dc.creator | Scheid, Douglas Leandro | |
dc.date.accessioned | 2023-07-14T12:02:06Z | |
dc.date.available | 2023-07-14T12:02:06Z | |
dc.date.issued | 2020-07-16 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/29685 | |
dc.description.abstract | The growing demand for food and energy causes an intensification in agriculture, which uses
larger machines and results in high pressures applied to the soil. As the pressures increases there
are changes in the soil porous system, affecting the permeability of the porous system. The
general objective was to understand the mechanical behavior of the soil and the effect of normal
and transient pressures and the corresponding permeability of different classes of soil in the
Plateau of Rio Grande do Sul, making use of mechanical tests, evaluating permeability and
employing X-ray scanning. Soil samples were collected in profiles under native grassland and
agricultural use, in two soil types: “Latossolo Vermelho” and “Nitossolo Vermelho” (Brazilian
Soil Classification System), both are Typic Hapludox by Soil Taxonomy. Samples were
collected with volumetric cylinders in the central part of each horizon (Hz). In the samples, the
water retention curve, soil permeability to air (Ka), hydraulic conductivity of saturated soil
(Ksat), pre-consolidation pressure and compression index were measured. Compressibility tests
were performed on two sets of samples: (i) application of pressures of 12.5, 25, 50, 100, 200,
400 and 800 kPa sequentially, with pressure application time for 20 minutes and (ii) application
of pressures 12.5, 25, 50, 100, 200, 400 and 800 kPa with 30 loading and unloading cycles of
each pressure. The test was interrupted after applying each pressure to measure the Ka. Also,
X-ray computed tomography images were analyzed to characterize the macroposity. The
saturated hydraulic conductivity of the soil showed that the soil structure changed, with a three
to fivefold reduction in agricultural cultivation to the native grassland. The pre-compression
stress was higher in the soils under the native grassland and the compression index was higher
in the surface horizon of the soil, that the showed surface layers of the soil are susceptible to
the compaction and the subsurface already damaged due to the propagation of the pressures
applied by traffic of machines. The analysis of tomography images allowed to distinguish the
structural condition of the soils under different uses. In soils under native grasssland, the pore
network is more connected, with higher connectivity values and larger pores. In soils under
agricultural cultivation, the surface horizon has a predominance of smaller pores and less
connectivity. However, the permeability of the soil was sensitive to the rearrangement of the
soil structure due to the application of pressures, as already a comparative low pressure of 12,5
kPa changed de Ka. The air permeability of soil was not altered due to the type of static or
dynamic compression test. X-ray computed tomography technique is useful in detecting
changes in the soil structure, allowing the exploration of the behavior of the intensity properties
such as saturated hydraulic conductivity and the permeability of the soil to air. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | por |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Alteração uso do solo | por |
dc.subject | Condutividade hidráulica saturada | por |
dc.subject | Permeabilidade | por |
dc.subject | Conectividade | por |
dc.subject | Land use change | eng |
dc.subject | Saturated hydraulic conductivity | eng |
dc.subject | Permeability | eng |
dc.subject | Connectivity | eng |
dc.title | Espaço poroso avaliado por tomografia e propriedades hídricas e mecânicas em solos argilosos sob culturas anuais e campo natural | por |
dc.title.alternative | Pore space evaluated by tomography and hydric and mechanical properties in clayey soils under annual crops and natural grassland | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.description.resumo | A crescente demanda por alimentos e energia provocou uma intensificação na agricultura, com
incorporação de novas áreas resultando em mudanças do uso do solo. A agricultura utiliza
máquinas de grande porte, as quais aplicam pressões elevadas sobre os solos. As pressões
podem resultar em alterações no sistema poroso do solo, alterando a permeabilidade do sistema
poroso. O objetivo geral foi compreender o comportamento mecânico do solo e o efeito de
pressões normais estáticas e transientes na permeabilidade de diferentes classes de solo do
Planalto do Rio Grande do Sul, mediante utilização de ensaios mecânicos, avaliação da
permeabilidade e escaneamento de raios-X. Amostras de solo foram coletadas em perfis sob
campo nativo e uso agrícola, com duas classes de solo para cada uso: Latossolo Vermelho e
Nitossolo Vermelho. Amostras foram coletadas com cilindros volumétricos na parte central de
cada horizonte (Hz). Nas amostras foi mensurada a curva de retenção de água, a permeabilidade
do solo ao ar (Ka), condutividade hidráulica do solo saturado (Ksat), a pressão de préconsolidação
e índice de compressão. Os ensaios de compressibilidade foram realizados em
dois conjuntos de amostras: (i) aplicação de pressões de 12,5, 25, 50, 100, 200, 400 e 800 kPa
sequencialmente, com tempo de aplicação da pressão por 20 minutos e (ii) aplicação das
pressões 12,5, 25, 50, 100, 200, 400 e 800 kPa com 30 ciclos de carregamento e
descarregamento de cada pressão. O ensaio foi interrompido após a aplicação de cada pressão
para medição da permeabilidade do solo ao ar. Além disso foram obtidas imagens tomográficas
para caracterização da macroporosidade do solo. A condutividade hidráulica do solo saturado
demonstrou a alteração na estrutura do solo, com diminuição de três a cinco vezes em cultivo
agrícola em relação ao campo nativo. A pressão de pré-consolidação foi maior nos solos sob
campo nativo e o índice de compressão foi maior nos horizontes superficiais do solo, indicando
que as camadas superficiais dos solos são susceptíveis a compactação e que a subsuperfície já
sofreu alterações devido a propagação das pressões aplicadas por tráfego de máquinas. A
análise das imagens de tomografia permitiu distinguir a condição estrutural dos solos sob os
diferentes usos. No campo nativo, a rede de poros está mais conectada, com maiores valores de
conectividade e com poros de maior tamanho. Nos solos sob cultivo agrícola, os Hz superficiais
tem predomínio de poros menores e menor conectividade. Entretanto, a permeabilidade do solo
foi sensível ao rearranjo da estrutura do solo devido a aplicação de pressões, com diminuição
nos valores na menor pressão aplicada 12,5 kPa. A permeabilidade do solo ao ar não foi alterada
devido ao tipo de ensaio de compressibilidade estático ou cíclico. A tomografia
computadorizada de raios-x é uma aliada na detecção de alterações na estrutura do solo,
permitindo explicar o comportamento de propriedades de intensidade, como a condutividade
hidráulica saturada e a permeabilidade do solo ao ar. | por |
dc.contributor.advisor1 | Reichert, José Miguel | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/0910765178697312 | por |
dc.contributor.referee1 | Reinert, Dalvan José | |
dc.contributor.referee2 | Gubiani, Paulo Ivonir | |
dc.contributor.referee3 | Holthusen, Dörthe | |
dc.contributor.referee4 | Awe, Gabriel Oladele | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/4594357129413467 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Agronomia | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::CIENCIA DO SOLO | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Ciências Rurais | por |