Spatial variability of soil water storage for sprinkler irrigation management

O conhecimento do armazenamento de água no solo tem importância fundamental para as práticas agrícolas. Quando se deseja dimensionar sistemas ou definir o manejo da irrigação, o procedimento usual é utilizar valores médios assumidos como representativos de toda a área irrigada. No entanto, a variabilidade espacial é uma característica de maioria dos atributos. Neste trabalho, valores de umidade do solo em tensões de interesse agronômico e de lâmina aplicada foram avaliados com os seguintes objetivos: a) analisar a magnitude de variabilidade, identificar a distribuição estatística e analisar dados discrepantes; b) verificar a existência de dependência espacial e localizar áreas de menor variabilidade; c) definir o padrão espacial dos valores de lâmina real necessária e de lâmina aplicada e d) avaliar o efeito da variabilidade espacial do armazenamento de água no solo na qualidade da irrigação. O ensaio foi realizado na EMBRAPA/CPAO de Dourados, MS, numa área cujo solo é classificado como latossolo roxo argiloso. A área cultivada com trigo (Triticum aestivum, L.) era dotada de um sistema de irrigação por aspersão autopropelido. Demarcaram-se 144 pontos amostrais com espaçamento regular de 5m, resultando numa malha regular de 8 colunas e 18 linhas. Em cada ponto foi instalado um pluviômetro e retiradas amostras de solo indeformadas que foram submetidas às tensões de 10,33,50,100,500 e 1500 kPa em câmara de pressão de Richards. A curvas de retenção, após serem ajustadas foram utilizadas para determinar a umidade na tensão 60 kPa, recomendada para a irrigação do trigo. Os semivariogramas dos dados da umidade nas tensões 10 e 60 kPa e de lâmina aplicada foram utilizados para construir uma malha de 35 colunas e 85 linhas separadas por 1m, composta de 3096 pontos. Com os valores de lâmina real necessária e aplicada, determinou-se, para cada ponto da malha 1 x 1m, o excesso ou déficit hídrico e calculou-se a drenagem profunda e o grau de adequação. Esses parâmetros de desempenho também foram estimados pelo modelo linear. O solo apresentou pequena disponibilidade hídrica, provavelmente, devido ao fenômeno da microagregação da fração argila. Os dados e umidade do solo apresentaram distribuição normal, baixa variabilidade e estrutura de dependência espacial com valores de efeito pepita de 14 a 56% da variação total e alcance de 22m. Os valores de lâmina de irrigação não se ajustaram à distribuição normal, mas apresentaram um nível médio de variabilidade e forte dependência espacial com efeito pepita da ordem de 3% da variação total e alcance de 28m. As técnicas geoestatísticas detectaram e descreveram a variabilidade espacial do armazenamento de água no solo e da lâmina aplicada pelo sistema de irrigação. A variabilidade do armazenamento de água no solo não influenciou de forma relevante os índices de drenagem profunda e o modelo linear foi pouco sensível em diferenciar áreas deficientemente e adequadamente irrigadasThe knowledge on soil water storage is fundamental to agricultural practices. When system designing or irrigation management definition are intended the usual procedure is to use average values assumed as representative of the entire irrigated area. The spatial variability, however, is a characteristic of most attributes. ln this work, soil moisture at agriculture suitable tensions and applied water depth were evaluated in order to: (a) analyze the magnitude of variability, identify the statistical distribution, and analyze discrepant data; (b) verify the existence of spatial dependence and locate areas of lesser variability; (e) define the soil water storage spatial pattern required and applied irrigation depth and (d) evaluate the effect of soil water storage spatial variability on irrigation quality. The experiment was conducted at the EMBRAPA/CPAO, in Dourados, Mato Grosso do Sul state, in a dusky red latosol. The area, cultivated with wheat (Triticum aestivum, L.), was equipped with a self-propelled sprinkler irrigation system. 144 sample spots with a regular 5-m spacing were delimited, resulting in a regular net of 8 columns and 18 rows. Each spot was provided with a rain gauge and nondeformed samples were withdrawn and submitted to tensions of 10, 33, 50, 100, 500, and 1500 kPa in a Richards pressure chamber. After adjustment, the resulting soil moisture retention curves were used to determine moisture at 60 kPa, as recommended for the wheat crop. Moisture data semivariograms in tensions of 10 and 60 kPa and of irrigation depth were used to construct a net of 35 columns and 85 rows with one meter spacing, totalling 3096 spots. Through required and applied depth values, the water excess or deficit for each spot of 1 x 1 m werw determined, and the deep drainage and adequacy of application were calculated. These performance parameters were also estimated by a linear model. The soil showed little water availability, probably due to the microaggregation phenomenon of the clay fraction. Soil moisture data had normal distribution, low variability and spatial structure dependence with nugget effect from 14 to 56% of total variation and range of 22 m. lrrigation depth values failed to adjust to the normal distribution, but, an average variability level and a strong spatial dependence were observed with nugget effect near of 3% of total variation and range of 28 m. Geostatistics techniques detected and described the spatial variability of the soil water storage and that of the water applied by the irrigation system. The variability of the soil water storage did not influence significantly the deep drainage indexes and the linear model was little sensitive for distinguishing deficient and adequately irrigated areas

Demanda hídrica em lavoura de arroz irrigado (oryza Sativa L.) em planossolo

O presente trabalho tem como objetivos principais propor um modelo de cálculo para a determinação da demanda hídrica em lavouras de arroz irrigadas por inundação contínua e estabelecer as necessidades de irrigação desta cultura, através da aplicação do referido modelo, em lavouras implantadas em Planossolo Pelotas, especificamente na região climática do Litoral. Com base em propriedades físico-hídricas de 109 locais de amostragem, manejo d'água e parâmetros médios estabelecidos para a região e o solo de interesse, determinou-se a quantidade hídrica necessária para saturar o solo, formar a lâmina superficial e compensar as perdas relativas à drenagem profunda e percolação horizontal. A evapotranspiração da cultura foi obtida a partir da evapotranspiração calculada pelo método de Penman e coeficientes Kc determinados para os períodos vegativo e reprodutivo do arroz irrigado, respectivamente, com valores médios de 1.6 e 1,7. Com auxílio de um programa para microcomputador, realizou-se um balanço hídrico para um período de irrigação de 102 dias. Como alguns componentes da de demanda foram obtidos por metodologias diferentes, aplicou-se o modelo proposto de duas formas distintas, a primeira utilizando as metodologias mais exatas e detalhadas e a segunda, as mais diretas e simplificadas. De maneira geral, não houve diferenciação significativa nos resultados obtidos nas duas aplicações. Considerando o manejo d'água estabelecido, não computando as perdas relativas ao sistema de condução da água e a contribuição da precipitação pluviométrica, as vazões médias verificadas (1,64 e 2,54 1.S^-1.ha^-1) poderão ser utilizadas, respectivamente, no dimensionamento da capacidade de açudes e no cálculo de sistemas de recalque.The main purposes of this study are to propose a mode to determine water demand in rice crops irrigated by continuous flooding, and to calculate the irrigation requirements of this crop using the model in crops planted in Pelotas Planosol, located in a littoral climate region. The amount of water needed to saturate the soil, cover the surface, and compensate for losses by deep drainage and horizontal percolation were determined based on physical and water properties of 109 sampling sites, water management and mean parameters established for the region and soil concerned. The evapotranspiration requirement for the crop was found using the Penman method and Kc coefficients determined for the vegetative and reproductive phases of the irrigated rice, respectively with mean values of 1.6 and 1.7. Using a microprocessor, a serial water balance was performed for a 102-day irrigation period. Since some of the components of demand were obtained with different methods, the model was applied in two different ways, the first utilizing more precise and detailed methods, and the second more direct and simplificd ones. In general, few significant differences were found in the results obtained in both applications. Based on the water management established in this case, without computing losses related to the water transport system and the contribution of rainfall, the mean streamnflows found (1.64 and 2.54 1.s^-1.ha^-1 ) may be used respectively in establishing the size of reservoirs and in calculating pumping systems

Demanda hídrica em lavoura de arroz irrigado (oryza Sativa L.) em planossolo

O presente trabalho tem como objetivos principais propor um modelo de cálculo para a determinação da demanda hídrica em lavouras de arroz irrigadas por inundação contínua e estabelecer as necessidades de irrigação desta cultura, através da aplicação do referido modelo, em lavouras implantadas em Planossolo Pelotas, especificamente na região climática do Litoral. Com base em propriedades físico-hídricas de 109 locais de amostragem, manejo d'água e parâmetros médios estabelecidos para a região e o solo de interesse, determinou-se a quantidade hídrica necessária para saturar o solo, formar a lâmina superficial e compensar as perdas relativas à drenagem profunda e percolação horizontal. A evapotranspiração da cultura foi obtida a partir da evapotranspiração calculada pelo método de Penman e coeficientes Kc determinados para os períodos vegativo e reprodutivo do arroz irrigado, respectivamente, com valores médios de 1.6 e 1,7. Com auxílio de um programa para microcomputador, realizou-se um balanço hídrico para um período de irrigação de 102 dias. Como alguns componentes da de demanda foram obtidos por metodologias diferentes, aplicou-se o modelo proposto de duas formas distintas, a primeira utilizando as metodologias mais exatas e detalhadas e a segunda, as mais diretas e simplificadas. De maneira geral, não houve diferenciação significativa nos resultados obtidos nas duas aplicações. Considerando o manejo d'água estabelecido, não computando as perdas relativas ao sistema de condução da água e a contribuição da precipitação pluviométrica, as vazões médias verificadas (1,64 e 2,54 1.S^-1.ha^-1) poderão ser utilizadas, respectivamente, no dimensionamento da capacidade de açudes e no cálculo de sistemas de recalque.The main purposes of this study are to propose a mode to determine water demand in rice crops irrigated by continuous flooding, and to calculate the irrigation requirements of this crop using the model in crops planted in Pelotas Planosol, located in a littoral climate region. The amount of water needed to saturate the soil, cover the surface, and compensate for losses by deep drainage and horizontal percolation were determined based on physical and water properties of 109 sampling sites, water management and mean parameters established for the region and soil concerned. The evapotranspiration requirement for the crop was found using the Penman method and Kc coefficients determined for the vegetative and reproductive phases of the irrigated rice, respectively with mean values of 1.6 and 1.7. Using a microprocessor, a serial water balance was performed for a 102-day irrigation period. Since some of the components of demand were obtained with different methods, the model was applied in two different ways, the first utilizing more precise and detailed methods, and the second more direct and simplificd ones. In general, few significant differences were found in the results obtained in both applications. Based on the water management established in this case, without computing losses related to the water transport system and the contribution of rainfall, the mean streamnflows found (1.64 and 2.54 1.s^-1.ha^-1 ) may be used respectively in establishing the size of reservoirs and in calculating pumping systems

Spatial variability of soil water storage for sprinkler irrigation management

O conhecimento do armazenamento de água no solo tem importância fundamental para as práticas agrícolas. Quando se deseja dimensionar sistemas ou definir o manejo da irrigação, o procedimento usual é utilizar valores médios assumidos como representativos de toda a área irrigada. No entanto, a variabilidade espacial é uma característica de maioria dos atributos. Neste trabalho, valores de umidade do solo em tensões de interesse agronômico e de lâmina aplicada foram avaliados com os seguintes objetivos: a) analisar a magnitude de variabilidade, identificar a distribuição estatística e analisar dados discrepantes; b) verificar a existência de dependência espacial e localizar áreas de menor variabilidade; c) definir o padrão espacial dos valores de lâmina real necessária e de lâmina aplicada e d) avaliar o efeito da variabilidade espacial do armazenamento de água no solo na qualidade da irrigação. O ensaio foi realizado na EMBRAPA/CPAO de Dourados, MS, numa área cujo solo é classificado como latossolo roxo argiloso. A área cultivada com trigo (Triticum aestivum, L.) era dotada de um sistema de irrigação por aspersão autopropelido. Demarcaram-se 144 pontos amostrais com espaçamento regular de 5m, resultando numa malha regular de 8 colunas e 18 linhas. Em cada ponto foi instalado um pluviômetro e retiradas amostras de solo indeformadas que foram submetidas às tensões de 10,33,50,100,500 e 1500 kPa em câmara de pressão de Richards. A curvas de retenção, após serem ajustadas foram utilizadas para determinar a umidade na tensão 60 kPa, recomendada para a irrigação do trigo. Os semivariogramas dos dados da umidade nas tensões 10 e 60 kPa e de lâmina aplicada foram utilizados para construir uma malha de 35 colunas e 85 linhas separadas por 1m, composta de 3096 pontos. Com os valores de lâmina real necessária e aplicada, determinou-se, para cada ponto da malha 1 x 1m, o excesso ou déficit hídrico e calculou-se a drenagem profunda e o grau de adequação. Esses parâmetros de desempenho também foram estimados pelo modelo linear. O solo apresentou pequena disponibilidade hídrica, provavelmente, devido ao fenômeno da microagregação da fração argila. Os dados e umidade do solo apresentaram distribuição normal, baixa variabilidade e estrutura de dependência espacial com valores de efeito pepita de 14 a 56% da variação total e alcance de 22m. Os valores de lâmina de irrigação não se ajustaram à distribuição normal, mas apresentaram um nível médio de variabilidade e forte dependência espacial com efeito pepita da ordem de 3% da variação total e alcance de 28m. As técnicas geoestatísticas detectaram e descreveram a variabilidade espacial do armazenamento de água no solo e da lâmina aplicada pelo sistema de irrigação. A variabilidade do armazenamento de água no solo não influenciou de forma relevante os índices de drenagem profunda e o modelo linear foi pouco sensível em diferenciar áreas deficientemente e adequadamente irrigadasThe knowledge on soil water storage is fundamental to agricultural practices. When system designing or irrigation management definition are intended the usual procedure is to use average values assumed as representative of the entire irrigated area. The spatial variability, however, is a characteristic of most attributes. ln this work, soil moisture at agriculture suitable tensions and applied water depth were evaluated in order to: (a) analyze the magnitude of variability, identify the statistical distribution, and analyze discrepant data; (b) verify the existence of spatial dependence and locate areas of lesser variability; (e) define the soil water storage spatial pattern required and applied irrigation depth and (d) evaluate the effect of soil water storage spatial variability on irrigation quality. The experiment was conducted at the EMBRAPA/CPAO, in Dourados, Mato Grosso do Sul state, in a dusky red latosol. The area, cultivated with wheat (Triticum aestivum, L.), was equipped with a self-propelled sprinkler irrigation system. 144 sample spots with a regular 5-m spacing were delimited, resulting in a regular net of 8 columns and 18 rows. Each spot was provided with a rain gauge and nondeformed samples were withdrawn and submitted to tensions of 10, 33, 50, 100, 500, and 1500 kPa in a Richards pressure chamber. After adjustment, the resulting soil moisture retention curves were used to determine moisture at 60 kPa, as recommended for the wheat crop. Moisture data semivariograms in tensions of 10 and 60 kPa and of irrigation depth were used to construct a net of 35 columns and 85 rows with one meter spacing, totalling 3096 spots. Through required and applied depth values, the water excess or deficit for each spot of 1 x 1 m werw determined, and the deep drainage and adequacy of application were calculated. These performance parameters were also estimated by a linear model. The soil showed little water availability, probably due to the microaggregation phenomenon of the clay fraction. Soil moisture data had normal distribution, low variability and spatial structure dependence with nugget effect from 14 to 56% of total variation and range of 22 m. lrrigation depth values failed to adjust to the normal distribution, but, an average variability level and a strong spatial dependence were observed with nugget effect near of 3% of total variation and range of 28 m. Geostatistics techniques detected and described the spatial variability of the soil water storage and that of the water applied by the irrigation system. The variability of the soil water storage did not influence significantly the deep drainage indexes and the linear model was little sensitive for distinguishing deficient and adequately irrigated areas

EFEITO DA VARIABILIDADE DO ARMAZENAMENTO DE ÁGUA NO SOLO NA QUALIDADE DA IRRIGAÇÃO POR ASPERSÃO

RESUMO O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da variabilidade do armazenamento de água no solo, na qualidade da irrigação por aspersão. Com base em curvas características e lâminas de irrigação de 144 pontos amostrais de uma grade de 5 x 5 m, utilizando-se técnicas geoestatísticas, confeccionou- se uma malha 1 x 1 m de 3096 pontos. Com os valores de lâmina real necessária e de lâmina aplicada determinou-se, para cada ponto da malha, a eficiência de armazenamento, a drenagem profunda e o grau de adequação. Esses parâmetros também foram avaliados pelo modelo linear, que considera a lâmina necessária constante em toda a área. A variabilidade do armazenamento de água no solo não influenciou, de forma relevante, a eficiência de armazenamento nem os índices de drenagem profunda, enquanto o modelo linear foi pouco sensível em diferenciar áreas deficientes e adequadamente irrigadas

DISTRIBUIÇÃO E FREQÜÊNCIA DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO DE REFERÊNCIA DE CRUZ DAS ALMAS, BA

RESUMO O objetivo deste trabalho foi estudar a distribuição de freqüência da evapotranspiração de referência na região de Cruz das Almas, BA, visando ao dimensionamento de sistemas de irrigação. Os valores máximos anuais acumulados em períodos consecutivos de 5, 10, 15, 20 e 30 dias foram ajustados às distribuições Normal, Lognormal e Beta, as quais apresentaram ajuste para todos os períodos acumulados. Por meio da distribuição acumulada Normal foram gerados valores de evapotranspiração de referência com diferentes níveis de probabilidade para a região estudada

Gypsum effects on soil chemical properties under two management systems<br>Efeito do gesso nas propriedades químicas do solo sob dois sistemas de manejo

The combination of gypsum application and soil management may influence soil chemical properties. In this context, the aim of this paper was to evaluate soil chemical properties under two management systems and residual gypsum in soil after 55 months from treatment application. This experiment was developed in FCA/UFGD in Dourados-MS, Brazil under a randomized block design with subdivided plots and four replications. Main plots, subplots and subsubplots consisted of tillage systems (conventional and no tillage), gypsum application and soil depth (0-0,05, 0,05-0,10, 0,10-0,15, 0,15-0,20 and 0,20-0,30 m), respectively. There were no effects of residual gypsum on calcium levels. The combination of no tillage system and residual gypsum increased potassium and sulfur as well as reduced potential acidity. However, residual gypsum increased soil potential acidity in conventional system. No tillage system increased calcium levels in the depths 0-0.05 and 0.05-0.10 m, organic matter down to 0.05 m, sulfur accumulation in the depths 0.05-0.10 and 0.10-0.15 m, sum of bases and base saturation in the depth 0.05-0.10. Conversely, magnesium levels in the depth 0.10-0.15 m, phosphorus from 0.05 to 0.15 m, potential acidity from 0.05 to 0.10 m and ECC in the depth 0.10-0.15 m were decreased. Effects of residual gypsum increased sulfur and base saturation from 0.20 to 0.30 m, but decreased magnesium and phosphorus levels in the depth 0.05-0.10 m. Soil active acidity and potassium levels were decreased in deeper soil layers.<p><p> A combinação de gessagem e manejo do solo podem influenciar as propriedades químicas do solo. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar as propriedades químicas do solo submetido a dois manejos do solo e ao efeito residual de gesso, após 55 meses de implantação dos tratamentos. Desenvolvido em uma área experimental da FCA/UFGD de Dourados, MS, o experimento foi disposto no delineamento de blocos casualizados com os fatores arranjados em parcela subsubdividida. A parcelas, sub-parcelas e sub-subparcelas receberam os níveis dos fatores sistema plantio direto e convencional, gesso e profundidade 0-0,05, 0,05-0,10, 0,10-0,15, 0,15-0,20 e 0,20-0,30 m, respectivamente, com quatro repetições. Não houve efeito residual de gesso para cálcio. O plantio direto com efeito residual de gesso aumentou o teor de potássio, enxofre e reduziu a acidez potencial. O plantio convencional com efeito residual de gesso aumentou a acidez potencial do solo. O plantio direto promoveu aumento de cálcio (em 0-0,05 e 0,05-0,10 m), aumento do teor de matéria orgânica (em 0-0,05 m), acúmulo de enxofre (em 0,05-0,10 e 0,10-0,15 m) , aumento da soma de base e saturação por base (em 0,05-0,10 m,) e redução de magnésio (em 0,10-0,15 m), fósforo (em 0,05-0,10 e 0,10-0,15 m), acidez potencial (em 0,05-0,10 m) e CTC (em 0,10-0,15 m). O efeito residual de gesso acumulou mais enxofre e saturação por base na profundidade de 0,20-0,30 m, diminuiu o teor de magnésio e fósforo na profundidade 0,05- 0,10 m. A acidez ativa do solo e o teor de potássio diminuíram conforme se aprofunda no perfil solo

Morphology and stability of aggregates of an Oxisol according to tillage system and gypsum application.

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Precipitação esperada, em diferentes níveis de probabilidade, na região de Dourados, MS Dependable rainfall, using different levels of probability, in Dourados, MS, Brazil

O objetivo deste trabalho foi determinar a precipitação pluviométrica esperada, em diferentes níveis de probabilidade, na região de Dourados, MS. O estudo, realizado para períodos decendiais, quinzenais e mensais, baseou-se em dados diários de precipitação de 17 anos. As séries foram ajustadas a uma distribuição mista e a aderência dos dados verificada pelo teste de Kolmogorov-Smirnov. Os parâmetros da distribuição gama foram estimados pelo método da máxima verossimilhança. Houve ajuste dos dados para todos os períodos. Através da distribuição acumulada mista foram gerados valores de precipitação esperada para períodos de retorno de 2, 3, 4, 5, 8, 10, 12 e 17 anos. Os resultados obtidos permitem que se adotem valores criteriosos de precipitação no dimensionamento de sistemas de irrigação implantados na região de Dourados. O uso da precipitação média para este fim não é recomendado, pois pode resultar em projetos subdimensionados.<br>The aim of this work was to determine the dependable rainfall using different levels of probability in Dourados, Mato Grosso do Sul State, Brazil. This study was conducted for intervals of 10, 15 and 30 days, based on daily data of rainfall for 17 years. Series were adjusted to a mixed distribution and a non-parametric test Kolmogorov-Smirnov was used . The parameters of gama distribution were estimated by the method maximum likelihood. Data were adjusted to all periods. Based on the accumulated mixed distribution were generated values of rainfall for periods return of 2, 3, 4, 5, 10, 12 and 17 years. Results allow irrigation personal to adopt criterions values of rainfall for designing irrigation projects near Dourados-MS. The average rainfall should not be used because it may result in under estimation of the rainfall