Resumo As pesquisas envolvendo o uso de simuladores de chuva datam de 1930. Desde então, a evolução desse equipamento o tornou cada vez mais acessível, prático e preciso. Suas aplicações incluem a avaliação dos impactos da erosão hídrica na degradação do solo em função do uso e ocupação do solo e da taxa de infiltração da água no solo. A reprodução do padrão pluviométrico variando a intensidade da precipitação é uma das principais limitações do uso de simuladores. No entanto, a modificação recente no InfiAsper (Macedo et al., 2021) permite variar instantaneamente a intensidade de aplicação das chuvas e proporciona alta uniformidade nas chuvas de diferentes padrões.

Abstract Research involving the use of rain simulators dates to 1930. Since then, the evolution of this equipment has made it increasingly accessible, practical, and accurate. Its applications include the assessment of the impacts of water erosion on soil degradation as a function of land use and occupation and the rate of water infiltration into the soil. The reproduction of the rainfall pattern by varying the intensity of precipitation is one of the main limitations of the use of simulators. However, the recent modification in InfiAsper (Macedo et al., 2021) allows instantaneous varying the intensity of rainfall application and provides high uniformity in rainfall of different patterns.

Resumo Os atributos físico-hídricos do solo são interdependentes e o planejamento e o manejo do solo são dificultados devido à alta variabilidade desses atributos. O presente estudo objetivou avaliar a variabilidade dos atributos físico-hídricos em uma topossequência inserida em área de regeneração espontânea na Baixada Litorânea Fluminense. Foram selecionados quatro perfis, e nestas coletadas amostras nos horizontes superficiais e subsuperficiais para quantificação dos valores da umidade, densidade do solo, macroporosidade, microporosidade, condutividade hidráulica, granulometria e resistência do solo à penetração (com penetrômetro de bancada e em campo). Foi realizada a análise exploratória e calculados os parâmetros descritivos, o teste de correlação de Pearson e a análise dos componentes principais. Nos horizontes A, o teor de argila variou de 59,0 a 577,0 g kg-1, a umidade de 1,5 a 16,4% e a microporosidade 10,4 a 46,2%, entre os perfis P3 (Planossolo) e P4 (Gleissolo). A resistência à penetração nos dois métodos esteve mais relacionada com o perfil 1 (Argissolo), entretanto, os valores máximos não restringem o desenvolvimento das raízes. A variabilidade dos atributos físico-hídricos em vertentes de pequeno comprimento é alta, principalmente para os atributos condutividade hidráulica, umidade, microporosidade, e argila do solo. Na baixada a maior variabilidade dos atributos físico-hídricos é explicada pelos atributos argila, microporosidade, silte e umidade. O incremento de argila em profundidade aumenta a densidade e a resistência do solo à penetração das raízes.

Abstract Soil physical and hydraulic properties are interdependent, and soil-use planning and management are complicated by the high variability of these attributes. The current study assessed the variability of physical and hydraulic properties of soils along a toposequence located in a forest fragment under spontaneous regeneration in the coastal lowlands of Rio de Janeiro. Four soil profiles were selected, and samples were collected from surface and subsurface horizons for determination of moisture content, bulk density, macroporosity, microporosity, hydraulic conductivity, texture, and soil resistance to penetration (measured using benchtop and field penetrometers). Exploratory and principal component analyses were performed, and descriptive parameters and Pearson’s correlation coefficients were calculated. In A horizons of profiles 3 (Planossolo) and 4 (Gleissolo), clay contents ranged from 59.0 to 577.0 g kg-1, moisture contents from 1.5 to 16.4%, and microporosity from 10.4 to 46.2%, respectively. Field- and laboratory-measured penetration resistances showed a stronger association with profile 1 (Argissolo); however, values were not sufficiently high to limit root development. The variability in soil physical and hydraulic properties in short slopes is high, mainly in terms of hydraulic conductivity, moisture, microporosity, and clay content. The greater variability of soil physical and hydraulic properties in lowland is attributed to clay and silt fractions, microporosity, and moisture content. The increment in clay content with depth increases bulk density and resistance to root penetration.

ABSTRACT The identification of areas with greater erosive potential is important for planning soil and water conservation. The objective of this study was to evaluate the physical characteristics of rainfall events in the state of Rio de Janeiro, Brazil, and their interactions with rainfall patterns through multivariate statistical analysis. Rainfall depth, kinetic energy, 30-min intensity (I30), duration of rainfall events, and the erosivity indices KE >10, KE >25, and EI30 in 36 locations (stations) were subjected to principal component analysis (PCA) and canonical discriminant analysis (CDA). Based on evaluation of the respective historical series of hyetographs, it was found that the advanced pattern occurs with highest frequency (51.8 %), followed by the delayed pattern (26.1 %), and by the intermediate pattern (22.1 %). All the evaluated rainfall characteristics have high response capacity in describing localities and rainfall patterns through PCA and CDA. In CDA, the Tukey test (p<0.05) applied to the scores of the first canonical discriminant function (CDF1) allowed differentiation of the stations with respect to the rainfall and erosivity characteristics for the advanced and delayed patterns. In the delayed pattern, the localities of Angra dos Reis, Campos, Eletrobrás, Manuel Duarte, Santa Isabel do Rio Preto, Tanguá, Teresópolis, Vila Mambucaba, and Xerém had the highest CDF1 scores, indicating that they have rainfalls with higher depth, I30, and duration because the standardized canonical coefficient (SCC) and the correlation coefficient (“r”) of these characteristics were positive. The rainfall events in the state of Rio de Janeiro differ from one locality to another in relation to the advanced and delayed rainfall patterns, mainly due to the physical characteristics of rainfall depth, I30, and duration, indicating a higher risk of soil loss and runoff in the localities where rainfall events with the delayed pattern prevail.

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar, sob chuva simulada, o efeito da cobertura vegetal sobre a erosão de um Argissolo Vermelho, no Estado de Mato Grosso do Sul, nos seguintes sistemas de cultivo: soja, com preparo convencional; soja, em plantio direto; pastagem estabelecida, sem pisoteio animal; e condição de solo exposto, como padrão de comparação. A cada 20 dias, foram tiradas fotografias digitais para a estimativa da cobertura do solo, e chuvas simuladas de 60 mm h-1 foram aplicadas às parcelas experimentais, com uso do simulador portátil de chuvas. As perdas de solo, quantificadas a cada 2 min, variaram de 3,10 a 11,40 Mg ha-1, no solo exposto, e de 0,03 a 0,19 Mg ha-1 na pastagem; as perdas de água variaram de 300 a 555 m3 ha-1, no solo exposto, e de 63 a 229 m3 ha-1, no cultivo de soja sob plantio direto. As perdas de solo diminuíram com o aumento da cobertura vegetal. Na pastagem, a máxima cobertura foi de 98,10%. Os efeitos benéficos do preparo convencional são temporários, o que torna o solo mais suscetível à erosão do que os sistemas conservacionistas.

Abstract The objective of this work was to evaluate, under simulated rainfall, the effect of soil cover on the erosion of a Typic Hapludalf erosion, in the state of Mato Grosso do Sul, Brazil, in the following crop systems: soybean, under conventional tillage; soybean, under no-tillage; established pasture, without cattle trampling; and exposed soil, as a comparison standard. Digital photographs were taken every 20 days for soil cover estimate, and 60 mm h-1 simulated rainfall was applied on the experimental plots, using a portable sprinkler infiltrometer. Soil losses, quantified every 2 min, ranged from 3.10 to 11.40 Mg ha-1, in exposed soil, and from 0.03 to 0.19 Mg ha-1, in established pasture; water losses ranged from 300 to 555 m3 ha-1, in exposed soil, and from 63 to 229 m3 ha-1, in soybean cultivation under no-tillage. Soil losses decreased with the increase in vegetation cover. In the pasture, the maximum vegetation cover was 98.10%. Conventional tillage has temporary positive effects, which makes the soil more susceptible to erosion than the conservationist systems.

O presente estudo teve como objetivo comparar um sistema automático de baixo custo a outras duas técnicas de manejo (sistema Irrigás e tanque classe A) na cultura da alface (Lactuca sativa L.) com relação à operacionalidade dos sistemas, custo dos equipamentos, lâminas aplicadas e dados de produção da cultura. O cultivo foi desenvolvido num delineamento experimental de blocos ao acaso, com quatro tratamentos casualizados em seis blocos. Os tratamentos foram caracterizados pelo sistema Irrigás, tanque Classe A (TCA) e pelo uso de um acionador automático de baixo custo para irrigação (AAI), em duas tensões de água no solo (9,0kPa e 12,0kPa). Foram avaliados dados de lâmina aplicada, eficiência no uso da água e as variáveis de produção, área foliar, massa fresca e seca da parte aérea, diâmetro e altura da cabeça. Não houve diferença significativa entre os tratamentos para nenhuma das variáveis de produção avaliadas(P>0,05) e as lâminas totais referentes aos diferentes métodos de manejo foram próximas à evapotranspiração de referência (ETo) acumulada no período. A eficiência no uso da água nos tratamentos TCA, AAI/9kPa, Irrigás, AAI/12kPa foi, respectivamente, 241,4; 217,9; 205,5 e 267,1kg ha-1 mm-1, enquanto as produtividades foram respectivamente, 32,80; 28,86; 28,80 e 35,45Mg ha-1. Os resultados obtidos são próximos de valores reportados na literatura, permitindo concluir que as metodologias de manejo avaliadas foram eficientes para o cultivo de alface, e que, dessa forma, a escolha do método dependerá da disponibilidade de mão-de-obra e também do nível de treinamento do agricultor.

The objective of the present research was to compare an low cost controller with two other techniques of irrigation management, Irrigas system and Class A pan, in the cultive of lettuce (Lactuca sativa L.),concerning operability of systems, equipment costs, applied depths and crop yield data. The cultivation was developed in a randomized complete blocks design with four treatments randomized in six replicates. The treatments were characterized by the system Irrigás, Class A pan (TCA) and the use of automatic irrigation of low cost device (AAI) in two different soil water tensions (9.0kPa and 12.0kPa). Data of irrigation depth, water use efficiency and production variables leaf area, fresh and dry weight of shoots, diameter and height of the head were evaluated. There wasn't significant difference between treatments for any of the production variables evaluated (P>0.05) and total irrigation depths were related to different management practices and close to the evapotranspiration estimated reference (ETo) accumulated in the period. The water use efficiency in treatments TCA, AAI/9kPa, Irrigás, AAI/12kPa were, respectively, 241.4, 217.9, 205.5 and 267.1kg ha-1 mm-1, while the productivities were, respectively, 32.80, 28.86, 28.80 and 35.45Mg ha-1. The results obtained are close to values reported in the literature, allowing to conclude that the evaluated methodologies were efficient for growing lettuce and thus the method chosen would depend on the availability of skilled manpower and also of the level of farmer training.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a variação estacional da cobertura do solo e da erosividade da chuva e suas influências na equação universal de perda de solo revisada (Rusle), para estimar as perdas de solo em uma microbacia, em escala temporal. Vinte e duas imagens Landsat 5 TM, do período de 1986 a 2009, foram utilizadas para estimar o fator de uso e cobertura do solo (fator C). Para cada imagem, foi considerado o valor de erosividade da chuva correspondente (fator R), e os demais fatores foram obtidos utilizando-se o método-padrão da Rusle. As perdas de solo foram agrupadas em classes e variaram de 0,13 Mg ha-1 , em 24/5/2009 (estação seca), a 62,0 Mg ha-1 , em 11/3/2007 (estação chuvosa). Nessas datas, os valores máximos de perda de solo na bacia foram de 2,2 e 781,5 Mg ha-1 , respectivamente. A perda de solo média anual na bacia hidrográfica foi de 109,5 Mg ha-1 , mas a área central da bacia, com perdas de aproximadamente 300,0 Mg ha-1 , foi considerada como de alto risco à erosão pela água. O uso do fator C obtido a partir da técnica de sensoriamento remoto, associado ao fator R correspondente, é fundamental para avaliar as perdas de solo estimadas pela Rusle em diferentes épocas do ano, diferentemente de outros estudos em que estes fatores são mantidos constantes ao longo do tempo.

The objective of this work was to evaluate the seasonal variation of soil cover and rainfall erosivity, and their influences on the revised universal soil loss equation (Rusle), in order to estimate watershed soil losses in a temporal scale. Twenty-two TM Landsat 5 images from 1986 to 2009 were used to estimate soil use and management factor (C factor). A corresponding rainfall erosivity factor (R factor) was considered for each image, and the other factors were obtained using the standard Rusle method. Estimated soil losses were grouped into classes and ranged from 0.13 Mg ha-1 on May 24, 2009 (dry season) to 62.0 Mg ha-1 on March 11, 2007 (rainy season). In these dates, maximum losses in the watershed were 2.2 and 781.5 Mg ha-1 , respectively. Mean annual soil loss in the watershed was 109.5 Mg ha-1 , but the central area, with a loss of nearly 300.0 Mg ha-1 , was characterized as a site of high water-erosion risk. The use of C factor obtained from remote sensing data, associated to corresponding R factor, was fundamental to evaluate the soil erosion estimated by the Rusle in different seasons, unlike of other studies which keep these factors constant throughout time.

Os modelos de predição de perda de solo têm se tornado importantes ferramentas no planejamento conservacionista, sendo, para tanto, fundamental a estimativa local dos parâmetros que influenciam o processo erosivo. O objetivo deste trabalho foi determinar a erodibilidade (fator K) e os fatores manejo e cobertura (fator C) e práticas conservacionistas de suporte (fator P) da Equação Universal da Perda de Solo (USLE), em um Argissolo Vermelho-Amarelo. Foram avaliadas as perdas de solo (PS) ocorridas em parcelas-padrão de Wischmeier, no período de 2006 a 2011, com seus respectivos índices de erosividade (EI30). Valores de erodibilidade foram calculados pelo quociente entre PS e EI30 das chuvas anuais (Ka) e total no período (Kt) e pelo coeficiente angular gerado pela análise de regressão linear entre esses mesmos parâmetros (Kci e Kct). Os fatores C e P foram estimados para a cultura do milho, durante três anos de cultivo em nível (MN). Os valores de Kt e Kct obtidos foram de 0,0090 e 0,0106 Mg ha h ha-1 MJ-1 mm-1, respectivamente. Os valores médios calculados para os fatores C e P são de 0,0070 Mg ha Mg-1 ha-1 e de 0,45, respectivamente, indicando redução de 55 % na perda de solo do MN, em relação ao MMA. Os valores dos fatores K, C e P encontrados podem ser usados como primeira aproximação para estudos de manejo e conservação do solo e da água na região.

The soil loss prediction models have become important tools for conservation planning, being fundamental the local estimation of the parameters that influence the erosion processes. The objective of this work was to determine the soil erodibility (K factor), soil cover and management factor (C factor) and conservation practice factor (P factor) of the Universal Soil Erosion Equation (USLE), in an Ultisol. Soil losses (SL) were measured in Wischmeier standard-plots from 2006 to 2011, with the respective erosivity index (EI30). Soil erodibility was calculated by the ratio of SL and the annual (Ka) and total period EI30 (Kt), considering the angular coefficient generated from the linear regression analysis between those parameters (Kci, for each rainy period, and Kct, for the studied period). The factors C and P were estimated for three years of maize in contour cultivation (MCL) and down in the slope (MDS). The Kt and Kct values were 0.0090 and 0.0106 Mg ha h ha-1 MJ-1 mm-1, respectively. The average calculated values for factors C and P are 0.0070 Mg ha Mg-1 ha-1 and 0.45, respectively, indicating a soil loss reduction of 55 % in MCL, compared to MDS. The values of the factors K, C and P obtained can be used as first approximation to soil and water conservation management projects in the region.