Variabilidade da água disponível de uma terra roxa estruturada latossólica

From 250 soil-water retention curves of an area of 6250 m² of a "Terra Roxa Estruturada Latossólica" (Rhodic Kanhapludalf) located in Piracicaba,SP, four sets of available soil-water were calculated assuming field capacity values based on soil-water contents corresponding to -1x10³, -6x10³, -1x10(4) and -3x10(4) Pa of soil water matric potential; and permanent wilting point based on soil-water contents corresponding to -1,5x10(6) Pa. Aiming to quantify the variability and the sensibility of the results for each set and among sets of soil available water values, the following calculations were made: position measurement (mean), variability (coefficient of variation, assimetry and kurtosis) and the necessary number of samples to estimate the mean at a specific probability level. The analysis of the results has shown that the variability of available soil-water values is much greater than the variability of field capacity and of permanent wilting point values used in the calculation. That is, even though the envolved variables can be the same, the degree of variability (expressed by the necessary number of samples needed to estimate the mean within a choosen interval confidence) can be very distinct, indicating that the results of a sampling, carried out for one specific objective can not always be used for another objective, even being dependent variables.

A partir de 250 curvas de retenção da água no solo, elaboradas com amostras indeformadas coletadas de uma área de 6250 m² de uma Terra Roxa Estruturada Latossólica de Piracicaba,SP, foram calculados quatro conjuntos de valores de água disponível assumindo-se -1x10³, -6x10³, -1x10(4) e -3x10(4) Pa como possíveis valores de potencial mátrico correspondentes à capacidade de campo e -1,5x10³ Pa um possível valor correspondente ao ponto de murchamento permanente. Foram feitas medidas de posição (média), variabilidade (coeficiente de variação, assimetria e curtose) e numero necessário de amostras para estimar a média a um dado nível de probabilidade a fim de quantificar a variabilidade e a sensibilidade dos resultados em cada conjunto e entre conjuntos de valores de água disponível. A análise dos resultados mostrou que a variabilidade da água disponível, obtida à partir de dois valores de umidade da Curva de Retenção é muito maior que a variabilidade de cada valor individualmente. Ou seja, embora as variáveis envolvidas possam ser as mesmas, o grau de variabilidade (expresso, por exemplo, pelo coeficiente de variação) ou a sensibilidade das medidas (expressa pelo número necessário de amostras para estimar a média dentro de um determinado intervalo de confiança) pode ser bem distinto, indicando que nem sempre resultados de uma amostragem realizada com determinado objetivo poderá servir a outros, embora possam tratar-se de variáveis dependentes.

Heterogeneidade dos pontos experimentais de curvas de retenção da água no solo

In an area of "Terra Roxa Estruturada Latossólica" (Rhodic Kanhapludalf), in Piracicaba, SP, Brazil (20° 42' 30" S, 47° 38' 00" W, 576 m), 250 undisturbed soil samples were collected at 25 cm soil depth, according to a regular grid of spacing of 5 m, resulting a network of 25 Unes and 10 columns. These samples were used to determine 250 soil water retention curves each one with eigth experimental points, using Haines funnels (tensions of 5xl0², 1x10³, 6x10³ and 1x10(4) Pa) and Richards pressure chambers (pressures of 3x10(4), 8x10(4),3x10(5) and 1x10(6) Pa), totalizing two thousand values. Position measurements (mode, median and arithmetic mean), variability (total amplitude, interquartil amplitude, standard deviation, coefficient of variation, assimetry, kurtosis and confident limits around the mean) and number of samples to estimate the mean of the soil water content at a specific probability level, were used with the following objectives: a) to verify how close to the normal distribution are the values of soil water content for the different considered tensions and hence, to investigate what is the best position measurement; b) to quantify the variability in each considered tension, identifying the most problematic in the study of soil-water retention and also to analyse the measurement sensibility through the calculation of the necessary number of samples to estimate the mean (assuming a spatial independence of the samples). From the analysis of the obtained results, it could be concluded that the soil-water content values corresponding to tensions of 5x10² and 1x10³ Pa showed very skewed distributions, so that care should be taken in using the arithmetic mean as a position measurement. The neglection of problem-samples, based on the physical analyses of results, allowed a better aproximation to the normal distributions for these tensions, indicating that a complete soil-water retention curve should always be prefered in the place of only two or three points of restricted interest as it is normally done. Soil-water contents corresponding to the several considered tensions showed low coefficients of variation ( 10 %) as compared to other soil physical measurements.

Em uma área de Terra Roxa Estruturada Latossólica de Piracicaba,SP, foram coletadas 250 amostras de solo com estrutura indeformada à profundidade de 25 cm, segundo um espaçamento regular de 5 m. As amostras foram submetidas às tensões de 5xl0²; 1x10³; 6x10³; 1x10(4) (Funil de Haines) e pressões de 3x10(4); 8x10(4); 3x10(5) e 1,5x10(6) Pa (Câmara de Pressão de Richards) para obtenção das relações entre potencial mátrico e umidade do solo. Assim foram obtidos duzentos e cinqüenta valores de umidade à base de massa (variável dependente) para cada valor de tensão fixado (variável independente), num total de dois mil resultados experimentais. Utilizaram-se medidas de posição (moda, mediana e média aritmética), variabilidade (amplitude total, amplitude interquartil, desvio padrão, coeficiente de variação, assimetria, curtose e limites de confiança em torno da média aritmética) e número de amostras para estimar a média da umidade a um dado nível de probabilidade, com os seguintes objetivos: a) verificar o quanto as distribuições de probabilidade dos valores de umidade para as diferentes tensões consideradas se afastam da distribuição normal e, consequentemente, investigar qual a melhor medida de posição para representar o conjunto; b) quantificar a variabilidade a cada tensão considerada, identificando as mais problemáticas no estudo da retenção da água no solo, ao lado de uma analise da sensibilidade das medidas, através do cálculo do número necessário de amostras para estimar a média (desconsiderando-se a dependência espacial das amostras). A análise dos resultados obtidos permitiu concluir que as umidades às tensões de 5x10² e 1x10³ Pa apresentaram distribuição com assimetria exagerada e portanto há que se tomar cuidado com o uso da média aritmética como medida de posição. O descarte de amostras-problema, baseado na análise física dos resultados, permitiu, no entanto, melhor aproximação da normalidade para estas tensões, indicando que se deve sempre dar preferência à curva completa de retenção de água no solo e não apenas a dois ou três pontos de interesse imediato, como é feito usualmente. As umidades às várias tensões utilizadas apresentaram baixo coeficiente de variação ( 10%), quando comparadas a outras medidas de propriedades físicas do solo.

Problemas metodológicos na obtenção da curva de retenção da água pelo solo

Undisturbed soil samples of a "Terra Roxa Estruturada Latossólica" (Rhodic Kanhapludalf) were taken in Piracicaba,SP from the 25 cm depth, in order to study both methodological and spatial variabilities of the soil water retention curve. The sampling followed a 5 m x 5 m grid of 10 columns and 25 Unes, resulting 250 collecting points. With these samples, 250 retention curves were obtained using porous plate funnels (tensions of 5 x 10²; 1 x 10³; 6 x 10³ and 1 x 10(4) Pa) and Richards pressure chambers (tensions of 3 x 10(4); 8 x 10(4); 3 x 10(5), and 1.5 x 10(6) Pa). The methodological variability was analyzed mainly in the light of the pertinent thermodynamics, using several values of tension. Results have shown that the analytical problems are such that they can lead to erroneous interpret rations, affecting the quality of the experiment and also the comparison of results from several laboratories. For instance, 43% of the samples showed non consistant results, with values of volumetric soil-water content smaller at the tension of 3 x 10(4) Pa than at the tension of 1.5 x 10(6) Pa, which, from the practical point of view, could, lead to subestimated values of available water.

Para estudar a variabilidade tanto metodológica quanto espacial da Curva de Retenção de Água no Solo, coletaram-se amostras de solo com estrutura indeformada à profundidade de 25 cm em uma área de Terra Roxa Estruturada Latossólica (Rhodic Kanhapludalf) em Piracicaba,SP. A amostragem obedeceu a um arranjo com espaçamento regular de cinco metros, resultando numa malha quadriculada de vinte e cinco linhas e dez colunas, totalizando duzentos e cinqüenta pontos. Elaboraram-se 250 Curvas de Retenção por secamento, utilizando-se as tensões de 5 x 10²; l x 10³; 6 x 10³; l x 10(4) Pa (Funil de Placa Porosa) e 3 x 10(4); 8 x 10(4); 3 x 10(5) e 1,5 x 10(6) Pa (Câmara de Pressão de Richards), totalizando oito pontos por curva. Analisou-se a variabilidade metodológica para os vários valores de tensão considerados, principalmente à luz da termodinâmica pertinente. Os resultados evidenciaram que os problemas analíticos são de tal ordem que podem levar a interpretações errôneas, comprometendo a qualidade de experimentos ou mesmo a comparabilidade de resultados provenientes de laboratórios diversos. Exemplificando, 43% das amostras apresentaram resultados inconsistentes, com valores de umidade à base de volume à 3x10(5) Pa menores que a 1,5x10(6) Pa, o que na prática poderia levar, dentre outros, a problemas de subestimativa nos valores de água disponível.

Problemas metodológicos na obtenção da curva de retenção da água pelo solo

Undisturbed soil samples of a "Terra Roxa Estruturada Latossólica" (Rhodic Kanhapludalf) were taken in Piracicaba,SP from the 25 cm depth, in order to study both methodological and spatial variabilities of the soil water retention curve. The sampling followed a 5 m x 5 m grid of 10 columns and 25 Unes, resulting 250 collecting points. With these samples, 250 retention curves were obtained using porous plate funnels (tensions of 5 x 10²; 1 x 10³; 6 x 10³ and 1 x 10(4) Pa) and Richards pressure chambers (tensions of 3 x 10(4); 8 x 10(4); 3 x 10(5), and 1.5 x 10(6) Pa). The methodological variability was analyzed mainly in the light of the pertinent thermodynamics, using several values of tension. Results have shown that the analytical problems are such that they can lead to erroneous interpret rations, affecting the quality of the experiment and also the comparison of results from several laboratories. For instance, 43% of the samples showed non consistant results, with values of volumetric soil-water content smaller at the tension of 3 x 10(4) Pa than at the tension of 1.5 x 10(6) Pa, which, from the practical point of view, could, lead to subestimated values of available water.

Para estudar a variabilidade tanto metodológica quanto espacial da Curva de Retenção de Água no Solo, coletaram-se amostras de solo com estrutura indeformada à profundidade de 25 cm em uma área de Terra Roxa Estruturada Latossólica (Rhodic Kanhapludalf) em Piracicaba,SP. A amostragem obedeceu a um arranjo com espaçamento regular de cinco metros, resultando numa malha quadriculada de vinte e cinco linhas e dez colunas, totalizando duzentos e cinqüenta pontos. Elaboraram-se 250 Curvas de Retenção por secamento, utilizando-se as tensões de 5 x 10²; l x 10³; 6 x 10³; l x 10(4) Pa (Funil de Placa Porosa) e 3 x 10(4); 8 x 10(4); 3 x 10(5) e 1,5 x 10(6) Pa (Câmara de Pressão de Richards), totalizando oito pontos por curva. Analisou-se a variabilidade metodológica para os vários valores de tensão considerados, principalmente à luz da termodinâmica pertinente. Os resultados evidenciaram que os problemas analíticos são de tal ordem que podem levar a interpretações errôneas, comprometendo a qualidade de experimentos ou mesmo a comparabilidade de resultados provenientes de laboratórios diversos. Exemplificando, 43% das amostras apresentaram resultados inconsistentes, com valores de umidade à base de volume à 3x10(5) Pa menores que a 1,5x10(6) Pa, o que na prática poderia levar, dentre outros, a problemas de subestimativa nos valores de água disponível.

Heterogeneidade dos pontos experimentais de curvas de retenção da água no solo

In an area of "Terra Roxa Estruturada Latossólica" (Rhodic Kanhapludalf), in Piracicaba, SP, Brazil (20° 42' 30" S, 47° 38' 00" W, 576 m), 250 undisturbed soil samples were collected at 25 cm soil depth, according to a regular grid of spacing of 5 m, resulting a network of 25 Unes and 10 columns. These samples were used to determine 250 soil water retention curves each one with eigth experimental points, using Haines funnels (tensions of 5xl0², 1x10³, 6x10³ and 1x10(4) Pa) and Richards pressure chambers (pressures of 3x10(4), 8x10(4),3x10(5) and 1x10(6) Pa), totalizing two thousand values. Position measurements (mode, median and arithmetic mean), variability (total amplitude, interquartil amplitude, standard deviation, coefficient of variation, assimetry, kurtosis and confident limits around the mean) and number of samples to estimate the mean of the soil water content at a specific probability level, were used with the following objectives: a) to verify how close to the normal distribution are the values of soil water content for the different considered tensions and hence, to investigate what is the best position measurement; b) to quantify the variability in each considered tension, identifying the most problematic in the study of soil-water retention and also to analyse the measurement sensibility through the calculation of the necessary number of samples to estimate the mean (assuming a spatial independence of the samples). From the analysis of the obtained results, it could be concluded that the soil-water content values corresponding to tensions of 5x10² and 1x10³ Pa showed very skewed distributions, so that care should be taken in using the arithmetic mean as a position measurement. The neglection of problem-samples, based on the physical analyses of results, allowed a better aproximation to the normal distributions for these tensions, indicating that a complete soil-water retention curve should always be prefered in the place of only two or three points of restricted interest as it is normally done. Soil-water contents corresponding to the several considered tensions showed low coefficients of variation ( 10 %) as compared to other soil physical measurements.

Em uma área de Terra Roxa Estruturada Latossólica de Piracicaba,SP, foram coletadas 250 amostras de solo com estrutura indeformada à profundidade de 25 cm, segundo um espaçamento regular de 5 m. As amostras foram submetidas às tensões de 5xl0²; 1x10³; 6x10³; 1x10(4) (Funil de Haines) e pressões de 3x10(4); 8x10(4); 3x10(5) e 1,5x10(6) Pa (Câmara de Pressão de Richards) para obtenção das relações entre potencial mátrico e umidade do solo. Assim foram obtidos duzentos e cinqüenta valores de umidade à base de massa (variável dependente) para cada valor de tensão fixado (variável independente), num total de dois mil resultados experimentais. Utilizaram-se medidas de posição (moda, mediana e média aritmética), variabilidade (amplitude total, amplitude interquartil, desvio padrão, coeficiente de variação, assimetria, curtose e limites de confiança em torno da média aritmética) e número de amostras para estimar a média da umidade a um dado nível de probabilidade, com os seguintes objetivos: a) verificar o quanto as distribuições de probabilidade dos valores de umidade para as diferentes tensões consideradas se afastam da distribuição normal e, consequentemente, investigar qual a melhor medida de posição para representar o conjunto; b) quantificar a variabilidade a cada tensão considerada, identificando as mais problemáticas no estudo da retenção da água no solo, ao lado de uma analise da sensibilidade das medidas, através do cálculo do número necessário de amostras para estimar a média (desconsiderando-se a dependência espacial das amostras). A análise dos resultados obtidos permitiu concluir que as umidades às tensões de 5x10² e 1x10³ Pa apresentaram distribuição com assimetria exagerada e portanto há que se tomar cuidado com o uso da média aritmética como medida de posição. O descarte de amostras-problema, baseado na análise física dos resultados, permitiu, no entanto, melhor aproximação da normalidade para estas tensões, indicando que se deve sempre dar preferência à curva completa de retenção de água no solo e não apenas a dois ou três pontos de interesse imediato, como é feito usualmente. As umidades às várias tensões utilizadas apresentaram baixo coeficiente de variação ( 10%), quando comparadas a outras medidas de propriedades físicas do solo.

Variabilidade da água disponível de uma terra roxa estruturada latossólica

From 250 soil-water retention curves of an area of 6250 m² of a "Terra Roxa Estruturada Latossólica" (Rhodic Kanhapludalf) located in Piracicaba,SP, four sets of available soil-water were calculated assuming field capacity values based on soil-water contents corresponding to -1x10³, -6x10³, -1x10(4) and -3x10(4) Pa of soil water matric potential; and permanent wilting point based on soil-water contents corresponding to -1,5x10(6) Pa. Aiming to quantify the variability and the sensibility of the results for each set and among sets of soil available water values, the following calculations were made: position measurement (mean), variability (coefficient of variation, assimetry and kurtosis) and the necessary number of samples to estimate the mean at a specific probability level. The analysis of the results has shown that the variability of available soil-water values is much greater than the variability of field capacity and of permanent wilting point values used in the calculation. That is, even though the envolved variables can be the same, the degree of variability (expressed by the necessary number of samples needed to estimate the mean within a choosen interval confidence) can be very distinct, indicating that the results of a sampling, carried out for one specific objective can not always be used for another objective, even being dependent variables.

A partir de 250 curvas de retenção da água no solo, elaboradas com amostras indeformadas coletadas de uma área de 6250 m² de uma Terra Roxa Estruturada Latossólica de Piracicaba,SP, foram calculados quatro conjuntos de valores de água disponível assumindo-se -1x10³, -6x10³, -1x10(4) e -3x10(4) Pa como possíveis valores de potencial mátrico correspondentes à capacidade de campo e -1,5x10³ Pa um possível valor correspondente ao ponto de murchamento permanente. Foram feitas medidas de posição (média), variabilidade (coeficiente de variação, assimetria e curtose) e numero necessário de amostras para estimar a média a um dado nível de probabilidade a fim de quantificar a variabilidade e a sensibilidade dos resultados em cada conjunto e entre conjuntos de valores de água disponível. A análise dos resultados mostrou que a variabilidade da água disponível, obtida à partir de dois valores de umidade da Curva de Retenção é muito maior que a variabilidade de cada valor individualmente. Ou seja, embora as variáveis envolvidas possam ser as mesmas, o grau de variabilidade (expresso, por exemplo, pelo coeficiente de variação) ou a sensibilidade das medidas (expressa pelo número necessário de amostras para estimar a média dentro de um determinado intervalo de confiança) pode ser bem distinto, indicando que nem sempre resultados de uma amostragem realizada com determinado objetivo poderá servir a outros, embora possam tratar-se de variáveis dependentes.