Spatial variability and temporal stability of water storage in a cultivated tropical soil

Abstract

Irrigated agricultural fields usually show variable crop water demand. If water application is done to match this spatially variable demand, the water use efficiency can be substantially improved. Soil water management by irrigation has been one of the most important factors to increase crop yield. To look for the economic viability of the process, the use of several inputs, particularly water, should be done with high efficiency levels. Historically, irrigation uniformity has been evaluated above the soil surface, in which applied water was the only factor to be taken into account. However, the crop will respond to soil water content uniformity, which can differ from the uniformity of water application. To evaluate temporal stability of spatial pattern of soil water storage (SWS), this work was done on a Brazilian clayed soil. Volumetric water content from soil surface to 0,30m depth, was measured by TDR in 80 points regularly spaced (3 x 3 m) on an experimental area cultivated with bean crop, irrigated by conventional sprinkling. The evaluations were done immediately before and after a water application by irrigation. Experimental semivariograms made from values obtained in the field showed that SWS distribution was spatially structured and strongly stable in time, being regulated mainly by intrinsic factors of the soil. In addition, obtained results showed that water application uniformity did not influence the spatial distribution pattern of SWS in these soil conditions. Key words: irrigation, geostatistics, soil water uniformity, TDR. RESUMO VARIABILIDADE ESPACIAL E ESTABILIDADE TEMPORAL DO ARMAZENAMENTO DE ÁGUA EM SOLO TROPICAL CULTIVADOA busca da viabilidade econômica do processo de produção vegetal tem levado produtores à adoção de técnicas de agricultura de precisão. Assim, vem ganhando espaço, em diversas regiões do mundo, a aplicação diferenciada de água, caracterizando a irrigação de precisão. Na irrigação por aspersão, a uniformidade de aplicação de água é base para as análises econômicas do processo de produção. Historicamente, a uniformidade tem sido avaliada sobre a superfície do solo. No entanto, a cultura responderá à uniformidade da umidade do solo, a qual pode diferir da uniformidade de aplicação. Assim, é importante avaliar a uniformidade de distribuição no solo, o que depende de muitas medidas no espaço, repetidas no tempo. O esforço amostral para a realização destas medidas é expressivamente reduzido quando se emprega a técnica da TDR. Para avaliar a estabilidade temporal do padrão espacial do armazenamento de água no solo, este trabalho foi desenvolvido em um solo argiloso do Brasil. A umidade volumétrica do solo na camada de 0 a 0,30 m de profundidade foi medida por TDR em 80 pontos regularmente espaçados (3 m x 3 m), em área cultivada com feijão, e irrigada por aspersão convencional. As avaliações foram realizadas imediatamente antes e depois de eventos de chuva ou irrigação. Em semivariogramas experimentais, construídos a partir dos valores medidos, observa-se que no armazename...

Persistencia Temporal Do Armazenamento De Água No Solo Para Definição Da Região De Monitoramento Em Área Irrigada

“…Therefore, together, this position best expresses an estimate of the average ARM of the experimental area, for both surface conditions. These results are supported by the fact that the ARM has temporal persistence of the spatial pattern during the process of soil drying and the crop does not interfere in this process (GONÇALVES et al, 2010), as it can be seen in the work of Alves et al, (2011); Zhang et al, (2011); Cerqueira et al, (2014); Guimarães et al, (2010); Korres et al, (2015).…”

“…In general, some soil moisture sensors are installed in the cropped area and the mean values obtained are used as a representative value for the entire area as several studies show that this soil property varies in space and in time. In addition, this variability in space often presents a structure of spatial dependence, as demonstrated by several authors (GONÇALVES et al, 1999;GONÇALVES et al, 2010;VIEIRA et al, 2010;KORRES et al, 2015). To ensure the reliability of a mean value obtained, the number of experimental points must increase with the variability of soil moisture.…”

Precipitação Mensal Provável No Noroeste Do Paraná

“…Para avaliação da dependência espacial da precipitação provável mensal, foram construídos semivariogramas experimentais. Pode-se observar na Figura 4 que, os meses de janeiro, fevereiro, abril, maio, julho, setembro e dezembro apresentaram estrutura de dependência espacial, possibilitando o ajuste de um único modelo ao conjunto de valores de semivariância (GONÇALVES et al, 2010). O modelo esférico foi adotado por apresentar melhor ajuste aos dados de precipitação (BAÚ et al, 2016;LIMA et al, 2016).…”

Estabilidade Temporal Da Variabilidade Espacial Da Umidade Do Solo Obtida No Campo E No Laboratório

“…Essa condição tendo sido corriqueiramente estimada por meio de uma amostragem aleatória de alguns pontos no domínio. No entanto essa estratégia pode gerar resultados insatisfatórios uma vez que θ (GONÇALVES et al, 1999;REZENDE et al, 2002;GONÇALVES et al, 2010;GUIMARÃES et al, 2010;SALVADOR et al, 2012) e a umidade do solo obtida da curva de retenção de água no solo (θCRAS) (MOHANTY; MOUSLI, 2000) pode apresentar variabilidade espacial. Além disso, para que haja uma qualidade na inferência, deve-se adotar grande números de pontos amostrados.…”