Estimativa do teor de água no solo utilizando dados de radar de abertura sintética

Em virtude da crescente demanda mundial por alimentos, um monitoramento eficaz e em larga escala da umidade do solo constitui fator de grande importância para a previsão de safras. Este trabalho teve por objetivo apresentar uma técnica para o cálculo do teor de água no solo, utilizando modelos preditivos de umidade do solo, baseados em dados de radar de abertura sintética (SAR). Foram utilizados dados do SAR a bordo do JERS-1 ("Japanese Earth Resources Satellite") e dois modelos empíricos. O primeiro relaciona o coeficiente de retroespalhamento com a permissividade complexa (modelo de Dubois), e o segundo relaciona a permissividade complexa com o teor de água do solo e algumas de suas características físico-hídricas, tais como percentagem de areia e argila (modelo de Hallikainen). Inicialmente, os dados do SAR/JERS-1 foram calibrados e, por meio do modelo de Dubois, foram calculados os valores de permissividade complexa. Para tanto, foi necessário inserir níveis estimados de rugosidade do solo. A partir destes resultados, utilizou-se o modelo de Hallikainen para calcular a umidade volumétrica. A análise geral dos resultados indica que a técnica de estimação de umidade do solo a partir de imagens de radar de abertura sintética, utilizada neste estudo, mostrou-se física e matematicamente exeqüível. No entanto, apresentou uma precisão moderada, não sendo ainda recomendada para o uso operacional no mapeamento de umidade do solo. A análise dos resultados revelou também que a precisão dos dados é bastante influenciada pela precisão dos valores de rugosidade introduzidos.

Interferência da fração mineral na estimativa do grau de humificação da matéria orgânica em agregados organominerais por ressonância paramagnética eletrônica

A concentração de radicais livres semiquinona (CRLS), determinada por ressonância paramagnética eletrônica (EPR), é considerada um índice do grau de humificação, sendo uma importante determinação em estudos qualitativos da matéria orgânica do solo. Neste trabalho, avaliou-se a interferência da fração mineral na quantificação da CRLS em agregados organominerais 20-53, 2-20 e < 2 ∝m de Podzólico Vermelho-Amarelo, Podzólico Vermelho-Escuro e Latossolo Roxo. A CRLS foi determinada pela área do sinal, estimada pela aproximação intensidade do sinal (I, em cm), multiplicada pela sua largura de linha ao quadrado (∆H², em Gauss). Os parâmetros espectrais I e ∆H foram obtidos em espectros de EPR com e sem interferência da fração mineral. No Podzólico Vermelho-Amarelo e no Podzólico Vermelho-Escuro, foram detectados dois sinais de radicais livres, um com um valor g 2,004 e largura de linha de 5-6 G, típico de radicais livres semiquinona, outro com um valor g 2,000 e largura de linha de 2-3 G, associado à fração mineral, especificamente ao quartzo (SiO2), como confirmado posteriormente por análise de amostra purificada. Nestes solos, a interferência da fração mineral na obtenção dos parâmetros I e ∆H resultou num erro na estimativa da CRLS de -7 a +488%, comparativamente às quantificações realizadas a partir dos espectros sem interferência da fração mineral. No Latossolo Roxo, os altos teores de Fe3+ não permitiram detectar os sinais dos radicais livres semiquinona por causa da sobreposição dos sinais do metal. A eliminação da interferência da fração mineral demonstrou ser um pré-requisito fundamental no estudo da matéria orgânica por EPR em agregados organominerais, para a qual são sugeridos alguns procedimentos alternativos.

Diminuição da humificação da matéria orgânica de um Cambissolo Húmico em plantio direto

O ambiente menos oxidativo do solo em plantio direto diminui o grau de humificação da matéria orgânica. Para testar esta hipótese, avaliou-se a concentração de radicais livres semiquinona (RLS) na matéria orgânica da camada superficial (0-25 mm) de um Cambissolo Húmico, cultivado por 8 anos nos sistemas preparo convencional (PC), preparo reduzido (PR) e plantio direto (PD), em Lages (SC). A concentração de RLS na matéria orgânica foi determinada por ressonância paramagnética eletrônica (EPR) nas frações granulométricas > 53, 53-20, 20-2 e < 2 µm. Na média das frações granulométricas, a concentração de RLS na matéria orgânica do solo foi menor em PD (15,83 x 10(17) spins g-1 C) do que em PC (18,33 x 10(17) spins g-1 C) e PR (18,39 x 10(17) spins g-1 C). A matéria orgânica na fração 20-2 µm apresentou a maior concentração de RLS e a menor largura de linha do sinal de EPR, o que é consistente com um maior grau de humificação e, ou, maior interação com a fração mineral, em comparação às frações > 53 e < 2 µm. Na fração 53-20 µm, os baixos teores de carbono orgânico não permitiram a detecção do sinal de EPR do RLS. Em adição ao efeito nos estoques de matéria orgânica, o PD resulta no decréscimo do grau de humificação, o que pode ter importante implicação na qualidade do solo.

Caracterização de adubos orgânicos por espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica

O aumento do interesse na produção dos alimentos denominados orgânicos fez crescer a demanda por insumos com características adequadas para atender a esse sistema de produção. Contudo, a qualidade dos denominados adubos orgânicos disponíveis para comercialização é, em alguns casos, questionável devido à falta de uma metodologia de análise que avalie o produto. Neste trabalho é apresentada uma proposta de metodologia baseada na avaliação do grau de humificação inferido por meio da quantificação dos radicais livres orgânicos (RLO), presentes na matéria orgânica, e que podem ser detectados por meio da espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica (RPE). Foram utilizadas nove amostras de adubos orgânicos de diferentes procedências e, como possíveis fontes de adulteração, dois solos e carvão vegetal. Os resultados mostraram significativa variação na concentração de RLO entre os diferentes adubos orgânicos analisados (de 0,10 × 10(18) spins g-1 a 1,84 × 10(18) spins g-1). A análise de componentes principais (PCA) confirmou a significância estatística entre as amostras com relação a esse parâmetro, podendo este ser utilizado para diferenciar os adubos orgânicos. Possíveis adulterações, provindas da adição de solos e carvão vegetal, foram detectadas pela observação de alterações nos espectros de RPE, como concentração de spins, largura de linha do sinal, fator g, forma de linha e surgimento de novos sinais. O limite de detecção de impurezas variou em torno de 5 e 10 %, dependendo do tipo de impureza adicionada e do parâmetro espectral analisado.

Ponto de efeito salino nulo de Latossolos da microbacia Chico Nunes, Mato Grosso

A utilização de atributos eletroquímicos tem sido sugerida por muitos autores como forma de caracterizar o complexo coloidal do solo e servir como índices de avaliação de certas propriedades relacionadas à fertilidade e à nutrição das plantas e à pedogênese, possibilitando diferenciar os solos de região para região. No presente trabalho foram avaliadas as relações entre o ponto de efeito salino nulo (PESN) e as propriedades químicas de três Latossolos de uma toposseqüência pertencente à Microbacia Chico Nunes, Mato Grosso. Amostras superficiais e subsuperficiais dos solos foram submetidas às caracterizações química, mineralógica e eletroquímica. O teor de C orgânico, de maneira inversa, e o teor de Al vinculado a formas mal cristalizadas, de forma direta, explicaram a quase totalidade da variação do PESN nos solos estudados. Os valores do PESN determinados por meio de titulação potenciométrica mostraram-se bem correlacionados com os valores de ponto de carga zero (PCZ) estimados a partir de valores de pH medidos em solução de KCl 1 mol L-1 (pH KCl) e em água (pH H2O) por meio da equação PCZ = 2 pH KCl - pH H2O, reiterando sua utilidade na estimativa de valores de PESN de solos tropicais com carga variável. Do mesmo modo, o índice DpH (DpH = pH KCl - pH H2O) mostrou-se altamente correlacionado com a diferença PESN - pH H2O, comprovando a aplicabilidade desse índice na estimativa do sinal e da magnitude da carga líquida superficial de solos altamente intemperizados.

Seleção de modelos de variabilidade espacial para elaboração de mapas temáticos de atributos físicos do solo e produtividade da soja

Pesquisas sobre a variabilidade espacial dos atributos do solo que influenciam a produtividade são de uma grande importância para o desenvolvimento de novas técnicas que beneficiam a agricultura. A variabilidade desses atributos pode ser avaliada por técnicas de geoestatística e auxiliar no mapeamento e manejo do solo. Este trabalho teve por objetivo avaliar a qualidade do ajuste dos modelos teóricos espaciais segundo o Critério de Informação de Akaike, de Filliben, de Validação Cruzada e o valor máximo do logaritmo da função verossimilhança, de dados da umidade do solo, da densidade do solo e da resistência do solo à penetração, 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 agrícola 2004-2005. Os parâmetros dos modelos de variabilidade espacial foram estimados por meio dos métodos de mínimos quadrados ordinários, mínimos quadrados ponderados e máxima verossimilhança. A pesquisa foi desenvolvida em uma área de 57 ha de um Latossolo Vermelho distroférrico, utilizando-se uma malha de 75 x 75 m georreferenciada. Concluiu-se que, dos métodos de avaliação de ajustes estudados, o da Validação Cruzada foi o mais adequado para escolha do melhor ajuste do modelo de variabilidade espacial; conseqüentemente têm-se mapas temáticos mais acurados.

Eletroquímica de latossolos brasileiros após a remoção da matéria orgânica humificada solúvel

A eletroquímica e a concentração de matéria orgânica nos horizontes superficiais de Latossolos correlacionam-se estreitamente. No presente trabalho, avaliaram-se as propriedades eletroquímicas do horizonte superficial de sete Latossolos brasileiros após a remoção das substâncias húmicas em meio alcalino. Os solos foram separados em dois grupos, segundo sua mineralogia, caulinítica e oxídica. O extrator NaOH 0,1 mol L-1 solubilizou substâncias húmicas correspondentes a menos de 3 % da MO total, indicando forte adsorção específica do material orgânico à fração mineral. A extração de ácidos húmicos e fúlvicos foi capaz de inverter o sinal de carga da superfície; no entanto, o efeito mais acentuado da retirada das substâncias húmicas solúveis foi a perda da capacidade-tampão das cargas do solo. A capacidade da dupla camada elétrica, uma medida indireta desse poder-tampão, aumentou de 3 a 15 vezes depois da extração das substâncias húmicas alcalino-solúveis. Solos com mineralogia predominantemente oxídica apresentaram maiores valores do ponto de efeito salino nulo, da capacidade da dupla camada elétrica, além da diminuição na capacidade de troca de cátions do que aqueles de natureza caulinítica.

Regulação do desenvolvimento de micorrizas arbusculares

As micorrizas arbusculares (MAs) são associações simbióticas mutualistas entre fungos do filo Glomeromycota e a maioria das plantas terrestres. A formação e o funcionamento das MAs depende de um complexo processo de troca de sinais, que resulta em mudanças no metabolismo dos simbiontes e na diferenciação de uma interface simbiótica no interior das células das raízes. Os mecanismos que regulam a formação das MAs são pouco conhecidos, mas sabe-se que a concentração de fosfato (P) na planta é um fator determinante para o desenvolvimento da simbiose. A disponibilidade de P na planta pode afetar o balanço de açúcares e de fitormônios (FHs), além da expressão de genes de defesa vegetal. Com o advento da genômica e proteômica, vários genes essenciais para o desenvolvimento das MAs já foram identificados e seus mecanismos de regulação estão sendo estudados. Até o presente, sabe-se que as plantas secretam substâncias que estimulam a germinação de esporos e o crescimento de fungos micorrízicos arbusculares (FMAs). Há evidências também de que os FMAs sintetizam moléculas sinalizadoras, que são reconhecidas pelas plantas hospedeiras. Pelo menos três genes são essenciais para o reconhecimento dessa molécula e a transdução do sinal molecular. Discutem-se os papéis desses genes e os possíveis mecanismos que regulam sua expressão, bem como os papéis dos FHs na regulação de MAs são discutidos.

Dispersantes químicos na análise granulométrica de latossolos

A completa dispersão da amostra e a manutenção da estabilidade da fase dispersa são condições fundamentais para obtenção de maior acurácia na análise textural de amostras de solo. Para isso, foram testados compostos de Na+ e Li+ como dispersantes químicos alternativos, frente à solução de NaOH 10 mmol L-1, com o objetivo de lograr dispersão mais efetiva e minimizar a presença de pseudocomponentes, fundamentalmente pseudossilte, na análise granulométrica de Latossolos. O trabalho foi realizado utilizando amostras de oito Latossolos do Estado de Minas Gerais, selecionados por apresentarem diferentes materiais de origem e teores de óxidos de ferro. Os tratamentos foram dispostos segundo um delineamento em blocos casualizados, correspondendo a um arranjo fatorial 8 x 2 x 7, com três repetições. Os fatores em estudo foram as amostras dos oito Latossolos, retiradas nos horizontes A e B, e sete dispersantes. O NaOH foi usado como dispersante de referência, testando-se alternativamente soluções de LiOH, NaClO, [NaClO + NaOH], [HCl + NaOH], (NaPO3)n e [(NaPO3)n + NaOH]. Utilizando a maior proporção de argila para identificar a efetividade dos dispersantes, nenhum deles igualou-se ao NaOH. Empregando o sinal > para indicar maior efetividade, a sequência determinada foi: NaOH > [(NaPO3)n + NaOH] > [HCl + NaOH] > [NaClO + NaOH] > LiOH > (NaPO3)n > NaClO. Dentre os dispersantes alternativos, destacou-se a solução de [(NaPO3)n + NaOH], com resultados próximos aos do dispersante de referência, evidenciando a importância da elevação do pH até valores próximos de 12. A efetividade das outras soluções sódicas com pH elevado, [NaClO+NaOH] e [HCl+NaOH], foi reduzida pela elevação da pressão osmótica da solução, dificultando a dispersão da amostra de solo. O LiOH foi inferior ao dispersante de referência. Essa resposta é justificada pela tendência desse cátion alcalino de formar ligações covalentes que bloqueiam cargas elétricas negativas do complexo de troca das argilas, com diminuição da densidade de carga superficial. O (NaPO3)n e NaClO foram os dispersantes menos efetivos, pelo menor pH das suas soluções. Conclui-se que a solução de NaOH é a mais efetiva para dispersar amostras de solos com argilas que apresentam capacidade de troca catiônica dependente do pH, por favorecer o incremento de cargas negativas, a repulsão entre partículas e, consequentemente, a dispersão da amostra de solo, com valores relativamente baixos da pressão osmótica da suspensão.

Métodos de obtenção da capacidade de suporte de carga de um argissolo cultivado

O controle da capacidade de suporte à carga do solo pode minimizar os efeitos danosos da compactação. O objetivo deste estudo foi avaliar o uso de métodos de determinação da tensão de pré-consolidação num Argissolo Vermelho-Amarelo cultivado e submetido a diferentes condições. Os tratamentos empregados foram: semeadura direta (testemunha), semeadura direta com intensidade de tráfego de 24,79 Mg km ha-1 e 49,59 Mg km ha-1, cultivo mínimo há cinco meses e cultivo mínimo em solo compactado pelo tráfego de uma pá-carregadora (260 kPa de pressão ao solo e 24,67 Mg km ha-1). Os métodos usados para estimação da capacidade de suporte foram: (1) interseção da reta de compressão virgem (RCV) com o eixo x na deformação zero; (2) intercepto da RCV pela regressão com os primeiros dois pontos da curva; (3) intercepto da RCV pela regressão com os três pontos da curva; (4) resistência do solo a 2,5 % da deformação; (5) Casagrande, por meio do ajuste sigmoidal da equação de van Genuchten (1980); e (6) Pacheco & Silva (ABNT, 1990), também por esse meio. Os métodos de 2,5 % da deformação e a interseção da RCV com eixo x estimaram, no geral, valores abaixo da referência ao longo de todas as camadas analisadas. Já o método de regressão teve comportamento dependente da inclinação da RCV; em inclinações elevadas houve superestimação; e em inclinações baixas, ocorreu o contrário.

Verossimilhança na seleção de modelos para predição espacial

Na modelagem estatística da variabilidade espacial, estimam-se os parâmetros da dependência espacial, que são utilizados na interpolação de valores em locais não amostrados. Para tal, o processo de modelagem deve ser realizado com critérios estatísticos que garantam predições confiáveis e representem a real variabilidade local. Este trabalho avaliou diferentes formulações do modelo geoestatístico gaussiano para reconstituir a superfície que representa o fósforo (P) na área, a partir de medições dos teores de P em 48 parcelas experimentais localizadas em Xanxerê, SC, destacando o método utilizado nas análises. A combinação da presença de covariáveis no modelo e a necessidade de transformação para normalidade dos dados definiram quatro alternativas para modelagem. Utilizou-se a função de correlação de Matèrn, avaliada nos valores 0,5; 1,5; e 2,5 para parâmetro de suavidade. Os modelos foram comparados pelo valor maximizado do logaritmo da função de verossimilhança e também por validação cruzada. O modelo selecionado foi o que incorporou a variável resposta transformada, as coordenadas da área como covariáveis e o valor 0,5 para o parâmetro de suavidade. As medidas de validação cruzada pouco acrescentaram aos resultados de comparação por verossimilhança, que evidenciaram que na modelagem geoestatística, o cuidado com observações globais ou locais atípicas, além da seleção com base em diferentes modelos, deve ser o foco para obter resultados compatíveis com a realidade.

Modelo para estimativa da infiltração de água e perfil de umidade do solo

A adequada modelagem da infiltração de água no solo é fundamental para estimação do movimento de água, erosão hídrica, recarga e contaminação de aquíferos. Este trabalho apresenta um modelo para estimativa da infiltração de água no solo (GAML-c), com base no modelo de Green-Ampt-Mein-Larson, que provê descrição da geometria e do deslocamento da frente de umedecimento no solo. Testes experimentais foram conduzidos em Latossolo Vermelho-Amarelo para avaliar o GAML-c, usando-se quatro diferentes cenários: considerando a condutividade hidráulica do solo igual à taxa de infiltração estável (Tie) e a umidade máxima do solo igual ao teor de água na zona de transmissão (θw) (TW); condutividade hidráulica do solo igual à do solo saturado (K0) e a umidade máxima do solo igual θw (KW); condutividade hidráulica do solo igual à Tie e a umidade máxima do solo igual ao teor de água na saturação (θs) (TS); e condutividade hidráulica do solo igual a K0 e a umidade máxima do solo igual θs (KS). Verificou-se que o GAML-c no cenário TW foi o melhor estimador do perfil de umidade do solo, resultando em aceitáveis estimativas da infiltração de água.

Estimativa de atributos do solo por meio de espectrorradiometria difusa

Diversos avanços têm sido conquistados no campo da espectrorradiometria difusa, nas últimas décadas. Na área agrícola, a busca por métodos de quantificação de atributos físicos e químicos do ambiente de produção, com base na reflectância do solo, tem sido pesquisada constantemente. O objetivo deste trabalho foi avaliar a possibilidade de estimar os teores de silte, areia, argila, soma de bases, matéria orgânica e ferro total em amostras de solo, a partir de sua energia refletida. As amostras foram coletadas em uma área de 2.500 ha, localizada na região noroeste paranaense, composta por solos das classes Latossolo Vermelho, Nitossolo Vermelho, Argissolo Vermelho, Cambissolo Háplico e Neossolo Quartzarênico. As profundidades de amostragem foram de 0-0,2 e 0,2-0,8 m. Os pontos amostrados foram escolhidos com base em um grid: de 500 x 500 m, que recobriu toda a área de trabalho, totalizando, dessa forma, 100 pontos para o horizonte superficial e 100 pontos para o subsuperficial. As leituras espectrais foram obtidas em laboratório pelo sensor FieldSpec 3 JR. na faixa de 350 a 2.500 nm. As curvas espectrais das amostras foram separadas em bandas e alturas, que se relacionaram com cada atributo por meio de regressão linear múltipla. A espectrorradiometria difusa evidenciou-se mais eficiente na estimação de areia, argila, soma de bases e ferro total e menos eficiente na estimação da matéria orgânica e do silte, em ambos os horizontes. Os resultados após a validação dos modelos indicam que a espectrorradiometria difusa é ferramenta promissora, que pode ser utilizada na determinação de atributos do solo.

Carbono, nitrogênio e abundância natural de δ13c e δ15n em uma cronossequência de agricultura sob plantio direto no cerrado goiano

A conversão do cerrado nativo em sistemas agropecuários pode alterar com o passar dos anos de cultivo os teores de C e N, bem como o sinal isotópico do δ13C e δ15N do solo. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar os teores de C, N e abundância natural de δ13C e δ15N no perfil do solo em uma cronossequência de agricultura sob sistema plantio direto (SPD) no cerrado goiano. Para isso, em Montividiu, GO, foram selecionadas áreas sob SPD com diferentes tempos de implantação: SPD com três anos de implantação (SPD3), SPD com 15 anos de implantação (SPD15) e SPD com 20 anos de implantação (SPD20), as quais foram comparadas com áreas de cerrado nativo (CE) e pastagem (PA). Foram coletadas amostras de solo nas profundidades de 0,00-0,05; 0,05-0,10; 0,10-0,20; 0,20-0,30; 0,30-0,40; 0,40-0,50; 0,50-0,60; 0,60-0,80; e 0,80-1,00 m. O solo das áreas de estudo foi classificado como Latossolo Vermelho distroférrico. O manejo do solo sob SPD após 20 anos aumentou os teores de C e N na camada superficial do solo (0,00-0,05 m), em relação às outras áreas avaliadas. Nas demais profundidades avaliadas, observou-se que está ocorrendo aumento nos teores C e N com o passar dos anos de adoção do SPD (três para 15 anos); no entanto, tais áreas ainda não foram capazes de recuperar os teores desses elementos em relação à vegetação nativa de CE. Por meio dos resultados de δ13C, pôde-se constatar que a origem da MOS nas áreas de SPD é referente à plantas do ciclo fotossintético C4. Verificou-se que até os 0,30 m do perfil do solo os resultados de δ13C estão reduzindo com o passar dos anos de adoção do SPD. Os menores e maiores valores de δ15N foram encontrados nas áreas de CE e PA, SPD3, enquanto SPD15 e SPD20 apresentaram valores intermediários de δ15N, em relação às demais áreas avaliadas.

Resistência à penetração, eficiência de escarificadores mecânicos e produtividade da soja em Latossolo argiloso manejado sob plantio direto de longa duração

Frequentemente, a compactação limita a produtividade das culturas anuais em solos mecanizados, sendo a sua distribuição na lavoura regionalizada. Em área manejada sob sistema plantio direto (SPD) por longo prazo, foi investigada a variabilidade espacial da resistência à penetração (RP), a eficiência de escarificadores mecânicos e o seu efeito na produtividade da soja. O solo foi Latossolo Vermelho argiloso localizado no planalto do RS. O clima é subtropical Cfa com precipitação pluvial anual de 1.750 mm e temperatura média anual de 18,7 ºC. O delineamento experimental foi de blocos casualizados com quatro tratamentos e duas repetições. Os tratamentos foram implantados em faixas paralelas de 100 × 20 m. Os tratamentos investigados foram: escarificador sítio-específico com profundidade de atuação variada em razão da RP (ESEV); escarificador convencional (EC) com profundidade fixa; escarificador sítio-específico com profundidade fixa (ESEF); e testemunha - sem escarificação (SE). Para avaliar a RP, utilizou-se um penetrômetro digital com leituras georrefenciadas em malha de 50 × 50 m realizadas manualmente em duas épocas. A produtividade da soja foi obtida por meio de uma colhedora equipada com sensor de produtividade e antena receptora de sinal de GPS. A RP apresentou valores médios de 1,4 e 2,1 MPa, para leituras realizadas após o manejo da cultura de cobertura e após a colheita, respectivamente. A RP determinada após o manejo da cultura de cobertura e a produtividade da soja apresentaram baixa correlação (r² = -0,297; p<0,05). Os valores de RP de 3,0 e 5,0 MPa resultaram em decréscimos de aproximadamente 10 e 38 % na produtividade da soja, respectivamente. A escarificação mecânica, independentemente do equipamento utilizado, não incrementou a produtividade da soja em relação à testemunha. Esse resultado foi atribuído à RP da área a ser classificada, quando da instalação dos tratamentos, como baixa/moderada, à ocorrência de frequente precipitação pluvial e às favoráveis condições físico-hídricas proporcionadas pelo SPD de longa duração.