Modelagem da dinâmica do potássio no solo sob irrigação por gotejamento: validação do modelo

A compreensão do transporte simultâneo de água e solutos a partir de uma fonte pontual permite desenvolver estratégias eficientes na fertirrigação, sendo importante no dimensionamento, operação e manejo de sistemas de irrigação localizada. Assim, o presente trabalho teve como objetivo apresentar a validação de modelo matemático desenvolvido para simular o deslocamento simultâneo de água e potássio na irrigação por gotejamento. O desenvolvimento do modelo baseou-se na resolução numérica de equações diferenciais parciais de segunda ordem, aplicadas à fonte puntiforme sob fluxo transiente de água e solutos. O experimento de validação foi conduzido no Departamento de Engenharia Rural da ESALQ/USP. O solo utilizado foi um Latossolo Vermelho, fase arenosa, série "Sertãozinho", no qual foi aplicada uma solução de cloreto de potássio com concentração de 500 mg L-1 de K, com vazão de 3 L h-1, durante 2 h. Os tempos de amostragem foram 24; 48 e 72 h após o início da irrigação. Observou-se que houve bom ajuste nos valores da distribuição conjunta de água e potássio no bulbo quando foram comparados os dados simulados pelo modelo e os obtidos experimentalmente. A distribuição do potássio ficou limitada às camadas mais internas do bulbo, mostrando que o deslocamento do cátion foi retardado ao interagir com a matriz do solo.

Análise espacial da ocorrência do índice de cone em área sob semeadura direta e sua relação com fatores do solo

O presente estudo teve o objetivo de analisar, em uma lavoura sob semeadura direta, a distribuição vertical e horizontal da resistência à penetração medida por valores georreferenciados do índice de cone (IC) e a influência do teor de água do solo, permitindo a interpolação para análise de relações causa e efeito. Fatores importantes, como o teor de argila, silte, densidade, espaço poroso e teor de matéria orgânica do solo também foram mensurados. Utilizou-se de um penetrômetro hidráulico eletrônico, receptor de GPS, amostrador de solo e programas computacionais para o tratamento e obtenção dos resultados. A análise foi feita a partir dos mapas (não apresentados) para a espacialização dos atributos e pela regressão entre os dados interpolados por meio da função que apresentou o coeficiente de determinação (R²) mais elevado. Constatou-se a ocorrência de valores maiores para o IC nas profundidades compreendidas de 0,10 a 0,15 m, com menores valores em locais com maior teor de matéria orgânica, a qual coincidiu com maiores teores de argila e silte. O IC foi influenciado principalmente pelo teor de água, densidade e espaço poroso do solo.

Distribución espacial de la rugosidad en parcelas agrícolas en Provincia de Buenos Aires - Argentina

O uso de imagens SAR para estimar e monitorar a umidade superficial do solo requer que se considere outros fatores que influenciam na retrodifusão do sinal-radar, entre os quais a rugosidade da cobertura da superfície à escala de centímetro é muito importante. Há diversos métodos para determinar a rugosidade, mas muitos são caros ou de operação de campo complexa. Neste trabalho, é apresentado um método versátil e econômico que usa máquina fotográfica e tela quadrada. Cada fotografia é processada numericamente obtendo a altura RMS, como parâmetro da rugosidade da cobertura. Por meio de técnicas geoestatísticas de krigagem é estimada a distribuição espacial da rugosidade. São mostradas experiências em áreas com cobertura de trigo, localizadas na área agrícola serrana da Província o Buenos Aires, Argentina. Os valores de RMS encontrados (29 mm < RMS < 48 mm) foram analisados com quatro critérios de rugosidade. É expressa sua utilidade para estimar o estado hídrico superficial de solos em áreas agrícolas mediante sua aplicação como entrada (input) nos modelos de retrodispersão de imagens SAR.

Variabilidade espacial do potencial erosivo das chuvas no Estado do Rio de Janeiro

Desenvolveu-se este trabalho com o objetivo de analisar a variabilidade espacial da erosividade no Estado do Rio de Janeiro, por meio de análise geoestatística. Os índices de erosividade médios anuais EI30, definidos pelo produto da energia cinética da chuva e sua intensidade máxima em 30 min e KE>25 (definidos como a energia cinética das chuvas com intensidades superiores a 25 mm h-1) foram calculados a partir de dados pluviográficos de 36 estações, enquanto, para outras 57 estações, os mesmos índices foram estimados por meio de equações de regressão, totalizando 93 pontos de amostragem. O modelo matemático ajustado ao semivariograma experimental, para ambos os índices, foi o exponencial. A partir dos parâmetros dos modelos ajustados, foi possível gerar mapas de erosividade pelo método da krigagem, que apresenta vantagens em relação aos métodos convencionais. Além disso, também foram gerados mapas de variância de krigagem. Os maiores valores de erosividade foram observados nas regiões Serrana e da Baía da Ilha Grande, enquanto os menores valores foram observados nas regiões norte e noroeste do Estado. As maiores variâncias de krigagem foram observadas nas regiões Litorânea e Norte, que são as que apresentam menores densidades de amostragem.

Variabilidade espacial e controle estatístico do processo de perdas na colheita mecanizada do algodoeiro

Dentro do processo produtivo, a colheita, se mal conduzida, poderá causar prejuízos quali-quantitativos no produto final. Dessa forma, esse trabalho teve o objetivo de avaliar as perdas quantitativas, no solo e na planta, na colheita mecanizada de algodão, no ano agrícola de 2006, em Ipameri-GO, em um talhão de 1,4 ha, sendo georreferenciados 41 pontos, distanciados de 50 m no sentido da curva de nível e 9 m entre fileiras. As amostras foram coletadas colocando-se uma armação de 4,5 m² sobre o solo, coletando todo o algodão caído no solo e, em seguida, fez-se a coleta do algodão que permaneceu na planta após a passagem da colhedora. Além das perdas quantitativas determinaram-se o teor médio de água do algodão e o Rendimento Potencial Máximo (RPM). Foram construídas cartas de controle para verificar a qualidade da operação de colheita. Observou-se que as perdas na colheita do algodão foram altas, principalmente as perdas no solo (PS), indicando que a colhedora não apresentou boa eficiência de colheita. As perdas no solo não apresentaram dependência espacial, enquanto as perdas na planta e totais apresentaram dependência moderada e forte, respectivamente. O processo de colheita de algodão não se encontra dentro dos padrões de qualidade, sob o ponto de vista de controle estatístico de processo, devendo ser revistas as condições de colheita.

Variabilidad espacial de atributos físicos de un Typic Haplustox de los Llanos Orientales de Colômbia

O objetivo deste trabalho foi estudar o comportamento da variabilidade espacial da resistência mecânica à penetração (RP), da densidade do solo, da densidade de partículas do solo, da porosidade total e dos teores de areia, silte e argila, e as relações existentes entre as propriedades analisadas. O estudo foi desenvolvido em Puerto López (Meta-Colômbia). As amostras do solo foram coletadas em duas profundidades (0 - 0,10 e 0,10 - 0,20 m), em intervalos regulares de 25 m, em malha regular, compreendendo 42 pontos, sendo a RP medida até 0,42 m de profundidade. A RP não se correlacionou com nenhuma propriedade, na primeira profundidade. De 0,10 - 0,20 m de profundidade, a RP correlacionou-se com os teores de silte e areia. Os semivariogramas da RP não apresentaram correlação espacial nas duas profundidades, possivelmente devido ao sistema de preparo do solo, que modifica a dependência espacial na superfície, acarretando maior homogeneidade do solo. As propriedades ajustaram-se a modelos de semivariogramas exponenciais e esféricos. Para a profundidade de 0,10 - 0,20 m, as propriedades não se ajustaram a modelos de semivariogramas, apresentando efeito pepita puro, ou seja, não apresentaram dependência espacial, à exceção da densidade aparente.

Variabilidad espacial de los modelos de infiltración de Philip y Kostiakov en un suelo Ândico

Conhecer o comportamento da infiltração é de grande utilidade devido a sua aplicação na produção agrícola, pois permite definir a operação de sistemas de irrigação e estudar os efeitos de diferentes práticas de uso do solo. O objetivo do presente estudo foi analisar a variabilidade espacial dos parâmetros do modelo de infiltração de Philip e Kostiakov, assim como a sua relação com a densidade do solo, a densidade das partículas e os teores de areia, de silte e de argila. Os testes de infiltração foram medidos usando dois anéis concêntricos, em uma malha de amostragem retangular de 5 x 8 pontos, em intervalos regulares de 20 m, sob duas condições de umidade do solo. Encontrou-se que a variabilidade do solo e, principalmente, os teores de argila, influem na variabilidade espacial da infiltração, observando-se que os parâmetros do modelo de Philip e Kostiakov nem sempre se ajustaram a modelos teóricos de semivariogramas. O modelo que apresentou ajustes para todos os testes realizados nas duas condições de umidade foi o de Kostiakov. Os testes apresentaram-se limitantes para o modelo de Philip, quando o solo apresenta altos teores de água, indicando que esse modelo não foi adequado no solo ândico em estudo.

Variabilidade espacial da emissão de CO2 em Latossolos sob cultivo de cana-de-açúcar em diferentes sistemas de manejo

Neste trabalho, foi determinada a estrutura da variabilidade espacial da emissão de CO2, temperatura e umidade de solos desprovidos de vegetação em duas localidades sob cultivo da cana-de-açúcar, em sistemas de manejos de cana crua e de cana queimada, no nordeste do Estado de São Paulo. A emissão de CO2 e a temperatura do solo foram registradas utilizando-se de câmara de fluxo portátil e sensor de temperatura do sistema LI-6400. A umidade foi avaliada utilizando sistema portátil TDR. A maior emissão foi observada no local sob manejo de cana queimada, com valor médio de 2,05 μmol m-2 s-1, porém a dependência espacial na emissão de CO2 foi encontrada somente na área sob manejo de cana crua. Os mapas de krigagem da emissão de CO2, temperatura e umidade do solo sob manejo de cana queimada mostraram correspondência à declividade do terreno, com as maiores emissões e temperaturas localizadas na parte mais alta, sendo as maiores umidades do solo encontradas na parte mais baixa do local estudado. Os resultados indicam correlação linear positiva da emissão de CO2 com a temperatura, e negativa com a umidade do solo somente no local com manejo de cana queimada, e não no sistema de cana crua, onde a presença de palhada certamente impede a ação direta da radiação solar e o escoamento de chuvas.

Modelo aplicado à dinâmica da água e do potássio no solo sob irrigação por gotejamento: análise de sensibilidade

A compreensão do transporte simultâneo da água e de solutos, a partir de uma fonte pontual, permite desenvolver estratégias eficientes na fertirrigação, sendo importante no dimensionamento, na operação e no manejo de sistemas de irrigação localizada. O presente trabalho teve como objetivo apresentar a análise de sensibilidade de um modelo matemático, desenvolvido para simular o deslocamento simultâneo de água e de potássio na irrigação por gotejamento. A análise de sensibilidade foi realizada com respeito às variações individuais da condutividade hidráulica do solo saturado, umidade inicial e saturada do solo, dispersividade, fator de retardamento e vazão do emissor. Os resultados obtidos revelaram que o modelo matemático, com relação à distribuição de água, é bastante sensível à umidade de saturação e inicial do solo e, em relação à distribuição de potássio, é bastante sensível a variações negativas da condutividade hidráulica do solo saturado e da vazão do gotejador; já em relação aos parâmetros de transporte de solutos no solo, é bastante sensível a variações negativas do fator de retardamento e pouco sensível às variações da dispersividade do solo.

Variabilidade espacial de atributos químicos de um argissolo para aplicação de insumos à taxa variável em diferentes formas de relevo

A agricultura de precisão implica análise da variabilidade espacial de fatores de produção e a aplicação de insumos de forma localizada. Várias são as causas que condicionam a variabilidade espacial dos solos, sendo o relevo um dos fatores mais importantes. O presente estudo teve por objetivo analisar a variabilidade espacial dos atributos químicos do solo e a elaboração de mapas de necessidade de aplicação de insumos de forma localizada, em áreas com diferentes formas de relevo. Duas parcelas de 1 ha cada foram delimitadas em áreas com topografia côncava e convexa. Foram retiradas, em cada área, 242 amostras de solos em 121 pontos, nas profundidades de solo de 0,00-0,20 m e 0,20-0,40 m. Os resultados de análise química foram submetidos às análises da estatística descritiva, geoestatística e interpolação por krigagem. A área convexa apresentou maior variabilidade espacial do solo em relação a área côncava. A adoção da agricultura de precisão possibilitou economia de aproximadamente 25 kg ha-1 de P2O5 na área côncava.

Variação espacial e temporal dos fatores limnológicos em riachos da microbacia do rio São Francisco Verdadeiro

Com objetivo de caracterizar espacial e temporalmente os riachos da microbacia do rio São Francisco Verdadeiro, Marechal Cândido Rondon - PR, em função de fatores limnológicos, foram estabelecidas seis estações de coleta em três riachos (Curvado, Ajuricaba e Arroio Fundo), sendo uma estação na foz e outra na nascente. As coletas de água foram obtidas entre junho de 2005 e maio de 2006, totalizando 72 amostras. Foram analisadas as seguintes variáveis: temperatura, pH, condutividade elétrica, oxigênio dissolvido, turbidez, material em suspensão, fósforo total dissolvido, ortofosfato, nitrogênio total e nitrogênio amoniacal. De acordo com a análise de variância, houve baixa variabilidade entre as estações de coleta, porém a variação temporal demonstrou a influência do ciclo hidrológico. A análise de componentes principais (ACP) discriminou o sistema com base nos maiores valores registrados para as variáveis limnológicas, ficando separados os períodos influenciados pelas secas e pelas chuvas. A maior parte das variáveis está associada com o período de chuvas, no entanto há concentrações esporádicas de nutrientes na seca e menores valores de oxigênio dissolvido, demonstrando a dificuldade de diluição nesse período, causada pela diminuição da chuva e, consequentemente, do volume de água dos riachos.

Variabilidade espacial de atributos físicos de um argissolo vermelho-amarelo sob pastagem e vegetação secundária em regeneração natural

Este trabalho foi realizado com o objetivo de estudar a variabilidade espacial de atributos físicos de um Argissolo Vermelho-Amarelo sob pastagem e vegetação secundária em regeneração natural. Duas áreas foram escolhidas em uma encosta, com a amostragem de solo à profundidade de 0-0,2 m, com os pontos georreferenciados em uma malha regular de 10x10 m, totalizando 64 pontos em cada área. Foram avaliados o volume total de poros, macroporosidade, microporosidade, densidade do solo, resistência do solo à penetração e umidade do solo em cada ponto. Os atributos estudados na área de pastagem apresentam indicador de compactação do solo pelo pisoteio de animais, com estrutura moderada e forte dependência espacial, com exceção da macroporosidade e a resistência à penetração. Na área de vegetação secundária (VN), somente a macroporosidade não apresenta dependência espacial. O volume total de poros e a densidade do solo apresentam o mesmo padrão espacial na área sob pastagem.

Situação dos recursos hídricos nas bacias hidrográficas dos rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí utilizando modelo desenvolvido em dinâmica de sistemas

Utilizou-se modelo desenvolvido em dinâmica de sistemas, especificamente para as Bacias Hidrográficas dos Rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí (BH-PCJ), com cinco simulações para 50 anos de horizonte, como ferramenta para auxiliar na gestão dos recursos hídricos. O modelo estimou as ofertas e demandas de água, e a geração de águas residuárias dos diversos consumidores existentes nas BH-PCJ. Realizou-se simulação utilizando-se das taxas de consumo e de oferta existentes em 2004, e as precipitações com os valores médios constantes. Sob essas premissas, foi encontrado que as demandas de água aumentarão cerca de 76%, que aproximadamente 39% do volume de água disponível terá origem no reúso das águas residuárias, a carga contaminante aumentará em 91%. O Índice de Falkenmark mudará de 1.403 m³ habitante-1 ano-1, em 2004, para 734 m³ hab-1 ano-1 em 2054; e o Índice de Sustentabilidade de 0,44 para 0,20. Foram explorados outros quatro cenários: com fator de mudanças nas precipitações anuais de 90 e 110%; considerando vazão ecológica equivalente a 30% da vazão média diária, e sem nenhuma mudança nas taxas dos outros fatores, somente na vazão ecológica e no consumo domiciliar de água. Todos eles mostraram tendência à futura crise nos recursos hídricos nas BH-PCJ.

Qualidade da água e sua relação espacial com as fontes de contaminação antrópicas e naturais: bacia hidrográfica do rio São Domingos - RJ

O objetivo do trabalho foi avaliar a qualidade das águas da Bacia Hidrográfica do Rio São Domingos (BHRSD), correlacionando-a com as possíveis fontes poluidoras advindas das características naturais e antrópicas da área. Alguns parâmetros físico-químicos foram analisados em 65 pontos (superficiais e subterrâneos) de amostragem. Os resultados foram confrontados com os limites estabelecidos pelas Resoluções CONAMA 357/05 (classe 2), que trata das águas superficiais, e CONAMA 396/08 (consumo humano), que contempla as águas subterrâneas. Foram analisados diversos cátions e ânions, temperatura, alcalinidade, pH, condutividade elétrica (CE), sólidos totais dissolvidos (STD), oxigênio dissolvido (OD), demanda bioquímica de oxigênio (DBO), coliformes termotolerantes e alguns agrotóxicos organoclorados e organofosforados. Os parâmetros que apresentaram inconformidades, com maior frequência, foram: alumínio dissolvido, boro total, ferro dissolvido, manganês total, nitratos, pH, OD, DBO e alguns organoclorados e organofosforados. Embora a área esteja situada em terreno cristalino tropical úmido, o que pode justificar os teores elevados de alumínio, manganês e ferro, os resultados apontam que o comprometimento da qualidade das águas da BHRSD é influenciado pela prática agrícola.

Comportamento espacial da demanda energética em semeadura de amendoim em latossolo sob preparo convencional

A mecanização desempenha papel fundamental na produção agrícola e, consequentemente, na composição dos custos. Os adequados planejamento e gerenciamento dos sistemas mecanizados contribuem para a racionalização e redução dos gastos e melhoria do produto final. O objetivo deste trabalho foi estudar e caracterizar a variabilidade espacial da resistência mecânica do solo à penetração, da demanda energética e do desempenho operacional do conjunto trator-semeadora-adubadora em semeadura de amendoim, atuando com 5% de biodiesel etílico destilado de amendoim, em solo sob preparo convencional. As variáveis avaliadas neste estudo foram: força e potência requeridas na barra de tração, capacidade de campo efetiva, consumo de combustível, consumo de energia, patinhagem dos rodados e resistência mecânica do solo à penetração. Pelos resultados obtidos, concluiu-se que a variabilidade espacial das variáveis ligadas ao conjunto mecanizado depende principalmente da direção de deslocamento e que a resistência mecânica do solo à penetração não apresentou correlação com as outras variáveis. O consumo específico de combustível demonstrou correlação negativa com a força de tração, indicando que houve melhor aproveitamento da energia disponibilizada pelo combustível para maior exigência de tração.