Pesquisa emergente sobre segurança alimentar: simulando o transporte de zinco em diferentes solos para melhorar a compreensão da absorção de zinco pelas culturas

• Processo: 24/15573-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Pesquisa
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Agrárias - Engenharia Agrícola - Engenharia de Água e Solo
• Pesquisador responsável: Jarbas Honorio de Miranda
• Beneficiário: Jarbas Honorio de Miranda
• Pesquisador Anfitrião: Prasanta Kalita
• Instituição Sede: Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Illinois at Urbana-Champaign, Estados Unidos
• Assunto(s): Dinâmica de solutos nos solos Modelagem computacional
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: dinâmica de solutos | Modelagem computacional | Modelo Hydrus | Modelo Stanmod | Parâmetros de transporte de solutos | Irrigação e Drenagem

Resumo

O micronutriente zinco é vital para o crescimento e desenvolvimento das culturas. Ele desempenha um papel crucial em vários processos fisiológicos, incluindo a função enzimática, síntese de proteínas e regulação do crescimento. O zinco está envolvido na produção de clorofila e na formação de carboidratos, essenciais para a fotossíntese e a produção de energia nas plantas. Níveis adequados de zinco ajudam as culturas a resistir a doenças e estresses ambientais, como secas e temperaturas extremas. A aplicação de zinco tem demonstrado melhorar o rendimento e a qualidade das culturas, tornando-se um componente importante nas práticas agrícolas. Para os humanos, o zinco é essencial para manter um sistema imunológico robusto. Ele apoia a produção e a função das células imunológicas, reduzindo o risco e a gravidade das infecções. O modelo HYDRUS 2D é um software de simulação numérica usado para modelar a dinâmica da água, calor e solutos em meios bidimensionais (2D) não saturados. O HYDRUS 2D pode simular uma ampla gama de processos, incluindo fluxo de água, transporte de solutos, absorção de água pelas raízes e movimento de calor. Isso o torna uma ferramenta essencial para entender processos hidrológicos complexos no subsolo. As Breakthroug Curve (Curvas de Avanço (BTC)) são representações gráficas da concentração de um soluto em função do tempo em um local específico em uma coluna ou experimento de campo. As BTCs são fundamentais para caracterizar o transporte de solutos em meios porosos, proporcionando insights sobre o movimento e a dispersão dos solutos. Elas são utilizadas para a estimativa de parâmetros de transporte, e também dos coeficientes de dispersão e fator de retardamento. Esses parâmetros são cruciais para prever o comportamento dos solutos no solo e na água subterrânea. A proposta tem como objetivo principal conduzir experimentos de laboratório e colaborar com experimentos de campo ("Investigating the Effect of Conservation Practices on Zinc Uptake and Water Quality from Maize Crops"), obtendo BTC´s para zinco em uma coluna de solo. Com esses dados, o modelo HYDRUS 2D será executado com os parâmetros ajustados para simular o transporte de zinco e validar o modelo comparando os dados simulados com alguns observados (tanto em condições de laboratório quanto de campo). A combinação do modelo HYDRUS 2D e BTC proporcionará uma compreensão abrangente dos processos de transporte de zinco no solo, auxiliando no desenvolvimento de estratégias eficazes de gestão do solo e da água subterrânea. Os resultados irão ajudar a um melhor entendimento da absorção de zinco pelos cultivos em campo, visando em termos globais, o aumento da segurança alimentar e nutricional.