A Reflectometria no Domínio do Tempo (TDR) é um método confiável para medidas in situ da umidade e da concentração da solução no mesmo volume de solo. Entretanto, a interpretação precisa da medida de condutividade elétrica do solo (e umidade do solo) pode requerer uma curva de calibração específica. O objetivo principal deste ensaio foi estabelecer um procedimento de calibração para usar a TDR no cálculo de concentrações de nitrato de potássio (KNO3) em solução do solo. Uma equação que relaciona a condutividade elétrica medida pela TDR e a concentração de KNO3 foram encontradas viabilizando o uso da técnica da TDR na estimativa da umidade e da concentração da solução do solo para o manejo eficiente da fertirrigação.

Time Domain Reflectometry (TDR) is a reliable method for in-situ measurements of the humidity and the solution concentration at the same soil volume. Accurate interpretation of electrical conductivity (and soil humidity) measurements may require a specific calibration curve. The primary goal of this work was to establish a calibration procedure for using TDR to estimate potassium nitrate concentrations (KNO3) in soil solution. An equation relating the electrical conductivity measured by TDR and KNO3 concentration was established enabling the use of TDR technique to estimate soil water content and nitrate concentration for efficient fertigation management.

O trabalho teve como objetivo avaliar a relação entre a umidade e a constante dielétrica aparente do solo e diferentes guias de onda para uso com o analisador de umidade Trase, que opera de acordo com o princípio da reflectometria no domínio do tempo - TDR. Amostras indeformadas e deformadas de duas manchas de textura diferente de um Latossolo Amarelo Distrófico foram retiradas do campo e acondicionadas em recipientes de 10 L, perfazendo quatro repetições para cada textura e estrutura. Foram construídas três diferentes guias de onda, com hastes de 0,15 m, sendo uma com capacitor e uma sem capacitor no início da guia, com espaçamento de 0,009 m entre hastes e outra sem capacitor, com espaçamento de 0,022 m entre hastes. Essas guias de onda, juntamente com guias originais do fabricante com hastes de 0,20 m, espaçadas 0,022 m, foram inseridas individualmente em cada recipiente. Dados de umidade obtidos gravimetricamente e pelo analisador TRASE, e da constante dielétrica, foram tomados usando-se todas as guias de onda em cada recipiente durante a secagem do solo, de 0,35 m³ m-3 a 0,10 m³ m-3. Três modelos matemáticos foram ajustados aos dados de umidade e da correspondente constante dielétrica do solo gerados pelas guias de onda do fabricante. Um modelo exponencial foi considerado como mais adequado para estimativas dos teores de água, em função da constante dielétrica para a guia de onda do fabricante. Todas as guias de onda avaliadas apresentam viabilidade de uso, desde que previamente calibradas.

The objective of this work was to evaluate the relations between soil water content and the soil bulk dielectric constant, and to study different waveguides of a TRASE soil water content analyzer that operates according to TDR principles. Non-destructive and destructive samples of two sites of different texture of a Dystrophic Yellow Latossol were collected and packed into 10 L containers, resulting in four replications for each texture and structure. Three different waveguides were built with rods of 0.15 m length, one with a capacitor at the beginning of the waveguide, one without a capacitor, with rods 0.009 m apart, and another without a capacitor, with rods 0.022 m apart. These waveguides, together with buriable standard ones supplied by tne manufactures with 0.20 m rods 0.022 m apart, were inserted in each sample. Soil water content was obtained by gravimetry and estimated by the TRASE analyzer, based on soil bulk dielectric constants using all waveguides during the soil drying process with water contents changing from 0.35 m³ m-3 to 0.10 m³ m-3. Three mathematical models were fitted to soil water content and bulk dielectric constant data. An exponential model was the most suitable in estimating soil water content as a function of bulk dielectric constant for the standard waveguide. All evaluated waveguides were feasible for use as long as they are previously calibrated.

As soluções analíticas de distribuição de água para ponto fonte e regime de fluxo não- permanente são dependentes de parâmetros de solos considerados constantes em suas deduções. Erros na determinação desses parâmetros implicam insucesso dessas soluções. Este trabalho teve por objetivo avaliar o comportamento dos parâmetros alfada equação de Gardner k(h) = Ks ealfah e o parâmetro de linearização k = dK(teta)/dteta em diferentes posições do bulbo molhado, considerando os processos de infiltração isolado e seguido de redistribuição de água, à semelhança de um ciclo de irrigação. Dados de potencial matricial foram coletados em diversas posições do bulbo molhado em duas situações:(i) início da irrigação até atingir regime permanente em todo o bulbo molhado (infiltração); e (ii) durante dois ciclos de irrigação envolvendo infiltração e redistribuição de água. Os resultados mostraram que os parâmetros alfa e k variaram nas posições do bulbo molhado em relação ao gotejador, de acordo com o regime de umidade a que tais posições estiveram sujeitas. A obtenção desses parâmetros pelo método inverso requer testes que considerem as fases de infiltração e redistribuição em pelo menos dois ciclos de irrigação.

The transient analytical solutions for water distribution from point source are dependent on the soil parameters alpha from Gardner equation, i.e., k(h) = Ks ealphah and the linearization parameter k=dK(theta)/dtheta assumed constant in the derivation of these solutions. Errors in obtaining these parameters result in failure of the solutions. The objective of this work was to evaluate the parameter alpha and k at different locations in the wetted volume under an isolated and a cyclic infiltration process. Matric potential data were collected in several positions of the wetted volume in two situations: (i) beginning of irrigation until steady-state, i.e., only during infiltration process, and (ii) during two irrigation cycles involving infiltration and redistribution processes. The results showed that alpha and k parameters vary at different locations of the wetted volume related to the dripper according to the water regime at these locations. The use of inverse method for obtaining these parameters requires matric potential data from infiltration and redistribution during at least two irrigation cycles.

A maior dificuldade em descrever e estimar a distribuição de água no bulbo molhado sob gotejamento reside na extração de água pelo sistema radicular, que é mais complexa devido à geometria de fluxo tridimensional. Os modelos existentes são, na maioria, unidimensionais ou multidimensionais de acessibilidade limitada. Este trabalho propõe um modelo semi-analítico para distribuição bidimensional de umidade ou de potencial no bulbo molhado, através da superposição da solução analítica de Warrick, para ponto-fonte em condições de regime não-permanente, com um modelo paramétrico de extração de água pelas raízes, considerando o balanço de água num volume unitário do solo. O modelo foi ajustado com sucesso a dados experimentais para a cultura do milho num solo franco-siltoso. Simulações de distribuição de água no bulbo molhado mostraram que o modelo permite estimar ou descrever a dinâmica de água do solo no bulbo molhado em qualquer tempo ao longo do ciclo de irrigação, o que pode contribuir significativamente na avaliação do manejo da irrigação, no estudo de posicionamento de sensores de umidade ou de potencial matricial, e em estudos relacionados à atividade das raízes no bulbo molhado.

Water extraction by roots has been the main difficulty in describing and predicting a three-dimensional water distribution in the wetted volume under drip irrigation. The existing models consider either one-dimensional or multidimensional flow geometry, but in general, they are not easily accessible. This work introduces a two-dimensional semianalytical model for water content or potential distribution based on a superposition of the Warrick's analytical solution for transient flow from point source with a simple parametric model for root uptake. The model is also based on a local water balance, i.e., it considers a unit volume in a grid set in the wetted volume. The model results fitted well to the experimental data collected using corn plants in a Silt Loam Soil in containers. Simulations of water distribution in the wetted volume showed that the model allows to estimate and to describe soil water dynamics in the wetted volume during an irrigation cycle. This can improve significantly the evaluation of irrigation management, sensor placement studies and activity and distribution of roots in the wetted volume.