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Universidade Federal da Bahia |
Repositório Institucional da UFBA
Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/43762
Tipo: Tese
Título: Avaliação de atributos físicos como indicadores de qualidade solo e estimativa de propriedades hidrodinâmicas em diferentes pedoambientes e profundidades no Semiárido Brasileiro.
Título(s) alternativo(s): Evaluation of physical attributes as indicators of soil quality and estimation of hydrodynamic properties in different soil environments and depths in the Brazilian semi-arid region.
Autor(es): Barros, Taíza Nogueira
Primeiro Orientador: Anjos, José Ângelo Sebastião Araujo dos
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Souza, Eduardo Soares de
metadata.dc.contributor.referee1: Anjos, José Ângelo Sebastião Araujo dos
metadata.dc.contributor.referee2: Nunes, Fábio Carvalho
metadata.dc.contributor.referee3: Silva, Heraldo Peixoto da
metadata.dc.contributor.referee4: Garcia, Pedro Maciel de Paula
metadata.dc.contributor.referee5: Lau, Alice Marques Pereira
Resumo: O solo é um recurso natural não renovável, apresentando elevada vulnerabilidade que compromete sua qualidade física, química e biológica. Essa fragilidade é ainda mais evidente em regiões áridas e semiáridas, onde predominam solos rasos, arenosos ou pedregosos, com baixa capacidade de retenção de água e alta suscetibilidade à erosão. No bioma Caatinga, a substituição da vegetação nativa por sistemas de pastagem extensiva ou agricultura convencional intensifica a degradação estrutural manifestada por processos como a compactação do solo pelo pisoteio animal ou tráfego de máquinas, a formação de crostas superficiais, resultando na redução da porosidade, no aumento da densidade aparente e na diminuição da condutividade hidráulica saturada, fatores que limitam a infiltração de água, a disponibilidade hídrica e o desenvolvimento radicular das plantas. Em contrapartida, os Sistemas Agroflorestais (SAFs) despontam como alternativa sustentável, ao promoverem maior aporte de matéria orgânica, melhoria nos atributos do solo e equilíbrio hidrológico. Esta tese tem como objetivo analisar e estimar comparativamente como os pedoambientes do Semiárido Brasileiro (caatinga preservada, caatinga substituída por pastagem e caatinga substituída por sistema agroflorestal) têm influência na qualidade física e nas propriedades hidrodinâmica do solo em diferentes profundidades. Para isso, foi estabelecida a hipótese que: a substituição da Caatinga nativa por diferentes usos do solo altera a qualidade física e as propriedades hidrodinâmicas do solo em diferentes profundidades no Semiárido. Além disso, as mudanças são mais intensas nas camadas superficiais, enquanto as camadas mais profundas sofrem menor influência do uso da terra. A fim de responder essa hipótese, dois artigos científicos foram desenvolvidos e publicados na Revista Brasileira de Gestão Ambiental e Sustentabilidade: o primeiro, intitulado "Análise dos atributos físicos como indicadores de qualidade do solo sob diferentes condições de uso e profundidade no Semiárido Brasileiro", e o segundo, "Utilização da metodologia Beerkan para estimar a condutividade hidráulica e a sorvidade do solo em diferentes usos e profundidades no Semiárido Brasileiro". A tese está organizada em quatro capítulos: o Capítulo I apresenta uma introdução, os Capítulos II e III correspondem aos dois artigos publicados. O Capítulo IV apresenta as conclusões. Para a pesquisa utilizou-se amostras de solo deformadas e indeformadas, além da realização de testes de infiltração de água no solo e testes de resistência do solo à penetração realizados nas três áreas e nas três profundidades. No primeiro artigo, foram avaliados atributos físicos: densidade do solo; densidade da partícula; porosidade do solo; umidade do solo e textura do solo e a resistência mecânica do solo à penetração. Para avaliar a qualidade física do solo foram utilizados 2 indicadores com suas respectivas faixas ótimas ou limite crítico. São eles: Densidade do Solo (Ds) e a Resistência do Solo à Penetração (RP). Os resultados foram tratados nos softwares Excel para obtenção da estatística descritiva e no programa RStudio para uma análise Bootstrap. Em seguida foi aplicado o teste t para identificar os intervalos de confiança e geração dos gráficos. A Caatinga apresentou o funcionamento dos atributos fisicos estudados como referência natural de conservação, o sistema agroflorestal demostou constituir uma estratégia promissora para a melhoria e manutenção da qualidade física do solo no semiárido, enquanto a pastagem apresentou condições de compactação do solo, havendo a necessidade de práticas de manejo conservacionistas para mitigar processos de degradação e promover a sustentabilidade do solo. No segundo artigo, realizaram-se testes de infiltração de água no solo com infiltrômetro de anel simples para estimar através do método Beerkan os atributos físico-hídricos: umidade saturada solo; condutividade hidráulica do solo; e a sorvidade do solo. Para avaliar a qualidade física do solo foi utilizada a condutividade hidráulica como indicador escolhido na literatura com suas respectivas faixas ótima ou limite crítico. Os resultados foram tratados nos softwares Excel para obtenção da estatística descritiva e no programa RStudio para uma análise Bootstrap. Em seguida foi aplicado o teste t para identificar os intervalos de confiança e geração dos gráficos. A caatinga preservada apresentou os melhores valores, assegurando maior infiltração e qualidade estrutural do solo; a pastagem mostra os menores resultados, devido à compactação e redução da macroporosidade; e os sistemas agroflorestais ocupam posição intermediária, contribuindo para a recuperação parcial das funções hidrológicas. Os resultados obtidos nesta pesquisa irão contribuir para aprofundar o conhecimento sobre os efeitos do uso da terra em diferentes profundidades no Semiárido.
Abstract: Soil is a non-renewable natural resource, exhibiting high vulnerability that compromises its physical, chemical, and biological quality. This fragility is even more evident in arid and semi-arid regions, where shallow, sandy, or stony soils predominate, with low water retention capacity and high susceptibility to erosion. In the Caatinga biome, the replacement of native vegetation with extensive pasture systems or conventional agriculture intensifies structural degradation manifested by processes such as soil compaction from animal trampling or machine traffic, the formation of surface crusts, resulting in reduced porosity, increased apparent density, and decreased saturated hydraulic conductivity—factors that limit water infiltration, water availability, and root development of plants. In contrast, Agroforestry Systems (AFS) emerge as a sustainable alternative, promoting a greater input of organic matter, improving soil attributes, and achieving hydrological balance. This thesis aims to analyze and comparatively estimate how the pedoenvironments of the Brazilian Semi-Arid region (preserved caatinga, caatinga replaced by pasture, and caatinga replaced by agroforestry systems) influence the physical quality and hydrodynamic properties of the soil at different depths. To this end, the hypothesis was established that: the replacement of native Caatinga with different land uses alters the physical quality and hydrodynamic properties of the soil at different depths in the Semi-Arid region. Furthermore, the changes are more intense in the surface layers, while the deeper layers are less influenced by land use. In order to answer this hypothesis, two scientific articles were developed and published in the Brazilian Journal of Environmental Management and Sustainability: the first, entitled "Analysis of physical attributes as indicators of soil quality under different land use and depth conditions in the Brazilian Semi-Arid region," and the second, "Use of the Beerkan methodology to estimate hydraulic conductivity and soil sorbency in different land uses and depths in the Brazilian Semi-Arid region." The thesis is organized into four chapters: Chapter I presents an introduction, Chapters II and III correspond to the two published articles. Chapter IV presents the conclusions. The research used disturbed and undisturbed soil samples, in addition to conducting water infiltration tests and soil penetration resistance tests in three areas and at three depths. In the first article, physical attributes were evaluated: soil density; particle density; soil porosity; soil moisture; soil texture; and soil mechanical resistance to penetration. To assess the physical quality of the soil, two indicators with their respective optimal ranges or critical limits were used: Soil Density (Ds) and Soil Penetration Resistance (RP). The results were processed using Excel software to obtain descriptive statistics and the RStudio program for a Bootstrap analysis. Then, the t-test was applied to identify confidence intervals and generate the graphs. The Caatinga biome presented the functioning of the studied physical attributes as a natural reference for conservation. The agroforestry system proved to be a promising strategy for improving and maintaining the physical quality of the soil in the semi-arid region, while the pasture showed conditions of soil compaction, highlighting the need for conservation management practices to mitigate degradation processes and promote soil sustainability. In the second article, water infiltration tests were performed in the soil using a simple ring infiltrometer to estimate, through the Beerkan method, the physical-hydric attributes: saturated soil moisture; soil hydraulic conductivity; and soil sorbency. To evaluate the physical quality of the soil, hydraulic conductivity was used as an indicator chosen from the literature with its respective optimal or critical limit ranges. The results were processed using Excel software to obtain descriptive statistics and the RStudio program for a Bootstrap analysis. Subsequently, the t-test was applied to identify confidence intervals and generate graphs. The preserved Caatinga presented the best values, ensuring greater infiltration and structural quality of the soil. Pastureland shows the lowest results due to compaction and reduced macroporosity; and agroforestry systems occupy an intermediate position, contributing to the partial recovery of hydrological functions. The results obtained in this research will contribute to deepening the knowledge about the effects of land use at different depths in the Semi-arid region.
Palavras-chave: Atributos físicos
Método Beerkan
Intervalo de confiança
Semiárido Brasileiro
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS
CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS
Idioma: por
País: Brasil
Editora / Evento / Instituição: Universidade Federal da Bahia
Sigla da Instituição: UFBA
metadata.dc.publisher.department: Instituto de Geociências
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Geologia (PGGEOLOGIA) 
Citação: BARROS, Taíza Nogueira. Avaliação de atributos físicos como indicadores de qualidade solo e estimativa de propriedades hidrodinâmicas em diferentes pedoambientes e profundidades no Semiárido Brasileiro. 2025. 66 f. Tese (Doutorado em Geologia) - Instituto de Geociências, Universidade Federal da Bahia, Salvador (Bahia), 2025.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/43762
Data do documento: 29-Out-2025
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