Parametrização quantitativa da estrutura da superfície do solo em volumes crescentes de chuva

Autor(es)

Edison Aparecido Mome Filho

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Piracicaba.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALA/BC)
• Data de defesa: 2016-07-28

Membros da banca

Miguel Cooper; Raquel Stucchi Boschi; Daniel Gimenez; Paulo Leonel Libardi; Carlos Manoel Pedro Vaz

• Orientador: Miguel Cooper

Resumo

O estudo da estrutura do solo permite inferências sobre seu comportamento. Parâmetros quantitativos são comumente utilizados na avaliação da estrutura e os multifractais ainda são subutilizados na ciência do solo. Alguns estudos mostraram relação entre parâmetros multifractais com a diminuição da rugosidade superficial do solo devido à chuva e a heterogeneidade do sistema poroso. No entanto, uma assinatura multifractal relacionada a um comportamento específico do solo ainda não está estabelecida. Portanto, os objetivos desta pesquisa foram: (i) relacionar parâmetros multifractais com mudanças na estrutura do solo por meio da análise de mapas de rugosidade superficial e de imagens 2D provenientes de blocos impregnados de solo; e (ii) utilizar estes parâmetros para identificar as etapas de degradação do solo devido ao selamento e encrostamento superficial. Um experimento com chuva simulada com intensidade de 120 mm h-1 foi montado em uma Nitossolo Vermelho eutroférrico argiloso em parcelas quadruplas onde aplicou-se volumes de 40, 80 e 120 mm, mais um controle sem-chuva. A evolução da rugosidade superficial foi avaliada em três escalas: um rugosímetro de campo (MRM) reuniu leituras numa grade fixa (10 x 10 mm, 640000 mm²); um escâner com triangulação de lasers em multilinhas (MLT) foi usado em laboratório, sobre blocos de solo, criando uma grade aleatório (0,5 mm de resolução, 5625 mm²); um tomógrafo de raios-X (XRT) reuniu leituras de um bloco de solo em uma grade fixa (0,074 x 0,074 mm, de 900 mm²). Para a análise micromorfométrica, amostras de solo indeformado (0,12 x 0,07 x 0,05 m) foram impregnadas, cortadas em blocos, polidas e subdivididas em três camadas (0 a 10 mm, 20 a 30 mm e de 40 a 50 mm), paralelas à superfície, tendo cinco imagens (ampliação de 10x, 156,25 μm2 pixel-1) geradas por camada. Após a segmentação, três imagens foram selecionadas por camada e o sistema poroso foi avaliado. Análises de rugosidade não mostraram diferenças (p > 0.10) entre parâmetros multifractais nas medições da escala MRM, enquanto MLT e XRT puderam ser utilizadas para modelar a degradação da rugosidade com o aumento do volume de chuva. Como essas duas ultimas escalas apresentaram resultados similares, MLT poderia substituir o uso de XRT em tais análises, devido ao seu menor custo e possibilidade de cobrir área mais vasta durante as análises. O comportamento multifractal dos poros mudou de acordo com o desenvolvimento do selamento superficial e da camada avaliada, sendo sensitivo a mudanças no grau de fragmentação (número de poros) dentro de cada classe de tamanho de poros. As dimensões de Hausdorff a esquerda do espectro (Lf(α)min, LΔf(α) and D2) tiveram relação linear com o aumento de volume de chuva para ambas medições de rugosidade superficial do solo e de área de poros. Entretanto, D2 não foi significativo (p > 0.10) entre volumes de chuva para diferenciar a porosidade próxima a superfície, embora os parâmetros D0-D1, D0-D2 e D1-D2 pudessem ser utilizados para descrever mudanças nessa camada. Conclui-se que o espectro multifractal é sensível à mudanças estruturais no solo causadas pela chuva e que pode ser utilizado na parametrização da degradação da rugosidade superficial do solo e da porosidade. (AU)

• Processo FAPESP: 13/08736-6 - Estimativa de parâmetros quantitativos da estrutura do solo utilizando técnicas avançadas de análise micromorfométrica
• Beneficiário: Edison Aparecido Mome Filho
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado