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.

Relação entre a erodibilidade em entressulcos e estabilidade dos agregados

A erodibilidade do solo é uma característica utilizada nos planejamentos conservacionistas, especialmente, quando áreas agrícolas são utilizadas intensivamente. As práticas de conservação devem ser mais intensas em solos com erodibilidade alta do que em áreas com erodibilidade baixa. Como a determinação da erodibilidade do solo é difícil de ser realizada no campo, avaliou-se a relação entre os índices de expressão de estabilidade dos agregados e a erodibilidade do solo em entressulcos, utilizando amostras de solos do Rio Grande do Sul com propriedades químicas, físicas e mineralógicas diferentes. Foram medidas em laboratório a estabilidade dos agregados e a erodibilidade do solo em entressulcos, servindo-se de chuva simulada. Os coeficientes de determinação (R²) entre diferentes índices de estabilidade dos agregados e a erodibilidade do solo em entressulcos foram significativos (p < 0,01), indicando que esses índices foram adequados para predizer a erodibilidade do solo em entressulcos. Alguns índices que usam o diâmetro médio ponderado para expressar a estabilidade dos agregados também foram significativos (p < 0,05). A estabilidade dos agregados mostrou-se adequada para estimar a suscetibilidade dos solos à erosão hídrica em entressulcos.

Transporte de fósforo e de potássio em colunas com agregados de um latossolo vermelho distrófico

O objetivo do trabalho foi comparar os coeficientes dispersivo-difusivos de fósforo e de potássio e descrever o transporte desses nutrientes em diferentes classes de agregados de um Latossolo Vermelho distrófico, cultivado com milho por vários anos, usando dois modelos teóricos. O experimento foi realizado, em laboratório, com colunas de percolação, utilizando cinco classes de agregados (2,0-1,0, 1,0-0,5, 0,5-0,25, 0,25-0,105 e < 0,105 mm). A eluição foi realizada em um cilindro de vidro de 2 cm de diâmetro interno e 30 cm de comprimento, preenchido com agregados até 10 cm da borda superior. A coluna foi saturada, sob vácuo, com uma solução de CaCl2 0,005 mol L-1. A velocidade de percolação do efluente foi controlada e mantida próxima daquela obtida para a menor classe de agregados. Aplicou-se, a seguir, a solução saturante até percolação constante, seguida de um pulso de uma solução de KH2PO4 que continha 1.550 e 1.950 mg L-1 de fósforo e de potássio, respectivamente (Co). No efluente coletado, determinou-se a concentração de fósforo e de potássio (C), que permitiu obter a relação C/Co, de acordo com o número de volume de poros da solução percolada. Isso permitiu obter a curva de eluição experimental para esses elementos, a qual foi comparada com curvas teóricas estimadas por dois modelos, um dos quais considera o transporte dispersivo e o outro, o dispersivo-difusivo. O coeficiente dispersivo-difusivo para o potássio foi maior do que para o fósforo nas classes de agregados de diâmetro maior que 0,5 mm. Nas de menor diâmetro, ocorreu o contrário, indicando que o fósforo foi transportado mais rapidamente que o potássio nessas colunas de agregados. O modelo que considera apenas o fluxo dispersivo apresentou melhor predição de transporte do fósforo e do potássio, em todas as classes de agregados. As curvas teóricas descreveram melhor o transporte de potássio do que o de fósforo.

Ponto de efeito salino nulo: determinação analítico-computacional a partir de dados de titulação potenciométrica

O ponto de efeito salino nulo (PESN) de amostras de solo é normalmente determinado por método gráfico e corresponde ao valor de pH referente ao ponto de interseção de curvas de titulação potenciométrica. Embora a elaboração dos gráficos em planilhas eletrônicas diminua a subjetividade existente no traçado manual, um tempo considerável é necessário quando a determinação do PESN envolve grande número de amostras. Este trabalho objetivou o desenvolvimento de um programa computacional para a determinação analítica do PESN de amostras de solo, com vistas em eliminar a subjetividade do método gráfico, proporcionar rapidez às determinações e permitir o conhecimento do grau de precisão dos valores calculados. Com o procedimento de cálculo desenvolvido, determinaram-se os valores de PESN a partir de resultados experimentais de titulação potenciométrica obtidos por outros autores. A comparação dos valores calculados pelo programa com os apresentados nos trabalhos consultados, os quais foram obtidos pelos autores por meio do método gráfico convencional, demonstrou ser o método analítico-computacional proposto bastante adequado para a determinação rápida e não-subjetiva do PESN de amostras de solo.

Caracterização micropedológica de solos reabilitados após exploração de bauxita em Porto Trombetas (PA)

Foi realizado um estudo micromorfológico em solos alterados após a exploração de bauxita, em sítios recuperados entre 1981 e 1987, em comparação ao Latossolo Amarelo inalterado (LA), como referência, para subsidiar indicadores de recuperação dos solos. O estudo foi desenvolvido no Platô Saracá, na mina de bauxita de Porto Trombetas, município de Oriximiná, no estado do Pará. Técnicas micromorfológicas e uso de microssonda de EDS, microscopia ótica e eletrônica de varredura foram avaliadas em conjunto com dados físicos e químicos dos solos alterados e do LA, nas profundidades de 0-10 e 40-50 cm. O Latossolo Amarelo mostrou forte microestrutura granular, enquanto os solos alterados apresentaram grande variabilidade em microestrutura e feições micropedológicas. O retorno do horizonte superficial, rico em matéria orgânica, favoreceu a microagregação. De modo geral, os solos alterados mostraram maior massividade e agregados mais coalescidos, em relação ao LA de referência. Análises microquímicas de EDS comprovaram a heterogeneidade dos solos superficiais alterados, com ocorrência de nódulos gibbsíticos, ferruginosos, concreções, agregados cauliníticos e plasma dominado por argilominerais 1:1, sob intensa pedobioturbação.

Análise de sensibilidade no processamento de dados de experimentos de perfil instantâneo

Dentre as propriedades físicas do solo, a condutividade hidráulica é uma das mais importantes, quando se estudam fenômenos que estão ligados ao movimento da água no solo. O método para determinar a função condutividade hidráulica versus umidade ou função K(θ) de um solo, denominada método de perfil instantâneo, tem como maior vantagem o fato de se basear em medições diretas no campo, sem necessidade de aguardar o estabelecimento de um equilíbrio dinâmico. No caso de experimentos desse tipo, não se conhecem estudos sobre sua sensibilidade em relação a erros nos dados experimentais; tampouco se conhece a influência que uma observação experimental a mais ou a menos possa ter sobre a parametrização da função K(θ) O presente trabalho visou analisar a sensibilidade do método de perfil instantâneo a variações nas observações realizadas in situ Utilizaram-se dados de dois experimentos de perfil instantâneo realizados no campus "Luiz de Queiroz", da Universidade de São Paulo, em Piracicaba (SP). Por meio de um algoritmo computacional para a análise dos dados experimentais, verificou-se a sensibilidade do resultado do cálculo dos parâmetros da função K(θ) para variações nos valores de entrada. Foi analisado o efeito das seguintes alterações no conjunto original de dados: retirada de uma leitura completa do conjunto de dados; retirada de leituras finais; erro no coeficiente angular de calibração do TDR; erro no intercepto da curva de calibração do TDR; erro em uma das leituras do TDR. Pelos resultados do levantamento, concluiu-se que o método do perfil instantâneo, conjuntamente com a rotina computacional utilizada para processar os valores observados no campo, apresenta alta sensibilidade a pequenas incertezas no ajuste de funções aos valores da umidade Versus tempo; é também muito sensível à leitura do tempo zero, que, portanto, deveria ser desconsiderada. Erros ou incertezas nos ajustes dos valores do potencial total Versus a profundidade têm menor influência no resultado final. Se houver comportamento não estritamente exponencial entre condutividade hidráulica e umidade, a sensibilidade do método para pequenas alterações no conjunto de dados de entrada aumenta. Respectivos erros no coeficiente angular e no intercepto de um TDR com equação de calibração linear alteram os respectivos coeficiente angular (γ) ou intercepto (ln(K*)) da relação entre condutividade hidráulica e umidade, quando o potencial matricial é obtido por tensiometria.

Estabilidade de agregados de um planossolo sob diferentes sistemas de manejo

Os solos de várzea no Rio Grande do Sul, considerando a heterogeneidade do material de origem e os diferentes graus de hidromorfismo, apresentam grandes variações nas suas características morfológicas, físicas, químicas e mineralógicas. Sua principal exploração tem ocorrido por meio do binômio: arroz irrigado e pecuária de corte, freqüentemente de baixa rentabilidade. A introdução de espécies de sequeiro em rotação e/ou sucessão com o arroz irrigado vem sendo apregoada para aumentar a utilização desses solos, permitir maior controle de plantas daninhas do arroz irrigado e melhorar o seu estado físico degradado mediante sistemas que envolvam menor mobilização do solo. Nesse contexto, avaliou-se o efeito de sistemas de preparo convencional (SC), cultivo mínimo (CM), semeadura direta (SD) e pré-germinado (PG) sobre o estado de agregação de um Planossolo Hidromórfico eutrófico, por meio dos seguintes atributos: distribuição de agregados estáveis em água em diferentes classes de tamanho e diâmetro médio ponderado dos agregados (DMP). O experimento vem sendo realizado desde 1995/96 e encontra-se instalado na Estação Experimental de Terras Baixas (ETB) da Embrapa - Clima Temperado, no município do Capão do Leão (RS). Após três anos, o sistema de manejo SD favoreceu a formação de agregados de maior tamanho, originando maior diâmetro médio ponderado de agregados, enquanto o sistema de plantio PG proporcionou a maior concentração de agregados do solo na classe de menor tamanho, com menor diâmetro médio ponderado dos agregados. O diâmetro médio ponderado de agregados do solo correlacionou-se linear e positivamente com o C-orgânico, não apresentando correlação com a argila dispersa em água.

Eluição de Magnésio, Cálcio e Potássio de acordo com o tempo de difusão em colunas com agregados de um Latossolo Vermelho distrófico típico

O transporte de nutrientes até às raízes é essencialmente efetuado por fluxo de massa e difusão. À medida que os nutrientes presentes na solução móvel ou de interagregados vão-se exaurindo, eles se movimentam por difusão do interior para a superfície dos agregados. Com o objetivo de determinar a quantidade de Mg, Ca e K no efluente de colunas com agregados de um Latossolo Vermelho distrófico típico, em resposta ao tempo de difusão, realizou-se um experimento utilizando água destilada como eluente. Os tratamentos corresponderam a um arranjo fatorial 4 x 5, sendo quatro classes de agregados (2,0-1,0; 1,0-0,5; 0,5-0,25; e 0,25-0,105 mm) e cinco tempos de difusão (0, 1, 2, 4 e 6 dias). As colunas receberam um volume de água destilada igual a 10 vezes o seu volume de poros, recolhendo-se cinco frações de dois volumes de poros de efluente nos intervalos indicados para cada tempo de difusão. Os agregados menores liberaram mais Mg, Ca e K para a solução nos espaços interagregados que os maiores. A quantidade de Mg, Ca e K eluída aumentou com o tempo de difusão, a partir da segunda fração analisada.

Propriedades biológicas em agregados de um Latossolo Vermelho-Escuro sob plantio convencional e direto no Cerrado

As distribuições do carbono da biomassa microbiana (CBM), da atividade enzimática e do C mineralizável foram avaliadas em agregados, coletados na profundidade de 0-0,05 m, de um Latossolo Vermelho-Escuro argiloso, sob vegetação nativa de Cerrado e sob sistemas de plantio direto (PD) e convencional com arado de discos (PC), estabelecidos há 21 anos. A separação dos agregados foi realizada por via úmida. As classes de 8,00-2,00 mm; 0,50-0,25 mm e 0,25-0,106 mm e amostras denominadas soma de agregados foram selecionadas para as determinações biológicas. Em relação à área nativa, os sistemas cultivados causaram quebra de macroagregados e perda de CBM. A aplicação localizada de adubos, o menor revolvimento do solo e os maiores teores de matéria orgânica no PD favoreceram, em relação ao PC, a ocorrência de maiores níveis de fosfatase ácida e arilsulfatase nos agregados e nas amostras que representavam a soma de agregados. Os microagregados e a soma dos agregados do PD também apresentaram maiores teores de CBM, comparativamente ao PC. As maiores atividades da beta-glucosidase foram observadas nos macro e microagregados do PD. Os sistemas de manejo (PD e PC) influenciaram a distribuição das propriedades biológicas nos agregados. A atividade das enzimas beta-glucosidase, fosfatase ácida e arilsulfatase foi maior em macroagregados do PD apesar da distribuição semelhante do CBM nas três classes de agregados avaliadas. No PC, apenas beta-glucosidase apresentou distribuição diferenciada entre macro e microagregados.

Representação e propagação de incertezas em dados de solos: I - Atributos categóricos

Este trabalho teve por objetivos utilizar krigagem por indicação para espacializar propriedades de solos expressas por atributos categóricos, gerar uma representação acompanhada de medida espacial de incerteza e modelar a propagação de incerteza pela álgebra de mapas por meio de procedimentos booleanos. Foram estudados os atributos: teores de potássio (K) e de alumínio trocáveis, saturação por bases (V), soma de bases (S), capacidade de troca catiônica (CTC), textura (Tx) e classes de relevo (CR), de profundidade efetiva do solo, de drenagem interna e de pedregosidade e, ou, rochosidade, extraídos de 222 perfis pedológicos e de 219 amostras extras, referentes a solos do estado de Santa Catarina. A espacialização das incertezas evidenciou a variabilidade espacial dos dados a qual foi relacionada com a origem das amostras e com o comportamento do atributo. Os atributos S, V, K e CR apresentaram grau de incerteza maior do que o de Tx e CTC e houve aumento da incerteza quando representações categóricas foram integradas.

Representação e propagação de incertezas em dados de solo: II - Atributos numéricos

Este trabalho teve por objetivos utilizar krigagem por indicação para espacializar propriedades de solos expressas por atributos numéricos, gerar uma representação acompanhada de medida espacial de incerteza e modelar a propagação de incerteza por procedimentos fuzzy de álgebra de mapas. Foram estudados os atributos: teores de potássio (K) e de alumínio (Al) trocáveis, saturação por bases (V), soma de bases (S), capacidade de troca catiônica (CTC) e teor de areia total (AT), extraídos de 222 perfis pedológicos e de 219 amostras extras, localizados no estado de Santa Catarina. Quando os atributos foram expressos em classes de fertilidade, a incerteza de Al, S e V aumentou e a de K e CTC diminuiu, considerando intervalos de confiança de 95 % de probabilidade. Constatou-se que um maior número de dados numéricos de K, S e V levou a uma maior incerteza na inferência espacial, enquanto o maior número de dados numéricos de AT e CTC diminuiu o grau de incerteza. A incerteza diminuiu quando diferentes representações numéricas foram integradas.

Atributos físicos, químicos e biológicos relacionados com a estabilidade de agregados de dois latossolos em plantio direto no Estado de São Paulo

Com o objetivo de verificar a influência de atributos físicos, químicos e biológicos na estabilidade de agregados em água de dois Latossolos sob plantio direto há mais de quatro anos, foi amostrada a camada de 0-10 cm de duas áreas, utilizando uma grade de amostragem de 100 m entre pontos, georreferenciados com DGPS. Uma das áreas está localizada no município de Campos Novos Paulista, SP (22 º 36 ' 11 " latitude e 50 º 00 ' 09 " longitude) em um Latossolo Vermelho distrófico típico álico textura média A moderado (LVd-CNP), e a outra se localiza no município de Angatuba, SP (23 º 29 ' 23 " latitude e 48 º 24 ' 46 " longitude), em Latossolo Vermelho distrófico típico álico textura argilosa A moderado (LVd-Anga). Os valores do diâmetro médio ponderado (DMP) e dos atributos físicos, químicos e biológicos foram analisados mediante regressões lineares múltiplas, em pré-tratamentos com água, álcool e benzeno. Os resultados mostraram que a matéria orgânica, a comunidade bacteriana e os teores de Fe, de K e de argila foram os principais agentes agregantes. Em áreas com baixos teores de argila e altos teores de areia fina, baixos índices de estabilidade foram encontrados. Mesmo estando sob plantio direto há mais de quatro anos, o LVd-CNP mostrou índices de estabilidade de agregados muito baixos, graças, principalmente, ao seu alto conteúdo de areia fina. Em relação ao LVd-CNP, o LVd-Anga apresentou índices de agregação mais elevados, principalmente por causa do alto teor de argila e maior quantidade de matéria orgânica.

Morfologia de agregados do solo avaliada por meio de análise de imagens

O uso intensivo do solo, aliado a condições inadequadas de manejo, concorre para a deterioração de suas propriedades físicas e isso se deve, principalmente, às modificações em sua estrutura. Uma vez que as mudanças estruturais influem diretamente na morfologia dos agregados, considera-se fundamental a procura de novos métodos de estudos macromorfológicos para permitir o acompanhamento das modificações dessa característica nos solos cultivados. Sendo assim, este trabalho teve por objetivo adaptar e testar um método digital de análise macromorfológica qualitativa de agregados, visando detectar modificações morfológicas causadas pela ação antrópica. Para tal estudo, foram escolhidos cinco sistemas de preparo do solo: plantio direto, escarificador, grade aradora, arado de discos e arado de aivecas. Realizou-se o estudo da forma e do tamanho das diferentes classes de agregados de um Latossolo Vermelho distrófico típico, em amostras coletadas em 1998, após a aquisição de imagens com o uso de um scanner (HP 6100C com capacidade de resolução ótica de 1.200 dpi) e o posterior processamento dessas imagens pelo programa de computador denominado UTHSCSA Image Tool. Este programa fornece índices sobre os agregados, tais como: arredondamento, compacidade e alongamento. O índice arredondamento é dependente da medida de perímetro (rugosidade externa) e os índices compacidade e alongamento são dependentes da medida do comprimento do maior eixo (arestas). De maneira geral, os sistemas de manejo utilizados por três anos consecutivos não promoveram diferenças morfológicas dos agregados do Latossolo Vermelho textura argilosa para as variáveis analisadas. A análise de imagens mostrou-se sensível à detecção de mudanças na morfologia dos agregados do solo, sendo bastante promissora como uma nova ferramenta nos estudos da estrutura do solo.

Formação e estabilização de agregados do solo decorrentes da adição de compostos orgânicos com diferentes características hidrofóbicas

Substâncias orgânicas podem favorecer o aumento da estabilidade de agregados, reduzindo, de acordo com seu grau de hidrofobicidade, a velocidade de infiltração de água nos agregados. Este trabalho teve como objetivo estudar a formação e estabilização de agregados de um Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico em virtude da adição de compostos orgânicos com características hidrofóbicas e hidrofílicas distintas. Foram incubados 100 g de TFSA do horizonte A e do B com diferentes doses de três compostos orgânicos: ácido esteárico P.A., amido P.A. e ácido húmico purificado de acordo com a Sociedade Internacional de Substâncias Húmicas. O experimento foi realizado com os tratamentos gerados de acordo com a matriz Plan-Puebla III modificada, com as doses do espaço experimental variando de -0,55 a 10,45 g kg-1. Após o período de 160 dias de incubação, avaliaram-se: o índice de estabilidade de agregados, o diâmetro médio ponderado e o diâmetro médio geométrico dos agregados formados. Os resultados indicaram que compostos orgânicos com caráter hidrofílico dominante não têm influência na formação e estabilização de agregados do solo, principalmente quando se usam doses até 9,9 g kg-1. Observou-se, também, que a aplicação de moléculas orgânicas com acentuado caráter hidrofóbico e hidrofílico na sua estrutura, como os ácidos húmicos, é capaz de melhorar a agregação de solos com grau de intemperismo avançado.