A escassez de água é um dos fatores mais limitantes à produção agrícola. O entendimento dos fatores que regem a extração da água do solo por plantas e a sua distribuição ao longo do sistema radicular em condições hidráulicas contrastantes é importante para o ajuste fino de modelos hidrológicos que servem de referência para modelos de produção vegetal e meteorológicos, entre outros. Com a finalidade de contribuir com o conhecimento sobre a dinâmica da água na rizosfera, nesta dissertação um modelo de partição de extração de água do solo pelas raízes foi descrito e testado experimentalmente. Para poder medir a partição da extração de água do solo por raízes impondo condições contrastantes de teor de água foi criado um ambiente artificial, um lisímetro com dois compartimentos A e B separados fisicamente (split-pot). Foram confeccionados quatro desses lisímetros, preenchidos com material de um solo de textura média e plantados com duas plantas de sorgo (Sorghum bicolor (L.) Moench), dividindo o sistema radicular ao meio entre os compartimentos. Sensores de TDR e tensiômetros foram instalados nos lisímetros para monitoramento do teor de água no solo e referencia para irrigação, respectivamente. O manejo da irrigação adotado foi constituído de quatro fases: I - irrigação apenas do compartimento B e secagem do compartimento A (07/05 25/05); II - secagem dos dois compartimentos (26/05 05/06); III - irrigação do compartimento A e secagem do compartimento B (06/06 14/06); IV - secagem dos dois compartimentos (15/06 - 22/06). O material de solo utilizado foi analisado quanto a suas propriedades hidráulicas. Após o fim do período de monitoramento os lisímetros foram desmontados e os parâmetros radiculares determinados. Para avaliar o desempenho do modelo de extração radicular compararam-se os dados observados de teor de água (obs) com os previstos pelo modelo (mod), utilizando-se a raiz do erro médio quadrático (RMSE) como indicador quantitativo. Incluiu-se um fator de correção para atividade e distribuição do sistema radicular. Para as quatro unidades experimentais, os valores do teor de água variaram devido às lâminas de irrigação aplicadas e a extração de água pela planta. Observaram-se, ainda, muito mais valores positivo de modelados do que observados, o que indica que a resistência hidráulica interna das raízes e mecanismos que impedem o refluxo de água ao solo, não considerados pelo modelo, podem, na verdade, ter um papel importante nas relações hídricas na rizosfera. Concluiu-se que o experimento permitiu fazer observações da extração radicular em condições hidráulicas contrastantes de seu sistema radicular. As plantas demonstraram preferência por extrair água dos compartimentos mais úmidos, interrompendo a exploração dos mais secos. Em diversas ocasiões a liberação da água ao solo foi observada nos compartimentos mais secos. Utilizando-se um fator de eficiência radicular de 0,015, o modelo testado descreveu razoavelmente bem as observações. / Water shortage is one of the most limiting factors for agricultural production. The understanding of factors that rule the extraction of soil water by plants and its distribution along the root system under contrasting hydraulic conditions is important for fine-tuning hydrological models which are a reference for crop growth models, meteorological models, among others. Aiming to contribute with the understanding of water dynamics in the rhizosphere, a model for the description of root water extraction partition was described and experimentally tested in this dissertation. To measure the root water extraction partition under contrasting hydraulic conditions an artificial environment was created: a split-pot lysimeter with two physically divided compartments A and B. Four of these lysimeters were constructed, filled with a medium textured soil and populated by two sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench) plants whose root systems were divided among the compartments. TDR and tensiometer equipment was installed in the lysimeters to measure soil water content and as a reference for irrigation, respectively. Irrigation management consisted of four phases: I - irrigation only in compartment B, drying out compartment A (07/May 25/May); II no irrigation, drying out of both compartments (26/May 05/June); III - irrigation only in compartment A, drying out compartment B (06/June 14/June); IV - no irrigation, drying out of both compartments (15/June 22/June). Soil hydraulic properties were determined in laboratory. At the end of the experimental period, lysimeters were disassembled and root system parameters were determined. To evaluate the performance of the root water extraction model, observed water contents were compared with model predictions, using the root means square error (RMSE) as quantitative index. A correction factor for root activity and distribution was included. Water contents were observed to vary in the four lysimeters due to irrigation and root water extraction. Model predictions showed much more positive values of than observed, suggesting that internal root resistance and mechanisms impeding reflux from root to soil, not considered by the model may play an important role in rhizosphere water relations. It is concluded that the experiment permitted to observe root water extraction under contrasting hydraulic conditions in the root system. Plants showed preference for water extraction from the wetter compartments, interrupting the exploitation of the dryer ones. On several occasions, a hydraulic lift (water transfer from roots to soil) was observed in the dry compartments. Using a root system efficiency factor of 0.015, the tested model described the observations reasonably well.

Praticamente toda cana-de-açúcar produzida no Estado de São Paulo é cultivada em condições de sequeiro e o aproveitamento de novas áreas para a sua produção, nas quais haja necessidade de drenagem, torna-se importante. O dimensionamento de sistemas de drenagem agrícola baseado apenas na experiência prática do projetista tem levado a freqüentes insucessos. Para o dimensionamento racional, é necessário se conhecer a velocidade mínima de rebaixamento do lençol freático a ser proporcionado pelos drenos, o que depende da sensibilidade de cada cultura. Assim, este trabalho tem como objetivos determinar o efeito de diferentes velocidades de rebaixamento do NF, em diferentes estádios de desenvolvimento da cana-de-açúcar. O experimento foi conduzido em 64 lisímetros, em um delineamento experimental de blocos casualizados, arranjado em um fatorial de (3 x 5 + 1), sendo 3 estádios de desenvolvimento, 5 velocidades de rebaixamento do NF mais uma testemunha que não sofrerá estresse por excesso de umidade. Os resultados obtidos permitiram a obtenção de um critério de drenagem para o cálculo do espaçamento de drenos utilizando equações de movimento não permanente. A produtividade e seus componentes expressos em valores médios de massa verde de colmos, massa seca dos colmos, massa verde dos ponteiros, massa seca dos ponteiros, massa verde total e massa seca total não foram afetados pelas velocidades de rebaixamento de 0,30 m em 3, 6, 9, 12 e 15 dias. Entre os índices fisiológicos avaliados a condição de inundação das parcelas proporcionada pelas diferentes velocidades de rebaixamento do NF não interferiu nos valores médios da taxa de crescimento absoluto, taxa de assimilação liquida e na taxa de crescimento da cultura. Já a razão de área foliar, a taxa de crescimento relativo, e área foliar especifica apresentaram diferenças significativas para os períodos. O valor médio de Brix obtidos nas plantas que sofreram estresse pelo encharcamento no período de 305 DAP sob uma velocidade rebaixamento de 0,30 m em 12 dias apresentou valor médio de 16,03 % de brix, inferior e significativamente diferente dos demais períodos e velocidades. As parcelas inundadas aos 67 dias após o plantio apresentaram valores de pH no solo superiores aos demais períodos 210 e 305. Os valores médios de potenciais de oxiredução aumentam a medida que reduz o teor de umidade do solo. Os valores médios de oxigênio dissolvido aumentaram ao longo dos períodos de avaliação. Ocorreu uma redução e estabilização nos valores médios das leituras com o decorrer dos dias de avaliação. Em experimentos onde se tem uma limitação de material é possível utilizar uma mesma folha da canade- açúcar para determinar o potencial de água na folha. No entanto há a necessidade de proteger o local da fração foliar destacada com um papel alumínio. Os valores médios de potencial de água na folhas não se apresentaram diferentes estatisticamente entre as parcelas submetidas à inundação, assim como, quando comparados as parcelas sob irrigação. A severidade dos cincos velocidades de rebaixamentos não refletiu nos teores dos macronutrientes na folhas das plantas. / Almost all sugar cane produced in the State of Sao Paulo is grown under rainfed conditions and the exploration of new cultivated areas, were there is a need for drainage, becomes important. The design of agricultural drainage systems based only on practical experience of the designer has led to frequent failures. For the rational sizing, it is necessary to know the minimum speed of lowering the water table to be provided by the drains, which depends on the sensitivity of each crop. Thus, this study aims to determine the effect of different speeds of lowering the water table, at different development stages of sugar cane. The experiment was conducted in 64 lysimeters in a randomized blocks design, arranged in a factorial of (3 x 5 + 1), of three development stages, five speed of lowering the water table and a control that did not suffer stress by excess moisture. The results enabled to obtain a criteria of drainage for calculating the spacing of drains using no permanent motion equations. The yield and its components expressed in average values of green mass of stalks, dry weight of stalks, green mass of top, top of dry mass, total mass green and total dry mass were not affected by lowering speeds of 0,30 m 3, 6, 9, 12 and 15 days, no differences between them and not the control. Among the avaliated physiological indexes the flood condition of the plots provided by the different speeds of lowering of the water table did not interfere in the average values of absolute growth rate, net assimilation rate and growth rate of the crop. Whereas the leaf area ratio, the relative growth rate and specific leaf area showed significant differences for the periods. The average value of Brix obtained in plants that have suffered stress by flooding in the period of 305 DAP under lowering a speed of 0,30 m in 12 days showed a mean value of 16,03% of Brix, and significantly different than the other periods and speeds. The plots flooded for 67 days after planting showed pH values in soil higher than other periods 210 and 305. The average values of potential oxiredution increase with the reduction of the moisture content of soil. The average values of dissolved oxygen increased over the evaluation periods. And a reduction and stabilization in the average of the readings over the course of days evaluation. In experiments where there is a limitation of material one can use a single leaf sheet of sugar cane to determine the potential of water on the sheet. However there is a need to protect the site of the fraction leaf with an aluminum sheet. The average values of water potential in leaves did not show statistically different between plots subjected to flooding as well as, when compared to plots under irrigation. The severity of the five speeds, did not reflected in lower levels of macronutrients in the plant leaves.

A disponibilidade de água no solo para as culturas é um dos principais fatores de produção. O estudo das características climáticas, juntamente com as propriedades físico-hídricas do solo, o sistema de manejo do agro-ambiente e as características vegetais são itens fundamentais para a implantação de um canavial produtivo. Objetivando caracterizar o comportamento da água no solo e sua influência na produtividade da cana-de-açúcar com e sem adubação nitrogenada, foram instalados instrumentos para medir a entrada e saída da água do solo, permitindo a efetuação do balanço de água em um LATOSSOLO VERMELHO Distrófico típico, localizado na Usina Santa Adélia, Município de Jaboticabal - São Paulo. O estudo foi conduzido em delineamento de blocos casualizados, com 2 tratamentos e 4 repetições, sendo que os tratamentos constaram de uma testemunha - T1 (sem adubação nitrogenada) e T2 (120 kg ha-1 de nitrogênio). As avaliações foram realizadas do dia 30 de setembro de 2005 a 12 de julho de 2006. O volume de controle de utilizado teve como limite inferior a profundidade de 0,90 m, uma vez que essa camada engloba mais de 95 % do sistema radicular da cana-de-açúcar. A precipitação pluviométrica foi medida com um pluviômetro, modelo Paulista, instalado ao lado da área experimental e uma estação meteorológica automática instalada a 500 m da área experimental. As armazenagens de água no solo foram feitas gravimetricamente, nas seguintes camadas: 0 - 0,15; 0,15 - 0,25; 0,25 - 0,35; 0,35 - 0,45; 0,45 - 0,55; 0,55 - 0,65; 0,65 - 0,75; 0,75 - 0,85; 0,85 - 0,95 m; em períodos que variaram de 14 a 28 dias, totalizando 14 amostragens. Para a determinação das densidades de fluxo diárias, no limite inferior do volume de controle de solo, foram instalados tensiômetros nas profundidades de 0,80; 0,90 e 1,0 m, sendo que o tensiômetro de 0,90 m foi utilizado para a estimação da umidade do solo, com uso da curva de retenção da água no solo, e os outros dois tensiômetros para o cálculo do gradiente de potencial total da água no solo. As densidades de fluxo foram calculadas pela equação de Darcy-Buckingham, sendo que a condutividade hidráulica do solo foi determinada pelo método do perfil instantâneo. Conhecendo esses componentes, foi possível efetuar o balanço de água no solo para os 13 períodos, calculando a evapotranspiração pela equação de balanço de massas, uma vez que a pequena declividade permitiu negligenciar o escoamento superficial. As perdas de água por drenagem interna para todo o período não apresentou diferença significativa, enquanto a entrada de água no volume de controle de solo por ascensão capilar foi 87,53 % maior no T2. Esse comportamento das densidades de fluxo nos tratamentos não refletiu em diferença significativa para a armazenagem de água no solo. Ao longo dos 13 períodos avaliados, o T2 apresentou uma evapotranspiração de 1156,06 mm, enquanto no T1 foi de 1057,85. Não se verificou diferença significativa para a produtividade, nem para a eficiência de uso da água da cultura. / The soil water availability for agricultural crops is one of the main production factors. The study of climatic characteristics together with soil physical and hydrological properties, agroenvironmental management system and the plant characteristics are of fundamental importance for the introduction of a productive sugarcane crop. With the objective of characterizing the soilwater behaviour and its influence on the sugarcane productivity, with and without nitrogen fertilization, instruments were installed to measure inputs and outputs of water in the soil, which permitted the determination of the water balance in an Ultisol (Arenic Kandiustults) located in the county of Jaboticabal, State of São Paulo, Brazil. The work was carried out using the experimental design of random blocks, with two treatments and four replications, being the treatments: T1 (control, without nitrogen fertilization), T2 (120 kg ha-1 of nitrogen fertilization). Measurements were made from September 30, 2005 to July 12, 2006. The lower limit of the soil control volume for the water balance was the soil depth if 0.9 m. Rainfall was measured with a raingauge, model ?Paulista? installed beside the experimental area and also by means of an automatic meteorological station installed 500 m from the experimental area. Soil water storages were made gravimetrically in the following soil layers 0 - 0.15 m; 0.15 - 0.25 m; 0.25 - 0.35 m; 0.35 - 0.45 m; 0.45 - 0.55 m; 0.55 - 0.65 m; 0.65 - 0.75 m; 0.75 - 0.85 m; 0.85 - 0.95 m in periods that varied from 14 to 28 days, totalizing 14 samplings. For the dayly water flux density calculations in the lower limit of the control volume, by Darcy-Buckingham equation, tensiometers were installed the 0.80, 0.90 and 1.00 m soil depths, being the tensiometer at the 0.90 m depth used to calculate the soil water content, via a soil water retention curve, and then the soil hydraulic conductivity at this depth, and the other two tensiometers to calculate the soil water total potential gradient at the same depth. The hydraulic conductivity as a function of soil water content was determined by the instantaneous profile method. With the knowledge of these processes of the soil water balance, it was possible to determine the balance for the 13 selected periods, calculating the actual evapotranspiration as the unknown of the soil water balance equation. The small slope of the experimental area permitted to neglect the surface runoff. Internal drainage water losses for the entire period between treatments, were not different, while the water inputs in the control volume by capillary rise was 87.53% higher in treatments T2. This behaviour of the water flux densities in the treatments did not reflect in significant differences for the soil water storage. For the entire evaluated period, treatment T2 presented an evapotranspiration of 1156.06 mm, and treatement T1 of 1057.85 mm. Sugarcane productivity and water use efficiency did not present significant defference between treatments T1 and T2 eventhough plants of treatment T1 were, in average, more efficient in using water.

A extração de água do solo pelas plantas esta intimamente relacionada com a produtividade das culturas. O objetivo do presente estudo foi avaliar o desempenho das funções de redução de Jong Van Lier et al. (2008) e de Feddes, Kowalik e Zaradny (1978) na estimativa da extração de água por plantas de soja sob condições úmidas. A primeira e formalizada a partir de modelos microscópicos de extração de água e presume um potencial da água na superfície da raiz constante com a profundidade do sistema radicular, que e estimado pela transpiração da planta. A segunda e uma função de redução empírica, largamente utilizada em simulações de extração de água que não considera o mecanismo de compensação. O desempenho de ambas as funções de redução foi analisado através das variáveis (potencial e conteúdo da água no solo) simuladas pelo modelo agrohidrológico SWAP (Soil Water Plant Atmosphere). Um experimento foi conduzido em uma área do Campus da Escola Superior de Agricultura \\Luiz de Queiroz\". O conteúdo de água do solo e potencial matricial foram monitorados ao longo ciclo da cultura nas profundidades de 0,05, 0,15 e 0,30 m. Os dados diários das variáveis meteorológicas requeridas pelo SWAP foram obtidos do posto meteorológico da ESALQ, que dista, aproximadamente, 50 m do experimento. De acordo com os resultados obtidos, as funções de redução de transpiração apresentaram diferentes estimativas de distribuições temporais de extração de água ao longo da profundidade do solo. Essa diferença foi devido principalmente ao fato de a função de redução de Feddes, Kowalik e Zaradny (1978) não considerar o mecanismo de compensação de extração de água do solo. Em conseqüência, a função de redução diminuiu drasticamente o potencial matricial do solo nas camadas superficiais, em desacordo com as medições. A função de redução de Jong Van Lier et al. (2008) distribuiu a extração de água do solo regida pela distribuição do potencial de fluxo matricial. Mesmo nas condições úmidas ocorridas durante o período experimental, a distribuição radicular não influenciou na distribuição da extração de água do solo pelo modelo. Em alguns dias, o modelo extraiu toda a água demandada pela transpiração de apenas uma camada de solo (espessura de 1 cm). Esse comportamento simulado foi atribuído ao fato de a função de redução considerar um potencial de fluxo matricial constante com a profundidade, por desconsiderar a resistência radicular. Comparando tanto os valores do potencial matricial, quanto os do conteúdo de água do solo estimados pelo modelo SWAP para as três profundidades analisadas com os dados experimentais, a função de redução de Jong Van Lier (2008) apresentou desempenho superior ao da func~ao de Feddes, Kowalik e Zaradny (1978) . / Root water extraction is intrinsically associated to crop yield. In this work, we assessed the performance of Jong Van Lier et al. (2008) and Feddes, Kowalik e Zaradny (1978) reduction functions on estimating root water extraction by a soybean crop under nonlimiting soil hydraulic conditions. The rst reduction function is based on microscopic root water extraction models and assumes a depth-independent value of root surface pressure head, which is determined by plant transpiration. The latter is a classical and widely used empirical reduction function that does not take into consideration any compensation mechanism. The performance of both reduction functions was evaluated by means of simulated variables (soil water content and pressure head) by the agrohydrological model SWAP (Soil Water Plant Atmosphere). A eld experiment was carried out at the Escola Superior de Agricultura \\Luiz de Queiroz\" campus in Piracicaba, Brazil. Soil water content and pressure head was monitored during the entire crop cycle at 0.5, 0.15 and 0.30 m depths. Daily weather variables required by the SWAP model were obtained from the campus weather station, located at 50 m from the experiment. According to the results, the reduction functions presented dierent temporal root water extraction patterns along depth. This dierence occurred mainly because Feddes, Kowalik e Zaradny (1978) reduction function does not take into consideration a compensation mechanism. Thus, unlike in the eld measurements, pressure head in the top layers was substantially reduced. The Jong Van Lier (2008) reduction function distributed soil water extraction according to matric ux potential. Even under the wet (non-limiting) conditions during the experiment, root density did not in uence the root water extraction pattern predicted by the model. At some days, the reduction function extracted all the water for transpiration from only one soil layer (1 cm layer thickness). This simulated behavior was attributed to the depth-independent matric ux potential assumed by the reduction function as a consequence of disregarding internal root resistance. Comparing both pressure head and soil water content observations estimated by SWAP for the three analyzed depths to the experimental data, the De Jong van Lier (2008) reduction function showed a better performance than the Feddes, Kowalik e Zaradny (1978) reduction function.

Para determinar a condutividade hidráulica do solo em condições de não saturação, o método mais utilizado para estimativas no campo tem sido o do perfil instantâneo. Este método baseia-se na integração da equação de Richards em relação à profundidade do solo, durante o processo de redistribuição da água, após a saturação do perfil até a profundidade de interesse e prevenção do fluxo de água pela superfície do solo. A equação resultante para a aplicação do método exige o conhecimento do gradiente de potencial total na profundidade de interesse, durante o processo de redistribuição. A hipótese básica do trabalho é a de que há uma distância correta entre as cápsulas do tensiômetro, para o cálculo do gradiente de potencial total, na aplicação do método do perfil instantâneo, que confere menor erro à determinação da condutividade hidráulica. Em dois solos com texturas bem diferentes foi instalada uma estrutura metálica retangular de 4,50 m de comprimento, 3,00 m de largura e 0,60 m de altura (0,40 m no solo), no centro da qual foram instalados 26 tensiômetros com manômetro de mercúrio a cada 25 mm, desde 0,10 até 0,60 m de profundidade, para o cálculo do gradiente de potencial total na profundidade de 0,50 m. O gradiente de potencial total utilizado como referência foi calculado pela derivada de equação de ajuste do potencial total com a profundidade do solo; os demais gradientes foram calculados pelo método das diferenças finitas utilizando, para o comprimento do solo (distância entre as cápsulas), os valores 0,05, 0,10, 0,15 e 0,20 m. Destes valores somente a distância 0,05 m resultou em gradientes diferentes em relação à referência para os dois solos testados, com o que pode-se recomendar os demais comprimentos para o cálculo do gradiente de potencial total no método do perfil instantâneo. Também pode-se concluir que para o solo arenoso a hipótese do gradiente unitário não se adequou corretamente aos dados, subestimando em até 75% o valor da condutividade hidráulica. / The soil hydraulic conductivity determination method most used under unsaturated field conditions is the instantaneous profile method. This method is based on the integration of Richards equation in relation to soil depth, during the soil water redistribution process, after the profile has been saturated till the interest depth and the soil surface prevented to water flux. The equation that results from the method requires the knowledge of the total potential gradient at the interest depth during the redistribution depth. The basic hypothesis of this work is that there is an installation correct distance of the tensiometer porous cups to calculate the total potential gradient in the instantaneous profile method that provides less error to the hydraulic conductivity determination. In two very distinct texture soil. A metallical rectangular structure of 4.50 m length, 3.00 m width and 0.60 m depth was installed into the soil profile, leaving 0.20 m of its depth above the soil surface. In the center of the delimited area, 26 mercury tensiometers were installed at each 25 mm along the profile from soil depth of 0.10 m to 0.60 m, to calculate the total potential gradient at the 0.50 m soil depth. The gradient used as reference was that calculated by differentiation of the fitted curve of total potential as a function of the vertical position coordinate for the depth of 0.50 m; the other gradients were calculated by finite differences using the distances of 0.05, 0.10, 0.15 and 0.20 m between installed porous cups. Among these values, only the distance of 0.05 m resulted in gradients different of the reference for both soils. Therefore, the other distances (0.10, 0.15 and 0.20 m) away be recommended to calculated the soil water total potential by finite differences in the instantaneous profile method. Would be concluded that the assumption of unit gradient was not suitable for the data obtained for the sandy soil, underestimating the hydraulic conductivity by up to 75%.

O conhecimento de propriedades do solo ligadas diretamente à produtividade das culturas é uma busca incessante. As propriedades fortemente correlacionadas com o espaço poroso do solo tornam-se muito importantes, principalmente porque têm ação direta no desenvolvimento vegetal: é pelo espaço poroso que ocorre o deslocamento de água e ar para a rizosfera das plantas. Cada tipo de solo e mesmo cada horizonte pedológico possui uma geometria de poros que o caracteriza e que permite uma maior ou menor facilidade de transportar água e, consequentemente, o ar. Como as propriedades do solo relacionadas ao transporte de água e de ar são altamente variáveis no espaço, o objetivo deste trabalho foi estudar a variabilidade espacial: a) dos parâmetros da equação que correlaciona a condutividade hidráulica com o conteúdo de água no solo e b) da permeabilidade do solo ao ar. Para tanto, foi instalado um experimento no campo, num Latossolo Vermelho Amarelo textura média, constituído por 60 tubos de acesso a uma sonda de nêutrons, numa malha regular de 5 x 5 m, com a finalidade de medir o conteúdo de água em função do tempo, nas profundidades de 0,20; 0,40; 0,60; 0,80 m e, então, determinar-se a condutividade hidráulica pelo método do perfil instantâneo. A permeabilidade do solo ao ar (ka) foi determinada pelo método da pressão decrescente, realizada em laboratório, utilizando amostras de solo com estrutura indeformada, equilibradas nas tensões de 6 e 10 kPa. De posse desses atributos do solo, realizou-se o estudo da variabilidade espacial. Os valores mais elevados de condutividade hidráulica do solo saturado e de permeabilidade intrínseca do solo ao ar foram encontrados nas porções da área experimental com menores cotas altimétricas, o que indica uma influência da morfologia do terreno na estrutura do solo, principalmente porque nessas porções há uma maior quantidade de argila. Os mapas de predição mostram que a condutividade hidráulica do solo saturado está correlacionada diretamente com o conteúdo de água do solo saturado e inversamente com o coeficiente angular da reta do logaritmo da condutividade hidráulica em função do conteúdo de água no solo. Os mapas de predição das permeabilidades do solo ao ar foram semelhantes quanto à localização dos maiores e menores valores, mas houve um aumento das porções de área com valores mais elevados de ka(m=-10 kPa) em comparação ao de ka(m=-6 kPa), devido ao esvaziamento de poros com raios menores, que aumenta a conectividade e consequentemente o fluxo de ar. / The knowledge of soil properties directly related to crops yield is na incessant search. The soil properties strongly correlated with the soil porosity are very important for their direct action on plant development: it is through the soil porous space that occurs water and air displacement to plant rhizosfere. Each kind of soil and even each soil horizont have a pore geometry that the chracterizes and permits a higher or lower facility in transporting water and air. Since these soil properties are highly variable in space, the objective of this work was to study the spatial variability: a) of the parameters of the equation correlating soil hydraulic conductivity and soil water content and, b) of the soil air permeability. For this, 60 acess tubes for a neutron probe were installed in a medium texture Yellow Red Latosol, in a regular grid of 5 x 5 m, in order to measure the soil water content a long the time, in depths of 0.2; 0.4; 0.6; 0.8 m and to determine the hydraulic conductivity by instantaneous profile method. The soil air permeability was determined by the decreasing pressure method in laboratory, using undisturbed soil samples under stabilized matric soil water potentials of -6 and -10 kPa. The higher values of saturated hydraulic conductivity and soil air permeability were found in the lower altitudes of the experimental area, showing that topography can influence soil structure, due mainly the higher amount of clay in lower altitudes. The predict map of saturated hydraulic conductivity shows that this soil propertie is directly correlated with the saturated soil water content and inversely correlated with the slope of the curve of logarithm of hydraulic conductivity as a function of soil water content. Predict maps of soil air permeability were similar, since the higher and lower values were found in the same place. However, there were an increase of the area with higher air permeability, measured under -10 kPa, due to higher amount of air filled pores, increasing the porous connectivity and the air flow.

O estabelecimento de balanços hídricos no campo é difícil e dispendioso, sendo a variabilidade de seus componentes o maior problema para se obter resultados confiáveis. Esta variabilidade dos componentes é aqui apresentada para uma cultura de café desenvolvida no hemisfério sul, em um solo tropical com 10% de declividade. É concluído que a chuva deve ser medida com um número apropriado de repetições, que a irrigação pode introduzir grande variabilidade dos cálculos, que a evapotranspiração calculada a partir da equação do balanço hídrico tem coeficientes de variação muito altos, que o componente armazenamento de água no solo é o que mais contribui na propagação dos erros e que a enxurrada pôde ser satisfatoriamente controlada nesse declive por meio de práticas de manejo. / The establishment of field water balances is difficult and costly, the variability of its components being the major problem to obtain reliable results. This component variability is here presented for a coffee crop grown in the Southern Hemisphere, on a tropical soil with 10% slope. It is concluded that rainfall has to the measured with an appropriate number of replicates, that irrigation can introduce great variability into calculations, that evapotranspiration calculated from the water balance equation has high coefficients of variation, that the soil water storage component is the major contributor in error propagation calculations, and that the run-off could be satisfactorily controlled through crop management practices.

O presente trabalho teve por objetivo quantificar e caracterizar a variabilidade espacial e temporal da armazenagem de água no solo, do potencial mátrico, densidade de fluxo e evapotranspiração da água em um Latossolo Vermelho Amarelo Argissólico cultivado com citros. A parcela experimental constitui-se de duas transeções com 20 pontos de observação espaçados de 4,0 m, cada um deles localizado no centro da distância entre duas plantas ao longo da linha. A cultura de citros foi implantada em março de 1991 com espaçamento de 4,0 m entre plantas e 7,0 m entre linhas. Em cada ponto de observação foram instalados a) um tubo de acesso à uma sonda de nêutrons até a profundidade de 1,20 m, para a quantificação da armazenagem da água no solo, e b) três tensiômetros nas profundidades de 1,00 m, 1,10 m e 1,20 m para a quantificação do potencial mátrico e do gradiente de potencial total da água no solo. As medidas foram feitas ao longo de três anos. As medidas dos potenciais mátricos foram realizadas diariamente e as da armazenagem semanalmente. De cada ponto de observação e profundidade de 0,30 m, 0,50 m, 0,70 m, 0,90 m e 1,10 m foram coletadas amostras de solo com estrutura indeformada para a determinação da condutividade hidráulica saturada, da curva de retenção e a densidade do solo. Por meio da geoestatística, verificou-se uma dependência espacial para a armazenagem de água no solo com um alcance de 17,0 m em média e, para a densidade do solo, potencial mátrico e condutividade hidráulica saturada não se verificou estrutura de dependência espacial. A técnica da estabilidade temporal possibilita identificar no campo o ponto ou os pontos que, subestimam, superestimam ou representam a média de uma determinada variável. Pelo coeficiente de correlação de Spearman entre as datas, os valores de armazenagem e de potencial mátrico foram estáveis no tempo; para a armazenagem de água no solo, a correlação foi maior no período de recarga e, para o potencial mátrico, os coeficientes de correlação foram maiores para os períodos de secagem, ou seja, a estabilidade temporal foi maior para o os períodos de secagem. Por meio da diferença relativa foi possível identificar no estudo da estabilidade temporal, os pontos que mais se aproximaram da média que foram: o ponto 29 nos três anos, para a armazenagem de água no solo, pontos 24, 13 e 11 para o potencial mátrico da água no solo nos anos 1, 2 e 3, respectivamente. Por meio do balanço hídrico, verificou-se um consumo da água pela cultura de citros (evapotranspiração real) de 1.340 mm (consumo médio diário de 3,49 mm) e uma perda por drenagem interna que correspondeu a 10 %, em média nos três anos, da precipitação, para o solo e cultura em estudo. / The objective of the present work was to quantify and characterize spatial and temporal variability of water storage, matric potential, water flux density and actual evapotranspiration in an oxisol cropped to citrus. The experimental plot consisted of two transects with 20 observation points in a spacing of four meters. Each observation point was located in the central distance between two plants in the plant line. The citrus crop was installed in March of 1991 in a spacing of 4 x 7 m (four meters among plants in the line and seven meters among lines). In each observation point were installed a) one aluminiun tube to access a neutron probe till the depth of 1.2 m to determine water storage in the 0-1.2 m soil profile and b) three tensiometers at the depths of 1.0, 1.1 and 1.2 m to determine soil matric potential and soil water total potential gradient at the depth of 1.1 m then to calculated soil water flux density at the 1.1 m soil depth by means of Darcy-Buckingham equation. Measurements were made during three years, those of matric potential, dayly, and those of soil water content, weekly. In each observation point, undisturbed soil samples were removed from 0.3, 0.5, 0.7, 0.9 e 1.1 m soil depths to determine saturated soil hydraulic conductivity, soil water retention curve and soil bulk density. By means of geostatistical techniques, spatial dependence for soil water storage was verified with a range of 17 m in average. It was observed time stability for both soil water storage and matric potential that from the Spearman rank coefficients among dates. For the soil water storage, this coefficient showed higher values during the recharge period, that this, time stability for soil water storage was higher during the recharge period. For the matric potential occurred the inverse: time stability was higher during the drying period. By means of the relative difference from the mean, in the time stability study the following points closer were to the mean: point 29 (for the three years) for soil water storage and points 24, 13 and 11 for soil water matric potential for years 1, 2 and 3, respectively. By means of the soil water storage methodology, it was quantified a water consumption (actual evapotranspiration) for the citrus crop of 1,340 mm (daily average value of 3.49 mm) and a water loss by internal drainage that corresponded to 10 % in average, for the three years of experiment.

O presente trabalho foi desenvolvido com objetivo de analisar a classificação climática segundo Köppen e Thornthwaite (comparando os valores de armazenamento de água no solo, evapotranspiração real, deficiência hídrica e excedente hídrico para realização do balanço hídrico cíclico mensal), e de propor uma caracterização edafoclimática referente à região mesoclimática de Santa Maria, RS utilizando uma série histórica de 35 anos (de 1969 a 2003). De acordo com os resultados, as seguintes conclusões podem ser apresentadas: (a) a classificação climática segundo Thornthwaite ou Köppen pode ser feita com base na classe mais freqüente ou utilizando os valores médios de temperatura e de chuva e a capacidade de água disponível de 50 mm; (b) classificação climática segundo Thornthwaite: A r B\'3 a\' (classe mais freqüente) ou B4 r B\'3 a\' (utilizando os valores médios de temperatura e de chuva); (c) classificação climática segundo Köppen: Cfga (classe mais freqüente) ou Cwga (utilizando os valores médios de temperatura e de chuva); e (d) A29/42S,53/42W,95,35,11,7,27,2,20,3,5,5,471,1/5,1235,2672,1802,20,953,887,915,50: caracterização edafoclimática proposta. Isso significa que a evapotranspiração real é pelo menos 90% da evapotranspiração potencial de referência (classe A de disponibilidade hídrica), a localização geográfica é de 29o42\' (latitude sul), 53o42\' (longitude oeste) e altitude de 95 m, e que a série histórica apresenta 35 anos, sendo as temperaturas mínima e máxima mensal de 11oC (julho) e 27oC (fevereiro), a temperatura média anual de 20oC, respectivamente, com coeficiente de variação de 3%, e as chuvas mínima e máxima mensal de 5 mm (maio) e 471 mm (janeiro/maio), as chuvas mínima, máxima e média anual de 1235 mm, 2672 mm e 1802 mm, respectivamente, com coeficiente de variação de 20%, valores médios anuais de evapotranspiração potencial de referência, evapotranspiração real e excedente hídrico de 953 mm, 887 mm e 915 mm, respectivamente, adotando uma capacidade de água disponível de 50 mm. / The present work was developed with the purpose of analyzing the climatic classification by Köppen and Thornthwaite (comparing the values of soil water holding, actual evapotranspiration, water deficit and water excess for cyclic water balance using monthly data), and of proposing an edaphoclimatic characterization related to the mesoclimatic region of Santa Maria, State of Rio Grande do Sul, Brazil, using a historical series of 35 years (from 1969 to 2003). According to the results, the following conclusions can be presented: (a) the climatic classification by Thornthwaite or Köppen can be done based on the modal class or using the mean values of air temperature and rainfall and the soil water holding capacity of 50 mm; (b) the climatic classification by Thornthwaite is A r B\'3 a\' (modal class) or B4 r B\'3 a\' (using the mean values of temperature and rainfall); (c) the climatic classification by Köppen is Cfga (modal class) or Cwga (using the mean values of temperature and rainfall); and (d) A29/42S,53/42W,95,35,11,7,27,2,20,3,5,5,471,1/5,1235,2672,1802,20,953,887,915,50 is the proposed edaphoclimatic characterization. It means the actual evapotranspiration is at least 90% of the potential evapotranspiration (class A of soil water availability), the geographic localization is 29o42\' South (latitude), 53o42\' West (longitude) and altitude of 95 m, using a historic series of 35 years, being monthly minimum and maximum air temperatures of 11oC (July) and 27oC (February), the annual mean air temperature of 20oC, with coefficient of variation of 3%, and the monthly minimum and maximum rainfall of 5 mm (May) and 471 mm (January/May), the annual minimum, maximum and mean rainfall of 1235 mm, 2672 mm and 1802 mm, respectively, with coefficient of variation of 20%, and the annual mean values of potential evapotranspiration, actual evapotranspiration and water excess of 953 mm, 887 mm and 915 mm, respectively, using a soil water holding capacity of 50 mm.

A extração de água do solo pelas plantas esta intimamente relacionada com a produtividade das culturas. O objetivo do presente estudo foi avaliar o desempenho das funções de redução de Jong Van Lier et al. (2008) e de Feddes, Kowalik e Zaradny (1978) na estimativa da extração de água por plantas de soja sob condições úmidas. A primeira e formalizada a partir de modelos microscópicos de extração de água e presume um potencial da água na superfície da raiz constante com a profundidade do sistema radicular, que e estimado pela transpiração da planta. A segunda e uma função de redução empírica, largamente utilizada em simulações de extração de água que não considera o mecanismo de compensação. O desempenho de ambas as funções de redução foi analisado através das variáveis (potencial e conteúdo da água no solo) simuladas pelo modelo agrohidrológico SWAP (Soil Water Plant Atmosphere). Um experimento foi conduzido em uma área do Campus da Escola Superior de Agricultura \\Luiz de Queiroz\". O conteúdo de água do solo e potencial matricial foram monitorados ao longo ciclo da cultura nas profundidades de 0,05, 0,15 e 0,30 m. Os dados diários das variáveis meteorológicas requeridas pelo SWAP foram obtidos do posto meteorológico da ESALQ, que dista, aproximadamente, 50 m do experimento. De acordo com os resultados obtidos, as funções de redução de transpiração apresentaram diferentes estimativas de distribuições temporais de extração de água ao longo da profundidade do solo. Essa diferença foi devido principalmente ao fato de a função de redução de Feddes, Kowalik e Zaradny (1978) não considerar o mecanismo de compensação de extração de água do solo. Em conseqüência, a função de redução diminuiu drasticamente o potencial matricial do solo nas camadas superficiais, em desacordo com as medições. A função de redução de Jong Van Lier et al. (2008) distribuiu a extração de água do solo regida pela distribuição do potencial de fluxo matricial. Mesmo nas condições úmidas ocorridas durante o período experimental, a distribuição radicular não influenciou na distribuição da extração de água do solo pelo modelo. Em alguns dias, o modelo extraiu toda a água demandada pela transpiração de apenas uma camada de solo (espessura de 1 cm). Esse comportamento simulado foi atribuído ao fato de a função de redução considerar um potencial de fluxo matricial constante com a profundidade, por desconsiderar a resistência radicular. Comparando tanto os valores do potencial matricial, quanto os do conteúdo de água do solo estimados pelo modelo SWAP para as três profundidades analisadas com os dados experimentais, a função de redução de Jong Van Lier (2008) apresentou desempenho superior ao da func~ao de Feddes, Kowalik e Zaradny (1978) . / Root water extraction is intrinsically associated to crop yield. In this work, we assessed the performance of Jong Van Lier et al. (2008) and Feddes, Kowalik e Zaradny (1978) reduction functions on estimating root water extraction by a soybean crop under nonlimiting soil hydraulic conditions. The rst reduction function is based on microscopic root water extraction models and assumes a depth-independent value of root surface pressure head, which is determined by plant transpiration. The latter is a classical and widely used empirical reduction function that does not take into consideration any compensation mechanism. The performance of both reduction functions was evaluated by means of simulated variables (soil water content and pressure head) by the agrohydrological model SWAP (Soil Water Plant Atmosphere). A eld experiment was carried out at the Escola Superior de Agricultura \\Luiz de Queiroz\" campus in Piracicaba, Brazil. Soil water content and pressure head was monitored during the entire crop cycle at 0.5, 0.15 and 0.30 m depths. Daily weather variables required by the SWAP model were obtained from the campus weather station, located at 50 m from the experiment. According to the results, the reduction functions presented dierent temporal root water extraction patterns along depth. This dierence occurred mainly because Feddes, Kowalik e Zaradny (1978) reduction function does not take into consideration a compensation mechanism. Thus, unlike in the eld measurements, pressure head in the top layers was substantially reduced. The Jong Van Lier (2008) reduction function distributed soil water extraction according to matric ux potential. Even under the wet (non-limiting) conditions during the experiment, root density did not in uence the root water extraction pattern predicted by the model. At some days, the reduction function extracted all the water for transpiration from only one soil layer (1 cm layer thickness). This simulated behavior was attributed to the depth-independent matric ux potential assumed by the reduction function as a consequence of disregarding internal root resistance. Comparing both pressure head and soil water content observations estimated by SWAP for the three analyzed depths to the experimental data, the De Jong van Lier (2008) reduction function showed a better performance than the Feddes, Kowalik e Zaradny (1978) reduction function.