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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.2023.tde-11122023-172341
Documento
Autor
Nome completo
Lorena de Paula Cabral
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2023
Orientador
Banca examinadora
Miranda, Jarbas Honorio de (Presidente)
Libardi, Paulo Leonel
Pessoa, Thaís Nascimento
Schröpfer, Edivânia dos Santos
Título em português
Propriedades físico-hídricas e adsortivas de nitrato, fósfato e potássio em um solo da Floresta Nacional do Pau-Rosa, Amazonas, Brasil
Palavras-chave em português
Conservação ambiental
Curva de retenção de água no solo
Deslocamento miscível
Floresta Amazônica
Resumo em português
As Florestas Nacionais (Flonas) são áreas sob proteção do Estado e possuem uma cobertura florestal com predomínio de espécies nativas destinadas ao uso múltiplo sustentável dos recursos florestais, bem como, a pesquisas científicas. A Flona do Pau-Rosa é localizada no estado do Amazonas, nos municípios de Maués e Nova Olinda do Norte, cujas atividades de pesquisa desenvolvidas na região são consideradas escassas como relatado em seu plano de manejo publicado no ano de 2018. A hipotése desta pesquisa é que ao se desenvolver estudos técnicos que permitam o fortalecimento da cadeia produtiva das culturas regionais, como o Guaraná da Amazônia, juntamente com o trabalho de educação ambiental por parte dos gestores, ocorra um estímulo aos habitantes da Flona a abandonarem gradativamente atividades ilegais que impactam negativamente o meio ambiente, a citar o garimpo de ouro, contribuindo assim tanto para geração de renda como para o desenvolvimento sustentável da região. Dessa forma, o objetivo principal dessa pesquisa foi conhecer a atual conjuntura ambiental da região do rio Amana, Flona do PauRosa, mediante a determinação das propriedades físico-hídricas de um solo de terra firme da região, classificado como Latossolo Amarelo Distrófico, e avaliar, nessas condições, efeitos de adsorção do nitrato, fosfato e potássio, considerando a recomendação de adubação, realizada na prática por agricultores da região, para cultura do Guaraná, visando contribuir com subsídios para o desenvolvimento da cultura de forma sustentável na região. Buscou-se com isso apresentar os resultados dessa pesquisa em três capítulos. No primeiro capítulo será apresentada uma análise da conjuntura ambiental atual do Rio Amana, realizado por uma visita técnica promovida pelo Instituto Chico Mendes de Biodiversidade, onde pôde-se realizar a coleta do solo analisado nesse estudo. No segundo capítulo serão apresentados os atributos físico-hídricos e químicos do solo da região, Curva de Retenção de Água no Solo (CRA) e a condutividade hidráulica do solo saturado (Ksat). No terceiro capítulo será apresentada a obtenção dos parâmetros de transporte do nitrato, fosfato e potássio, mediante a elaboração e ajuste numérico de Breakthrough Curves (BTC’s), utilizando-se o modelo STANMOD (Studio of ANalytical MODels), a fim de identificar comportamentos de adsorção de nitrogênio, fósforo e potássio, visando o cultivo sustentável de guaraná da Amazônia na região. Diante dos resultados obtidos, pode-se concluir que o Rio Amana apresenta impactos ambientais físicos evidentes, como assoreamento, entreitamento do leito do rio e turbidez das águas causados pelo garimpo ilegal de ouro. Os gestores da Flona vêm alertando sobre a irregularidade e estimulado os moradores a desenvolverem outras atividades, dentre elas a agricultura sustentável, focando em duas culturas industriais com boa rentabilidade: o pau-rosa e o guaraná. Observou-se que o solo apresenta elevada acidez (pH = 3,90), baixa fertilidade, típica de Latossolos Amarelo amazônicos, com teores baixos de Magnésio e Potássio, teores muito baixos de Cálcio e Fósforo, teor médio de Boro e alto de Enxofre. Analisando os parâmetros da CRA para as três diferentes profundidades do perfil, observou-se pouca variação do conteúdo de água entre elas, porém é provável que a camada superior possua maior teor na fração argila, pelo maior desempenho na retenção de água. O conteúdo de água de saturação (θs), variou entre 0,4271 e 0,4533 cm3 cm-3, seguindo a ordem decrescente de valores nos perfis 0-20 > 40 60 > 20 -40 cm. O conteúdo de água residual (θs),) variou entre 0,0990 e 0, 10583 cm-3, seguindo a ordem decrescente de valores nos perfis 20 - 40 > 40 60 > 0 - 20 cm. O parâmetro λvariou entre 0,661 e 0,0732, seguindo a ordem decrescente de valores nos perfis 20 - 40 > 0 20 > 40 - 60 cm. O valor de n variou entre 1,5774 e 1,6812, seguindo a ordem decrescente de valores nos perfis 0 - 20 > 40 60 > 20 - 40 cm. Como m é calculado a apartir do parâmetro “n”, os valores seguiram a mesma tendência. O solo possui boa permeabilidade, representada pela condutividade hidráulica, classificada como moderada (Ksat = 4,15 cm h-1 ). Conclui-se que para aumento da produtividade das culturas agrícolas, em ascensão na região como o Guaraná da Amazônia, haja necessidade de correção da acidez do solo, bem como recomendação de adubação. Quanto ao transporte de solutos no perfil de solo da região, considerando o uso sustentável dos recursos naturais, com foco na recomendação de adubação para a cultura do guaraná, acredita-se que o íon mais susceptível a lixiviação no solo de estudo é o NO3-, seguido pelo íon K+ e por fim, o PO4-. Em termos práticos, o fertilizante fosfato monopotássio apresentou maior tempo de permanência no solo, ficando disponível às plantas e menores riscos de contaminação por lixiviação.
Título em inglês
Physical-hydric properties and adsorptives of nitrate, phosphate, and potassium in a soil of the Pau-Rosa National Forest, Amazonas, Brazil
Palavras-chave em inglês
Amazon Rainforest
Environmental conservation
Miscible displacement
Soil water retention curve
Resumo em inglês
National Forests (Flonas) are areas protected by the State and have a forest cover predominantly composed of native species, intended for sustainable multiple use of forest resources as well as scientific research. The Pau-Rosa Flona is located in the state of Amazonas, within the municipalities of Maués and Nova Olinda do Norte, where research activities are still in their early stages, as reported in its management plan published in 2018. The hypothesis of this research is that by developing technical studies to strengthen the production chain of regional crops, like Amazonian Guaraná, and bolstering environmental education efforts, we can encourage Flona residents to gradually abandon environmentally harmful illegal activities like gold mining. This would contribute to both income generation and sustainable development of the region. Thus, the main objective of this research was to understand the current environmental situation in the Amana River region, Pau-Rosa National Forest, Amazonas, by determining the physico-hydraulic properties of a terra firme soil in the region, classified Udox, and evaluate the dynamics of nitrate, phosphate, and potassium under these conditions, considering the fertilizer recommendation for Amazonian Guaraná cultivation, aiming to provide subsidies for the sustainable development of the crop in the region. The findings of this research are presented in three chapters. The first chapter provides an analysis of the current environmental situation of the Amana River, based on an technical visit organized by the Instituto Chico Mendes de Conservação da Biodiversidade (ICMBio), during which the soil for this study was collected. The second chapter presents the physical-hydraulic and chemical characteristics of the soil in the region, Soil Water Retention Curve (SWRC) and saturated hydraulic conductivity (Ksat). The third chapter presents the determination of nitrate, phosphate, and potassium transport parameters through the development and numerical adjustment of Breakthrough Curves (BTCs), using the STANMOD (Studio of ANalytical MODels) model, to identify the displacement behaviors of nitrogen, phosphorus, and potassium and promote sustainable cultivation of Amazonian Guaraná in the region. Based on the results obtained, its clear that the Amana River is experiencing noticeable physical environmental impacts, such as siltation, riverbed narrowing, and water turbidity, all caused by illegal gold mining. The managers of FLONA have been raising awareness about these irregularities and encouraging residents to engage in alternative activities, including sustainable agriculture, with a focus on two profitable industrial crops: pau-rosa and guaraná. The soil analysis revealed high acidity (pH = 3.90) and low fertility, typical of Amazonian Udox, with low levels of magnesium and potassium, very low levels of calcium and phosphorus, medium levels of boron, and high levels of sulfur. Analyzing the SWRC parameters for the three different depths of the soil profile, little variation in water content was observed, although it is likely that the top layer has a higher clay fraction, leading to better water retention. The saturation water content (θs, ranged from 0.4271 to 0.4533 3 cm3 cm-3, in descending order of values in the 0-20 > 40-60 > 20-40 cm profiles. The residual water content (θs) ranged from 0.0990 to 0.1058 sup>3 cm3 cm-3, in descending order of values in the 20-40 > 40-60 > 0-20 cm profiles. The parameter λ ranged from 0.661 to 0.0732, in descending order of values in the 20-40 > 0-20 > 40-60 cm profiles. The value of n ranged from 1.5774 to 1.6812, in descending order of values in the 0-20 > 40-60 > 20-40 cm profiles. Since m is calculated based on n, the values followed the same trend. The soil has good permeability, represented by moderate hydraulic conductivity (Ksat = 4.15 cm h-1). The conclusion drawn is that to increase agricultural productivity, especially for crops like Amazonian Guaraná, theres a need to correct soil acidity and provide appropriate fertilizer recommendations. Regarding solute dynamics in the region's soil, considering the sustainable use of natural resources and the fertilizer recommendation for guaraná cultivation, it is believed that the most leachable ion in the study soil is NO3-, followed by K+ and, finally, PO4-. In practical terms, the monopotassium phosphate fertilizer showed the longest residence time in the soil, remaining available to plants and posing lower risks of leaching contamination.
 
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Data de Publicação
2023-12-13
 
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