Microtomografia computadorizada de raios-X na caracterização morfométrica dos poros de Neossolo Regolítico Eutrofico

Larissa Fernandes Costa, Antonio Celso Dantas Antonino, Richard John Heck, Artur Paiva Coutinho, Rejane Magalhães de Mendonça Pimentel, Fernando José Ribeiro Sales, Cássia Bezerra Machado, Thiago Campos Vasconcelos, Daniel Amancio Duarte

Resumo


O arranjo, orientação e organização dos grãos do solo de diferentes características são fatores determinísticos da estrutura do solo, como também, da porosidade desse meio. A porosidade possui forte influência na aeração, na transferência de água/solutos/gases/calor, na resistência à penetração e ramificação de raízes e no desenvolvimento de microorganismos, podendo ser um elemento importante na determinação da qualidade de um solo. A avaliação morfométrica do espaço poroso de um Neossolo Regolítico Eutrófico (NRe) utilizando a Microtomografia Computadorizada de Raios-x é objetivo deste estudo, onde foram analisados os atributos físicos do solo e os tamanhos, as formas e as inclinações dos vazios intra-agregados. O NRe apresentou uma porosidade de 28% (27% de vazios inter-agregados e 1% de vazios intra-agregados) e 73% de agregados. Cerca de 73% dos vazios intra-agregados possuem volumes entre 1,278 x 10-4 a 6,545 x 10-2 mm³. Há um maior volume de vazios complexos e alongados, os quais favorecem a condução de água pelo solo, e um maior volume de poros achatados, podendo indicar um certa compactação desse meio. Os vazios apresentaram-se em sua maioria como quase horizontais e inclinado, resultado da resistência a penetração de raízes devido a presença de lamelas argilosas nesse solo. A aplicação de microtomografia computadorizada de raios-X se mostrou eficiente na caracterização micromorfométrica da porosidade do solo.

Palavras-chave


TC, porosidade, distribuição dos tamanhos dos poros, solos arenosos.

Texto completo:

PDF (Português)

Referências


BULLOCK, P., FEDOROFF, N., JONGERIUS, A., STOOPS, G., & TURSINA, T. Handbook for soil thin section description. Waine Research, 1985.

COSTA, L. F., ANTONINO, A. C. D., HECK, R. J., COUTINHO, A. P., DE MENDONÇA PIMENTEL, R. M., VASCONCELOS, T. C., & MACHADO, C. B. Espaço poroso em solos brasileiros usando tomografia computadorizada de raios-X. Revista Brasileira de Geografia Física, v. 9, n. 3, p. 692-706, 2016.

CRESTANA, S., MASCARENHAS, S., POZZI-MUCELLI, R. S., 1985. Static and dynamic three-dimensional studies of water in soil using computed tomographic scanning. Soil Science 140, 326- 332.

DE ALMEIDA, A. V. D. L., CORRÊA, M. M., LIMA, J. R. DE S., SOUZA, E. S., SANTORO, K. R., ANTONINO, A. C. D., 2015. Atributos Físicos, Macro e Micromorfológicos de Neossolos Regolíticos no Agreste Meridional de Pernambuco. Revista Brasileira de Ciência do Solo 39, 1235-1246.

DE FREITAS, D. A. F., SILVA, M. L. N., CARDOSO, E. L., CURI, N. Índices de qualidade do solo sob diferentes sistemas de uso e manejo florestal e cerrado nativo adjacente. Revista Ciência Agronômica 43, 417-428, 2012.

ELLIOT, T. R., & HECK, R. J.. A comparison of 2D vs. 3D thresholding of X-ray CT imagery. Canadian Journal of Soil Science, v. 87, n. 4, p. 405-412, 2007.

EMBRAPA. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária., 1997. Centro Nacional de Pesquisa de Solos. Manual de métodos de análise de solo. 2. ed. Rio de Janeiro.

GONÇALVES, F. C., MORAES, M. H. Porosidade e infiltração de água do solo sob diferentes sistemas de manejo. Irriga 17, 337, 2012.

HAINSWORTH, J. M., AYLMORE, L. A. G. The use of computer assisted tomography to determine spatial distribution of soil water content. Australian Journal of Soil Research 21, 435-443, 1983.

HU, X., LI, Z. C., LI, X. Y., & LIU, L. Y. Quantification of soil macropores under alpine vegetation using computed tomography in the Qinghai Lake Watershed, NE Qinghai–Tibet Plateau. Geoderma, v. 264, p. 244-251, 2016.

JASSOGNE, L.; MCNEILL, A.; CHITTLEBOROUGH, D. 3D‐visualization and analysis of macro‐and meso‐porosity of the upper horizons of a sodic, texture‐contrast soil. European journal of soil science, v. 58, n. 3, p. 589-598, 2007.

Jorge, R. F., de Almeida, C. X., Borges, E. N., Passos, R. R. Distribuição de poros e densidade de latossolos submetidos a diferentes sistemas de uso e manejo. Bioscience Journal 28, 159-169, 2012.

KIEHL, E. J. Manual de edafologia: relações solo-planta. São Paulo: Ceres, 1979. 262 p.

KLEIN, V. A.; LIBARDI, P. L. Condutividade hidráulica de um Latossolo Roxo, não saturado, sob diferentes sistemas de uso e manejo. Ciência Rural, Santa Maria, v. 32, n. 6, p. 945-953, 2002.

LAMANDÉ, M., LABOURIAU, R., HOLMSTRUP, M., TORP, S. B., GREVE, M. H., HECKRATH, G., ... & JACOBSEN, O. H. Density of macropores as related to soil and earthworm community parameters in cultivated grasslands. Geoderma, v. 162, n. 3, p. 319-326, 2011.

LU, SHENG-GAO; SUN, FANG-FANG; ZONG, YU-TONG. Effect of rice husk biochar and coal fly ash on some physical properties of expansive clayey soil (Vertisol). Catena, v. 114, p. 37-44, 2014.

LUO, LIFANG; LIN, HENRY; LI, SHUANGCAI. Quantification of 3-D soil macropore networks in different soil types and land uses using computed tomography. Journal of Hydrology, v. 393, n. 1, p. 53-64, 2010.

LUXMOORE, R. J. Micro, meso and macroporosity of soil. Soil Science Society American Journal, Madison, v. 45, p. 671-672, 1981.

MARSILI, A., SERVADIO, P., PAGLIAI, M., VIGNOZZI, N. Changes of some physical properties of a clay soil following passage of rubber-and metal-tracked tractors. Soil and Tillage Research 49, 185-199, 1998.

OTHMER, H., DIEKKRÜGER, B., KUTILEK, M. Bimodal Porosity and Unsaturated Hydraulic Conductivity. Soil Science 152, 139-150, 1991.

OUOBA, S., COUSIN, B., CHERBLANC, F., KOULIDIATI, J., & BÉNET, J. C. Une méthode mécanique pour déterminer la porosité totale d'un sol. Comptes Rendus Mécanique, v. 342, n. 12, p. 732-738, 2014.

PAGLIAI, M., MARSILI, A., SERVADIO, P., VIGNOZZI, N., PELLEGRINI, S. Changes in some physical properties of a clay soil in Central Italy following the passage of rubber tracked and wheeled tractors of medium power. Soil and Tillage Research 73, 119-129, 2003.

PASSONI, S., PIRES, L. F., HECK, R., & ROSA, J. A. Three Dimensional Characterization of Soil Macroporosity by X-ray Microtomography. Revista Brasileira de Ciência do Solo,39(2), 448-457, 2015.

PETROVIC, A. M., SIEBERT, J. E., RIEKE, P. E. Soil bulk density analysis in three dimensions by computed tomographic scanning. Soil Science Society of America Journal 46, 445- 450, 1982.

PIERRET, A., CAPIOWIEZ, Y., BELZUNCES, L. & MORAN, C.J. 3D reconstruction and quantification of macropores using X-ray computed tomography and image analysis. Geoderma, 106, 247–271, 2002.

PIRES, L. F., BRINATTI, A. M., SAAB, S. C., & CÁSSARO, F. A. Porosity distribution by computed tomography and its importance to characterize soil clod samples. Applied Radiation and Isotopes, v. 92, p. 37-45, 2014.

REGELINK, I. C., STOOF, C. R., ROUSSEVA, S., WENG, L., LAIR, G. J., KRAM, P., ... & COMANS, R. N. Linkages between aggregate formation, porosity and soil chemical properties. Geoderma, v. 247, p. 24-37, 2015.

RIBEIRO, K. D., MENEZES, S. M., MESQUITA, M. D. G. B. D., & SAMPAIO, F. D. M. T. Propriedades físicas do solo, influenciadas pela distribuição de poros, de seis classes de solos da região de Lavras-MG. Ciênc. agrotec.,(Impr.), v. 31, n. 4, p. 1167-1175, 2007.

RICHARDS, L. A. Physical conditions of water in soil. In: BLACK, C. A. (Ed.). Methods of soil analysis. Madison: American Society for Testing and Materials, p. 128-152, 1965..

ROLIM NETO FC, SANTOS MC. Gênese de solo arenoso com lamelas e fragipã no Agreste de Pernambuco. R Bras Ci Solo, 18:243-53, 1994.

SCHÄFFER, B., MUELLER, T. L., STAUBER, M., MÜLLER, R., KELLER, M., SCHULIN, R. Soil and macro-pores under uniaxial compression. II. Morphometric analysis of macro-pore stability in undisturbed and repacked soil. Geoderma 146, 175-182., 2008a.

SCHÄFFER, B., STAUBER, M., MUELLER, T. L., MÜLLER, R.; SCHULIN, R. Soil and macro-pores under uniaxial compression. I. Mechanical stability of repacked soil and deformation of different types of macro-pores. Geoderma 146, 183-191., 2008b.

SHAXSON, F.; BARBER, R. Optimizing soil moisture for plant production: The significance of soil porosity. Rome, Italy: UN-FAO, 2016.

SHAXSON, FRANCIS; KASSAM, AMIR. Soil erosion and conservation. Agriculture Development, p. 21, 2015.

STEFANOSKI, D. C., SANTOS, G. G., MARCHÃO, R. L., PETTER, F. A., PACHECO, L. P. Uso e manejo do solo e seus impactos sobre a qualidade física. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental 17, 1301- 1309, 2013.

TAINA, I. A., HECK, R. J., DEEN, W., & MA, E. Y. Quantification of freeze–thaw related structure in cultivated topsoils using X-ray computer tomography. Canadian Journal of Soil Science, v. 93, n. 4, p. 533-553, 2013.

TORMENA, C. A., SILVA, A. D., LIBARDI, P. L. Caracterização do intervalo hídrico ótimo de um Latossolo Roxo sob plantio direto. Bras. Ci. Solo 22, 573-581, 1998.

WANG, J., GUO, L., BAI, Z., & YANG, L. Using computed tomography (CT) images and multi-fractal theory to quantify the pore distribution of reconstructed soils during ecological restoration in opencast coal-mine. Ecological Engineering, v. 92, p. 148-157, 2016.

ZINGG, THEODOR. Beitrag zur schotteranalyse. Diss. Diss. Naturwiss. ETH Zürich, Nr. 849, 1935 Ref.: Niggli, P.; Korref.: Burri, C., 1935.

Livros

HILLEL, Daniel. 2013 Introduction to environmental soil physics. Academic press. Academic Press. San Diego,CA.

Software

RABAND, W. S. ImageJ. National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, USA. 1997-2012. Aviaable at: http://imagej. nih. gov/ij.




DOI: https://doi.org/10.24221/jeap.1.1.2016.983.24-33

Apontamentos

  • Não há apontamentos.




Direitos autorais 2016 Journal of Environmental Analysis and Progress

Licença Creative Commons
Esta obra está licenciada sob uma licença Creative Commons Atribuição - Não comercial - Compartilhar igual 4.0 Internacional.