Tomografia computadorizada de raios X aplicada no estudo da relação entre as mudanças na microestrutura e nas propriedades hidráulicas do solo

Abstract

O semiárido brasileiro vem passando por sérios problemas de degradação/desertificação do solo. O desmatamento da vegetação nativa de caatinga e o uso do solo para a pastagem de forma inapropriada, pode resultar na sua compactação e consequentemente na redução da capacidade desse meio em armazenar e conduzir água. Essa redução do fluxo de água pelo solo gera um escoamento superficial de maior volume e mais rápido, resultando em erosão do solo. Para mitigar a degradação/desertificação do solo do semiárido brasileiro é importante compreender as mudanças que ocorrem nesse meio. Diante disso, o objetivo desse estudo é analisar as mudanças na estrutura do solo do semiárido brasileiro devido ao seu uso para pastagem e sua relação com as mudanças em seu comportamento hidrodinâmico. Para tal, foram realizados ensaios de infiltração in situ utilizando a metodologia Beerkan, como também, foi utilizado o algoritmo BEST (Beerkan Estimation of Soil Transfer) para a obtenção dos parâmetros hidráulicos do solo. Para a análise da estrutura do solo, foram utilizadas imagens tridimensionais de alta resolução obtidas por meio da Tomografia Computadorizada de Raios X, as quais foram utilizadas na obtenção da porosidade (total, intra-agregados e interagregados) e na análise morfométrica (tamanho, formato, inclinação) do vazios intra-agregados do solo. Além disso, as imagens tomográficas foram utilizadas na geração de semivariogramas, o quais foram utilizados no estudo da variabilidade espacial da rede de poros do solo. Foi verificado que a degradação do solo na área de pastagem (P) resultou em mudanças nas propriedades físicas, nas propriedades hidráulicas (valor-p<0,05) e na estrutura do solo (valor-p<0,05) quando comparado com área de vegetação nativa de caatinga (C) de referência. As mudanças nas propriedades hidráulicas mostraram forte relação (r>0,70) com mudanças na estrutura do solo, como por exemplo, na porosidade total, intra e interagregados, na radiodensidade da matriz do solo, tamanhos de vazios intra-agregados maiores que cMeso e com os formatos triaxial (Tr) e oblate (Ob). Não foi verificada mudanças significativas (valor-p>0,05) com a análise temporal dos dados (2016 – 2018). Em relação à variabilidade espacial da estrutura do solo, P apresentou uma redução da variabilidade, significando uma homogeneização de sua estrutura provavelmente devido a compactação decorrente do pisoteio animal e ao acúmulo de finos. O comportamento da porosidade nas duas áreas se assemelhou as mudanças apresentadas nos semivariogramas. Além disso, as propriedades hidráulicas do solo também apresentaram forte relação (r>0,70) com alguns parâmetros dos semivariogramas, tanto próximo a origem, como até o primeiro máximo. Os resultados demonstraram que a degradação do solo decorrente do seu uso inapropriado gera mudanças em sua estrutura, as quais influenciam diretamente a capacidade de fluxo e armazenamento de água no solo.