Compressibilidade de um Latossolo Vermelho argiloso de acordo com a tensão de água no solo, uso e manejo

Uma das principais conseqüências do manejo inadequado do solo é a sua compactação, que leva à perda da sustentabilidade agrícola. O objetivo deste trabalho foi o de estudar o comportamento compressivo de um Latossolo Vermelho argiloso, sob quatro tensões de água no solo, sob cerrado, sob plantio direto e cultivo convencional, utilizando-se o arado de discos, após duas décadas de uso. Amostras não deformadas foram utilizadas na caracterização da porosidade do solo e nos ensaios de compressão uniaxial. As pressões de preconsolidação e os índices de compressão foram obtidos das curvas de compressão do solo. A densidade do solo foi também avaliada. Amostras deformadas foram utilizadas nas análises físicas e químicas do solo. As tensões de água no solo dentro da faixa compreendida entre capacidade de campo e ponto de murcha permanente e os sistemas de uso e manejo influíram na intensidade de deformação do solo, sendo os valores mais elevados na capacidade de campo do solo (6 kPa) e no cerrado. Os valores de pressões que podem reduzir a porosidade do solo a níveis críticos ao crescimento de plantas variaram em todos os sistemas de manejo, mas apresentaram os menores valores para as condições mais úmidas, sendo função também da porosidade inicial do solo. Independentemente do sistema de manejo, tensão de água e profundidade do solo, os valores percentuais da redução do volume total de poros nas pressões que não provocam compactação adicional do solo (pressão de preconsolidação) foram praticamente constantes e, em geral, abaixo de 10 %.

Caracterização química e físico-hídrica de um Latossolo Vermelho após vinte anos de manejo e cultivo do solo

O manejo e o cultivo alteram a estrutura do solo que, por sua vez, interfere em uma série de propriedades físico-hídricas na camada superficial. Este trabalho teve por objetivo avaliar parâmetros químicos e físico-hídricos com implicações na agregação do solo, além da macroporosidade e disponibilidade de água em um Latossolo Vermelho submetido à semeadura direta e ao preparo com arado de discos por 20 anos, tendo como testemunha o solo sob Cerrado nativo. A semeadura direta, pela ausência de revolvimento e tráfego de máquinas, foi o sistema que mais alterou a estrutura do solo, na profundidade de 0-5 cm. Entretanto, este aspecto não indicou restrição para cultivo, tendo sido observado, neste sistema, maior disponibilidade de água nessa profundidade, em relação aos sistemas arado de discos e Cerrado. A densidade do solo na semeadura direta, nas profundidades 0-5, 5-10, 10-20, 20-30 e 30-40 cm, foi inferior ou igual àquela do arado de discos, possivelmente em razão do maior teor de carbono orgânico presente no solo e ausência de revolvimento. O valor de diâmetro médio geométrico dos agregados até à profundidade de 10 cm foi maior no Cerrado, seguido da semeadura direta e arado de discos, não tendo sido encontradas diferenças significativas a partir desta profundidade. Na profundidade de 20-30 cm, o sistema de preparo com arado de discos foi o que mais alterou a estrutura do Latossolo Vermelho, evidenciado pelo maior valor da densidade do solo, menor volume de macroporos e maior deslocamento, para baixo, da curva característica de água no solo na faixa de tensão entre 0 e 6 kPa e, para cima, entre 6 e 100 kPa.

Desempenho do tensiômetro, TDR e sonda de nêutrons na determinação da umidade e condutividade hidráulica do solo

Técnicas que envolvem a utilização da instrumentação agronômica com vistas em determinar o conteúdo de água no solo são de grande importância para a pesquisa científica. Independentemente da técnica utilizada, é importante que, na determinação da função K(teta), por exemplo, a umidade volumétrica seja determinada de forma precisa e, de preferência, que haja facilidade na sua obtenção. Com o objetivo de comparar a performance da sonda de nêutrons e do TDR com o tensiômetro, buscando verificar a sensibilidade destes equipamentos na obtenção da umidade do solo e da função condutividade hidráulica K(teta), a partir dos dados da curva de retenção de água no solo, foi instalado um experimento no município de Piracicaba (SP), em um Nitossolo Vermelho distrófico latossólico. Para tanto, foram instalados numa área de 7,07 m², 30 tensiômetros, três tubos de acesso para sonda de nêutrons e 15 sensores de TDR. Foi utilizado o procedimento do perfil instantâneo, analisando as profundidades de 0,70 e 1,00 m e considerando, no presente estudo, o tensiômetro como equipamento-padrão. Os resultados de umidade e de condutividade hidráulica não saturada obtidos na profundidade de 0,70 m mostraram que o TDR apresentou um comportamento mais próximo ao obtido pelo tensiômetro, quando comparado à sonda de nêutrons e, na profundidade de 1,00 m, a sonda de nêutrons mostrou-se mais eficiente na determinação da umidade e da condutividade hidráulica não saturada.

Compressibilidade de agregados de um Latossolo Amarelo da Amazônia em resposta ao potencial da água do solo

Normalmente a utilização agrícola dos solos é realizada com máquinas e implementos pesados que lhes causam compactação, responsável por afetar a disponibilidade de ar e de água para as plantas. O objetivo deste trabalho foi estudar o comportamento de agregados de Latossolo Amarelo da Amazônia sob compressão mecânica, submetidos a quatro níveis de umidade. Amostras de solo, úmidas e indeformadas, coletadas sob floresta, no horizonte A, a 10 cm de profundidade, e no horizonte B, a 150 cm de profundidade, foram utilizadas neste trabalho. No laboratório, essas amostras foram fragmentadas e peneiradas para obtenção de agregados de 2 a 3 mm de diâmetro, os quais foram colocados em equilíbrio com umidade de quatro potenciais matriciais para, após essa etapa, sofrerem uma compressão uniaxial com pressões de 32 a 1.000 kPa. Os resultados mostraram que a maior compressibilidade dos agregados, tanto para o horizonte A como para o B, ocorreu para o potencial matricial -32 kPa (umidade de 0,38 kg kg-1), enquanto a menor ocorreu para os potenciais -1 kPa e -1.000 kPa (umidade de 0,32 e 0,30 kg kg-1, respectivamente), indicando que esse solo não deve ser trabalhado com umidades próximas a 0,38 kg kg-1. A maior redução de volume dos agregados, tanto para o horizonte A como para o horizonte B, foi obtida para pressões mecânicas inferiores a 400 kPa, indicando que esses solos são bastante sensíveis à compactação, principalmente os agregados do horizonte A, possivelmente por terem melhores condições estruturais decorrentes do maior teor de matéria orgânica.

Estabilidade temporal de medidas do teor e do potencial mátrico da água no solo em uma transeção

O elevado nível de variabilidade espacial de observações experimentais de campo da condutividade hidráulica do solo dificulta o planejamento de amostragem e a utilização e extrapolação de valores médios, em estudos de campo de dinâmica da água no solo. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi verificar a estabilidade temporal de medidas do teor e do potencial mátrico da água no solo e sua aplicação como ferramenta para racionalizar a estratégia de amostragem para avaliação da condutividade hidráulica do solo em condições de campo. O experimento de drenagem foi desenvolvido num Latossolo Vermelho-Amarelo em Piracicaba (SP), numa parcela experimental com 50 pontos de observação distanciados de 1 m entre si, nos quais foram medidos o teor de água (com TDR) e o potencial mátrico (com tensiômetros) durante três semanas de redistribuição da água no solo. Os resultados mostraram que o método da estabilidade temporal permite identificar, com exatidão, os locais mais adequados para as amostragens, possibilitando a redução do número de amostras necessárias e do custo de execução do esforço amostral para o planejamento de sistemas de uso e manejo de água na agricultura.

Modelagem numérica para o processo da evaporação da água do solo

Foram realizados vários ensaios laboratoriais para avaliar o desempenho de um modelo numérico em simular o processo unidimensional da evaporação da água do solo. Este modelo foi desenvolvido a partir da linearização da equação de Richards no espaço e do uso da técnica iterativa de Newton-Raphson, para resolver essa equação não-linear no tempo, e leva em conta o fluxo de vapor dentro do perfil de solo e a taxa de evaporação na sua superfície. Os resultados mostraram que o modelo foi capaz de simular satisfatoriamente o processo, tanto em meios porosos homogêneos quanto estratificados

Disponibilidade de água do solo ao milho cultivado sob sistemas de semeadura direta e preparo convencional

O objetivo deste trabalho foi quantificar o armazenamento, a disponibilidade e a extração de água no solo por plantas de milho irrigadas e submetidas a déficit hídrico terminal, cultivadas sob sistema de semeadura direta e preparo convencional. Foram realizados dois experimentos durante os anos agrícolas de 1999/00 e 2000/01, em área experimental do Departamento de Engenharia Rural da Universidade Federal de Santa Maria. Utilizou-se o delineamento experimental inteiramente casualizado, fatorial, com quatro repetições. Foram utilizados dois manejos da água de irrigação (fator A): irrigado e déficit hídrico terminal (plantas de milho foram submetidas a déficit hídrico terminal a partir dos 27 dias após a emergência); e dois sistemas de cultivo (fator B): semeadura direta e preparo convencional. Nas parcelas irrigadas, irrigações foram feitas para elevar o conteúdo de água no solo ao limite superior de disponibilidade de água às plantas, sempre que a evapotranspiração máxima acumulada da cultura do milho atingia 25 mm. O conteúdo de água no solo foi medido em três leituras semanais, para determinação da extração de água pelas plantas e disponibilidade de água às plantas de milho. Os resultados indicaram que a disponibilidade de água às plantas de milho foi similar nos sistemas semeadura direta e preparo convencional, em ambos os anos agrícolas avaliados. Plantas de milho cultivadas em preparo convencional extraíram maior quantidade de água, em ambos os anos, em relação à semeadura direta.

Modelagem de atributos físico-hídricos do solo numa bacia hidrográfica da região do Alto Rio Grande, MG

O presente trabalho objetivou desenvolver modelos para estimativa dos atributos físico-hídricos do solo porosidade drenável (PD) e capacidade total de retenção de água (CTA), com base em atributos físicos de fácil e rápida obtenção (textura, argila dispersa em água, volume total de poros, densidade do solo e densidade de partícula) e a determinação de matéria orgânica. Os atributos foram coletados na bacia hidrográfica do Ribeirão Marcela, na camada de 0 a 15 cm, obedecendo aos grids de 240 x 240 e 60 x 60 m, totalizando 165 pontos amostrados. Trabalhou-se com regressão múltipla linear, constituindo-se variáveis por meio da combinação dos diferentes atributos entre si e estimando os respectivos coeficientes pelo método dos mínimos quadrados, utilizando-se o programa SAS for Windows. Os modelos gerados para CTA e PD apresentaram boa qualidade estatística, com elevados coeficientes de determinação, baixos erros de estimativa e variáveis significativas, o que permitiu sua aplicação na estimativa desses atributos na bacia hidrográfica do Ribeirão Marcela, representativa do domínio dos Latossolos na região do Alto Rio Grande, fornecendo assim subsídios para implantação de projetos agrícolas e ambientais, especialmente no auxílio à parametrização de modelos de simulação hidrossedimentológica, os quais estão em desenvolvimento para aplicação na região.

Infiltração da água no solo no sistema pedológico Campus do Arenito, cidade gaúcha, noroeste do estado do Paraná

Considerando a importância do conhecimento do comportamento hídrico das coberturas pedológicas para os estudos de prevenção e contenção dos processos erosivos, o presente trabalho foi realizado em uma vertente com sistema pedológico "Latossolo Vermelho eutrófico/Argissolo Vermelho eutrófico", oriundo do arenito Caiuá, localizado na fazenda experimental da Universidade Estadual de Maringá, município de Cidade Gaúcha, noroeste do Estado do Paraná. Após abordagem morfológica detalhada do sistema pedológico, realizaram-se ensaios de infiltrometria nos principais horizontes diagnósticos e suas respectivas transições em seis perfis de solos dispostos ao longo da vertente. A dinâmica hídrica da cobertura latossólica encontra-se marcada por um comportamento distinto entre a superfície e a subsuperfície. Os horizontes superficiais Ap, AB e, ou, BA exibem ao longo do tempo uma alternância de condições de umidade, ora mais úmidos, ora mais secos, devido à distribuição e intensidade das chuvas. Em profundidade, no horizonte Bw, as condições hídricas dependem da movimentação da água vertical e lateral, não respondendo, portanto, diretamente às variações atmosféricas como na superfície. Na cobertura argissólica, o bloqueio da drenagem vertical ocorre no topo do Bt, gerando acima (horizonte AE) uma zona mais constantemente úmida. De modo geral, os horizontes superficiais dos Argissolos não apresentam as alternâncias de umedecimento e secamento verificadas nos Latossolos; permanecem sempre mais úmidos do que aqueles, em razão dos fluxos hídricos laterais de montante.

Funil de haines modificado: curvas de retenção de solos próximos à saturação

O movimento da água através da matriz do solo é geralmente modelado pelas equações de Darcy, Darcy-Buckingam e Richards, cujo uso está baseado no conhecimento de algumas propriedades físicas do solo, como, por exemplo, a distribuição de poros e a retenção de água pelo solo. A retenção de água pelo solo é conhecida a partir da determinação de sua curva de retenção (CR) ou curva característica. O primeiro objetivo deste trabalho foi apresentar um aparato simples, desenvolvido pela modificação do funil de placa porosa (funil de Haines), para a investigação e o levantamento de CRs detalhadas, em amostras de solos em condições de umidade próximas à saturação e em amostras com potenciais mátricos (ψm) que vão desde 0 kPa a aproximadamente -12 kPa (120 cm de altura de coluna de água). Foram investigados agregados de um Latossolo Vermelho distrófico (LVd) de uma região do Estado do Paraná, cujos diâmetros médios e densidades variaram, respectivamente, entre 1,6 e 5,7 cm e 1,01 e 1,31 g cm-3, e amostras arenosas reconstituídas com areias de diâmetros médios entre 0,106 mm e 2,000 mm, com dimensões fractais de fracionamento (Df) entre 2,5 e 3,0. O segundo objetivo do trabalho foi inferir a distribuição de poros das amostras investigadas. Isso foi conseguido utilizando-se os parâmetros de ajuste da curva de van Genuchtenaos pontos das CRs obtidas para a determinação da Função Capacidade de Água (FCA). Pela análise dessas FCAs, observou-se que as amostras de agregados de solo apresentaram um sistema poroso de maior complexidade; e que a variação da granulometria do solo arenoso está diretamente relacionada às modificações de suas propriedades de retenção de água. Finalmente, a variação na densidade dos agregados investigados não alterou significativamente o comportamento das curvas de retenção na faixa de tensões estudadas.

Componentes do balanço de água no solo com cana-de-açúcar, com e sem adubação nitrogenada

O estudo do balanço de água no solo com cana-de-açúcar, cultivada em larga escala no Brasil, é essencial para o manejo agrícola, visando ao aumento de produtividade e à redução de riscos de poluição. Este estudo objetivou avaliar os componentes da equação do balanço de água em dois Latossolos cultivados com cana-de-açúcar (cana-planta), localizados nos Municípios de Jaboticabal e Pirassununga (São Paulo). Na área experimental de Jaboticabal, o estudo foi realizado entre os dias 30 de setembro de 2005 e 12 de julho de 2006, e constou de dois tratamentos: T1 (sem adubação nitrogenada) e T2 (120 kg ha-1 de N). Em Pirassununga, o estudo foi feito entre os dias 28 de setembro de 2005 e 08 de junho de 2006, mas apenas o tratamento T2. O delineamento experimental foi o de blocos aleatórios, com quatro repetições. O volume de controle utilizado para o balanço de água teve como limite superior a superfície do solo e como limite inferior outra paralela à primeira, localizada em profundidade de 0,90 m. As variações de armazenagem, as entradas (precipitação pluvial e ascensão capilar) e as saídas de água (evapotranspiração real e drenagem interna) nesse volume de solo, nas áreas experimentais de Jaboticabal e Pirassununga, foram determinadas em 13 e 10 períodos, respectivamente. Ambas as áreas estudadas eram planas e não irrigadas. Na área de Jaboticabal, em todo o período, tanto a perda de água por drenagem interna quanto o ganho por ascensão capilar foram maiores no tratamento T2 (-191,69 mm/5,33 mm e -238,37 mm/24,60 mm para T1 e T2, respectivamente); não houve diferença significativa de produtividade (145 e 146 t ha-1 para T1 e T2, respectivamente), nem de evapotranspiração real (1.058 mm para T1 e 1.028 mm para o T2) entre os tratamentos nesse ciclo de cana-planta, fazendo com que as plantas não adubadas apresentassem a mesma eficiência do uso da água (14 kg m-3) que as adubadas. Na área de Pirassununga, a drenagem interna e a ascensão capilar foram de -110,9 e 0,67 mm, respectivamente, e a eficiência de uso da água 13 kg m-3. Portanto, pode-se concluir que (a) nos períodos de alta pluviosidade, a drenagem interna foi significativa, alertando para possíveis problemas no manejo em relação a uma potencial de contaminação do lençol freático, e (b) tanto a evapotranspiração real quanto à eficiência do uso da água foram da mesma ordem de grandeza, independentemente da adubação nitrogenada, e a armazenagem de água no solo foi praticamente a mesma no início e no fim do ciclo estudado.

Perdas de água e solo por erosão hídrica em duas direções de semeadura de aveia e ervilhaca

A direção de semeadura influencia a rugosidade da superfície do solo, e, associada à chuva e outras variáveis, como a cobertura do solo pela copa das plantas, provoca a erosão hídrica do solo. Utilizando um simulador de chuvas de braços rotativos, foram feitos, em campo, cinco testes de chuva simulada sobre as culturas de aveia (Avena strigosa) e ervilhaca (Vicia sativa), com intensidade constante de 64 mm h-1, entre agosto e novembro de 2006, para avaliar as perdas de água e solo nos seguintes tratamentos, em duas repetições: semeadura mecanizada de aveia em linhas no sentido paralelo ao declive (AP); semeadura mecanizada de aveia em linhas em contorno no declive (AC); semeadura mecanizada de ervilhaca em linhas no sentido paralelo ao declive (EP); e semeadura mecanizada de ervilhaca em linhas em contorno no declive (EC). O experimento foi conduzido em um Cambissolo Húmico alumínico léptico, com declividade média 0,119 m m-1. A cobertura do solo pela copa das plantas foi maior na aveia do que na ervilhaca até o teste 2 de chuva simulada e maior na ervilhaca nos testes 3 e 4, não tendo variado com a direção de semeadura das culturas e tendo aumentado do início ao final do período de cultivo. O tempo de início da enxurrada foi maior na semeadura em contorno do que na semeadura em direção à pendente, nas duas culturas; o contorno apresentou menor taxa máxima de enxurrada e maior tempo para enxurrada máxima do que a pendente. A concentração de sedimentos na enxurrada diminuiu ao longo dos testes de chuva, tendo sido menor na aveia do que na ervilhaca, tendo sido 52 % menor na semeadura em contorno do que na direção da pendente. As perdas de solo diminuíram ao longo dos testes de chuva. Tais perdas na semeadura em contorno foram 12 % menores na aveia e 56 % menores na ervilhaca do que na pendente. As perdas de água apresentaram o mesmo comportamento das perdas de solo, porém com diferenças de menor magnitude. As perdas acumuladas de solo (PS) aumentaram com a lâmina (LC) e a erosividade (EI30) acumulada das chuvas, entre os testes 1 e 4, segundo as equações: PS = 0,859(1-e-0,0059LC) (R² = 0,99) e PS = 0,832(1-e-0,0004EI30) (R² = 0,99).

Simulação do balanço de água no solo cultivado com trigo com modificação de dois modelos

O trigo é a principal cultura de inverno do estado do Rio Grande do Sul e o cálculo do balanço de água no solo é parte importante de modelos de crescimento, desenvolvimento e rendimento de culturas. O objetivo deste trabalho foi obter melhor estimativa do balanço de água no solo cultivado com trigo, modificando dois modelos de balanço de água nesse solo. Mediu-se o conteúdo de água no solo pelo método gravimétrico durante a estação de cultivo de dois cultivares de trigo em três datas de semeadura, em Santa Maria - RS, e a água disponível para a cultura foi representada pela fração de água no solo disponível para as plantas (FADS). O desempenho das versões originais e modificadas dos modelos de balanço de água no solo de Campbell & Diaz e de Amir & Sinclair foi avaliado pela raiz do quadrado médio do erro (RQME). O modelo de Campbell & Diaz modificado é mais realístico e com maior possibilidade de desempenho satisfatório em regiões de clima distinto daquele em que foi desenvolvido, mas o modelo de Amir & Sinclair modificado estimou melhor a água disponível no solo para a cultura do trigo na região do estudo. A profundidade máxima do sistema radicular de 0,30 m é mais apropriada para a simulação da fração de água disponível no solo, para a unidade de mapeamento de solo São Pedro.

Infiltração de água no solo sob escarificação e rotação de culturas

Nos solos com restrições físicas e, ou, físico-hídricas ao crescimento de raízes, aumentar o potencial de armazenagem de água por meio de melhorias na infiltração pode ser uma estratégia viável para aumento da produtividade das culturas. Nesse sentido, este trabalho teve como objetivo avaliar a infiltração de água em um Nitossolo Vermelho distrófico, com três sistemas de rotação de culturas sob semeadura direta com e sem escarificação inicial. O sistema de rotação de culturas constou de: (1) milheto/soja/sorgo/milho/sorgo (M/S/So/Mi/So), (2) milheto/soja/Brachiaria ruziziensis/milho/Brachiaria ruziziensis (M/S/B/Mi/B) e (3) milheto/soja/Brachiaria ruziziensis + mamona/milho/Brachiaria ruziziensis + mamona (M/S/B+Ma/Mi/B+Ma). A infiltração de água no solo foi avaliada em campo com anéis concêntricos instalados na superfície, a 0,10 e 0,20 m de profundidade, em 2006 e 2007. Após o primeiro ano, o manejo com escarificação inicial do solo apresentou a maior infiltração de água. A rotação Brachiaria ruziziensis + mamona proporcionou maior infiltração da água no solo. A atividade do sistema radicular das espécies nas parcelas sem escarificação inicial aumentou a velocidade de infiltração da água no solo.

Erosão hídrica em campo nativo sob diversos manejos: perdas de água e solo e de fósforo, potássio e amônio na água de enxurrada

Os campos nativos do sul do Brasil são utilizados para o pastejo de bovinos e ovinos. Após o verão, no início da estação fria, a fitomassa excedente do pastejo seca, sendo comum sua queima para facilitar o rebrote da pastagem na primavera. No entanto, a queima da fitomassa mineraliza nutrientes e deixa o solo descoberto, potencializando a erosão hídrica. Este trabalho teve o objetivo de quantificar as perdas totais de água e solo e os teores de P, K e NH4+ na água da enxurrada, em campo nativo sobre um Latossolo Bruno aluminoférrico típico. Foram estudados os tratamentos: campo nativo sem queima e sem adubo; campo nativo sem queima e com superfosfato triplo; campo nativo com queima e sem adubo; e campo nativo com queima e com superfosfato triplo. Sobre as parcelas, com 11 m de comprimento, na direção do declive, e 3,5 m de largura, aplicou-se uma chuva simulada com intensidade de 75 mm h-1 e duração de 3 h. A queima influenciou a erosão hídrica e as perdas de nutrientes. A queima da fitomassa do campo nativo diminuiu os tempos de início e pico da enxurrada e a infiltração de água no solo, bem como aumentou a taxa máxima de enxurrada, as perdas de água e solo por erosão hídrica e os teores e as perdas totais de P, K e NH4+ na água de enxurrada, em relação à ausência da queima. A concentração de sedimentos na enxurrada foi maior no tratamento com queima da fitomassa do que no sem queima. O maior e o menor valor da concentração de sedimentos ocorreram em menor tempo de duração do escoamento superficial no tratamento com queima do que no tratamento sem queima, contribuindo para que a perda total de solo fosse 8,9 vezes maior com a queima do que sem a queima do campo. O teor e a perda total de P na água da enxurrada foram maiores no tratamento com adubo fosfatado do que no tratamento sem adubo, tanto no tratamento com queima da fitomassa quanto no sem queima. Para o K e o NH4+, os teores e as perdas totais foram maiores no tratamento com queima do que no sem queima. O modelo exponencial do tipo y = ae-bx ajustou-se aos teores de P, K e NH4+ na água da enxurrada, em relação ao tempo de ocorrência do escoamento superficial (p < 0,01).