Incorporação da densidade no ajuste de dois modelos à curva de retenção de água no solo

A curva de retenção de água no solo é fundamental para o desenvolvimento de estudos relacionados com a dinâmica da água, com a modelagem de processos físicos do solo e crescimento das plantas. Normalmente, a curva de retenção é obtida por meio de medidas simultâneas do conteúdo de água (θ) e do potencial mátrico da água no solo (ψ) numa única amostra. Um procedimento alternativo consiste em utilizar várias amostras por ψ para descrever a curva de retenção. A utilização deste procedimento requer a incorporação dos fatores de variação existentes entre as amostras nos parâmetros das funções matemáticas utilizadas para descrever essa curva. O objetivo deste trabalho foi obter a curva de retenção, utilizando esta última sistemática, e ajustar duas diferentes funções não-lineares aos dados de θ(ψ). Amostras indeformadas (0,05 m de diâmetro e 0,05 m de altura) foram obtidas num Latossolo Vermelho distroférrico cultivado com milho sob plantio direto e preparo convencional do solo. Foram retiradas 96 amostras por sistema de preparo, na profundidade de 0-0,10 m, na linha e na entrelinha da cultura. A curva de retenção foi obtida utilizando-se 12 ψ, sendo 16 amostras por ψ: oito por sistema de preparo e quatro por posição amostrada. Os modelos de Genuchten (1980) - VG e o de Hutson & Cass (1987) - HC foram ajustados aos dados. Funções relacionando os parâmetros dos modelos com as variáveis independentes preparo, posição de amostragem e densidade do solo (Ds) os substituíram no ajuste dos dados. Não houve influência estatisticamente significativa dos sistemas de preparo e posição de amostragem (p > 0,05) no ajuste das funções aos dados . Com a função de VG obtiveram-se efeitos significativos da Ds no parâmetro n, o qual foi descrito por uma função quadrática da Ds. Resultado similar foi obtido com o parâmetro "a" da função de HC. A curva de retenção foi sensível às variações da Ds e o procedimento utilizado apresenta vantagens de natureza metodológica, bem como a redução substancial de tempo e custo para obter a curva de retenção. A precisão dos modelos utilizados foi praticamente similar, mas o modelo de HC apresentou menor número de parâmetros empíricos que o modelo de VG.

Retenção de água em dois tipos de latossolos sob diferentes usos

A curva de retenção de água é específica a cada solo e depende de vários atributos do solo. Assim, objetivou-se avaliar a influência de atributos do solo na retenção de água em Latossolo Vermelho distrófico (LVd) e Latossolo Vermelho eutroférrico (LVef) sob diferentes sistemas de uso e manejo. Os sistemas de uso e manejo foram: algodão, cana-de-açúcar e mata. As amostras de solo foram coletadas nas profundidades de 0-10, 10-20, 20-30 e 30-40 cm, para determinar a composição granulométrica, densidade do solo, matéria orgânica, Fe2O3, Al2O3 e a curva de retenção de água. A matéria orgânica não demonstrou participação efetiva na retenção de água, e a densidade do solo revelou maior correlação positiva com a retenção de água. O LVef apresentou maior retenção de água em todas as tensões e a mesma capacidade de água disponível (CAD) em relação ao LVd.

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.

Importância do fluxo de massa e difusão no suprimento de potássio ao algodoeiro como variável de água e potássio no solo

A deficiência tardia de potássio na cultura do algodoeiro tem ocorrido com freqüência nas regiões do cerrado brasileiro. Um dos motivos poderia ser atribuído à baixa disponibilidade de água nessa época. Assim, procurou-se quantificar a contribuição da difusão e do fluxo de massa no suprimento de K às raízes do algodoeiro de acordo com a disponibilidade do nutriente e de água. Para tanto, realizou-se um experimento em vasos em casa de vegetação, utilizando amostras da camada arável (0-20 cm) de um Latossolo Vermelho típico, com 330 mg kg-1 de argila. O experimento constou de duas doses de potássio (15 e 121 mg dm-3 ), na forma de KCl, e quatro conteúdos de água (-0,03; -0,1; -0,5 e -1,0 MPa). As plantas foram colhidas aos 53 dias da emergência. A difusão foi o principal mecanismo de transporte de K no solo, variando de 72 a 96 % do total absorvido pelo algodoeiro. A influência do conteúdo de água do solo sobre os mecanismos de transporte de K foi maior em solos com maior concentração deste nutriente, razão por que o fluxo de massa cresce em importância em solos mais secos.

Análise da variabilidade espacial de pontos amostrais da curva de retenção da água no solo

A determinação da curva de retenção da água no solo é parte fundamental da caracterização das propriedades hidráulicas do solo. Apesar de ser estudada há bastante tempo, ainda não são bem descritas várias particularidades referentes à variabilidade espacial das curvas, bem como a variabilidade geral de seus pontos experimentais. O conhecimento da variabilidade permite um planejamento adequado de experimentos, com menor esforço de amostragem. Objetivou-se explorar procedimentos de análise de pontos amostrais da curva de retenção da água no solo, visando melhor descrever sua variabilidade espacial. Este trabalho utilizou amostras indeformadas de solo coletadas em uma transeção, com três repetições a cada 2 m, em cinco profundidades, tendo sido submetida cada amostra a sete diferentes tensões; o valor da umidade de saturação foi estimado pelas densidades do solo e dos sólidos. Foram efetuadas análises descritivas e exploratórias, com determinação de dados discrepantes, encontrando-se para a maioria dos dados distribuição normal. A desconsideração de dados discrepantes aumentou a normalidade. A análise geoestatística revelou dependência espacial e em algumas tensões com estruturas de dependência em duas escalas. Uma análise de concordância das curvas de acordo com a distância revelou diferenças significativas entre as repetições de cada ponto em comparação com seus vizinhos, porém não foi significativa a diminuição da concordância com o aumento da distância.

Crescimento, partição de matéria seca e retenção de Na+, K+ e Cl- em dois genótipos de sorgo irrigados com águas salinas

Os mecanismos de tolerância à salinidade são complexos e dependem de mudanças fisiológicas e anatômicas que ocorrem na planta inteira. Este trabalho teve como objetivo avaliar a retenção de íons, o crescimento e a partição de matéria seca em dois genótipos de sorgo forrageiro [Sorghum bicolor (L.) Moench] irrigados com água com crescentes níveis de salinidade. Sementes selecionadas foram germinadas em vasos com 12 kg de Argissolo Vermelho-Amarelo textura arenosa em condições de casa de vegetação. O delineamento foi inteiramente casualizado, em esquema fatorial 2 x 5, composto por dois genótipos (CSF 18, sensível, e CSF 20, tolerante) e cinco concentrações de sais na água de irrigação, correspondentes às condutividades elétricas (CEa) de 0,5 (controle), 2,0, 4,0, 6,0 e 8,0 dS m-1, com quatro repetições. A aplicação dos tratamentos (concentrações de sais) teve início aos cinco dias após a emergência, e a coleta das plantas foi realizada aos 44 dias depois do início dos tratamentos. Foram determinadas a produção e a partição de matéria seca, bem como a distribuição das raízes nos vasos e os teores de íons (Na+, K+ e Cl-) nas diversas partes da planta. A salinidade reduziu a área foliar e a produção de matéria seca da parte aérea e das raízes; a redução no crescimento da parte aérea foi maior no genótipo CSF 18. A salinidade alterou a partição de fotoassimilados de forma similar nos dois genótipos, resultando em aumento na proporção entre fontes e drenos, o que pode contribuir para a aclimatação das plantas ao estresse salino. As plantas de sorgo mostraram eficiente mecanismo de retenção de Na+, prevenindo seu acúmulo nos tecidos foliares. Esse mecanismo, no entanto, provocou diminuição na suculência foliar. Os teores foliares de K+ e a retenção de Na+ nos colmos foram maiores no genótipo CSF 20 (tolerante).

Funções de pedotransferência para as curvas de retenção de água e de resistência do solo à penetração

Funções de Pedotransferência (FPT) são ferramentas úteis para estimar, a partir de características inerentes ao solo, propriedades físicas deste, como a curva de retenção de água do solo (CRA) e a curva de resistência à penetração (CRP). A maioria dos trabalhos na literatura reporta FPT para estimar apenas a CRA. Um importante e necessário avanço nessa área de pesquisa seria o desenvolvimento de FPT para estimar a CRA e a CRP simultaneamente, objetivo deste trabalho. Uma área com solos que apresentam grande variação de textura foi selecionada; nelas 180 amostras foram obtidas para medir a CRA, a CRP, a densidade do solo, a análise granulométrica e o teor de C orgânico. A CRA e a CRP foram estimadas com sucesso, com coeficiente de determinação (R² > 0,9). O teor de argila foi a variável mais importante na definição das FPT, e o seu efeito na CRA e CRP foi demonstrado.

Inter-relações entre as propriedades físicas e os coeficientes da curva de retenção de água de um latossolo sob diferentes sistemas de uso

O comportamento físico e hídrico do solo fundamenta as práticas de seu uso e manejo. O objetivo deste trabalho foi avaliar as inter-relações entre as propriedades físicas e os coeficientes da curva de retenção de água de um Latossolo Vermelho distrófico sob diferentes sistemas de uso. Em 2004, foram selecionadas três áreas contíguas utilizadas por mais de vinte anos com mata (nativa), pousio (Brachiaria decumbens) e cultivo (culturas anuais). Foram coletadas 25 amostras de solo com estrutura não deformada na camada de 0-0,15 m de profundidade, que foram utilizadas para determinação das curvas de retenção de água do solo. As curvas de retenção de água foram ajustadas pela equação de van Genuchten, obtendo-se os coeficientes qs, qr, a e n. Também foram mensuradas as variáveis densidade do solo, teor de C orgânico e teor de argila do solo (grupo I). Essas variáveis e os coeficientes das curvas de retenção do solo (grupo II) foram submetidos às análises de correlações canônicas. Verificou-se que a intensificação do uso do solo (mata, pousio e cultivo) resultou em maiores valores de densidade do solo e na redução dos teores de C orgânico e argila. O primeiro par das variáveis canônicas indicou dependência de qs em relação a densidade, e o segundo par distinguiu os sistemas de uso do solo verificado pela dependência de qr em relação aos teores de argila e de C orgânico. As modificações dos teores de C orgânico e da densidade do solo sugerem a degradação da qualidade física e hídrica do solo.

Modelos de ajuste e métodos para a determinação da curva de retenção de água de um Latossolo-vermelho-amarelo

A caracterização da capacidade de retenção de água de um solo é fundamental para a descrição do fluxo de água através dele e para o adequado manejo da irrigação. São apresentadas comparações entre curvas de retenção de água do solo: ajustadas pelos modelos propostos por van Genuchten e por Hutson & Cass; obtidas pelo método do WP4 usando processo de umedecimento e de secagem; obtidas pelo método da centrífuga utilizando amostras deformadas e indeformadas; e obtidas pelo WP4 e centrífuga, usando um processo de secagem e amostra deformada. Amostras deformadas e indeformadas foram coletadas com trados específicos em um Latossolo Vermelho-Amarelo (LVA), textura argilosa. Foram determinadas as propriedades hídricas do solo necessárias à elaboração das curvas de retenção de água obtidas por análise de regressão. O modelo de van Genuchten possibilitou o melhor ajuste nas diversas situações estudadas. Considerando o processo de secagem, o teor de água útil obtido superou em 13 % o resultado do processo de umedecimento e evidenciou reduzido efeito de histerese. A amostra deformada apresentou-se com um teor de água útil superior 61,7 % ao valor obtido para a amostra indeformada. Entre os métodos estudados, verificou-se que aquele que usa o WP4 subestimou os dados obtidos pela centrífuga. Verificou-se que há diferenças entre amostra deformada e indeformada e os métodos utilizados na obtenção da curva de retenção.

Influência da granulometria e da mineralogia sobre a retenção do fósforo em latossolos sob pastagens no cerrado

As pastagens abrangem cerca de 50 milhões de hectares na região do Cerrado. Os Latossolos, ocupando aproximadamente a metade da área, são solos intemperizados, constituídos, principalmente de caulinita, óxidos de Fe e Al e estes óxidos têm grande influência na retenção de P. O objetivo deste trabalho foi avaliar os teores totais de P, assim como sua disponibilidade e retenção em Latossolos sob pastagens do Cerrado, e relacionar estes dados com suas características mineralógicas, granulométricas e químicas. As relações entre as características estudadas foram avaliadas por meio da análise de componentes principais e correlações de Pearson. O P disponível resina mostrou-se correlacionado negativamente com as características mineralógicas e granulométricas e positivamente com os teores de matéria orgânica do solo. Tanto os óxidos livres totais como os amorfos tiveram correlações negativas com o P remanescente (Prem). Os teores de gibbsita, goethita e hematita apresentaram correlações negativas com o Prem. Por outro lado, a caulinita não exerceu influência sobre o Prem, indicando a baixa participação desta na adsorção de P nos Latossolos do Cerrado. Observou-se correlação negativa entre o Prem e o C total, explicada pelo fato de o estoque de C aumentar linearmente com o conteúdo de argila e silte no solo. Os óxidos de Fe e Al foram os componentes mineralógicos que exerceram maior influência sobre o Prem.

Porosidade e retenção de água em um argissolo sob manejos convencional e direto submetido a compressões unidimensionais

A dinâmica da ocupação do espaço poroso pela água e ar em solos sujeitos ao estresse mecânico ainda é pouco conhecida, principalmente quando as pressões situam-se sobre a reta de pré-consolidação. Assim, este trabalho foi realizado com o intuito de quantificar as mudanças no espaço poroso de um Argissolo sob dois sistemas de preparo, submetido a compressões unidimensionais, dando-se ênfase à densidade do solo e ao conteúdo de água retida em dois potenciais. Foram coletadas amostras sob os sistemas plantio convencional (SPC) e plantio direto (SPD), em triplicata e com estrutura preservada, do horizonte superficial Ap (0-0,075 m) de um Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico abrúptico, do campus da Universidade Federal de Santa Maria, Rio Grande do Sul. Uniformizou-se o conteúdo de água das amostras a -32 kPa sobre placa porosa em membrana de Richards (panela de pressão), sendo submetidas, em célula odométrica com dreno aberto, às pressões uniaxiais finais de zero, 50, 100 e 200 kPa. Após o ensaio, torrões foram separados com as mãos por tração e submetidos, em quadruplicata, a dois potenciais de água (-1.600 e -100 kPa), utilizando-se membrana de Richards (célula). O volume das amostras e o teor de água gravimétrica foram determinados por pesagens sob empuxo e após secagem em estufa a 105 °C. Aplicou-se a análise de variância nos resultados, e uma análise de regressão foi aplicada quando necessária. A densidade do solo respondeu linearmente para o SPD e de forma quadrática para o SPD com o aumento das pressões. O conteúdo de água variou de forma quadrática com o aumento das pressões aplicadas em ambos os sistemas de preparo do solo. Explica-se 85 % da retenção de água do solo pela variação da pressão unidimensional aplicada, sendo a resposta positiva para o SPC e negativa para o SPD. As mudanças na densidade do solo e no conteúdo de água gravimétrica foram importantes em ambos os sistemas de preparo no potencial de água de -100 kPa. Pode-se inferir que o solo sob sistema de preparo convencional foi mais sensível ao estresse mecânico que aquele sob plantio direto, evidenciando a diminuição da porosidade e consequentemente da proporção de ar.

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.

Número mínimo de tensões para determinação da curva característica de retenção de água de um latossolo vermelho eutrófico sob sistema de semeadura direta

Para o conhecimento do comportamento físico-hídrico do solo, é fundamental a determinação da curva de retenção de água (CRA). A aquisição de dados para obtenção da CRA envolve processos demorados e custos elevados. A hipótese deste estudo foi a de que é possível determinar a CRA com menor número de tensões, reduzindo seu tempo de obtenção, sem, contudo, comprometer a acurácia dos resultados. Assim, o objetivo deste trabalho foi determinar quais tensões podem ser utilizadas para determinação da CRA de Latossolo Vermelho eutrófico de maneira acurada e em menor tempo. Foram determinados os conteúdos de água retidos em amostras de um Latossolo Vermelho eutrófico sob sistema de semeadura direta (SSD). As tensões utilizadas na determinação dos conteúdos de água foram: 0, 10, 20, 40, 60, 80, 100, 200, 300, 500, 700, 1.000, 3.000, 5.000 e 15.000 hPa. Os dados foram combinados e determinaram-se 450 CRAs ajustadas pelo modelo de van Genuchten. Os parâmetros α, m, n e Ug res, gerados pelo modelo, foram submetidos à análise de variância (teste F) e as médias comparadas pelo teste de Scott-Knott (p = 0,05). A hipótese deste estudo foi confirmada, ou seja, é possível determinar a CRA com menor número de tensões, reduzindo seu tempo de obtenção em até cinco vezes, sem, contudo, comprometer a acurácia dos resultados. A tensão de 15.000 hPa deve estar contida na combinação de tensões a serem utilizadas para determinação da curva característica de retenção de água, quando se emprega o modelo matemático de van Genuchten para ajuste dos dados. As curvas características de retenção de água do solo, definidas com as combinações de tensões (0, 60, 700 e 15.000 hPa), (0, 80, 700 e 15.000 hPa), (0, 100, 1.000 e 15.000 hPa), (0, 20, 60, 100, 700 e 15.000 hPa), (0, 80, 300, 700 e 15.000 hPa) e (0, 100, 300, 1.000 e 15.000 hPa), sendo os dados ajustados ao modelo de van Genuchten, proporcionaram estimativas dos conteúdos de água, retidos no Latossolo Vermelho eutrófico sob sistema de semeadura direta, com a mesma acurácia, quando comparada à curva de referência partindo-se de um conjunto de 15 valores de tensões.

Modelagem da curva de retenção de água de Latossolos utilizando a Equação Duplo Van Genuchten

Os Latossolos da região do Cerrado brasileiro, em função da mineralogia da fração argila e estrutura granular, apresentam elevado volume de poros grandes e de poros extremamente pequenos, não mostrando significativo volume de poros intermediários, o que faz com que neles a disponibilidade de água para as plantas seja baixa. Este trabalho objetivou caracterizar e modelar o comportamento da retenção de água em Latossolos oxídicos da região do Cerrado, pertencentes a diferentes classes texturais. Foram coletadas amostras do horizonte Bw de 10 Latossolos oxídicos sob vegetação nativa. A retenção de água nos potenciais matriciais de 1, 2, 4, 6, 8 e 10 kPa foi obtida em unidade de sucção nos potenciais de 33, 60, 100, 500 e 1.500 kPa no extrator de Richards, e a água retida sob potenciais de 1.500 a 300.000 kPa foi quantificada utilizando o psicrômetro de termopar WP4-T. O modelo duplo van Genuchten foi proposto para ajustar os dados experimentais de retenção de água por meio de procedimentos de ajuste de modelos não lineares do software R 2.10.1; também foi avaliada a relação entre as estimativas dos parâmetros do modelo, bem como a inclinação do ponto de inflexão com as propriedades texturais dos solos, aplicando o teste de correlação de Pearson. Os resultados mostraram o bom ajuste do modelo e alto poder de predição, sendo observada correlação do conteúdo de argila do solo com os parâmetros da equação (Usat, Upmp, Ures), assim como, com a inclinação do segundo ponto de inflexão (Itex). A textura dos Latossolos influenciou o comportamento das curvas de retenção de água. As curvas de retenção de água dos Latossolos em estudo apresentaram comportamento bimodal no intervalo de potencial matricial estudado.

Retenção de sedimentos removidos de área de lavoura pela mata ciliar, em Goiatuba (GO)

Matas ciliares são geralmente associadas à retenção de sedimentos e à mitigação dos impactos extrínsecos da erosão do solo em áreas de lavoura. No entanto, existem poucos estudos quantitativos sobre o tema. O objetivo deste trabalho foi analisar a eficiência de uma mata ciliar na retenção dos sedimentos produzidos na área de lavoura utilizando a técnica do 137Cs. A amostragem foi realizada em julho de 2005, em transector alocado em área sob intenso uso agrícola, na região central do Brasil, cultivada com algodão em sistema de plantio convencional. A técnica do 137Cs mostrou-se adequada para a determinação de perdas e ganhos de solo nesse tipo de estudo, evidenciando o depósito de sedimentos na área ciliar coberta de mata, bem como a eficácia dessa formação na retenção dos sedimentos advindos da área de lavoura.