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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.2022.tde-12082022-112102
Documento
Autor
Nome completo
Aline Martineli Batista
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2022
Orientador
Banca examinadora
Libardi, Paulo Leonel (Presidente)
Ghiberto, Pablo Javier
Pessoa, Thaís Nascimento
Título em português
Movimento de água e solutos na rizosfera
Palavras-chave em português
Atividade microbiológica
Curva breakthrough
Deslocamento miscível
Estabilidade de agregados
Resumo em português
As raízes das plantas exercem grande influência sobre as propriedades físico-hídricas do solo, podendo refletir em alterações no deslocamento miscível (DM) de solutos no solo, as quais são muito pouco conhecidas. Existem poucos, mas significativos, estudos que comprovam as melhorias promovidas pelo azevém anual (Lolium multiflorum) na agregação e estruturação do solo. Portanto, esta cultura constitui-se num bom modelo para estudos de movimento de água e solutos em agregados rizosféricos. Visando desenvolver o primeiro estudo sobre DM em agregados de solo rizosférico (SRZ), o objetivo deste trabalho foi avaliar o DM dos íons potássio (K+) e cloreto (Cl-) no SRZ do azevém anual, em comparação com o solo entre plantas (SEP) e o solo sem cobertura (SSC), além de avaliar algumas propriedades físicas, químicas e biológicas do solo destes três ambientes para auxiliar na interpretação das breakthrough curves (BTC) determinadas com o experimento de DM. O azevém anual foi cultivado em campo, sob um Nitossolo Vermelho Eutroférrico latossólico. Como SRZ coletou-se o solo aderidos às raízes, como SEP coletou-se o solo entre duas plantas e como SSC utilizou-se o solo de uma área mantida sem cobertura. Foram determinadas propriedades químicas e eletroquímicas do solo, frações de argila dispersas em água, atividades de enzimas e outras propriedades microbiológicas, curva de retenção da água no solo e distribuição de poros e o DM dos íons K+ e Cl- em condições de saturação com experimento em pulso utilizando colunas acondicionadas com agregados de solo. Em relação do DM, determinaram-se as propriedades do solo e do fluxo dentro da coluna de agregados, como a densidade do solo (ϱ) e a velocidade média de solução no poro (vm), e os parâmetros de transporte da BTC. Os resultados demonstraram que a qualidade do solo seguiu a sequência: SRZ > SEP > SSC, evidenciando que o azevém anual é uma cultura excelente na promoção da melhoria nas propriedades física, química e biológica do solo e que o SEP sofre certa influência das raízes, apresentando também boa qualidade. Uma vez que as análises foram conduzidas até dois anos após a coleta do solo, verifica-se a persistência da estabilidade dos agregados induzida pelas raízes do azevém anual no solo. Porém, o efeito da mucilagem, relatado na literatura por outros autores, não pôde ser detectado na ausência das raízes ativas. A vm foi o principal fator que influenciou nos resultados da análise do DM. Ela foi influenciada pela estabilidade estrutural, porosidade total e ϱ, impossibilitando a maior retenção de íons no SRZ devido a alta vm deste ambiente, que resultou em pouco tempo de reação. Entretanto, os parâmetros de transporte evidenciaram maior interação da solução com as partículas do solo para este ambiente, o que reflete em maior capacidade de sorção de íons. As piores qualidades do SSC evitaram maior sorção de K+ neste ambiente, mesmo sob baixa vm. O DM do Cl- e os resultados dos teores de K no solo após a análise do DM indicam provável ocorrência de alta fração de fase imóvel da solução no solo.
Título em inglês
Water and solutes movement in the rhizosphere
Palavras-chave em inglês
Aggregates stability
Breakthrough curve
Microbial activity
Miscible displacement
Resumo em inglês
Plant roots exert a great influence on the physical-hydric properties of the soil, that may reflect changes in the miscible displacement (MD) of solutes in the soil, which are very little known. There are few, but significant, studies that prove the improvements promoted by annual ryegrass (Lolium multiflorum) in soil aggregation and structuring. Therefore, this culture constitutes a good model for studies of water and solute movement in rhizospheric aggregates. Aiming to develop the first study on MD in rhizospheric soil aggregates (RZS), the objective of this work was to evaluate the MD of potassium (K+) and chloride (Cl-) ions in RZS of annual ryegrass, compared to soil between plants (SBP) and bare soil (BAS), in addition to evaluating some physical, chemical and biological properties of the soil of these three environments to assist in the interpretation of breakthrough curves (BTC) determined with the MD experiment. The annual ryegrass was cultivated in the field, under a Kandiudalfic Eutrudox. The soil adhered to the roots was collected as RZS, the soil between two plants was collected as SBP and the soil from an area kept without cover was used as BAS. Chemical and electrochemical properties of the soil, clay fractions dispersed in water, enzyme activities and other microbiological properties, soil water retention curve and pore distribution and the MD of K+ and Cl- ions were determined under saturation conditions with pulse experiment, using columns packed with soil aggregates. In relation to the MD, the properties of the soil and the flow within the aggregate columns were determined, such as bulk density (ϱ) and mean velocity of solution in the pore (vm), and the transport parameters of BTC. The results showed that the soil quality followed the sequence: RZS > SBP > BAS, showing that the annual ryegrass is an excellent crop in promoting the improvement of the physical, chemical and biological properties of the soil and that the SBP is influenced by the roots, also showing good quality. Once the analyzes were carried out up to two years after the soil sampling, the persistence of aggregates stability induced by the annual ryegrass roots in the soil was verified. However, the mucilage effect, reported in the literature by other authors, could not be detected in the absence of active roots. The main factor that influenced the results of the DM analysis was vm. It was influenced by structural stability, total porosity and ϱ, avoiding greater retention of ions in the SRZ due to the high vm of this environment, which resulted in little reaction time. However, the transport parameters showed greater interaction of the solution with the soil particles for this environment, which reflects in a greater capacity for sorption of ions. The worst qualities of BAS avoid greater K+ sorption in this environment, even under low vm. The DM of Cl- and the results of K contents in the soil after the DM analysis indicate the probable occurrence of a high fraction of immobile phase of soil solution.
 
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Data de Publicação
2022-08-18
 
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