotransferência, que permitam estimar outras propriedades do solo de difícil mensuração. Neste trabalho, objetivou-se avaliar a relação entre a susceptibilidade à compactação e o suporte de carga com propriedades físicas de solos do sul do Brasil. Foram avaliadas a resistência à penetração, a umidade, a densidade e a compressibilidade de seis solos. A resistência à penetração pode ser estimada pelo modelo que considera a umidade e densidade do solo. Solos com maior densidade inicial apresentaram menor susceptibilidade à compactação e menor deformação, quando submetidos a pressões externas. Quanto maior a resistência do solo à penetração, menor é a deformação e maior é a capacidade de suporte de carga, embora isso não indique solos com qualidade física adequada para as culturas; quanto maior a deformação do solo, maior a susceptibilidade à compactação e menor a capacidade de suporte de carga. A susceptibilidade de um solo à compactação e sua capacidade de suporte de carga podem ser estimadas, respectivamente, pela densidade inicial e pela resistência do solo à penetração.

Estimativa da resistência mecânica à penetração de um latossolo vermelho sob cultura perene no norte do estado do Paraná

Uma das propriedades físicas importantes para o manejo e estudo da qualidade física dos solos é sua resistência à penetração, uma vez que esta propriedade se apresenta relacionada a diversos atributos do solo indicadores do grau de compactação. O objetivo deste trabalho foi estimar a resistência mecânica do solo à penetração de um Latossolo Vermelho eutroférrico sob cultura perene, em três condições de umidade gravimétrica, a partir da densidade, umidade, teor de argila (Arg) e matéria orgânica do solo. A resistência mecânica do solo à penetração foi avaliada mediante o uso do penetrômetro de impacto, e os dados obtidos em impactos dm-1 foram convertidos em resistência dinâmica (MPa). No momento da determinação da resistência mecânica do solo, foram coletadas 30 amostras por profundidade: 0-0,10; 0,1-0,3; 0,3-0,5 m, para determinação de três diferentes teores de umidade gravimétrica (Ug) (Ug1 < 0,20 kg kg-1 , 0,20 < Ug2 < 0,30 kg kg-1 e Ug3 > 0,30 kg kg-1 ), composição granulométrica, teor de matéria orgânica (MO) e densidade do solo (Ds). Foram aplicados testes de distribuição normal para seleção das variáveis participantes dos modelos, por meio do teste W. Em seguida, foram realizadas análises de correlação simples entre as variáveis e análise de regressão múltipla por Stepwise. Para obtenção dos modelos, realizou-se uma análise com quatro variáveis independentes, representadas por: X1 = Ug, X2 = Ds, X3 = MO, X4 = Arg, e a variável dependente (Y), caracterizada pela resistência do solo à penetração (RP). Após obtenção dos modelos finais, testaram-se os efeitos de multicolinearidade por meio do VIF (Fator de Incremento de Variância), sendo os valores de VIF menores que 10 indicativos de que o efeito da multicolineridade não influencia os resultados da regressão. Foi utilizado o nível de significância do valor F da variável de 15 % de probabilidade para a inclusão e exclusão de variáveis no modelo. Os resultados permitiram concluir que as equações que melhor estimaram a resistência do solo à penetração foram: para Ug < 0,20 kg kg-1 : RPE = 1,12 + 2,04Ds + 0,17MO (R² = 0,92); para (0,20 < Ug < 0,30 kg kg-1): RPE = 2,93 - 17,85Ug + 2,98Ds (R² = 0,95); para Ug > 0,30 kg kg-1: RPE = 3,20 - 13,78Ug + 4,43Ds (R² = 0,97). Em todas as situações estudadas, os coeficientes de variação variaram de altos (situação UG1) a muito altos (situação UG2 e Ug3), caracterizando alta variabilidade espacial da RP; logo, a utilização dos modelos selecionados deve ser feita com cautela, pois ocorre importante dispersão de pontos estimados por meio dos modelos, em relação aos valores medidos.

Estimativa do escoamento superficial em uma bacia hidrográfica com base em modelagem dinâmica e distribuída

A estimativa do escoamento superficial em bacias hidrográficas é de suma importância para conservação dos recursos naturais; entretanto, esse é um processo complexo e dinâmico, principalmente no contexto de sua variabilidade espacial. Dessa forma, torna-se adequada a aplicação dos Sistemas de Informações Geográficas (SIG) usando pequenas células de informação, pois assim é possível considerar o comportamento espacial das variáveis associadas à origem do escoamento superficial. Este trabalho teve como objetivo implementar os modelos hidrológicos Curva Número (CN-SCS) e Curva-Número Modificado (CN-MMS), com base na linguagem de programação do SIG PCRaster e em uma base de dados reduzida, de forma distribuída e dinâmica, com o intuito de estimar as lâminas de escoamento superficial geradas numa bacia hidrográfica de Latossolos, localizada no município de Nazareno, região dos Campos das Vertentes, Minas Gerais. Para aplicação do modelo CN-SCS foi preciso desenvolver um mapa com valores de CN no formato do PCRaster, enquanto para o modelo CN-MMS foram necessários os seguintes mapas: umidade volumétrica de saturação do solo, umidade volumétrica inicial do solo e profundidade de solo. Para simulação e avaliação de ambos os modelos, foram aplicados 18 eventos de chuva natural que provocaram escoamento superficial, durante o ano hidrológico 2004-2005, e suas respectivas lâminas de escoamento observadas. A análise do desempenho dos modelos foi feita aplicando-se análise de sensibilidade baseada no erro médio e na Raiz do Erro Quadrático (REQ). Tendo-se como referência essas estatísticas de precisão, pôde-se constatar que o modelo CN-MMS apresentou melhor calibração quando comparado ao modelo CN-SCS, devido à consideração direta da umidade inicial do solo. Contudo, a estruturação dos modelos no SIG PCRaster possibilitou o desenvolvimento de uma ferramenta computacional eficaz e útil para simulação do escoamento superficial, visto que propicia estruturação de rotinas computacionais considerando os problemas associados à variabilidade espacial dos dados de entrada dos modelos.

Teores de nitrogênio mineral do solo para predição do potencial produtivo de cevada

O teor de N mineral do solo não é usado na recomendação de adubação nitrogenada para cultivos de grãos no Brasil, devido à sua elevada instabilidade por efeito dos fatores ambientais. Seu uso poderia melhorar a eficiência das adubações e reduzir os custos de produção. Foi feita uma análise dos teores de NH4+ e de NO3- do solo, até 15 cm de profundidade, no período da pré-semeadura e do rendimento de grãos em 61 ensaios de cevada, em 20 municípios, em três Regiões Fisiográficas do Rio Grande do Sul, de 2002 a 2005. Os rendimentos foram divididos em classes (muito baixo, baixo, médio, alto e muito alto), que foram relacionadas aos teores de N mineral, usando o modelo de regressão de Gompertz. O ajuste indicou dois marcos de N mineral delimitadores do rendimento relativo: 8 e 18 mg kg-1 de N no solo. Abaixo de 8 mg kg-1 de N houve predomínio de muito baixos rendimentos, evidenciando o efeito da baixa disponibilidade sobre a produtividade. Acima de 18 mg kg-1 de N, este nutriente não foi mais fator decisivo na formação do potencial produtivo, sendo indicativo de potencial produtivo muito alto. Esses valores poderão futuramente ser incorporados como base de um modelo de recomendação de adubação nitrogenada.

Disponibilidade de potássio para as plantas em solos do sul do Brasil estimada por métodos multielementares

A avaliação da disponibilidade de K para as plantas é feita pela estimativa de seus teores na forma trocável. Métodos multielementares aumentam a eficiência nos laboratórios de análises de solo, porém a capacidade de troca de cátions (CTC) do solo pode alterar a predição do K disponível. O objetivo deste trabalho foi estimar o K disponível para o milho e para a soja em solos representativos do Estado do RS, pelos métodos Mehlich-1 (M1), Mehlich-3 (M3), resina de troca iônica (resina) e Acetato de Amônio pH 7,0 (AcNH4), bem como verificar se a CTC influencia a estimativa da disponibilidade de K no solo para as plantas. O experimento foi conduzido em microparcelas a céu aberto e, após 45 dias de cultivo, quantificou-se a matéria seca da parte aérea das plantas e determinou-se o o teor de K no tecido. Foram feitas as correlações entre os teores de K extraídos pelos métodos e a relação com a absorção de K pelas plantas em todos os solos e separando os solos em classes de CTC. As quantidades de K extraídas pela resina foram aproximadamente 50 % menores que as das soluções de M1, M3 e AcNH4. Os coeficientes de correlação entre os teores de K extraído pelos métodos tiveram alto grau de associação. A relação entre os teores de K acumuladas pelas culturas e os teores extraídos pelos métodos não diferiram, independentemente da separação por classes de CTC. A disponibilidade de K para as plantas em solos do RS pode ser feita pelos métodos testados no presente trabalho. Não houve diferença entre os métodos na avaliação da disponibilidade de K nas classes de CTC. O método da resina, embora não diferindo dos demais na predição do teor de K disponível, apresenta desvantagem em relação aos demais pela menor capacidade extrativa, o que resulta em classes de disponibilidade menores e propicia o erro analítico.

Regressões Logísticas Múltiplas: fatores que influenciam sua aplicação na predição de classes de solos

Métodos mais eficazes para determinação do padrão de distribuição de classes de solo na paisagem precisam ser avaliados visando suprir a demanda por mapas de solo em escalas regional e global. Neste estudo, Regressões Logísticas Múltiplas foram utilizadas como modelos preditores em uma aplicação de Mapeamento Digital de Solos. Os modelos foram gerados utilizando um mapa de solos existente como variável dependente e atributos de terreno como variáveis independentes, o que possibilitou determinar a probabilidade de encontrar classes de solo na paisagem no primeiro e no segundo nível categórico do SiBCS. A qualidade dos mapas preditos foi verificada por meio da matriz de contingência. A classe dos Argissolos foi predita corretamente, em relação ao mapa original, em aproximadamente 85 %. As classes de solos hidromórficos (Planossolos e Gleissolos) foram preditas corretamente em 75 %. Houve confundimento dos modelos para as classes que ocupam posições muito semelhantes na paisagem. Foi verificado também que classes de solo pouco representativas na paisagem não são adequadamente espacializadas em razão da sensibilidade dos modelos logísticos à proporção relativa das amostras usadas para treinar os modelos.