Modelos de pedotransferência pontual, paramétrico e hierárquico para estimativa da retenção de água em solos

Abstract

Resumo: As funções de pedotransferência (pedotransfer functions) (PTFs) vêm sendo utilizadas há décadas como alternativa às práticas laboratoriais e de campo, as quais, muitas delas, são onerosas e demoradas. Análises de rotina, como a determinação da textura, densidade, pH e teor de matéria orgânica são necessárias e fornecem informações básicas para estimar propriedades físico-hidráulicas mais detalhadas e difíceis de se obter, como exemplo a curva de retenção de água (CRA) do solo. A CRA é uma função hidráulica de fundamental importância que auxilia na modelagem de projetos agrícolas, como os de irrigação, hidrologia e drenagem. Essa função relaciona a umidade volumétrica presente no solo ([teta]) a uma determinada tensão matricial (h) e é descrita por diversas equações que são ajustadas conforme os dados de [teta](h) medidos em laboratório e no campo. Nesta tese selecionaram-se dados das bases UNSODA (internacional) e HYBRAS (nacional), totalizando um conjunto de 328 amostras com diversas propriedades físicas do solo. Com essas informações desenvolveram-se 26 novas PTFs pontuais para estimar valores chaves de [teta](h) que compõem a CRA. A partir das PTFs de melhor desempenho de estimativa (precisão e exatidão), elaborou-se um modelo hierárquicoparamétrico de pedotransferência para estimar os parâmetros das equações de Van Genuchten (1980), Kosugi (1996) e Groenevelt & Grant (2004) para completa descrição da CRA. O desenvolvimento de novas PTFs pode dar suporte a programas de zoneamento agrícola de risco climático, auxiliando inclusive o financiamento monetário para produtores rurais. Palavras-chave: Funções hidráulicas do solo; banco de dados de solos; pedofunção.

Abstract: Pedotransfer functions (PTFs) have been applied as an alternative to laboratory and field practices, which are time-consuming and expensive. Routine analyses, such as soil texture, density, pH, and organic matter content are necessary and provide basic information used to estimate more detailed physical-hydraulic properties, which are difficult to obtain, such as the soil water retention curve (SWRC). SWRC is an important hydraulic function that supports modeling in agricultural water management and projects, such as irrigation, hydrology, and drainage. SWRC relates the volumetric soil water content ([theta]) as function of the soil water pressure head (h) and can be represented by several equations that are fitted with measured [theta] (h) data. In this work a set of 328 data from UNSODA and HYBRAS databases with a wide range of soil physical properties were selected. Twenty-six new point-PTFs were developed to estimate key [theta] (h) data that compose the SWRC. Based on the best prediction performance (precision and accuracy), a hierarchical-parametric pedotransfer model was developed to estimate the SWRC parameters of Van Genuchten (1980), Kosugi (1996), and Groenevelt & Grant (2004) equations. The development of new PTFs can hold up several programs of climate risk zoning to agriculture, even supporting in rural economic financing to agriculture practices. Keywords: Soil hydraulic functions; soil database; pedofunction.