Impact of land cover, slope and precipitation on soil water infiltration

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v10i17.24562

Keywords:

Soil Management; Porosity; Fertility.

Abstract

The knowledge of the rate of water infiltration in the soil is of fundamental importance for the proper use and management of the soil, in addition to helping in the planning of irrigation and drainage techniques. Mathematical modeling is indicated as a tool capable of anticipating events and pointing out alternatives that lead to the productive maintenance of the environment, and given the difficulty of obtaining water infiltration data in the field, a quick way to obtain data is through the use of simulated rain that provides simulations in conditions that cannot always be represented in the field. Thus, this work aims to simulate, under laboratory conditions, the effect of precipitation, slope and amount of straw on the soil, on the rate of water infiltration into the soil by means of a rainfall simulator and to develop a prediction model of infiltration. Data were statistically analyzed using Multiple Regression and, with the help of the R Studio software, the model was formulated that described the relationship of these variables with water infiltration into the soil. The amount of straw had a greater influence on the infiltration rate, compared to the other factors analyzed, while precipitation had less influence. So that if the amount of straw is guaranteed, even with high rainfall intensities, the infiltration of water into the soil will occur satisfactorily, if the structural conditions of the soil allow it. The adjusted model was of good quality, with all significant coefficients at 5%.

References

Barcelos, A. A., Cassol, E. A. & Denardin, J. E. (1999). Infiltração de água em um Latossolo Vermelho-Escuro sob condições de chuva intensa em diferentes sistemas de manejo. R. Bras. Ci. Solo, 23(1), 35-4.

Bertol, I., Bertol, C. & Barbosa, F. T. (2012). Simulador de chuva tipo empuxo com braços movidos hidraulicamente: fabricação e calibração. Rev. Bras. Ciênc. Solo, 36(6), 1905-1910.

Brandão, V. S., Silva, D. D., Ruiz, H. A., Pruski, F. F., Schaefer, C. E. G. R., Martinez, M. A. & Menezes, S. J. M. C. (2006). Resistência hidráulica da crosta formada em solos submetidos a chuvas simuladas. R. Bras. Ci. Solo, 30(1), 13-21.

Dabral, P. P. & Pandey, P. K. (2016). Models to estimate soil misture retention limits and saturated hydraulic conductivity. J. Indian Water Resour. Soc., 36(1), 50-55.

De Carvalho, D. F., Souza, W. S., Pinto, M. F., Oliveira, J. R. & Guerra, J. G. M. (2012). Perdas de água e solo sob diferentes padrões de chuva simulada e condições de cobertura de solo. Engenharia Agrícola, 32(4), 708-717.

De Morais, F. (2012). Infiltração – uma variável geomorfológica. Cadernos de Geografia, Belo Horizonte, 22(38), 73-87.

De Vita, P., Paolo, E. D., Fecondo, G., Fonzo, N. D. & Pisante, M. (2007). No-tillage and conventional tillage effects on durum wheat yield, grain quality and soil moisture content in southern Italy. Soil & Tillage Research, 92(1), 69-78.

Empresa brasileira de pesquisa agropecuária – Embrapa. (1979). Serviço Nacional de Levantamento e Conservação de Solos. In: Reunião técnica de levantamento de solos, 10, 1979, Rio de Janeiro. Súmula...Rio de Janeiro, 83p.

Fabrizzi, K. P., García, F. O., Costa, J. L. & Picone, L. I. (2005). Soil water dynamics, physical properties and corn and wheat responses to minimum and no-tillage systems in the southern Pampas of Argentina. Soil & Tillage Research, 81(1), 57-69.

Fawzy, H. E., Basha, A. M.& Botross, M. N. (2020). Estimating a mathematical formula of soil erosion under the effect of rainfall simulation by digital close range photogrammetry technique. Alexandria Engineering Journal, New York.

Fiorese, C. H. U., Carvalho, J. A., Batista, A. M. S. & Torres, J. G. H. (2019). Levantamento da perda de solo atual por erosão hídrica do município de cachoeiro de Itapemirim (ES). Cadernos Camilliani, 16(3), 1525-1546.

Flash, C. W., Alves, E. A. C. & Meurer, M. (2020). Taxa de infiltração da água e resistência mecânica à penetração em solos submetidos a diferentes usos na região da serra de sudeste/RS. Revista Caminhos de Geografia, 21(73), 223-242.

Furquim, L. C., Souza, E. J., Silva, N. F., Nuñez, D. N. C., Cabral, J. S. R., Santini, J. M. K., Leão, B. C. S. & Stone, L. F. (2020). Infiltração de água e resistência do solo à penetração em sistemas de cultivo integrados em área de pastagem degradada. Colloquium Agrariae, 16(5), 82-95.

Garcia, Y. M., Campos, S., Tagliarini, F. S. N., Campos, M. & Rodrigues, B. T. (2020). Declividade e potencial para mecanização agrícola da bacia hidrográfica do Ribeirão Pederneiras - Pederneiras/SP. Bioeng - Revista Brasileira de Engenharia de Biossistemas, 14(1), 62-72.

Jennings, G. O., Jarret, A. R. & Hoover, J. R. (1988). Evaluating the effect of puddling on infiltration using the Green Ampt equation. Trans. ASAE, 31(1), 761-768.

Junior, M. C. D. A., Castro, P. A. L. & Santos, G. O. (2020). Taxa de infiltração de água no solo em diferentes usos do solo. Journal of Biotechnology and Biodiversity, 8(2), 115-121.

Karami, A., Homaee, M., Afzalinia, S., Ruhipour, H. & Basirat, S. (2012). Organic resource management: Impacts on soil aggregate stability and other soil physico-chemical properties. Agriculture, Ecosystems and Environment, 148(1), 22-28.

Klein, C. & Klein, V. A. (2015). Influência do manejo do solo na infiltração da água. Revista Monografias Ambientais, Santa Maria, 3(5), 3915-3925.

Le Bissonnais, Y., Cerdan, O., Lecomte, V., Benkhadra, H., Souchere, V. & Martin, P. (2005). Variability of soil surface characteristics influencing runoff and interrill erosion. Catena, 62(1), 111-124.

Martins, F. P. & Santos, E. L. (2017). Taxa de infiltração da água e a resistência do solo a penetração sob sistemas de uso e manejo. Acta Iguazu, 6(4), 28-40.

Martins Filho, M. V, Liccioti, T. T., Pereira, G. T., Júnior, J. M. & Sanchez, R. B. (2009). Perdas de solo e nutrientes por erosão num Argissolo com resíduos vegetais de cana-de-açúcar. Eng. Agrícola, 29(1), 8-18.

Martins, M. E. G. (2018). Coeficiente de determinação. Revista Ciência Elementar, 6(1), 24.

Mello, C. R. De, Norton, L. D., Pinto, L. C., Beskow, S. & Curi, N. (2016). Agricultural watershed modeling: a review for hydrology and soil erosion processes. Ciência e Agrotecnologia, 40(1), 7–25.

Mendes, T. A., Junior, G. F. N. G., Rebolledo, J. F. R., Vaz, E. F. & Luz, M. P. (2020). Numerical evaluation of laboratory apparatuses for the study of infiltration and runoff. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, 25(37), 1-16.

Nery, A. R., Rodrigues, L. N., Sousa, A. G., Santos, F. F. C. & Nere, D. E. R. (2017). Infiltração de água nos solos cultivados com palma forrageira e pastagem no IFCE campus Crato. Acta Kariri Pesq. e Des., 2(1), 56-61.

Oliveira, A. H., Silva, M. L. N. & Neto, G. K. (2020). Escoamento superficial e perdas de solo em sub-bacia florestal, município de Eldorado do Sul, RS. Brazilian Journal of Development, 6(8), 58111-58132.

Ortiz, P. F. S., Rolim, M. M., Silva, J. L. B., Tavares, U. E. & Cavalcanti, R. Q. (2020). Infiltração de água em Ultisol com diferentes tempos de produção de cana-de-açúcar no semiárido brasileiro. Agropecuária Científica no -Semiárido, Patos – PB, 16(2), 107-113.

Pereira, A. S., Shitsuka, D. M., Parreira, F. J. & Shitsuka, R. (2018). Metodologia da pesquisa científica. UFSM.

Pimentel Gomes, F. (1985). Curso de Estatística Experimental. Nobel. 467 p.

Ramalho-filho, A. & Beek, K. J. (1995). Sistema de avaliação da aptidão agrícola das terras. EMBRAPA-CNPS. 65 p.

Rstudio. (2020). Integrated Development for R. RStudio, PBC. http://www.rstudio.com/.

Santos, J. N. & Pereira, E. D. (2013). Carta de susceptibilidade a infiltração da água no solo na sub-bacia do Rio Maracanã-MA. Cadernos de Pesquisa, 20, 63-71.

Silva, J. C. A., Andrade, A. P. & Silva, I. F. (2006). Avaliação da infiltração da água no solo como indicador de modificações edáficas em três sistemas de manejo. Agropec. Téc., 27(1), 85- 91.

Silva, C. L. & Kato, E. (1997). Efeito do selamento superficial na condutividade hidráulica saturada da superfície de um solo sob cerrado. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 32(1), 213-220.

Souza, A. G. V., Faria, L. O., Jesus, T. F. & Matos, E. R. (2020). Degradação dos solos de agricultura intensiva, diagnóstico e métodos de recuperação. Revista Agrotecnologia, 11(1), 23-29.

Spera, S., Santos, H. P., Fontaneli, R. S. & Tomm, G. O. (2010). Atributos físicos de um Hapludox em função de sistemas de produção integração lavoura-pecuária (ILP), sob plantio direto. Acta Scientiarum Agronomy, 32(1), 37-44.

Spohr, R. B., Corcini, A. L. M., Pellegrin, J., Bonfanti, J. B, Soto, M. F. & Cardoso, T. (2015). Desenvolvimento e validação de um simulador de chuvas portátil. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, 20(2), 411-417.

Vieira, Z. C., Almeida, K. S. & Albuquerque, E. F. (2020). Influência de telhados verdes pré-moldados na redução e retardo do escoamento em precipitações intensas. Brazilian Journal of Animal and Environmental Research, 3(3), 1986-1998.

Xavier, M. V. B., Santos, L. L., Fonseca, A. P. M., Almeida, L. V. O., Aguiar, R. M. A. S., Moreira, C. D. D., Semensato, B. D., Ferreira, J. M. & Oliveira, P. V. A. (2021). Capacidade de uso e manejo conservacionista do solo de um fragmento de cerrado sensu stricto, Montes Claros-MG. Research, Society and Development, 10(7), 1-10.

Zhao, L., Hou, R., Wu, F. & Keestra, S. (2018). Effect of soil surface roughness on infiltration water, ponding and runoff on tilled soils under rainfall simulation experiments. Soil and Tillage Research, St Louis, 179, 47-53.

Published

24/12/2021

How to Cite

VIDALETTI, V. F.; MARINS, A. C. de; SECCO, D. .; RIZZI, R. L.; CHANG, P. Impact of land cover, slope and precipitation on soil water infiltration . Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 17, p. e193101724562, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i17.24562. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/24562. Acesso em: 25 jan. 2022.

Issue

Section

Agrarian and Biological Sciences