Search

O desenvolvimento das culturas pode ser afetado por combinações de estresses físicos, químicos e biológicos. Na ausência de outras limitações, os fatores físicos do solo que afetam diretamente o crescimento radicular são a resistência mecânica, a aeração e a disponibilidade hídrica. O objetivo deste trabalho foi incluir os fatores físicos do solo na modelagem do crescimento radicular de soja e de milho. As condições físicas dos solos foram modeladas com o fluxo de água em 1D e o crescimento radicular em 3D por meio da inclusão de um parâmetro de redução do estresse para o alongamento radicular. Soja e milho foram cultivados em quatro níveis de compactação em um Latossolo Vermelho. O modelo foi validado com dados de campo de conteúdo volumétrico de água, resistência do solo à penetração e densidade de comprimento radicular de soja e de milho cultivadas em diferentes níveis de compactação e condições hídricas. A taxa de alongamento radicular foi reduzida exponencialmente em função do aumento da resistência do solo à penetração, e linearmente em relação ao decrescimento da aeração ou da disponibilidade hídrica. A produtividade de grãos de soja e milho foi reduzida em função da escarificação do solo ou tráfego intenso de colhedora no Latossolo Vermelho. As densidades de comprimento radicular simulados concordaram com os valores medidos no campo. As condições físicas de resistência mecânica, hipoxia e estresse hídrico foram eficientemente incorporadas por meio do parâmetro de redução do estresse ao alongamento radicular, e podem ser usadas para avanços nos estudos de interações solo-raiz. Crop development is affected due soil physical, chemical, and biological conditions. In the absence of others limitations, the soil physical factors that affect directly root growth are mechanical impedance, aeration and water stress. The aim of this work was to include soil physical limitations into the root growth model of soybean and maize crops. Soil physical conditions was modelling with water flux in one-dimensional and root growth in three-dimensional by stress reduction function for root elongation. Soybean and maize crops was cultivate in four soil compaction levels in a Rhodic Eutrudox. The model was validate with field data of soil water content, soil penetration resistance, and root length density of soybean and maize cropping in four soil compaction levels and two weather conditions. Root elongation rate was reduced exponentially as a function of soil penetration resistance, and linearly in relation to soil aeration or water stress. Soybean and maize grain yield was reduced due to soil chiselling and intense harvester traffic in a Rhodic Eutrudox. Soybean and maize root length density modelling agreed to field measurement. Soil physical conditions of mechanical impedance, hypoxia and water stress was successful incorporated into the root growth model by stress reduction function to root elongation, and its can be used for advances in soil-root interaction research.

The use of urban waste compost as nutrient source in agriculture has been a subject of investigation in Brazil and elsewhere, although the effects on soil physical and chemical properties and processes are still poorly known. The aim of this study was to evaluate the effect of application of urban waste compost and mineral fertilizer on soil aggregate stability and organic carbon and total nitrogen content of a Rhodic Hapludox under no-tillage in the northwestern region of Rio Grande do Sul, Brazil, in the 2009/2010 and 2010/2011 growing seasons. The experiment was arranged in a 2 × 6 (seasons and fertilization) factorial in a randomized complete block design with four replications. The factor time consisted of two growing seasons (sunflower in 2009/10 and maize in 2010/11) and the factor fertilization of five rates of urban waste compost (0, 25, 50, 75 and 100 m³ ha-1), and mineral fertilizer. Soil samples were collected from the 0.0-0.10 m layer to determine aggregate stability (mean weight and geometric diameter), soil organic carbon (SOC) and total nitrogen (TN). Rates of up to 75 m³ ha-1 of urban waste compost, after two years of application to no-tillage maize and sunflower, improved aggregation compared to mineral fertilization in a Rhodic Hapludox. After the second crop, the SOC and TN contents increased linearly with the levels of urban waste compost. A utilização de composto de lixo urbano como fonte de nutrientes para a agricultura vem sendo investigada; entretanto, as alterações físicas do solo ainda são pouco conhecidas. Objetivou-se avaliar a influência do uso de composto de lixo urbano e da adubação mineral na estabilidade de agregados e nos teores de carbono orgânico e nitrogênio total de um Latossolo Vermelho, em sistema plantio direto na região noroeste do Rio Grande do Sul. Utilizou-se o delineamento de blocos ao acaso, em esquema fatorial 6 × 2 (adubação e épocas), com quatro repetições. O fator épocas de avaliação constituiu-se dos anos agrícolas de 2009/10 (girassol) e 2010/11 (milho). O fator adubação foi composto por cinco doses de composto de lixo urbano (0, 25, 50, 75 e 100 m³ ha-1), além de um tratamento adicional com fertilização mineral. Na camada de 0,0-0,10 m, foram determinados a estabilidade de agregados (diâmetro médio geométrico e ponderado), os teores de carbono orgânico (CO) e o nitrogênio total (NT). A utilização de doses crescentes de composto de lixo urbano favoreceu melhorias na agregação do solo, em relação à fertilização mineral. A utilização de até 75 m³ ha-1 de composto de lixo urbano, após dois anos de aplicações em cultivos agrícolas com milho e girassol em um Latossolo Vermelho, sob sistema plantio direto, promoveu melhorias na agregação do solo, quando comparada à fertilização mineral. O teor de CO e o de NT, após o segundo cultivo, apresentaram incrementos lineares, em relação às doses de composto de lixo urbano.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior No-tillage (NT) is a tillage system more important for the sustainability of agro-ecosystems. However doubts remain concerning the formation of layers with high compaction level in NT, residual effects of soil chiseling, and alteration of soil structure during the time of adoption of NT. The objective of this study was to evaluate the effect of crop rotation, chiseling and periodic time of adoption of NT on the physical quality of a Rhodic Eutrudox, and productivity of soybean and wheat. The tillage systems were: (i) conventional tillage by disk harrow (CT); (ii) NT with chiseling every year (NTC1); (iii) NT with chiseling every three years (NTC3); (iv) NT for 11 consecutive years (NT11) and; (v) NT for consecutive 24 years (NT24) while the cropping factor include: (i) crop rotation and (ii) crop succession. Sampling was conducted 10 and 22 months after last chiseling in NTC1 and NTC3, respectively. Undisturbed soil samples were collected in soil layers, 0.0-0.10, 0.10-0.20 and 0.20-0.30 m for the determination of physical attributes (particle density and particle size distribution, bulk density, porosity, macro and micropores, soil penetration resistance (SPR), SPR curve, water retention curve, least limiting water range), while disturbed samples were used to quantify soil chemical properties (soil acidity, macronutrients, organic carbon, nitrogen). In the soil depth, 0.10 and 0.20 m, three-dimensional infiltration rate and saturated hydraulic conductivity were determined in-situ. At maturity, the productivity of soybeans and wheat was determined. There was no interaction between tillage and cropping system. The variables analyzed did not change as a function of the cropping systems. The chemical attributes were not limiting the productivity of soybeans. The physical attributes indicated that the residual effects of soil chiseling did not persist for longer than 10 months. Increasing the time of adoption of NT from 11 to 24 years favored improvements in soil physical quality. The NT24 had higher yield of soybeans than SPC. Chiseling did not result in increased productivity of soybeans and wheat compared with NT. The increased time without tilling the soil, in the same soil bulk density and water content favored increase in resistance of soil structure. Critical limits of SPR (2 MPa) are inadequate for the assessment of soil physical quality in NT with or without soil chiseling. These SPR limits should be expanded to 3 MPa in NT with chiseling and 3.5 MPa in NT. The least limiting water range, regardless of soil management, cropping system and critical limits of SPR was not a good indicator of soil physical quality. O sistema plantio direto (SPD) é o sistema de manejo mais importante para a sustentabilidade dos agroecossitemas. No entanto persistem dúvidas relacionadas com a formação de camadas com maior nível de compactação em SPD, efeitos residuais da escarificação do solo, e alteração da estrutura pelo tempo de adoção do SPD. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da rotação de culturas, da escarificação periódica e do tempo de adoção do SPD na qualidade física de um Latossolo Vermelho Distroférrico, e na produtividade de grãos de soja e do trigo. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso, em esquema fatorial 5x2 (manejos do solo x modelos de produção), com quatro repetições. Os sistemas de manejo do solo foram: (i) sistema de preparo convencional (SPC); (ii) SPD escarificado a cada ano (SPDE1); (iii) SPD escarificado a cada três anos (SPDE3); (iv) SPD contínuo por 11 anos (SPDC11); (v) SPD contínuo por 24 anos (SPDC24). Os modelos de produção foram: (i) rotação e; (ii) sucessão de culturas. A amostragem foi realizada após 10 e 22 meses da última escarificação no SPDE1 e SPDE3, respectivamente. Nas camadas de 0,0-0,10, 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m foram coletadas amostras indeformadas de solo para determinação de atributos físicos (densidade e distribuição do tamanho de partículas, densidade do solo, porosidade total, macro e microporos, resistência do solo à penetração (RP), curva de RP, curva de retenção de água, intervalo hídrico ótimo), e amostras deformadas para determinação de atributos químicos do solo (acidez do solo, macronutrientes, carbono, nitrogênio). Nas profundidades de 0,10 e de 0,20 m, foi determinada a taxa de infiltração tridimensional de água e condutividade hidráulica do solo saturado no campo. Foi determinada a produtividade de grãos de soja e de trigo. Não houve interação entre os sistemas de manejo do solo e os modelos de produção. As variáveis analisadas não foram alteradas em função dos modelos de produção. Os atributos químicos não foram limitantes a produtividade de grãos de soja. Os atributos físicos indicam que os efeitos residuais da escarificação do solo não persistem por um período maior do que 10 meses. O aumento do tempo de adoção do SPD de 11 para 24 anos favoreceu melhorias na qualidade física do solo. O SPDC24 apresentou maior produtividade de grãos de soja do que o SPC. A escarificação do solo não resultou em aumento de produtividade de grãos de soja e de trigo em comparação com SPD. O aumento do tempo sem revolvimento do solo, em uma mesma densidade do solo e conteúdo de água, favorece incrementos na resistência da estrutura do solo. Os limites críticos de RP de 2 MPa são inadequados para avaliação da qualidade física do solo em SPD com ou sem escarificação do solo. Estes limites de RP devem ser ampliados para 3 MPa em SPD com escarificação e para 3,5 MPa em SPD consolidado. O intervalo hídrico ótimo, independente do manejo do solo, modelo de produção e limites críticos de RP, não foi um bom indicador da qualidade física do solo.

Orientadores: Zigomar Menezes de Souza, Denizart Bolonhezi Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola Resumo: O cultivo intensivo da cana-de-açúcar (Saccharum officinarum) caraterizado pelo monocultivo, por meio do revolvimento do solo e tráfego de máquinas, tem acelerado o processo de degradação do solo. Logo, o objetivo desta tese foi quantificar os efeitos de manejos de solo conservacionistas (transplantio direto e Rip Strip®) e convencionais (grade aradora e subsolador) em áreas de mudas pré-brotadas obtendo-se respostas sobre as alterações químicas e físicas do solo, acúmulo da biomassa seca da parte aérea e raiz e produtividade da variedade CTC 9003 por dois ciclos da cultura da cana-de-açúcar. O estudo constituiu em avaliar cana planta e primeira soca de cultivo da cana-de-açúcar em área com LATOSSOLO VERMELHO Eutrófico onde houve o plantio de soja anterior à cana-de-açúcar, localizada na Fazenda Cresciúma, no Município de Jardinópolis, no estado de São Paulo Brasil. O delineamento experimental utilizado foi em bloco ao acaso com três repetições e quatro tratamentos: PC = cana-de-açúcar transplantada com preparo convencional com grade aradora; SP = cana-de-açúcar transplantada com preparo convencional com grade aradora e subsolagem; RS = cana-de-açúcar transplantada com preparo reduzido com Rip Strip® e PD = cana-de-açúcar transplantada com plantio direto. As seguintes propriedades do solo foram avaliados: a curva de retenção de água pelo solo, densidade do solo, estabilidade de agregados, granulometria do solo, porosidade do solo, resistência do solo à penetração, resistência tênsil dos agregados, atributos químicos e teor de carbono orgânico. Além das propriedades do solo foram avaliados o sistema radicular, características biométricas e produtividade da cana-de-açúcar. O PD produziu mais biomassa seca radicular e produtividade da cultura. Enquanto o SP obteve menores densidades, maior porosidade, mas menor biomassa seca radicular e produtividade durante a cana planta. Os efeitos dos preparos de solo afetaram o ciclo da cana planta, enquanto na primeira soca os tratamentos se homogeneizaram. Além disso, o PD apresentou a maior biomassa seca aérea na cana planta. O Rip Strip® melhorou os atributos químicos do solo no ciclo da cana planta, em especial fósforo, magnésio, cálcio e potássio. Estes resultados foram confirmados utilizando os métodos de agrupamentos e técnicas de machine learning. Concluindo, o uso do PD apesar de aumentar a densidade do solo e resistência do solo à penetração na cana planta, produz maior biomassa seca radicular e aérea e teor de carbono na superfície do solo, e, como resultado, apresenta maior produtividade Abstract: The intensive cultivation of sugar cane characterized by monoculture, through tillage and machine traffic, has accelerated the process of soil degradation. Therefore, the objective of this project is to quantify the effects of conservationist (no tillage and Rip Strip®) and conventional (plowing and subsoil) soil management in areas of pre-sprouted seedlings, obtaining answers about the chemical and physical changes in the soil , accumulation of dry biomass of the aerial and root and yield of the variety CTC 9003 for two cycles of the sugarcane. The study consists of evaluating the first and second cycle of sugarcane cultivation in an area with clayey soil where soybeans were planted before sugarcane, located at Fazenda Cresciúma, in the municipality of Jardinópolis, in the state of São Paulo Brazil. The experimental design used was in random blocks with three replications and four treatments: PC = transplanted sugarcane with conventional preparation with a plow harrow; SP = sugar cane transplanted with conventional preparation with plowing and subsoiling; RS = sugar cane transplanted with reduced preparation with Rip Strip® and PD = sugar cane transplanted with no-tillage. The soil soil bulk density, aggregate stability, soil granulometry, soil porosity, soil resistance to penetration, tensile strength of the aggregates, soil water content, chemical attributes, organic carbon content, root system, biometric characteristics and productivity of sugarcane were evaluated. The PD produced more root dry biomass and crop productivity. While the SP obtained lower densities, greater porosity but less root dry biomass and productivity during the cane plant cycle. The effects of soil preparation affected the cane plant cycle, while in the first soca cycle the treatments were homogenized. In addition, the PD presented the highest aerial dry biomass in the cane plant cycle. The Rip Strip improved the chemical attributes of the soil in the plant cane cycle, in particular phosphorus, magnesium, calcium and potassium. These results were confirmed using clustering methods and machine learning techniques. Concluding that the use of PD despite increasing the density of the soil and resistance to penetration in the cane plant cycle, produces greater root and aerial dry biomass and carbon content in the soil surface, and, as a result, presents greater yield Doutorado Água e Solo Doutora em Engenharia Agrícola CNPQ 141083/2018-2

Atividades agrícolas estão fortemente relacionadas ao ambiente, causando transformações no solo e na água. Em pequenas propriedades rurais da região sul do Brasil, é prática comum o consumo de águas de poços e nascentes, muitas vezes inseridas dentro das áreas de cultivo. Diante disso, o monitoramento ambiental dessas águas, inseridas nessas áreas, torna-se importante, a fim de mensurar os efeitos das atividades agrícolas para o ambiente, e consequentemente, à saúde de quem depende dela. Portanto, o objetivo deste estudo é investigar se a atividade agrícola, praticada nesses locais, provoca alterações na qualidade da água de fontes naturais e seu entorno. Para tal avaliação, três locais foram selecionados, um em cada estado da região sul do Brasil (Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul), e estudados durante um ano. Foram realizadas quatro amostragens de solo e água, uma em cada estação, nas três propriedades. Parâmetros físico-químicos, microbiológicos e ecotoxicológicos das águas e solos foram analisados. Os testes ecotoxicológicos realizados foram de citotoxicidade e mutagenicidade com Allium cepa e com a bactéria bioluminescente Vibrio Fischeri (Sistema Microtox). As análises mostraram que as águas do PR e SC estão impróprias para consumo em virtude da presença de Escherichia coli, além de apresentar valores de pH abaixo ou muito próximos ao mínimo exigido pela legislação brasileira. No verão e outono, a amostras de água apresentaram altas concentrações de DQO e DBO e os menores índices mitóticos. Também no verão a água da fonte do RS apresentou altas concentração de nitrogênio. Duas amostragens de solo na área adjacente das fontes do PR e SC apresentaram ser citotóxicos para A. cepa, porém, sem efeitos no teste de mutagenicidade. As águas das fontes não se mostraram citotóxicas ou mutagênicas para o mesmo organismo teste, contudo, há presença de micronúcleos indicando contaminação por substâncias químicas. O teste de toxicidade aguda com a V. fischeri mostrou que as amostras de água do PR (primavera) e do RS (outono) apresentaram alta toxicidade. Na integração das análises de solo e água, foi evidenciada a fragilidade das fontes, apresentando alterações nas características acompanhando o período de cultivo mais intenso nas lavouras. Estudos como esse são importantes para verificar a qualidade ambiental das áreas de fontes naturais sobre influência de atividades antrópicas, permitindo avaliar e implantar medidas de proteção da qualidade das águas. Agricultural activities are strongly related to the environment, causing changes in soil and water. In small rural properties in the south of Brazil, it is common practice to consume water from wells and springs, often inserted within the cultivation areas. Therefore, the environmental monitoring of these waters, inserted in these areas, becomes important, in order to measure the effects of agricultural activities on the environment, and consequently, on the health of those who depend on it. Therefore, the objective of this study is to investigate whether agricultural activity, practiced in these places, causes changes in the quality of water from natural sources and their surroundings. For this evaluation, three sites were selected, one in each state in the southern region of Brazil (Paraná, Santa Catarina and Rio Grande do Sul), and studied for one year. Four soil and water samples were taken, one in each season, in the three properties. Physico-chemical, microbiological and ecotoxicological parameters of waters and soils were analyzed. The ecotoxicological tests performed were cytotoxicity and mutagenicity with Allium cepa and with the bioluminescent bacterium Vibrio Fischeri (Microtox®). The analyzes showed that the waters of PR and SC are unfit for consumption due to the presence of Escherichia coli, in addition to having pH values below or very close to the minimum required by Brazilian legislation. In the summer and autumn, the water samples showed high concentrations of COD and BOD and the lowest mitotic indices. Also in the summer, the water from the RS source showed high concentrations of nitrogen. Two soil samplings in the area adjacent to the PR and SC sources were found to be cytotoxic to A. cepa, however, without effects on the mutagenicity test. The source waters were not cytotoxic or mutagenic for the same test organism, however, there are micronuclei indicating contamination by chemical substances. The acute toxicity test with V. fischeri showed that water samples from PR (spring) and RS (autumn) showed high toxicity. In the integration of soil and water analysis, the fragility of the sources was evidenced, with changes in characteristics following the period of more intense cultivation in the crops. Studies like this are important to verify the environmental quality of areas of natural sources under the influence of anthropic activities, allowing to evaluate and implement measures to protect water quality.

O monitoramento hidrológico em bacias hidrográficas é uma técnica muito importante para compreender a resposta hídrica da bacia frente aos eventos pluviométricos, agindo sobre as características de formação natural da bacia e o manejo realizado pelo homem. O manejo inadequado do solo acarreta em problemas erosivos de diferentes magnitudes, causando a degradação do solo. O presente estudo implantou o sistema de monitoramento de precipitação, vazão e concentração de sedimentos em suspensão em uma bacia hidrográfica com área total de 61,81 ha localizada na área experimental da UTFPR no município de Dois Vizinhos, região sudoeste do estado do Paraná. A implantação do sistema de monitoramento foi concluída em maio de 2019. O monitoramento dos eventos pluviométricos, entre maio de 2019 e fevereiro de 2020, foram monitorados precipitação, vazão e concentração de sedimentos em suspensão durante os eventos pluviométricos de grande magnitude, contabilizando dois eventos de chuva-vazão significativos. Também foi realizado a caracterização topográfica da bacia e físico-hídrica do solo. Estas informações foram utilizadas para auxiliar na compreensão da resposta hídrica da bacia frente a precipitação em seus diferentes usos do solo e sistemas de manejo. Os resultados mostraram que nos eventos monitorados menos de 5% do volume precipitado foi convertido em vazão no exutório da bacia. Estes resultados podem apresentar maior variação, dependendo do volume e intensidade da precipitação, da umidade antecedente do solo, da condição atual de uso do solo e até mesmo a capacidade de retenção de água em áreas de amortização. O monitoramento continuo desta bacia ao longo do tempo irá representar o seu desempenho frente a outras condições ambientais e assim apresentar do pior ao melhor senário de retenção e perda de água e sedimento. Hydrological monitoring in watershed is a very important technique to understand the water basin's response to rainfall events, acting on the characteristics of the basin's natural formation and the management carried out by man. Improper soil management leads to erosion problems of different magnitudes, causing soil degradation. The erosion carried by water through runoff may reach rivers, causing several other environmental problems. The present study implemented the monitoring system for precipitation, flow and sediment concentration in a hydrographic basin with a total area of 61.81 ha located in the experimental area of UTFPR, in Dois Vizinhos, southwest region of the state of Paraná. The implementation of the monitoring system was completed in May 2019. The monitoring of rainfall events, between May 2019 and February 2020, precipitation, flow and concentration of suspended sediments were monitored during large-scale rainfall events, accounting for two significant rainfall-flow events. Topographic characterization of the basin and physical-hydric soil was also carried out. This information was used to assist in the understanding of the basin's water response to rainfall in its different land uses and management systems. The results showed that in the monitored events less than 5% of the precipitated volume was converted into flow in the basin's exutory. These results may show greater variation, depending on the volume and intensity of precipitation, the antecedent moisture of the soil, the current condition of land use and even the water retention capacity in depreciation areas. The continuous monitoring of this basin over time will represent its performance in relation to other environmental conditions and thus present from the worst to the best level of retention and loss of water and sediment.

Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) O objetivo deste trabalho foi a) avaliar se diferentes espessuras das amostras resultam em mudanças no índice de qualidade estrutural (Sq) do solo pelo método VESS b) testar diferentes ferramentas de extração de amostra para proceder a avaliação da Sq-VESS e c) avaliar diferentes estratégias de exposição dos agregados do solo durante a avaliação do VESS; em Latossolos argilosos basálticos. As avaliações da espessura das amostras foram feitas em áreas sob plantio direto em Guarapuava, Pato Branco e São Jorge do Ivaí. Em cada área foram retiradas dez amostras de 15 x 25 cm (largura e profundidade), com uma pá reta, nas espessuras: 5; 10; 15; 20 e 25 cm. As avaliações das ferramentas de extração foram realizadas em três áreas em Pato Branco, tomando dez amostras para cada uma das ferramentas: pá de corte; pá + marreta + madeira; pá de impacto; pá jardineira; forcado; motosserra e pá acoplada a um trator. Nos mesmos locais da avaliação das ferramentas, foram avaliadas três estratégias de desagregação: manual; golpear a pá com uma marreta; e golpear a pá no chão, totalizando 30 amostras. Foram avaliados o escore Sq e aspectos práticos na extração das amostras. As amostras com espessura de 5 cm apresentaram menor Sq devido a redução dos agregados pelo corte pela pá. Para amostras com espessura de 20 cm verificou-se maior dificuldade de extração. A extração de amostras de 10 cm apresentou maior praticidade quando comparada às de 15 cm (método padrão), pelo menor volume de solo extraído. Não foi possível avaliar o escore Sq nas amostras de espessura de 25 cm pela grande dificuldade de extração da amostra. A integridade das amostras é preservada com o uso de pá de impacto e da motosserra, enquanto que a pá acoplada ao trator produziu grande compactação nas laterais e na porção inferior da amostra. A utilização de pá+marreta+madeira causou desestruturação na porção superior da amostra. As ferramentas pá jardineira e forçado não possibilitaram a extração da amostra. Desagregar o solo realizando batidas na pá com a marreta ou no chão promoveu dispersão do solo e mistura das camadas. Os resultados sugerem que a extração de amostras com espessura de 10 cm também pode ser utilizada para obter o escore Sq. O melhor método para extração da amostra é com a pá de corte, a pá de impacto e a motosserra e; a técnica recomendada para a desagregação é a manual. The objective of this work was a) to evaluate whether different thicknesses of the samples result in changes in the structural quality index (Sq) of the soil by the VESS method b) to test different sample extraction tools to proceed with the evaluation of the Sq-VESS and c) to evaluate different exposure strategies of soil aggregates during VESS assessment; in basaltic clayey Oxisols. The thickness evaluations of the samples were made in areas under no-tillage in Guarapuava, Pato Branco and São Jorge do Ivaí. Ten samples of 15 x 25 cm (width and depth) were taken in each area, with a straight shovel, in thicknesses: 5; 10; 15; 20 and 25 cm. The assessments of the extraction tools were carried out in three areas in Pato Branco, taking ten samples for each of the tools: cutting shovel; shovel + mallet + wood; impact shovel; garden shovel; pitchfork; chainsaw and shovel attached to a tractor. In the same places where the tools were evaluated, three disaggregation strategies were evaluated: manual; striking the shovel with a sledgehammer; and to hit the shovel on the floor, totaling 30 samples. The Sq score and practical aspects of sample extraction were evaluated. Samples with a thickness of 5 cm showed lower Sq due to the reduction of aggregates by cutting through the shovel. For samples with a thickness of 20 cm, there was greater difficulty in extraction. Extracting 10 cm samples was more practical when compared to 15 cm samples (standard method), due to the smaller volume of soil extracted. It was not possible to evaluate the Sq score in 25 cm thick samples due to the great difficulty in extracting the sample. The integrity of the samples is preserved with the use of an impact shovel and chainsaw, while the blade coupled to the tractor produced great compaction on the sides and the lower portion of the sample. The use of shovel + mallet + wood caused disruption in the upper portion of the sample. The garden shovel and pitchfork tools did not allow sample extraction. Disaggregating the soil by tapping the shovel with the mallet or on the ground promoted soil dispersion and mixing of the layers. The results suggest that the extraction of samples with a thickness of 10 cm can also be used to obtain the Sq score. The best method for extracting the sample is with the cutting shovel, the impact shovel and the chainsaw and; the recommended technique for isaggregation is manual.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES The increasing use of Soil Bioengineering in infrastructure works has required the improvement of the technical information regarding the behavior and performance of the plants which are used as building material. On this subject, the inclusion of plants on the calculation of geotechnical slope stability has been emphasized in recent years. To make this possible, the first step is to determine, in a representative way, the effect of plants on the shear strength of the soil, which is still a challenge due to the lack of specific equipment and standard procedures for conducting field tests with plants under natural or planting conditions. In order to contribute to these questions, this study aimed to investigate the effect of the woody species Phyllanthus sellowianus (Klotzsch) Müll. (Phyllanthaceae) on the soil resistance to in-situ direct shear and its influence on slope stability. To achieve this objective, the study was developed in two interdependent parts: 1) Analysis of the relationship between the plant aerial compartments and the root system resistance to the pullout; and 2) In-situ direct shear tests performed on soil with and without roots. The pullout and the in-situ direct shear experiments were performed in the Vale Vêneto district, in the municipality of São João do Polêsine, RS. In both experiments, the P. sellowianus planting was carried out using live cuttings collected from different plants. In the mowing and weeding area, the live cuttings were planted by direct planting system, in spacings of 1.0x1.0 m (pullout tests) and 0.7x0.7 m (shear tests). For the conduction of the pullout and the in-situ shear tests, devices specifically designed and developed for the tasks were used. In the study of the interdependence between the development of plant aerial compartments and the root system resistance, it was identified that the sum of the cross-sectional area of shoots (mm2) was the variable with the greatest capacity to describe the variations in the resistance of the roots of the plants. This variable, therefore, was used to representatively sample the plants to be used in in-situ direct shear tests. In the shear tests, it was identified that, after 12 months of field development, the plants did not influence the angle of internal friction of the soil, but they had influence on the soil cohesion, which provided an increase of up to 83.1%. Therefore, the plants acted as soil reinforcement elements. Regarding the influence of the plants on the slope stability, a positive contribution was verified since the plants influenced significantly the cohesion of the soil. The in-situ direct shear machine, developed to make feasible the present study, as well as the procedures that supported its use, were effective in the task of quantifying the effect of plants in the shear strength of the soil. Following the means and procedures used in the present study, the general aspect of the in-situ direct shear tests may evolve towards the elaboration of a standardized technical specification, which may be useful for slope geotechnical stabilization projects. O crescente uso da Engenharia Natural em obras de infraestrutura tem exigido o aperfeiçoamento de informações técnicas a respeito do comportamento e desempenho das plantas que são utilizadas como material construtivo. Neste sentido, nos últimos anos, tem-se dado grande destaque à inclusão de plantas em cálculos de estabilidade geotécnica de taludes. Para tornar isso possível, o primeiro passo é determinar, de modo representativo, o efeito de plantas na resistência ao cisalhamento do solo, o que ainda é um desafio devido à falta de equipamentos específicos e procedimentos padronizados para realização de ensaios de campo, com plantas desenvolvendo sob condições naturais ou de plantio. No sentido de contribuir para o atendimento dessas questões, o presente trabalho teve por objetivo investigar o efeito de plantas da espécie lenhosa Phyllanthus sellowianus (Klotzsch) Müll. (Phyllanthaceae) na resistência do solo ao cisalhamento direto in situ e sua influência na estabilidade de taludes. Para atender a esse objetivo, o estudo foi desenvolvido em duas estapas interdependentes: 1) Análise da relação entre desenvolvimento da parte área das plantas e resistência do sistema radicial ao arranquio; e 2) Ensaios de resistência ao cisalhamento direto in situ, de solo com e sem raízes. Os experimentos de arranquio e cisalhamento direto in situ foram implantados no distrito de Vale Vêneto, no município de São João do Polêsine, RS. Tanto no experimento de arranquio quanto no experimento de cisalhamento direto in situ, o plantio de P. sellowianus foi realizado por meio de estacas coletadas de diferentes plantas matrizes, plantadas em sistema de plantio direto, em área roçada e capinada, em espaçamento de 1,0x1,0 m (arranquio) e 0,7x0,7 m (cisalhamento). Para a condução dos testes de arranquio e dos ensaios de cisalhamento foram utilizadas máquinas especificamente projetadas e desenvolvidas para as tarefas. No estudo da interdependência entre desenvolvimento da parte aérea das plantas e seu sistema radicial, identificou-se que a soma da área transversal de brotos (mm2) foi a variável com maior capacidade de descrever as variações na resistência das raízes. Essa variável, portanto, foi utilizada para amostrar de maneira representativa as plantas a serem empregadas nos ensaios de cisalhamento direto in situ. Nos ensaios de cisalhamento, identificou-se que, após tempo relativamente curto de desenvolvimento a campo (até 12 meses), as plantas não influenciaram o ângulo de atrito interno do solo, porém tiveram influência na coesão do solo, para a qual proporcionaram um aumento de até 83,1%. Portanto, as plantas atuaram como elementos de reforço do solo. O equipamento de cisalhamento direto in situ, desenvolvido para viabilizar o presente estudo, assim como os procedimentos que possibilitarama o seu uso, se mostraram efetivos na tarefa de quantificar o efeito de plantas na resistência ao cisalhamento do solo. Seguindo os meios e os procedimentos utilizados no presente estudo, o aspecto geral dos ensaios de resistência ao cisalhamento direto in situ pode evoluir para a elaboração de uma especificação técnica padronizada, que pode ser útil aos projetos de estabilização geotécnia de taludes.