ÍNDICE DE CONSISTÊNCIA TEMPORAL: UM NOVO MÉTODO PARA AVALIAÇÃO DA ESTABILIDADE TEMPORAL DE ARMAZENAMENTO DE ÁGUA NO SOLO

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1 Anas Eletrônco ÍNDICE DE CONSISTÊNCIA TEMPORAL: UM NOVO MÉTODO PARA AVALIAÇÃO DA ESTABILIDADE TEMPORAL DE ARMAZENAMENTO DE ÁGUA NO SOLO Anderson Takash Hara, Heraldo Takao Hashgut, Antôno Carlos Andrade Gonçalves, Fernando Tadeu Bernardno, Aarão Fabríco dos Santos 1, Marcos Vnícus Folegatt RESUMO: Para um manejo crteroso da rrgação, é necessáro o conhecmento do armazenamento de água no solo. Do ponto de vsta agronômco, determnar uma únca posção que permta estabelecer um processo de nferênca da condção méda de armazenamento de água do solo de um domíno expermental é muto convenente, uma vez que possblta a economa de esforço e economa de recursos fnanceros, devdo uma menor demanda de sensores para o montoramento de água no solo. Neste trabalho, tem como objetvo testar a hpótese que a unformdade de aplcação de água no solo não promove mudanças na establdade temporal de armazenamento de água no solo quando a umdade do solo é elevada pela rrgação em uma condção acma da capacdade de campo permtndo a dentfcação de um ponto que por meo da medda da lamna armazenada deste ponto, possa representar a condção méda de um domíno. O trabalho fo realzado na fazenda Expermental da UEM, localzada no dstrto de Iguatem no muncípo de Marngá. Fo avalado o armazenamento de água no solo após a aplcação de água no solo consderando quatro dferentes padrões de aplcação de água no solo. De posse os dados, foram aplcados a técnca de establdade temporal e determnado o índce de consstênca temporal. Os resultados obtdos revelam que é possível por meo do montoramento de um únco ponto nferr a condção méda de armazenamento de água no solo com elevada precsão e exatdão ndependentemente da condção que é realzada a aplcação de água no solo. PALAVRAS-CHAVE: armazenamento de água no solo; aspersão; consstênca temporal;tdr. 1 INTRODUÇÃO A rrgação é uma técnca largamente empregada por agrcultores Brasleros e dentre as dferentes técncas de rrgação a aspersão é uma das mas utlzadas no Brasl por agrcultores devdo a sua versatldade e smplcdade no emprego da técnca. Para um manejo efcente da rrgação, conhecer umdade do solo é de fundamental mportânca no estabelecmento da quantdade da lâmna de rrgação necessára a ser aplcada e também o momento que deve ser realzado a rrgação. Dentre as dversas técncas para estmar a umdade do solo, a técnca da TDR vem sendo cada vez mas empregadas devdo à confabldade da nformação obtda, rapdez na obtenção de dados e pela smplcdade de operação. Uma vez que a umdade do solo é varável no espaço (Gumarães et al., 2010), no processo de montoramento da umdade do solo, é desejável que o ponto a ser montorado represente a condção méda da área trabalhada, objetvando uma menor necessdade de gastos com sensores e esforço amostral. Com objetvo de dentfcar esse ponto a ser montorado para representar a condção méda de umdade do solo da área trabalhada, Vachaud et al. (1985) propõe o conceto de establdade temporal. Essa técnca tem sdo empregada por dversos autores, e para dversas condções expermentas, como em área rrgada com pvô central e sem cultura (Gonçalves et al., 2009), em área com a cultura de ctros (Rocha et al., 2005), em estudos hdrológcos (Àvla et al., 2010). No entanto o estudo da aplcabldade da técnca carece de nvestgações a respeto das nformações obtdas sob dversos padrões de aplcação de água no solo. O objetvo deste estudo é testar a hpótese que a unformdade de aplcação de água no solo não promove mudanças na establdade temporal de armazenamento de água no solo quando a umdade do solo é elevada pela rrgação em uma condção acma da capacdade de campo. 2 MATERIAL E MÉTODOS O expermento fo na fazenda Expermental da UEM, localzada no dstrto de Iguatem no muncípo de Marngá, com lattude de sul e longtude de oeste. A alttude méda é de 540 m. O solo da área expermental é caracterzado como um LATOSSOLO de textura arenosa. A área expermental apresentava dmensão de 12x24m, nesta área fo demarcado quadrículas de 2x2m, compondo um total de 72 quadrículas, 1 Unversdade Estadual de Marngá, Marngá/PR Marngá Paraná Brasl

2 Anas Eletrônco sendo que no centro de cada quadrícula fo nstalado uma sonda de TDR, para estmar lâmna de água armazenada da camada do solo de 0-0,2 m. Cada ponto que fo nstalado a sonda de TDR fo referencada. Foram mposto na área expermental quatro cenáros, nomeados como C1, C2, C3 e C4. Cada cenáro pode ser descrto como uma sequênca metodológca compreenddo pela letura de todas as sondas de TDR antes da rrgação, aplcação de uma lâmna de rrgação sufcente para elevar a umdade acma da capacdade de campo, e posterormente, a medda de quatro leturas de todas as sondas de TDR espaçadas em 1, 8, 96 e 144 horas após a rrgação. Em cada cenáro, fo adotado um padrão dstnto de aplcação de água da lâmna de rrgação, sendo esse padrão mposto de acordo com a posção que era posconada os aspersores na área expermental, gerando dferentes unformdades de aplcação de água no solo. O prmero cenáro (C1) apresentava 15 aspersores dstancados 6x6 m. O segundo cenáro (C2) apresentava ses aspersores dstancados 12x12 m. O tercero cenáro (C3) apresentava ses aspersores dstancados 12x18 m. O quarto cenáro apresentava quatro aspersores dstancados 12x24 m. Em todas os cenáros foram utlzados aspersores com bocas 5,6 x 3,2 mm nstalados a uma altura de 1 m e submetdos no momento da rrgação, uma pressão de servço de 250 KPa. Os espaçamentos adotados foram escolhdos pela frequênca da utlzação em projetos de rrgação. Os valores de Ka provenentes das leturas das sondas de TDR foram convertdas em valores de umdade do solo em base volumétrca de acordo com a curva de calbração específca para o solo da área expermental. De posse os valores de umdade do solo, estes foram transformados em lâmna armazenada consderando a profunddade do solo de 0,2m obtendo para cada cenáro a lâmna armazenada após uma hora de rrgação (arm1h), lâmna armazenada após 8 horas de rrgação (arm8h), lâmna armazenada após 96 horas de rrgação (arm96h) e lâmna armazenada após 144 horas de rrgação (arm144h). No momento da rrgação, ao lado de cada sonda de TDR, fo determnado a lâmna de rrgação aplcada (Lam) utlzando um pluvômetro com uma área de seção de coleta de 0,00785m2, e com os valores de lâmna aplcada fo determnado o cálculo do coefcente de unformdade de Chrstansen. Para cada cenáro, fo construído superfíce de valores de lamna de rrgação aplcada por meo do software Surfer utlzando como método de nterpolação o nverso do quadrado da dstânca. Fo realzada a análse estatístca descrtva dos valores de da lâmna de rrgação e lâmna armazenada para os quatro cenáros. Para os cenáros C1, C2, C3 e C4 foram empregados a técnca das dferenças relatvas proposta por Vachaud et al. (1985), utlzando os valores de lamna armazenada após a rrgação. A dferença relatva é dada por: j ( arm arm j arm ) (1) em que j é a dferença relatva da posção no momento j, Marngá Paraná Brasl armj é o armazenamento de água no solo da posção no momento j e arm é a méda do armazenamento de água no solo de todas as posções no espaço no momento j. Para cada posção, fo calculada a méda do desvo relatvo ( ) da posção consderando os dversos momentos j. Se a posção apresenta um valor de gual à zero, esta posção permte nferr o valor médo de todas as posções do domíno expermental. Portanto, fornece um ndíco de exatdão ao adotar a posção como referênca no processo de nferênca estatístca. O desvo padrão dos desvos relatvos a todos os momentos j da posção fo calculada, como apresentado pela proposta por Gonçalves et al. (1999). O desvo padrão é dado por: 2 0,5 j j1 (2) n em que é o desvo padrão da posção e é a méda do desvo relatvo da posção consderando dversos momentos j. Quanto menor o da posção, maor a confança desta para estmar a méda geral (Gonçalves et al., 1999), ndcando a precsão desta posção. A precsão refere a dspersão dos valores em torno da méda, e a exatdão refere à aproxmação dos dados estmados em torno ao verdadero. (CAMARGO e CAMARGO, 2000). Com o objetvo de determnar a posção que podera nformar com precsão e exatdão a condção méda do n

3 Anas Eletrônco domíno, fo realzada de modo um processo análogo na obtenção de um índce, conforme a metodologa proposta por (CAMARGO e CAMARGO, 2000), o produto do com resultando no índce G apresentando a dmensão em mm. O índce G é dado por: G (3) em que G é o índce de consstênca temporal (mm) da posção. A posção que apresenta um valor de índce G próxmo ou gual à zero, esta posção apresenta uma elevada precsão e exatdão para qualquer momento j, ao utlzarmos como referênca ao assocar o valor meddo desta posção, ao valor médo de um domíno. 3 RESULTADOS E DISCUSSÕES Os momentos estatístcos das varáves lâmna armazenada e lâmna de rrgação são apresentadas na tabela 1. Os valores de méda de arm1h para os quatro cenáros apresentaram valores semelhantes, assm como os valores de CV. Esses valores são esperados uma vez que a umdade fo elevada acma da capacdade de campo. Em dada cenáro observa-se que a medda que ocorre a redução da lâmna de água armazenada, os valores de CV aumentam, ndcando um aumentando da varabldade espacal dessa varável. Para todas varáves de arm e Lam, apresentam uma dstrbução smétrca dos valores corroborados pelos baxos valores de coefcente de assmetra. De acordo com a tabela 2, constata-se que a correlação dos valores de arm1h com as demas leturas ao longo do processo de secagem do solo, ocorrem uma redução de valores ndependentemente do cenáro avalado. Esse resultado evdenca que o padrão de arm muda ao longo do tempo devdo à varabldade espacal exstente da capacdade de armazenamento. No entanto, quando observamos a correlação entre arm96h e arm144h ocorre uma maor relação entre esta duas condções, confrmados por um coefcente de correlação maor que 0,90 para qualquer cenáro avalado, evdencando a establzação de perda de água no solo, assegurando uma maor confabldade da aplcação da técnca de Vachoud. Tabela1. Momentos estatístcos e CUC das varáves arm e Lam para os cenáros C1, C2, C3 e C4. Cenáro Varável Méda Medana Varânca CV Assmetra Curtose CUC C1 arm1h % C1 arm8h % C1 arm96h % C1 arm144h % C2 arm1h % C2 arm8h % C2 arm96h % C2 arm144h % C3 arm1h % C3 arm8h % C3 arm96h % C3 arm144h % C4 arm1h % C4 arm8h % C4 arm96h % C4 arm144h % C1 Lam % C2 Lam % C3 Lam % C4 Lam % Marngá Paraná Brasl

4 Anas Eletrônco Na fgura 1, são apresentadas a superfíce de valores de Lam de todos os cenáros. Observa-se que para os cenáros C1, C2 e C3 o padrão de aplcação da lâmna de rrgação não apresentaram grandes varações, sendo corroborado pelo elevado CUC no qual fo acma de 80%. O cenáro C4 apresentou o por desempenho na questão no padrão de aplcação de água no solo apresentando um CUC na ordem de 60%. Tabela 2. Coefcente de correlação entre as dferentes tempos de letura de armazenamento para cada cenáro. C1 C2 arm1h arm8h arm96h arm144h arm1h arm8h arm96h arm144h arm1h 1,00 0,88 0,61 0,60 1,00 0,93 0,80 0,76 arm8h 1,00 0,57 0,57 1,00 0,85 0,81 arm96h 1,00 0,98 1,00 0,92 arm144h 1,00 1,00 C3 C4 arm1h arm8h arm96h arm144h arm1h arm8h arm96h arm144h arm1h 1,00 0,90 0,63 0,62 1,00 0,87 0,70 0,69 arm8h 1,00 0,67 0,65 1,00 0,80 0,78 arm96h 1,00 0,96 1,00 0,97 arm144h 1,00 1,00 a) b c d Fgura1. Superfíce de valores para Lam dos cenáros C1 (a), C2 (b), C3 (c) e C4 (d). Marngá Paraná Brasl

5 Anas Eletrônco As posções que apresentaram valores de menor que 5 e maor que 5 em todos os cenáros foram seleconados e apresentados na tabela 3 os valores de, e G. Observa-se na tabela 3, que somente para os cenáros C1 e C3 o menor valor de fo acompanhado por um menor valor de, correspondendo à posção 68. No entanto, a posção 27 do C2 fo o que apresentou o menor, contudo o menor valor de fo para a posção 68. Para o cenáro C4, a posção 32 fo a posção que apresentou o menor valor de, e para o valor de fo para a posção 68. Consderando o índce G proposto neste trabalho, pode-se observar que com exceção do cenáro C2, para os demas cenáros, a posção 68 apresentou o valor mas próxmo de zero. Este resultado corrobora que esta posção é a mas aproprada para realzar o montoramento do armazenamento de água no solo para se realzar o processo de nferênca da condção méda de armazenamento de água no solo com precsão e exatdão. Na tabela 4, 5, 6 e 7 desvo percentual das posções 27, 32 e 68 assocado aos momentos arm1h, arm8h, arm96h, arm144h em relação à méda de todas as posções, dos cenáros C1, C2, C3 e C4. Ao se optar pela escolha da posção 68, o erro médo ao adotarmos este ponto apresenta o valor de -1,53% ndependentemente do cenáro analsado. No entanto ao avalarmos o erro assocado por meo deste ponto consderando os dferentes momentos e dferentes cenáros, podemos observar que a maor magntude do erro é de 3,57%. Tabela 3. Valores de, e G para os cenáros C1, C2, C3 e C4 para as posções 27, 32 e 68. C1 C2 C3 C4 Posção ,06 6,05 1,65 2,02 3,73 0,85 4,58 6,69 1,94 2,21 5,06 1,24 1,83 2,04 0,68-0,48-0,91-1,53 1,46 2,93 1,04 2,47 0,50-0,97 G 11,09 12,38 1,12-0,97-3,39-1,29 6,68 19,60 2,02 5,46 2,53-1,21 Tabela 4. Desvo percentual em relação à méda de todas as posções, das posções 27, 32 e 68, consderando os momentos arm1h, arm8h, arm96h, arm144h e méda dos mesmos do cenáro C1. Posção arm1h arm8h arm96h arm144h méda 27-2,37-4,35 6,58 7,46 1, ,37-3,95 7,56 6,94 2, ,27 3,13-0,29 0,16 0,68 Tabela 5. Desvo percentual em relação à méda de todas as posções, das posções 27, 32 e 68, consderando os momentos arm1h, arm8h, arm96h, arm144h e méda dos mesmos do cenáro C2. Posção arm1h arm8h arm96h arm144h méda 27-2,56-1,06-0,58 2,28-0, ,28-3,23-0,16 4,03-0, ,87-0,70-0,99-2,55-1,53 Tabela 6. Desvo percentual em relação à méda de todas as posções, das posções 27, 32 e 68, consderando os momentos arm1h, arm8h, arm96h, arm144h e méda dos mesmos do cenáro C3. Posção arm1h arm8h arm96h arm144h méda 27-0,87-1,49-29,45 6,74-6, ,28-2,24 7,19 10,06 2, ,19-0,74 3,57 1,52 1,04 Marngá Paraná Brasl

6 Anas Eletrônco Tabela 7. Desvo percentual em relação à méda de todas as posções, das posções 27, 32 e 68, consderando os momentos arm1h, arm8h, arm96h, arm144h e méda dos mesmos do cenáro C4. Posção arm1h arm8h arm96h arm144h méda 27 0,10 1,13 3,85 4,79 2, ,92-1,18 4,31 4,79 0, ,45-0,41-1,61-2,33-0,97 4 CONCLUSÃO Para a condção de contorno que fo realzado o expermento, o padrão de aplcação de água no solo não afetou a establdade temporal de armazenamento de água. O índce G permtu dentfcar a posção com maor precsão e exatdão um ponto de montoramento da lâmna armazenada, possbltando nferr a condção méda do armazenamento de água no solo da área expermental ndependente da condção que é realzado a aplcação de água no solo com consstênca e magntude do erro nferor a 3,57 undades percentuas. REFERÊNCIAS ÁVILA, L. F.; MELLO, C. R. de.; SILVA, A. M. da. Establdade temporal do conteúdo de água em três condções de uso do solo, em uma baca hdrográfca da regão da serra da Mantquera, MG. Revsta Braslera de Cênca do Solo, v.34, GUIMARÃES, R. M. L.; GONÇALVES, A. C. A.; TORMENA, C. A.; FOLEGATTI, M. V.; BLAINSKI, E. Varabldade espacal de propredades físco-hídrcas de um Ntossolo sob a cultura do fejoero rrgado. Engenhara Agrícola, v.30, n.4, GONÇALVES, A. C. A.; FOLEGATTI, M. V.; SILVA, A. P. Establdade temporal da dstrbução espacal da umdade do solo em área rrgada por pvô central. Revsta Braslera de Cênca do Solo, v.23, ROCHA, G. C.; LIBARDI, P. L.; CARVALHO, L. A. de.; CRUZ, A. C. R. Establdade temporal da dstrbução espacal da armazenagem de água em um solo cultvado com ctros. Revsta Braslera de Cênca do Solo, v.29, Marngá Paraná Brasl