Spatialization of Electrical Conductivity and Physical Hydraulic Parameters of Soils Under Different Uses in an Alluvial Valley

Abstract

Evaluating spatial variability of hydraulic properties and salinity of soils is important for an adequate agricultural management of alluvial soils, and protection of riparian vegetation. Thus, the objective of this work was to evaluate the accuracy of geophysical techniques for indirect measurements of apparent electrical conductivity (ECa), using an electromagnetic induction equipment (EM38®), and soil physical hydraulic parameters and their spatial interrelations. The study was carried out at the Advanced Research Unit of the UFRPE, in the Brígida River Basin, in Panamirim, state of Pernambuco, Brazil, in the second half of 2016. This river had a 100 m wide riparian forest strip transversely to the river bank on both sides of the river. A regular 20×10 m grid with 80 points was used to evaluate the soil hydraulic conductivity and ECa. The geostatistics showed the spatial dependence and the dependence of the soil attributes, their spatialization, and precise mapping through indirect readings. Most of the variability (86%) in soil electrical conductivity was explained by indirect readings using the EM38®. Ranges of 80 m, 380 m, and 134 m were found for soil moisture, ECa, and hydraulic conductivity, respectively, presenting strong spatial dependence. The results showed the importance of riparian forests to the maintenance of soil moisture and porosity to the improvement of soil water infiltration capacity even under severe water deficit conditions and soil subsurface layers.

Variabilidade Espacial Da Umidade E Condutividade Elétrica Do Solo Em Vale Aluvial Utilizando Técnicas Geofísicas

“…O método que apresentou melhor desempenho foi o de Rhoades & Corwin (1981) A Figura 3B apresenta a relação entre as CEa de Rhoades & Corwin (1981) e CEes considerando conjuntamente as medições efetuadas neste estudo e as obtidas por Lopes & Montenegro (2019a), verificando-se elevado coeficiente de determinação e coeficiente angular da reta de regressão próximo a 1. Rhoades & Corwin (1981) para as condutividades elétricas em diferentes profundidades (A) e em períodos sem restrição hídrica e com restrição hídrica considerando Lopes & Montenegro (2019a) (B), (**, * -Significativo a p ≤ 0,01 e 0,05, respectivamente, pelo teste F). Fonte: elaborado pelos autores.…”

“…Experimento anterior, na mesma área de estudo, foi desenvolvido por Lopes & Montenegro (2019a), em setembro de 2016, durante a estação seca e com elevado déficit hídrico. Observou-se uma precipitação acumulada de 500 mm e uma evapotranspiração potencial de aproximadamente 2400 mm entre os experimentos.…”

“…Nota-se ainda na Tabela 1, que os valores de CEa variam de 0,51 a 14,39 dS m-1 e possuem valores médios de 3,90, 4,81 e 2,31 dS m-1, para as camadas de 0-0,3 m; 0,3-0,6 m e 0,6-0,9 m, respectivamente. Em período de restrição, hídrica Lopes & Montenegro (2019a) relataram valores de CE que variaram de 0,3 a 10 dS m-1, que se assemelha com o do presente estudo. Apesar deste estudo ser em período sem restrição hídrica, é notado que a evapotranspiração potencial é maior que a precipitação acumulada no intervalo entre os referidos trabalhos, o que contribui para limitar a lixiviação dos sais.…”

“…O uso de instrumentos de medição eletromagnética, a exemplo do EM38 ® , para investigação de características do solo já foi alvo de várias pesquisas, em que foi observada ampla aplicabilidade, a exemplo de Montenegro et al (2010) e Lopes & Montenegro (2019a). Adicionalmente, a adoção de técnicas geofísicas na agricultura de precisão permite maior rapidez e redução de custos na determinação de variáveis físico-hídricas do solo, em comparação com métodos diretos (BRAMLEY & OUZMAN, 2019;LOPES & MONTENEGRO, 2019b).…”

“…Adicionalmente, a adoção de técnicas geofísicas na agricultura de precisão permite maior rapidez e redução de custos na determinação de variáveis físico-hídricas do solo, em comparação com métodos diretos (BRAMLEY & OUZMAN, 2019;LOPES & MONTENEGRO, 2019b). Lopes & Montenegro (2019a) desenvolveram análise geoestatística utilizando o EM38 ® na mesma área objeto desse estudo, em período seco e de baixa disponibilidade hídrica no solo, constatando adequado desempenho dos modelos na análise espacial da salinidade e umidade do solo, em particular do modelo de Rhoades & Corwin (1981).…”