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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.11.2013.tde-06092013-101823
Documento
Autor
Nome completo
Elenilson Moreira Franco
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2013
Orientador
Banca examinadora
Miranda, Jarbas Honorio de (Presidente)
Alves, Marcelo Eduardo
Duarte, Sergio Nascimento
Silva, Enio Farias de Franca e
Silva, Leonardo Duarte Batista da
Título em português
Eficiência de equações empíricas utilizadas para determinar lâmina de lixiviação de sais e modelagem da distribuição do sódio no solo
Palavras-chave em português
Modelagem computacional
Recuperação de solo
Salinidade
Sódio
Resumo em português
A definição adequada da lâmina para lixiviação de sais e recuperação de solos salinos depende da qualidade dos resultados obtidos por meio das diversas equações disponíveis para esse fim. Sabendo disso, objetivou-se, com este trabalho: a) avaliar a eficiência de equações empíricas utilizadas para determinar a lâmina de água necessária à recuperação de solos salinos, bem como, b) a caracterização da mobilidade e distribuição do íon sódio em colunas de solo usando dados experimentais e simulados no modelo computacional MIDI. O estudo constou de etapas experimentais e de simulação e foi conduzido nas dependências do Departamento de Engenharia de Biossistemas da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" - ESALQ/USP, Piracicaba - SP. O experimento em casa de vegetação consistiu na aplicação de três lâminas de lixiviação para lavagem e recuperação de dois materiais de solos, armazenados em 36 colunas. Anteriormente, cada solo foi artificialmente salinizado, por meio da aplicação de cloreto de sódio, elevando-se a condutividade elétrica da solução do solo para valores aproximados de 3,0 e 6,0 dS m-1. Assim, os tratamentos, em delineamento de blocos ao acaso, com três repetições, corresponderam a um fatorial de 3 x 2 x 2, decorrente das combinações de três lâminas de lixiviação com dois tipos de solo e dois níveis de salinidade. As lâminas, calculadas a partir do volume de poros de cada solo, foram aplicadas por meio de um sistema de irrigação (gotejamento) a uma vazão de 8 L h-1. Após a aplicação das lâminas, a solução do solo de cada coluna foi extraída e levada ao laboratório para se determinar a condutividade elétrica e concentração de sódio. Nesta etapa foram avaliadas as alterações nas características químicas do solo, em resposta à aplicação das lâminas. Em seguida, equações empíricas foram utilizadas para estimar as concentrações de sais remanescentes na solução do solo, em função das lâminas de lixiviação aplicadas; enquanto que o modelo MIDI foi empregado para simular a distribuição do sódio no perfil do solo. Os cenários teóricos gerados a partir do uso das equações e do modelo MIDI foram comparados com os resultados experimentais, observados nos ensaios com as colunas de solos instaladas na casa de vegetação. As concentrações de sódio e, consequentemente, os valores de condutividade elétrica da solução do solo reduziram de maneira inversamente proporcional com a aplicação das lâminas de lixiviação; sendo os melhores resultados observados no solo arenoso, em função da maior mobilidade do sódio neste material. De maneira geral, as equações testadas foram mais eficientes no solo arenoso e, dentre elas, a proposta de Cordeiro (2001) foi a que apresentou respostas mais coerentes com os resultados obtidos experimentalmente.
Título em inglês
Efficiency of empirical equations used to determine salt leaching water depth and modeling of sodium distribution in soil
Palavras-chave em inglês
Computational modeling
Salinity
Sodium
Soil Reclamation
Resumo em inglês
The method to properly determine salt leaching water depth and recovery of saline soils depends on the quality of the results obtained by various equations available for this purpose. The objectives of this research were: a) to evaluate the efficiency of empirical equations used to determine the water depth required for saline soils reclamation and b) to characterize the mobility and distribution of sodium in soil columns using experimental and simulated data via the MIDI model. The study consisted of experimental and simulated steps and was carried out at the Department of Biosystems Engineering ("Luiz de Queiroz" College of Agriculture - ESALQ/USP), in Piracicaba, SP. The greenhouse experiment began by applying three leaching water depth for washing and reclaiming two soil types stored in 36 columns. Previously each soil sample was artificially salinized by applying sodium chloride, increasing electrical conductivity (EC) in the soil solution to approximate values of 3.0 and 6.0 dS m-1. Thus, the treatments in random block design, with three replications, corresponded to a factorial 3 x 2 x 2, arisen from the combinations of three water depth with two soils types and two levels of salinity. The water depth was calculated based on the pore volume of each soil type, were applied by drip irrigation system at a flow rate of 8 L h-1. After the water depth application, the soil solution of each column was extracted and taken to the laboratory to determine the EC and sodium concentration. The changes in soil chemical properties in response to application of the water depths were then evaluated. Empirical equations were used to estimate the remaining sodium concentrations in the soil solution according to the applied water depth; while the MIDI model was used to simulate the sodium ion distribution in the soil profile. The theoretical scenarios generated from the use of the equations along with the MIDI model were compared with the experimental results observed in tests with soil columns installed in the greenhouse. The sodium concentrations and the values of EC in the soil solution were reduced inversely proportional to the application of leaching water depth. The best results were observed in sandy soil, owing to the greater mobility of sodium in this material. In general, the equations tested in sandy soil were more efficient and, among them, the one proposed by Cordeiro (2001) was the most accurate when compared to results obtained experimentally.
 
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Data de Publicação
2013-09-19
 
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