Contribuição dos mecanismos de fluxo de massa e de difusão para o suprimento de K, Ca e Mg a plantas de arroz

O transporte de nutriente até à superfície das raízes pode ocorrer por fluxo de massa ou por fluxo de massa e difusão, dependendo da atividade do nutriente na solução do solo e da exigência nutricional da planta. Objetivou-se verificar a contribuição dos mecanismos de fluxo de massa e de difusão para o suprimento de potássio, de cálcio e de magnésio a plantas de arroz, em experimento realizado em casa de vegetação. Aplicaram-se em amostra de Latossolo Variação Una, os seguintes tratamentos: Na2CO3, K2CO3, CaCO3 e MgCO3. Aos 75 dias da semeadura, as plantas de arroz foram colhidas e determinadas as quantidades de potássio, de cálcio e de magnésio nelas acumuladas, bem como a concentração desses nutrientes na solução do solo. Essas concentrações, multiplicadas pelo volume de água transpirado, foram usadas para calcular o suprimento por fluxo de massa. A difusão foi estimada por diferença entre a quantidade do nutriente acumulado no vegetal e a transportada por fluxo de massa. Verificou-se que o potássio foi transportado predominantemente por difusão, exceto no tratamento com K2CO3, que gerou altos teores de K na solução de solo, tornando o fluxo de massa suficiente para atender à demanda das plantas. O cálcio e o magnésio foram transportados por fluxo de massa. Segundo os resultados, a difusão foi o principal mecanismo de transporte de potássio nas condições do experimento; todavia, o fluxo de massa pode satisfazer isoladamente a demanda nutricional da planta, quando a concentração de potássio na solução do solo for muito elevada.

Erosão em entressulcos em diferentes preparos e estados de consolidação do solo

O preparo torna o solo mais susceptível à desagregação pelo impacto das gotas da chuva e transporte pelo fluxo superficial laminar e salpicamento, mas, com o passar do tempo, o solo reconsolida-se, aumentando novamente sua resistência. Com o objetivo de estudar a erosão em entressulcos, em diferentes métodos de preparo do solo e consolidação, foi realizado, em 1997/98, um experimento em um Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico arênico, que vinha há oito anos sob plantio direto. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com seis repetições. Os tratamentos testados foram: preparo convencional recente (CR), preparo convencional consolidado (CC, consolidação de dois meses), plantio direto com palha (PDC, 94% de cobertura) e plantio direto sem palha (PDS). O experimento foi realizado com chuva simulada, com intensidade constante de 65 mm h-1, durante 90 min. As parcelas usadas tiveram dimensões de 0,50 m por 0,75 m e declividade média de 8,5%. Foi determinado o fator de erodibilidade do solo em entressulcos (Ki), obtendo-se o valor de 1,77 x 10(6) kg s m-4. Quanto à perda de solo, os tratamentos com preparos convencionais (CR e CC) não foram diferentes entre si, nem os com plantio direto (PDS e PDC), mas houve diferença entre esses dois grupos, havendo uma redução de sete vezes com a não-mobilização do solo. O diâmetro médio geométrico dos agregados foi significativamente menor no PDS e PDC que no CR e CC. Portanto, as perdas de solo foram reduzidas e a agregação aumentada, em virtude da longa consolidação (oito anos) e efeitos associados. O PDC reduziu a taxa constante de perda de água em 31% em relação ao PDS devido à cobertura do solo. Assim, a consolidação e a cobertura do solo reduzem, de forma complementar, as perdas de solo e água.

Água no solo influenciada pela posição na paisagem, em uma toposseqüência de solos de tabuleiro do estado da Bahia

Em relevo ondulado, a posição do solo na paisagem é importante quanto à quantidade de água armazenada e disponível para as plantas. A camada coesa dos solos dos Tabuleiros Costeiros do Nordeste do Brasil prejudica o fluxo de água no perfil. Em períodos mais chuvosos, pode ocorrer a formação de lençol freático suspenso acima dos horizontes coesos, em decorrência da restrição ao fluxo vertical descendente causada por tais horizontes. Dessa forma, em áreas declivosas, é possível ocorrer o interfluxo (fluxo lateral subsuperficial da água) no sentido morro abaixo sobre os horizontes coesos. Tal hipótese foi avaliada em uma toposseqüência com 190 m de comprimento e 0,097 m m-1 de declividade média, composta por Latossolo Amarelo argissólico coeso-LAx (terço superior), Argissolo Amarelo coeso-PAx (terço médio), solo transicional-PAx/PAC e Argissolo Acinzentado-PAC, não-coeso (terço inferior). Dados de umidade, medidos semanalmente durante o ano de 1996 (53 semanas), em 10 pontos ao longo da toposseqüência e em sete profundidades, permitiram comprovar a hipótese citada, com o interfluxo, acima dos horizontes coesos, proporcionando um aporte maior e mais contínuo de umidade ao longo do tempo, no sentido LAx → PAx → PAx/PAC → PAC.

Eficiência nutricional de potássio e crescimento de eucalipto influenciados pela compactação do solo

A compactação do solo por tráfico de veículos pesados altera a disponibilidade de nutrientes para as plantas, interfere no crescimento radicular e nos processos de fluxo de massa e de difusão, constituindo um problema no manejo florestal, no qual têm sido utilizadas máquinas de maior capacidade de carga. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da compactação de solos e doses de K no crescimento e nutrição potássica de mudas de Eucalyptus camaldulensis. Utilizaram-se amostras de dois solos com texturas diferentes, em vasos sob condição de casa de vegetação, sendo os tratamentos dispostos num esquema fatorial 3 x 4 (densidades de solo e doses de K) para cada solo, em delineamento inteiramente casualizado, com três repetições. Amostras de dois solos, um Latossolo Vermelho argiloso (LVarg) e um Latossolo Vermelho-Amarelo franco-arenoso (LVAfar), foram acondicionadas em vasos de PVC com 2 dm³ de solo e compactadas com o auxílio de uma prensa hidráulica. Para o solo argiloso, foram testadas as densidades de 0,9; 1,1 e 1,3 g cm-3 e, para o solo franco-arenoso, de 1,3; 1,5 e 1,7 g cm-3. As doses de potássio foram 0, 50, 100 e 150 mg kg-1 para os dois solos. O experimento foi colhido 100 dias após a emergência, tendo sido realizadas a quantificação da matéria seca, a mensuração de raízes (comprimento, diâmetro médio e superfície radicular) e as análises químicas, com vistas em determinar os teores de K no tecido vegetal e no solo. Constatou-se que, com a compactação do solo, de modo geral, o crescimento de raízes e a eficiência de utilização de K diminuíram e aumentou o diâmetro médio radicular. As doses de K elevaram o teor de K no tecido vegetal e proporcionaram aumento da matéria seca apenas nos tratamentos em que o solo foi mais compactado. Conclui-se que a aplicação de K em solos compactados é fundamental para o crescimento de plantas de eucalipto e que a compactação reduz o crescimento radicular e a eficiência da adubação potássica.

Modelos analíticos para predição do processo da redistribuição da água no solo

A avaliação do processo da redistribuição da água no solo, em condições de campo, demanda considerável tempo e apreciável custo, porque as propriedades hidráulicas do solo sofrem extensa variabilidade espacial e estão sujeitas a freqüentes alterações no tempo. O presente trabalho propõe dois modelos analíticos para estimar a dinâmica desse processo, a partir da adoção do gradiente de potencial hidráulico unitário na equação de Richards. O primeiro modelo estima a umidade do solo e o segundo estima a densidade de fluxo, ambos de acordo com o tempo de drenagem interna para a profundidade de interesse. Os resultados gerados pelos modelos confrontam-se satisfatoriamente física e estatisticamente com os valores medidos da umidade e densidade de fluxo durante o período de drenagem em diferentes profundidades numa Areia Marinha submetida a esse processo em condições de campo. Os modelos propostos exigem somente o conhecimento prévio dos dados da curva de retenção e da condutividade hidráulica do solo na profundidade de interesse.

Fluxo difusivo de ferro em solos sob influência de doses de fósforo e de níveis de acidez e umidade

A deficiência de Fe em plantas de café cultivadas em Latossolos ricos em Fe pode ser causada por condições que afetam o transporte deste nutriente no solo, como teores de P, valores de pH elevados e déficit hídrico no solo. O fluxo difusivo do Fe (FFe) em solos foi avaliado como variável de doses de P e de níveis de acidez e umidade. Para isso, amostras superficiais de dois solos, um Latossolo Vermelho distroférrico típico A moderado textura muito argilosa e um Latossolo Vermelho-Amarelo distroférrico A moderado textura média, receberam 20 mg dm-3 de Fe na forma de FeSO4 e, posteriormente, foram submetidas aos tratamentos: sem ou com calagem (para V = 60 %), sem ou com P (500 mg dm-3, na forma de NH4H2PO4) e três níveis de umidade correspondentes aos potenciais: -0,01, -0,04 e -0,1 MPa, constituindo um fatorial 2 × 2 × 2 × 3, com três repetições distribuídas em blocos inteiramente casualizados. Para a determinação do FFe foram montadas câmaras de difusão que receberam uma lâmina de resina de troca catiônica como dreno de Fe. O Fe total adsorvido às lâminas foi extraído após 10 dias de contato com os solos, estimando-se o FFe. Os resultados mostraram que, em ambos os solos, o FFe mostrou-se altamente dependente da umidade e da acidez do solo (calagem) e que, no Latossolo Vermelho distroférrico, foi muito influenciado pela adição de P. O FFe aumentou com a umidade e com a acidez do solo, mas diminuiu com a adição de P no solo mais argiloso, possivelmente pela formação de compostos Fe-P insolúveis neste solo.

Parametrização do método do perfil instantâneo para a determinação da condutividade hidráulica do solo em experimentos com evaporação

A condutividade hidráulica do solo é uma propriedade cuja quantificação é essencial para qualquer estudo que envolva o movimento da água no solo. Os métodos para sua determinação baseados na drenagem interna, como o do perfil instantâneo - MPI, são os mais empregados, restringindo-se à determinação da condutividade hidráulica entre a condição de solo saturado e a umidade na capacidade de campo. Com a finalidade de obter a condutividade hidráulica para menores valores de umidade, propôs-se um método de emprego do MPI com evaporação, apresentando-se o procedimento para a determinação do plano de fluxo zero e estimativa da densidade de fluxo. Demonstrou-se a aplicação do método, obtendo-se resultados de condutividade hidráulica para a camada superficial de um perfil monitorado a partir de um experimento de campo realizado durante um período de 12 dias. A profundidade máxima do plano de fluxo zero estimado foi de aproximadamente 0,50 m. A faixa de umidade obtida variou de 0,25 a 0,21 m³ m-3, valores complementares aos obtidos em experimentos sem evaporação no mesmo local. Os resultados indicaram a viabilidade do método, útil especialmente para se estender à faixa de umidade obtida na camada superficial de tais experimentos.

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 nitrogênio e fluxos de N2O a partir de solo sob pastagem após aplicação de herbicida

O óxido nitroso (N2O) é um importante gás do efeito estufa, com um alto potencial de provocar o aquecimento global e de vida longa na atmosfera. Grande parte dos fluxos naturais de N2O ocorre a partir dos oceanos, enquanto o restante é resultado principalmente da contribuição de processos microbiológicos (nitrificação e desnitrificação) ocorridos em solos de regiões tropicais. A disponibilidade de N para processos metabólicos dos microrganismos pode ser um importante fator no controle das emissões de N2O nesses solos. O presente trabalho foi realizado com o objetivo de melhorar a compreensão acerca dos controles sobre os fluxos de N2O a partir de solos com pastagem na Amazônia. Foram investigados os efeitos da disponibilidade de N, C e umidade na emissão de N2O a partir do solo de uma pastagem submetida ou não a práticas para recuperação de sua produtividade. O estudo foi realizado em condições de laboratório, incubando o solo coletado nas seguintes situações: (a) Controle - solo com pastagem estabelecida em 1983 e com manejo tradicional, constituída de uma mistura de Brachiaria brinzantha e Panicum maximum, além da presença de uma variedade de plantas invasoras, e (b) Herbicida - dessecação total das plantas da pastagem estabelecida em 1983, para o plantio direto de arroz e posterior ressemeadura de braquiária. É oportuno ressaltar que as amostras de solo (camada de 0-5 cm) das áreas foram coletadas no terceiro dia após a aplicação do agroquímico. Para o estabelecimento das comparações e compreensão dos controles nos fluxos de N2O do solo, foram adicionados ao solo para incubação: nitrato, dextrose e água; além do uso de acetileno para bloquear a oxidação do N2O a N2, estimando, assim, a proporção de N2 que foi emitido do solo. Os maiores fluxos foram observados quando o nitrato foi acrescentado ao solo sob condições de alta umidade. A adição de dextrose (fonte de C) elevou os fluxos de forma mais intensa no solo que recebeu aplicação de herbicida, cuja disponibilidade de N também era maior. Com a aplicação de acetileno foi possível observar que grande parte do N perdido sob formas gasosas ocorre como N2. Desse modo, o processo de desnitrificação mostrou-se dominante nos fluxos de N2O a partir do solo da pastagem estudada, enquanto o N foi o fator principal no controle desses fluxos.

Determinação in Loco da difusividade térmica num solo da região de Caatinga (PB)

Um estudo experimental detalhado sobre transferências de calor e água no complexo solo - vegetação - atmosfera, em uma região de caatinga no semi-árido paraibano, mostrou que o comportamento termodinâmico do solo exerce papel fundamental no processo de evaporação do solo e nos fluxos de calor sensível. Este trabalho objetivou mostrar como a difusividade térmica do solo in loco foi determinada. Três métodos diferentes, embasados sobre hipóteses bem distintas, foram utilizados, e os seus resultados foram comparados. O método harmônico não se mostrou adequado para o tipo de solo encontrado. Para a camada superficial do solo (0-5 cm), o método CLTM (Corrected Laplace Transform Method) mostrou-se bem adaptado. Em todos os casos, o método NHS (método de Nassar & Horton), que considera variações verticais da difusividade térmica, apresentou uma dispersão elevada dos seus pontos, porém forneceu valores próximos dos valores estimados pelo método CLTM na camada superior e valores coerentes nas outras camadas. A umidade do solo, na profundidade média de 5 cm, foi medida por uma sonda TDR devidamente calibrada. Assim, pôde se determinar a relação entre a difusividade térmica e a umidade volumétrica para o solo estudado. Os valores muito baixos de difusividade constituem um condicionante importante do clima local.

Bases teóricas e experimentais de fatores relacionados com a disponibilidade de potássio do solo às plantas usando trigo como referência

O grau de disponibilidade de nutrientes no solo para as plantas é um dos principais fatores que determinam a capacidade produtiva das culturas. Modelos matemáticos têm sido propostos para simular o fluxo de nutrientes para raízes, levando em consideração diversos parâmetros físicos e químicos do solo e fatores anatômicos e fisiológicos da raiz. No presente trabalho, objetivou-se estabelecer uma relação entre o modelo teórico de difusão de Baldwin e os resultados experimentais de campo, envolvendo a resposta da cultura do trigo à aplicação de K ao solo. Com base em simulações com o modelo teórico, constatou-se que solos com poder-tampão de K 3,6 vezes maior proporcionariam absorção de K pelas raízes três vezes menor. Um modelo empírico derivado de três experimentos de campo com trigo indicou interação significativa entre os seguintes fatores: rendimento de grãos de trigo, teor de argila, dose de K aplicada e teor de K no solo. Quanto maior o teor de argila do solo, maior foi a dose de K2O necessária para atingir certo rendimento de trigo. O modelo indicou que cada 10 % a mais de argila aumenta a demanda de aplicação de K2O em 8 a 9 kg ha-1. Quando o teor de K no solo foi superior a 40 mg dm-3, houve tendência de a dose de K a ser aplicada decrescer gradualmente, podendo essa concentração ser definida como nível mínimo para o desenvolvimento de trigo nos solos estudados. Essas constatações permitem inferir que o teor de argila, ou outro fator a ela relacionado, como o poder-tampão ou a capacidade de troca de cátions, poderia ser incorporado em sistemas de recomendação de K, visto que esses fatores têm relação com as variáveis do modelo de difusão de Baldwin.

Uma visão sobre qualidade do solo

No início da década de1990, a comunidade científica, consciente da importância do solo para a qualidade ambiental e para a sustentabilidade agrícola, iniciou a abordagem sobre Qualidade do Solo (QS). Este trabalho teve o objetivo de analisar o estado da arte em QS e fazer uma reflexão sobre as propostas de avaliação. A maior parte dos estudos concentra-se na identificação de um índice que seja capaz de servir como indicador de QS (IQS), para auxiliar na avaliação de terras em relação à degradação, fazer estimativas de necessidades de pesquisa e de financiamentos e julgar práticas de manejo utilizadas. Alguns autores propõem os critérios para definição de um IQS. Das abordagens sobre QS, percebe-se que existem três linhas de pensamento: busca por atributos do solo como IQS; matéria orgânica do solo como IQS; e QS como resultado de processos no sistema solo-planta. Conclui-se que o grande avanço nessa área é a abordagem sistêmica do solo, razão pela qual é mais importante identificar como obter QS, do que identificar atributos para medi-la. Sob essa análise, o sistema solo só atinge qualidade quando integrado às plantas e à biota edáfica, e a avaliação do seu funcionamento, que é a própria QS, deve ter como base os princípios da termodinâmica do não-equilíbrio, ciência que rege os sistemas abertos. Os sistemas agrícolas que favorecem a QS são aqueles que cultivam plantas intensamente, de preferência de espécies diferentes, sem o revolvimento do solo.

Transporte de boro no solo e sua absorção por eucalipto

O mecanismo e a magnitude do transporte de B até as raízes das plantas dependem da umidade e do teor do nutriente no solo. As contribuições do fluxo de massa e da difusão para o transporte de B até as raízes de eucalipto foram avaliadas em resposta ao potencial de água do solo e às doses do nutriente. No ensaio, foram utilizados dois potenciais de água do solo (-10 e -40 kPa) e seis doses de B (0, 0,5, 1, 2, 3 e 5 mg dm-3 de B). As plantas foram cultivadas em vasos com capacidade de 2,5 dm³ em casa de vegetação. O controle do potencial da água do solo foi efetuado pelo uso de um tensiômetro por vaso, e o ajuste por acréscimo de água destilada. A máxima produção de matéria seca de raízes foi obtida nas doses correspondentes a 0,98 e 2,38 mg dm-3 de B nos potenciais de água de -10 e -40 kPa, respectivamente. A máxima produção de matéria seca de parte aérea foi obtida nas doses correspondentes a 0,96 e 1,82 mg dm-3 de B nos potenciais de água de -10 e -40 kPa, respectivamente. Foram observadas relações positivas e altamente significativas (p < 0,01) entre as doses de B aplicadas, o B extraível do solo, o B na solução do solo e o conteúdo de B na planta, para ambos os potenciais de água. O fluxo de massa foi o mecanismo predominante no transporte de B, chegando a suprir 100 % das necessidades das plantas nas doses mais elevadas do nutriente. O fluxo difusivo foi o mecanismo complementar de maior importância relativa no solo com baixo teor de B e com déficit hídrico.

Avaliação de modelo de extração da água do solo por sistemas radiculares divididos entre camadas de solo com propriedades hidráulicas distintas

A avaliação da capacidade de raízes de plantas em extrair água do solo é de grande importância na modelagem da taxa de transpiração e, para entender o crescimento e rendimento vegetal e o balanço de água e de solutos no solo. Para testar um modelo de extração radicular macroscópico baseado no processo em escala microscópica, descreveram-se os resultados de um experimento com plantas cujo sistema radicular foi dividido entre camadas de solo com propriedades hidráulicas contrastantes. Um experimento de lisímetro dividido com plantas de sorgo foi realizado em Piracicaba-SP. Quatro lisímetros com dois compartimentos separados fisicamente (split-pot) foram construídos e preenchidos com material de dois tipos de solo de diferentes classes texturais (um solo de textura média - AR e outro de textura argilosa - AG). Durante um mês e meio foi imposto um regime hídrico, alternando a irrigação entre os compartimentos. O teor de água nos compartimentos dos lisímetros foi monitorado com TDR e tensiômetros. O material dos dois solos foi analisado conforme método-padrão quanto às suas propriedades de retenção e condução da água. A densidade radicular foi determinada por pesagem no fim do experimento, tendo ficado em torno de duas vezes maior no solo AR do que no AG. Observou-se que a extração de água ocorreu preferencialmente do compartimento do lisímetro com maior potencial de fluxo matricial. Em certas ocasiões houve transferência de água do lado de maior para o de menor potencial de fluxo matricial, com a liberação da água ao solo pelo sistema radicular (hydraulic lift). Para compensar o efeito da heterogeneidade da distribuição radicular e da atividade radicular, incluiu-se, no modelo, um fator empírico f de correção. O modelo testado descreveu bem 80 % das observações com a utilização de valores de f de 0,01506 e 0,003713, para os solos AR e AG, respectivamente. O modelo simulou a liberação de água ao solo mais frequentemente do que ela ocorreu no experimento. Esse fato pode indicar que a resistência interna do sistema radicular, não contabilizada pelo modelo, pode ter papel importante nas relações hídricas na rizosfera.

Utilização de métodos de representação espacial para cálculo do fator topográfico na equação universal de perda de solo revisada em bacias hidrográficas

Métodos de representação espacial para o cálculo do fator topográfico (LS) da Equação Universal de Perda de Solo Revisada (RUSLE) têm sido utilizados para estimar a erosão do solo e a produção de sedimentos em bacias hidrográficas. Esses procedimentos baseiam-se nas equações tradicionalmente empregadas para determinação do fator LS e em informações que caracterizam a forma das vertentes derivadas do modelo numérico de elevação (MNE). Neste estudo foram analisados dois métodos de representação espacial utilizados no cálculo do fator LS em modelos matemáticos de erosão e produção de sedimentos em bacias hidrográficas. A análise foi realizada em quatro bacias rurais de relevo movimentado. Os valores de LS obtidos pelos métodos de representação espacial foram comparados entre si e com valores de LS determinados pelo método tradicional com levantamento em campo. Resultados mostraram que os valores de LS gerados pelos métodos de representação espacial apresentam diferenças significativas entre si, sendo dependentes do procedimento de cálculo e do método utilizado para determinar a direção de fluxo no MNE. Também foi verificado que os valores numéricos do fator LS determinados pelos métodos de representação espacial apresentam diferenças em relação àqueles estimados pelo método tradicional.