Unit gradient in internal drainage experiments for the determination of soil hydraulic conductivity

It is theoretically shown that unit hydraulic potential gradients cannot occur in homogeneous soils undegoing internal drainage process even though this assumption has been used successfully by several authors of soil hydraulic conductivity methods.

É mostrado teoricamente que gradientes unitários de potencial hidráulico da água não podem ocorrer em perfis homogêneos de solo sob drenagem interna, apesar desta aproximação ter sido utilizada com sucesso em vários métodos de determinação de condutividade hidráulica do solo.

Unit gradient in internal drainage experiments for the determination of soil hydraulic conductivity

It is theoretically shown that unit hydraulic potential gradients cannot occur in homogeneous soils undegoing internal drainage process even though this assumption has been used successfully by several authors of soil hydraulic conductivity methods.

É mostrado teoricamente que gradientes unitários de potencial hidráulico da água não podem ocorrer em perfis homogêneos de solo sob drenagem interna, apesar desta aproximação ter sido utilizada com sucesso em vários métodos de determinação de condutividade hidráulica do solo.

Comparison of neutron moisture gauges with nonnuclear methods to measure field soil water status

The neutron moisture gauge is compared with the gravimetric-core soil sampling technique, tensiometers and resistance blocks in relation to stability, Held variability, spatial dependence and number of samples needed at a given level of significance. The variance of field water content measurements with neutron moisture gauges is lower than that of the gravimetric sampling, which therefore requires 2 to 6 times as many samples as the number of measuring sites of the gauges to attain the same level of significance. The space dependence of the measurements made with the subsurface gauge varied depending on the average field soil water content. No space dependence was evident when the water content was lower than 0.2 cm³.cm-3 (50% saturation). Measurements with the tensiometers and resistance blocks manifested no spatial dependence and therefore randomly selected measuring sites can be adapted to Held research work where these methods are to be utilized. Soil water content measurements estimated with neutron moisture gauges showed well defined temporal stability (i.e., the lowest, average and the highest soil water content measurements occur at the same field site) which implies that soil water status of an entire field can be assessed with measurements limited to few locations. Measurements with both tensiometers and the resistance blocks are time variant (i.e., the site giving field average water content changes spatially in time) owing to their relatively smaller measuring domains (i.e., scale of the area which can be represented by a single measurement) as compared to neutron gauges. Therefore it is not possible to define the measuring sites of the tensiometers and resistance blocks as to assess soil water status of the entire field, as it could be done with the neutron gauge.

A sonda de neutrons é comparada com a amostragem gravimétrica, com a tensiometria e com o uso de blocos de resistência, em relação à estabilidade, variabilidade do campo, dependência espacial e múmero de amostras necessárias levando em conta determinado nível de significância. A variância das medidas de umidade do solo obtidas por sonda de neutrons é menor do que para a amostragem gravimétrica, que requer um número de amostras 2 a 6 vezes maior em relação à sonda de neutrons dentro de um mesmo nível de significância. A dependência espacial das medidas feitas com sondas de profundidade variou de acordo com os níveis de umidade do solo. Nenhuma dependência espacial ficou evidente para umidades menores que 0,2 cm³.cm³ (50% da saturação). Medidas com tensiômetros e blocos de resistência não manifestaram dependência espacial e, por isso, a escolha das parcelas para medida facilmente se adaptam a esquemas experimentais nos quais estes métodos podem ser utilizados. Medidas de umidade de solo obtidas por sondas de neutrons mostraram uma estabilidade temporal bem definida (isto é, os valores menor, médio e mais alto de umidade do solo ocorrem na mesma posição no campo experimental) o que significa que o estado da umidade do solo de um campo relativamente grande pode ser determinado através de um número limitado de medidas. Medidas com tensiômetros e blocos de resistência são variáveis no tempo (isto é, a parcela que indica a umidade média do campo varia espacialmente no tempo) devido a seus domínios de medida relativamente menores (isto é, tamanho da área que pode ser representada por uma única medida) em comparação com sondas de neutrons. Por isso não é possível definir posições de medidas para tensiômetros e blocos de resistência para caracterização da umidade do solo do campo todo, da forma como foi possível para sondas de neutrons.

Comparison of neutron moisture gauges with nonnuclear methods to measure field soil water status

The neutron moisture gauge is compared with the gravimetric-core soil sampling technique, tensiometers and resistance blocks in relation to stability, Held variability, spatial dependence and number of samples needed at a given level of significance. The variance of field water content measurements with neutron moisture gauges is lower than that of the gravimetric sampling, which therefore requires 2 to 6 times as many samples as the number of measuring sites of the gauges to attain the same level of significance. The space dependence of the measurements made with the subsurface gauge varied depending on the average field soil water content. No space dependence was evident when the water content was lower than 0.2 cm³.cm-3 (50% saturation). Measurements with the tensiometers and resistance blocks manifested no spatial dependence and therefore randomly selected measuring sites can be adapted to Held research work where these methods are to be utilized. Soil water content measurements estimated with neutron moisture gauges showed well defined temporal stability (i.e., the lowest, average and the highest soil water content measurements occur at the same field site) which implies that soil water status of an entire field can be assessed with measurements limited to few locations. Measurements with both tensiometers and the resistance blocks are time variant (i.e., the site giving field average water content changes spatially in time) owing to their relatively smaller measuring domains (i.e., scale of the area which can be represented by a single measurement) as compared to neutron gauges. Therefore it is not possible to define the measuring sites of the tensiometers and resistance blocks as to assess soil water status of the entire field, as it could be done with the neutron gauge.

A sonda de neutrons é comparada com a amostragem gravimétrica, com a tensiometria e com o uso de blocos de resistência, em relação à estabilidade, variabilidade do campo, dependência espacial e múmero de amostras necessárias levando em conta determinado nível de significância. A variância das medidas de umidade do solo obtidas por sonda de neutrons é menor do que para a amostragem gravimétrica, que requer um número de amostras 2 a 6 vezes maior em relação à sonda de neutrons dentro de um mesmo nível de significância. A dependência espacial das medidas feitas com sondas de profundidade variou de acordo com os níveis de umidade do solo. Nenhuma dependência espacial ficou evidente para umidades menores que 0,2 cm³.cm³ (50% da saturação). Medidas com tensiômetros e blocos de resistência não manifestaram dependência espacial e, por isso, a escolha das parcelas para medida facilmente se adaptam a esquemas experimentais nos quais estes métodos podem ser utilizados. Medidas de umidade de solo obtidas por sondas de neutrons mostraram uma estabilidade temporal bem definida (isto é, os valores menor, médio e mais alto de umidade do solo ocorrem na mesma posição no campo experimental) o que significa que o estado da umidade do solo de um campo relativamente grande pode ser determinado através de um número limitado de medidas. Medidas com tensiômetros e blocos de resistência são variáveis no tempo (isto é, a parcela que indica a umidade média do campo varia espacialmente no tempo) devido a seus domínios de medida relativamente menores (isto é, tamanho da área que pode ser representada por uma única medida) em comparação com sondas de neutrons. Por isso não é possível definir posições de medidas para tensiômetros e blocos de resistência para caracterização da umidade do solo do campo todo, da forma como foi possível para sondas de neutrons.

Geometria fractal em física do solo

Fractal geometry has been applied on different branches of science, showing high potential in describing complex structures. Its applications in soil science have received large attention and have been intensified in the last few years. Inspite of the large number of internationally published papers, the subject seems not having received the same attention by Brazilian soil scientists, as verified by the absence of the subject in our scientific journals. This paper presents the basic concepts of this new tool and some of its applications in soil physics.

A geometria fractal tem sido aplicada nos mais diversos ramos da ciencia, mostrando grande potencial na descrição de estruturas altamente complexas. A sua aplicação em ciência do solo tem despertado grande interesse e vem se intensificando nos últimos anos. Apesar da sua divulgação através da literatura científica internacional, de conhecido acesso por parte dos pesquisadores brasileiros, o assunto parece não ter merecido ainda a nossa atenção, a contar pela ausência do tema em nossas revistas especializadas. Tratamos aqui da conceituação básica dessa nova abordagem e de algumas aplicações em física do solo.

On simple methods for unsaturated soil hydraulic conductivity determination

The simple methods of LIBARDI et al. (1980) and SISSON et al. (1980) for K(theta) estimation, although developed on completely different theoretical basis, are rigorously identical for the exponential hydraulic conductivity model. The unit gradient approximation used in these methods seems valid for practical purposes but is theoretically in valid.

Os métodos simplicados de LIBARDI et al (1980) e de SISSON et al (1980), para determinação da função K(teta), apesar de serem desenvolvidos sobre bases teóricas completamente diferentes, são rigorosamente iguais para o modelo exponencial de condutividade hidráulica. A hipótese do gradiente unitário utilizada nestes métodos parece ser válida apenas para efeito prático, mas não o sendo teoricamente.

EFEITO DE ÉPOCAS DE DEFICIÊNCIA HÍDRICA NA EFICIÊNCIA DO USO DO NITROGÊNIO DA CULTURA DO FEIJÃO cv. IMBABELLO

To identify specific growth stages of the common bean crop at which the plant is less sensitive to water stress, in which irrigation could be omitted without significant decrease in biological nitrogen fixation and final yield, a field experiment was conducted at "La Tola" University Experiment Station, Tumbaco, Pichincha, Ecuador, on a sandy loam soil (Typic Haplustoll). The treatments consisted of the combinations of seven irrigation regimes, including normal watering, full stress, traditional practice, single stress at vegetation, at flowering, at yield formation and at ripening, and two levels of applied N (20 and 80 kg/ha). These fourteen treatment combinations were arranged and analysed in a split-plot design with four replications. The plot size was 33.6 m2 (8 rows, 7 m long) with a population of 120,000 plants/ha. Irrigation treatments were started after uniform germination and crop establishment. Soil moisture was monitored with neutron probe down to the 0.50 m depth, 24 hours before and after each irrigation. Nitrogen Fixation was calculated using the 15N methodology for the 20 kg N/ha treatment. Yield data show that treatments which had irrigation deficit had lower yield than those with supplementary irrigation. Nitrogen fertilization significantly increased the number of pods and grain yield. Biological Nitrogen Fixation was significantly affected by water stress at the flowering and yield formation stages.

Visando identificar estádios da cultura de feijão que apresentam a menor sensibilidade ao estresse de água no solo, nos quais a irrigação pode ser omitida sem um significativo decréscimo na eficiência de uso de nitrogênio e na produtividade final, foi realizado experimento em um solo franco arenoso (Typic Haplustoll) na Estação Experimental da Universidade Central do Equador, "La Tola", em Tumbaco-Pichincha, Equador, entre julho e novembro de 1994. Os tratamentos consistiram da combinação de sete regimes de irrigação, incluindo irrigação ótima durante todo o ciclo, irrigação deficiente durante todo o ciclo, irrigação tradicional da região, deficiência hídrica no período vegetativo, na floração e formação de vagens, no enchimento de vagens e na maturidade; e de dois níveis de adubação nitrogenada (20 kg N/ha e 80 kg N/ha). Os quatorze tratamentos resultantes foram arranjados e analisados num esquema de parcelas sub-divididas com quatro repetições. O tamanho da parcela experimental foi de 33,6 m2 (8 linhas de 7 metros de comprimento, distantes entre si 0,6 m) com uma população de 120.000 plantas/ha. O nitrogênio fixado do ar pelo feijoeiro foi calculado pelo método de diluição isotópica do 15N, no tratamento com adubação de 20 kg N/ha. A solução marcada foi de sulfato de amônio, com abundância de 5% de átomos de 15N. Como planta-controle, foi utilizado o trigo, semeado no sulco central. Da análise dos resultados obtidos, concluiu-se que: A deficiência de água no solo, durante a fase vegetativa, não afetou a eficiência de uso de nitrogênio, a fixação biológica do nitrogênio, nem a produção de sementes, permitindo uma economia de água de 30%. A deficiência de água durante a floração e enchimento de vagens, afetou drasticamente a fixação biológica do nitrogênio, que comparativamente ao controle, foi reduzida 2,2 vezes.

EFEITO DE ÉPOCAS DE DEFICIÊNCIA HÍDRICA NA EFICIÊNCIA DO USO DO NITROGÊNIO DA CULTURA DO FEIJÃO cv. IMBABELLO

To identify specific growth stages of the common bean crop at which the plant is less sensitive to water stress, in which irrigation could be omitted without significant decrease in biological nitrogen fixation and final yield, a field experiment was conducted at "La Tola" University Experiment Station, Tumbaco, Pichincha, Ecuador, on a sandy loam soil (Typic Haplustoll). The treatments consisted of the combinations of seven irrigation regimes, including normal watering, full stress, traditional practice, single stress at vegetation, at flowering, at yield formation and at ripening, and two levels of applied N (20 and 80 kg/ha). These fourteen treatment combinations were arranged and analysed in a split-plot design with four replications. The plot size was 33.6 m2 (8 rows, 7 m long) with a population of 120,000 plants/ha. Irrigation treatments were started after uniform germination and crop establishment. Soil moisture was monitored with neutron probe down to the 0.50 m depth, 24 hours before and after each irrigation. Nitrogen Fixation was calculated using the 15N methodology for the 20 kg N/ha treatment. Yield data show that treatments which had irrigation deficit had lower yield than those with supplementary irrigation. Nitrogen fertilization significantly increased the number of pods and grain yield. Biological Nitrogen Fixation was significantly affected by water stress at the flowering and yield formation stages.

Visando identificar estádios da cultura de feijão que apresentam a menor sensibilidade ao estresse de água no solo, nos quais a irrigação pode ser omitida sem um significativo decréscimo na eficiência de uso de nitrogênio e na produtividade final, foi realizado experimento em um solo franco arenoso (Typic Haplustoll) na Estação Experimental da Universidade Central do Equador, "La Tola", em Tumbaco-Pichincha, Equador, entre julho e novembro de 1994. Os tratamentos consistiram da combinação de sete regimes de irrigação, incluindo irrigação ótima durante todo o ciclo, irrigação deficiente durante todo o ciclo, irrigação tradicional da região, deficiência hídrica no período vegetativo, na floração e formação de vagens, no enchimento de vagens e na maturidade; e de dois níveis de adubação nitrogenada (20 kg N/ha e 80 kg N/ha). Os quatorze tratamentos resultantes foram arranjados e analisados num esquema de parcelas sub-divididas com quatro repetições. O tamanho da parcela experimental foi de 33,6 m2 (8 linhas de 7 metros de comprimento, distantes entre si 0,6 m) com uma população de 120.000 plantas/ha. O nitrogênio fixado do ar pelo feijoeiro foi calculado pelo método de diluição isotópica do 15N, no tratamento com adubação de 20 kg N/ha. A solução marcada foi de sulfato de amônio, com abundância de 5% de átomos de 15N. Como planta-controle, foi utilizado o trigo, semeado no sulco central. Da análise dos resultados obtidos, concluiu-se que: A deficiência de água no solo, durante a fase vegetativa, não afetou a eficiência de uso de nitrogênio, a fixação biológica do nitrogênio, nem a produção de sementes, permitindo uma economia de água de 30%. A deficiência de água durante a floração e enchimento de vagens, afetou drasticamente a fixação biológica do nitrogênio, que comparativamente ao controle, foi reduzida 2,2 vezes.

On simple methods for unsaturated soil hydraulic conductivity determination

The simple methods of LIBARDI et al. (1980) and SISSON et al. (1980) for K(theta) estimation, although developed on completely different theoretical basis, are rigorously identical for the exponential hydraulic conductivity model. The unit gradient approximation used in these methods seems valid for practical purposes but is theoretically in valid.

Os métodos simplicados de LIBARDI et al (1980) e de SISSON et al (1980), para determinação da função K(teta), apesar de serem desenvolvidos sobre bases teóricas completamente diferentes, são rigorosamente iguais para o modelo exponencial de condutividade hidráulica. A hipótese do gradiente unitário utilizada nestes métodos parece ser válida apenas para efeito prático, mas não o sendo teoricamente.

Geometria fractal em física do solo

Fractal geometry has been applied on different branches of science, showing high potential in describing complex structures. Its applications in soil science have received large attention and have been intensified in the last few years. Inspite of the large number of internationally published papers, the subject seems not having received the same attention by Brazilian soil scientists, as verified by the absence of the subject in our scientific journals. This paper presents the basic concepts of this new tool and some of its applications in soil physics.

A geometria fractal tem sido aplicada nos mais diversos ramos da ciencia, mostrando grande potencial na descrição de estruturas altamente complexas. A sua aplicação em ciência do solo tem despertado grande interesse e vem se intensificando nos últimos anos. Apesar da sua divulgação através da literatura científica internacional, de conhecido acesso por parte dos pesquisadores brasileiros, o assunto parece não ter merecido ainda a nossa atenção, a contar pela ausência do tema em nossas revistas especializadas. Tratamos aqui da conceituação básica dessa nova abordagem e de algumas aplicações em física do solo.

Efeito de épocas de deficiência hídrica na evapotranspiração atual da cultura do feijão cv. imbabello

The objective of this paper was to identify specific growth stages of the common bean crop at which the plant is less sensitive to water stress, in which irrigation could be omitted without significant decrease in evapotranspiration, in order to better define irrigation management practices for farmers. The field experiment was conducted at "La Tola" University Experiment Station, Tumbaco, Pichincha, Ecuador, on a sandy loam soil (Typic Haplustoll), the climate being tempered and dry (mean air temperatura 16ºC and mean relative humidity, 74%) and 123 mm of rain-fall were recorded during the cropping period (July to November, 1994). Seven irrigation regimes were used, including normal watering, full stress, tradicional practice, single stress at vegetation, at flowering, at yield formation and at ripening. Irrigation treatments were started after uniform germination and crop establishment. Soil moisture was monitored with neutron probes down to the 0.50 m depth, 24 hours before and after each irrigation. The actual evapotranspiration (ETa) of the crop was estimated by the water-balance technique. The yield formation stage was the most sensitive to moisture stress, in wich crop water use efficiency (0.46 kg/m3) was the lowest.

O presente trabalho teve por objetivo identificar os estádios da cultura de feijão que apresentam a menor sensibilidade ao estresse de água no solo, nos quais a irrigação pode ser omitida sem um significativo decréscimo na evapotranspiração, para melhor definir práticas de irrigação em situação de água escassa. O experimento foi realizado em um solo franco arenoso (Typic Haplustoll), em Tumbaco-Pichincha, Equador, entre julho e novembro de 1994, região caracterizada por um clima temperado e seco (temperatura média anual de 16ºC, umidade relativa média do ar 74% e chuva de 123 mm durante o peláodo do experimento). Sete regimes de irrigação foram utilizados, incluindo irrigação ótima durante todo o ciclo, irrigação deficiente durante todo o ciclo, irrigação tradicional da região, deficiência lúdrica no período vegetativo, na floração e formação de vagens, no enchimento de vagens e na maturidade. As parcelas experimentais foram de 33,6 m2 (8 linhas de 7 metros de comprimento, distantes entre si 0,6 m) com uma população de 120.000 plantas/ha. Os tratamentos de irrigação foram aplicados depois da germinação uniforme das sementes e estabelecimento da cultura. A umidade do solo foi monitorada com sonda de nêutrons, até a profundidade de 50 em, 24 horas antes e depois de cada irrigação. A evapotranspiração atual da cultura foi estimada pela técnica do balanço hídrico. Da análise dos resultados obtidos, concluiu-se que a deficiência de água no solo, durante a fase de enchimento da vagem, afetou a produtividade do feijoeiro. Nesta fase a eficiência de uso de água pela planta (Ec = 0,46 kg/m3) foi a mais baixa. Deficiência de irrigação no estádio vegetativo não reduziu a produtividade, permitindo uma economia de água de 30%.

Efeito de épocas de deficiência hídrica na evapotranspiração atual da cultura do feijão cv. imbabello

The objective of this paper was to identify specific growth stages of the common bean crop at which the plant is less sensitive to water stress, in which irrigation could be omitted without significant decrease in evapotranspiration, in order to better define irrigation management practices for farmers. The field experiment was conducted at "La Tola" University Experiment Station, Tumbaco, Pichincha, Ecuador, on a sandy loam soil (Typic Haplustoll), the climate being tempered and dry (mean air temperatura 16ºC and mean relative humidity, 74%) and 123 mm of rain-fall were recorded during the cropping period (July to November, 1994). Seven irrigation regimes were used, including normal watering, full stress, tradicional practice, single stress at vegetation, at flowering, at yield formation and at ripening. Irrigation treatments were started after uniform germination and crop establishment. Soil moisture was monitored with neutron probes down to the 0.50 m depth, 24 hours before and after each irrigation. The actual evapotranspiration (ETa) of the crop was estimated by the water-balance technique. The yield formation stage was the most sensitive to moisture stress, in wich crop water use efficiency (0.46 kg/m3) was the lowest.

O presente trabalho teve por objetivo identificar os estádios da cultura de feijão que apresentam a menor sensibilidade ao estresse de água no solo, nos quais a irrigação pode ser omitida sem um significativo decréscimo na evapotranspiração, para melhor definir práticas de irrigação em situação de água escassa. O experimento foi realizado em um solo franco arenoso (Typic Haplustoll), em Tumbaco-Pichincha, Equador, entre julho e novembro de 1994, região caracterizada por um clima temperado e seco (temperatura média anual de 16ºC, umidade relativa média do ar 74% e chuva de 123 mm durante o peláodo do experimento). Sete regimes de irrigação foram utilizados, incluindo irrigação ótima durante todo o ciclo, irrigação deficiente durante todo o ciclo, irrigação tradicional da região, deficiência lúdrica no período vegetativo, na floração e formação de vagens, no enchimento de vagens e na maturidade. As parcelas experimentais foram de 33,6 m2 (8 linhas de 7 metros de comprimento, distantes entre si 0,6 m) com uma população de 120.000 plantas/ha. Os tratamentos de irrigação foram aplicados depois da germinação uniforme das sementes e estabelecimento da cultura. A umidade do solo foi monitorada com sonda de nêutrons, até a profundidade de 50 em, 24 horas antes e depois de cada irrigação. A evapotranspiração atual da cultura foi estimada pela técnica do balanço hídrico. Da análise dos resultados obtidos, concluiu-se que a deficiência de água no solo, durante a fase de enchimento da vagem, afetou a produtividade do feijoeiro. Nesta fase a eficiência de uso de água pela planta (Ec = 0,46 kg/m3) foi a mais baixa. Deficiência de irrigação no estádio vegetativo não reduziu a produtividade, permitindo uma economia de água de 30%.

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° 42' 30" S, 47° 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.

Estimating crop coefficients for corn during an evapotranspiration experiment on an oxisol in Brazil

Soil water balance components were measured during two periods (from 1989 to 1991) on a Dark Red Latosol (oxisol) in Piracicaba,SP, Brazil. The change in soil water storage and the soil water fluxes at the lower limit of the rooting zone were calculated for a transect of 25 observation plots. Hydraulic head gradients were determined by tensiometer measurements. Soil water flux densities were estimated through Darcy's equation. The actual evapotranspiration of the crops and weeds and the actual evaporation of bare soil were obtained from the water balance equation and this for two periods under different crop rotations. For the first period the sequence was bare soil-corn-weeds and for the second period it was stubble mulch-weeds-corn. For assessing the crop coefficients the potential evapotranspiration was calculated according to two different methods. The first method was based on the modified Penman equation with grass as a reference crop, to obtain this way reference coefficients, and the second method was based on the pan "A" evaporation data in order to obtain pan coefficients. These coefficients were compared with the tabulated crop coefficients. In general when there was no shortage of water during the corn growth, the crop coefficients k c"A" and k c ref were very close to the k c values.

Os componentes do balanço hídrico foram medidos durante dois períodos (de 1989 a 1991) em terra roxa estruturada, em Piracicaba,SP, Brasil. As variações de armazenamento de água e os fluxos de água no solo no limite inferior da zona radicular foram calculados para uma transeção de 25 parcelas experimentais. Gradientes hidráulicos foram determinados por meio de medidas tensiométricas. Densidades de fluxo de água foram estimadas através da equação de Darcy. A evapotranspiração atual das culturas e das ervas daninhas e a evaporação atual do solo nú foram obtidas da equação do balanço hídrico, para dois períodos, sob diferentes rotações de cultura. Para o primeiro período a seqüência foi solo nú - milho - ervas daninhas e para o segundo cobertura morta - ervas daninhas - milho. Para determinar os coeficientes de cultura, a evapotranspiração potencial foi calculada por dois métodos. O primeiro foi baseado na equação de Penman modificada, com a grama como cobertura de referência, obtendo assim os coeficientes de referência, e o segundo baseado no tanque de evaporação tipo classe "A", obtendo os coeficientes de tanque. Estes coeficientes foram comparados com os coeficientes de cultura tabulados. De uma forma geral, em períodos sem falta de água para a cultura, os coeficientes de referência e de tanque se assemelharam bastante aos coeficientes de cultura.

Atenuação da radiação gama no estudo da distribuição de partículas em solo sob floresta e cana-de-açúcar

The use of a new soil particle size distribution analysis methodology is presented in connection with the study of particle size distribution in soils covered by natural forest and sugar cane crop cultivated during 16, 30 and 50 years, continuously. The technique is based on the attenuation of a gamma-ray beam by a conventional soil/water suspension under sedimentation. Results show a significant difference in clay content for the upper soil layer as a function of sugar cane cultivation.

É apresentado o uso de uma nova metodologia de análise da distribuição de tamanho de partículas de solo, em amostras de terra sob floresta nativa e submetido ao cultivo de cana-de-açúcar por 16, 30 e 50 anos consecutivos. A técnica para análise granulométrica do solo baseia-se na atenuação de um feixe de radiação gama, por uma suspensão convencional terra/água em sedimentação. Os resultados indicam uma diferença significativa dos teores de argila nas camadas superficiais do solo em função do cultivo com cana-de-açúcar.

Distribuição do sistema radicular do milho em terra roxa estruturada latossólica: I. Comparação de metodologias

Root distribution and soil-root interface were evaluated for a maize crop grown on an alfisol (kanduidalfic eutrudox soil). Soil auger, volumetric cylinder and image processing methods were used, the last one being a new auxiliary method for the study of these systems. Samples for analysis were collected in a 100 X 100 cm grid, on a plane perpendicular to crop lines, with 20 X 20 cm sub samples, totalizing 25 areas of 400 cm². Results indicate a greater root concentration in the upper 0-20 cm, representing about 70% of dry root matter for a root presence of about 40%. The image processing method indicated to be a powerful method for the detailed study of roots systems.

A distribuição do sistema radicular do milho (Zea mays, L.) em terra roxa estruturada foi avaliada pelos métodos do trado, do cilindro volumétrico e de processamento de imagens, esse último um novo método auxiliar no estudo destes sistemas. A amostragem do sistema radicular foi definida num plano perpendicular à linha da cultura, em regiões de 20 X 20 cm, abrangendo uma área total de 100 X 100 cm. Os resultados da quantificação radicular mostraram uma maior concentração de raízes na camada de 0-20 cm, cerca de 70% de massa seca para uma presença radicular de aproximadamente 40%. O método de processamento de imagens mostrou-se como uma ferramenta poderosa no estudo detalhado de sistemas radiculares.

Daily rainfall variability at a local scale (1,000 ha), in Piracicaba, SP, Brazil, and its implications on soil water recharge

Daily rainfall variability at a local scale (1,000 ha) was studied at Piracicaba, SP, Brazil, for the period of one year (1993-1994), in order to better understand the process of soil water recharge. Coefficients of variation of daily data for ten observation points varied from 2.2 to 169.3% and the variability was independent of rain type, i.e. whether convective, frontal or of other origin. Data were not related to separation distances between observation points and it is concluded that one observation point does not represent areas as far as 1,000 to 2,500 m apart, for daily, monthly or even quarterly averages. Yearly totals for the ten observation points presented a coefficient of variation as low as 3.06%, indicating that all points can replace each other in annual terms.

A variabilidade diária da chuva em uma escala local (1000 ha) foi estudada em Piracicaba, SP, Brasil, pelo período de um ano (1993-1994). Os coeficientes de variação de dados diários para dez pontos de observação variaram de 2,2 a 169,3 % e a variabilidade independeu do tipo de chuva, isto é, se convectiva, frontal ou de outra origem. Os dados não apresentaram correlação com a distância entre os pontos de observação e concluiu-se que uni ponto de observação não representa áreas distantes dele de 1000 a 2500 m, para médias diárias, mensais ou mesmo trimestrais. Os totais anuais dos dez pontos apresentaram um coeficiente de variação de apenas 3,06 %, indicando que cada ponto pode representar qualquer outro em termos anuais.

Efeito do cultivo contínuo da cana-de-açúcar em propriedades físicas de um Latossolo Vermelho Escuro

With the objetive of studying soil physical characteristics of a dark red latosol under long term cultivation of sugar-cane monoculture, the present paper evaluated soil particle size distributions, soil density and porosity of soil samples from plots cultivated for 16, 30 and 50 years to sugar-cane as compared with soil samples from natural rain-forest. Results indicated significant changes in clay contents and soil density of the surface horizon, as a function of soil use. Changes were also observed in micro and macro porosities of these samples.

Com o objetivo de estudar as características físicas do solo, sob monocultura, o presente trabalho avaliou a distribuição de tamanho de partículas, presença de camadas compactadas, porosidade total, macro e microporosidade de um latossolo vermelho escuro cultivado com cana-de-açúcar. As observações foram feitas em 1992-1993 utilizando amostras de solo sob vegetação natural de floresta e sob cultivo contínuo por 16, 30 e 50 anos. Amostras foram coletadas em camadas de 10 cm até a profundidade de 1 m. Os resultados indicam variações significativas do teor de argila dos horizontes superficiais em função do tempo de cultivo e bem como aumentos da densidade do solo, para as parcelas cultivadas. Variações também foram encontradas para a macro e microporosidade, apenas para os horizontes submetidos às práticas de cultivo.

Balanço hídrico em cultura de aveia forrageira de inverno na região de são carlos-sp

The aim of this experiment was to perform a water balance for a forrage oat winter crop (variety São Carlos) cultivated under sprinkler irrigation condition. The main objectives were to obtain basic information about the crop behavior under irrigation and the crop water requirement for the region of São Carlos, SP, Brazil. Crop yield and water balance results under two soil water availability levels gave indications that the lower level of soil water availability, indicated by a minimum matric potential of -20Kpa at the 20cm depth, is sufficient to provide conditions for highest yield under these soil and climate conditions.

O trabalho trata da determinação do balanço hídrico de uma cultura de aveia forrageira de inverno (variedade São Carlos), cultivada sob condições de irrigação por aspersão, com o objetivo de obter informações básicas sobre seu comportamento sob regime de irrigação e de sua demanda hídrica para a região de São Carlos, SP. Os resultados de produtividade da cultura e dos balanços hídricos sob duas condições de disponibilidade hídrica no solo dão indicações de que o menor nível de disponibilidade de água no solo, correspondente a um potencial mátrico mínimo de -20Kpa à 20cm de profundidade, já é suficientemente satisfatório para garantir as máximas produtividades da cultura nas condições locais de solo e clima.

Potencial da água no sistema solo - planta estimado através da fase de vapor

Water potential estimated from the liquid-vapour equilibrium in different soil, plant and atmosphere situations is treated thermodynamically, with the objective of presenting a more rigorous formulation of the concepts and clarifying points treated, in general, in a more superficial way. Although being a classical subject found in most related texts, authors understand that this short communication contributes in clarifying basic points related to the behavior of water in the soil-plant-atmosphere system, mainly for those using soil and plant psychrometers.

O potencial da água, estimado através do equilíbrio líquido - vapor em diferentes situações de solo, de planta ou de atmosfera é tratado com embasamento termodinâmico, com o intuito de apresentar um maior rigor nas formulações e nos conceitos e de esclarecer pontos geralmente tratados de forma mais superficial. Apesar de se tratar de assunto clássico, encontrado na maioria dos textos sobre o assunto, é do entendimento dos autores de que a presente nota contribui para o esclarecimento de pontos básicos ligados ao comportamento da água no sistema-solo-planta-atmosfera, principalmente para os usuários de psicrômetros de solo e de planta.