Available soil-water variability of a "terra roxa estruturada latossólica" (rhodic kanhapludalf)

From 250 soil-water retention curves of an area of 6250 m² of a "Terra Roxa Estruturada Latossólica" (Rhodic Kanhapludalf) located in Piracicaba,SP, four sets of available soil-water were calculated assuming field capacity values based on soil-water contents corresponding to -1x10³, -6x10³, -1x10(4) and -3x10(4) Pa of soil water matric potential; and permanent wilting point based on soil-water contents corresponding to -1,5x10(6) Pa. Aiming to quantify the variability and the sensibility of the results for each set and among sets of soil available water values, the following calculations were made: position measurement (mean), variability (coefficient of variation, assimetry and kurtosis) and the necessary number of samples to estimate the mean at a specific probability level. The analysis of the results has shown that the variability of available soil-water values is much greater than the variability of field capacity and of permanent wilting point values used in the calculation. That is, even though the envolved variables can be the same, the degree of variability (expressed by the necessary number of samples needed to estimate the mean within a choosen interval confidence) can be very distinct, indicating that the results of a sampling, carried out for one specific objective can not always be used for another objective, even being dependent variables.A partir de 250 curvas de retenção da água no solo, elaboradas com amostras indeformadas coletadas de uma área de 6250 m² de uma Terra Roxa Estruturada Latossólica de Piracicaba,SP, foram calculados quatro conjuntos de valores de água disponível assumindo-se -1x10³, -6x10³, -1x10(4) e -3x10(4) Pa como possíveis valores de potencial mátrico correspondentes à capacidade de campo e -1,5x10³ Pa um possível valor correspondente ao ponto de murchamento permanente. Foram feitas medidas de posição (média), variabilidade (coeficiente de variação, assimetria e curtose) e numero necessário de amostras para estimar a média a um dado nível de probabilidade a fim de quantificar a variabilidade e a sensibilidade dos resultados em cada conjunto e entre conjuntos de valores de água disponível. A análise dos resultados mostrou que a variabilidade da água disponível, obtida à partir de dois valores de umidade da Curva de Retenção é muito maior que a variabilidade de cada valor individualmente. Ou seja, embora as variáveis envolvidas possam ser as mesmas, o grau de variabilidade (expresso, por exemplo, pelo coeficiente de variação) ou a sensibilidade das medidas (expressa pelo número necessário de amostras para estimar a média dentro de um determinado intervalo de confiança) pode ser bem distinto, indicando que nem sempre resultados de uma amostragem realizada com determinado objetivo poderá servir a outros, embora possam tratar-se de variáveis dependentes

Qualidade da irrigação controlada por tensiômetros em pivô central

A qualidade da irrigação foi avaliada durante a safra de inverno do ano de 1988 na cultura do feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.), irrigado por pivô central, em área de ocorrência de Latossolo Roxo (A moderado, textura argilosa a muito argilosa, distrófico), em Guaíra, SP. Os critérios utilizados para esta avaliação foram a eficiência do uso da água pela cultura e a efetividade da irrigação, esta última representada pela eficiência de aplicação da água, a uniformidade de distribuição da água sobre o solo e a eficiência de armazenagem da água no solo. O monitoramento das irrigações foi realizado através da instalação de 20 baterias de tensiômetros e 60 coletores de água de chuva e irrigação ao longo de uma transeção de 300 metros na direção radial do pivô. Os tensiômetros de cada bateria foram instalados a 15 cm e 30 cm de profundidade e espaçados entre si de 15 metros. Os coletores foram instalados a uma altura de 50 cm da superfície do terreno e distanciados entre si de 5 metros. O controle da irrigação foi feito com base na média ponderada dos 20 valores diários de potencial mátrico a 15 cm de profundidade, tendo como fator de ponderação a área representativa de cada tensiômetro. O valor mínimo de potencial mátrico estabelecido para a definição do momento da irrigação foi -0,06 MPa à profundidade de 15 cm e o valor da lâmina de água a ser aplicada em cada irrigação, calculado tendo-se em conta o valor de -0,008 MPa para o potencial mátrico a capacidade de campo. Os resultados obtidos mostraram que as irrigações efetuadas foram de alta qualidade uma vez que foram elevados os valores da eficiência de aplicação (80%) e dos coeficientes de uniformidade de distribuição (94 e 91%) calculados a partir das 16 irrigações acumuladas, o mesmo ocorrendo com a eficiência de armazenagem (95%) e a eficiência de uso da água (0,8 kg/m³).The irrigation quality was evaluated for a center pivot winter bean (Phaseolus vulgaris, L) crop in a Typic Hapludox of the county of Guaíra (SP), Brazil (20° 27'30"S, 48°19'30"W, 495m). Criteria used for this evaluation were the crop water use efficiency and the irrigation "effectivity", the latter being assessed by the water application efficiency, the water distribution uniformity on the soil surface and the soil water storage efficiency. The irrigation monitoring was done by means of 20 sets of two tensiometers (15 and 30 cm soil depths) installed at each 15 m on a 300 m transect along the radial direction of the pivot, and 60 rain/irrigation gages installed at each 5 m on the same transect. The irrigation control was done by means of the 15 cm-soil depth tensiometers. The minimum matric potential value used to define the irrigation timing was -0,06 MPa and the water depth to be applied by the pivot was calculated taking into account the value of -0,008 MPa for the soil at field capacity. Results showed that irrigations were of high quality since high values of water application efficiency (80%) and water distribution uniformity coefficients (94% and 91%) were obtained, the same occurring with the soil water storage (95%) and crop water use (0,8 kg/m³) efficiencies

Influência da compactação em características químicas e propriedades físicas de amostras de solo cultivadas com feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.)

Soil samples of an orthic Haplacrox (LR) and an ochrultic Typustalf (PVp) were used In this experiments, including the A and B2 horizon, subject to compaction. They were confined in 3,8 1 pots, and incubated during 80 days (cultivated with beans during 67 days), with a soil water tension between 100 to 300 mbars. The physical determinations showed an increase of the soil bulk density, and a decrease of the total porosity and the saturated hydraulic conductivity. The micropores and bloqued pores increased in LR an decreased in PVp. The soil samples of the LR-B2 were less susceptible to changes due compaction, while of the PVp-B2 were the most susceptible, followed by those of the LR-A1 and the PVp-Ap. The chemical data showed tendencies of increase of the carbon level in the A horizon without fertilizer, and decrease with fertilizer, on LR and PVp with compaction increase. They also showed decrease of the available P and increase of the exchangeable Al with fertilizer, and reduction of the exchangeable Mg without and with fertilizer in the A horizon of both soils, as the compaction was increased.No experimento foram utilizadas amostras de terra de um Oxísol (LR) e um Alfisol (PVp) , horizontes A e B2, sujeitas à compactação. Foram confinadas em vasos com capacidade para 3,8 litros, incubadas durante 80 dias e cultivadas com feijoeiro durante 67 dias, numa faixa de umidade correpondente à tensão entre 100 e 300 mbares. Através das análises físicas, pode-se verificar a ocorência de aumento da densidade do solo e redução da porosidade total, macroporosidade e condutívidade hidráulica saturada. Os microporos e poros bloqueados sofreram aumento no LR e redução no PVp. A amostra de terra do LR-B2 mostrou ser menos suscetível à compactação, enquanto que a do PVp-B2 mostrou ser a mais suscetível, seguida do LR-Al e PVp-Ap. As análises químicas revelaram tendências de aumento no teor de carbono no horizonte A sem adubo e redução no com adubo, no LR e PVp com o aumento da compactação. Verificou-se também redução do P disponível e aumento do Mg trocável nas parcelas sem e com adubo, no horizonte A de ambos os solos, com aumento da compactação

Assessment of drainable porosity of a holm soil from soil-water tension

An alternative way to assess the drainable porosity as a function of soil-water tension, from the soil-water retention curve (Van Genuchten's model), is presented for data of a clayey holm gley soil of the county of Piracicaba, SP, Brazil. Soil-water retention curves were determined using undisturbed soil samples. The analysis of the results has shown that the data variability was mainly due to random causes. Statistical indexes used to verify the degree of fitting of the experimental data to the proposed model, have shown that the model can be used to estimate the drainable porosity from the empirical parameters of the Van Genuchten model.Um modo alternativo para estimativa da porosidade drenável em função da tensão da água no solo a partir da equação de VAN GENUCHTEN para a curva de retenção, é apresentado e testado para dados obtidos de um solo de várzea ( Gleissolo Eutrófico, textura argilosa). Curvas de retenção de água foram elaboradas com amostras de solo com estrutura indeformada. Na análise dos resultados verificou-se que o maior componente de erro foi devido a causas aleatórias, representando cerca de 12 vezes o erro sistemático. Os índices estatísticos utilizados para verificar o grau de ajuste dos dados experimentais à relação funcional apresentada entre porosidade drenável e tensão de água no solo, mostraram que esta relação pode ser utilizada para estimativa da porosidade drenável, a partir do conhecimento dos parâmetros empíricos da equação de VAN GENUCHTEN

Efeito do fosfato-de-araxá e superfosfato simples em algumas propriedades físico-químicas e do fósforo residual disponível em um solo Oxic Paleudalf

The experiment was developed using surface soil samples (TRE, Oxic Paleudalf) from the Experimental Field Station of ESALQ, located in Piracicaba, SP, Brazil. This soil had received during the period al three years 6 ton/ha of Araxá rockphosphate (34,6% P2O5) or 1,2 ton/ha of simple superphosphate (20% P2O5) while three crops of beans (Phaseolus vulgaris, L.) were grown. This greenhouse experiment had the objective of evaluating the effect al these fertilizer applications on some physico-chemical properties of the soil, and also study the residual P effect through the Olsen and "A" value methods. Results indicate that Araxá rockphosphate (48.4% CaO), although applied at high rate, did not affect soil reaction. On the other hand, both fertilizers increased the exchangeable Ca2+ level approximately 0,5 mE/100 g. In short term (less than three years), the response of Araxá rockphosphate corresponded to its 2% citric acid soluble P2O5, content (4%) rather than to its total P2O5 content. Through "A" values (using KH232PO4) it was shown that the residual effect of simple superphosphate (108.6 kg P2O5/ha) was similar to the Araxá rockphosphate (136.6kg P2O5/ha), but these were significantly greater than the natural P content of the soil (54.0 kg P2O5/ha). The evaluation of available P in the soil (with and without fertilizer) by Olsen's method, had an efficiency of 64 and 94% (respectively) as compared to the "A" value method.Utilizando-se amostras superficiais de solo (TRE, Oxic Paleudalf) da área da Estação Agrometeorológica da ESALQ/USP (Piracicaba, SP), que havia recebido durante um período de três anos adubações de 6 t/ha de fosfato-de-araxá (34,6% de P2O5) ou 1,2 t/ha de superfosfato simples (20% P2O5), em três culturas de feijão (Phaseolus vulgaris L.), cultivar Carioca, realizou-se o presente trabalho em casa-de-vegetação, empregando-se a mesma cultura. O objetivo foi o de avaliar o efeito destes adubos em algumas características físico-químicas do solo e o efeito residual de P, pelos métodos do valor "A" e o de Olsen. Os resultados obtidos indicaram que o fosfato-de-Araxá (48,4% CaO), embora aplicado em alta dose, não afetou significativamente a reação do solo. Por outro lado, tanto o fosfato-de-Araxá, como superfosfato simples, incrementaram o Ca+2 trocável em - 0,5 mE/100 g. A curto prazo (menos de três anos), a resposta de fosfato-de-araxá como adubo fosfatado correspondeu ao seu teor de P105 solúvel em ácido citrico a 2% (4% P2O5) e não a seu teor total. Pelo valor "A" (usando-se KH232PO2), o efeito residual do superfosfato simples (108,6kg P2O5/ha) foi similar ao do fosfato-de-araxá (136,6 kg P2O5/ha), significativamente maior que o teor natural da P do solo (54,0 kg P2O5/ha). A avaliação do P disponível do solo, com ou sem adubo, pelo método de Olsen, teve uma eficiência de 64 e 94% em relação ao valor "A", respectivamente

Problemas metodológicos na obtenção da curva de retenção da água pelo solo

Undisturbed soil samples of a "Terra Roxa Estruturada Latossólica" (Rhodic Kanhapludalf) were taken in Piracicaba,SP from the 25 cm depth, in order to study both methodological and spatial variabilities of the soil water retention curve. The sampling followed a 5 m x 5 m grid of 10 columns and 25 Unes, resulting 250 collecting points. With these samples, 250 retention curves were obtained using porous plate funnels (tensions of 5 x 10²; 1 x 10³; 6 x 10³ and 1 x 10(4) Pa) and Richards pressure chambers (tensions of 3 x 10(4); 8 x 10(4); 3 x 10(5), and 1.5 x 10(6) Pa). The methodological variability was analyzed mainly in the light of the pertinent thermodynamics, using several values of tension. Results have shown that the analytical problems are such that they can lead to erroneous interpret rations, affecting the quality of the experiment and also the comparison of results from several laboratories. For instance, 43% of the samples showed non consistant results, with values of volumetric soil-water content smaller at the tension of 3 x 10(4) Pa than at the tension of 1.5 x 10(6) Pa, which, from the practical point of view, could, lead to subestimated values of available water.Para estudar a variabilidade tanto metodológica quanto espacial da Curva de Retenção de Água no Solo, coletaram-se amostras de solo com estrutura indeformada à profundidade de 25 cm em uma área de Terra Roxa Estruturada Latossólica (Rhodic Kanhapludalf) em Piracicaba,SP. A amostragem obedeceu a um arranjo com espaçamento regular de cinco metros, resultando numa malha quadriculada de vinte e cinco linhas e dez colunas, totalizando duzentos e cinqüenta pontos. Elaboraram-se 250 Curvas de Retenção por secamento, utilizando-se as tensões de 5 x 10²; l x 10³; 6 x 10³; l x 10(4) Pa (Funil de Placa Porosa) e 3 x 10(4); 8 x 10(4); 3 x 10(5) e 1,5 x 10(6) Pa (Câmara de Pressão de Richards), totalizando oito pontos por curva. Analisou-se a variabilidade metodológica para os vários valores de tensão considerados, principalmente à luz da termodinâmica pertinente. Os resultados evidenciaram que os problemas analíticos são de tal ordem que podem levar a interpretações errôneas, comprometendo a qualidade de experimentos ou mesmo a comparabilidade de resultados provenientes de laboratórios diversos. Exemplificando, 43% das amostras apresentaram resultados inconsistentes, com valores de umidade à base de volume à 3x10(5) Pa menores que a 1,5x10(6) Pa, o que na prática poderia levar, dentre outros, a problemas de subestimativa nos valores de água disponível

Porosidade de aeração de solos para a máxima produção de grãos de feijoeiro, em casa de vegetação

Experiments were carried out in greenhouse, at ESALQ/USP, in Piracicaba, state of São Paulo, Brazil, with soil samples of the A1 or Ap and B2 horizon of an Oxisol (LR) and an Alfisol (PVp) , without and with mineral fertilizer and lime , to verify the optimum aeration porosity, between 3 and 24%, for the maximal yield of common bean, cv. Aroana 80. The water content in the 2,5 1 of the soil sample in the pot was maintained between 100 and 70% of the field capacity. A preferential range (9 - 16%) of macropores or aeration pores (diameter greater than 0,05 mm) could be verified. And deslocated to a range between 24 and 29% of macropores, when a higher dry matter accumalation rate occur, besides a probably lower oxygen supply to the growth points of the roots in soils with small aggregates extremely water stable and with a higher water content.Foram realizados experimentos em casa de vegetação, na Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", USP, em Piracicaba, SP, com amostras de terra do horizonte A1 ou Ap e B2 de um Oxisol (LR) e um Alfisol (PVp), sem e com adubação mineral e calagem, para verificar qual é a porcentagem de poros com diâmetro maior que 0,05 mm, numa faixa de 3 a 24%, que corresponde a máxima produção de grãos de feijoeiro cultivar Aroana 80. 0 conteúdo de água, dos 2,5 litros de terra por vaso, foi mantido entre 100 e 70% da capacidade de vaso. Pode ser constatada uma faixa preferencial entre 9 e 16% de poros de aeração, sendo deslocada para uma faixa entre 24 e 29% de macroporos, quando ocorrer maior taxa de acúmulo de matéria seca, e provavel menor fornecimento de O2 nos pontos de crescimento radicular em solos com agregados pequenos de grande estabilidade e maior conteúdo de água

Heterogeneidade dos pontos experimentais de curvas de retenção da água no solo

In an area of "Terra Roxa Estruturada Latossólica" (Rhodic Kanhapludalf), in Piracicaba, SP, Brazil (20&deg; 42' 30" S, 47&deg; 38' 00" W, 576 m), 250 undisturbed soil samples were collected at 25 cm soil depth, according to a regular grid of spacing of 5 m, resulting a network of 25 Unes and 10 columns. These samples were used to determine 250 soil water retention curves each one with eigth experimental points, using Haines funnels (tensions of 5xl0², 1x10³, 6x10³ and 1x10(4) Pa) and Richards pressure chambers (pressures of 3x10(4), 8x10(4),3x10(5) and 1x10(6) Pa), totalizing two thousand values. Position measurements (mode, median and arithmetic mean), variability (total amplitude, interquartil amplitude, standard deviation, coefficient of variation, assimetry, kurtosis and confident limits around the mean) and number of samples to estimate the mean of the soil water content at a specific probability level, were used with the following objectives: a) to verify how close to the normal distribution are the values of soil water content for the different considered tensions and hence, to investigate what is the best position measurement; b) to quantify the variability in each considered tension, identifying the most problematic in the study of soil-water retention and also to analyse the measurement sensibility through the calculation of the necessary number of samples to estimate the mean (assuming a spatial independence of the samples). From the analysis of the obtained results, it could be concluded that the soil-water content values corresponding to tensions of 5x10² and 1x10³ Pa showed very skewed distributions, so that care should be taken in using the arithmetic mean as a position measurement. The neglection of problem-samples, based on the physical analyses of results, allowed a better aproximation to the normal distributions for these tensions, indicating that a complete soil-water retention curve should always be prefered in the place of only two or three points of restricted interest as it is normally done. Soil-water contents corresponding to the several considered tensions showed low coefficients of variation (< 10 %) as compared to other soil physical measurements.Em uma área de Terra Roxa Estruturada Latossólica de Piracicaba,SP, foram coletadas 250 amostras de solo com estrutura indeformada à profundidade de 25 cm, segundo um espaçamento regular de 5 m. As amostras foram submetidas às tensões de 5xl0²; 1x10³; 6x10³; 1x10(4) (Funil de Haines) e pressões de 3x10(4); 8x10(4); 3x10(5) e 1,5x10(6) Pa (Câmara de Pressão de Richards) para obtenção das relações entre potencial mátrico e umidade do solo. Assim foram obtidos duzentos e cinqüenta valores de umidade à base de massa (variável dependente) para cada valor de tensão fixado (variável independente), num total de dois mil resultados experimentais. Utilizaram-se medidas de posição (moda, mediana e média aritmética), variabilidade (amplitude total, amplitude interquartil, desvio padrão, coeficiente de variação, assimetria, curtose e limites de confiança em torno da média aritmética) e número de amostras para estimar a média da umidade a um dado nível de probabilidade, com os seguintes objetivos: a) verificar o quanto as distribuições de probabilidade dos valores de umidade para as diferentes tensões consideradas se afastam da distribuição normal e, consequentemente, investigar qual a melhor medida de posição para representar o conjunto; b) quantificar a variabilidade a cada tensão considerada, identificando as mais problemáticas no estudo da retenção da água no solo, ao lado de uma analise da sensibilidade das medidas, através do cálculo do número necessário de amostras para estimar a média (desconsiderando-se a dependência espacial das amostras). A análise dos resultados obtidos permitiu concluir que as umidades às tensões de 5x10² e 1x10³ Pa apresentaram distribuição com assimetria exagerada e portanto há que se tomar cuidado com o uso da média aritmética como medida de posição. O descarte de amostras-problema, baseado na análise física dos resultados, permitiu, no entanto, melhor aproximação da normalidade para estas tensões, indicando que se deve sempre dar preferência à curva completa de retenção de água no solo e não apenas a dois ou três pontos de interesse imediato, como é feito usualmente. As umidades às várias tensões utilizadas apresentaram baixo coeficiente de variação (< 10%), quando comparadas a outras medidas de propriedades físicas do solo