ABSTRACT Soil water retention is among the soil hydraulic properties most routinely measured in studies of soil physics and related areas. This property is used in dynamic simulations of vadose zone processes such as soil water availability, surface boundary processes of evaporation and infiltration, and the fate of soil pollutants. The most common measurement technique consists in establishing a hydrostatic equilibrium between an initially saturated soil sample and a porous medium at a certain tension on a tension table or pressure plate. However, there is reasonable doubt about the assumed hydrostatic equilibrium, especially in the dry range at low pressure heads. In this study we compared the traditional pressure plate apparatus protocol to an inverse parameter estimation protocol based on a transient evaporation experiment. Independent pressure head measurements using a dewpoint device were also performed. We sampled a variety of soil textures typical of the Brazilian subtropical humid zones, aiming to show differences between textures in their subjection to hydraulic nonequilibrium. The performed experiments allow to conclude that the two compared protocols showed real pressure heads in samples on a pressure plate to be less negative than the assumed ones, leading to an overestimation of the soil water content in the dry range at low pressure heads, especially in fine-textured soil samples. This affects the reliability of most soil hydraulic databases, derived PTFs in the dry range, as well as the wilting point estimation. Water availability predictions based on total and readily available water are more sensitive to the water retention measurement method when the chosen lower limits of available water are closer to the wilting point. In this sense, irrigation timing criteria based on readily available water should be preferred over total available water, especially for fine-textured soils. Finally, given the low reliability of the pressure plate apparatus for low pressure heads, possibly biasing hydrological simulations and their interpretation, alternative measurement methods for the drier part of the soil water retention curve should be preferred, e.g., the proposed inverse modeling of evaporation experiments.

ABSTRACT Among the equations available to describe the relation between matric potential and soil water content, the soil water retention function, the most commonly used is the equation proposed by Van Genuchten in his 1980 landmark paper. In soil physics literature, especially in Brazil, several authors relate the inverse of the Van Genuchten parameter α to the air-entry pressure. This study aimed to show this common interpretation to be erroneous, as 1/α corresponds to water contents lower than saturation. The deviation depends on the m parameter. In fact, α is merely a scaling parameter relative to the matric potential axis. Recognizing this mathematical fact may improve the interpretation of soil hydraulic properties based on water retention parameters.

RESUMO O solo é um dos compartimentos de água de maior importância em uma bacia hidrográfica. A vegetação depende majoritariamente da água retida pelo solo para atender às suas demandas; e o início do escoamento superficial depende fortemente da umidade inicial do solo. Este estudo teve como objetivo avaliar a permanência da efetividade da água no solo sob condições de vegetação preservada no bioma Caatinga, Semiárido do Nordeste brasileiro. Para isso, foram analisados dados horários de umidade do solo através de sensores TDR obtidos entre os anos de 2003 e 2010 para três associações solo-vegetação presentes na Bacia Experimental de Aiuaba. Os resultados indicam que, durante nove meses ao ano, a água no solo encontra-se abaixo do ponto de murcha permanente para duas associações, cujos solos são Argissolo Vermelho -Amarelo e Luvissolo Hipocrômico. Na terceira associação, cujo solo é raso (Neossolo litólico), a água encontra -se não efetiva durante quatro meses ao ano. Avalia-se que a maior permanência de água neste solo dê-se pela limitação de percolação profunda, induzindo o escoamento sub-superficial; o que não se verifica nos solos mais profundos. Verificou-se in situ que o longo período de umidade abaixo do ponto de murcha permanente não comprometeu a vida das espécies da Caatinga. Após o início de cada período chuvoso, observa -se o crescimento de uma densa massa de vegetação, apesar do longo período sob estresse hídrico.

ABSTRACT Soil is an important water compartment into a watershed scale, mainly due to its role in providing water to plants and to the influence of antecedent moisture on the runoff initiation. The aim of this research is to assess the permanence of water effectiveness in the soil under preserved-vegetation constraints in the Caatinga biome, in the semiarid northeastern Brazil. For this purpose, hourly soil moisture measurements were collected with TDR and analyzed between 2003 and 2010 for three soil-vegetation associations in the Aiuaba Experimental Basin. The results showed that in nine months per year soil moisture was below wilting point for two associations, whose soils are Chromic Luvisol and Haplic Lixisol (Abruptic). In the third association, where the shallow soil Lithic Leptosol prevails, water was found non-effective four months per year. A possible reason for the high water permanence in the shallowest soil is the percolation process, generating sub-surface flow, which barely occurs in the deeper soils. In situ observations indicates that the long period of soil moisture below the wilting point was not enough to avoid the blooming season of the Caatinga vegetation during the rainy periods. Indeed, after the beginning of each rainy season, there is a growth of dense green vegetation, regardless of the long period under water shortage.

O objetivo deste trabalho foi representar a umidade do solo no perfil correspondente à zona das raízes a partir de sensores TDR em uma área preservada do Bioma Caatinga e analisar as equações de ajuste de umidade espacializadas sob diferentes camadas do perfil do solo. Para isso, foram analisadas três classes de solo (Argissolo Vermelho-Amarelo; Luvissolo Hipocrômico; Neossolo Litólico) presentes na Bacia Experimental de Aiuaba, Semiárido do Nordeste do Brasil. Os parâmetros físico-hídricos que representam as faixas limítrofes de retenção da água no solo (capacidade de campo, ponto de murcha permanente e umidade residual) foram coletados em quatro campanhas, em seis pontos e nos perfis correspondentes à profundidade efetiva das raízes totalizando 216 amostras analisadas. Para avaliação dos modelos de regressão utilizaram-se o coeficiente de determinação, a escala de Pearson e o índice de desempenho. Os resultados indicam que os parâmetros analisados são homogêneos para os perfis de solo estudados. O coeficiente de correlação de Pearson indica desempenho moderado para as equações de ajuste. Entretanto, o índice de confiança do modelo de regressão linear foi enquadrado como péssimo para o Argissolo Vermelho-Amarelo, sofrível para o Luvissolo Hipocrômico e mau para o Neossolo Litólico para os dados do mês chuvoso, e péssimo para todas as classes no período seco. Os usos dos modelos de regressão são mais recomendados para os períodos de maior umidade do solo.

The purpose of this study was to represent the soil moisture in the profile corresponding to the root zone from TDR sensors in a preserved area of the Caatinga biome and analyze the spatialized moisture adjustment equations under different layers of the soil profile. For that, we analyzed three classes of soil (red yellow Ultisol; Hypochromic Luvisol; Udorthent) in the Aiuaba Experimental Watershed, located in the semiarid zone of northeastern Brazil. The hydro-physical parameters representing the soil water retention (field capacity, wilting point and residual moisture) were collected in four campaigns, in six points and in the profiles corresponding to the effective root depth, totaling 216 samples. For the evaluation of the regression models, we used the coefficient of determination, the Pearson correlation and the performance index. The results indicate that the analyzed parameters are homogeneous for the studied soil profiles. The Pearson correlation coefficient indicates a moderate performance for all regression equations. However, the confidence index was determined as very bad for the Red-Yellow Ultisol, passable for the Hypochromic Luvisol and bad for the Udorthent, for the rainy season, and very bad for all classes, for the dry season. Therefore, the use of the regression models is more indicated for periods of higher soil moisture.

Cinco genótipos de Coriandrum sativum, procedentes de diferentes regiões do Estado do Ceará e duas cultivares comerciais, foram avaliados objetivando-se identificar genótipos com potencial agronômico para serem utilizados em programa de melhoramento genético por meio de análise de desempenho e divergência genética. O trabalho foi conduzido no período de setembro a dezembro de 2007 no município de Fortaleza-CE. O delineamento utilizado foi o aleatorizado em blocos com três repetições, onde os genótipos e cultivares foram considerados tratamentos. Na análise de desempenho verificou-se diferença entre as médias dos genótipos avaliados para as características: altura da planta, diâmetro do colo, surgimento da primeira inflorescência, antese, média de umbeletes/umbela, início e término do amadurecimento dos frutos. Entretanto, para as características agronômicas, número de folhas aproveitáveis e peso de cem frutos, não se verificou diferença entre as médias dos genótipos avaliados em relação às cultivares comerciais. Quanto à divergência, o genótipo 1, proveniente da região litorânea de Caucaia, foi o mais divergente, podendo ser usado em cruzamentos com os demais genótipos para a obtenção de populações segregantes. Os genótipos mais similares foram o Verdão-SF177 e o genótipo proveniente de Juazeiro. Os resultados do agrupamento não mostraram relação com as diferentes localizações geográficas dos genótipos avaliados.

Five genotypes of coriander (Coriandrum sativum) from different regions of Ceara-Brazil and two cultivars were assessed with the objective to identify genotypes with agronomic potential for use in breeding program using performance analysis and genetic divergence. The study was conducted during the period of September to December, 2007 in Fortaleza - Ceará. It was used a randomized blocks design with three replicates where the genotypes and cultivars were considered treatments. In the performance analysis, difference was observed among the averages of genotypes evaluated for the following characteristics: height of the plant, diameter, emergence of the first inflorescence, anthesis, mean umbellate/umbel, beginning and end of the ripening fruit. The treatments from Caucaia and Juazeiro were the most regular regarding precocity. However, considering agronomic characteristics, number of usable leaves and weight of a hundred fruit, there was no difference between the averages of the evaluated genotypes in relation to commercial cultivars. With the divergence analysis, the genotype 1, from the coastal region of Caucaia was the most divergent and can be used at crossings with other genotypes for obtaining segregating populations. The genotypes that had lower genetic distance were Verdão SF177 and genotype from Juazeiro (semi-arid zone). The results of the group showed no relationship to the different geographical locations of genotypes evaluated.