A redução da macroporosidade da camada superficial do solo provocada pelo encrostamento tem como conseqüência o decréscimo da infiltração da água no solo. Para a determinação da taxa de infiltração, em solos sujeitos ao encrostamento, foi realizado experimento no Laboratório de Hidráulica do Departamento de Engenharia Agrícola utilizando simulador de chuvas. Os tratamentos foram distribuídos em um esquema fatorial 5 x 6, sendo cinco solos (Argissolo Vermelho, Argissolo Vermelho- Amarelo, Latossolo Vermelho-Amarelo, Neossolo Flúvico e Neossolo Quartzarênico) e seis energias cinéticas de chuva (0, 525, 1051, 2102, 3153 e 4204 J m -2 ) com três repetições, conforme um delineamento inteiramente casualizado. Utilizando técnica de micromorfometria foi possível determinar algumas características do microperfil da camada superficial do solo, tais como macroporosidade, distribuição dos poros e sua continuidade e, ainda, a espessura da crosta. A partir dos dados de taxa de infiltração da água no solo e da espessura da crosta, calcularam-se a condutividade e a resistência hidráulica da crosta. Tendo sido ajustada equação relacionando a resistência hidráulica da crosta com a energia cinética da chuva e as características químicas e físicas de cada solo. Observou-se que, para todos as classes de solo, houve redução da taxa de infiltração quando foram aplicados valores crescentes de energia cinética, o que evidenciou o desenvolvimento de encrostamento. Os maiores valores de taxa de infiltração foram obtidos para o Neossolo Quartzarênico (0,875 kg kg -1 de areia) e para o Latossolo Vermelho-Amarelo, devido a sua estrutura microgranular. A resistência hidráulica da crosta aumentou com a energia cinética para todos os solos (especialmente para o Argissolo Vermelho-Amarelo e o Argissolo Vermelho) até atingir um valor máximo para energias próximas de 2274 J m -2 . A partir deste valor, evidenciou-se a diminuição da resistência hidráulica decorrente do desgaste da crosta provocado pelo aumento do escoamento superficial. Análises de regressão múltipla mostraram que as variáveis mais efetivas na descrição do comportamento da resistência hidráulica da crosta foram a energia cinética aplicada, a macroporosidade da camada de 0-5cm, os teores de areia total, silte e carbono orgânico e a relação entre os teores de argila dispersa em água e a argila total. Desta forma, a partir da equação ajustada e do conhecimento de algumas características do solo e da chuva é possível estimar a resistência hidráulica da crosta desenvolvida pelo impacto direto da gota e, conseqüentemente, a taxa de infiltração em solos sujeitos ao desenvolvimento de encrostamento. | Macroporosity reduction of the soil surface layer caused by crusting leads to decreased water infiltration into soil. An experiment was carried out at the Hydraulics Laboratory of the Agricultural Engineering Department using a rainfall simulator to determine infiltration rates in crusting soils. A completely random 5x6 factorial design was established using five soils (Red Ultisol, Red-Yellow Ultisol, Red-Yellow Oxisol, Fluvic Entisol and Arenic Entisol) and six rainfall kinetic energies (0, 525, 1051, 2102, 3153 and 4204 J m -2 ) with three repetitions. Some characteristics of the soil surface layer, such as macroporosity, pore distribution and pore continuity and crust thickness, were determined using the micromorphometry technique. Crust hydraulic conductivity and hydraulic resistance were calculated based on water infiltration rate and crust thickness. These results were used to establish equations relating crust hydraulic resistance to rainfall kinetic energy and chemical and physics characteristics of each soil. In all soil classes the infiltration rate decreased with the increase in kinetic energy, proof of crust development. The highest infiltration rates were obtained for the Arenic Entisol (0,875 kg kg -1 of sand) and the Red - Yellow Oxisol, due to their micro-granular structure. Crust hydraulic resistance increased with increasing kinetic energy for all soils (especially for the Red-Yellow Ultisol and Red Ultisol) until reaching a maximum value at an energy of about 2274 J m -2 . The following decrease in hydraulic resistance was attributed to crust erosion caused by increasing runoff. Multiple regression analyses showed that the most effective variables for describing crust hydraulic resistance were rainfall kinetic energy, macroporosity of the 0-5cm layer, the levels of total sand, silt and organic carbon and the relationship among the levels of dispersed clay in the water and total clay. Therefore, it is possible to estimate the crust hydraulic resistance developed by direct water droplet impact and consequently infiltration rate in crusting soils by using adjusted equations based on some soil and rainfall characteristics. | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

Fractal mathematics has been used to characterize water and solute transport in porous media and also to characterize and simulate porous media properties. The objective of this study was to evaluate the correlation between the soil infiltration parameters sorptivity (S) and time exponent (n) and the parameters dimension (D) and the Hurst exponent (H). For this purpose, ten horizontal columns with pure (either clay or loam) and heterogeneous porous media (clay and loam distributed in layers in the column) were simulated following the distribution of a deterministic Cantor Bar with fractal dimension H" 0.63. Horizontal water infiltration experiments were then simulated using Hydrus 2D software. The sorptivity (S) and time exponent (n) parameters of the Philip equation were estimated for each simulation, using the nonlinear regression procedure of the statistical software package SAS®. Sorptivity increased in the columns with the loam content, which was attributed to the relation of S with the capillary radius. The time exponent estimated by nonlinear regression was found to be less than the traditional value of 0.5. The fractal dimension estimated from the Hurst exponent was 17.5 % lower than the fractal dimension of the Cantor Bar used to generate the columns.<br>A matemática fractal tem sido utilizada para caracterizar o transporte de água e solutos em meios porosos e também para simular características físicas e geométricas de meios porosos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a correlação entre os parâmetros de infiltração de água sortividade e expoente de tempo (n) e os parâmetros dimensão fractal (D) e expoente de Hurst (H). Para isso, dez colunas horizontais foram simuladas em computador, sendo preenchidas com material de textura franca ou argilosa, puros ou em combinações de camadas alternadas dos dois materiais, seguindo a distribuição de um Conjunto de Cantor determinístico com dimensão fractal 0,63. As simulações de movimento horizontal de água foram realizadas no modelo numérico Hydrus 2D. Os parâmetros sortividade (S) e expoente de tempo (n) da equação de Philip foram estimados para cada simulação, utilizando o módulo de regressão não linear do software SAS®. A sortividade aumentou com o aumento de material de textura franca nas colunas, o que foi atribuído à dependência do parâmetro S no raio capilar. O parâmetro expoente de tempo estimado por regressão não linear mostrou valor menor que o valor empírico de 0,5 sugerido na literatura. A dimensão fractal estimada utilizando o expoente de Hurst foi 17,5 % menor do que a dimensão fractal do Conjunto de Cantor utilizado para gerar as colunas.

O setor agrícola é responsável pela produção de alimentos, fibras e parcela da energia. Entretanto tem sido o setor responsável pelo maior consumo de água no planeta, 70% da demanda. Além de ser responsável por grande parcela de solos degradados, o que restringe cada vez mais os ganhos na produção agrícola e ameaça a segurança alimentar das populações. Os solos denominados Terra Preta de Índio têm sido estudados como diferenciados nos cenários de boa extruturação, condição físico-hídrica, além de elevada fertilidade. Apresentam como diferencial a origem da matéria orgânica humificada, resultado da transformação de resíduos em carvão vegetal pelos antigos povos dessas regiões. O material orgânico humificado, denominado biocarvão, tem sido proposto como excelente alternativa para a melhoria da qualidade química, física e biológica de sistemas agrícolas. Apesar das amplas pesquisas com efeitos positivos da aplicação de biocarvão, alguns aspectos ainda precisam ser mais bem elucidados, principalmente aqueles relacionados com as propriedades física e hídrica dos solos e da própria produção do biocarvão. O artigo 1 tem como objetivo entender as mudanças que a atmosfera de nitrogênio provoca em biocarvões produzidos em diferentes temperaturas. Artigo 2: Quantificar a condutividade hidráulica em meio saturado, porosidade e a resistência a penetração em resposta ao incremento artificial do índice de compactação de misturas contendo solo e biocarvão em diferentes doses. Artigo 3: Avaliar o efeito da aplicação de diferentes doses de um biocarvão com duas granulometrias, sobre as características físicas e químicas de um Latossolo Vermelho-Amarelo textura franco arenosa e sobre o desenvolvimento e características fisiológicas de plantas de milho, em duas condições de umidade do solo em casa de vegetação. | The agricultural sector is responsible for the production of food, fiber, and energy. However, it has been responsible for the largest consumption of water on the planet, accounting for 70% of the demand. In addition, it is accountable for a large share of degraded soils, which more and more restricts gains in agricultural production and threatens the food security of populations. The soils denominated Amazonian Dark Earth have been studied as differentiated in the scenarios of adequate soil structure, physical and water conditions, as well as high fertility. They present as a differential the origin of the humified organic matter, which resulted from the transformation of residues into charcoal by the ancient peoples of these regions. Organic humified material, named biochar, has been proposed as an excellent alternative for improving the chemical, physical and biological quality of agricultural systems. Despite the wide studies with positive effects of the application of biochar, some aspects still need to be better elucidated, especially those related to the physical and water properties of the soils and the production of biochar itself. The objective of paper 1 was to understand the changes that the atmosphere of nitrogen causes in biochars produced at different temperatures. The objective of paper 2 was to evaluate the effect of the application of different doses of a biochar with two grain sizes on the physical and chemical characteristics of a sandy-loam Red-Yellow Latosol the development and physiological characteristics of corn plants under two conditions of soil moisture in a greenhouse. The objective of paper 3 was to quantify the hydraulic conductivity in saturated medium, porosity and penetration resistance in response to the artificial increase in the compaction index of mixtures containing soil and biochar at different doses.

A hipótese intrínseca é, normalmente, a mais utilizada por ser menos restritiva; quando comparada com as demais hipóteses da geoestatística exige apenas a existência de estacionariedade do semivariograma, sem nenhuma restrição quanto à existência de variância finita. O objetivo deste trabalho foi avaliar a estacionariedade de dados de umidade em um Espodossolo Humilúvico. Os dados foram coletados em um transeto contendo 128 pontos, espaçados a cada 3 m. O conteúdo de água no solo foi determinado nas camadas de 0,0-0,2 m, 0,2-0,4 m e 0,4-0,6 m. A análise estatística demonstrou que os dados apresentaram distribuição de frequência lognormal. Os valores de umidade variaram com as variações de relevo. Houve estacionariedade do semivariograma para as três profundidades estudadas. A análise de fragmentos do transeto apresentou estabilidade da média e do semivariograma confirmando que a estacionariedade é muito mais exceção do que regra pois, como um todo, os dados também apresentaram semivariogramas bem definidos e sem tendência.

A hipótese intrínseca é, normalmente, a mais utilizada por ser menos restritiva; quando comparada com as demais hipóteses da geoestatística exige apenas a existência de estacionariedade do semivariograma, sem nenhuma restrição quanto à existência de variância finita. O objetivo deste trabalho foi avaliar a estacionariedade de dados de umidade em um Espodossolo Humilúvico. Os dados foram coletados em um transeto contendo 128 pontos, espaçados a cada 3 m. O conteúdo de água no solo foi determinado nas camadas de 0,0-0,2 m, 0,2-0,4 m e 0,4-0,6 m. A análise estatística demonstrou que os dados apresentaram distribuição de frequência lognormal. Os valores de umidade variaram com as variações de relevo. Houve estacionariedade do semivariograma para as três profundidades estudadas. A análise de fragmentos do transeto apresentou estabilidade da média e do semivariograma confirmando que a estacionariedade é muito mais exceção do que regra pois, como um todo, os dados também apresentaram semivariogramas bem definidos e sem tendência. | The intrinsic hypothesis is usually the most utilized because it is less restrictive compared to the other hypotheses of the geostatistics, requires only the existence and stationarity of the semivariogram, without any restriction as to the existence of finite variance. The objective of this study was to evaluate the stationarity of humidity data in a Humiluvic Spodosol. Data were collected on a transect containing 128 points, spaced every 3 m. The soil water content was determined in the layers of 0-0.2 m, 0.2-0.4 m and 0.4-0.6 m. Statistical analysis demonstrated that the data presented lognormal frequency distribution. The moisture values varied with signage variations. There was stationarity of the semivariogram for the three studied depths. The analysis of fragments of the transect had stability of mean and semivariogram, confirming that stationarity is much more exception than rule, because the data as a whole also showed semivariograms well defined and without tendency.

A aplicação de um campo magnético na água para o uso em irrigação tem sido tratada com certa frequência na comunidade científica. Essa prática causaria alterações nas propriedades da água podendo favorecer a disponibilidade de alguns nutrientes e/ou reduzir perdas na agricultura. O estudo do transporte de nutrientes disponíveis na solução do solo, como o fósforo, está também relacionado a preocupação ambiental quanto a poluição que pode vir a ocorrer no solo e nas águas subterrâneas. Assim, objetivou-se neste trabalho, estudar os efeitos provocados no pH e na condutividade elétrica de águas com características diferentes ao serem submetidas a um campo magnético e avaliar a influência nos parâmetros de transporte, tais como fator de retardamento (R), coeficiente de distribuição (K d ), número de Peclet (Pe), coeficiente dispersivo-difusivo (D) e dispersividade ( ) do íon fosfato em um Latossolo Vermelho (LV) e um Neossolo Quartzarênico (NQ). O estudo foi conduzido no Laboratório de Física do Solo do Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Viçosa – UFV, sendo dividido em dois experimentos. O primeiro, que envolve a análise das alterações da água com relação ao pH e a condutividade elétrica, quando submetida a um campo magnético. Foram utilizadas: água destilada, deionizada, tratada convencionalmente (torneira), mineral e em solução de fósforo em três diferentes concentrações. Para a produção do campo magnético foi utilizado um magnetizador Sylocimol Doméstico, da empresa Timol Produtos Magnéticos. No segundo experimento foram utilizados o Neossolo Quartzarênico (NQ), proveniente de Mocambinho, no município de Jaíba, situada no estado de Minas Gerais e Latossolo Vermelho (LV) da cidade de Sete Lagoas, também em Minas Gerais. O solo foi acondicionado em colunas de lixiviação que foram confeccionadas em tubos de PVC. Os ensaios com soluções de fósforo foram realizados para três concentrações iniciais diferentes usando o Neossolo Quartzarênico e três usando o Latossolo Vermelho, tanto em condições naturais quanto submetidos a campo magnético. Estas soluções foram aplicadas até que o volume percolado correspondesse a treze volumes de poros para LV e sete volumes de poros para NQ. Os parâmetros de transporte Pe, R, D foram obtidos utilizando-se o programa computacional Disp. Não foi observado diferença significativa para os valores de pH da água deionizada, destilada, tratada convencionalmente (torneira), mineral e nem para as soluções de fósforo em nenhuma das três concentrações adotadas quando as amostras foram comparadas aos tratamentos com e sem a influencia do campo magnético. Comportamento diferente foi verificado para a condutividade elétrica, em que notou-se um aumento nos seus valores para todos os tratamentos com campo magnético, em todos os tipos de águas e soluções de fósforo analisadas quando comparadas ao tratamento sem a interferência do campo magnético. Foram encontradas diferenças estatísticas no R e K d ao analisar comparativamente o uso de água não magnetizada ao da água magnetizada, quando se aplicou a maior concentração de fósforo no Latossolo Vermelho. Para os demais parâmetros, Pe, D e não foram verificadas diferenças estatísticas entre os tratamentos em nenhuma das concentrações usadas. Para o Neossolo Quartzarênico ao analisar comparativamente o uso de água comum ao da água magnetizada, para as três concentrações, encontrou-se diferenças no R e K d apenas na solução de menor concentração de fósforo. Os demais parâmetros Pe, D e não apresentaram diferenças estatísticas entre os tratamentos em nenhuma das concentrações testadas. | The application of a magnetic field in the water for use in irrigation have been treated with certain frequency in the scientific community. This practice would cause changes in the properties of water can promote the availability of certain nutrients and / or reduce losses in agriculture. The nutrient transport of study available in the soil solution, such as phosphorus, is also related to environmental concerns about pollution that may occur in soil and groundwater. Thus, the aim of this work was to study the effects of pH and electrical conductivity of water with different characteristics to be subjected to a magnetic field and to evaluate the influence on the transport parameters such as retardation factor (R), coefficient distribution (K d ), Peclet number (Pe), dispersive- diffusion coefficient (D) and dispersivity ( ) of phosphate ion in an Latossolo Vermelho (LV) and Neossolo Quartzarênico (NQ). The study was conducted at the Soil Physics Laboratory of the Department of Agricultural Engineering of the Federal University of Viçosa - UFV, divided into two experiments. The first, involves the analysis of water changes with respect to pH and electrical conductivity when subjected to a magnetic field. They were used: distilled, deionized water, treated conventionally (tap), and phosphorus mineral solution at three different concentrations. For the production of the magnetic field we used a hypnotist Sylocimol domestic, the company thymol Magnetic Products. The second experiment used the Neossolo Quartzarênico (NQ), from Mocambinho in the town of Jaíba, located in the state of Minas Gerais and Latossolo Vermelho (LV) of the city of Sete Lagoas, also in United States. The soil was packed in columns that were made of PVC pipes. The tests with phosphorus solutions were made for three different initial concentrations using Quartzipsamment and three using the Rhodic both in natural conditions as subjected to magnetic field. These solutions were applied until the percolated volume corresponded to thirteen pore volume to LV and seven volumes of pores to NQ. The transport parameters, R, D were obtained using the computer program Disp. There was no significant difference in pH values of deionized, distilled water, conventionally treated (tap) and mineral nor phosphorus solutions at all three concentrations adopted when samples were compared to treatments with and without the influence of the magnetic field. Different behavior was checked for electrical conductivity, wherein noted an increase in their values for all the treatments with magnetic fields in all types of waters and phosphorus solutions analyzed. Statistical differences were found in R and K d to comparatively analyze the use of water not magnetized to the magnetized water, when applied to higher phosphorus concentration in Latossolo Vermelho. For other parameters, Pe, D and were not observed statistical differences between treatments in any of the concentrations used. For Neossolo Quartzarênico to comparatively analyze the use of tap water to the magnetized water, for the three concentrations, we found differences in R and K d only in lower phosphorus concentration solution. The other parameters Pe, D and no statistical differences between treatments in any of the tested concentrations. | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

The assessment of the hydraulic properties of soils is an important aspect to consider when dealing with the soil-water phenomena, particularly its behavior at field sente when data coverage is needed for the feeding of integrated modeling purposes, or if any aspect of water management is treated. At field scale, it is importam to knowyhe spatial behavior of water transfer/retention conditions and related soifparameters as well as the ones that should be sampled for soil-water description. Difficulties for "in situ" determination brings simulation of hydraulic parameters as a natural choice for data coverage in large arcas (at least approximated data, since they have, in most cases, a complex behavior). An experiment was carried out in Angatuba, Sao Paulo, Brazi I (23°33'S; 48°.18'W; 670m) and intensive soim sampling was done in a regular grid, covering a 40 ha field, in order lo study spatial contrasts of hydraulic properties and related easy-measured soim parameters. Simulations for soil-water were done based upon the pore size distribution model and pedrotransfer functions. Results from the field scale observations have shown poi nt-by-point differences in the characteristics of soil permeability, particularly near saturation. Spatial anal ysi s h as shown low coefficient of variation values and lack of strong spatial autocorrelation, for ali soim properties analyzed. | A determinação de propriedades hidráulicas dos solos é um aspecto importante a se considerar na abordagem de fenômenos relacionados com a água no solo, sobretudo o comportamento destas variáveis em escala de campo, se um levantamento de dados em toda a área se faz necessário, para a alimentação de modelos e em caso de serem tratados aspectos do manejo da água. Em escala de campo é importante conhecer o comportamento espacial de propriedades hidráulicas do solo, assim como propriedades físicas relacionadas, sobretudo aquelas que são amostradas para descrição da água no solo. A dificuldade de determinações "in situ" de parâmetros hidráulicos do solo traz a simulação como uma escolha natural para o levantamento de dados em grandes áreas, ainda que como dados aproximados, considerando-se que propriedades hidráulicas apresentam, na maioria das vezes, comportamento complexo.•Um experimento foi conduzido em Angatuba (SP) (23°33'S; 48°18'W; 670m) onde uma amostragem intensiva de solo foi feita em uma malha quadrada, demarcada em 40 ha de área. Objetivou-se estudar contrastes espaciais de propriedades hidráulicas e de parâmetros físicos de fácil obtenção, relacionados com água no solo. Simulações de aspectos da água no solo foram feitas, sob utilização de modelos baseados na distribuição porosa do solo e funções de pedotransferência. Os resultados obtidos a partir de observações, na escala de campo, mostram diferenças pontuais nas características de permeabilidade, sobretudo próximo da saturação. A analise espacial revelou baixos coeficientes de variação, assim como ausência de forte autocorrelação espacial (dependência), para todas as propriedades estudadas.