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dc.contributor.authorGoularte, Gabriel Democh, 1986-pt_BR
dc.contributor.otherFavaretto, Nerilde, 1969-pt_BR
dc.contributor.otherUniversidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Agrárias. Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solopt_BR
dc.date.accessioned2022-02-08T10:55:39Z
dc.date.available2022-02-08T10:55:39Z
dc.date.issued2018pt_BR
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1884/61880
dc.descriptionOrientadora: Profa. Dra. Nerilde Favarettopt_BR
dc.descriptionTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo. Defesa : Curitiba, 21/11/2018pt_BR
dc.descriptionInclui referênciaspt_BR
dc.description.abstractResumo: O transporte de fósforo (P) de campos agrícolas para cursos hídricos é uma preocupação mundial, por isso é importante desenvolver ferramentas para auxiliar os agricultores e técnicos na recomendação de melhores práticas de gestão. O objetivo geral desse estudo foi ajustar um índice de perda de P (P-index) para sistemas conservacionistas no Sul do Brasil, utilizando atributos de fácil obtenção e contemplando diferentes manejos do solo e sistemas de culturas em relevo ondulado. No intuito de atingir esse objetivo, o estudo foi dividido em três partes: 1) desenvolver e testar uma versão de P-index ajustada com análise de componentes principais possibilitando a obtenção da vulnerabilidade de perda de P; 2) avaliar a eficiência de diferentes atributos físicos e de cobertura do solo na variação de infiltração de água no solo; 3) avaliar as perdas de diferentes formas de fósforo no escoamento superficial. Para isso foi desenvolvido um experimento com chuva simulada com três repetições em 10 campos agrícolas sob Latossolo com declividades entre 9 e 16% e diferentes manejos do solo e sistemas de culturas. Para caracterização dos campos agrícolas foi avaliado a massa seca de cobertura (MSC), cobertura do solo (%cobertura), teor de carbono orgânico (CO), porosidade total (PT), densidade do solo (DS), condutividade hidráulica saturada (K0), curva de retenção de água no solo, potencial matricial no ponto de inflexão (|Y|inflexão), frequência relativa de macroporos (FRMac), mesoporos (FRMeso), microporos (FRMic), análise visual da estrutura do solo (VESS), teor de fósforo disponível (PDISP) e teor de argila (Argila). Nas amostras de escoamento superficial (ES) foi determinado a concentração e perdas de sedimentos totais (ST), P solúvel (PSOL), P biodisponível total (PBIO), P particulado não biodisponível (PPAR(nbio)), P particulado biodisponível (PPAR(bio)) e fósforo total (PTOT). Para ajuste do P-index foi realizada análise de componentes principais considerando atributos de fácil obtenção: MSC, CO, VESS, PDIsp e Argila. As componentes principais (CP) representam novas variáveis ajustadas no sentido de maior variação e foram interpretadas a partir da correlação com as perdas de água e diferentes formas de P no ES que são variáveis complexas de serem medidas. A CP1 se relacionou com a redução da qualidade física do solo aumentando as perdas de PPAR e PTOT. A CP1 foi interpretada como "aumento do risco de transporte de PPAR". A CP2 se relacionou com aumento da concentração e perdas de PSOL e PBIO. A redução no teor de argila foi o principal responsável pelo incremento de PSOL no ES. A CP2 foi interpretada como "aumento do risco de transporte de PSOL". As componentes foram divididas em quatro classes de vulnerabilidade de perda de P (baixa, media, alta e muito alta) considerando o primeiro quartil, mediana e terceiro quartil. Para testar o P-index foi obtida a matriz de distâncias euclidianas dos scores P-index obtidos para o grupo principal (n=20) e grupo de teste (n=10) que apresentou alta similaridade dos resultados, portanto, pode-se considerar que o modelo desenvolvido foi capaz de estimar a vulnerabilidade de perda de P em novos campos agrícolas com manejo conservacionista do solo em condições similares ao da base de dados. Para avaliar a influência dos atributos na infiltração de água no solo o volume de ES coletado foi utilizado para ajustar diferentes modelos de infiltração, sendo o modelo de Horton o mais adequado. Os campos agrícolas foram divididos em grupos de alta e baixa taxa de infiltração final (if) considerando uma análise hierárquica nas variáveis de ajuste do modelo Horton. Os indicadores mais sensíveis à infiltração de água no solo foram o CO, VESS, MSC, |Y|inflexão e FRMac. Foram ajustadas diferentes funções logísticas, para classificar os campos agrícolas, considerando diferentes grupos de indicadores e combinação sem repetição entre eles. As funções univariadas ajustadas foram pouco eficientes em distinguir ambientes de alta e baixa if e não devem ser utilizadas. O uso de dois ou mais indicadores melhorou a classificação, no caso de somente dois indicadores o uso de CO e VESS, foram bem eficientes com 100% de acerto na distinção entre baixa e alta if. Para avaliar as diferentes formas de P perdidas no escoamento superficial, os diferentes manejos de solo e sistemas de cultura foram agrupados considerando as perdas de PSOL, PPAR(bio) e PpAR(nbio), tendo em vista que o somatório dessas partes representa o PTOT. A análise demonstrou a formação de quatro grupos distintos com redução significativa de PTOT entre eles. Os grupos se diferenciam pela quantidade e pela proporção das diferentes formas de fósforo. Os campos com redução de cobertura apresentaram maior probabilidade de perda de PPAR. Em campos agrícolas com alta massa seca de cobertura e boas condições físicas conferiram maior proteção ao solo, reduzindo as perdas de PPAR. A redução no teor de argila em solos com boa cobertura foi o principal fator no incremento de Psol e Pbio no escoamento superficial. Em campos agrícolas com elevada cobertura do solo as perdas de fósforo não foram influenciadas pelo manejo do solo. Palavras-chave: qualidade da água, qualidade do solo, escoamento superficial, perda de fósforo.pt_BR
dc.description.abstractAbstract: Phosphorus (P) transport from agricultural fields to water bodies is a worldwide concern, therefore it is important to develop tools to help farmers and technicians, recommending best management practices. The general objective of this study was to adjust phosphorus index (P-index) for conservation agriculture systems in the South of Brazil, using simple soil attributes and considering different soil management and crop systems in moderate slope. In order to achieve this goal, the study was divided into three parts: 1) develop and test P-index adjusted with principal component analysis enabling the achievement of P loss vulnerability; 2) evaluate the efficiency of distinct physical attributes and soil cover in the variation of soil water infiltration; 3) evaluate the losses of different forms of phosphorus in the runoff. Therefore, a simulated rainfall experiment with three repetitions was developed in 10 agricultural fields in Oxisol with slopes between 9 and 16% and under different soil management and crop systems. For characterization of the agricultural fields it was measured the dry mass of cover crop residue (CC), cover crop (%cov), organic carbon (OC), total porosity (TP), bulk density (BD), saturated hydraulic conductivity (K0), soil water retention curve, matrix potential at inflection point (|¥|inflection), relative frequency of macropores (RFMac), mesopores (RFMeso), micropores (RFMic), visual evaluation of soil structure (VESS), available P (Pavaliable) and clay content (Clay). In the samples of runoff was determined the concentration and loss of total sediments (TS), soluble P (PSOL), bioavailable P (PBIO), nonavailable particulate P (PPAR(nbio)), bioavailable particulate P (PPAR(bio)) e total P (PTOT). For P-index adjustment it was performed the analysis of principal components considering simple soil attributes: CC, OC, VESS, Pavaliable and Clay. The principal components (PC) represent the new variables adjusted in the direction of greater variation and they were interpreted from the correlation with water losses and different forms of P in runoff that are complex variables to be measured. PC1 was related to the reduction of soil physical quality increasing PPAR and PTOT losses. PC1 was interpreted as "increased risk of PPAR transport". PC2 was related to increased concentration and loss of PSOL and PBIO. The reduction in clay content was mainly responsible for the increase of PSOL in runoff. PC2 was interpreted as "increased risk of PSOL transport". The components were divided into four classes of P loss vulnerability (low, medium, high and very high) considering the first quartile, median and third quartile. In order to test the P-index was obtained the Euclidean distance matrix of the P-index scores obtained for the main group (n=20) and the test group (n=10), which presented high similarity of results, that the developed model was able to estimate the vulnerability of loss of P in new agricultural fields with conservationist management of the soil in similar conditions to the database. In order to evaluate the influence of the attributes in water infiltration in the soil, the volume of runoff collected was used to adjust different models of infiltration, being Horton's model the most appropriate. The agricultural fields were divided into groups of high and low final infiltration rate (FIR) considering a hierarchical analysis on the adjustment variables of Horton's model. The most sensitive indicators for water infiltration in the soil was OC, VESS, CC, |¥|inflection and RFMac. Different logistic functions were adjusted to classify the agricultural fields, considering different groups of indicators and combination without repetition between them. The univariate functions adjusted were inefficient to distinguish between high and low FIR environments and should not be used. The use of two or more indicators improved the classification, in case of only two indicators the use of OC and VESS were highly efficient with 100% accuracy in the distinction between low and high FIR. In order to evaluate the different forms of P lost in runoff, the different soil management and crop systems were grouped considering losses of Psol, PPAR(bio) and PPAR (nbio), considering that the sum of these parts represents Ptot. The analysis demonstrated the formation of four distinct groups with significant reduction of PTOT among them. The groups differ in quantity and proportion of the different forms of phosphorus. Fields with low soil cover presented higher probability to lose PPAR. In agricultural fields with high soil cover (dry mass) and good physical conditions provided greater protection to the soil, reducing PPAR losses. Reduction in clay content in soils with good coverage was the main factor in the increase of PSOL and PBIO in the runoff. In agricultural fields wih high soil cover, the phosphorus losses were not influenced by soil management. Key words: water quality, soil quality, runoff, phosphorus losspt_BR
dc.format.extent170 p. : il. (algumas color.).pt_BR
dc.format.mimetypeapplication/pdfpt_BR
dc.languagePortuguêspt_BR
dc.subjectFísico-química do solopt_BR
dc.subjectSolos - Teor de fosforopt_BR
dc.subjectLatossolospt_BR
dc.subjectChuvaspt_BR
dc.subjectCiência do Solopt_BR
dc.titleVulnerabilidade de perda de fósforo em sistemas conservacionistas de produção agrícolapt_BR
dc.typeTese Digitalpt_BR


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