UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIÁS
CAMPUS ANÁPOLIS DE CIÊNCIAS EXATAS E
TECNOLÓGICAS – HENRIQUE SANTILLO
ENGENHARIA AGRÍCOLA
VELOCIDADE DE INFILTRAÇÃO DA ÁGUA NO SOLO
IRRIGADO POR PIVÔ CENTRAL NO MUNICÍPIO DE SILVÂNIA - GO
Hiago Felipe Lopes de Farias
ANÁPOLIS – GO
2015
HIAGO FELIPE LOPES DE FARIAS
VELOCIDADE DE INFILTRAÇÃO DA ÁGUA NO SOLO
IRRIGADO POR PIVÔ CENTRAL NO MUNICÍPIO DE SILVÂNIA - GO
Monografia apresentada à Universidade
Estadual de Goiás – CCET, para obtenção
do título de Bacharel em Engenharia
Agrícola.
Área de concentração: Engenharia de
Água e Solo.
Orientadora: Profª. Drª. Sandra Máscimo
da Costa e Silva.
ANÁPOLIS – GO
2015
AGRADECIMENTO
Agradeço a Deus em primeiro lugar, pois sem a sua ajuda, a sua direção e o seu agir,
eu não teria capacidade para estar aqui, por se fazer presente em todos os momentos, por me
ter dotado de saúde, sabedoria e disposição para alcançar mais uma vitória em minha vida.
Agradeço aos meus pais que com toda humildade e simplicidade ensinou-me a ser
uma pessoa decente a respeitar e buscar meus sonhos de forma honesta ainda que seja com
muito trabalho, mas sem nunca passar por cima de nenhum semelhante.
Ao meu irmão, pelas palavras de apoio na hora que mais precisei, que sempre
acreditou do que eu era capaz.
Agradeço muito ao meu sogro e minha sogra pela hospedagem em sua casa, pelo
carinho, amor, pela paciência, e por tudo o que vocês fizeram por mim eu vou ser sempre
grato a vocês.
A minha amiga e eterna namorada Elaine Freitas, pelo amor, força, coragem, apoio,
companheirismo, e por me acordar todos os dias cedo, o que não foi fácil. Pela enorme ajuda
que você prestou durante a execução dos testes, sei que não foram fáceis. Obrigado por tudo o
que você tem feito por mim, sempre serei grato.
A Universidade Estadual de Goiás, pela oportunidade de fazer um curso superior e a
bolsa de iniciação cientifica.
A minha orientadora de TCC, Sandra Máscimo da Costa e Silva, por todas as palavras
de apoio, pela orientação, paciência, e pela grande amizade construída.
Ao meu co-orientador Sebastião Avelino Neto, pela ajuda, paciência, e seus
ensinamentos, tanto no TCC quanto em sala de aula.
Agradeço também ao gerente da fazenda Adalberto pelo espaço concedido na fazenda
que sempre se dispôs a me ajudar, pelos conhecimentos passados, pelas ferramentas de
trabalho, pela paciência, pela amizade, pelas brincadeiras, e por tudo isso e muito mais meu
sincero muito obrigado, e que Deus continue sempre iluminando seu caminho, sua família, e
seu serviço. Eu não posso me esquecer também de sua esposa Marina por ter me acolhido.
Agradeço a todos os funcionários da fazenda que ajudaram direto e indiretamente no
meu conhecimento, e na minha formação. São eles Audir, João Bosco, Marcos, Miguel,
Leandro, Dionattas, Sr. Josa, Heraldo, Camila e principalmente ao Fabio Junio, que me
ajudou muito nesses dias de trabalho.
iii
Aos professores que contribuíram para a minha formação como acadêmico e como
Engenheiro Agrícola, Alzirene Vasconcelos, Sueli Freitas, Rodney Couto, Neander Berto,
Sandra Máscimo, Roberta Passini, Ricardo Resende, Elto Fialho e ao André Campos.
Aos meus amigos de sala e universidade, Elaine Freitas, Lucas Rodrigues, Micaelle
Lula, Mayara Paiva, Andriele Dantas, Hallley Regis, Matheus Fagundes, André Luiz, Bruna
Barros, Cíntia Cristina, Hugo Fernando, Loane Oliveira, José Maria, Gabriela Goulart, Luana
Lima, Marcos Paulo e Jéssica Fernandes.
Agradeço a toda a minha família e todos os meus amigos que sempre me
incentivaram, e nunca me deixaram desistir dos meus sonhos, e de uma forma direta ou
indireta contribuíram para que mais um trabalho se realizasse, e também por confiarem e
acreditarem que eu seria capaz.
iv
Sem sonhos, a vida não tem brilho.
Sem metas, os sonhos não têm alicerces.
Sem prioridades, os sonhos não se tornam reais.
Sonhe, trace metas, estabeleça prioridades e
corra riscos para executar seus sonhos.
Melhor é errar por tentar do que errar por se omitir!
Augusto Cury
v
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS......................................................................................................... VIII
LISTA DE TABELAS ........................................................................................................... IX
RESUMO.................................................................................................................................. X
1.
INTRODUÇÃO .............................................................................................................. 11
2.
OBJETIVOS ................................................................................................................... 13
2.1.
GERAL ...................................................................................................................... 13
2.2.
ESPECÍFICOS ........................................................................................................... 13
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .......................................................................................... 14
3.1.
VELOCIDADE
DE
INFILTRAÇÃO
BÁSICA
EM
IRRIGAÇÃO
POR
ASPERSÃO. ......................................................................................................................... 14
3.2. INFILTRAÇÃO DA ÁGUA NO SOLO E CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA ....... 15
3.2.1. Análise física do processo de infiltração .................................................. 17
3.2.2. Taxa de infiltração e capacidade de infiltração ...................................... 20
3.3.
FATORES QUE INFLUENCIAM NO PROCESSO DE INFILTRAÇÃO DA
ÁGUA NO SOLO ................................................................................................................ 22
3.3.1. Fatores relacionados à superfície ............................................................. 22
3.3.2. Fatores relacionados ao solo ..................................................................... 24
3.4.
MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO DA VELOCIDADE DE INFILTRAÇÃO DA
ÁGUA NO SOLO ................................................................................................................ 29
3.4.1. Infiltrômetro de duplo anel ....................................................................... 29
3.4.2. Simuladores de chuva ................................................................................ 30
3.4.3. Permeâmetro .............................................................................................. 31
3.4.4. Infiltrômetro de tensão .............................................................................. 31
3.4.5. Infiltrômetro de pressão ............................................................................ 32
3.5.
MODELOS MATEMÁTICOS DE DETERMINAÇÃO DA INFILTRAÇÃO DA
ÁGUA NO SOLO ................................................................................................................ 32
4. MATERIAL E MÉTODOS ............................................................................................... 37
vi
4.1. LOCALIZAÇÃO E DESCRIÇÃO DA ÁREA EXPERIMENTAL ............................. 37
4.2. LEVANTAMENTOS DOS DADOS EXPERIMENTAIS ........................................... 37
4.2.1. Determinação das propriedades físico-hídricas ...................................... 38
4.2.2. Determinação da velocidade de infiltração da água no solo .................. 40
4.3. ANÁLISE ESTATÍSTICA ............................................................................................ 42
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO ....................................................................................... 43
6. CONCLUSÕES................................................................................................................... 49
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................. 50
vii
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1 - Perfil de umedecimento do solo durante a infiltração (θi é a umidade inicial do
solo e θs , a umidade do solo corresponde à saturação).............................................................18
FIGURA 2 - Variação da taxa de infiltração com o tempo sob condições de intensidade de
precipitação constante (ip)........................................................................................................21
FIGURA 3 - Curvas de capacidade e taxa de infiltração......................................................... 22
FIGURA 4 - Coleta de amostras de solo utilizando dois trados (tipo caneca e Uhland) e anéis
volumétricos..............................................................................................................................38
FIGURA 5 - Cravação dos anéis até a sua metade de sua altura (15 cm)................................40
FIGURA 6 - Calibração dos anéis para o teste de infiltração da água no solo.........................40
FIGURA 7 - Infiltração acumulada da água no solo, em mm, em quatro vãos de um pivô
central, determinada através do método do infiltrômetro de duplo anel, Fazenda Ponte Alta,
Município de Silvânia – GO.....................................................................................................44
FIGURA 8 - Velocidade de Infiltração da água no solo, em mm.h-1, em quatro vãos de um
pivô central determinada através do método do infiltrômetro de duplo anel, Fazenda Ponte
Alta, Município de Silvânia – GO............................................................................................45
viii
LISTA DE TABELAS
TABELA 1 - Estimativa dos quadrados médios (QM) das análises de variância, para quatro
variáveis relacionadas às características físicas do solo, em quatro níveis de profundidade (010 cm, 10-20 cm, 20-30 cm, 30-40 cm), em um pivô central no município de Silvânia - GO
...................................................................................................................................................42
TABELA 2 - Relação das médias e respectivas diferenças pelo teste de Tukey para quatro
variáveis relacionadas às características físicas do solo para quatro níveis de profundidade (010 cm, 10-20 cm, 20-30 cm, 30-40 cm) em um pivô central no município de Silvânia – GO
...................................................................................................................................................43
ix
RESUMO
A infiltração da água no solo é um processo dinâmico de penetração vertical da água através
da superfície do solo. O conhecimento da taxa de infiltração da água no solo é importante para
definir técnicas de conservação do solo, planejar e delinear sistemas de irrigação e drenagem,
bem como auxiliar na composição de uma imagem mais real da retenção da água e aeração no
solo. E as propriedades físicas do solo têm ação direta com a infiltração da água no solo. A
determinação da infiltração de água no solo deve ser feita por métodos simples e capazes de
representar, adequadamente, as condições em que se encontra o solo. Para tanto, torna-se
necessário adotar métodos, cuja determinação baseia-se em condições semelhantes àquelas
observadas durante o processo ao qual o solo é submetido. O objetivo geral desse trabalho foi
estimar a velocidade de infiltração básica (VIB) pelo método de infiltrômetro de anéis
concêntricos e avaliar as propriedades físicas do solo. Os resultados encontrados mostraram
que não houve diferença significativa entre as profundidades avaliadas para os atributos
densidade do solo, densidade de partículas e porosidade total. Provavelmente a presença da
cobertura vegetal e de palhada fizeram com que houvesse uma maior facilidade de infiltração
da água no solo em determinados vãos, nos caminhos preferenciais formados pelas raízes,
possibilitando uma maior velocidade de infiltração. A velocidade inicial de infiltração da água
para cada um dos vãos foi de 79 mm.h-1, 71 mm.h-1, 49 mm.h-1, 55 mm.h-1 respectivamente, e
gradativamente este valor foi diminuindo lentamente no decorrer do tempo, e alcançou um
valor constante de 2 mm.h-1, sendo então este o valor denominado de VIB (Velocidade de
Infiltração Básica do solo), classificando o solo como textura franco-argilosa. O resultado da
VIB de um solo é uma ferramenta importante, pois o conhecimento da velocidade de
infiltração básica (VIB) em um tipo de solo proporciona a definição da escolha dos aspersores
ou emissores, cuja intensidade de aplicação de água (IA) seja menor ou igual à VIB.
Palavras-chaves: Infiltrômetro de anéis, propriedades físicas, plantio direto.
x
1. INTRODUÇÃO
A infiltração da água no solo é um processo dinâmico de penetração vertical da água
através da superfície do solo. O conhecimento da taxa de infiltração da água no solo é
importante para definir técnicas de conservação do solo, planejar e delinear sistemas de
irrigação e drenagem, bem como auxiliar na composição de uma imagem mais real da
retenção da água e aeração no solo (BRANDÃO et al., 2009). É considerado um dos mais
importantes processos que compõem o ciclo hidrológico, determinante para disponibilizar
água para as culturas, na recarga dos lençóis freáticos, no escoamento superficial e no manejo
do solo e água (CECÍLIO et al., 2003).
Dentre os atributos físicos do solo, a taxa de infiltração de água, caracteriza-se como
um dos mais importantes para avaliar a qualidade do solo, pois integra várias características
como a estabilidade de agregados, selamento superficial, distribuição do tamanho e
continuidade de poros, poros biológicos e a cobertura do solo (REICHERT et al., 2009).
Partindo de solo seco, inicialmente a infiltração da água no solo é elevada,
diminuindo com o tempo, até se tornar constante no momento em que o solo fica saturado.
Assim sendo, sob chuva ou irrigação contínua, a taxa de infiltração se aproxima,
gradualmente, de um valor mínimo e constante, conhecido por taxa de infiltração básica ou
velocidade de infiltração básica (ALVES SOBRINHO et al., 2003).
A velocidade de infiltração é muito influenciada pelas condições da superfície, do
perfil e conteúdo inicial de água do solo (PANACHUKI et al., 2006) e os processos de erosão
hídrica são fortemente afetados pelos materiais de superfície, topografia, sazonalidade das
chuvas e cobertura vegetal e podem ser potencializados por alterações na textura, estrutura,
porosidade, conteúdo de matéria orgânica, devido ao uso das terras e seus respectivos manejos
e presença e/ou construção de estradas (PEREIRA e TEIXEIRA FILHO, 2009; FEITOSA
FILHO, 2009). O conhecimento dessas condições é de fundamental importância para a
interpretação dos resultados da infiltração. Quanto às características do perfil, Souza e Lobato
(2009) mencionam que solos com alta permeabilidade à água, podem ser trabalhados em
grande amplitude de umidade.
Segundo Brito (1994), no dimensionamento de um projeto de irrigação é
indispensável dispor de informações relacionadas às variáveis climáticas, ao solo e à cultura.
Relacionada com o solo, a principal característica é a velocidade básica de infiltração (LIMA
e SILANS, 1999), pois reflete a capacidade do solo em conduzir a água; no caso da irrigação
por aspersão, a velocidade básica de infiltração determina a intensidade de precipitação
11
máxima que poderá ser aplicada ao solo, evitando o escoamento superficial (COELHO et al.,
2000). Para Cichota et al. (2003) ela tem importância agronômica pelo seu papel na formação
de enxurrada, agente erosivo, e na determinação de taxas viáveis de irrigação.
Em irrigação, a velocidade de infiltração básica (VIB) é que vai determinar se o solo
suporta a intensidade de aplicação imposta por determinado tipo de emissor. Ela deve ser
levada em conta na escolha do emissor, principalmente nas irrigações por aspersão
(MANTOVANI et al., 2009).
De acordo com Araújo Filho e Ribeiro (1996), na elaboração de projetos de
irrigação, a magnitude da velocidade de infiltração básica serve de referência para a escolha
dos métodos e sistemas de irrigação a adotar, sendo, portanto, uma variável relevante para a
definição do manejo agrícola em sistemas irrigados.
A determinação da infiltração de água no solo deve ser feita por métodos simples e
capazes de representar, adequadamente, as condições em que se encontra o solo. Para tanto,
torna-se necessário adotar métodos, cuja determinação baseia-se em condições semelhantes
àquelas observadas durante o processo ao qual o solo é submetido (PRUSKI et al., 1997).
12
2.
OBJETIVOS
2.1. GERAL
Estimar a velocidade de infiltração básica (VIB) do solo, em uma área irrigada por
pivô central no município de Silvânia – GO.
2.2. ESPECÍFICOS

Determinar a velocidade de infiltração básica (VIB) pelo método de
infiltrômetro de anéis concêntricos;

Determinar as principais características físicas (porosidade total, densidade
do solo, densidade de partículas, e umidade) do solo relevantes ao processo
de infiltração da água no solo e

Determinar se a VIB está de acordo com o valor de intensidade de aplicação
de água do aspersor, estabelecida pelo catálogo do fabricante do pivô central.
13
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1. VELOCIDADE DE INFILTRAÇÃO BÁSICA EM IRRIGAÇÃO POR
ASPERSÃO
Valores de VIB são fundamentais no dimensionamento de projetos agrícolas de
irrigação, drenagem e conservação do solo e da água (PRUSKI, 1993; ALVES SOBRINHO,
1997) e importante na caracterização da estrutura do solo.
A quantificação da velocidade de infiltração da água no solo, em projetos de irrigação
por aspersão, tem como objetivo estabelecer a taxa máxima de aplicação de água dos
aspersores que serão instalados no campo, para que não ocorram perdas por escoamento
superficial. Cuenca (1989) sugere que, para solos de textura argilosa com declividade entre 5
e 8% a taxa de aplicação máxima de sistemas de irrigação por aspersão esteja entre 3,0 e 6,0
mm h-1.
Pruski (1993) obteve equações que possibilitam determinar, em regiões onde a relação
intensidade-duração-freqüência das precipitações é conhecida, a lâmina e a vazão máxima de
escoamento superficial em solos sob condições agrícolas, a partir do conhecimento da
velocidade de infiltração básica da água no solo. São necessários, entretanto, equipamentos
práticos adequados para determinação da velocidade de infiltração básica em condições de
campo, considerando os efeitos de precipitação sobre o solo. Araújo Filho e Ribeiro (1996)
relatam a importância dos valores de velocidade de infiltração básica na escolha de métodos e
sistemas de irrigação.
Vários métodos de campo têm sido utilizados para determinar a VI de um solo, dentre
eles pode-se destacar o método do infiltrômetro de anel, por ser simples e de fácil execução.
Entretanto, cabe ressaltar que a escolha do método deve ser condizente com o tipo de
irrigação que será utilizada naquela área. Mantovani et al. (2009) destacam que em irrigação,
mais importante do que a VI é a velocidade de infiltração básica (VIB), sendo ela quem vai
dizer se o solo suporta a intensidade de aplicação imposta por determinado tipo de emissor, ou
seja, ela deve ser levada em conta na escolha, por exemplo, dos aspersores no método de
irrigação por aspersão.
Em condições onde o solo apresenta grande susceptibilidade à erosão hídrica, as
medições de infiltração deveriam ser avaliadas sob condições de precipitação (SIDIRAS e
ROTH, 1987). Métodos que não consideram o impacto da gota da chuva podem superestimar
a infiltração da água, originando problemas no dimensionamento de projetos de irrigação e
14
drenagem, bem como o subdimensionamento de projetos conservacionistas, gerando
problemas de erosão do solo.
Alguns trabalhos têm encontrado menores valores de VIB determinados com
infiltrômetros de aspersão, quando comparados com outros métodos (SIDIRAS e ROTH,
1987; BOERS et al., 1992; BRITO et al., 1996). No entanto, tem-se a necessidade de saber
como os diferentes métodos de determinação da VIB atuam de acordo com o tipo de solo no
sistema plantio direto, uma vez que os métodos podem interagir diferentemente em relação
aos atributos do solo.
Segundo Cabeda (1984) a taxa de infiltração de água no solo é isoladamente a
propriedade que melhor reflete as condições físicas do solo, sua qualidade e estabilidade
estrutural. Islan e Weil (2000) indicam a permeabilidade do solo à água como um atributo
para avaliação da qualidade do solo e Arzeno (1990) destaca a capacidade de infiltração de
água no solo como um atributo eficaz para avaliação de manejos de solo.
3.2. INFILTRAÇÃO DA ÁGUA NO SOLO E CONDUTIVIDADE
HIDRÁULICA
Segundo Amerman (1983), a definição de infiltração de água no solo foi feita por
Horton em 1933 como sendo o processo pelo qual a água penetra no solo, umedecendo-o.
Amerman (1983) registra que, atualmente, a infiltração é expressa como o processo pelo qual
a água atravessa a interface ar-solo.
O processo de infiltração ocorre porque a água da chuva ou da irrigação, na
superfície do solo tem potencial total aproximadamente nulo e a água do solo tem potencial
negativo, potencial este tanto mais negativo quanto mais seco estiver o solo. É estabelecido
então um gradiente de potencial total, que é a soma dos potenciais gravitacional e matricial.
No início da infiltração, quando o solo está relativamente seco, o potencial matricial é
relativamente grande em relação ao potencial gravitacional. Ao longo do tempo de infiltração,
com o umedecimento do solo e redução do potencial matricial, o gradiente de potencial total
passa a ser igual ao potencial gravitacional (REICHARDT, 1990). Por isso o processo de
infiltração é um processo desacelerado (REICHARDT, 1990; BERTONI e LOMBARDI
NETO, 1990; LIBARDI, 1995; ARAÚJO FILHO e RIBEIRO, 1996) que assume um valor
constante após um determinado tempo, denominado de velocidade de infiltração básica (VIB).
Durante uma chuva, parte da água pode infiltrar e parte pode escorrer sobre a
superfície do solo (LIBARDI, 1995). Bertoni e Lombardi Neto (1990) afirmam que quanto
15
maior a velocidade de infiltração, menor a intensidade de enxurrada na superfície, e
conseqüentemente, menor a erosão do solo. Roth et al. (1985) relatam que, a determinação da
infiltração é de fundamental importância, pois existe uma relação direta entre erosão e
infiltração de água no solo.
A cobertura e os tipos de uso do solo, além de seus efeitos sobre as condições de
infiltração da água no solo, exercem importante influência na interceptação da água advinda
da precipitação. Ao atingir o solo descoberto, a gota da chuva promove a formação de uma
microcratera compactada que pode ser de até quatro vezes o tamanho da gota, diminuindo
com isso a infiltração da água no solo. Além disso, este impacto rompe os agregados do solo,
desprendendo/individualizando e transportando argila, matéria orgânica, silte e areia fina,
estas partículas podem ser deslocadas em até 1,0 m de altura e 1,5 m de distância de onde a
gota caiu e, estando dispersas, causam a obstrução dos poros do solo, sob condições de
intensa precipitação e em solos com predominância de partículas finas (FIORIN, 2008).
Para Reichardt (1990), o conhecimento da infiltração da água no solo é
imprescindível para elaboração de um projeto de irrigação, voltado para proporcionar maior
rendimento às culturas. É uma determinação que tem sido amplamente estudada e ainda não
existe um consenso geral e bem estabelecido sobre qual é a melhor técnica para a sua
determinação. Dentre as conhecidas propriedades físicas existentes do solo, a infiltração é
uma das mais importantes quando se estudam fenômenos que estão ligados ao seu
movimento, entre estes se destacam a infiltração e redistribuição de água no perfil do solo
(CARVALHO, 2000).
Em se tratando de avaliações dos atributos físicos do solo, a condutividade hidráulica
é uma das avaliações mais importantes para os estudos ligados ao movimento da água no solo
(GUBIANI et al., 2008). Assim, no contexto agrícola, a condutividade hidráulica tem especial
importância em estudos que envolvam a infiltração da água no solo (WOLFE et al., 1988), o
seu deslocamento e redistribuição em nível de perfil do solo e na questão da disponibilidade
de água nas raízes das plantas.
A condutividade hidráulica do solo é um parâmetro que representa a facilidade com
que o solo transmite água, e seu valor é máximo quando o solo se encontra saturado, sendo
denominada de condutividade hidráulica saturada (REICHARDT, 1990). A composição
mineralógica, o tamanho e a distribuição das partículas do solo, os vazios do solo e as
características dos fluídos percolantes são fatores que influenciam a condutividade hidráulica
do solo, ou permeabilidade. Outro fator importante de influência na velocidade de percolação
16
dos fluídos no solo é a presença de matéria orgânica, a qual pode diminuir a permeabilidade
do solo quando encontrada em quantidades menores e totalmente decomposta, ou pode
aumentar a permeabilidade quando encontrada em grande quantidade no solo e pouco
decomposta.
A condutividade hidráulica em solo saturado é uma das propriedades de maior
relevância para estudos de movimento de água e solutos no solo (MESQUITA e MORAES,
2004). Sua determinação em laboratório e campo produz resultados com elevada dispersão, o
que indica que esta propriedade é altamente variável. A condutividade hidráulica saturada em
solo saturado é também dependente dos demais atributos do solo, principalmente da
densidade do solo, densidade de partículas, porosidade total, macro e microporosidade. A
caracterização e um maior entendimento desta dependência tornam-se fundamental para
permitir melhores conclusões sobre os processos físicos que ocorrem nos solos.
3.2.1. Análise física do processo de infiltração
A água atinge o solo, seja pela precipitação natural ou por um método de irrigação e
conforme ocorre à infiltração, as camadas superiores do perfil vão se umedecendo no sentido
de cima para baixo, alterando sucessivamente a umidade do solo. Assim com a entrada de
água, o perfil de umidade tende à saturação em toda a profundidade, sendo a camada
superficial, naturalmente a primeira a saturar. Normalmente, a infiltração proveniente de
precipitações naturais não é capaz de saturar o solo, restringindo-se a saturar, quando
consegue , apenas as camadas próximas à superfície, conformando um perfil típico onde o
teor de água decresce com a profundidade (BRANDÃO et al., 2009).
A distribuição da água em um perfil de solo uniforme, submetido a uma pequena
carga hidráulica na superfície (H0), pode ser representada esquematicamente pela Figura 1.
No perfil de umedecimento do solo, distinguem-se quatro zonas: de saturação, de transição,
de transmissão e de umedecimento, as quais são descritas subseqüentemente.
17
FIGURA 1 - Perfil de umedecimento do solo durante a infiltração (θi é a umidade inicial do
solo e θs , a umidade do solo correspondente à saturação).
Fonte - BRANDÃO et al. (2009).
A zona de saturação localiza-se imediatamente abaixo da superfície do solo e é
normalmente uma camada estreita, com espessura de aproximadamente 1,5 cm, em que o solo
se encontra saturado. A zona de transição é uma camada caracterizada pelo decréscimo
acentuado da umidade, com espessura em torno de 5 cm. Já zona de transmissão é a região do
perfil através da qual a água é transmitida. Enquanto todas as outras zonas permanecem com
espessura praticamente constante, esta é aumentada continuamente com a aplicação de água.
Esta camada é também caracterizada por pequena variação da umidade em relação ao espaço
e tempo. A zona de umedecimento estreita, mas com grande redução na umidade com o
aumento da profundidade.
A frente de umedecimento é o limite visível da movimentação de água no solo, na
qual existe elevado gradiente hidráulico devido à variação abrupta da umidade, sendo este
mais acentuado em solos inicialmente muito secos.
Se a umidade inicialmente presente no perfil do solo for conhecida, a infiltração,
acumulada (I), que é o volume de água infiltrado no solo por unidade de área, conforme a
equação 1:
I=
z
0
θ − θi dz
(1)
Em que:
z é a distância na direção do fluxo, (L);
18
θ é a umidade volumétrica ao longo da profundidade z, (L3.L-3);
θi é a umidade volumétrica presente no perfil do solo antes do início da infiltração,
(L3.L-3).
A umidade inicial do solo pode não ser uniforme ao longo do perfil. Neste caso, é
necessário subdividir a camada considerada em segmentos em que a umidade possa ser
considerada uniforme.
O movimento da água no solo não-saturado pode ser descrito pela equação de Darcy,
que, na forma de diferentes finitas, é assim expressa pela equação 2:
q = −K θ
∆ψ t
∆z
(2)
Em que:
q é o fluxo, (L.T-1);
K θ é a condutividade hidráulica para meio não-saturado, (L.T-1);
ψt é o potencial total de água no solo, (L);
∆ψ t
∆z
é o gradiente hidráulico, (L.L-1).
O gradiente hidráulico representa a taxa de variação do potencial total ao longo da
distância percorrida pelo escoamento. Dessa forma, a força responsável pela infiltração da
água é o gradiente do potencial total desta no solo. O sinal negativo na equação de Darcy
indica que o escoamento se estabelece do maior para o menor potencial.
O potencial total de água no solo é dado por (REICHARDT, 1996), equação 3:
ψt = ψp + ψg + ψos + ψm
(3)
Em que:
ψp é o potencial de pressão, que surge quando a pressão que atua sobre a água no
solo é maior que atmosférica, (L);
ψg é o potencial gravitacional, que surge devido à presença do campo gravitacional
terrestre, (L);
ψos é o potencial osmótico, que surge quando a água no solo for uma solução de sais
minerais e outros, (L);
19
ψm é o potencial matricial, que está associado à interação entre a matriz sólida do
solo e a água, levando a pressões menores que a pressão atmosférica, (L).
A componente osmótica não é importante no estudo do movimento da água, a não ser
quando existe alguma membrana semipermeável no sistema, como é o caso das membranas
celulares (REICHARDT, 1996).
A equação de Darcy é valida somente para condições em que há uma relação linear
entre o fluxo e o gradiente hidráulico, o que só é verificado no regime de escoamento laminar.
Esta relação deixa de ser linear quando o movimento da água através dos poros apresenta um
regime de escoamento turbulento ou quando o fluxo é muito pequeno e, conseqüentemente, as
forças de atração eletrostática entre a água e a matriz do solo se tornam mais expressivas que
as forças gravitacionais.
3.2.2. Taxa de infiltração e capacidade de infiltração
A taxa de infiltração (i) é definida como a lâmina de água (volume por unidade de
área) que atravessa a superfície do solo, por unidade de tempo, representando, portanto, a taxa
de variação da infiltração acumulada ao longo do tempo, de acordo com a equação 4:
i=
dI
dt
(4)
Em que:
i é a taxa de infiltração, (L.s-1);
I é a infiltração acumulada, (L); e
t é o tempo, (s).
O conceito de capacidade de infiltração é aplicado para diferenciar o potencial que o
solo tem de absorver água pela superfície, em termos de lâmina por tempo, da taxa real de
infiltração que acontece quando há disponibilidade de água para penetrar no solo. Hillel
(1980) define capacidade de infiltração como sendo a taxa de infiltração, em volume de água
por unidade de área e de tempo, que poderia ocorrer caso um excesso de água fosse aplicado
ao solo.
A curva de taxa de infiltração de água no solo só coincide com a curva de capacidade
de infiltração quando ocorre precipitação na superfície com intensidade igual ou superior à
capacidade de infiltração.
20
Precipitações com intensidade (ip) menor que a capacidade de infiltração, toda a água
penetra no perfil a uma taxa igual à intensidade da precipitação, reduzindo a capacidade de
infiltração devido ao umedecimento do solo.
Persistindo a precipitação, a partir de um tempo t = tp (tempo de empoçamento),
representado na Figura 2 a taxa de infiltração iguala-se à capacidade de infiltração, passando a
decrescer com o tempo e tendendo a um valor constante após grande período de tempo,
caracterizando como a taxa de infiltração estável (Tie).
FIGURA 2- Variação da taxa de infiltração com o tempo sob condições de intensidade de
precipitação constante (ip).
Fonte- BRANDÃO et al., (2009).
Apresentada por Brandão et al. (2009), a Figura 3 mostra as curvas de variação
temporal da taxa de infiltração e da capacidade de com a ocorrência de uma precipitação. A
partir do inicio da precipitação, representado pelo tempo t= A, o solo começa a aumentar seu
teor de umidade e, e assim, a capacidade de infiltração diminuir. Com a intensidade de
precipitação (ip) é menor do que a capacidade de infiltração, o processo de infiltração
determinado pela intensidade de precipitação e, assim a taxa de infiltração é igual à própria
intensidade de precipitação. No tempo t=B, a taxa de infiltração iguala-se à capacidade de
infiltração, que continua decrescendo mesmo após este instante, e inicia o escoamento
superficial, cujo volume é representado pela área hachureada. No tempo t=C, a chuva termina
e o solo perde umidade por evaporação com isso, a capacidade de infiltração começa a
aumentar até que outra precipitação ocorra e o processo descrito se repita.
21
FIGURA 3- Curvas de capacidade e taxa de infiltração.
Fonte- BRANDÃO et al., (2009).
3.3. FATORES QUE INFLUENCIAM NO PROCESSO DE
INFILTRAÇÃO DA ÁGUA NO SOLO
O processo de infiltração depende, em maior ou menor grau, de diversos fatores.
Rawls et al., (1996) classificam em quatro categorias os fatores que interferem a infiltração,
sendo eles: os fatores ligados ao solo, que incluem a textura do solo (SILVA e KATO, 1997;
BERTONI e LOMBARDI, 1990), massa específica (SALES et al., 1999), teor de matéria
orgânica, porosidade (PERROUX e WHITE, 1988; EVERTS e KANWAR, 1992) e tipo de
argila e químicas, além da umidade (ARAÚJO FILHO e RIBEIRO, 1996), capacidade de
retenção e a condutividade hidráulica.
Todos os fatores que influenciam na infiltração de água no solo, interferem também
no escoamento superficial resultante (PRUSKI et al., 2003). O escoamento superficial tende a
crescer com o aumento da intensidade e a duração da precipitação e da área abrangida pela
mesma (FIORIN, 2008).
Segundo Rawls et al. (1996), o processo de infiltração de água no solo se torna uma
fenômeno muito difícil de modelar em função do mesmo depender de características do solo,
de sua superfície e do manejo do mesmo.
3.3.1. Fatores relacionados à superfície
Os fatores relacionados à superfície interferem no movimento da água através da
interface ar-solo. O manejo do solo afeta a capacidade de infiltração à medida que interfere
22
nas propriedades do solo e nas condições da superfície (cultivos agrícolas e irrigação) e nos
fatores naturais que incluem precipitação, mudança de estação, umidade e temperatura
(CECILIO, 2002).
O tipo de cobertura da superfície do solo é fator determinante no processo de
infiltração. Áreas urbanizadas apresentam menores taxas de infiltração que áreas agrícolas,
por terem altas percentagens de impermeabilização da superfície do solo, o que limita a sua
capacidade de infiltração. Além disso, o sistema radicular das plantas cria caminhos
preferenciais que favorecem o movimento da água (PRUSKI et al., 1997).
Tem-se ressaltado em várias pesquisas a importância de práticas como a manutenção
de cobertura vegetal para a conservação do solo (DULEY, 1939; McINTYRE, 1958a;
BERTOL et al., 1989; FARIA et al., 1998; SILVA et al., 2001). A cobertura vegetal é
responsável pelo aumento da macroporosidade da camada superficial, aumentando a
condutividade hidráulica do solo. Também protege os agregados do impacto direto das gotas
de chuva, reduzindo assim o encrostamento superficial. Dessa forma, a cobertura vegetal é
capaz de manter altas taxas de infiltração e diminuir consideravelmente as perdas de água e
solo. Duley (1939) verificou que solos descobertos apresentam reduções da taxa de infiltração
de até 85% em relação àqueles protegidos por palha.
Segundo Moraes (1993), a decomposição das raízes das plantas forma canalículos no
solo, aumentando a infiltração de água, melhorando sua estrutura pela adição de matéria
orgânica, elevando a capacidade de retenção de água e redução da velocidade de escoamento
da enxurrada. No entanto, pastagens nativas perenes apresentaram baixa capacidade de
infiltração de água no solo (PINHEIRO et al., 2009).
Alves e Cabeda (1999) determinaram a capacidade de infiltração em um Argissolo
Vermelho-escuro, submetido ao preparo convencional e ao sistema plantio direto, usando
chuva simulada com duas intensidades. Os resultados mostraram que o preparo convencional
favoreceu o selamento superficial do solo, refletindo, assim, uma maior taxa de decréscimo da
infiltração, menor infiltração acumulada e menor taxa constante de infiltração. O preparo
convencional apresentou capacidade de infiltração 41% inferior à encontrada para o plantio
direto.
Com o tempo, o solo cultivado com preparo mecânico tende a ter sua estrutura
alterada pelo fracionamento dos agregados, com redução do volume de macroporos e
promove o aumento da densidade do solo (PANACHUKI et al., 2006). Desta forma ocorre
23
diminuição da taxa de infiltração de água no solo e, conseqüentemente, aumento no
escoamento superficial.
3.3.2. Fatores relacionados ao solo
Dentre os fatores relacionados ao solo incluem suas características e propriedades
físicas, químicas e mineralógicas.
A textura e a estrutura, que são determinantes da quantidade, forma e continuidade
dos macroporos, são as características físicas que influenciam mais expressivamente a
condutividade hidráulica e a estabilidade dos agregados do solo.
Como a condutividade hidráulica depende do espaço poroso, ela varia enormemente
de solo para solo e mesmo dentro de um mesmo solo, com variações estruturais, compactação,
etc. (REICHARDT, 1996). Tal variação pode ser causada por uma carga externa podendo
mudar a estrutura do solo (compactação) e por efeito da expansividade das argilas ou
adensamento das camadas do solo provocado pelas partículas mais finas conduzidas pelo
movimento da água (BEAR, 1979).
Ingaramo (2003) cita algumas das principais propriedades e fatores físicos
considerados adequados para descrever a qualidade do solo, sendo elas a densidade,
porosidade, distribuição dos poros por tamanho, condutividade hidráulica, distribuição e
tamanho de partículas e profundidade em que as raízes crescem.
a) Densidade do solo e de partículas
Várias propriedades do solo podem interferir no processo de infiltração, entre as
quais se destacam a densidade do solo e a distribuição do tamanho dos poros (CHEN e
WAGENET, 1992).
A densidade do solo é um atributo que reflete primariamente o arranjo das partículas
do solo, que, por sua vez, define as características de seu espaço poroso. Assim, qualquer ação
que possa influenciar o arranjo das partículas refletirá diretamente nos valores da densidade
do solo. Resumindo, a densidade, em todos os aspectos, é extremamente dependente da
estrutura (JONG VAN LIER, 2010). Com relação à densidade, verifica-se que quanto mais
denso for o solo, menores serão as taxas de infiltração, o que deve à redução tanto da
porosidade total quanto da macroporosidade do solo.
Alterações de propriedades físicas do solo podem manifestar-se de várias maneiras,
influenciando o desenvolvimento das plantas. Assim, o solo submetido ao cultivo tende a
24
perder a estrutura original, pelo fracionamento dos agregados em unidades menores, com
conseqüente redução no volume de macroporos e aumentos no volume de microporos e na
densidade do solo (TISDALL e OADES, 1980; CARPENEDO e MIELNICZUK, 1990).
SILVA e KATO (1997) verificaram que o solo de Cerrado virgem teve redução da
macroporosidade de 0,39 para 0,20 cm3 cm-3 quando cultivado no sistema de plantio direto; a
infiltração de água no solo passou de 26 para 1,3 mm h-1, respectivamente.
Salton et al. (1999), avaliando a infiltração de água em solo em sistema de plantio
direto sob diferentes coberturas do solo, verificaram que em solo no qual a soja foi implantada
após Brachiaria decumbens e Brachiaria brizantha foram obtidos valores superiores aos dos
solos em que as culturas de nabo forrageiro, aveia ou milho antecederam a soja. Esses autores
concluem que a agregação do solo provocada pelas raízes das forrageiras influenciou
positivamente a infiltração de água no solo.
Existem diversos métodos de determinação da densidade, que podem ser separados
em métodos destrutivos e não destrutivos. Os métodos destrutivos são aqueles que necessitam
da retirada das amostras do solo para se efetuar a análise, sendo esta retirada realizada com o
mínimo de perturbação possível, de modo que se conserve sua condição natural. Os métodos
não destrutivos são realizados em campo, sem a necessidade da coleta das amostras, sendo
estes métodos que utilizam técnicas especiais e onerosas, que inclusive podem exigir a
aplicação de energia nuclear, absorção de raios gama e raios X. Cada método tem suas
vantagens e desvantagens, que são determinantes no momento das avaliações nos trabalhos de
pesquisa (BARBOSA, 2012).
A densidade de partículas é definida como a relação entre a massa de sólidos de um
solo seco e o volume de partículas do solo (CARTER, 1993). A densidade de partículas não
difere grandemente entre os solos, pois é dependente da constituição mineralógica dos
mesmos. Seus valores variam de 2,6 a 2,75 g cm-3 para a maioria dos solos, pois os principais
minerais constituintes do solo possuem densidades compreendidas nessa faixa.
b) Textura e estrutura do solo
A textura do solo é uma característica pouco variável no tempo e pouco afetada pelo
manejo (REINERT et al., 2001). Dessa forma, as modificações físicas dos solos são
associadas a sua estrutura. A textura e a estrutura são características que influenciam
expressivamente a movimentação da água no solo, uma vez que determinam a quantidade de
macroporos presentes em seu perfil, os quais são de extrema importância na condutividade
25
hidráulica do solo. Também interferem expressivamente na infiltração a forma dos poros e a
sua continuidade.
Segundo Reichert et al. (1992) a textura do solo afeta o salpico de partículas
provocado pelo impacto das gotas de chuva, contribuindo para uma redução da porosidade da
camada superficial do solo. Além do impacto da gota, Morin e Van Winkel (1996) citam a
dispersão físico-química das argilas do solo como causa da formação do selamento superficial
e, conseqüentemente, da redução da taxa de infiltração.
Brandão et al. (2009) salientam que nas condições de clima tropical e dos solos do
Cerrado brasileiro, em que predominam os óxidos de ferro e alumínio em relação às argilas
silicatadas, a estrutura do solo tem mais influência na infiltração do que a textura. Embora os
solos do Cerrado do Brasil apresentem naturalmente boas condições físicas, o manejo pode
alterar as suas propriedades físicas (VEZZANI, 2001; PAGOTTO, 2001), ocasionando
redução na infiltração de água no solo.
Portanto, para as condições brasileiras, a taxa de infiltração sofre uma forte
influencia da estrutura preponderantemente maior que da textura, ratificando a afirmativa que
quanto maior a macroporosidade dos solos (solos arenosos e Latossolos argilosos) apresentam
maior infiltração que solos com predomínio de microporos (solos argilosos, excetuando-se os
Latossolos).
A infiltração de água no perfil do solo sofre redução em sua taxa quando um mesmo
perfil de solo possuir camadas com diferentes texturas e estruturas. As camadas de argilas e
areia podem ter comportamentos semelhantes, embora por motivos diferentes. Pela baixa
condutividade hidráulica saturada, a camada de argila dificulta o movimento da água no solo,
enquanto a camada de areia, em função da sua baixa condutividade hidráulica sob condições
não saturadas, pode retardar a frente de umedecimento (PRUSKI et al., 1997).
c) Porosidade do solo
Entre as partículas do solo ou mesmo entre agregados existem espaços porosos
oriundos do arranjo, distribuição e orientação das partículas do solo, que podem armazenar
água e ar, necessários para o crescimento e desenvolvimento do sistema radicular das plantas,
dos microrganismos e animais do solo. O volume total de poros é denominado de porosidade
total do solo. A porosidade total do solo pode ser dividida em microporosidade e
macroporosidade. O movimento do ar e da água no solo ocorre através dos macroporos.
26
Enquanto que, nos microporos, o movimento do ar é dificultado, e o da água fica restrito
principalmente a capilaridade (HILLEL, 1980).
A quantidade e a maneira como os poros estão distribuídos no solo afetam
diretamente a infiltração de água no solo (ELTZ et al., 1989). A distribuição do tamanho de
poros afeta a capacidade de armazenamento e o movimento da água no solo (HILLEL, 1980).
Esta distribuição depende da textura e estrutura do solo, e pode ser obtida através da curva
característica de água no solo. A água presente nos macroporos é facilmente drenada pela
ação da gravidade e, parte da água retida nos microporos não é disponível às plantas.
O preparo convencional do solo envolve aração e gradagens, com incorporação de
restos culturais, com intensa mobilização, expondo-o à ação dos agentes erosivos. Sob essas
condições, quando da incidência de chuvas intensas, pode-se formar um selo superficial com
redução da porosidade total (principalmente da macroporosidade), diminuindo a taxa de
infiltração de água no solo e, conseqüentemente, facilitando o processo erosivo (DALLA
ROSA, 1981).
Normalmente, as determinações de densidade e de porosidade do solo são as
avaliações mais comuns e difundidas para identificar camadas compactadas no solo, porém a
resistência mecânica deste à penetração, expressa pelo índice de cone, também está
diretamente relacionada com o estado de compactação do solo e pode ser uma medida mais
sensível para identificar a compactação, especialmente em camadas pouco espessas (ABREU
et al., 2004). A infiltração de água no solo é considerada uma avaliação adequada para estimar
sua qualidade física e estrutural (LEONARDO, 2003), sendo fortemente influenciada pelo
grau de compactação do solo, diminuição da porosidade e tamanho e continuidade de poros
(MORAES, 1984).
d) Preparo e manejo do solo
Em geral, quando se prepara o solo, a capacidade de infiltração tende a aumentar, em
razão da quebra da estrutura da camada superficial. No entanto, se as condições de preparo e
manejo forem inadequadas, sua capacidade de infiltração poderá tornar-se inferior à de um
solo sem preparo, principalmente se a cobertura vegetal for removida. Uma vez formado o
encrostamento superficial (em muitos casos, este é estabelecido muito rapidamente após as
primeiras precipitações), a taxa de infiltração da água no solo é consideravelmente (PRUSKI
et al., 1997).
27
Conforme Bertol et al. (2001), os diferentes tipos de manejo e de cultivo do solo
alteram as propriedades físicas e podem manifestar-se de várias maneiras, influenciando no
crescimento e desenvolvimento das plantas. Assim, o solo cultivado tende, com o tempo, a ter
a estrutura original alterada pelo fracionamento dos agregados em unidades menores, com
conseqüente redução no volume de macroporos e aumentos no volume de microporos e na
densidade do solo. Em decorrência disso, observou-se diminuição na taxa de infiltração de
água no solo, com conseqüente aumento das taxas de escoamento superficial.
Comparando diferentes métodos de manejo de solo, Wu et al. (1992) relataram que
no sistema plantio direto os poros conduzem água mais eficientemente do que no preparo
convencional. Assim, no sistema plantio direto, o solo, apesar de menor porosidade total,
apresenta condutividade hidráulica igual ou superior à do preparo convencional.
O manejo do solo na região de Cerrado, sobretudo em áreas irrigadas pelo sistema
pivô central, tem-se caracterizado pelo preparo e revolvimento excessivos causados pelo uso
intensivo de arados e grades, associado a outras práticas de cultivo, levando à pulverização da
camada arável e à compactação da camada superficial (FREITAS, 1992).
Bertol et al. (2001) verificaram redução de infiltração de água no solo sob pastagens
compactadas pelo pisoteio animal em relação ao solo com vegetação natural, atribuída ao
aumento da densidade e redução da macroporosidade do solo.
Câmara e Klein (2005), estudando o efeito da escarificação nas propriedades de um
Latossolo Vermelho Distrófico típico, constataram que a capacidade inicial, bem como a final
de infiltração, aos 120 minutos, foi afetada pelo manejo do solo, observando-se uma diferença
na capacidade inicial de infiltração a favor do plantio direto escarificado de 2,2 vezes e na
taxa final de 3,77 vezes. O plantio direto apresentou uma taxa final de infiltração de 26,49
mm h-1 e o plantio direto escarificado de 99,99 mm h-1, sendo que o efeito da escarificação é
constatado pela maior capacidade de infiltração.
Centurion et al. (2000) observaram que todas as formas de uso e manejo empregadas
em seu trabalho (milho, cana-de-açúcar e pastagem) induziram, em ordem crescente a
degradação das propriedades físicas do solo em relação ao solo natural (mata). Esta
degradação foi quantificada através de maiores valores de resistência do solo à penetração e
menores valores de velocidade de infiltração de água.
28
3.4. MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO DA VELOCIDADE DE
INFILTRAÇÃO DA ÁGUA NO SOLO
A infiltração de água no solo deve ser determinada por métodos simples e capazes de
representar, adequadamente, as condições em que se encontra o solo. Para tanto, torna-se
necessário adotar métodos cuja determinação se baseia em condições semelhantes às
observadas durante o processo ao qual o solo é submetido. Uma vez que a taxa de infiltração é
muito influenciada pelas condições de superfície e conteúdo de umidade do solo, o
conhecimento dessas condições é importante para a interpretação dos resultados (PRUSKI et
al., 1997).
Vários são os métodos para determinação dos valores de VIB no campo. Entre eles
tem-se os infiltrômetros de aspersão ou simuladores de chuva (ROTH et al., 1985; CHAVES
et al., 1993; ALVES SOBRINHO, 1997), os permeâmetros (ELRICK et al., 1989;
REYNOLDS et al., 1992; VIEIRA, 1995-1998), os infiltrômetros de tensão ou permeâmetros
de disco (PERROUX e WHITE, 1988; REYNOLDS e ELRICK, 1991; BORGES et al.,
1999), os infiltrômetros de pressão (REYNOLDS e ELRICK, 1990; ELRICK e REYNOLDS,
1992; CASTRO, 1995) e os infiltrômetros de anéis concêntricos (SIDIRAS e ROTH, 1987;
ANJOS et al., 1994; ARAÚJO FILHO e RIBEIRO, 1996; BRITO et al., 1996).
Brito et al. (1996) analisaram dois métodos de determinação da velocidade de
infiltração básica, usando infiltrômetros de aspersão e de anéis concêntricos, em condições de
solo nu e cobertura morta. Os resultados obtidos mostram infiltração superior no método do
infiltrômetro de anéis concêntricos, em relação ao infiltrômetro de aspersão. A maior
velocidade de infiltração com o infiltrômetro de anéis no solo descoberto, foi devida à não
desagregação do solo pelo impacto da gota, não formando selamento superficial.
3.4.1. Infiltrômetro de duplo anel
Consiste de dois anéis que são posicionados de forma concêntrica no solo. O interno
deve apresentar diâmetro da ordem de 300 mm e o externo, diâmetro de 600 mm, sendo
ambos com altura de aproximadamente 300 mm. Os anéis, cujas bordas devem ser bizeladas,
são cravados verticalmente no solo, deixando-se uma borda livre ligeiramente superior a 150
mm. O anel externo tem como finalidade reduzir o efeito da dispersão lateral da água
infiltrada do anel interno. Assim, a água do anel interno infiltra n perfil do solo em uma
direção predominantemente vertical, o que evita superestimativa da taxa de infiltração.
(BRANDÃO et al., 2009).
29
Os anéis duplos concêntricos possuem vantagem, por serem relativamente pequenos,
leves, de fácil transporte, sendo mais utilizados, porém também apresentam o inconveniente
de possuírem grande variabilidade espacial e elevado tempo de determinação (BRANDÃO et
al., 2009).
A taxa de infiltração de água no solo é geralmente determinada com o método do
infiltrômetro de anéis. Contudo, segundo Sidiras e Roth (1987), devido à alta suscetibilidade à
erosão hídrica dos solos brasileiros, o método do infiltrômetro de anéis concêntricos pode
gerar resultados contraditórios de infiltração, podendo-se obter melhores resultados por meio
de um simulador de chuva.
Sidiras e Roth (1987) verificaram que os valores da velocidade de infiltração,
determinados por meio de infiltrômetros de anéis concêntricos, os quais não levam em
consideração a energia de impacto das gotas de água sobre a superfície do solo, são maiores
do que os valores obtidos pela aplicação de água por aspersão.
3.4.2. Simuladores de chuva
Os simuladores de chuva ou infiltrômetros de aspersão são equipamentos que
aplicam água por aspersão, apresentando intensidade de precipitação constante e superior à
velocidade de infiltração da água no solo, exceto durante um curto período de tempo logo
após o início do ensaio. Alguns simuladores permitem controlar a intensidade de precipitação,
tamanho e velocidade de impacto das gotas sobre a parcela de solo em que se deseja estudar
as características de infiltração, escoamento superficial e produção de sedimento (ALVES
SOBRINHO, 1997).
Os simuladores de chuva foram desenvolvidos para simular condições típicas de
chuvas naturais, como velocidade de impacto e distribuição do tamanho das gotas de chuva,
intensidade de precipitação, ângulo de impacto das gotas e capacidade de reproduzir a
intensidade e a duração das chuvas intensas (MEYER, 1994).
Irurtia e Mon (1994) comentam que quando são utilizados aparelhos que aplicam a
água em forma de gota, assemelhando-se às condições da chuva natural, ocorre a formação de
crostas superficiais, as quais diminuem consideravelmente a infiltração.
De acordo com Lombardi Neto et al. (1979), Roth et al. (1985) e Alves Sobrinho
(1997), um infiltrômetro de aspersão deve atender alguns critérios: (a) produzir gotas de
diâmetro médio similar àquele da chuva natural; (b) apresentar velocidade de impacto das
gotas no solo o mais próximo possível da velocidade terminal das gotas de chuva; (c) produzir
30
precipitação com energia cinética próxima a da chuva natural; (d) possibilitar o controle da
intensidade de precipitação; (e) promover distribuição uniforme da precipitação sobre a
parcela experimental em estudo; (f) aplicar água de modo contínuo numa parcela
experimental com área adequada ao processo em estudo; (g) ser portátil e fácil de operar no
campo.
3.4.3. Permeâmetro
O permeâmetro é um equipamento para determinação da infiltração de água no solo,
da condutividade hidráulica saturada, do potencial matricial e da sortividade (REYNOLDS e
ELRICK, 1985; ELRICK et al., 1989, ELRICK e REYNOLDS, 1992; VIEIRA, 1998).
VIEIRA (1998) relata que medições com o permeâmetro podem ser usadas para avaliar os
efeitos do manejo do solo. Castro (1995) ressalta a possibilidade da utilização de um grande
número de determinações com o permeâmetro, principalmente devido à simplicidade e
rapidez do método.
Wu et al. (1992), comparando diferentes sistemas de manejo do solo, avaliando a
infiltração de água no solo através de um Permeâmetro de Guelph, observaram que no sistema
plantio direto os poros conduzem água mais eficientemente do que no preparo convencional.
Mesmo assim, o sistema plantio direto apresentando menor porosidade total, pode apresentar
condutividade hidráulica igual ou superior à do preparo convencional.
3.4.4. Infiltrômetro de tensão
O Infiltrômetro de tensão ou permeâmetro de disco é um equipamento que além da
determinação da infiltração e da condutividade hidráulica do solo saturado pode determinar o
movimento da água no solo não saturado (ELRICK e REINOLDS, 1992; BORGES et al.,
1999). Segundo Perroux e White (1988), o infiltrômetro de tensão ou permeâmetro de disco é
uma promissora alternativa para quantificação de macroporos do solo.
Ghiberto (1999) avaliou diferentes métodos para obtenção da infiltração: método do
permeâmetro de carga constante, condutividade hidráulica a partir da curva de retenção de
água no solo, método do perfil instantâneo, métodos de avaliação da umidade e o método do
infiltrômetro de tensão. O autor verificou que o infiltrômetro de tensão mostrou-se útil em
baixas tensões, onde os outros métodos foram mais problemáticos. Por sua simplicidade
instrumental e infra-estrutura necessária, o infiltrômetro de tensão mostrou-se uma ferramenta
satisfatória para o levantamento dos parâmetros dos modelos de infiltração.
31
3.4.5. Infiltrômetro de pressão
Os infiltrômetros de pressão são equipamentos que medem a infiltração de água no
solo por meio de um único anel cilíndrico, com carga hidráulica controlada (ELRICK e
REYNOLDS, 1992). Esse método ainda é pouco utilizado. Geralmente é utilizado o
infiltrômetro de anéis concêntricos, onde há alguma variação da carga hidráulica durante o
processo de infiltração. Essa variação da carga hidráulica, porém, influencia os resultados
obtidos (REYNOLS e ELRICK, 1990). Além da VIB, este equipamento também permite
determinar a condutividade hidráulica do solo saturado no campo (REYNOLDS e ELRICK,
1990; ELRICK e REYNOLDS, 1992).
Vieira (1998) recomenda a utilização de um permeâmetro modelo IAC para controlar
a carga hidráulica dentro do anel do infiltrômetro de pressão. Castro (1995) utilizou um
infiltrômetro de pressão (com auxílio de um permeâmetro na superfície do solo) para avaliar
diferentes sistemas de manejo em um Latossolo Roxo. O autor verificou maior taxa de
infiltração de água no solo com o infiltrômetro de pressão do que quando realizadas medições
de infiltração nas profundidades de 20 e 40 cm com o permeâmetro.
3.5. MODELOS MATEMÁTICOS DE DETERMINAÇÃO DA
INFILTRAÇÃO DA ÁGUA NO SOLO
Os modelos que descrevem a infiltração da água no solo podem ser teóricos ou
empíricos (BRANDÃO et al., 2009). Os empíricos têm a vantagem de permitir relacionar os
parâmetros do modelo às características do solo, sem que estes obrigatoriamente tenham
significado físico, e englobar na determinação de suas constantes fatores que são difíceis de
ser considerados nos modelos teóricos, por exemplo, a heterogeneidade do solo. A principal
desvantagem do emprego de equações empíricas é que os dados ajustados somente são
válidos para as condições em que eles foram determinados, ou seja, não podem ser adotados
para outros tipos de solo. Já, os modelos teóricos são baseados na teoria física do escoamento
em meios porosos, que é descrito pela equação de Richards ou mesmo pela equação de Darcy,
a partir da qual a equação de Richards foi desenvolvida.
A equação de Darcy é válida somente para condições em que há uma relação linear
entre o fluxo e o gradiente hidráulico, o que só é verificado no regime de escoamento laminar.
Esta relação deixa de ser linear quando o movimento da água através dos poros apresenta um
regime de escoamento turbulento ou quando o fluxo é muito pequeno e, conseqüentemente, as
32
forças de atração eletrostática entre a água e a matriz do solo tornam-se mais expressivas que
as forças gravitacionais.
A equação de Darcy, para solos não-saturados é descrita na seção 3.2.1 e assim
combinando a equação de Darcy para meios não-saturados com a equação da continuidade
chega-se a uma equação diferencial parcial não-linear de segunda ordem que explica o
escoamento em meios porosos não-saturados, também denominada equação de Richards
(1949), expressa pela seguinte equação 5:
𝐝𝛉
𝐝𝐭
=
𝐝
𝐝𝐳
𝐊 𝛉
𝐝𝐇
𝐝𝐳
(5)
Em que:
K(θ) é a condutividade hidráulica do solo (cm.dia-1) em função de sua umidade θ,
(cm3.cm-3); H é o potencial total da água no solo, (cm); z é a coordenada vertical de posição,
(cm); e t é o tempo, dia.
Dentre as equações empíricas, uma das mais utilizadas para fins de dimensionamento
de sistemas de irrigação é a desenvolvida por Kostiakov em 1932. Este pesquisador propôs a
seguinte equação (6) para calcular a infiltração acumulada e a taxa de infiltração de água no
solo:
I=aTb
(6)
Em que:
I é a lâmina infiltrada no tempo T;
a é o parâmetro do modelo depende do tipo de solo;
b é o parâmetro do modelo depende do tipo de solo.
Derivando a equação 6 obtém-se a equação 7:
VI = a b T b-1
(7)
Em que:
VI é a taxa de infiltração da água no solo. Os coeficientes a e b foram determinados
por regressão linear entre os valores da infiltração acumulada de água e o tempo acumulado.
T = 600 B
(8)
Em que:
33
T é o tempo estimado para a VI ser igual a CI (Capacidade de infiltração de água no
solo).
O emprego do modelo de Kostiakov é limitado à situação em que há disponibilidade
de dados de infiltração observados para a determinação dos parâmetros a e b da equação, pois
tais não tem significado físico próprio e são avaliados a partir de dados experimentais,
podendo ser determinados estatisticamente. Não podendo ser aplicada a outros tipos de solo e
condições diferentes das condições em que seus parâmetros foram determinados (BRANDÃO
et al., 2009).
O modelo de Kostiakov, apesar de estritamente empírico, apresenta valor de taxa de
infiltração inicial tendendo para o infinito e taxa de infiltração para longos valores de tempo
tendendo a um valor próximo a zero, e não a um valor constante. Este valor constante
corresponde à taxa de infiltração estável, ou mesmo a condutividade hidráulica do meio
saturado (BRANDÃO et al., 2009). Isto poderia ser irrelevante para a infiltração no sentido
horizontal, mas torna a equação completamente deficiente para o caso de infiltração vertical.
No entanto, para a maior parte dos intervalos de tempo de interesse para a irrigação representa
adequadamente o processo de infiltração da água no solo (HILLEL, 1980).
Para eliminar a deficiência da taxa de infiltração de tender a zero quando o tempo
tende a infinito, foi proposta a equação (9) de Kostiakov-Lewis ou Kostiakov modificada,
(BRANDÃO et al., 2009) que pode ser assim representada.
I = kt α + if t
dI
i = dt = kαt α−1 + if
(9)
(10)
Nesta nova equação (10), quando t tende para o infinito, a taxa de infiltração tende
para if.
De acordo com Santana (1996) e Santana et al. (1997) os coeficientes da equação de
Kostiakov-Lewis dependem, além da textura e da estrutura do solo, de sua condição física no
momento da simulação de chuva ou irrigação, como por exemplo, a existência de fendas
(caminhos preferenciais) e o conteúdo de umidade inicial.
Paixão et al. (2009) observaram que quando se compara os modelos de Kostiakov e
Kostiakov-Lewis entre si, verifica-se desempenhos semelhantes no cálculo da velocidade de
34
infiltração. Também se verificam que os dois modelos, Kostiakov e Kostiakov-Lewis, tendem
a superestimar valores baixos no início da infiltração.
Outro modelo empírico muito utilizado é o desenvolvido por Horton em 1940.
Segundo Brandão et al. (2009), para esse modelo a redução de infiltração com o tempo é
fortemente controlada por fatores que ocorrem na superfície do solo, como encrostamento
superficial devido ao impacto das gotas de chuva, fenômenos de expansão e contração do
solo, dentre outros. Ele também concluiu que a taxa de infiltração se aproxima de um valor
constante, mas freqüentemente é menor que a condutividade hidráulica em solo saturado. Ele
justificou que essa diferença decorre da presença de ar aprisionado no solo e da incompleta
saturação do solo em condições de campo.
A taxa de infiltração, segundo o modelo de Horton, é expressa pela equação 11:
i = if + ii − if e−βt
(11)
Em que:
i é a taxa de infiltração da água no solo;
if é o valor constante corresponde a taxa de infiltração estável;
ii é a taxa de infiltração inicial;
β é a constante de decaimento; e
t é o tempo, em minutos.
A infiltração acumulada é dada pela equação 12:
Ia = ift +
i i −i f
β
1 − e−βt
(12)
Sendo que if , ii e β foram parâmetros determinados empiricamente a partir de pares
de valores simultâneos de I e t ou i e t, caso a infiltração seja acumulada equação (12) ou
instantânea equação (11), respectivamente.
A equação de Smith foi desenvolvida, tomando como base a equação de Richards
(1931), e considerava que o escoamento inicia assim que ocorre o empoçamento de água na
superfície do solo (ALVES e CABEDA, 1999). Entretanto, em condições de campo,
normalmente isto não ocorre, em decorrência da rugosidade e da cobertura da superfície, que
retarda o início do escoamento da água. Por este motivo, Alves e Cabeda (1999) fizeram a
35
substituição, na equação (12), do tempo de empoçamento de água pelo tempo de início do
escoamento.
A taxa de infiltração de água no solo foi obtida pela diferença entre a taxa de
escoamento superficial e a taxa constante de aplicação da precipitação. O modelo matemático
usado para descrever a taxa de infiltração foi o de Smith modificado por Cabeda (ALVES e
CABEDA, 1999) conforme equação 13:
i = R − ic
te b
t
+ ic
para t > te
(13)
Em que:
i é a taxa de infiltração em um tempo t, (mm.h-1);
R é a intensidade constante de chuva, (mm.h-1);
ic é a taxa constante de infiltração, (mm.h-1);
te é o tempo de início do escoamento da água sobre a superfície do solo, em (min);
t é o tempo após o início do escoamento, em (min); e
b é o parâmetro de ajuste da equação.
36
4. MATERIAL E MÉTODOS
4.1. LOCALIZAÇÃO E DESCRIÇÃO DA ÁREA EXPERIMENTAL
O presente trabalho foi conduzido na Fazenda Ponte Alta (Granol), localizada no
município de Silvânia- GO, cujo ponto central apresenta latitude de 16°38’35’’ Sul, longitude
de 48°36’15’’ Oeste e altitude média de 877 m. O solo é classificado como Franco-argiloarenosa e o relevo é suavemente ondulado. O clima, segundo Koppen e Geiger, é do tipo Aw,
com duas estações bem definidas, com verão chuvoso e inverno seco. A temperatura média
anual é de 22,5 °C e a média anual de pluviosidade é 1370 mm (SEPIN, 2009).
4.2. LEVANTAMENTOS DOS DADOS EXPERIMENTAIS
O teste de velocidade de infiltração da água no solo, assim como a determinação das
suas características físicas ocorreram em uma área irrigada por pivô central, composto por 6
torres, distanciadas umas das outras em 54,6 m e um vão em balanço de 27,1 m, com um raio
irrigado de 355,2 m abrangendo uma área total irrigada de 39,65 ha.
As torres foram enumeradas, contando-as a partir do ponto pivô, de 1 até 6,
considerando-se, também, o vão em balanço, onde os testes de velocidade de infiltração da
água e as amostragens para a caracterização física do solo, ocorreram nos seguintes locais: 1 –
Vão em balanço; 2 – Vão 6; 3 – Vão 4 e 4 – Vão 2, totalizando assim quatro pontos. Em cada
ponto ocorreram três repetições espaçadas linearmente, tomando-se como direção a base do
pivô central, sendo que o espaçamento entre cada repetição foram os comprimentos dos vãos
divididos em três partes. As coletas das amostras de solo foram na metade do comprimento de
cada ponto, ou seja, no local da segunda repetição do teste de infiltração da água no solo.
O plano amostral do presente estudo foi uma área com o cultivo de milho grão sob
sistema de plantio direto, ressaltando-se que as plantas estavam na fase de enchimento de
grãos.
No plantio direto, em que a semeadura é realizada sob os restos da cultura anterior,
as camadas superficiais do perfil do solo, quando comparadas ao preparo convencional,
geralmente apresentam, após três a quatro anos de cultivo, maior estabilidade estrutural,
maiores valores de densidade e de microporosidade e menores valores de macroporosidade e
de porosidade total (Stone e Silveira, 1999). Para Resende et al. (1990) a profundidade efetiva
do sistema radicular do milho, até os 30 dias após a germinação, é de 20 cm, e de 40 cm após
esse período.
37
Diante disto as amostras foram coletadas em quatro profundidades 0 – 10 cm, 10 –
20 cm, 20 – 30 cm e de 30 – 40 cm. As análises físicas do solo de cada parcela seguiram a
metodologia proposta pela EMBRAPA (1997).
As determinações da densidade do solo, da densidade das partículas, da porosidade
total e da umidade do solo ocorreram no Laboratório de Mecânica dos Solos do Campus
Anápolis de Ciências Exatas e Tecnológicas – Henrique Santillo, da Universidade Estadual de
Goiás, CCET – UEG, em Anápolis - GO.
Figura 4 – Coleta de amostras de solo utilizando dois trados (tipo caneca e Uhland) e
anéis volumétricos.
4.2.1. Determinação das propriedades físico-hídricas
Para a determinação da densidade do solo (Ds) foram utilizados anéis volumétricos de
capacidade de 100 cm3, para a determinação da densidade do solo foi utilizada a equação 14 e
15, segundo (CAPUTO, 2011):
Dw =
Mu
Ds =
Dw
V
(1 + θ)
(14)
(15)
Em que:
Ds é a Densidade do solo, (g.cm-3);
Mu é a Massa úmida do cilindro, (g);
Dw é a Densidade do solo úmido, (g.cm-3);
V é o Volume do anel, (cm3);
θ é a Umidade do solo, (cm-3.cm-3).
38
Para a determinação da densidade de partículas (Dp) foi utilizado o método do Balão
Volumétrico descrito por (EMBRAPA, 1997), conforme a equação 16:
MSS
Dp =
50 −Va
(16)
Em que:
Dp é a densidade de partículas, (g.cm-3);
MSS é a massa da amostra seca a 105ºC, (g);
Va é a volume de álcool gasto, (cm3).
A porosidade total foi calculada pela relação entre a densidade do solo e a densidade
de partículas (CAMARGO et al., 1986) conforme a equação 17:
PT% = 1 −
Ds
Dp
x 100
(17)
Em que:
PT % é a porosidade total, (%);
Dp é a Densidade de partículas, (cm3);
Ds é a Densidade do solo, (cm3).
A umidade do solo foi determinada pelo método padrão da estufa. Temos que o teor de
umidade (θ) de uma amostra de solo como a razão entre o peso da água (Pa) contida em certo
volume de solo e o peso da parte sólida (Ps) existente nesse mesmo volume, expressa em
porcentagem, segundo a EMBRAPA (1997), de acordo com as equações 18 e 19:
Pa = Pt − Ps
θ=
Pa
Ps
x 100
(18)
(19)
Em que:
θ é a umidade do solo, (%);
Ps é o peso da amostra seca, (g);
Pa é o peso da água, (g);
Pt é o peso total da amostra, (g).
39
4.2.2. Determinação da velocidade de infiltração da água no
solo
A velocidade de infiltração básica (VIB), foi determinada seguindo metodologia de
Bernado et al. (2008), utilizando-se o método do infiltrômetro de anel, que consiste em dois
anéis, colocados concentricamente, sendo um menor com diâmetro de 25 cm e o outro maior
com 50 cm, ambos com 30 cm de altura. O anel externo teve como finalidade reduzir o efeito
da dispersão lateral da água infiltrada do anel interno. Assim, a água do anel interno infiltra
no perfil do solo em direção predominantemente vertical, o que evitou a superestimativa da
taxa de infiltração.
Após a instalação dos anéis, os mesmo foram enterrados no solo até a
aproximadamente metade de sua altura (15 cm), depois os anéis foram calibrados colando
água até a borda, em ambos os anéis permanecendo assim por 24 horas. Após o tempo de
calibração o anel interno foi revestido com plástico e, posteriormente foi colocada água, ao
mesmo tempo, nos dois anéis. Retirou-se o plástico e com o auxílio de uma régua, foi
acompanhada a infiltração vertical no cilindro interno, em intervalos de tempo iniciados a um
minuto.
Observando-se em um cronômetro, simultaneamente, esse tempo foi aumentando,
sendo variável com o tempo de infiltração do volume de água. Nos dois cilindros, foi mantida
a altura da lamina de água máxima de aproximadamente 10 cm, permitindo oscilação máxima
de 5 cm. Assim, as leituras foram realizadas em tempos de 0, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 5, 5, 5, 10, 10,
10, 20, 20, 20, 30, 30 e 30 totalizando 204 minutos a contar do instante zero, com o passar do
tempo pré-determinado foram realizadas reposições de água nos anéis, de acordo com que a
água infiltrava no solo.
Figura 5 – Cravação dos anéis até a sua metade
de sua altura (15 cm).
Figura 6 – Calibração dos anéis para o teste
de infiltração da água no solo.
40
As leituras iniciaram nos tempos de um minuto sendo anotadas em uma planilha,
cujos valores serão utilizados para construir as curvas de infiltração acumulada (I) e de
velocidade de infiltração (VI). O critério adotado neste trabalho para condição de taxa de
infiltração constante foi quando o valor de leitura da carga de água no cilindro interno se
repetiu por pelo menos três vezes.
Com os resultados da lâmina de água acumulada no solo (I), em função do tempo de
infiltração (t) foram obtidos, por regressão linear, conforme a equação 20:
I = a Tn
(20)
Em que:
I é a infiltração acumulada, (cm);
a é a constante dependente do solo;
n é a constante dependente do solo, variando entre 0 e 1.
Para se determinar a regressão linear houve a transformação logarítmica dos dados,
pois se I = a Tn, log I = I = log a + n log T, à qual corresponde à equação da reta da forma Y =
A + BX, conforme as equações 21, 22, 23, 24:
Y é o log I
(21)
A é o log a
(22)
Béob
(23)
X é o log T
(24)
Na regressão linear equações 25, 26, sabe-se que:
B=
∑X .∑Y
N
∑X 2
∑XY −
∑X 2 −
(25)
N
A = Y − B. X
(26)
Assim, as equações de infiltração acumulada e velocidade de infiltração instantânea
foram encontradas aplicando-se a transformação logarítmica nos dados de tempo acumulado e
infiltração acumulada.
41
4.3. ANÁLISE ESTATÍSTICA
Os resultados foram submetidos à análise de variância para avaliar o comportamento
da infiltração da água no solo e as diferentes profundidades sobre as características físicas do
solo e velocidade de infiltração básica (VIB). Foi utilizado o teste de F, a 5 % de
significância. Para a realização da comparação das médias, foi utilizado o teste de Tukey a 5
% de probabilidade através do programa estatístico SISVAR 5.3 (FERREIRA, 2011).
42
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO
A análise de variância das propriedades físico-hídricas do solo (Densidade do solo,
Densidade de partículas, Umidade do solo e Porosidade Total do solo) estão apresentadas na
Tabela 1.
Tabela 1 - Estimativa dos quadrados médios (QM) das análises de variância, para quatro
variáveis relacionadas às características físicas do solo, em quatro níveis de profundidade, em
um pivô central no município de Silvânia - GO.
Quadrado Médio das Variáveis Analisadas
FV
GL
Ds
Dp
U (a)
PT
Profundidade
3
0,027ns
0,007ns
72,179*
42,198ns
Resíduo
12
0,008ns
0,022ns
11,016*
45,330ns
Total
Médias
CV (%)
15
-
0,191
1,393
6,700
0,287
2,344
6,320
348,741
22,838
14,770
670,559
39,780
16,810
*
significativo a 5% de probabilidade; ns: não significativo a 5% de probabilidade. U (a) Umidade gravimétrica
(%); Ds: Densidade do solo (g.cm-3); Dp: Densidade das partículas (g.cm-3); PT: Porosidade total (%).
Analisando-se a Tabela 1, verifica-se que para Ds, Dp e PT não houve diferença
significativa considerando-se as quatro profundidades avaliadas. Na área de estudo, tem-se
um histórico de plantio direto há mais de 5 anos, utilizando-se a rotação de culturas entre
milho e soja. Nesta mesma área faz-se a subsolagem a cada 5 anos. A qualidade física de
solos agrícolas pode ser afetada pelo sistema de manejo, sendo a magnitude das alterações
dependente do tempo de uso do solo e das condições edafoclimáticas (BERTOL et al., 2004).
Como a densidade do solo possui relação inversa com os outros atributos físicos do
solo o aumento da mesma está associado à diminuição da porosidade total, macroporosidade,
condutividade hidráulica e absorção iônica, assim como ao conseqüente aumento da
microporosidade e da resistência mecânica à penetração (MENDES et al., 2006). Estas
alterações na qualidade física do solo desencadeiam, no geral, a diminuição da produtividade
agrícola (SECCO et al., 2005).
A umidade do solo apresentou diferença significativa para as diferentes
profundidades, isso pode ser justificado pelo aumento da Ds e diminuição da PT, com o
aumento da profundidade. Dois fatores principais podem ter contribuído para a maior
umidade na camada superficial do solo: a maior infiltração de água no solo, decorrente da
não-formação de selo superficial (DEXTER, 1988), e a menor evaporação de água, decorrente
da cobertura do solo por resíduos (SALTON e MIELNICZUK, 1995).
43
Avaliando as alterações que o manejo do solo provoca nas propriedades físicas do
solo, Klein e Libardi (2002) concluíram que o manejo do solo irrigado, comparado ao solo de
mata e sequeiro, aumentou a densidade do solo até a profundidade de 40 cm, alterando,
conseqüentemente, a distribuição do diâmetro dos poros e a porosidade de aeração.
Analisando-se as propriedades físico-hídricas do solo (Tabela 2), observa-se que as médias da
Ds e Dp encontram-se dentro dos intervalos encontrados em solos de textura franca.
Tabela 2 - Médias e respectivas diferenças, para quatro variáveis relacionadas às
características físicas do solo para quatro níveis de profundidade em um pivô central no
município de Silvânia - GO.
Profundidade
Ds(a)
Dp
U
PT
(cm)
0 – 10
1,310 a
2,272 a
27,759 a
42,390 a
10 – 20
1,365 a
2,326 a
24,343 ab
41,330 a
20 – 30
1,420 a
2,410 a
21,333 b
38,230 a
30 – 40
1,495 a
2,361 a
19,265 b
36,375 a
Médias
1,393
2,344
22,838
39,780
As médias seguidas de mesma letra não diferem entre si pelo teste de Tukey a nível de 5% de significância.
(a)
Ds: Densidade do solo (g.cm-3); Dp: Densidade das partículas (g.cm-3); U: Umidade gravimétrica (%); PT:
Porosidade total (%).
Pode-se observar (Tabela 2) que com o aumento da profundidade do solo houve um
acréscimo na Ds e o inverso ocorreu para a PT, provavelmente, devido à compactação
causada pelo trânsito de máquinas e implementos agrícolas utilizados no plantio direto. Já a
diminuição da Ds em subsuperfície indica uma melhoria na qualidade física do solo
decorrente possivelmente da atividade da fauna edáfica e de raízes, as quais atuam na
formação de bioporos. Estes resultados são semelhantes aos obtidos por Albuquerque et al.
(1995) e Bertol et al. (2000), mas discordam dos apresentados por Abrão et al. (1979), que
verificaram maior densidade do solo em subsuperfície sob plantio direto.
Os valores de Dp não diferiram significativamente com o aumento da profundidade
Tabela 2. Esses resultados eram esperados, já que, de acordo com Reichardt (1975) verificou
não ser a densidade de partículas influenciada por alterações mecânicas de preparo do solo e
estar sua variação associada à constituição mineralógica e ao conteúdo de matéria orgânica,
bem como serem os atributos mineralógicos os mesmos entre os sistemas e a densidade do
solo afetada pelos teores de matéria orgânica incorporados ao solo pelos sistemas de manejo,
confirmando os resultados encontrados por Abrão et al. (1979).
Para PT observou-se que na camada superficial (0 – 20 cm) a quantidade de poros foi
significativamente maior em relação às demais (20 – 40 cm), assim como Dalmago et al.
44
(2009), que encontraram porosidade total cerca de 17 % mais alta em plantio direto em
comparação ao tratamento onde o solo foi mobilizado.
A determinação da infiltração acumulada (Ia) e da velocidade de infiltração (VI) do
solo pelo método do infiltrômetro de duplo anel foram obtidas a partir de dados coletados em
campo. Elaborou-se um gráfico de Infiltração acumulada (Ia) e de Velocidade de Infiltração
da água no solo (VI), nos respectivos pontos: Vão em balanço, Vão 6, Vão 4, Vão 2.
Percebeu-se que ao longo do teste, a infiltração acumulada (Ia) aumentou com o tempo
(Figura 7), o que era esperado, mas percebeu-se graficamente que à medida que vai se
afastando da base do pivô central o volume de água infiltrada aumenta com o tempo, apesar
da área de estudo apresentar a mesma textura (franco-argilo-arenosa), percebeu-se um
comportamento diferente nas curvas de infiltração acumulada, isso é devido a maior
quantidade de lamina de água infiltrada no solo.
Infiltração Acumulada
Infiltração Acumulada (mm)
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
0
30
60
90
120
150
180
210
Tempo (min)
Vão em Balanço
Vão 6
Vão 4
Vão 2
Figura 7 - Infiltração acumulada da água no solo, em mm, em quatro vãos de um pivô central,
determinada através do método do infiltrômetro de duplo anel, Fazenda Ponte Alta, Município
de Silvânia – GO.
A taxa de infiltração de água é um dos melhores parâmetros para se avaliar a
qualidade estrutural do solo. Ela reflete o efeito de todas as propriedades do solo que influem
combinadamente sobre a infiltração da água, que é controlada pela propriedade com maior
grau de limitação (FORSYTHE, 1975).
45
À medida que se adiciona água no solo, a taxa de infiltração vai se reduzindo
substancialmente até um valor praticamente constante, característico de cada tipo de solo e
que recebe o nome de taxa de infiltração estável ou velocidade de infiltração básica (VIB).
Portanto, a taxa de infiltração depende diretamente da textura e estrutura do solo e, para um
mesmo solo, depende do teor de umidade na época da chuva ou irrigação, da sua porosidade e
da existência de camada menos permeável (camada compactada) ao longo do perfil
(BRANDÃO et al., 2009), conforme a Figura 7.
A infiltração da água no solo observada em todos os vãos, demonstra que as maiores
taxas obtidas de infiltração de água no solo, após a estabilização, ocorreram no Vão em
Balanço e Vão 6, apresentando uma taxa de infiltração média de 12 mm.h-1 para ambos os
vãos, e para os vãos 4 e 2, as taxas de infiltração foram menores, sendo de 8 mm.h-1 para
ambos.
Verificou-se que os valores de velocidade de infiltração foram maiores para os
seguintes vãos: Vão em Balanço e Vão 6, respectivamente (Figura 8). Essa observação pode
ser confirmada por Tucci (2009) que afirma que a velocidade de infiltração de água no solo
inicialmente é alta e vai diminuindo gradativamente até um valor quase constante chamado de
VIB.
Velocidade de Infiltração
Velocidade de Infiltração (mm.h-1)
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
30
60
90
120
150
180
210
Tempo (min)
Vão em Balanço
Vão 6
Vão 4
Vão 2
Figura 8 – Velocidade de Infiltração da água no solo, em mm.h-1, em quatro vãos de um pivô
central determinada através do método do infiltrômetro de duplo anel, Fazenda Ponte Alta,
Município de Silvânia – GO.
46
As equações de infiltração acumulada e velocidade instantânea para cada vão em
estudo, após a regressão linear, foram respectivamente: Vão em balanço (Ia = 0,734 x T0,179,
VI = 78,832 x T-0,821), Vão 6 (Ia = 0,685
x
T0,174, VI = 71,514 x T-0,826), Vão 4 (Ia = 0,545
x
T0,151, VI = 49,377 x T-0,849) e Vão 2 (Ia = 0,497 x T0,185, VI = 55,167 x T-0,815).
Observou-se uma velocidade inicial de infiltração da água no solo, para cada um dos
vãos, sendo: Vão em Balanço de 79 mm.h-1, Vão 6 de 71 mm.h-1, Vão 2 de 49 mm.h-1, Vão 4
de 55 mm.h-1, e gradativamente este valor foi diminuindo lentamente no decorrer do tempo, e
alcançou um valor constante de 2 mm.h-1, sendo então este o valor denominado de VIB
(Figura 8).
De acordo com Bernardo et al. (2008), o solo pode ser classificado de acordo com a
sua velocidade de infiltração básica em: > 30 mm.h-1 (VIB muito alta), de 15 - 30 mm.h-1
(VIB alta), 5 - 15 mm.h-1 (VIB média) e < 5 mm.h-1 (VIB baixa). O valor para a VIB
encontrado classifica o solo com uma VIB baixa já que é menor que 5 mm.h-1.
Os valores de VIB segundo a textura do solo podem ser: arenosa quando de 25 a 250
mm.h-1; franco-arenosa de 13 a 76 mm.h-1; franco-arenosa-argilosa de 5 a 20 mm.h-1 e francoargilosa: 2,5 a 15 mm.h-1 (BERNARDO et al., 2006). Esses resultados sugerem que o solo do
presente estudo é classificado como franco-argiloso. Entretanto, o resultado da análise física
do solo indicou que a classificação textural do mesmo é franco-areno-argiloso.
Para Lima (2008), a grande influência do solo sobre a velocidade de infiltração e sua
relação com atributos físicos como textura formada pelos elementos sólidos contidos no solo
(areia, silte e argila) é a estrutura formada pela organização dos elementos que compõem a
textura. De acordo com Carlesso e Zimmermann (2000), uma camada mais argilosa, limita a
infiltração à medida que o solo vai saturando.
O resultado da VIB de um solo é uma ferramenta importante, pois o conhecimento da
velocidade de infiltração básica (VIB) em um tipo de solo proporciona a definição da escolha
dos aspersores ou emissores, cuja intensidade de aplicação de água (IA) seja menor ou igual a
VIB.
Comparando-se os vãos em estudo (Figura 8) verificou-se que, à medida que se
distancia da base do pivô central, a velocidade de infiltração inicial aumenta,
conseqüentemente apresentando maior infiltração acumulada ao longo do tempo.
Provavelmente, a presença da cobertura vegetal e a palhada na superfície do solo
fizeram com que houvesse um maior tempo de oportunidade para a água se infiltrar no solo
em determinados vãos possibilitando uma maior velocidade de infiltração. A diferença de
47
estrutura física pode ocorrer além da presença de raízes, também pela presença de matéria
orgânica, que serve como estabilizador dos agregados, formando assim agregados maiores e
mais estáveis (SALTON et al., 2008).
48
6. CONCLUSÕES
As propriedades físicas do solo (densidade do solo, densidade de partículas e
porosidade) não apresentaram diferenças significativas para as diferentes profundidades
analisadas.
A umidade do solo apresentou diferença significativa entre os diferentes níveis de
profundidade.
A velocidade de infiltração básica foi classificada como baixa, menor que 5 mm.h-1.
De acordo com o catálogo do fabricante a intensidade de aplicação de água (Ia) para
cada aspersor é de 26 mm.h-1, sendo este valor superior ao da VIB encontrada no presente
estudo de 2 mm.h-1, assim a escolha do aspersor está superestimando a aplicação de água pelo
projeto do pivô central.
49
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ABRÃO, P. U. R.; GOEPFERT, C. F.; GUERRA, M.; ELTZ, F. L. F.; CASSOL, E. A.
Efeitos de sistemas de preparo do solo sobre características de um Latossolo Roxo distrófico.
Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.3, p.169-172, 1979.
ALBUQUERQUE, J. A.; REINERT, D. J.; FIORIN, J. E.; RUEDELL, J. PETRERE, C.
FONTINELLI, F. Rotação de culturas e sistemas de manejo do solo: efeito sobre a forma da
estrutura do solo ao final de sete anos. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Campinas,
v.19, n.1, p.115-119, 1995.
ABREU, S. L.; REICHERT, J. M. REINERT, D. J. Escarificação mecânica e biológica para a
redução da compactação em argissolo franco-arenoso sob plantio direto. Revista Brasileira
de Ciência do Solo, Santa Maria v.28, n.3, p.519-531, 2004.
ALVES, M. C.; CABEDA, M. S. V. Infiltração de água em um podzólico Vermelho-Escuro
sob dois métodos de preparo, usando chuva simulada com duas intensidades. Revista
Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v.23, n.4, p.735-761, 1999.
ALVES SOBRINHO, T. Desenvolvimento de um infiltrômetro de aspersão portátil. 1997.
85 p. Tese (Doutorado em Engenharia Agrícola), Universidade Federal de Viçosa, Viçosa,
1997.
ALVES SOBRINHO, T.; VITORINO, A. C. T.; SOUZA, L. C. F.; GONÇALVES, M. C.;
CARVALHO, D. F. Infiltração de água no solo em sistemas de plantio direto e convencional.
Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v.7, n.2, p.191196, 2003.
ANJOS, J. T.; UBERTI, A. A. A.; VIZZOTTO, V. J. ; LEITE, G. B. KRIEGER, M.
Propriedades físicas em solos sob diferentes sistemas de uso e manejo. Revista Brasileira de
Ciência do Solo, Campinas, v.18, p.139-145, 1994.
AMERMAN, C. R. Infiltration measurement. In: ASAE, Advances in Infiltration.
Proceedings of the National Conference on Advances in Infiltration. Michigan: ASAE, 1983.
(ASAE, Publication, p.11-83)
ARAÚJO FILHO, J. C. de; RIBEIRO, M. R. Infiltração de água em Cambissolos do Baixio
de Irecê (BA). Revista Brasileira de Ciência do Solo, Campinas, v.20, n.3, p.363-370, 1996.
50
ARZENO, J. L. Avaliação física de diferentes manejos de solos em Latossolo roxo
distrófico, 1990. 259p. Tese (Doutorado em Solos e Nutrição de Plantas) - Escola Superior de
Agricultura "Luiz de Queiroz", Universidade de São Paulo, Piracicaba, 1990.
BARBOSA, T. R. L.; Atributos físicos do solo sob espécies florestais da Mata atlântica na
região serrana fluminense. 2012. 81p. Dissertação (Mestrado Produção Vegetal) Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacazes, 2012.
BEAR, J. Hydraulics of groundwater. McGraw-Hill Inc. New York, 1979, 569p.
BERNARDO, S.; SOARES, A. A. MANTOVANI, E. C. Manual de irrigação. 8 ed. Viçosa:
Ed. UFV, Minas Gerais, 2008. p.625.
BERTOL, I.; COGO, N. P.; LIEVEN, R. Cobertura morta e métodos de preparo do solo na
erosão hídrica em solo com crosta superficial. Revista Brasileira de Ciência do Solo,
Campinas, v.13, n.3, p.373-9, 1989.
BERTOL, I.; SCHICK, J.; MASSARIOL, J. M.; REIS, E. F.; DILY, L. Propriedades físicas
de um Cambissolo Húmico álico afetadas pelo manejo do solo. Ciência Rural, Santa Maria,
v.30, n.1, p.91-95, 2000.
BERTOL, I.; BEUTLER, J. F.; LEITE, D.; BATISTELA, O. Propriedades físicas de um
Cambissolo Húmico afetadas pelo tipo de manejo do solo. Scientia Agrícola, Piracicaba,
v.58, n.3, p.555-560, 2001.
BERTOL, I.; ALBUQUERQUE, J. S.; LEITE, D.; AMARAL, A.; ZORDAN JUNIOR, W. A.
Propriedades físicas do solo sob preparo convencional e semeadura direta em rotação e
sucessão de culturas comparadas às do campo nativo. Revista Brasileira de Ciência do Solo,
Viçosa, v.28, n.2, p.337-345, 2004.
BERTONI, J.; LOMBARDI NETO, F. Conservação do Solo. Piracicaba: Livro Ceres, 1990,
355 p.
BOERS, T. M.; VAN DEURZEN, F. J. M. P.; EPPINK, L. A. A. J. RUYTENBERG, R. E.
Comparison of infiltration rates measured with an infiltrometer, a rainulator and a
permeameter for erosion research in SE Nigeria. Soil Techmol, v.5, p.13-26, 1992.
BORGES, E.; ANTONINO, A. C. D.; DALL’OLIO, A.; AUDRY, P.; CARNEIRO, C. J. G.
Determinação da condutividade hidráulica e da sortividade de um solo não saturado
51
utilizando-se permeâmetro a disco. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v.34, p.
2083-2089, 1999.
BRANDÃO, V. S.; PRUSKI, F. P.; SILVA, D. D. Infiltração da água no solo. 3. ed. Viçosa,
Minas Gerais, Ed. UFV, 2009. 120 p.
BRITO, L. T. de L.; Velocidades de infiltração determinadas por simulador de chuvas e
por infiltrômetro de anel. 1994. 43p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola) Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 1994.
BRITO, L. T. de L.; LOUREIRO, B. T.; DENICULI, W.; RAMOS, M. M.; SOARES, J. M.
Influência do método na determinação da velocidade de infiltração. Revista Brasileira de
Ciência do Solo, Campinas, v.20, p.503-507, 1996.
CABEDA, M. S. Degradação física e erosão do solo. In: SIMPÓSIO DE MANEJO DO
SOLO E PLANTIO DIRETO NO SUL DO BRASIL, 1., SIMPÓSIO DE CONSERVAÇÃO
DO SOLO DO PLANALTO, 3. 1984. Passo Fundo. Anais... Passo Fundo: PIVCS e UPF Faculdade de Agronomia, 1984. p.28-33.
CÂMARA, R. C.; KLEIN, V. A. Escarificação em plantio direto como técnica de
conservação do solo e da água. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Campinas, v.29,
p.789-796, 2005.
CAMARGO, O. A. de; MONIZ, A. C.; JORGE, J. A.; VALADARES, J. M. A. S. Métodos
de análise química, mineralógica e física de solo do Instituto Agronômico de Campinas.
Campinas, IAC, 1986. 94p (Boletim Técnico n° 106).
CAPUTO, H, P.; Mecânica dos solos e suas aplicações, vol.1 6 ed. revisada e ampliada,
reimpressão, Rio de Janeiro: LTC, 2011. 284p.
CARLESSO, R; ZIMMERMANN, F. L. Água no solo: parâmetros para o
dimensionamento de sistemas de irrigação. Santa Maria: UFSM/Departamento de
Engenharia Rural, p.88, 2000.
CARPENEDO, V; MIELNICZUK, J. Estado de agregados e qualidade de agregados de um
latossolos roxos, submetidos a diferentes sistemas de manejo. Revista Brasileira de Ciência
do Solo, Campinas, v.14, n.1, p.99-105, 1990.
CARTER, M. R. Soil sampling and methods of analysis. Canadian Society Soil Science,
1993. p. 823.
52
CARVALHO, H. O. G. Física dos solos. 1 ed. Campina Grande: UFPB, 2000. 173p.
CASTRO, O. M. Comportamento físico e químico de um Latossolo roxo em função do
seu preparo na cultura do milho (Zea mays L.). 1995. 174 p. Tese (Doutorado em Solos e
Nutrição de Plantas) - Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", Universidade de
São Paulo, Piracicaba. 1995.
CECILIO, R. A. Aplicação da equação de Green-Ampt na modelagem da infiltração de
água em Latossolo Vermelho-Amarelo estratificado. 2002. 118p. Dissertação (Mestrado
em Engenharia Agrícola), Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2002.
CECÍLIO, R. A.; SILVA, D. D.; PRUSKI, F. F.; MARTINEZ, M. A. Modelagem da
infiltração de água no solo sob condições de estratificação utilizando-se a equação de GreenAmpt. Revista Brasileira Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v.7, p.415422, 2003.
CENTURION, J. F.; CARDOSO J. P.; NATALE, W. Efeito de formas de manejo em
algumas propriedades físicas e químicas de um Latossolo Vermelho em diferentes agro
ecossistemas. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande,
v.2, n.5, p.254-258, 2000.
CHEN, C.; WAGENET, R.J. Simulations of water and chemicals in macropore soil. Part 1.
Representation of the equivalent macrospore influence and its affect on soil water flow.
Journal Hydrology, v.13, p.105-126, 1992.
CICHOTA, R.; JONG VAN LIER, Q.; LEGUIZAMÓN ROJAS, C. A. Variabilidade espacial
da taxa de infiltração em Argissolo Vermelho. Revista Brasileira de Ciência do Solo,
Viçosa, v.27, n.5, p.789-798, 2003.
COELHO, R. D.; MIRANDA, J. H. DE; DUARTE, S. N. Infiltração da água no solo: Parte II,
Acúmulo de água sobre a superfície do terreno. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola
e Ambiental, Campina Grande, v.4, n.2, p.142-145. 2000.
CHAVES, H. M. L.; ORLOWISK, E.; ROLOFF, G. Previsão da infiltração sob 49 condições
dinâmicas de selamento superfícial. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v.17,
p.141-147, 1993.
CUENCA, R. H. Irrigation system design. New Jersey: Prentice Hall, 1989, 551p.
53
DALMAGO, G. A.; BERGAMASCHI, H.; BERGONCI, J. I.; KRÜGER, C. A. M. B.;
COMIRAN, F.; HECKLER, B. M. M. Retenção e disponibilidade de água às plantas, em solo
sob plantio direto e preparo convencional. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e
Ambiental, Campina Grande, v.13, p.855-864, 2009.
DALLA ROSA, A. Práticas mecânicas e culturais na recuperação de características
físicas de solos degradados pelo cultivo no solo Santo Ângelo (Latossolo Roxo
Distrófico). 1981. 138p. Dissertação (Mestrado em Agronomia) - Faculdade de Agronomia,
Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre 1981.
DEXTER, A. R. Advances in characterization of soil structure. Soil Tillage Research. South
Australia, v.11, p.199-238, 1988.
DULEY, F. L. Surface factor affecting the rate of intake of water by soils. Soil Science
Society of America Proceedings, Madison, v.4, p.60-64, 1939.
ELRICK, D. E.; REYNOLDS, W. D.; TAN, K. A. Hydraulic conductivity measurements in
the unsaturated zone using improved well permeameter analysis. Ground Water Monitoring
Review, v.9, p.184-193, 1989.
ELRICK, D. E.; REYNOLDS, W. D. Infiltration from Constant-Head Well Permeameters and
Infiltrometers. IN: TOPP, G. C. et al (ed.). Advances in measurement of soil physical
properties: Bringing theory into practice. Madison: Soil Science Society of America. p.1-24,
1992. (Special Publication, 30).
ELTZ, F. L. F., PEIXOTO, R. T. G., JASTER, F. Efeitos de sistemas de preparo do solo nas
propriedades físicas e químicas de um Latossolo Bruna Álico. Revista Brasileira de Ciência
do Solo, Viçosa, v.13, p.249-167, 1989.
EMBRAPA. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Centro Nacional de Pesquisa de
Solos. Manual de métodos de análise de solos. 2. ed. Embrapa, Rio de Janeiro, 1997. 212p.
EVERTS, C. J.; KANWAR, R. S. Interpreting tension- infiltrometer data for quatifying soil
macropores: some pratical considerations. Transactions of the ASAE, St. Joseph, v.36, n.2,
p.423-428, 1992.
FARIA, J.C.; SCHAEFER, C.E.; RUIZ, H.A.; COSTA, L.M. Effects of weed control on
physical and micropedological properties of brazilian ultisol. Revista Brasileira de Ciência
do Solo, Viçosa, v.22, n.4, p.731-41, 1998.
54
FEITOSA FILHO, J. C. Infiltração acumulada d’água no solo (I) e velocidade de
infiltração d’água no solo (VI). Areia. UFPB/CCA, p.5, 2009. (Apostila, Disciplina
Irrigação e Drenagem Relação Solo - Água - Planta- Atmosfera).
FERREIRA, D. F. Sisvar: a computer statistical analysis system. Ciência e Agrotecnologia,
v.35, n.6, p.1039-1042, 2011.
FIORIN, T. T. Estimativa da infiltração de água no solo a partir de pedofunções. 2008.
116p. Tese (Doutorado em Ciência do Solo) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa
Maria, 2008.
FORSYTHE, W. Física de suelos: manual de laboratório. New York: University Press, 1975.
324p.
FREITAS, P. L. Manejo físico do solo. In: SIMPÓSIO SOBRE MANEJO E
CONSERVAÇÃO DO SOLO NO CERRADO, 1., 1990, Goiânia. Anais... Campinas:
Fundação Cargill, 1992. p.117-139.
GHIBERTO, P. J. Metodologias para obtenção de parâmetros utilizados em modelos de
infiltração da água no solo. 1999. 79p. Dissertação (Mestrado) - Escola Superior de
Agricultura "Luiz de Queiroz", Universidade de São Paulo, Piracicaba, 1999.
GUBIANI, P. I.; REINERT, D. J., REICHERT, J. M.; GELAIN, N. S. Programa
computacional auxiliar na determinação da condutividade hidráulica de solo saturado pelo
método do permeâmetro de carga decrescente. In: REUNIÃO BRASILEIRA DE MANEJO E
CONSERVAÇÃO DO SOLO E DA ÁGUA, 2008. Rio de Janeiro. Anais… Sociedade
Brasileira de Ciência do Solo. 1 CD-ROM.
HILLEL, D. Fundamentals of soil physics. Academic Press, Orlando, 1980, 385p.
INGARAMO, O. E. Indicadores físicos de la degradación del suelo. 2003, 298p. Tese
(Doutorado) - La Coruña, Universidade da Coruña, 2003.
IRURTIA, C. B.; MON, R. Microsimulador de lluvia para determinar infiltracion a
campo. Buenos Aires: Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuária, 1994. 16p.
(Publicación n° 16).
ISLAN, K, R.; WEIL, R. R. Soil quality indicator properties in mid-Atlantic soils as
influenced by conservation management. Journal of Soil and Water Conservation, Ankeny,
v.55, p.69-79, 2000.
55
JONG VAN LIER, Q. Física do solo. 1. ed. Viçosa, Ed. UFV, Minas Gerais, 2010. p.298.
KLEIN, V. A.; LIBARDI, P. L. Densidade e distribuição do diâmetro dos poros de um
Latossolo Vermelho, sob diferentes sistemas de uso e manejo. Revista Brasileira de Ciência
do Solo, Viçosa, v.26, p.857-867, 2002.
LEONARDO, H. C. L. Indicadores da qualidade do solo e água para a avaliação do uso
sustentável da microbacia hidrográfica do rio Passo Cue, região oeste do Estado do
Paraná. 2003. 121p. Dissertação (Mestrado em Recursos Florestais) - Escola Superior de
Agricultura Luiz de Queiroz, Piracicaba, 2003.
LIBARDI, P. L. Dinâmica da água no solo. 1. ed. Piracicaba, ESALQ/USP. 1995. 497p.
LIMA, C. A. G.; SILANS, A. P. Variabilidade espacial da infiltração de água no solo.
Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v.34, n.12, p.2311-2320. 1999.
LIMA. W. P. Hidrologia Florestal Aplicada ao Manejo de Bacias Hidrográficas. 2. ed.
Piracicaba – São Paulo. Escola Superior de Agricultura ‘Luiz de Queiroz’, 253p. 2008.
LOMBARDI NETO, F.; CASTRO, O. M.; SILVA, I. R.; BERTONI, J. Simulador de chuva e
sua utilização em pesquisa de erosão do solo. O Agronômico, Campinas, v.31, p.81-98. 1979.
MANTOVANI, E. C.; BERNARDO, S.; PALARETTI, L. F. Irrigação: princípios e
métodos. 3 ed. Viçosa, Ed. UFV, 2009. 355p.
McINTYRE, D. S. Permeability measurements of soil crusts formed by raindrop impact. Soil
Sciencie, v.85, p.185-9, 1958.
MENDES, F. G.; MELLONI, E. G. P.; MELLONI, R. Aplicação de atributos físicos do solo
no estudo da qualidade de áreas impactadas, em Itajubá – Minas Gerais. Revista Cerne,
Lavras, v.12, n.3, p.211-220, 2006.
MESQUITA, M. G. B. F.; MORAES, S. O. A dependência entre a condutividade hidráulica
saturada e atributos do solo. Ciência Rural, Santa Maria, v.34, n.3, p.963-069, 2004.
MEYER, L. D. Rainfall simulators for soil erosion research. In: LAL, R. Soil Erosion
Research Methods. 2. Ed Florida: St. Lucie Press, 1994. p.83-103.
56
MORAES, W. V. Comportamento de características e propriedades de um Latossolo
Vermelho-Escuro, submetido a diferentes sistemas de cultivo. 1984. 107p. Dissertação
(Mestrado) - Escola Superior de Agricultura de Lavras, Lavras 1984.
MORAES, A. Pastagens como fator de recuperação de áreas degradadas In: SIMPÓSIO
SOBRE ECOSSISTEMAS DE PASTAGENS, 2, Jaboticabal. Anais... Jaboticabal: UNESP,
1993. p.191-215.
MORIN, J.; VAN WINKEL, J. The effect of raindrop impact and sheet erosion on infiltration
rate and crust formation. Soil Science Society of America Journal, v.60, p.1223-1227, 1996.
PAGOTTO, D. S. Comportamento do sistema radicular, reservas orgânicas e
mineralização líquida do nitrogênio do solo em pastagem irrigada de capim Tanzânia
submetida a diferentes intensidades de pastejo. 2001. 51p. Dissertação (Mestrado em
Agronomia), Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, Piracicaba, 2001.
PAIXÃO, F. J. R.; ANDRADE, A. R. S.; AZEVEDO, C. A. V.; COSTA, T. L.; GUERRA, H.
O. C. Ajuste da curva de infiltração por meio de diferentes modelos empíricos. Pesquisa
Aplicada e Agrotecnologia, Guarapuava, v.2, n.1, p.108-112, 2009.
PANACHUKI, E.; SOBRINHO, T. A.; VITORINO, A. C. T.; CARVALHO, D. F.; URCHEI,
M. A. Avaliação da infiltração de água no solo, em sistema de integração agriculturapecuária, com uso de infiltrômetro de aspersão portátil. Acta Scientiarum Agronomy,
Maringá, v.28, n.1, p.129-137, 2006.
PEREIRA, V. R.; TEIXEIRA FILHO, J. Identificação das áreas susceptíveis aos processos
erosivos em duas bacias do Sistema Cantareira por meio de diferentes cenários. Acta
Scientiarum Agronomy, Maringá, v.31, n.1, p.155-163, 2009.
PERROUX, K. M.; WHITE, I. Designs for disc permeameters. Soil Science Society of
America Journal, Madison, v.52, p.1205-1215, 1988.
PINHEIRO, A.; TEIXEIRA, L. P.; KAUFMANN, V. Capacidade de infiltração de água em
solos sob diferentes usos e práticas de manejo agrícola. Revista Ambiente e Água, Taubaté
v.4, p.188-199, 2009.
PRUSKI, F. F. Desenvolvimento de metodologia para o dimensionamento de canais de
terraço. 1993. 97p. Tese (Doutorado em Engenharia Agrícola) – Universidade Federal de
Viçosa, Viçosa, 1993.
57
PRUSKI, F. F.; VENDRAME, V.; OLIVEIRA E. F.; BALBINO, L. C.; FERREIRA, P. A.;
WERLANG, L.; CARVALHO, L. T. Infiltração de água no Latossolo Roxo. Pesquisa
Agropecuária Brasileira, v.32, n.1, p.77-84, 1997a.
PRUSKI, F. F.; SILVA, D. D.; SANTOS, W. L.; RODRIGUES, L. N. ANTUNES, V. L.
Infiltração de água no solo. [S.1.: s.n.], 1997b. 26p. (Caderno Didático, 25).
PRUSKI, F. F.; BRANDÃO, V.S.; SILVA, D. D. Escoamento superficial. 2 .ed., Viçosa,
Ed. UFV, 2003, 88p.
RAWLS, W. J., DAVID, G., VAN MULLEN, J.A., WARD, T. J. Infiltration. In: ASCE.
Hydrology Handbook. 2. ed. New York. p.75-124. (ASCE Manuals and Report on
Engineering Practice, 28), 1996.
REICHARDT, K. Processos de transferência no sistema solo planta-atmosfera.
Piracicaba, CNEN – Fundação Cargill, 1975. 268p.
REICHARDT, K. A água em sistemas agrícolas. São Paulo, Manole, 1990. 188p.
REICHARDT, K. Dinâmica da matéria e de energia em ecossistemas. 2. Ed. Piracicaba,
SP, USP/ESALQ. 1996. 505p.
REICHERT, J. M.; VEIGA, M.; CABEDA, M. S. V. Selamento superficial e infiltração de
água em solos do Rio Grande do Sul. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Campinas, v.6,
n.3, p.289-298, 1992.
REICHERT, J. M.; SUZUKI. L.; REINERT, D. J.; HORN, R.; HAKANSSON, I. Reference
bulk density and critical degree-of-compactness for no-till crop production in subtropical
highly weathered soils. Soil Tillage Research. Santa Maria, v.102, p.242-254. 2009.
REINERT, D. J.; REICHERT, J. M.; SILVA, V. R. Propriedades físicas de solos em
sistema de plantio direto irrigado. In: CARLESSO, R.; PETRY, M. T.; ROSA, G. M.;
CERETTA, C. A. Irrigação por aspersão no Rio Grande do Sul. Santa Maria, RS, 2001,
p.165.
RESENDE, M.; FRANÇA, G. E.; ALBUQUERQUE, P. E. P.; ALVES, V. M. C. Estimativa
do desenvolvimento radicular do milho irrigado em dois tipos de solo. In: CONGRESSO
NACIONAL DE MILHO E SORGO18., 1990, Vitória. Resumos... Vitoria: Emcapa, 1990.
p.133.
58
REYNOLDS, W. D.; ELRICK, D. E. Ponded infiltration from a single ring: I. Analysis of
steady flow. Soil Science Society of American Journal, Madison, v.54, p.1233- 1241, 1990.
REYNOLDS, W. D.; ELRICK, D. E. Determination of hydraulic conductivity using a tension
infiltrometer. Soil Science Society of American Journal, Madison, v.55, p.633-639, 1991.
REYNOLDS, W. D.; VIEIRA, S. R.; TOPP, G. C. An Assessment of the single-head analysis
for the constant head well permeameter. Journal of Soil Science, Canadian. v.72, p.489-501,
1992.
RICHARDS, L. A. Methods of measuring moisture tension. Soil Science, v.58, p.95-112,
1949.
ROTH, C. H.; MEYER, B.; FREDE, H. G. A portable rainfall simulator for studying factors
affecting runoff, infiltration and soil loss. Catena, Braunschweig, v.12, p.79-85, 1985.
SALES, L. E. O.; FERREIRA, M. M.; OLIVEIRA, M. S.; CURI, N. Estimativa da velocidade
de infiltração básica do solo. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v.34, n.11, p.20912095, 1999.
SALTON, J. C.;MIELNICZUK, J. Relações entre sistemas de preparo, temperatura e umidade
de um Podzólico Vermelho-Escuro de Eldorado do Sul (RS). Revista Brasileira de Ciência
do Solo, Viçosa, v.19, p.313-319, 1995.
SALTON, J. C.; HERNANI, L. C.; BROCH, D. L. FABRÍCIO, A.C. Alterações em
atributos físicos do solo decorrentes da rotação soja-pastagem, no sistema plantio direto.
Dourados, Embrapa Agropecuária Oeste, 1999. 5p. (Comunicado Técnico, 10).
SALTON, J. C.; MIELNICZUK, J.; BAYER, C.; BOENI, M.; CONCEIÇÃO, P. C.;
FABRÍCIO, A. C.; MACEDO, M. C. M.; BROCH, D. L. Agregação e estabilidade de
agregados do solo em sistemas agropecuários em Mato Grosso do Sul. Revista
Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v.32, n.1, p.11-21, 2008.
SANTANA, J. C. B. Euclides da Cunha e a Escola Politécnica de São Paulo. Estudos
Avançados, São Paulo, v.10, n.26, p.311-327, 1996.
SANTANA, J. C. F. Tecnologia da fibra das cultivares algodão 6M, algodão 7MH e CNPA
ITA 96, lançadas pela Embrapa Algodão. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ALGODÃO,
1., 1997, Fortaleza. Anais... Fortaleza: EMBRAPA-CNPA, 1997. p.613-617.
59
SECCO, D.;DA ROS C. O.;SECCO, J. K.;FIORIN ,J. E. Atributos físicos e produtividade de
culturas em um Latossolo Vermelho argiloso sob diferentes sistemas de manejo. Revista
Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v.29, n.3, p.407-414, 2005.
SEPIN – Superintendência de Estatística, Pesquisa e Informação, 2009. Disponível em:
<http://www.seplan.go.gov.br>. Acesso em: 28 Abr. 2015.
SIDIRAS, N.; ROTH, C. H. Infiltration measurements with double-ring infiltrometers and a
rainfall simulator under different surface conditions on an Oxisol. Soil Tillage Research,
Amsterdam, v.9, p.161-168, 1987.
SILVA, C. L.; KATO, E. Efeito do selamento superficial na condutividade hidráulica saturada
da superfície de um solo sob cerrado. Pesquisa Agropecuária. Brasileira. Brasília, v.32, n.2,
p.213-20, 1997.
SILVA, D. D. ; PAIVA, K. W. N.; PRUSKI. F. F.; SCHAEFFER, C. E. G. R.; AMORIN, R.
S.S. Escoamento superficial para diferentes intensidades de chuva e porcentagens de
cobertura num Podzólico Vermelho Amarelo com preparo e cultivo em contornos.
Engenharia Agrícola, Jaboticabal, v.2, n.1, p.12-22, 2001.
SOUZA, D. M. G.; LOBATO, E. Latossolos. Disponível em:
<http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/Agencia16/AG01/arvore/AG01_96_10112005101956
.html>. Acesso em: 29 abr. 2015.
STONE, L. F.; SILVEIRA, P. M. Efeito do sistema de preparo na compactação do solo,
disponibilidade hídrica e comportamento do feijoeiro. Pesquisa Agropecuária Brasileira,
v.34, 1999. p.83-91.
TISDALL, J. M.; OADES, J. M. The management of ryegrass to stabilize aggregates of a redbrown earth. Australian Journal of Soil Research, v.18, p.415-422, 1980.
TUCCI, C. E. M.; Hidrologia: Ciência e Aplicação. 4ª ed. ABRH, Porto Alegre,
Universidade Federal do Rio Grande do Sul. p.943, 2009.
VEZZANI, F. M. Qualidade do sistema solo na produção agrícola. 2001. 184p. Tese
(Doutorado em Ciência do Solo) – Faculdade de Agronomia, Universidade Federal Rio
Grande do Sul, Porto Alegre, 2001.
VIEIRA, S. R. Permeâmetro: novo aliado na avaliação de manejo do solo. O Agronômico,
Campinas, v.47-50, p.32-33, 1998.
60
WOLFE, M. L.; LARSON, C. L.; ONSTAD, C. A. Hydraulic conductivity and Green- Ampt
Infiltration modeling for tilled soils. Transference America Science Agriculture Engineer,
v.31, p.1135-1140, 1988.
WU, L.; SWAN, J. B.; PAULSON, W. H.; RANDALL, G. W. Tillage effects on measured
soil hydraulic properties. Soil Tillage Research, v.25, p.17-33, 1992.
61