Avaliação de modelos para estimar a condutividade elétrica e a concentração de potássio na solução do solo usando Reflectometria no Domínio do Tempo (TDR)

• Ano de defesa: 2006
• Autor(a) principal: Santana, Gessionei da Silva
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; BR; Construções rurais e ambiência; Energia na agricultura; Mecanização agrícola; Processamento de produ; Doutorado em Engenharia Agrícola; UFV
• Palavras-chave em Português: Fertirrigação; Irrigação; Reflectometria no Domínio do Tempo; Fertirrigation; Irrigation; Time domain reflectometry; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::RECURSOS HIDRICOS
• Link de acesso: http://locus.ufv.br/handle/123456789/765

A Reflectometria no Domínio do Tempo (TDR) é uma técnica que vem se despontando nos últimos anos, como uma atrativa ferramenta no monitoramento do teor de água no solo (θ) e da condutividade elétrica aparente do solo (CEa), sendo isso feito, em tempo real, de forma automatizada, rápida e com o mínimo distúrbio da estrutura do solo. Aliado a isto, esta técnica viabiliza, de forma indireta, o conhecimento da condutividade elétrica da solução do solo (CEw) e da concentração de nutrientes nesta solução (Ci) (WRAITH & DAS, 1998; MMOLAWA & OR, 2000 e NOBORIO, 2001). Objetivou-se com este trabalho, avaliar, em condições de laboratório e de campo, seis modelos que relacionam θ, CEa e CEw (RHOADES et al., 1976; NADLER et al., 1984, modificado por RHOADES et al., 1989; RHOADES et al., 1989; MUALEN & FRIEDMAN, 1991; HEIMOVAARA et al., 1995; VOGELER et al., 1996), quanto à sua capacidade de estimar a CEw e a concentração de potássio na solução do solo (K), a partir de dados de θ e CEa, obtidos por meio da técnica da TDR, bem como, a viabilidade de uso dessa técnica no monitoramento da variação temporal e espacial de θ, CEa e CEw, em condições de campo. Para se estimar K, os modelos foram adaptados com relações entre CEw e K do tipo potência (MMOLAWA & OR, 2000) e linear (HEIMOVAARA et al., 1995; VOGELER et al., 1996). Na etapa de laboratório, um solo aluvial de classes texturais franca (CTf) e franco-arenosa (CTfa) foi acondicionado em vasos, de forma a se obter densidades semelhantes àquelas que ocorrem em condições de campo. Com o solo correspondente a cada classe textural, montou-se uma bancada de 25 vasos, nos quais se aplicou cinco soluções de cloreto de potássio, com condutividades elétricas iguais a 1,0; 2,5; 4,0; 5,5 e 7,0 dS m-1, de forma a se obter cinco teores de água no solo, correspondentes a 20; 40; 60; 80 e 100% da água disponível. Na etapa de campo, duas trincheiras foram feitas em um bananal fertirrigado por um sistema de irrigação do tipo microaspersão. As trincheiras foram abertas na direção diagonal, em relação às linhas de plantio, partindo-se da planta para o microaspersor e, após a instalação das sondas de TDR, estas foram fechadas e mantidas em repouso por um período de 60 dias. Em uma das duas trincheiras, nas quais se monitorou a CEa, θ e CEw, o bananal foi adubado com 432 kg ha-1 de K2O por ano e na outra trincheira, adubado com 1.008 kg ha-1 de K2O por ano. Para ambas as etapas (laboratório e campo), leituras de θ e CEa foram feitas por meio de um equipamento de TDR. A solução do solo foi extraída com o uso de extratores para, posteriormente, determinar CEw e K. A CEw foi determinada por meio de condutivímetro de mesa e K por meio de espectrofotômetro de chama. Na etapa de campo, o monitoramento de θ e CEa foi feito em 22 posições de perfis de solo; o equipamento de TDR foi acoplado a quatro caixas multiplexadoras (contendo cada uma oito canais), nas quais foram conectadas 22 sondas de TDR. Por sua vez, o monitoramento da CEw foi feito em seis das 22 posições. Na etapa de campo, em cada trincheira, efetuaram-se leituras de θ, CEa e CEw durante oito dias, cobrindo dois eventos de fertirrigação. As leituras de θ e CEa foram feitas a cada 15 minutos, sendo seus valores armazenados em um datalogger. A solução do solo foi coletada 45 minutos antes e 45 minutos após cada evento de fertirrigação e, a partir daí, em intervalos de 24 horas, até 24 horas após o segundo evento de fertirrigação. Para a etapa de campo, após o ajuste dos modelos aos dados de θ, CEa e CEw e, por conseguinte, obtidos os valores dos parâmetros desses modelos, procedeu-se, com o modelo que melhor se ajustou aos dados de θ, CEa e CEw, a uma estimativa da CEw para todo o perfil do solo monitorado com a TDR (22 posições). Em seguida, perfis de θ, CEa e CEw foram feitos com os valores de θ e CEa obtidos com a TDR e de CEw estimados. Tais perfis foram feitos para os seguintes momentos: três horas antes e três horas após cada evento de fertirrigação e, a partir daí, em intervalos de 24 horas, até 24 horas após o segundo evento de fertirrigação, para as duas doses de K2O. A avaliação dos modelos, quanto à sua capacidade de relacionar as variáveis θ, CEa e CEw e θ, CEa e K, foi realizada com base no coeficiente de concordância (D), proposto por WILLMONTT (1981), no coeficiente de determinação (R2) e no coeficiente angular da equação de uma reta do tipo Y = aX, após otimização de seus ajustes, por meio de planilha eletrônica. É possível estimar a CEw, a partir de dados de θ e CEa, para condição de laboratório, por meio dos modelos avaliados, assim como, K, a partir de dados de θ e CEa, para condição de laboratório, por meio dos modelos de RHOADES et al. (1976), VOGELER et al. (1996) e MUALEN & FRIEDMAN (1991), adaptados com uma relação entre CEw e K do tipo potência, nas faixas de 0 a 60 e 0 a 120 mg L-1, para solos de CTf e CTfa, respectivamente. Os modelos estimaram bem a CEw, a partir de θ e CEa, obtidos por meio da técnica da TDR, em condições de campo, sendo que, os modelos de RHOADES et al., (1976) e VOGELER et al., (1996) foram os melhores; é possível monitorar a variação espacial e temporal de θ, por meio da técnica da TDR, em condições de campo, mas, essa capacidade se reduz com o aumento da salinidade do solo, implicando em redução da qualidade dos dados por ela obtidos; e a técnica da TDR apresentou limitação no monitoramento da variação espacial e temporal de CEa e CEw, em condições de campo, principalmente no solo da trincheira, na qual, o bananal foi adubado com 1.008 kg ha-1 de K2O por ano.