RESUMO: À medida que uma amostra de solo sofre deformação linear (h), a variação do índice de vazios em relação à deformação (dε/dh) e da respectiva variação da densidade do solo (dρ/dh) são coincidentes somente para um único valor de h. Decorrente disso, verifica-se experimentalmente que, para a mesma amostra de solo, há diferenças, tanto na pressão de preconsolidação (σp) como no índice de compressão (Ic), se forem determinados a partir das duas curvas de compressão, uma a base da ρ e outra a base do ε. A análise matemática, seguida da investigação experimental deste estudo, evidencia as causas e quantifica as diferenças na σp e no Ic, devido ao uso do ε ou ρ. A σp e o Ic foram calculados em 103 curvas de compressão de um Argissolo e em 193 de um Latossolo. A σp (kPa) com o uso da ρ (σpρ) foi maior que a σp com o uso do ε (σpε), e as diferenças dependeram menos do tipo de solo. As relações encontradas por regressão foram σpρ=0,8186 σpε+34,202 para o Argissolo e σpρ=0,8878 σpε+34,875 para o Latossolo. Diferentemente, o Ic foi afetado pela propriedade usada (ρ ou ε) para descrever a deformação e pelo tipo de solo. O Ic calculado com o uso da ρ foi maior que quando calculado com o uso do ε em quase todos os casos (96%) no Argissolo e raramente (em 12% dos casos) no Latossolo. Para uma ampla faixa de ρ, as evidências deste estudo indicam que o uso da ρ superestima a σp em relação ao uso do ε.

ABSTRACT: During linear deformation (h) in a soil sample, the variation of the void ratio with respect to deformation (dε/dh) and the respective variation of soil bulk density (dρ/dh) are identical only for a specific value of h. Consequently, if two compression curves are drawn for the same soil sample, one using ρ and the other using ε, there are differences in both the calculated precompression stress (σp) and compression index (Ic). In this study, we highlight the causes by a mathematical analysis and an experimental investigation, quantifying the differences in σp and Ic when using ε and ρ. σp and Ic were calculated for 103 compression curves of an ultisol and 193 of an oxisol. The σp (kPa) using ρ (σpρ) was greater than when using ε (σpε), and differences were rather independent of the soil type. The relations found by linear regression relating σpρ to σpε were σpρ=0.8186σpε+34.202 for the ultisol and σpρ=0.8878σpε+34.875 for the oxisol. In contrast, the used soil property (ρ or ε) as well as soil type affected Ic. Ic calculated using ρ was greater than when using ε in almost all (96%) of the cases for the ultisol, and in only 12% of the cases for the oxisol. For a wide range of ρ, evidence from this study indicated that the use of ρ overestimates σp when compared to the use of ε.

O índice S foi introduzido em 2004 numa publicação de A.R. Dexter. Esse índice foi proposto como um indicador da qualidade física do solo. Propôs-se um valor crítico para delimitar solos com qualidades físicas rica e pobre. Atualmente, o Brasil é líder mundial de citações do artigo de Dexter. Nessa publicação, a teoria do índice S é matematicamente revisitada e estendida. Demonstra-se que S se correlaciona matematicamente com a densidade e a porosidade total do solo. Como indicador absoluto, o valor de S tem demonstrado ser incapaz de predizer a qualidade física do solo. O valor crítico não permite previsões confiáveis sob diversas condições de contorno descritas na literatura. Esse fato é esperado, uma vez que o S é um parâmetro estático, portanto implicitamente incapaz de descrever processos dinâmicos. Como indicador relativo da qualidade física do solo, o índice S não possui valor adicional em relação à densidade do solo ou à porosidade do solo. A determinação da densidade ou porosidade do solo é muito mais simples que a determinação de uma curva de retenção para obtenção do S, razão pela qual se desqualifica o S como um indicador interessante da qualidade física relativa do solo. Entre as várias equações disponíveis para o ajuste da curva de retenção, a de Groenevelt-Grant é preferível para uso em combinação com o S, uma vez que um de seus parâmetros se correlaciona linearmente com S. Tendo como finalidade a descrição de processos dinâmicos, os esforços de pesquisa em física do solo deveriam se deslocar na direção da física do solo mecanística, em detrimento da busca por correlações empíricas como S, que, atualmente, representa muito mais do que deveria na física do solo no Brasil.

The S-index was introduced in 2004 in a publication by A.R. Dexter. S was proposed as an indicator of soil physical quality. A critical value delimiting soils with rich and poor physical quality was proposed. At present, Brazil is world leader in citations of Dexter's publication. In this publication the S-theory is mathematically revisited and extended. It is shown that S is mathematically correlated to bulk density and total porosity. As an absolute indicator, the value of S alone has proven to be incapable of predicting soil physical quality. The critical value does not always hold under boundary conditions described in the literature. This is to be expected because S is a static parameter, therefore implicitly unable to describe dynamic processes. As a relative indicator of soil physical quality, the S-index has no additional value over bulk density or total porosity. Therefore, in the opinion of the author, the fact that bulk density or total porosity are much more easily determined than the water retention curve for obtaining S disqualifies S as an advantageous indicator of relative soil physical quality. Among the several equations available for the fitting of water retention curves, the Groenevelt-Grant equation is preferable for use with S since one of its parameters and S are linearly correlated. Since efforts in soil physics research have the purpose of describing dynamic processes, it is the author's opinion that these efforts should shift towards mechanistic soil physics as opposed to the search for empirical correlations like S which, at present, represents far more than its reasonable share of soil physics in Brazil.

A difusividade térmica do solo sob condições de campo pode ser estimada a partir de dados da sua temperatura, mas pode também ser estimada por meio das propriedades individuais dos seus componentes junto com a sua organização espacial. A difusividade térmica foi determinada com base em dados de temperatura do solo registrados de meia em meia hora num Nitossolo Vermelho, empregando-se três procedimentos de cálculo (o da razão das amplitudes, da defasagem e do proposto por Seemann), bem como a partir das propriedades individuais dos seus componentes, fazendo-se comparação entre procedimentos e métodos. Para a determinação da difusividade para períodos de onda curtos (um dia), o procedimento da defasagem apresentou-se mais confiável do que o da razão de amplitudes ou o do Seemann, especialmente para a determinação em camadas mais profundas, onde as variações térmicas são pequenas, pois apresentou valores coerentes para a difusividade térmica. O método que utiliza propriedades individuais dos componentes do solo, com os valores da condutividade térmica para arenito e caulinita, resultou em estimativas da difusividade térmica da mesma ordem de grandeza. Ao longo da faixa de teores de água observada, de 0,26-0,34 m³ m-3, o valor médio da difusividade térmica foi de 0,034 m² d-1 na camada superficial (0,05-0,15 m) e de 0,027 m² d-1, na camada subsuperficial (0,15-0,30 m).

Under field conditions, thermal diffusivity can be estimated from soil temperature data but also from the properties of soil components together with their spatial organization. We aimed to determine soil thermal diffusivity from half-hourly temperature measurements in a Rhodic Kanhapludalf, using three calculation procedures (the amplitude ratio, phase lag and Seemann procedures), as well as from soil component properties, for a comparison of procedures and methods. To determine thermal conductivity for short wave periods (one day), the phase lag method was more reliable than the amplitude ratio or the Seemann method, especially in deeper layers, where temperature variations are small. The phase lag method resulted in coherent values of thermal diffusivity. The method using properties of single soil components with the values of thermal conductivity for sandstone and kaolinite resulted in thermal diffusivity values of the same order. In the observed water content range (0.26-0.34 m³ m-3), the average thermal diffusivity was 0.034 m² d-1 in the top layer (0.05-0.15 m) and 0.027 m² d-1 in the subsurface layer (0.15-0.30 m).

O tensiômetro de polímeros é um equipamento recentemente desenvolvido que permite medir o potencial matricial da água no solo desde a saturação até condições mais secas do que o ponto de murcha permanente. Nesta nota descreve-se a utilização de tensiômetros de polímeros em experimentos de evaporação de cilindros com solo deformado, para determinar as propriedades hidráulicas do material. Nos experimentos foi utilizada terra da camada superficial de um Nitossolo Vermelho. O uso de tensiômetros de polímeros em experimentos de evaporação com colunas de solo permitiu a determinação das relações entre condutividade hidráulica, teor de água e potencial matricial na faixa de potenciais matriciais entre -1 e -150 m.

The polymer tensiometer is a newly developed instrument to measure soil water pressure heads from saturation conditions to drier than the permanent wilting point. In this note we describe how the hydraulic properties of disturbed soil samples were determined in laboratory evaporation experiments with these polymer tensiometers. Soil material from the surface layer of an Ultisol was used. The relation among hydraulic conductivity, water content and pressure heads in the range from -1 to -150 m could be determined using polymer tensiometers in evaporation experiments.

O método original de Thornthwaite e Mather, proposto em 1955 para calcular o balanço hídrico semanal, é utilizado com freqüência devido à baixa exigência de dados de entrada e da obtenção de estimativas coerentes dos parâmetros do balanço. Como valor inicial para o início dos cálculos, geralmente assume-se que o armazenamento de água encontra-se na capacidade de campo ao fim do último mês da estação chuvosa. Ele será menor que a capacidade de campo em casos de climas áridos e semi-áridos. Para fechar o balanço, muitos ciclos iterativos podem ser necessários, o que pode ser complicado em muitas situações. Para climas áridos e semi-áridos com apenas uma estação seca, Mendonça desenvolveu em 1958 uma equação para quantificar o armazenamento no último mês da estação chuvosa, que permite fechar o balanço em um ciclo apenas. O balanço hídrico diário torna-se necessário para se obter estimativa de saídas mais precisas. Nessa nota, é apresentada uma rotina para expressar o armazenamento de água para o caso da ocorrência de mais de uma estação seca, uma situação que é bastante relevante quando é feito o balanço em escala diária, em regiões áridas e semi-áridas.

The original Thornthwaite and Mather method, proposed in 1955 to calculate a climatic monthly cyclic soil water balance, is frequently used as an iterative procedure due to its low input requirements and coherent estimates of water balance components. Using long term data sets to establish a characteristic water balance of a location, the initial soil water storage is generally assumed to be at field capacity at the end of the last month of the wet season, unless the climate is (semi-) arid when the soil water storage is lower than the soil water holding capacity. To close the water balance, several iterations might be necessary, which can be troublesome in many situations. For (semi-) arid climates with one dry season, Mendonça derived in 1958 an equation to quantify the soil water storage monthly at the end of the last month of the wet season, which avoids iteration procedures and closes the balance in one calculation. The cyclic daily water balance application is needed to obtain more accurate water balance output estimates. In this note, an equation to express the water storage for the case of the occurrence of more than one dry season per year is presented as a generalization of Mendonça's equation, also avoiding iteration procedures.

A capacidade de campo ou seu equivalente para culturas em vaso, a "capacidade de vaso", é um dado importante para o manejo da irrigação. O objetivo deste trabalho foi determinar, em vasos preenchidos com material de dois solos diferentes (um argiloso e um de textura média), o teor de água e a taxa de perda de água em função do tempo e, a partir dessas determinações, estabelecer valores para a capacidade de vaso a partir de diferentes critérios. Conclui-se que o teor de água final extrapolado da curva observada teta-t é um bom estimador da capacidade de vaso, especialmente para os casos em que a tolerância de perda de água é pequena. Não é recomendável estimar a capacidade de vaso com base em valores "tradicionais" de potencial matricial ou de tempo de drenagem, pois os valores são superestimados em relação aos teores obtidos com base na curva teta-t e correspondem a altas taxas de redução de teor de água.

The field capacity, or its equivalent for soils in pots, the "pot capacity", is an important parameter for irrigation management. We aimed to determine both water content and water loss as a function of time in pots filled with material of a clayey and a medium-textured soil. From these data the pot capacity water content was estimated using different criteria. It was concluded that the final water content extrapolated from the observed q-t curve is a good estimator of the pot capacity, especially in situations of low water loss tolerance. An estimation of the pot capacity according to "traditional" pressure heads or drainage times is not recommended, since the obtained values are overestimated, compared to the values obtained by the q-t curve and correspond to high reduction rates of the water content.

O uso da técnica da reflectometria no domínio do tempo (TDR), para determinação da umidade do solo, vem ganhando cada vez mais espaço e a medição da umidade por camadas do solo através de hastes segmentadas é um recurso que amplia a utilidade desta técnica. Estudos do desempenho do TDR com hastes segmentadas são poucos e sugerem problemas na sua utilização. Um experimento com 48 hastes TDR de cinco segmentos, instaladas em uma transeção num Latossolo Vermelho-amarelo, de textura média, foi conduzido em dois períodos nos anos de 2000 e 2001, com a coleta de dados de umidade através de tensiometria e da leitura do TDR. Efetuou-se uma determinação intensiva de curvas de retenção da água no solo, de modo a se utilizar, como padrão, a umidade determinada por tensiometria. A análise dos dados revelou que o padrão de variação das leituras do TDR divergiu entre os dois períodos, ao contrário da umidade. Não foi possível encontrar uma curva de calibração que pudesse ser utilizada em todas as hastes. Ajustes por profundidade ou por haste exibiram coeficientes de determinação muito baixos. As curvas de calibração ajustadas aos dados de cada segmento mostraram grande variedade de respostas, com coeficientes de determinação desde próximo de zero até acima de 0,98, não sendo possível identificar tendências nessas variações; além do que, elas não se manifestaram correlacionadas entre um período e outro mas, de modo geral, indicaram menor variabilidade e maior coeficiente de determinação para o primeiro período que para o segundo. A análise de semelhanças do coeficiente angular das retas de calibração sugere dependência espacial para algumas camadas, embora não tenha sido possível modelá-la; também, não se encontrou relação da calibração com alguns atributos do solo determinados. Referidas análises foram comprometidas pela grande variabilidade encontrada para a taxa de resposta do TDR em função da umidade do solo, o que, na prática, pode inviabilizar o uso deste tipo de TDR segmentado no campo.

The time domain reflectometry (TDR) technique has become a popular way of measuring soil water content and the use of multilevel probes increases its applicability. The few existent studies about multilevel probes in the field suggest their use could be problematic. An experiment with 48 five-segment probes was conducted in a transect in a Red-yellow Oxisol during two periods in 2000 and 2001, collecting data of soil water content by tensiometry simultaneously with the respective TDR measurement. Detailed soil water retention curves were obtained to allow use of tensiometer observations as a standard. Analysis showed that TDR response pattern was different between periods contrary to soil water content. It was not possible to obtain a calibration curve that could be used for all probes. Adjustments per probe or layer showed very small determination indexes. Calibration curves fitted to the data per segment showed high variability, with coefficient of determination between close to zero and above 0.98, and no trends were found in these variations. Calibration curves from the first period were not correlated to those from the second. Generally variations were smaller and determination cofficientes higher for the first period. Spatial dependence appeared to exist between calibration curves at some depths, but it could not be modeled. No correlation was found between calibration and some soil attributes. These analyses were difficult due to the large variability found for the relation between TDR response and soil water content, suggesting this kind of TDR probe is unsuitable for field applications.