Quirijn de Jong van Lier.

O teor de água disponível às plantas é usado agronomicamente como indicador da adequação do solo para o crescimento das culturas e produção de biomassa, bem como no desenho de projetos e no manejo da irrigação. Ecologicamente é usado para entender o funcionamento hidrológico e a distribuição espacial de espécies vegetais em ecossistemas. Tradicionalmente, a água total disponível (TAW) é definida como a diferença entre o teor de água na capacidade de campo (FC) e no ponto de murcha (WP). A água facilmente disponível (RAW) é uma fração da TAW definida como o teor de água entre FC e o ponto limitante (LP). Embora o desafio na determinação de TAW e RAW resida na correta determinação de FC, LP e WP, seus valores são muito frequentemente tomados como se correspondessem a um determinado valor de potencial matricial. Uma proposta para uma estimativa de TAW e RAW baseada na física dos processos de drenagem e da extração da água pelo sistema radicular foi desenvolvida e testada recentemente pelo grupo de pesquisa proponente desse projeto e denominada de "método baseado em fluxo" (Flux-based method, FBM). Para os limites inferiores LP e WP, o método se baseia no modelo de extração radicular MFLUX que prediz a extração da água do solo pelo sistema radicular em função das propriedades hidráulicas do solo e da planta, e das condições atmosféricas. Nesse projeto objetiva-se calibrar o modelo MFLUX para um cenário com a cultura da soja no Estado de São Paulo. A comparação com os dados experimentais permitirá testar o MFLUX e aperfeiçoar a predição dos respectivos limites inferiores LP e WP pelo FBM. Dessa forma, propõe-se contribuir cientificamente com a pesquisa em física do solo na subárea de processos de transferência no sistema solo-planta-atmosfera, especialmente com o avanço no entendimento da disponibilidade da água para as plantas em função das propriedades hidráulicas do solo e da planta. O conhecimento gerado será aplicado a solos do banco de dados de solos brasileiros HYBRAS, permitindo uma reavaliação da TAW em solos brasileiros.

Encontrar práticas ideais de gestão da água e do solo para sustentar a produção de alimentos sob mudanças climáticas é um desafio comum para a Bélgica e o Brasil. Na Bélgica, a seca do verão de 2022 mostrou a importância da irrigação para garantir o rendimento das culturas. No entanto, a irrigação belga ainda está em sua infância, em particular na Valônia, e esta proposta pode ajudar a melhorar nossa compreensão das melhores abordagens para prever a demanda de água das plantas. Diferentemente, o Brasil tem uma grande área irrigada e décadas de experiência em projetos de irrigação, e um aumento na eficiência do uso da água associada levaria a uma grande economia de água. As equipes belga e brasileira envolvidas neste projeto têm reconhecimento internacional por sua excelência em pesquisa solo-planta, com plataformas experimentais e abordagens de modelagem específicas em cada país. O objetivo desta proposta é comparar e combinar modelos e abordagens experimentais de ambas as equipes para melhorar nossas projeções de extração de água pelas raízes de plantas e redução da transpiração sob seca. A longo prazo, o conhecimento gerado ajudará a desenvolver procedimentos de irrigação mais otimizados, melhorando assim a eficiência do uso da água e reduzindo a pressão ambiental da agricultura irrigada.

A presente proposta de pesquisa tem como objetivo avançar no entendimento da função hidráulica do solo, avaliando-a por meio de previsões de um modelo hidrológico com propriedades hidráulicas de solos brasileiros. Técnicas de medição (experimentação) e de modelagem serão utilizadas nos seguintes objetivos específicos: (I) Avançar em questões metodológicas relativas à medição (métodos laboratoriais) e à descrição matemática (parametrização) das propriedades hidráulicas do solo; (II) Entender como a disponibilidade da água do solo às plantas depende das propriedades hidráulicas do solo por meio de técnicas de modelagem baseada em processos; e (III) Aplicar o conhecimento gerado à modelagem hidrológica com foco na zona radicular em sistemas agrícolas e ecológicos, incluindo uma abordagem estocástica que permite a análise da propagação das incertezas das propriedades hidráulicas em parâmetros sistêmicos. Os estudos serão realizados com base em dados sobre as propriedades hidráulicas de solos de algumas regiões brasileiras sob estudo pela equipe. Propriedades de retenção e condução hídrica serão determinadas por metodologia de equilíbrio estático e dinâmico, e novas formas de parametrizar essas propriedades serão desenvolvidas, visando uma melhor análise estocástica e avaliação funcional dos resultados. Essa análise funcional envolve a utilização de um modelo hidrológico baseado na equação de Richards, e o estudo será estendido ao aperfeiçoamento de um módulo de extração da água do solo baseado em processos incluído no modelo hidrológico. Com base nas opções que a modelagem dos processos oferecerá, indicadores e valores da disponibilidade de água às plantas (capacidade de campo, teor de água limitante, ponto de murcha, capacidade de água disponível) serão quantificados para os solos sob estudo, baseando-se em critérios que consideram a dinâmica da água e dos processos envolvidos. O conjunto de informações levantadas permitirá avançar no entendimento sobre a disponibilidade da água do solo e sua dependência das propriedades hidráulicas do solo. As ações no contexto desse projeto gerarão impacto ao contribuir com a ciência do solo, especialmente com a física do solo, pois respondem as questões de pesquisa conforme os objetivos, resultando num banco de dados com propriedades hidráulicas de diversos solos brasileiros, bem como alguns programas (aplicativos) para o ajuste das propriedades hidráulicas e para o gerenciamento da análise estocástica vinculada ao modelo hidrológico. Além desses resultados científicos, prevê-se a formação de recursos humanos, os membros da equipe executora, no contexto da proposta de pesquisa.

O entendimento dos processos de fluxo e armazenamento de água no solo permite planejar, gerenciar e otimizar o uso dos recursos hídricos no sistema solo-planta-atmosfera. Os modelos denominados agro-hidrológicos são utilizados para predizer e simular os componentes do balanço hídrico e o rendimento de culturas. Esses modelos também viabilizam a simulação de cenários adotando diferentes estratégias de manejo do solo em diversas condições ambientais e climáticas. O modelo agro-hidrológico SWAP vem sendo utilizado em várias partes do mundo, pois além de realizar o balanço hídrico por meio dos fluxos verticais de água também permite simulações em escala de campo de longa duração. No entanto, o modelo SWAP apresenta uma alta exigência de variáveis de entrada, notadamente as propriedades hidráulicas de retenção da água no solo (RA) e da condutividade hidráulica (CH). Medições dessas propriedades são difíceis e onerosas, tornando impraticável sua determinação em larga escala. Funções de pedotransferência são uma alternativa para a estimativa da RA e CH a partir de dados de textura, densidade e outros disponíveis. Objetiva-se nessa proposta de pesquisa (i) estimar a RA e CH por funções de pedotransferência que utilizam princípios físicos (PTF_Splintex 2.0) e empírico (PTF_Dasam) desenvolvida para solos da região Nordeste do Brasil e (ii) testar e avaliar o uso dessas propriedades hidráulicas estimadas nos componentes do balanço hídrico e no rendimento da agrícola previsto pelo modelo agro-hidrológico SWAP. Essa análise funcional será avaliada pelo desempenho do modelo comparando suas estimativas da produtividade agrícola com valores observados em diferentes solos do Nordeste do Brasil. Espera-se que o projeto contribua com a difusão das funções de pedotranferência na estimativa das propriedades hidráulicas de solos das regiões tropicais e sua viabilidade no modelo agro-hidrológico SWAP.

Tradicionalmente, a transferência de água do solo à atmosfera via planta (SVAT) é considerada limitada pela demanda (sink-limited) quando não há restrição no fornecimento de água pelo solo. Nessa condição, determina-se o coeficiente de cultura (Kc). Contudo, há evidências de que a SVAT pode ser limitada pelo solo (source-limited) ou pela cultura (crop-limited), mesmo quando o conteúdo de água no solo é alto. Modelos mecanísticos de extração de água do solo por raízes de plantas (RWU) permitem simular os processos envolvidos baseados em princípios físicos. O objetivo deste projeto é investigar a SVAT e se ela é sink, source ou crop-limited, bem como melhorar a estimativa da evapotranspiração de culturas (ETc), por meio de um modelo mecanístico de RWU, associado a um modelo hidrológico. Será realizada a calibração de um modelo físico de RWU incluído no modelo eco-hidrológico SWAP para alguns cenários observados de solo, demanda hídrica e propriedades radiculares. Em seguida, cenários com diferentes combinações de propriedades hidráulicas do solo e da planta, condição hídrica e demanda atmosférica serão simulados pelo modelo SWAP para elucidar se e quando a SVAT é sink, source ou crop-limited. A ETc estimada pelo modelo será comparada à ETc calculada com base no Kc associado à capacidade de água disponível (CAD). Por fim, será proposto um aperfeiçoamento da abordagem Kc-CAD em condições source e/ou crop-limited. Com este estudo pioneiro, espera-se esclarecer sobre os cenários sink, source ou crop-limited e melhorar a determinação do Kc e da ETc, com implicações ao manejo da irrigação.

Esta proposta de cooperação entre equipes do Brasil e da Nova Zelândia baseia-se em um projeto de pesquisa apoiado pela Fapesp no Brasil (projeto 2018 / 20902-2) desde março de 2019, especificamente em seu segundo objetivo, que é interpretar as propriedades hidráulicas do solo no contexto dos limites de disponibilidade de água no solo. As propriedades hidráulicas do solo permitem quantificar condições hídricas características pela interpretação dos processos dinâmicos. A agricultura irrigada pode se beneficiar da melhor definição dessas condições para o manejo da rrigação, melhorando a eficiência no uso da água e reduzindo a pressão ambiental. A cooperação entre as equipes brasileira e neozelandesa ampliará o escopo e a aplicabilidade dos resultados de pesquisa já obtidos no Brasil, convergindo a expertise de ambos os lados. Cenários da Nova Zelândia serão adicionados aos do Brasil e simulados usando o modelo hidrológico SWAP. Os resultados serão analisados usando um novo foco, incluindo a análise de estratégias de economia de água e a avaliação da pegada hídrica. Para realizar simulações, dados de clima e do manejo agrícola serão avaliados usando as informações disponíveis localmente. As atividades incluem duas missões de pesquisa de ambos os lados, visando o desenvolvimento conjunto de cenários de modelagem, avaliação dos dados de entrada do modelo e discussão e publicação dos resultados. Também são planejados workshops específicos (mini-cursos) voltados para estudantes de ambos os lados, bem como visitas curtas a atividades agrícolas em ambos os países / regiões. As atividades de intercâmbio planejadas beneficiarão ambas as equipes, o projeto de pesquisa em andamento financiado pela FAPESP no Brasil e as atividades de pesquisa focadas pelo parceiro neozelandês. Além disso, contatos e oportunidades serão criados para alunos. Uma proposta de pesquisa conjunta subsequente será elaborada durante o período de execução sobre o tema eficiência do uso da água, disponibilidade de água e otimização da produção agrícola do ponto de vista ambiental, incluindo a avaliação das propriedades hidráulicas do solo, a melhoria da previsão do estresse hídrico e novas maneiras de avaliar a disponibilidade e escassez de água.

Há uma carência de informações sobre as propriedades hidráulicas fundamentais, condutividade e retenção, dos solos brasileiros, essenciais na modelagem hidrológica e na quantificação da fração da água do solo disponível às plantas. Curvas de retenção são determinadas rotineiramente através de equipamentos de sucção/pressão em amostras de solo, mas, de acordo com literatura recente, essas medições podem estar falhas. Outro gargalo na caracterização hidráulica do solo é a condutividade hidráulica do solo não-saturado, raramente determinada. A técnica da modelagem inversa aplicada a experimentos de evaporação em laboratório pode facilitar as determinações dessas propriedades. Para aplicar essa técnica, a medição do potencial pode ser feita por minitensiômetros (como no equipamento comercial Hyprop) ou, permitindo a medição no solo mais seco, por atenuação de radiação-gama. Nessa proposta de pesquisa objetiva-se aperfeiçoar e validar métodos de modelagem inversa para a determinação das propriedades hidráulicas do solo e interpretar seus resultados no contexto dos limites de disponibilidade de água de alguns solos do Estado de São Paulo, contribuindo também com a formação de um banco de dados de propriedades hídricas não-saturadas de solos brasileiros. As propriedades hidráulicas serão determinadas em amostras indeformadas de alguns solos representativos por modelagem inversa de dados de redistribuição de água obtidos utilizando medições em experimentos laboratoriais de evaporação monitorados por tensiometria e por atenuação de radiação gama. O desempenho e as incertezas associadas a cada um dos métodos serão avaliados por métodos estatísticos e estocástico-funcionais, e a coerência das medições obtidas com o método tradicional de câmara de pressão com placa porosa será verificada. A partir das propriedades hidráulicas determinadas, as condições hídricas características (capacidade de campo, condição crítica e condição de murcha permanente) serão quantificadas por interpretação dos processos dinâmicos correspondentes. Enfim, espera-se que o projeto contribui com a difusão de avanços na metodologia para a obtenção e a interpretação das propriedades hidráulicas de solos brasileiros.

A disponibilidade de água para as plantas depende de processos dinâmicos no solo, porém, estimativas de teores de água característicos como capacidade de campo e ponto de murcha permanente normalmente se baseiam somente em valores fixos de potencial matricial. A hipótese central dessa proposta é que a disponibilidade de água às plantas e as condições que a caracterizam são dependentes das propriedades hidráulicas do solo, sendo uma avaliação somente por valores de potencial matricial insuficiente. Supõe-se também que o manejo agrícola afeta essas propriedades hidráulicas, e que a avaliação das alterações de disponibilidade de água pelo manejo agrícola deve passar pela sua determinação. Propõe-se verificar alterações nos limites de disponibilidade de água em três solos com diferentes históricos de manejo para, com base nos valores obtidos, realizar estimativas da fração de água disponível nesses solos e como ela é influenciada pelo manejo agrícola. As propriedades hidráulicas serão obtidas por modelagem inversa com dados coletados utilizando a técnica de atenuação de radiação-gama em amostras de solo indeformado sob evaporação. Baseado nas propriedades hidráulicas obtidas, a capacidade de campo será determinada pelo critério da densidade de fluxo na base do perfil. As condições crítica e do ponto de murcha permanente serão estimadas por um procedimento baseado no potencial de fluxo matricial. As condições de capacidade de campo, crítica, e do ponto de murcha determinadas pela metodologia proposta serão avaliadas pela comparação com valores obtidos pela prática comum de se utilizar potenciais matriciais fixos. Esperam-se divergências maiores entre ambos os métodos quando comparando o efeito do manejo do solo. Pelo conjunto de informações pretende-se discutir a validade da metodologia comum, sugerir melhorias na sua interpretação e propor limitações à sua utilização.

A extração da água do solo pelas plantas é um dos mais importantes componentes do balanço hídrico. Propriedades hidráulicas têm um papel chave na sua estimativa. O entendimento do processo é essencial para avaliar a disponibilidade de água às culturas. O presente projeto de pesquisa tem por objetivo estabelecer uma ligação entre variabilidade espacial de propriedades hidráulicas do solo e disponibilidade de água às plantas. Os objetivos específicos são a determinação das propriedades hidráulicas do solo em escala de lavoura, a predição de estresse hídrico e rendimento da cultura em função da variabilidade espacial, a utilização da modelagem e medição para demonstrar a relação entre propriedades hidráulicas e regime hídrico do solo, e o desenvolvimento de uma metodologia para fazer o upscaling de informações locais sobre o teor de água do solo e da demanda de irrigação a uma escala regional maior. A pesquisa terá como foco uma lavoura de produtor de 20 ha no estado de Kentucky, EUA, cultivada com milho. Chuva e irrigação serão medidas in situ; demais dados meteorológicos serão obtidos de uma estação próxima. Em dez locais de observação o solo será caracterizado hidraulicamente; teor de água, distribuição do comprimento radicular, índice de área foliar e matéria seca da parte aérea serão monitorados durante o ciclo. Duas funções de redução de transpiração, uma mecanística e uma empírica, serão avaliadas. A correlação entre as séries temporais de teor de água, propriedades hidráulicas específicas e rendimentos será analisada. Baseando-se na relação conhecida entre teor de água após um período chuvoso e propriedades hidráulicas do solo específicas, será desenvolvida e avaliada uma metodologia para fazer o upscaling de informações locais sobre o solo para uma escala maior, regional, utilizando informação de sensoriamento remoto disponível.

CNPq processo : 478563/2013-2
O objetivo da presente proposta de pesquisa é realizar testes e avaliar as medidas de potencial matricial da água do solo feitas por três instrumentos capazes de medi-lo no solo seco, com características diferentes: o tensiômetro de polímero (PoT), o medidor WP4 e o FDR EC-5. Material de quatro solos será analisado físico-hidricamente. O material será acomodado em um cilindro com volume de aproximadamente 4 litros, munido com três PoTs e três EC-5. Por um procedimento descrito com detalhe no projeto, a secagem do solo será efetuada por evaporação, e em momentos específicos leituras com PoT e FDR serão feitas, simultaneamente com amostragem para leitura com WP4. Os valores obtidos serão submetidos a uma análise de erro envolvendo a acurácia dos instrumentos e o erro associado à determinação laboratorial e ao ajuste matemático da curva de retenção. Em consequência da experimentação e análise proposta prevê-se o levantamento de informações importantes sobre a utilização dos três instrumentos de medição e orientar a escolha por um ou outro instrumento em função da aplicação e suas exigências. Especificamente em relação ao tensiômetro de polímero, será uma primeira aferição utilizando outro instrumento que mede potencial matricial da água no solo na faixa do solo muito seco.

O conhecimento das propriedades de retenção e condução da água no solo é importante para a previsão e modelagem agro-ecológica, hidrológica e meteorológica. Entre os métodos para a determinação da retenção, o método laboratorial com funil ou câmara de pressão com placa porosa é o mais comum. Para a condutividade hidráulica, dispõe-se de métodos de campo e de laboratório e nesse caso a dificuldade metodológica aumenta conforme o solo vai secando pela lentidão do processo. O método de evaporação é uma alternativa viável para a determinação de ambas a retenção e a condutividade hidráulica, sendo sua aplicação normalmente limitada à faixa de funcionamento do tensiômetro, no solo relativamente úmido. O desenvolvimento de um equipamento novo, o tensiômetro de polímero, permite a medição direta da tensão da água no solo até o ponto de murcha permanente, à tensão de 150 m. Propõe-se, nesse estudo, determinar as propriedades de retenção e condução de oito solos predominantes do Estado de São Paulo num experimento de evaporação com a utilização de tensiômetros de polímero. Os tensiômetros foram adquiridos em projeto Fapesp anterior (2009/02117-7) e estão a disposição para a realização da presente proposta. Assim, espera-se consolidar e padronizar um método laboratorial para a determinação dessas propriedades hidráulicas do solo numa faixa ampla de potenciais/teores de água. As informações obtidas serão disponibilizadas na forma de parâmetros das equações de Van Genuchten-Mualem e Brooks & Corey - Mualem para a retenção da água e a condutividade hidráulica do solo, determinados para toda a faixa de teores de água de interesse agronômico e ecológico, desde próxima à saturação até o ponto de murcha permanente. Os resultados serão comparados aos obtidos por equações de extrapolação frequentemente utilizadas.

A quantificação da redução de transpiração devido ao estresse hídrico, necessária em modelos hidrológicos e de crescimento vegetal e essencial ao manejo da irrigação, depende do entendimento dos mecanismos que causam o estresse. Estresse hídrico, aqui definido como a condição em que uma planta fecha parcialmente seus estômatos aumentando a resistência foliar, ocorre em função das condições físicas e fisiológicas. Modelos de transferência solo-planta-atmosfera tratam o estresse hídrico de forma semi-empírica em função de diversos fatores ambientais, sendo os mais importantes o teor de água no solo e o déficit de vapor na atmosfera. Pretendem-se estudar os mecanismos de ação e a interação entre esses dois fatores físicos causadores de estresse hídrico. Do ponto de vista da planta, ela reage a potenciais na raiz e na folha ou estômato. O potencial na raiz é de difícil medição, mas pode ser estimado conhecendo-se o potencial da água no solo, taxa de transpiração, densidade radicular e funções hidráulicas do solo; o potencial no estômato é função das condições atmosféricas e das do solo. Um modelo de transferência solo-vegetação-atmosfera será acrescido de um modelo de estimativa de potencial na raiz. Para testar e calibrar o modelo, um experimento de campo será conduzido em duas etapas, uma com arroz e a outra com feijão, tratamentos com e sem deficiência hídrica. O potencial da água no solo e o déficit de vapor na atmosfera serão monitorados, enquanto a ocorrência de estresse hídrico será identificada por termometria de infravermelho. Demais fatores ambientais e fitotécnicos serão observados. Espera-se poder predizer a ocorrência de estresse hídrico em função de variáveis hidráulicas do solo, condições atmosféricas, densidade radicular e área foliar.

A presente proposta de pesquisa será executada em cooperação com alunos e professores dos Programas de PG em Física do Ambiente Agrícola e em Fitotecnia da ESALQ/USP e um grupo de pesquisa do Departamento de Ciências Ambientais da Wageningen University, Holanda. Prevê-se a utilização do entendimento mecanístico em meso-escala (escala de raiz singular) da extração radicular, estendido à escala da rizosfera de plantas, objetivando especificamente a previsão do estresse hídrico e a redução do rendimento agrícola associada. No triênio anterior, um modelo numérico implícito para a descrição da extração por uma raiz singular em condições hidráulicas limitantes foi desenvolvido, estendido para a simulação do estresse osmótico e extrapolado à escala de uma planta. O modelo foi testado com dados experimentais de casa de vegetação. Planeja-se no próximo triênio uma série de experimentos mais completos e complexos de campo para a validação do modelo. Objetiva-se incluir o estudo do efeito da heterogeneidade da densidade radicular na meso-escala (dentro de uma camada de solo), da variabilidade espacial de propriedades do solo e dos efeitos das condições atmosféricas na ocorrência de estresse hídrico. O conhecimento gerado será aplicado a (agro-)ecossistemas no Brasil através da utilização do modelo hidrológico SWAP.

This joint research project entitled ?Multi-scale approach of root water extraction and water and osmotic stress modeling? is proposed by a research group from The Sub-department of Water Resources, Department of Environmental Sciences, Wageningen University, the Netherlands and from the Agronomy Faculty from the University of São Paulo (Esalq/USP), Brazil, and is planned to be executed from January/2007 to December/2010, involving training of staff and PhD students from both countries, including two full-time PhD students, one from Brazil and one from the Netherlands. The overall objective of this research initiative is to use process understanding at single root water uptake from simulations and extend it to root zones of individual plants and crops (associations of plants), specifically concerning water and osmotic stress and the associated yield reduction at the crop scale. An implicit numerical model to describe single root water extraction under hydraulic and/or osmotic limitations will be developed, upscaled to the plant and crop level and matched with experimental results. The new concepts on hydraulic and osmotic limitations will be included in the SWAP (Soil, Water, Atmosphere and Plant) model for the planning of agriculture strategies that optimize water use. Two experiments in Brazil are planned for validation of the model and upscaling to higher levels, using the Maize crop. Acquired knowledge will be applied to Brazilian and Dutch agricultural and ecological systems.

A presente proposta de pesquisa, a ser executado em conjunto com uma equipe do Department of Environmental Sciences, WUR, Holanda, no período de Dez/2006 a Mar/2007, prevê o desenvolvimento e teste de um modelo numérico para a descrição da extração de água do solo por um sistema radicular. O modelo será concebido através do “upscaling” de um modelo de extração por uma raiz singular, já desenvolvido pelo proponente em cooperação com a equipe da WUR, e testado com dados experimentais disponíveis. Verificar-se-á como fatores da planta (densidade e distribuição radicular) e do solo (propriedades hidráulicas) afetam a partição da extração radicular nas diferentes camadas do solo. Também será analisado como os parâmetros de distribuição radicular afetam a ocorrência de estresse hídrico na planta. Soluções analíticas para o problema serão procuradas e o novo conhecimento será incorporado no modelo hidrológico SWAP, desenvolvido pela equipe da WUR. O conhecimento gerado permitirá a extrapolação de dados experimentais e poderá ser aplicado em modelos de previsão e de gerenciamento para o desenvolvimento de estratégias para o aumento da eficiência do uso da água em sistemas agrícolas com ou sem irrigação.

O movimento da água no solo é um dos assuntos mais intensivamente estudados na física do solo, principalmente devido à sua importância relacionada à disponibilidade de água para as plantas e ao transporte de solutos no solo. Observações de fluxos de solutos em solos indicaram que, embora a equação de Darcy-Buckingham pudesse descrever bem o fluxo de água de um ponto do solo a outro em condições de equilíbrio, ela falha quando ocorrem fenômenos do tipo ?fluxo preferencial? em que alguns poros grandes conduzem a solução do solo muito mais rapidamente que o previsto pela própria equação. Essa noção levou a modelos bifásicos que dividem a água do solo numa fase ?móvel? e numa ?imóvel?. A existência dessas duas fases tem relevância direta para a modelagem do movimento de solutos, nutrientes ou poluentes, no solo. O presente projeto objetiva desenvolver uma metodologia para a determinação do teor de água imóvel no solo bem como investigar as correlações existentes entre condutividade hidráulica, retenção de água e mobilidade da água no solo. Os resultados serão aproveitados como parâmetros de entrada de um modelo de balanço de solutos em fase de desenvolvimento.

A model for the soil sulfur balance, whose first version has already been developed by the research team of this proposal, will be further ameliorated and tested. The model considers sulfur inputs by rainfall and by capillary groundwater ascension and losses by leaching. The leach losses are separated in Darcy (equilibrium) leaching and preferential (non-equilibrium) leaching. Mobile and immobile soil water fractions and the diffusion of solutes between these are considered. Sulfate retention as a function of pH and mineralogy is also included in the model. The model simulates crop growth and using routines for evapotranspiration (FAO-Penman-Monteith model) and carbon assimilation and thus estimates the requirements for water and sulfur. Simple functions to estimate soil water redistribution are used and sulfur mineralization and sulfur volatilization is incorporated in the model; however, these functions still need adequate parameterization. The model also permits sulfur inputs as manure.
Model parameterization will involve the quantification of mobile-immobile water fractions and sulfur retention by measuring sulfur and water balance in undisturbed samples of representative soils as described in the next section. Sulfur contents will be determined by solute extraction and by atomic absorption spectrometry.

A condutividade hidráulica é uma das mais importantes propriedades físicas do solo para estudos que envolvem a infiltração da água no solo, o movimento da água dentro do perfil de solo e para as raízes das plantas e a drenagem interna da água no solo. Conhecer a função condutividade hidráulica - umidade torna-se, portanto, essencial para esses estudos. Um método direto para determinar essa função é o método de perfil instantâneo. Há evidências que a variabilidade dos parâmetros dessa função é muito grande, mesmo entre pontos de observação próximos, no mesmo solo. No presente projeto propõe-se avaliar essa variabilidade, determinando o comportamento da variância dos parâmetros da equação que a descreve em função do número de medições realizado com base em 50 determinações a serem realizadas em 5 profundidades cada, aplicando-se o método estatística de ?bootstrap?. Os parâmetros serão obtidos num experimento de perfil instantâneo, utilizando se sondas de TDR para determinar a umidade e tensiômetros para medir o potencial matricial. O método ?bootstrap? permitirá concluir sobre o número de observações necessárias para obter resultados com determinada variância. Com base nestes resultados, para futuras determinações poder-se-á prever qual o número, aproximado, de observações a serem feitas.