Measurement systems of soil water matric potential and evaluation of soil moisture under different irrigation depths

Abstract

ABSTRACT:The development of new methodologies and tools that enable to determine the water content in soil is of fundamental importance to the practice of irrigation. The objective of this study was to evaluate soil matric potential using mercury tensiometer and puncture digital tensiometer, and to compare the gravimetric soil moisture values obtained by tensiometric system with gravimetric soil moisture obtained by neutron attenuation technique. Four experimental plots were maintained with different soil moisture by irrigation. Three repetitions of each type of tensiometer were installed at 0.20 m depth. Based on the soil matric potential and the soil water retention curve, the corresponding gravimetric soil moisture was determined. The data was then compared to those obtained by neutron attenuation technique. The results showed that both tensiometric methods showed no difference under soil matric potential higher than -40 kPa. However, under drier soil, when the water was replaced by irrigation, the soil matric potential of the puncture digital tensiometer was less than those of the mercury tensiometer.KEYWORDS: tensiometer, digital tensiometer, neutron attenuation technique. SISTEMAS DE LEITURA DO POTENCIAL MÁTRICO DA ÁGUA NO SOLO E AVALIAÇÃO DA UMIDADE DO SOLO SOB DIFERENTES LÂMINAS DE IRRIGAÇÃORESUMO: O desenvolvimento de novas metodologias e instrumentos que possibilitem determinar o conteúdo de água no solo é de fundamental importância para a prática de irrigação. O estudo teve por objetivo avaliar a eficiência do tensiômetro de punção e a leitura digital em relação ao tensiômetro de coluna de mercúrio e leitura analógica, na obtenção do potencial mátrico, e comparar os valores da umidade do solo obtidos a partir da tensiometria com a técnica da moderação de nêutrons. Foram aplicadas em quatro parcelas experimentais as lâminas de água (de 238,9; 159,8; 118,2 e 65,0 mm). Três repetições de cada tipo de tensiômetro e o sistema de leitura foram instalados na profundidade de 0,20 m. A partir dos valores do potencial mátrico obtidos pelos tensiômetros e pela curva de retenção de água no solo, foi determinada a umidade do solo, e os dados foram comparados com a técnica da moderação de nêutrons. O potencial mátrico da água no solo, medido pelo tensiômetro de punção de leitura digital, não apresentou diferença em relação aos valores obtidos pelo tensiômetro de mercúrio, em potenciais mátricos maiores que -40 kPa. Com ciclos de umedecimento e secamento do solo, o potencial mátrico obtido pelo tensiômetro de punção com leitura digital foi menor do que os valores obtidos pelo tensiômetro de mercúrio. PALAVRAS-CHAVE:tensiômetro, tensímetro digital, técnica de moderação de nêutrons.

Automation of irrigation by electronic tensiometry based on the arduino hardware platform

“…Freire et al (2018), evaluated the Bourdon vacuum meter and a digital tensiometer in comparison to the Hg manometer, the authors found that both devices overestimate the readings of the Hg manometer, and that the difference between readings increases as soil moisture decreases. The same was observed by Beraldo et al (2012) when comparing the Hg manometer with a digital puncture tensiometer installed at a depth of 20 cm in an Oxisol. These authors found R² values between 0.88 and 0.99, close to those obtained in this study (0.99).…”

Porous cup shape and installation mode influencing determinations of matric potential by tensiometers

“…Although some tensiometer models are currently presenting materials and modifications that enable their utilization in a wider range of ψ m (Kandelous et al, 2015), conventional tensiometers, such as those with mercury manometers, are still being used due to their notable accuracy and sensitiveness, serving as standard equipment for measuring other tensiometer models (Brito et al, 2009;Beraldo et al, 2012). In contrast, this conventional equipment has a drawback in that mercury represents a toxic metal of elevated risk to human health and the environment (Braga & Calgaro, 2010).…”

“…In contrast, this conventional equipment has a drawback in that mercury represents a toxic metal of elevated risk to human health and the environment (Braga & Calgaro, 2010). Therefore, puncture tensiometers are presented as an alternative apparatus to determine ψ m , since these are also considered reliable to monitor ψ m in field conditions (Beraldo et al, 2012).…”

Desempenho De Sistemas De Leitura De Tensiômetro Em Condições De Temperatura Controlada

“…Os tensiômetros com vacuômetro de mercúrio são considerados mais sensíveis e exatos, o que faz com que o mesmo seja tomado como padrão para aferição dos demais modelos. No entanto, uma das justificativas pela sua substituição por outros modelos é que a utilização do mercúrio como líquido manométrico tem sido vista como um problema para quem manuseia, podendo causar danos à sua saúde, e também por essa substância apresentar risco de poluição ambiental em caso de manuseio inadequado (MORAES et al, 2006;BRAGA;CALGARO, 2010;BERALDO;CORÁ;FERNANDES, 2012).…”