Padrão espacial e temporal do armazenamento de água em um solo argiloso

Abstract

RESUMO: Com a ampliação do setor agrícola irrigado cresce também a busca pela viabilidade econômica para a produção vegetal. Para tanto, os sistemas de irrigação devem ser avaliados considerando seus aspectos técnicos e econômicos. Atualmente, a uniformidade de aplicação de água sobre a superfície do solo é um dos parâmetros mais importantes para a avaliação de um sistema de irrigação, porém, há indícios de que o armazenamento de água no solo é variável no espaço e sua capacidade de armazenamento e disponibilidade para as plantas dependem de fatores intrínsecos ao mesmo, tornando importante abordar, simultaneamente, as uniformidades de aplicação e de armazenamento de água no solo. Nesse contexto, o trabalho teve como objetivo avaliar a distribuição do armazenamento de água no perfil do solo, ao longo do tempo, durante o processo de secagem, a partir do aporte de água com diferentes padrões de aplicação, bem como a persistência de um padrão no domínio espaço-temporal, utilizando técnicas de geoestatística. A área de estudo está localizada na região Noroeste do Estado do Paraná, possui solo de textura argilosa, com teor elevado de argila (0,78 kgkg-1) caracterizado como Nitossolo Vermelho distroférrico. Para o presente estudo selecionou-se uma área entre aspersores espaçados de 6 metros entre linhas, com dimensões de 6,0 m de largura e 24,0 m de comprimento. Em toda a extensão da área havia cobertura morta onde foi semeado feijão em sistema de plantio direto com espaçamento 0,5 m x 0,1 m. As irrigações foram realizadas empregando-se um sistema de aspersão convencional fixo. Os espaçamentos entre aspersores foram diversificados a fim de promover diferentes padrões de aplicação. O armazenamento de água no solo foi monitorado por intermédio de 136 sondas de TDR instaladas entre 0 e 0,20 m de profundidade, sendo 88 sondas em malha, regularmente espaçadas, e 48 com amostragem aninhada desbalanceada. As medidas foram realizadas antes e após a irrigação e/ou chuva, periodicamente, ao longo do ciclo de secamento do solo. A lâmina aplicada foi mensurada por meio de uma malha de 88 coletores dispostos na superfície do solo ao lado das sondas da malha regular. Os dados foram submetidos à análise estatística clássica e análise exploratória espacial empregando-se ferramentas geoestatísticas. Os resultados evidenciaram que os diversos padrões de aplicação de água pouco influenciaram no padrão de armazenamento de água no solo, com alterações mais marcantes logo após a aplicação de água. Ficou evidente que, ao longo do processo de secagem, o sistema sempre retorna ao padrão de armazenamento que lhe é intrínseco. Os semivariogramas experimentais construídos evidenciaram que o armazenamento de água no solo apresenta estrutura de dependência espacial bem definida que pode ser expresso por meio de um semivariograma médio para todas as condições avaliadas. A presença da cultura, desenvolvendo-se ao longo do experimento, na área, não promoveu alterações no padrão de armazenamento, durante o processo de secagem, que pudessem ser identificadas

ABSTRACT: With the expansion of the irrigated agricultural sector the search for plant production economic viability also grows. Therefore, irrigation systems should be evaluated considering their technical and economic aspects. Currently, uniformity of application of water to the soil surface is one of the most important parameters for the evaluation of an irrigation system, however, there is evidence that soil water storage is variable in space and its storage capacity and availability to plants depend on factors intrinsic to the soil, making it important to simultaneously address the uniformities of application and water storage in the soil. In this context, the objective of this work was to evaluate the distribution of water storage in the soil profile, over time, during the drying process, from the supply of water with diferente application patterns, as well as the persistence of a pattern in the space-time domain, using geostatistical techniques. The study area is located in the Northwest region of the State of Paraná and presents clayey soil with a very high clay content (0.78 kgkg-1) characterized as a Distroferric Red Nitosol. For the present study, an area measuring 6.0 m wide and 24.0 m long was selected among sprinklers, spaced 6 meters between rows. Mulching was presente throughout the area and beans were sown under no-tillage system, spaced 0.5 m x 0.1 m. Irrigations were performed using a fixed conventional sprinkler system. The spacing between sprinklers have been diversified in order to promote different application patterns. Soil water storage was monitored by means of 136 TDR probes installed between 0 and 0.20 m depth, with 88 regularly spaced probes in a mesh and 48 with unbalanced nested sampling. The measurements were performed before and after irrigation and/or rain, periodically, throughout the cycle of soil drying. The applied water depth was measured by means of a mesh of 88 collectors arranged on the surface of the soil next to the regular mesh probes. The data were submitted to classical statistical analysis and spatial exploratory analysis using geostatistical tools. The results showed that the different water application patterns had little influence on the water storage pattern in the soil, with more noticeable alterations soon after the application of water. It became evident that, throughout the drying process, the system always returns to its intrinsic storage pattern. The experimental semivariograms constructed showed that the storage of water in the soil has a well defined spatial dependence structure that can be expressed by a mean semivariogram for all the conditions evaluated. The presence of the crop in the area, developing throughout the experiment, did not promote identifiable changes in the storage pattern, during the drying process