A capacidade de campo é um parâmetro de inegável relevância para o manejo adequado da irrigação. A partir da determinação confiável do conteúdo de água no solo na capacidade de campo, pode-se otimizar a produtividade das culturas agrícolas, maximizando a eficiência do uso da água pelas plantas e evitando a contaminação do lençol freático por lixiviação de fertilizantes e agroquímicos. Nesse sentido, o trabalho teve como objetivo avaliar a capacidade de campo (a) pelo cálculo da densidade de fluxo da água durante o processo de redistribuição no experimento clássico de determinação desse parâmetro e (b) a partir de uma dada tensão da água na curva de retenção, em um Latossolo Vermelho-Amarelo textura média, localizado em área experimental da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, município de Piracicaba, Estado de São Paulo (Brasil). Para isso, instalaram-se no solo, até a profundidade de 1,9 m, 60 tubos de acesso a uma sonda de nêutrons, numa rede de malha quadrada de 5 m (6 x 10 pontos amostrais), e, adjacente a cada tubo, dois tensiômetros, um a 0,75 m e outro a 0,85 m de profundidade. Nos 60 pontos (locais) amostrais, desenvolveu-se um experimento similar ao experimento clássico de determinação da capacidade de campo, no qual o solo foi devidamente submetido a uma lâmina de infiltração visando à saturação do seu perfil; sua superfície, coberta com lona plástica para evitar fluxo de água através dela; e a redistribuição da água, monitorada até a profundidade de 0,8 m durante 20 dias. Observou-se que o conteúdo de água correspondente a uma densidade de fluxo de 1,0 mm dia-1 é a melhor estimativa da capacidade de campo para esse solo, uma vez que as densidades de fluxo de 0,1 e 0,01 mm dia-1, também recomendadas para estimar a capacidade de campo, são muito baixas, a ponto de não terem sido alcançadas neste estudo. Quanto aos resultados obtidos pelo método baseado na curva de retenção, utilizando-se o conteúdo de água correspondente à tensão de 10 kPa em curvas de retenção elaboradas no campo e no laboratório também para os 60 pontos, na profundidade de 0,8 m, observou-se que os valores obtidos a partir das curvas de retenção elaboradas no campo e no laboratório subestimaram e superestimaram, respectivamente, aqueles baseados na densidade de fluxo da água de 1,0 mm dia-1, e a medida de campo foi mais confiável.

Field capacity is a parameter of undeniable importance for an adequate irrigation management. From the reliable determination of soil water content and field capacity, crop yields cam be optimized, maximizing the plant water use efficiency and preventing groundwater contamination by leaching of fertilizers and agrochemicals. The objective of this study was to evaluate field capacity (a) from the calculation of soil water flux density during water redistribution in a classical experiment to determine this parameter and (b) from a given soil water tension in the retention curve. The soil was a medium texture Red Yellow Latosol, in an experimental area of the Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", county of Piracicaba, State of São Paulo, Brazil (22º42'43'' S, 47º37'10'' W, 591 m asl). Sixty neutron probe access tubes were installed in the soil profile in a 5 m square mesh grid (6 x 10 sampling points) and adjacent to each tube two tensiometers (depth of 0.75 and 0.85 m). At the 60 sampling points, a similar experiment as described above was carried out, in which a great amount of water was applied to the soil surface to saturate the profile to a depth of 0.8 m. Then the soil surface was covered with a plastic tarpaulin to avoid water flows. Water redistribution was monitored in the 0.0-0.8 m layer for 20 days. The best estimation of field capacity for this soil was the soil water content at a soil water flux density of 1.0 mm day-1, since the flux densities of 0.1 and 0.01 mm day-1, also recommended to estimate field capacity, are so low that they were not even reached in this study. By the method based on the soil water retention curve, using the soil water content at a tension of 10 kPa in soil water retention curves determined in field and laboratory, also for the 60 experimental points (depth of 0.8 m), it was observed that the values obtained from field retention curves were lower and values obtained from laboratory retention curves were higher than those based on a flux density of 1.0 mm day-1; in comparison, the field measurements were more consistent.

A determinação da condutividade hidráulica como variável do conteúdo de água volumétrico, K(θ), é essencial para resolver, por exemplo, problemas de drenagem. Todavia, diferentes métodos de determinação podem produzir resultados distintos, dependendo dos pressupostos assumidos. Objetivou-se com este estudo avaliar o desempenho de métodos diretos no campo (perfil instantâneo, métodos do fluxo e da umidade) e indireto no laboratório (a partir da condutividade hidráulica do solo saturado e da curva de retenção) na estimativa da relação K(θ). O experimento foi realizado em Piracicaba, Estado de São Paulo, Brasil, em um Latossolo Vermelho-Amarelo textura argiloarenosa, entre os meses de junho e agosto de 1999, por serem de baixa precipitação pluvial média mensal. A função K(θ) fornecida pelos diferentes métodos foi comparada utilizando-se o erro máximo absoluto e o índice da concordância. Todos os métodos apresentaram limitações na determinação da função K(θ) na tensão próxima à de saturação, sendo os maiores erros identificados nessa faixa de umidade. Os métodos do fluxo, da umidade e indireto no laboratório tiveram concordância de moderada a fraca quando comparados ao método do perfil instantâneo, mostrando que no solo Latossolo Vermelho-Amarelo textura argiloarenosa assumir que o gradiente é unitário resultou em estimativas errôneas dos valores de K(θ), causadas pela falta de homogeneidade no perfil do solo.

The hydraulic conductivity, determined as a function of the volumetric soil water content K(θ), is essential to solve, e.g., drainage problems. However, the results of different methods vary according to the different assumptions. The objective of this study was to compare direct field methods (Instantaneous Profile, Flux and Humidity) and indirect laboratory methods for estimating the hydraulic conductivity as a function of soil water content, K(θ). The experiment was carried out in Piracicaba, State of São Paulo (Brazil), with a sandy clay texture Typic Hapludox, from June to August 1999 (low rainfall period). The K(θ) functions derived from different methods were compared using the maximum error and concordance index. It was difficult to determine the K(θ) function at a near-saturation water content, where the error for all methods was highest. The concordance of the unit gradient (Flux and Humidity) and indirect laboratory methods with the Instantaneous Profile method was moderate to low. This shows that the assumption of a unit gradient for a sandy clay texture Typic Hapludox results in erroneous estimates of the K(θ) values, due to the non-homogeneous soil profile.

O objetivo do trabalho foi caracterizar as séries de valores máximos diários de precipitação pluvial, observados dentro de cada ano (Preabs) da Secretaria de Agricultura e Abastecimento do Estado de São Paulo, verificando o ajuste dessas distribuições empíricas a diferentes funções de densidade de probabilidade. O teste de aderência Kolmogorov-Smirnov/Lilliefors, os gráficos percentil-percentil e quantil-quantil indicaram bom ajuste dessa variável meteorológica à distribuição geral dos valores extremos nas localidades de Campinas, Cordeirópolis, Mococa, Monte Alegre do Sul, Ribeirão Preto e Ubatuba. Apenas na série de Pindorama foi detectada tendência de elevação nos valores de Preabs. As análises de Fourier e de ondaletas não indicaram marcantes periodicidades em nenhuma das séries analisadas.

The aim of the work was to characterize the series of maximum daily rainfall value, observed during each year (Preabs) on the State of São Paulo, Brazil. The characterization was carried out by using different probabilities density functions. The Kolmogorov-Smirnov test, the percentiles-percentiles graphics and, the quantil-quantil graphics, indicate that the observed data converges to the general extreme value distribution (GEV) in the locations of Campinas-SP, Cordeirópolis-SP, Mococa-SP, Monte Alegre do Sul-SP, Ribeirão Preto-SP and Ubatuba-SP. Increasing trends were detected only for the Pindorama-SP series. The Fourier and the wavelets analysis indicate no significant periodicities in all analyzed series.

A resistência do solo à penetração (RP) e a resistência tênsil de agregados (RT) são comumente utilizadas para caracterizar a condição estrutural de solos agrícolas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a funcionalidade de uma máquina de ensaio para dinamometria mediante a automatização do controle de posição e da velocidade linear de sua base móvel nas medições de RP e de RT. O equipamento proposto foi utilizado na determinação da RP em amostras indeformadas de um Nitossolo Vermelho eutroférrico argiloso sob cultivo de seringueira, considerando duas posições de amostragem (linha e entrelinha). Nessas amostras também foram determinados o teor de água e a densidade do solo, cujos dados foram utilizados para o ajuste da curva de resistência do solo à penetração (CRP). Os valores de RT foram medidos num Latossolo Vermelho distrófico de textura média (LVd) e num Nitossolo Vermelho distroférrico muito argiloso (NVdf) sob distintos sistemas de uso: LVd, sob culturas anuais e mata nativa, e NVdf, sob culturas anuais e mata com eucaliptos há mais de 30 anos. Quanto às determinações de RT, foram utilizadas duas máquinas de ensaio dinamométrico para aplicar distintas taxas de deformação: uma de referência (0,03 mm s-1), já amplamente empregada em outros trabalhos, e o equipamento proposto (1,55 mm s-1). A CRP apresentou elevado valor de coeficiente de determinação (R² > 0,9), independentemente da posição de amostragem. Os valores médios de RT do LVd e do NVdf obtidos com o equipamento proposto não diferiram (p > 0,05) daqueles da máquina de ensaio de referência, independentemente do sistema de uso e da classe textural do solo. Os resultados indicam que a RP e a RT podem ser determinadas mais rapidamente e com elevada acurácia utilizando o procedimento proposto.

Soil penetration resistance (PR) and the tensile strength of aggregates (TS) are commonly used to characterize the physical and structural conditions of agricultural soils. This study aimed to assess the functionality of a dynamometry apparatus by linear speed and position control automation of its mobile base to measure PR and TS. The proposed equipment was used for PR measurement in undisturbed samples of a clayey "Nitossolo Vermelho eutroférrico" (Kandiudalfic Eutrudox) under rubber trees sampled in two positions (within and between rows). These samples were also used to measure the volumetric soil water content and bulk density, and determine the soil resistance to penetration curve (SRPC). The TS was measured in a sandy loam "Latossolo Vermelho distrófico" (LVd) - Typic Haplustox - and in a very clayey "Nitossolo Vermelho distroférrico" (NVdf) - Typic Paleudalf - under different uses: LVd under "annual crops" and "native forest", NVdf under "annual crops" and "eucalyptus plantation" (> 30 years old). To measure TS, different strain rates were applied using two dynamometry testing devices: a reference machine (0.03 mm s-1), which has been widely used in other studies, and the proposed equipment (1.55 mm s-1). The determination coefficient values of the SRPC were high (R² > 0.9), regardless of the sampling position. Mean TS values in LVd and NVdf obtained with the proposed equipment did not differ (p > 0.05) from those of the reference testing apparatus, regardless of land use and soil type. Results indicate that PR and TS can be measured faster and accurately by the proposed procedure.

A compactação é um dos processos responsáveis pela degradação física do solo que pode ocasionar a perda da sustentabilidade da produção agrícola. Assim, é fundamental dispor de estratégias instrumentais para quantificar as propriedades físicas que são influenciadas pela compactação e utilizadas para avaliar a qualidade do solo. Os objetivos deste trabalho foram: desenvolver um consolidômetro com propulsão pneumática de baixo custo; avaliar sua funcionalidade mediante estudo do comportamento compressivo de um Latossolo Vermelho distrófico de textura argilo-arenosa sob plantio direto; e avaliar o potencial de utilização da propulsão pneumática para determinações de resistência do solo à penetração (RP) e de resistência tênsil de agregados (RT). A avaliação do comportamento compressivo do solo foi realizada mediante curvas de compressão, utilizando amostras indeformadas, obtidas das posições de amostragem relativas à linha e à entrelinha da cultura de aveia-preta. Nessas amostras, foram realizados ensaios de compressão uniaxial em condição de teor de água correspondente ao potencial mátrico de -10 kPa, sendo determinados o índice de compressão (IC) e a pressão de preconsolidação (σp), bem como suas relações com outras propriedades físicas do solo. A RP foi determinada em amostras indeformadas de um Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico de textura franco-arenosa sob citros. Para as determinações da RT foram utilizados agregados de dois solos: um Argissolo Acinzentado distrófico arênico coeso e um Argissolo Amarelo distrófico arênico. Os resultados mostram que a densidade do solo, antes do ensaio de compressão uniaxial, foi maior (p < 0,05) para a entrelinha da cultura de aveia-preta. A curva de compressão foi sensível às alterações estruturais do solo entre as posições de amostragem; a σp e o IC indicaram, respectivamente, maior capacidade de suporte de carga e menor suscetibilidade à compactação (p < 0,05) para a entrelinha da cultura de aveia-preta. A utilização de propulsão pneumática não influenciou os resultados da RP e da RT. Isso permite concluir que a curva de compressão do solo, a RP e a RT podem ser determinadas utilizando o equipamento desenvolvido neste estudo.

Soil compaction is one of the processes responsible for soil physical degradation that may result in the loss of sustainability of agricultural production. Therefore, it is important to have instrumental strategies to quantify soil physical properties that are influenced by soil compression and used to assess soil quality. The objectives of this study were to: (i) develop an inexpensive pneumatic consolidometer, (ii) evaluate its functionality by the study of the compressive behaviour of a sandy clay Rhodic Hapludox under no-tillage, (iii) evaluate the potential use of pneumatic propulsion to determine penetration resistance (PR) and tensile strength of aggregates (TS) using the proposed consolidometer. Compression curves based on undisturbed soil sampled in and between rows under black oat were used to evaluate the soil compressive behaviour. Uniaxial compression tests were performed in these samples at a soil water content corresponding to a matric potential of -10 kPa and used to determine the compression index (CI) and preconsolidation pressure (σp) and their correlations with other soil physical properties. PR of undisturbed samples of a sandy loam soil under citrus was determined. Aggregates from two Ultisols were used to determine TS in a hardsetting and a non-hardsetting horizons. Results showed that soil bulk density before the uniaxial compression test was higher (p < 0.05) in-between the black oat rows. The compression curve was sensitive to differences in soil structure between sampling positions, and σp and CI indicated, respectively, higher load support and less susceptibility to compaction (p < 0.05) in-between the black oat rows. The use of pneumatic propulsion did not influence the results of PR and TS. Therefore, the soil compression curve, PR and TS can be determined with the equipment developed in this study.

A permeabilidade intrínseca - ou simplesmente permeabilidade do solo ao ar - é uma propriedade importante para a identificação de alterações no espaço poroso do solo causadas pelas práticas de manejo, na estimativa de propriedades do solo mais difíceis e onerosas e na composição de modelos de fluxo de fluidos em solos agrícolas e em solos contaminados. O objetivo do presente estudo foi construir um sistema de aquisição de dados (módulo eletrônico e programa computacional) para a medida da permeabilidade do solo ao ar em laboratório, utilizando-se materiais disponíveis no local e ferramentas computacionais de acesso livre. O sistema de aquisição de dados mostrou-se bastante preciso na determinação da permeabilidade do solo ao ar, com intervalo de confiança de 9,42 ± 0,085 μm² (95 %), para uma amostra-padrão constituída de partículas com diâmetro de 0,106 a 0,250 mm da fração areia de um Latossolo Vermelho-Amarelo textura média. A estimativa da permeabilidade do solo ao ar, considerando a viscosidade dinâmica do ar em função da temperatura, foi significativamente maior que a estimativa com valor fixo de viscosidade dinâmica em aproximadamente 20 ºC. A medição realizada em uma amostra de solo com estrutura indeformada de um Latossolo Vermelho foi tão precisa quanto à da amostra-padrão, e a estimativa da massa de água removida da amostra foi de 3,27 mg.

The intrinsic permeability or soil air permeability is an important soil property for the identification of changes in soil porous space caused by soil tillage, in estimations of soil properties that are expensive and difficult to be determined in the laboratory, and for the formulation of flux models in cropped and contaminated soils. The purpose of this study was to develop a data acquisition system (electronic module and software) for intrinsic permeability measurement, in laboratory. High precision of the acquisition system was observed in the estimation of this property, with a confidence interval of 9.42 ± 0.085 μm² (significant at the 5 % level), in a standard soil sample consisting of particles with diameter from 0.25 to 0.106 mm of the sand fraction of a medium texture Yellow Red Latosol. The estimate of soil air intrinsic permeability considering the air dynamic viscosity as a function of temperature was significantly greater than the estimate with fixed air dynamic viscosity at approximately 20 ºC. The measurement precision of air permeability in an undisturbed Red Latosol sample was high and similar to that of the standard sample and the estimate of water mass removed from the soil sample (3.27 mg).

O tensiômetro é o instrumento mais utilizado no campo para medida do potencial mátrico da água, pelo que a avaliação dos seus diferentes sistemas de leitura é muito importante. Este trabalho objetivou avaliar diferentes sistemas de leitura do tensiômetro tradicional em campo e justifica-se porque vai indicar a situação na qual cada sistema deve ou não ser utilizado. Foi realizado um experimento em delineamento inteiramente aleatório e em esquema fatorial 3 x 2 x 2 x 11, ou seja, três sistemas de leitura do tensiômetro (manômetro de mercúrio, vacuômetro de Bourdon e tensímetro digital com transdutor de pressão), duas profundidades de instalação (0,2 e 1,0 m), dois horários de leitura (manhã e tarde) e 11 leituras, com quatro repetições. Os dados foram submetidos à análise de variância pelo teste F, e as médias foram contrastadas pelo teste de Tukey, a 5 %. Os sistemas também foram analisados com base nos indicadores estatísticos índice de concordância de Willmott, erro máximo, erro absoluto médio, raiz quadrada do erro médio normalizado, coeficiente de determinação, coeficiente de massa residual e eficiência, adotando-se o tensiômetro com manômetro de mercúrio como referência. Concluiu-se que: (a) o vacuômetro de Bourdon é mais exato e eficiente que o tensímetro digital e, na ausência do manômetro de mercúrio, deve ser preferido para a medida do potencial mátrico da água no solo; (b) sempre que o vacuômetro de Bourdon for instalado ao longo do comprimento do tensiômetro sob determinada carga hidráulica, esta deve ser considerada no cálculo do potencial mátrico; e (c) o tensímetro digital superestimou os valores de potencial mátrico em comparação ao manômetro de mercúrio e vacuômetro de Bourdon.

The tensiometer is the most used instrument in the field to determine the soil water matric potential, so that the evaluation of its reading systems is very important. The purpose of this study was to evaluate different reading systems for the traditional field tensiometer traditional field tensiometer and it is justified because it will indicate the situation in which each system should be used. The experiment was carried out in a completely randomized factorial design (3 x 2 x 2 x 11), using three tensiometer reading systems (mercury manometer, Bourdon gauge and digital tensimeter with pressure transducer), two installation depths of the porous cup (0.2 and 1.0 m), two readings per day (morning and afternoon) during 11 days of readings, with four replications. The data were submitted to the F test (variance analysis) and the means compared by the Tukey test at 5 %. Besides, the systems were also evaluated using the statistical indicators Willmott concordance index, maximum error, mean absolute error, normalized root mean-square error, determination coefficient, coefficient of residual mass and efficiency, based on the mercury manometer as reference. It was concluded that (a) whenever the Bourdon vacuometer is installed at a particular hydraulic load in the tensiometer length, this should be considered in the matric potential calculation, (b) the Bourdon's vacuometer was more precise and efficient than the digital tensiometer and (c) the digital tensiometer overestimated the soil water matric potential in comparison to the mercury manometer and Bourdon's vacuometer.

Técnicas que envolvem a utilização da instrumentação agronômica com vistas em determinar o conteúdo de água no solo são de grande importância para a pesquisa científica. Independentemente da técnica utilizada, é importante que, na determinação da função K(teta), por exemplo, a umidade volumétrica seja determinada de forma precisa e, de preferência, que haja facilidade na sua obtenção. Com o objetivo de comparar a performance da sonda de nêutrons e do TDR com o tensiômetro, buscando verificar a sensibilidade destes equipamentos na obtenção da umidade do solo e da função condutividade hidráulica K(teta), a partir dos dados da curva de retenção de água no solo, foi instalado um experimento no município de Piracicaba (SP), em um Nitossolo Vermelho distrófico latossólico. Para tanto, foram instalados numa área de 7,07 m², 30 tensiômetros, três tubos de acesso para sonda de nêutrons e 15 sensores de TDR. Foi utilizado o procedimento do perfil instantâneo, analisando as profundidades de 0,70 e 1,00 m e considerando, no presente estudo, o tensiômetro como equipamento-padrão. Os resultados de umidade e de condutividade hidráulica não saturada obtidos na profundidade de 0,70 m mostraram que o TDR apresentou um comportamento mais próximo ao obtido pelo tensiômetro, quando comparado à sonda de nêutrons e, na profundidade de 1,00 m, a sonda de nêutrons mostrou-se mais eficiente na determinação da umidade e da condutividade hidráulica não saturada.

The evaluation of agronomic instrumentation to determine soil water content is very important for scientific research. Regardless of the technique in use, it is important that the soil water content is determined easily and quickly for the determination of the function K(theta), e.g. With the objective of comparing the performance of the equipments neutron probe and TDR with a tensiometer at determining variations in the soil water content and the values of soil hydraulic conductivity obtained from the soil water retention curve, an experiment was installed on an Udox (Oxisol) in Piracicaba, state of São Paulo, Brazil. Thirty tensiometers, three access tubes for neutron probes and 15 TDR sensors were installed in a 7.07 m² area for this purpose. The instantaneous profile procedure was used, analyzing depths of 0.70 and 1.00 m, considering the tensiometer as standard equipment. The obtained data showed that the TDR presented the most similar data performance to the one obtained by the tensiometer at a depth of 0.70 m, while the neutron probe proved to be more efficient to determinate the soil water content and unsaturated hydraulic conductivity at a depth of 1.00 m.

A condutividade hidráulica saturada do solo (Ksat) é uma das propriedades de maior relevância para estudos de movimento de água e solutos no solo. Sua determinação em laboratório e campo produz resultados com elevada dispersão, o que indica que esta propriedade é altamente variável. A Ksat é também dependente dos demais atributos do solo, principalmente da densidade do solo, densidade de partículas, porosidade total, macro e microporosidade. A caracterização e um maior entendimento desta dependência torna-se fundamental para permitir quaisquer conclusões sobre os processos físicos que ocorrem nos solos. O objetivo deste trabalho foi o de ressaltar a influência destes atributos na Ksat e nos processos de movimento de água e solutos nos solos. Uma caracterização estatística prévia das variáveis revela que podem possuir distribuições de freqüências distintas das de Ksat, o que implicará em variabilidades e necessidade de número de amostras diferenciado para obter conclusões com o mesmo grau de confiabilidade. Logo, o pesquisador deve avaliar o risco na estimativa de medidas dependentes de Ksat e valores a serem adotados para as propriedades do solo antes de serem utilizados em operações de práticas agrícolas.

The saturated hydraulic conductivity of the soil (Ksat) is one of the most relevant variables for studies concerning water and solutes movement in soil. Its determination in laboratory and field gives results with high dispersion, indicating that this property is highly variable. The Ksat is also dependent of other soil properties, mainly soil density, particles density, total porosity, micro porosity and macro porosity. A characterization and a larger understanding of this dependence becomes fundamental to allow any conclusions on the soils processes. The aim of this work was to explain the influence of these properties on Ksat and on water and solute movement in soils. A previous statistical characterization of the variables reveals that they can have different frequency distributions than Ksat, implicating in different variability and number of samples necessary to draw conclusions with the same reliability. Therefore, researchers should evaluate the risk in the estimate of dependent measures of Ksat and values they adopt for the properties of the soil for to be used in operations of agricultural practices.