ABSTRACT This study introduces an exploratory technique for soil moisture and unsaturated hydraulic conductivity estimation, using infrared thermography. The technique consists in applying a certain volume of water to the soil surface and registering the temperature with an infrared camera. The applied water should have a lower or higher temperature than the soil surface in order to create a temperature gradient at the soil surface. Experiments were conducted in the Mimoso catchment, which is located in the semiarid region of the Brazilian state of Pernambuco, in two soils: Yellow Argisol and Fluvic Neossol. Experiments were conducted at two distinct periods of the day: in the morning with cooler soil surface and in the afternoon with hooter soil surface. Different volumes of water were applied to the soil surface originating different soil moisture. Water was applied at two distinct temperatures of 10 – 15 and 80 – 85°C, according to the initial soil surface temperature. The technique allowed us to map estimated soil moisture with values obtained with infrared thermography. When compared with soil sampling, a correlation coefficient higher than 0.70 was observed. Based on the data obtained, it was possible to estimate the topsoil unsaturated soil hydraulic conductivity, relevant to the analysis of hydrological processes, such as infiltration. estimation thermography camera catchment Pernambuco soils Neossol day 1 8 85C C 85 85°C sampling 070 0 70 0.7 observed processes infiltration 07 7 0.

RESUMO Este estudo apresenta uma técnica exploratória para estimativa da umidade e da condutividade hidráulica não saturada da camada superficial do solo, utilizando a termografia por infravermelhos. A técnica consiste em aplicar um determinado volume de água na superfície do solo e registrar a temperatura com uma câmara de infravermelhos. A água aplicada deve ter temperatura inferior ou superior à superfície do solo, para criar um gradiente de temperatura na superfície do solo. Os experimentos foram conduzidos na bacia do Mimoso, localizada no semiárido do estado brasileiro de Pernambuco (Brasil), em dois solos: Argissolo Amarelo e Neossolo Flúvico. Os experimentos foram conduzidos em dois períodos distintos do dia: de manhã com do a superfície solo menos quente e à tarde com solo muito elevada. Diferentes volumes de água foram aplicados na superfície do solo originando distintas umidades do solo. A água foi aplicada com duas temperaturas distintas de 10 – 15 e 80 – 85°C, de acordo com a temperatura inicial da superfície do solo. A técnica permitiu mapear a umidade estimada do solo com valores obtidos com termografia de infravermelhos; quando comparado com amostragem de solo observaram-se coeficientes de correlação superior a 0,70. Com base nos dados obtidos, foi possível estimar a condutividade hidráulica da camada superficial do solo não saturado, relevante para a análise de processos hidrológicos, como a infiltração. infravermelhos Mimoso Brasil, Brasil , (Brasil) solos Flúvico dia elevada 1 8 85C C 85 85°C observaramse observaram se 070 0 70 0,70 saturado hidrológicos infiltração (Brasil 07 7 0,7 0,

O semiárido brasileiro possui capacidade produtiva limitada em razão das suas características intrínsecas em relação à vegetação, ao clima e ao solo. A cobertura do solo, uma prática recomendada para essa região, favorece a infiltração, proporcionando melhor aproveitamento da água da chuva e contribuindo para o desenvolvimento das culturas, ao reduzir a perda de água por escoamento superficial. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos de diferentes tipos de cobertura na manutenção da umidade do solo, sob condição de chuva natural, bem como nas características agronômicas da cultura do milho (Zea mays L.), em regime de sequeiro. Para isso, desenvolveu-se experimento em campo, na encosta representativa da Bacia do Alto Ipanema, no semiárido pernambucano. Para monitorar a umidade do solo e o desempenho do cultivo, cinco parcelas com 4,5 m de largura e 11 m de comprimento foram instaladas, adotando-se os seguintes tratamentos: solo descoberto, cultivo do milho com cordão vegetativo de palma forrageira, solo com cobertura natural, cultivo do milho em nível e com barramento em pedras associado com cobertura morta e cultivo do milho morro abaixo. Em cada parcela, foram instalados oito tubos de acesso de PVC, para fins de monitoramento da umidade do solo nas profundidades de 0,20 e 0,40 m, utilizando sonda de nêutrons. A cultura do milho (AG 1051) foi cultivada no período de abril a julho de 2011, com adubação realizada no dia do plantio e 30 dias após; a colheita foi realizada aos 96 dias após o plantio. A umidade do solo foi monitorada quinzenalmente, durante os meses de janeiro a julho de 2011. Dentre as características agronômicas do milho, foram avaliadas: altura do colmo, altura da inserção da primeira espiga, diâmetro basal do colmo, diâmetro da espiga com e sem palha, número de fileiras de grãos, número de grãos, comprimento da espiga com e sem palha, peso da espiga com e sem palha e peso da matéria fresca e da matéria seca do milho ralado. Os tratamentos conservacionistas (cultivo do milho em nível com barramento em pedras associado com cobertura morta e o cultivo do milho com cordão vegetativo de palma forrageira) promoveram maiores valores de umidade do solo e de matéria seca de grãos de milho, em relação ao cultivo morro abaixo, evidenciando-se a importância da disponibilidade de água no solo para suprir a necessidade hídrica da cultura do milho, em regime de sequeiro. O cultivo do milho em nível com barramento em pedras associado com cobertura morta ou com cordão vegetativo de palma forrageira atua eficientemente na redução das perdas de água, quando comparado ao solo descoberto, contribuindo para melhor aproveitamento da água da chuva e maior produtividade de grãos.

The Brazilian semi-arid region has limited production capacity, due to its intrinsic characteristics in relation to vegetation, climate, and soil. Soil cover, a recommended practice for this region, increases infiltration, providing for better use of rainwater, and contributing to crop development by reducing water loss through runoff. In this context, the aim of this study was to evaluate the effects of different types of soil cover in maintaining soil moisture under natural rainfall conditions, as well as to evaluate the agronomic characteristics of maize (Zea mays L.) in a non-irrigated system. A field experiment was developed on a representative hillslope of the Alto Ipanema Drainage Basin in the semi-arid zone of the State of Pernambuco. To monitor soil moisture and crop performance, five plots of 4.5 by 11 m were set up, adopting the following treatments: bare soil, maize with cactus pear planted on the contour, soil with natural cover, maize in contour planting with stone microdams associated with mulch, and maize cropping downhill. In each plot, eight PVC access tubes were installed to monitor soil moisture at depths of 0.20 and 0.40 m using a neutron probe device. Maize (AG 1051) was cropped from April to July 2011, with fertilization at sowing and at 30 days after sowing, and harvest at 96 days after sowing. Soil moisture was monitored every two weeks from January to July 2011. The following maize agronomical characteristics were evaluated: stem height (ALT), height of the first ear (ALTE), basal stem diameter (DC), ear diameter with husk (SD) and diameter without husk (DS), number of rows of kernels (FIL), number of kernels (GR), ear length with husk (CP) and without husk (CS), ear weight with husk (PC) and without husk (PS), and weight of fresh matter (VM) and dry matter (DM) of ground maize. The conservation treatments (maize in contour planting with stone microdams associated with mulch, and maize with cactus pear planted on the contour) enhanced soil moisture and the dry matter of the maize grain, compared to treatment with downhill planting. This highlights the importance of soil water availability in meeting maize water requirements under a non-irrigated system. Hence, the treatments of maize in contour planting with stone microdams associated with mulch, and maize with cactus pear planted on the contour operate efficiently in reducing water loss when compared to bare soil conditions, improving the use of rainwater and increasing grain yield.