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Tipo do documento: Dissertação
Título: Condutividade hidráulica saturada de solos: limites metodológicos em função da geometria porosa no diagnóstico de resiliência de áreas degradadas
Autor: CAVALCANTE, Fagna Maria Silva 
Primeiro orientador: ALMEIDA, Brivaldo Gomes de
Primeiro coorientador: CAVALCANTE, Douglas Monteiro
Segundo coorientador: ARAÚJO FILHO, José Coelho de
Primeiro membro da banca: BRITO, Alexsandro dos Santos
Segundo membro da banca: MACIEL NETTO, André
Resumo: A condutividade hidraulica saturada (Ksat) expressa a intensidade ou taxa da movimentação da água nos poros do solo, constituindo uma ferramenta importante para a avaliação da dinâmica da água, nutrientes e poluentes no solo. Varia conforme as características do fluído percolante e seus valores podem ter influência da matriz porosa (textura, densidade, distribuição do tamanho de poros e estabilidade de agregados). A geometria porosa, por sua vez, é sensível às alterações promovidas pelo uso e manejo de áreas cultivadas. Tais modificações levam à dificuldades para o desenvolvimento da fauna e flora, para a produção agrícola e recuperação ambiental natural, ou por intervenção antrópica. Em virtude disso, objetivou-se definir os limites metodológicos para a determinação da Ksat de solos, em função das alterações associadas à sua matriz porosa, no diagnóstico da resiliência de áreas degradadas. A área experimental constituiu-se de três sistemas sob diferentes manejos: cultivo de palma forrageira; em pousio (herbáceas); e sob Caatinga preservada. As amostras foram coletadas na camada de 0-0,2 m, tendo-se: amostras deformadas, via trado do tipo holandês; e com estrutura preservada, por meio do método do anel volumétrico, com auxílio de amostrador tipo Uhland; e, também, amostras em forma de torrões. A Ksat foi determinada por meio da aplicação de diferentes cargas hidraúlicas (CH), aplicadas via permeâmetro de carga constante (PCC) e de carga decrescente (PCD). Para os demais atributos físicos utilizaram-se os seguintes métodos: distribuição das frações granulométricas do solo, via desímetro modificado; estabilidade de agregados, avaliada por via úmida; densidade do solo, pelo anel volumétrico; resistência do solos à penetração de raíz, penetrômetro de bancada; porosidade total, via saturação; e distribuição do tamanho de poros, pelo uso da mesa de tensão. O processamento dos dados foi mediante um software de análise estatística, obtendo-se correlação de Pearson (p<0,01; p<0,05; p<0,1), estatística descritiva, análise de variância e testes de médias (p<0,05) para os atributos e, por fim, o índice de qualidade do solo (IQS), definidos para os sistemas de manejo por meio da análise de todos os atributos avaliados. Os resultados da Ksat mostram-se significativos pelo teste de Tukey (p<0,05) em ambos os métodos utilizados, e apresentam correlações positivas e negativas com os atributos estudados, referentes à matriz porosa do solo. Em geral, avaliando isoladamente cada manejo, observa-se que, com a aplicação das diferentes CH, identificou valores similares para ambas as metodologias, ou seja, o aumento da carga hidráulica não influenciou os resultados da Ksat, que não apresentaram diferenças significativas entre si, à 5% pelo teste de Tukey. Este resultado sugere que a avaliação da resiliência das áreas estudadas pode ser realizada pela Ksat, e que seus resultados não são influenciados pela escolha da carga hidráulica durante os respectivos ensaios. Por outro lado, os atributos físicos que melhor atenderam à classificação do IQS foram: o índice de estabilidade de agregados; os microagregados; a Ksat, quando obtida pelo PCD, nas cargas de 10 e 40 cca. Assim, os valores dos IQS para a Caatinga foram menores se comparado aos demais sistemas. É perceptível que as ações de desmatamento, na área em estudo, e seu subsequente uso para o cultivo, promoveram alterações no estado original da estrutura dos solos, onde uma década de conservação ainda não foi suficiente para detectar a melhoria das condições físicas da área.
Abstract: Saturated hydraulic conductivity (Ksat) expresses the movement of water in the soil pores, constituting an important tool for the evaluation of water dynamics, nutrients and pollutants in the soil. It is an attribute that varies according to the characteristics of the percolating fluid and its values may be influenced by the porous matrix (texture, bulk density, pore size distribution and aggregate stability). The porous soil geometry, in turn, is sensitive to changes promoted by the use and management of cultivated areas. Such modifications lead to difficulties for the development of fauna and flora, for agricultural production and natural environmental recovery, or for anthropic intervention. As a result, this research aimed to define the methodological limits for the determination of the Ksat of soils, in function of the alterations associated with its porous matrix, in the diagnosis of the resilience of degraded areas. The experimental area consisted of three systems under different managements: cactus forage; resting area (herbaceous cultivation); and under preserved Caatinga. The samples were collected at a depth of 0-20 cm, with: deformed samples, via the dutch type auger; and structured, using a volumetric cores, inserted into the soil with the aid of a Uhland sampler. In depth, samples were also collected in the form of clods. Ksat was determined through the application of different hydraulic loads, applied via constant-head permeameter (PCC) and falling head permeameter (PCD). The tests to obtain the other physical attributes of the soils were carried out by using the following methods: distribution of the particle size fractions of the soil, via modified desimeter; aggregate stability, assessed by wet; soil density, by the volumetric core; soil resistance to root penetration, bench penetrometer; total porosity, via saturation; and pore size distribution, using the tension table. Data processing was performed using statistical analysis software, obtaining Pearson's correlation (p <0.01; p <0.05; p <0.1), descriptive statistics, means tests (p < 0.05) for the investigated properties and, finally, the soil quality index (SQI), defined for the management systems through the analysis of all evaluated attributes. The Ksat results are shown to be significant by the Tukey test (p<0.05) in both methods used, and have positive and negative relationships with the studied attributes, referring to the porous soil matrix. In general, observing each management in isolation, it is observed that, with the application of the different hydraulic loads, it was possible to identify similar values for both methodologies, i.e., the increase in the hydraulic load did not influence the Ksat results, which did not present differences significant to each other, at 5% by the Tukey test. This result suggests that the resilience assessment of the studied areas can be performed by Ksat, and that its results are not influenced by the choice of hydraulic load during the respective tests. On the other hand, the physical attributes that best met the SQI classification were: the aggregate stability index; micro-aggregates; Ksat, when obtained by PCD, in loads of 10 and 40 cca. Thus, the values of the SQI for the Caatinga were lower when compared to the evaluated management systems. Therefore, it is noticeable that the actions of deforestation of the Caatinga in the study area, and its subsequent use for cultivation, promoted changes in the original condition of its soil structure, where a decade of conservation has not yet been sufficient to detect the resilience of the area.
Palavras-chave: Caatinga
Física do solo
Porosidade
Qualidade do solo
Condutividade hidráulica
Degradação ambiental
Área(s) do CNPq: ENGENHARIA AGRICOLA::ENGENHARIA DE AGUA E SOLO
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal Rural de Pernambuco
Sigla da instituição: UFRPE
Departamento: Departamento de Tecnologia Rural
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental
Citação: CAVALCANTE, Fagna Maria Silva. Condutividade hidráulica saturada de solos: limites metodológicos em função da geometria porosa no diagnóstico de resiliência de áreas degradadas. 2021. 65 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental) - Universidade Federal Rural de Pernambuco, Recife.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.tede2.ufrpe.br:8080/tede2/handle/tede2/9139
Data de defesa: 26-Fev-2021
Aparece nas coleções:Mestrado em Engenharia Ambiental

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