Geostatistical analysis for soil moisture content under the no tillage cropping system

Experiments in agriculture usually consider the topsoil properties to be uniform in space and, for this reason, often make inadequate use of the results. The objective of this study was to assess the variability for soil moisture content using geostatistical techniques. The experiment was carried out on a Rhodic Ferralsol (typic Haplorthox) in Campinas, SP, Brazil, in an area of 3.42 ha cultivated under the no tillage system, and the sampling was made in a grid of 102 points spaced 10 m x 20 m. Access tubes were inserted down to one meter at each evaluation point in order to measure soil moisture contents (cm³ cm-3) at depths of 30, 60 and 90 cm with a neutron moisture gauge. Samplings were made between the months of August and September of 2003 and in January 2004. The soil moisture content for each sampling date was analyzed using classical statistics in order to appropriately describe the central tendency and dispersion on the data and then using geostatistics to describe the spatial variability. The comparison between the spatial variability for different samplings was made examining scaled semivariograms. Water content was mapped using interpolated values with punctual kriging. The semivariograms showed that, at the 60 cm depth, soil water content had moderate spatial dependence with ranges between 90 and 110 m. However, no spatial dependence was found for 30 and 90 cm depths in 2003. Sampling density was insufficient for an adequate characterization of the spatial variability of soil moisture contents at the 30 and 90 cm depths.

Experimentos em agricultura geralmente consideram as propriedades do solo como sendo uniformes no espaço e, por esta razão, os resultados são freqüentemente mal interpretados. O objetivo deste estudo foi avaliar a variabilidade do teor de água do solo usando técnicas de geoestatística. O experimento foi desenvolvido em um Latossolo Vermelho eutroférrico, Campinas, SP, Brasil, numa área de 3,42 ha sob plantio direto, e a amostragem foi realizada em 102 pontos dispostos em uma grade de 10 x 20 metros. Tubos de acesso foram inseridos até um metro de profundidade em cada ponto para medir o teor de água do solo (cm³ cm-3) a 30, 60 e 90 cm de profundidade com uma sonda de nêutrons. As amostragens foram realizadas em agosto e setembro de 2003, e em janeiro de 2004. Os dados foram analisados usando estatística clássica para descrever adequadamente a tendência central e a dispersão dos dados e a variabilidade espacial foi analisada usando a geoestatística. A comparação entre a variabilidade espacial para diferentes amostragens foi verificada através da análise de semivariogramas escalonados. O teor de água do solo foi mapeado usando a interpolação de dados com krigagem pontual. Os semivariogramas mostraram moderada dependência espacial para todas as épocas de amostragens a 60 cm de profundidade, com alcance de 90 a 110 m. Entretanto, para 30 e 90 cm de profundidade não foi detectada em 2003 dependência espacial. A densidade de amostragem foi insuficiente para expressar a variabilidade espacial a 30 e 90 cm de profundidade.

Geostatistical analysis for soil moisture content under the no tillage cropping system

Experiments in agriculture usually consider the topsoil properties to be uniform in space and, for this reason, often make inadequate use of the results. The objective of this study was to assess the variability for soil moisture content using geostatistical techniques. The experiment was carried out on a Rhodic Ferralsol (typic Haplorthox) in Campinas, SP, Brazil, in an area of 3.42 ha cultivated under the no tillage system, and the sampling was made in a grid of 102 points spaced 10 m x 20 m. Access tubes were inserted down to one meter at each evaluation point in order to measure soil moisture contents (cm³ cm-3) at depths of 30, 60 and 90 cm with a neutron moisture gauge. Samplings were made between the months of August and September of 2003 and in January 2004. The soil moisture content for each sampling date was analyzed using classical statistics in order to appropriately describe the central tendency and dispersion on the data and then using geostatistics to describe the spatial variability. The comparison between the spatial variability for different samplings was made examining scaled semivariograms. Water content was mapped using interpolated values with punctual kriging. The semivariograms showed that, at the 60 cm depth, soil water content had moderate spatial dependence with ranges between 90 and 110 m. However, no spatial dependence was found for 30 and 90 cm depths in 2003. Sampling density was insufficient for an adequate characterization of the spatial variability of soil moisture contents at the 30 and 90 cm depths.

Experimentos em agricultura geralmente consideram as propriedades do solo como sendo uniformes no espaço e, por esta razão, os resultados são freqüentemente mal interpretados. O objetivo deste estudo foi avaliar a variabilidade do teor de água do solo usando técnicas de geoestatística. O experimento foi desenvolvido em um Latossolo Vermelho eutroférrico, Campinas, SP, Brasil, numa área de 3,42 ha sob plantio direto, e a amostragem foi realizada em 102 pontos dispostos em uma grade de 10 x 20 metros. Tubos de acesso foram inseridos até um metro de profundidade em cada ponto para medir o teor de água do solo (cm³ cm-3) a 30, 60 e 90 cm de profundidade com uma sonda de nêutrons. As amostragens foram realizadas em agosto e setembro de 2003, e em janeiro de 2004. Os dados foram analisados usando estatística clássica para descrever adequadamente a tendência central e a dispersão dos dados e a variabilidade espacial foi analisada usando a geoestatística. A comparação entre a variabilidade espacial para diferentes amostragens foi verificada através da análise de semivariogramas escalonados. O teor de água do solo foi mapeado usando a interpolação de dados com krigagem pontual. Os semivariogramas mostraram moderada dependência espacial para todas as épocas de amostragens a 60 cm de profundidade, com alcance de 90 a 110 m. Entretanto, para 30 e 90 cm de profundidade não foi detectada em 2003 dependência espacial. A densidade de amostragem foi insuficiente para expressar a variabilidade espacial a 30 e 90 cm de profundidade.

Efeito de épocas de deficiência hídrica na evapotranspiração atual da cultura do feijão cv. imbabello

The objective of this paper was to identify specific growth stages of the common bean crop at which the plant is less sensitive to water stress, in which irrigation could be omitted without significant decrease in evapotranspiration, in order to better define irrigation management practices for farmers. The field experiment was conducted at "La Tola" University Experiment Station, Tumbaco, Pichincha, Ecuador, on a sandy loam soil (Typic Haplustoll), the climate being tempered and dry (mean air temperatura 16ºC and mean relative humidity, 74%) and 123 mm of rain-fall were recorded during the cropping period (July to November, 1994). Seven irrigation regimes were used, including normal watering, full stress, tradicional practice, single stress at vegetation, at flowering, at yield formation and at ripening. Irrigation treatments were started after uniform germination and crop establishment. Soil moisture was monitored with neutron probes down to the 0.50 m depth, 24 hours before and after each irrigation. The actual evapotranspiration (ETa) of the crop was estimated by the water-balance technique. The yield formation stage was the most sensitive to moisture stress, in wich crop water use efficiency (0.46 kg/m3) was the lowest.

O presente trabalho teve por objetivo identificar os estádios da cultura de feijão que apresentam a menor sensibilidade ao estresse de água no solo, nos quais a irrigação pode ser omitida sem um significativo decréscimo na evapotranspiração, para melhor definir práticas de irrigação em situação de água escassa. O experimento foi realizado em um solo franco arenoso (Typic Haplustoll), em Tumbaco-Pichincha, Equador, entre julho e novembro de 1994, região caracterizada por um clima temperado e seco (temperatura média anual de 16ºC, umidade relativa média do ar 74% e chuva de 123 mm durante o peláodo do experimento). Sete regimes de irrigação foram utilizados, incluindo irrigação ótima durante todo o ciclo, irrigação deficiente durante todo o ciclo, irrigação tradicional da região, deficiência lúdrica no período vegetativo, na floração e formação de vagens, no enchimento de vagens e na maturidade. As parcelas experimentais foram de 33,6 m2 (8 linhas de 7 metros de comprimento, distantes entre si 0,6 m) com uma população de 120.000 plantas/ha. Os tratamentos de irrigação foram aplicados depois da germinação uniforme das sementes e estabelecimento da cultura. A umidade do solo foi monitorada com sonda de nêutrons, até a profundidade de 50 em, 24 horas antes e depois de cada irrigação. A evapotranspiração atual da cultura foi estimada pela técnica do balanço hídrico. Da análise dos resultados obtidos, concluiu-se que a deficiência de água no solo, durante a fase de enchimento da vagem, afetou a produtividade do feijoeiro. Nesta fase a eficiência de uso de água pela planta (Ec = 0,46 kg/m3) foi a mais baixa. Deficiência de irrigação no estádio vegetativo não reduziu a produtividade, permitindo uma economia de água de 30%.

Efeito de épocas de deficiência hídrica na evapotranspiração atual da cultura do feijão cv. imbabello

The objective of this paper was to identify specific growth stages of the common bean crop at which the plant is less sensitive to water stress, in which irrigation could be omitted without significant decrease in evapotranspiration, in order to better define irrigation management practices for farmers. The field experiment was conducted at "La Tola" University Experiment Station, Tumbaco, Pichincha, Ecuador, on a sandy loam soil (Typic Haplustoll), the climate being tempered and dry (mean air temperatura 16ºC and mean relative humidity, 74%) and 123 mm of rain-fall were recorded during the cropping period (July to November, 1994). Seven irrigation regimes were used, including normal watering, full stress, tradicional practice, single stress at vegetation, at flowering, at yield formation and at ripening. Irrigation treatments were started after uniform germination and crop establishment. Soil moisture was monitored with neutron probes down to the 0.50 m depth, 24 hours before and after each irrigation. The actual evapotranspiration (ETa) of the crop was estimated by the water-balance technique. The yield formation stage was the most sensitive to moisture stress, in wich crop water use efficiency (0.46 kg/m3) was the lowest.

O presente trabalho teve por objetivo identificar os estádios da cultura de feijão que apresentam a menor sensibilidade ao estresse de água no solo, nos quais a irrigação pode ser omitida sem um significativo decréscimo na evapotranspiração, para melhor definir práticas de irrigação em situação de água escassa. O experimento foi realizado em um solo franco arenoso (Typic Haplustoll), em Tumbaco-Pichincha, Equador, entre julho e novembro de 1994, região caracterizada por um clima temperado e seco (temperatura média anual de 16ºC, umidade relativa média do ar 74% e chuva de 123 mm durante o peláodo do experimento). Sete regimes de irrigação foram utilizados, incluindo irrigação ótima durante todo o ciclo, irrigação deficiente durante todo o ciclo, irrigação tradicional da região, deficiência lúdrica no período vegetativo, na floração e formação de vagens, no enchimento de vagens e na maturidade. As parcelas experimentais foram de 33,6 m2 (8 linhas de 7 metros de comprimento, distantes entre si 0,6 m) com uma população de 120.000 plantas/ha. Os tratamentos de irrigação foram aplicados depois da germinação uniforme das sementes e estabelecimento da cultura. A umidade do solo foi monitorada com sonda de nêutrons, até a profundidade de 50 em, 24 horas antes e depois de cada irrigação. A evapotranspiração atual da cultura foi estimada pela técnica do balanço hídrico. Da análise dos resultados obtidos, concluiu-se que a deficiência de água no solo, durante a fase de enchimento da vagem, afetou a produtividade do feijoeiro. Nesta fase a eficiência de uso de água pela planta (Ec = 0,46 kg/m3) foi a mais baixa. Deficiência de irrigação no estádio vegetativo não reduziu a produtividade, permitindo uma economia de água de 30%.

Neutron probe calibration correction by temporal stability parameters of soil water content probability distribution

A neutron probe calibration correction is proposed in order to reduce soil water content variability, assumed to be a consequence of improper calibrations relations. The time stability of spatially measured soil water content data is used to correct the intercepts of linear calibration relations. This procedure reduced the coefficients of variation of soil water content data from 4 to less than 2% in a Rhodic Kanhapludalf.

É proposta uma correção para a calibração de sondas de nêutrons para reduzir a variabilidade de dados do conteúdo de água no solo, suposta como conseqüência de relações de calibração impróprias. A estabilidade temporal de dados espaciais de conteúdo de água no solo é usada para corrigir os coeficientes lineares de curvas de calibração. Esse procedimento reduziu coeficientes de variação de medidas de umidade do solo de 4 para valores menores que 2% em uma Terra Roxa Estruturada.

EFEITO DA DEFICIÊNCIA HÍDRICA E DA ADUBAÇÃO NITROGENADA NA PRODUTIVIDADE E NA EFICIÊNCIA DO USO DE ÁGUA EM UMA CULTURA DO FEIJÃO

A field experiment was conducted at "La Tola" University Experimental Station, Tumbaco, Pichincha, Ecuador, on a sandy loam soil (Typic Haplustoll) to identify specific growth stages of the common bean crop at which the plant is less sensitive to water stress, in which irrigation could be omitted without significant decrease in final yield. The climate of the area is temperate and dry (mean air temperature 16°C and mean relative humidity 74%) during the cropping season, and 123 mm of rainfall were recorded from July to November, 1994. To achieve the proposed goal seven irrigation regimes were used, including normal watering, full stress, traditional irrigation practice, single stress at vegetation, at flowering, at yield formation and at ripening and, two levels of applied N (20 and 80 kg/ha). Plot sizes were 33.6 m2 (8 rows, 7 m long) with a population of 120,000 plants/ha arranged in a split-plot design with four replicates. The irrigation treatments started after uniform germination and crop establishment. Soil moisture was monitored with neutron probe down to the 0.50 m depth, 24 hours before and after each irrigation. The actual evapotranspiration (ETa) of the crop was estimated by the water-balance technique. Field water efficiency and crop water use efficiency were calculated dividing the actual grain yield (10% seed water content) by irrigation and by ETa, respectively. Yield data show that treatments with irrigation deficit had lower yield than those with supplementary irrigation (1% prob.). The pod formation stage was the most sensitive to moisture stress, in wich crop water use efficiency (0.46 kg/m3) was the lowest and the yield response factor (Ky = 2.2) was the highest. Nitrogen fertilization significantly increased the number of pods and grain yield.

Foi realizado experimento em um solo franco arenoso (Typic Haplustoll) na Estação Experimental da Universidade Central do Equador, "La Tola", em Tumbaco-Pichincha, Equador, entre julho e novembro de 1994, com o objetivo de identificar estádios da cultura de feijão que apresentam a menor sensibilidade ao estresse de água no solo, nos quais a irrigação pode ser omitida sem um significativo decréscimo na produção final, A região do experimento caracteriza-se por um clima temperado e seco (temperatura média anual de 16°C, umidade relativa média do ar 74% e chuva de 123 mm durante o período do experimento). Para alcançar os objetivos propostos, utilizou-se sete regimes de irrigação incluindo irrigação adequada durante todo o ciclo, irrigação deficiente durante todo o ciclo, irrigação tradicional da região, deficiência hídrica no período vegetativo, na floração e formação de vagens, no enchimento de vagens e na maturidade; dois níveis de adubação nitrogenada (20 kg N/ha e 80 kg N/ha). As parcelas experimentais foram de 33,6 m2 (8 linhas de 7 metros de comprimento, distantes entre si 0,6 m) com uma população de 120.000 plantas/ha, arranjadas e analisadas num esquema de parcelas sub-divididas com quatro repetições. Os tratamentos de irrigação foram iniciados depois da germinação uniforme das sementes e estabelecimento da cultura. A umidade do solo foi monitorada com sonda de nêutrons, até a profundidade de 50 cm, 24 horas antes e depois de cada irrigação. A evapotranspiração atual da cultura foi estimada pela técnica do balanço hídrico. A eficiência do uso de água no campo e a eficiência do uso de água pela cultura foram calculadas dividindo-se o rendimento de grãos (10% de umidade da semente) pela água aplicada (chuva + irrigação) e pela evapotranspiração atual, respectivamente. A análise dos resultados obtidos, permite concluir que: A deficiência de água no solo, durante a fase de enchimento da vagem, afetou a produtividade do feijoeiro; nesta fase, a eficiência de uso de água pela planta (Ec = 0,46 kg/m3) foi a mais baixa e o fator de resposta (Ky = 2,2) foi o mais alto. A deficiência de água, durante a fase vegetativa, não afetou a eficiência de uso de água, nem a produção de sementes, permitindo uma economia de água de 30%. A adubação nitrogenada incrementou significativamente a produtividade, o número de vagens por planta, número de grãos por vagem e o índice de colheita.

Neutron probe calibration correction by temporal stability parameters of soil water content probability distribution

A neutron probe calibration correction is proposed in order to reduce soil water content variability, assumed to be a consequence of improper calibrations relations. The time stability of spatially measured soil water content data is used to correct the intercepts of linear calibration relations. This procedure reduced the coefficients of variation of soil water content data from 4 to less than 2% in a Rhodic Kanhapludalf.

É proposta uma correção para a calibração de sondas de nêutrons para reduzir a variabilidade de dados do conteúdo de água no solo, suposta como conseqüência de relações de calibração impróprias. A estabilidade temporal de dados espaciais de conteúdo de água no solo é usada para corrigir os coeficientes lineares de curvas de calibração. Esse procedimento reduziu coeficientes de variação de medidas de umidade do solo de 4 para valores menores que 2% em uma Terra Roxa Estruturada.

Efeito da deficiência hídrica e da adubação nitrogenada na produtividade e na eficiência do uso de água em uma cultura do feijão

A field experiment was conducted at "La Tola" University Experimental Station, Tumbaco, Pichincha, Ecuador, on a sandy loam soil (Typic Haplustoll) to identify specific growth stages of the common bean crop at which the plant is less sensitive to water stress, in which irrigation could be omitted without significant decrease in final yield. The climate of the area is temperate and dry (mean air temperature 16°C and mean relative humidity 74%) during the cropping season, and 123 mm of rainfall were recorded from July to November, 1994. To achieve the proposed goal seven irrigation regimes were used, including normal watering, full stress, traditional irrigation practice, single stress at vegetation, at flowering, at yield formation and at ripening and, two levels of applied N (20 and 80 kg/ha). Plot sizes were 33.6 m2 (8 rows, 7 m long) with a population of 120,000 plants/ha arranged in a split-plot design with four replicates. The irrigation treatments started after uniform germination and crop establishment. Soil moisture was monitored with neutron probe down to the 0.50 m depth, 24 hours before and after each irrigation. The actual evapotranspiration (ETa) of the crop was estimated by the water-balance technique. Field water efficiency and crop water use efficiency were calculated dividing the actual grain yield (10% seed water content) by irrigation and by ETa, respectively. Yield data show that treatments with irrigation deficit had lower yield than those with supplementary irrigation (1% prob.). The pod formation stage was the most sensitive to moisture stress, in wich crop water use efficiency (0.46 kg/m3) was the lowest and the yield response factor (Ky = 2.2) was the highest. Nitrogen fertilization significantly increased the number of pods and grain yield.

Foi realizado experimento em um solo franco arenoso (Typic Haplustoll) na Estação Experimental da Universidade Central do Equador, "La Tola", em Tumbaco-Pichincha, Equador, entre julho e novembro de 1994, com o objetivo de identificar estádios da cultura de feijão que apresentam a menor sensibilidade ao estresse de água no solo, nos quais a irrigação pode ser omitida sem um significativo decréscimo na produção final, A região do experimento caracteriza-se por um clima temperado e seco (temperatura média anual de 16°C, umidade relativa média do ar 74% e chuva de 123 mm durante o período do experimento). Para alcançar os objetivos propostos, utilizou-se sete regimes de irrigação incluindo irrigação adequada durante todo o ciclo, irrigação deficiente durante todo o ciclo, irrigação tradicional da região, deficiência hídrica no período vegetativo, na floração e formação de vagens, no enchimento de vagens e na maturidade; dois níveis de adubação nitrogenada (20 kg N/ha e 80 kg N/ha). As parcelas experimentais foram de 33,6 m2 (8 linhas de 7 metros de comprimento, distantes entre si 0,6 m) com uma população de 120.000 plantas/ha, arranjadas e analisadas num esquema de parcelas sub-divididas com quatro repetições. Os tratamentos de irrigação foram iniciados depois da germinação uniforme das sementes e estabelecimento da cultura. A umidade do solo foi monitorada com sonda de nêutrons, até a profundidade de 50 cm, 24 horas antes e depois de cada irrigação. A evapotranspiração atual da cultura foi estimada pela técnica do balanço hídrico. A eficiência do uso de água no campo e a eficiência do uso de água pela cultura foram calculadas dividindo-se o rendimento de grãos (10% de umidade da semente) pela água aplicada (chuva + irrigação) e pela evapotranspiração atual, respectivamente. A análise dos resultados obtidos, permite concluir que: A deficiência de água no solo, durante a fase de enchimento da vagem, afetou a produtividade do feijoeiro; nesta fase, a eficiência de uso de água pela planta (Ec = 0,46 kg/m3) foi a mais baixa e o fator de resposta (Ky = 2,2) foi o mais alto. A deficiência de água, durante a fase vegetativa, não afetou a eficiência de uso de água, nem a produção de sementes, permitindo uma economia de água de 30%. A adubação nitrogenada incrementou significativamente a produtividade, o número de vagens por planta, número de grãos por vagem e o índice de colheita.

Neutron probe measurement of soil water content close to soil surface

The problem of neutron probe soil water content measurements close to soil surface is analysed from the spatial variability and also from the slow neutron "loss" to the atmosphere points of view. Results obtained on a dark red latosol of the county of Piracicaba,SP, indicate the possibility of precisely measuring the neutron "sphere of influence" when different media are used on soil surface.

O problema da medida da umidade nas proximidades da superfície do solo é abordado do ponto de vista de sua variabitidade espacial e da "perda" de nêutrons lentos para a atmosfera. Dados, obtidos em terra roxa estruturada do município de Piracicaba,SP, mostram a possibilidade de se avaliar, com precisão, a "esfera de influência" da medida, quando se utilizam meios diferentes na superfície do solo.

Neutron probe measurement of soil water content close to soil surface

The problem of neutron probe soil water content measurements close to soil surface is analysed from the spatial variability and also from the slow neutron "loss" to the atmosphere points of view. Results obtained on a dark red latosol of the county of Piracicaba,SP, indicate the possibility of precisely measuring the neutron "sphere of influence" when different media are used on soil surface.

O problema da medida da umidade nas proximidades da superfície do solo é abordado do ponto de vista de sua variabitidade espacial e da "perda" de nêutrons lentos para a atmosfera. Dados, obtidos em terra roxa estruturada do município de Piracicaba,SP, mostram a possibilidade de se avaliar, com precisão, a "esfera de influência" da medida, quando se utilizam meios diferentes na superfície do solo.

Comparison of neutron moisture gauges with nonnuclear methods to measure field soil water status

The neutron moisture gauge is compared with the gravimetric-core soil sampling technique, tensiometers and resistance blocks in relation to stability, Held variability, spatial dependence and number of samples needed at a given level of significance. The variance of field water content measurements with neutron moisture gauges is lower than that of the gravimetric sampling, which therefore requires 2 to 6 times as many samples as the number of measuring sites of the gauges to attain the same level of significance. The space dependence of the measurements made with the subsurface gauge varied depending on the average field soil water content. No space dependence was evident when the water content was lower than 0.2 cm³.cm-3 (50% saturation). Measurements with the tensiometers and resistance blocks manifested no spatial dependence and therefore randomly selected measuring sites can be adapted to Held research work where these methods are to be utilized. Soil water content measurements estimated with neutron moisture gauges showed well defined temporal stability (i.e., the lowest, average and the highest soil water content measurements occur at the same field site) which implies that soil water status of an entire field can be assessed with measurements limited to few locations. Measurements with both tensiometers and the resistance blocks are time variant (i.e., the site giving field average water content changes spatially in time) owing to their relatively smaller measuring domains (i.e., scale of the area which can be represented by a single measurement) as compared to neutron gauges. Therefore it is not possible to define the measuring sites of the tensiometers and resistance blocks as to assess soil water status of the entire field, as it could be done with the neutron gauge.

A sonda de neutrons é comparada com a amostragem gravimétrica, com a tensiometria e com o uso de blocos de resistência, em relação à estabilidade, variabilidade do campo, dependência espacial e múmero de amostras necessárias levando em conta determinado nível de significância. A variância das medidas de umidade do solo obtidas por sonda de neutrons é menor do que para a amostragem gravimétrica, que requer um número de amostras 2 a 6 vezes maior em relação à sonda de neutrons dentro de um mesmo nível de significância. A dependência espacial das medidas feitas com sondas de profundidade variou de acordo com os níveis de umidade do solo. Nenhuma dependência espacial ficou evidente para umidades menores que 0,2 cm³.cm³ (50% da saturação). Medidas com tensiômetros e blocos de resistência não manifestaram dependência espacial e, por isso, a escolha das parcelas para medida facilmente se adaptam a esquemas experimentais nos quais estes métodos podem ser utilizados. Medidas de umidade de solo obtidas por sondas de neutrons mostraram uma estabilidade temporal bem definida (isto é, os valores menor, médio e mais alto de umidade do solo ocorrem na mesma posição no campo experimental) o que significa que o estado da umidade do solo de um campo relativamente grande pode ser determinado através de um número limitado de medidas. Medidas com tensiômetros e blocos de resistência são variáveis no tempo (isto é, a parcela que indica a umidade média do campo varia espacialmente no tempo) devido a seus domínios de medida relativamente menores (isto é, tamanho da área que pode ser representada por uma única medida) em comparação com sondas de neutrons. Por isso não é possível definir posições de medidas para tensiômetros e blocos de resistência para caracterização da umidade do solo do campo todo, da forma como foi possível para sondas de neutrons.

Comparison of neutron moisture gauges with nonnuclear methods to measure field soil water status

The neutron moisture gauge is compared with the gravimetric-core soil sampling technique, tensiometers and resistance blocks in relation to stability, Held variability, spatial dependence and number of samples needed at a given level of significance. The variance of field water content measurements with neutron moisture gauges is lower than that of the gravimetric sampling, which therefore requires 2 to 6 times as many samples as the number of measuring sites of the gauges to attain the same level of significance. The space dependence of the measurements made with the subsurface gauge varied depending on the average field soil water content. No space dependence was evident when the water content was lower than 0.2 cm³.cm-3 (50% saturation). Measurements with the tensiometers and resistance blocks manifested no spatial dependence and therefore randomly selected measuring sites can be adapted to Held research work where these methods are to be utilized. Soil water content measurements estimated with neutron moisture gauges showed well defined temporal stability (i.e., the lowest, average and the highest soil water content measurements occur at the same field site) which implies that soil water status of an entire field can be assessed with measurements limited to few locations. Measurements with both tensiometers and the resistance blocks are time variant (i.e., the site giving field average water content changes spatially in time) owing to their relatively smaller measuring domains (i.e., scale of the area which can be represented by a single measurement) as compared to neutron gauges. Therefore it is not possible to define the measuring sites of the tensiometers and resistance blocks as to assess soil water status of the entire field, as it could be done with the neutron gauge.

A sonda de neutrons é comparada com a amostragem gravimétrica, com a tensiometria e com o uso de blocos de resistência, em relação à estabilidade, variabilidade do campo, dependência espacial e múmero de amostras necessárias levando em conta determinado nível de significância. A variância das medidas de umidade do solo obtidas por sonda de neutrons é menor do que para a amostragem gravimétrica, que requer um número de amostras 2 a 6 vezes maior em relação à sonda de neutrons dentro de um mesmo nível de significância. A dependência espacial das medidas feitas com sondas de profundidade variou de acordo com os níveis de umidade do solo. Nenhuma dependência espacial ficou evidente para umidades menores que 0,2 cm³.cm³ (50% da saturação). Medidas com tensiômetros e blocos de resistência não manifestaram dependência espacial e, por isso, a escolha das parcelas para medida facilmente se adaptam a esquemas experimentais nos quais estes métodos podem ser utilizados. Medidas de umidade de solo obtidas por sondas de neutrons mostraram uma estabilidade temporal bem definida (isto é, os valores menor, médio e mais alto de umidade do solo ocorrem na mesma posição no campo experimental) o que significa que o estado da umidade do solo de um campo relativamente grande pode ser determinado através de um número limitado de medidas. Medidas com tensiômetros e blocos de resistência são variáveis no tempo (isto é, a parcela que indica a umidade média do campo varia espacialmente no tempo) devido a seus domínios de medida relativamente menores (isto é, tamanho da área que pode ser representada por uma única medida) em comparação com sondas de neutrons. Por isso não é possível definir posições de medidas para tensiômetros e blocos de resistência para caracterização da umidade do solo do campo todo, da forma como foi possível para sondas de neutrons.