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Tipo: Tese
Título: Gênese do caráter coeso: relação da resistência tênsil com atributos físicos e químicos do solo
Título em inglês: Genesis of cohesive character: relationship of tensile strength with physical and chemical attributes of soil
Autor(es): Silva, Cillas Pollicarto da
Orientador: Mota, Jaedson Claudio Anunciato
Coorientador: Almeida, Brivaldo Gomes de
Palavras-chave: Tabuleiros costeiros;Grau de seleção de areias;Silício;Alumínio
Data do documento: 2019
Citação: SILVA, Cillas Pollicarto da. Gênese do caráter coeso: relação da resistência tênsil com atributos físicos e químicos do solo. 2019. 67 f. Tese (Doutorado em Ciência do Solo) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2019
Resumo: A gênese do caráter coeso em horizontes é atribuída a vários processos, muitos dos quais ainda não completamente esclarecidos, daí a necessidade de mais estudos em busca de sua elucidação. O objetivo dessa pesquisa foi avaliar a contribuição do tamanho dos constituintes da fração areia, do silício, alumínio e ferro associados a compostos mal cristalizados na cimentação de horizontes coesos, bem como definir a variabilidade da resistência tênsil dentro do mesmo horizonte do solo. Nos estados do Ceará, Pernambuco e Bahia, foram selecionados em seis perfis de solos os horizontes com e sem caráter coeso, nos quais foram coletadas amostras de solos no topo, meio e base em blocos com dimensões de 15 x 20 x 10 cm de largura, comprimento e altura, respectivamente. Do material coletado foram obtidos os agregados/torrões, com os quais foram realizados os ensaios de resistência tênsil e, posteriormente, granulometria com fracionamento das areias e densidade do solo. Adicionalmente, foram quantificados os teores de carbono orgânico total, bem como de silício, ferro, alumínio constituindo óxidos de baixa cristalinidade. A análise dos dados foi realizada considerando o delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial 6 x 2 x 3 (seis solos, dois graus de coesão, três posições no perfil) com cinco repetições. Para a análise de variância foi aplicado o teste F e para a comparação de médias o teste de Tukey a 5% de significância. A relação entre a resistência tênsil e frações areia, silte e argila, foi mensurada por análise de regressão (considerando o modelo de regressão linear) e de correlação. Foi empregado o teste t, a 5% de significância, para avaliar os coeficientes angular (b) e de correlação (r). Quanto aos resultados, observou-se que em todos os horizontes (com e sem caráter coeso) a fração areia foi predominante, definindo com as frações silte e argila texturas que variaram de franco argiloarenosa a argiloarenosa. Com relação ao fracionamento das areias, observou-se para os horizontes investigados no estado do Ceará, e nas três posições nos horizontes (topo, meio e base), o predomínio de areia fina seguido de média, grossa e muito fina; para os horizontes analisados nos estados de Pernambuco e Bahia, nas posições topo, meio e base, constatou-se o predomínio de areia média, seguido de fina, grossa, muito fina e muito grossa. Quanto aos valores de resistência tênsil, esses apresentaram-se maiores para os horizontes coesos, chegando a valores médios de 49,9 kPa, seguidos pelos valores para não coesos (média de 34,1 kPa). No tocante aos teores de silício e alumínio, eles apresentaram-se maiores para os horizontes com caráter coeso, já o ferro não seguiu mesma tendência. Concluiu- se que a resistência tênsil está associada diretamente com a coesão do solo. No tocante à granulometria, ela não explica sozinha a gênese do caráter coeso, porém a má seleção dos grãos da fração areia concorre para o empacotamento de partículas mais adensado, resultando em aumento significativo para a coesão dos agregados/torrões. Os teores de silício e alumínio associados a compostos mal cristalizados contribuem para a gênese da coesão como atributo diagnóstico. Há variabilidade da resistência tênsil, principalmente nos horizontes descritos com o caráter coeso, com redução da coesão do topo para a base do horizonte.
Abstract: The genesis of the cohesive character in soil horizons is attributed to several processes, many of which have not yet been fully clarified, hence the need for further research aiming at its elucidation. The present study aimed to evaluate the contribution of the size of sand fraction constituents and of silicon, aluminum and iron associated with poorly crystallized compounds to the cementation of cohesive horizons, as well as to define the variability of tensile strength within the same soil horizon. In the states of Ceará, Pernambuco and Bahia, horizons with and without cohesive character were selected in six soil profiles and samples in the form of blocks (15 cm wide x 20 cm long x 10 cm high) were collected at their top, middle and base positions. Aggregates/clods were obtained from the collected material and subjected to the tests of tensile strength and, subsequently, particle size with sand fractionation, and soil density. In addition, the contents of total organic carbon, as well as silicon, iron and aluminum constituting poorly crystalline oxides were quantified. Data analysis was carried out considering a completely randomized design, in a 6 x 2 x 3 factorial arrangement (six soils, two degrees of cohesion, three positions in the profile), with five replicates. F test was used in the analysis of variance and Tukey test at 5% significance level was used for means comparison. The relationship between tensile strength and sand, silt and clay fractions was measured by regression analysis (considering the linear regression model) and correlation analysis. T test at 5% significance level was used to evaluate the angular (b) and correlation (r) coefficients. As for the results, it was observed that in all horizons (with and without cohesive character) the sand fraction was predominant, defining along with the fractions silt and clay textures that ranged from sandy clay loam to sandy clay. Regarding sand fractionation, the horizons investigated in the state of Ceará, at the three positions (top, middle and base), showed predominance of fine sand followed by medium, coarse and very fine sand; horizons analyzed in the states of Pernambuco and Bahia, at the top, middle and base positions, had predominance of medium sand, followed by fine, coarse, very fine and very coarse sand. In regard to tensile strength, the values were higher in cohesive horizons, reaching 49.9 kPa, followed by the values of non-cohesive horizons (mean of 34.1 kPa). Silicon and aluminum contents were higher in horizons with cohesive character, but iron did not follow the same trend. It was concluded that tensile strength is directly associated with soil cohesion. In relation to particle size, it does not explain by itself the genesis of the cohesive character, but the poor selection of the grains of the sand fraction contributes to the denser packing of particles, resulting in a significant increase in the cohesion of aggregates/clods. Silicon and aluminum contents associated with poorly crystalline compounds contribute to the genesis of cohesion as a diagnostic attribute. There is variability of tensile strength, especially in the horizons described with the cohesive character, with reduction of cohesion from the top to the base.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/41692
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