Spatial and temporal characterization of water and solute distribution patterns

Souza, Claudinei Fonseca; Folegatti, Marcos Vinícius

doi:10.1590/s0103-90162010000100002

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“…Irrigation management began on July 21, 2011, and was carried out according to the soil water balance; moisture was monitored by the TDR technique (Time Domain Reflectometry) (SOUZA & FOLEGATTI, 2011). Sensor calibration was performed based on daily readings of the apparent dielectric constant (ka) and respective determination of soil moisture by the gravimetric model.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Water requirement and yield of fig trees under different drip irrigation management

et al. 2014

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This work aimed to study the effect of drip irrigation management on growth and yield of the 'Roxo de Valinhos' fig tree (Ficus carica L.), at three years old, and to determine crop coefficients (Kc) and its water requirement (ETc) under Baixada Fluminense climate and soil conditions, state of Rio de Janeiro, Brazil. The study was carried out in the experimental area of SIPA (Sistema Integrado de Produção Agroecológica) in Seropédica, Rio de Janeiro State, from July 2011 to May 2012. The experimental area was divided in two blocks, named B1 (sandy clay loam texture) and B2 (loamy sand texture). In each block, irrigation frequencies (IF) of two (T1) and four days (T2) were evaluated, as well as the irrigation absence (T3). Irrigation management and water consumption determination were performed through the soil water balance, using the TDR technique. Plant growth was not affected by IF, differing only in the number of produced internodes. For both soil textures, the mean Kc was 0.60, with a significant difference (p<0.05) only for IF. The estimated mean yield showed no significant differences between both textural classes, ranging from 6,612 kg ha-1 (T3) to 8,554 kg ha-1 (T1). This study indicates the importance of irrigation frequency in the irrigation management of fig trees cultivated in soils with different physical characteristics.

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Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Water requirement and yield of fig trees under different drip irrigation management

et al. 2014

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“…A utilização dessa técnica tem-se expandido e proporcionado uma contribuição relevante para os estudos da relação solo-água-planta-atmosfera, possibilitando, dentre outros, avaliar a condutividade elétrica do solo (SONCELA et al, 2011), identificar o perfil de extração de água do solo pelo sistema radicular das culturas (BRUNHARA et al, 2011), estimar a evapotranspiração das culturas (OLIVEIRA NETO et al, 2011) e analisar o movimento de água no solo (SOUZA & FOLEGATTI, 2010;LOPES et al, 2010;BARROS et al, 2010). Para estimativas precisas de umidade utilizando o TDR, recomenda-se o ajuste de uma curva de calibração para cada tipo de material analisado, um inconveniente que normalmente é aceitável devido às vantagens que apresenta em relação a outras técnicas .…”

Section: Introductionunclassified

Sonda de tdr para a estimativa de umidade em bagaço de Cana-de-açúcar

et al. 2016

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RESUMO:O bagaço de cana-de-açúcar pode ser utilizado como suporte sólido para cultivo de microrganismos, e apesar de fundamental, o monitoramento da umidade em tempo real nesses processos ainda é pouco pesquisado. Sendo assim, o presente trabalho teve como objetivo propor e validar a TDR para estimar a umidade em bagaço de cana-de-açúcar, visando a seu uso como suporte para cultivo em estado sólido, considerando a produção de ácido cítrico. A sonda de TDR proposta foi analisada fisicamente, e, posteriormente, para a validação dos resultados, realizou-se uma calibração com leituras da constante dielétrica do bagaço de cana-de-açúcar até à saturação do material, os quais foram comparados com o método-padrão e equação universal de Topp. Também, foram conduzidas em colunas de leito fixo preenchidas com bagaço a 80% de umidade, com monitoramento da umidade através de sonda de TDR para validar a técnica. Pôde-se verificar que existe viabilidade no uso da técnica da TDR para estimar a umidade volumétrica, e com o auxíl io de ferramentas gráficas e regressão linear, foi proposta a equação de calibração: (θ= 0,0253*Ka -0,0025). Com isso, pode-se controlar e monitorar in situ a umidade do bagaço de cana-de-açúcar, através da técnica da TDR. PALAVRAS-CHAVE: TDR, monitoramento de umidade, cultivo em estado sólido, AspergillusNíger, constante dielétrica. TDR PROBE FOR BAGASSE MOISTURE MEASUREMENTABSTRACT: Bagasse sugarcane can be used as a solid substrate for microorganism cultivation. Despite fundamental, moisture real-time monitoring of these processes is still poorly investigated. Thus, this study aimed at developing and validating a TDR probe to estimate moisture in sugarcane bagasse, which is used as cultivation mean of microorganisms considering citric acid production. The proposed probe was physically evaluated and then used to validate the results. Calibration readings of the bagasse dielectric constant were taken up to its saturation, and subsequently compared to standard method and Topp's universal equation. In addition, we carried out studies in fixed-bed columns filled with bagasse at 80% moisture, monitoring its moisture through TDR probe, so we could validate the technique. We concluded such technique feasibility to estimate water content. Furthermore, we proposed a calibration equation using graphical tools and linear regression (θ = 0.0253 * Ka -0.0025). As a result, we could then control and monitor bagasse sugarcane moisture in situ by the TDR technique.

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“…This application is facilitated through the combination of two models. The first, mentioned previously, determines CEw, and the second is characterized by the relationship between the electrical conductivity of the soil solution and the concentration of a specific ion, Ci, Santana et al, 2007;Souza & Folegatti, 2010;Andrade Neto et al, 2012) Much research has been directed toward the quantification of the dielectric losses (K") and its influence on the determination of the dielectric constant (Ka) and the apparent electrical conductivity (ECa). Cataldo et al (2008;2009) stated that even with appropriate calibration criteria, TDR readings can be affected by systematic or random errors, causing fluctuations in measurements.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Metrological assessment of TDR performance for measurement of potassium concentration in soil solution

Ponciano

Miranda

Cooke

et al. 2016

Rev. bras. eng. agríc. ambient.

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A B S T R A C TDespite the growing use of the time domain reflectometry (TDR) technique to monitoring ions in the soil solution, there are few studies that provide insight into measurement error. To overcome this lack of information, a methodology, based on the central limit theorem error, was used to quantify the uncertainty associated with using the technique to estimate potassium ion concentration in two soil types. Mathematical models based on electrical conductivity and soil moisture derived from TDR readings were used to estimate potassium concentration, and the results were compared to potassium concentration determined by flame spectrophotometry. It was possible to correct for random and systematic errors associated with TDR readings, significantly increasing the accuracy of the potassium estimation methodology. However, a single TDR reading can lead to an error of up to ± 18.84 mg L -1 K + in soil solution (0 to 3 dS m -1 ), with a 95.42% degree of confidence, for a loamy sand soil; and an error of up to ± 12.50 mg L -1 of K + (0 to 2.5 dS m -1 ) in soil solution, with a 95.06% degree of confidence, for a sandy clay soil.Desempenho metrológico de TDR para medição da concentração de potássio na solução do solo R E S U M O Apesar da crescente utilização da técnica TDR para o monitoramento dos íons na solução do solo, são poucos os estudos que fornecem uma contribuição relevante sobre o erro instrumental do ponto de vista da métrica. Para superar esta limitação foi aplicada uma metodologia baseada no teorema central do erro a fim de quantificar a incerteza associada com a utilização da técnica na estimativa de íons de potássio para dois tipos de solo; utilizaram-se, então, modelos matemáticos para estimar o íon potássio na solução dos solos a partir da condutividade elétrica aparente e umidade do solo fornecida por leituras da técnica da TDR cujos resultados foram comparados com a concentração de potássio determinada por espectrofotometria de chama. Os resultados demonstraram que o erro aleatório e o sistemático podem ser identificados pela métrica e que leituras médias da TDR aumentam significativamente a precisão da metodologia de determinação de potássio porém leituras aleatórias podem levar a um erro de ± 18,84 mg L -1 de K + na solução do solo (0-3 dS m -1 ) com 95,42% de confiança para um solo areia-franca, além de um erro de ± 12,50 mg L -1 de K + (0-2,5 dS m -1 ) em solução de solo com 95,06% de confiança para um solo argilo-arenoso.

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Spatial and temporal characterization of water and solute distribution patterns

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Water requirement and yield of fig trees under different drip irrigation management

Water requirement and yield of fig trees under different drip irrigation management

Sonda de tdr para a estimativa de umidade em bagaço de Cana-de-açúcar

Metrological assessment of TDR performance for measurement of potassium concentration in soil solution

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