A facilidade com que uma raiz pode extrair água do solo é determinada pela condutividade hidráulica do solo e gradiente do potencial energético da água, ambos função do teor de água no solo. Nessa dissertação descreve-se o teste experimental de um modelo de extração e de partição da água do solo pelo sistema radicular de uma planta cujo sistema radicular se divide entre camadas de solo com propriedades hidráulicas contrastantes. O estudo foi conduzido em ambiente protegido com plantas de sorgo (Sorghum bicolor (L.) Moench) cultivadas em lisímetros com dois compartimentos separados fisicamente (splitpot). Quatro desses lisímetros foram construídos, preenchidos com material de dois tipos de solo de diferentes classes texturais (um solo de textura média - AR e outro de textura argilosa - AG). Durante um mês e meio foi aplicado um regime hídrico alternando a irrigação entre os compartimentos. O teor de água nos compartimentos dos lisímetros foi monitorado com TDR e tensiômetros. O material dos dois solos foi analisado conforme metodologia padrão quanto às suas propriedades de retenção e condução da água. A densidade radicular foi determinada por pesagem no fim do experimento, tendo ficado em torno de duas vezes maior no solo AR do que no AG. Foi possível observar que a extração de água ocorreu preferencialmente do compartimento do lisímetro com maior potencial de fluxo matricial. Em certas ocasiões houve transferência de água do lado de maior ao lado de menor potencial de fluxo matricial, com a liberação da água ao solo pelo sistema radicular (hydraulic lift). Em relação ao modelo, para compensar pelo efeito da heterogeneidade da distribuição radicular, da atividade radicular e do contato solo-raiz, incluiu-se um fator empírico f de correção no modelo. O valor de f foi determinado por ajuste numérico procurando-se uma correlação máxima entre modelo e observação nos quatro lisímetros. Para os solos AR e AG, os valores de f assim determinados foram 0,01506 e 0,003713, respectivamente. O modelo testado descreveu razoavelmente bem as observações com a utilização desses valores de f. / Root water extraction is determined by soil hydraulic conductivity and water potential gradients, both dependent on soil water content. In this dissertation the experimental test of a root water extraction and partition model is described for a plant whose root system is divided over soil layers with distinct hydraulic properties. An experiment was conducted in a greenhouse with Sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench) plants growing in split-pot lysimeters containing two physically divided compartments. Four of these lysimenters were built, filled with material from two soils with different texture (a médium textured soil - AR and a clayey soil - AG). During a month and a half a water regime was applied alternating the irrigation among the compartments. The soil water content in the compartments was measured with TDR and tensiometer equipment. Soil hydraulic properties retention and conductivity were analyzed by standard methods. Root density was determined by weighing at the end of the experiment, resulting in values twice as high in soil AR compared to soil AG. It could be observed that water extraction occurred preferentially from the lysimeter compartments with the highest matric flux potential. At certain occasions, water transfer from the compartment with higher matric flux potential to the lower one was observed, transferring water from root to soil (hydraulic lift). Referring to the model, in order to compensate for root distribution heterogeneity, root activity and soil-root contact, an empirical factor f was added to the model. Its value was determined by a numerical fitting procedure aiming the highest correlation between model and observation in the four lysimeters. For soils AR and AG, the values of f determined were 0.01506 and 0.003713, respectively. The tested model described the observations reasonably well using these values of f.

A facilidade com que uma raiz pode extrair água do solo é determinada pela condutividade hidráulica do solo e gradiente do potencial energético da água, ambos função do teor de água no solo. Nessa dissertação descreve-se o teste experimental de um modelo de extração e de partição da água do solo pelo sistema radicular de uma planta cujo sistema radicular se divide entre camadas de solo com propriedades hidráulicas contrastantes. O estudo foi conduzido em ambiente protegido com plantas de sorgo (Sorghum bicolor (L.) Moench) cultivadas em lisímetros com dois compartimentos separados fisicamente (splitpot). Quatro desses lisímetros foram construídos, preenchidos com material de dois tipos de solo de diferentes classes texturais (um solo de textura média - AR e outro de textura argilosa - AG). Durante um mês e meio foi aplicado um regime hídrico alternando a irrigação entre os compartimentos. O teor de água nos compartimentos dos lisímetros foi monitorado com TDR e tensiômetros. O material dos dois solos foi analisado conforme metodologia padrão quanto às suas propriedades de retenção e condução da água. A densidade radicular foi determinada por pesagem no fim do experimento, tendo ficado em torno de duas vezes maior no solo AR do que no AG. Foi possível observar que a extração de água ocorreu preferencialmente do compartimento do lisímetro com maior potencial de fluxo matricial. Em certas ocasiões houve transferência de água do lado de maior ao lado de menor potencial de fluxo matricial, com a liberação da água ao solo pelo sistema radicular (hydraulic lift). Em relação ao modelo, para compensar pelo efeito da heterogeneidade da distribuição radicular, da atividade radicular e do contato solo-raiz, incluiu-se um fator empírico f de correção no modelo. O valor de f foi determinado por ajuste numérico procurando-se uma correlação máxima entre modelo e observação nos quatro lisímetros. Para os solos AR e AG, os valores de f assim determinados foram 0,01506 e 0,003713, respectivamente. O modelo testado descreveu razoavelmente bem as observações com a utilização desses valores de f. / Root water extraction is determined by soil hydraulic conductivity and water potential gradients, both dependent on soil water content. In this dissertation the experimental test of a root water extraction and partition model is described for a plant whose root system is divided over soil layers with distinct hydraulic properties. An experiment was conducted in a greenhouse with Sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench) plants growing in split-pot lysimeters containing two physically divided compartments. Four of these lysimenters were built, filled with material from two soils with different texture (a médium textured soil - AR and a clayey soil - AG). During a month and a half a water regime was applied alternating the irrigation among the compartments. The soil water content in the compartments was measured with TDR and tensiometer equipment. Soil hydraulic properties retention and conductivity were analyzed by standard methods. Root density was determined by weighing at the end of the experiment, resulting in values twice as high in soil AR compared to soil AG. It could be observed that water extraction occurred preferentially from the lysimeter compartments with the highest matric flux potential. At certain occasions, water transfer from the compartment with higher matric flux potential to the lower one was observed, transferring water from root to soil (hydraulic lift). Referring to the model, in order to compensate for root distribution heterogeneity, root activity and soil-root contact, an empirical factor f was added to the model. Its value was determined by a numerical fitting procedure aiming the highest correlation between model and observation in the four lysimeters. For soils AR and AG, the values of f determined were 0.01506 and 0.003713, respectively. The tested model described the observations reasonably well using these values of f.

Este estudo avaliou a evolução dos atributos físico-hídricos do solo sob diferentes sistemas de manejo (orgânico, agroflorestal e convencional), caracterizou o funcionamento físico-hídrico e avaliou o modelo Hydrus 1D em três coberturas vegetais distintas (agricultura orgânica, sistema agroflorestal - SAF e capoeira) em áreas de agricultura familiar no município de Apiaí - SP. A avaliação da evolução ao longo do tempo dos atributos físico-hídricos do solo foi realizada através do monitoramento da densidade do solo, porosidade calculada, porosidade por análise de imagens, condutividade hidráulica e do conteúdo de matéria orgânica para cada propriedade com diferentes sistemas de manejo. A caracterização do funcionamento físico-hídrico dos solos, e a obtenção dos dados de entrada para o modelo Hydrus 1D foram realizadas por meio da coleta de amostras para análises químicas, granulométricas, densidade de partículas, densidade do solo, curva de retenção, condutividade hidráulica saturada e análise de imagens. O monitoramento da umidade do solo \"in situ\" foi obtido por sensores instalados nos principais horizontes das trincheiras e associados aos dados de precipitação coletados em estação meteorológica automática instalada na área. Os resultados da evolução ao longo do tempo dos três sistemas de manejo mostraram altos valores de matéria orgânica, principalmente na profundidade de 0,0 - 0,2 m, porém não demonstraram tendência de acúmulo. Altos valores de matéria orgânica proporcionam ao solo baixa densidade e altos valores de porosidade, resultando em maior condutividade de água no solo. Todos os sistemas apresentaram atributos físicos e hídricos com boas condições para o cultivo, não sendo o solo um impedimento para a manutenção destes sistemas nesta região; além disso, o uso de sistemas de manejo agroecológicos é uma alternativa interessante para a região como forma de prática agrícola conservacionista. Em relação à caracterização físico-hídrica, os três solos sob diferentes coberturas vegetais, apresentaram, principalmente nos horizontes superficiais, altos valores de matéria orgânica e porosidade, porosidade esta representada por poros complexos grandes, que são responsáveis pela alta condutividade hidráulica e são determinantes na presença de duas regiões com propriedades hidráulicas contrastantes que confere o comportamento bimodal das curvas de retenção. Na modelagem dos dados e suas comparações, o modelo Hydrus não foi eficiente para a predição dos valores de umidade nos solos estudados, pois, no geral, apresentou valores simulados de umidade mais baixos para todos os horizontes das trincheiras nas três áreas quando comparados com os dados observados. Entretanto, apresentou bons resultados na predição dos volumes de runoff, que neste trabalho não foram medidos, mas observados no campo. Estes resultados confirmam a necessidade de mais estudos com relação à predição de movimentos da água em condições heterogêneas de culturas, visto que os dados de entrada com relação à vegetação são de difícil escolha, principalmente no SAF por apresentar alta diversidade de espécies. / This study evaluated the evolution of hydro-physical attributes of the soil under different management systems (Organic, Conventional and Agroforestry), characterized the hydro-physical functioning and assessed the Hydrus 1D model in three different cover crops (Organic agriculture, Agroforestry Systems and \"Capoeira\") in family agriculture areas , municipality of Apiaí - SP. The evaluation of the evolution over time of the hydro-physical attributes of the soil was performed by monitoring the soil bulk density, calculated porosity, porosity by image analysis, hydraulic conductivity and organic matter content for each family agriculture property with different management systems. The characterization of the hydro-physical functioning of the soil, as well as the attainment of the input data for the Hydrus 1D model, were done by collecting samples for chemical analysis, particle size distribution, particle density, bulk density, soil water retention curve, hydraulic saturated conductivity and image analysis. The monitoring of soil moisture \"in situ\" was obtained by sensors installed in the main horizons of the pits and associated with rainfall data collected from an automatic weather station installed in the area. The results of the evolution over time of the three management systems showed high levels of organic matter, especially in depth from 0.0 to 0.2 m, but showed no tendency to accumulate. These high values of organic matter provide a low soil bulk density and high porosity, resulting in a increased water conductivity of the soil. Each system had hydro-physical attributes with good conditions for cultivation and the soil was not an impediment to the maintenance of these systems in this region, moreover, the use of agroecological management systems is an interesting alternative for the region as a form of conservationist agricultural practices. Regarding the hydro-physical characterization, the three soils under different crop cover, presented, mainly in the surface horizons, high values of organic matter and porosity, being this porosity represented by large complex pores, that are responsible for the high hydraulic conductivity and are crucial in the presence of two regions with contrasting hydraulic properties conferring bimodal behavior of the soil water retention curve. In the comparisons of the modeling data, the Hydrus model was not effective for predicting the moisture values in the studied soils. This data presented simulated moisture values lower for all horizons of the pits in the three areas, when compared with the observed data. However, good results were obtained in predicting runoff volumes, which were not measured in this work, but observed in the field. These results confirm the need for further studies with respect to the prediction of water movements under conditions of heterogenous cultures, since the input data with respect to vegetation, are difficult to chose, especially in AFS, due to its high diversity of species.

Este estudo avaliou a evolução dos atributos físico-hídricos do solo sob diferentes sistemas de manejo (orgânico, agroflorestal e convencional), caracterizou o funcionamento físico-hídrico e avaliou o modelo Hydrus 1D em três coberturas vegetais distintas (agricultura orgânica, sistema agroflorestal - SAF e capoeira) em áreas de agricultura familiar no município de Apiaí - SP. A avaliação da evolução ao longo do tempo dos atributos físico-hídricos do solo foi realizada através do monitoramento da densidade do solo, porosidade calculada, porosidade por análise de imagens, condutividade hidráulica e do conteúdo de matéria orgânica para cada propriedade com diferentes sistemas de manejo. A caracterização do funcionamento físico-hídrico dos solos, e a obtenção dos dados de entrada para o modelo Hydrus 1D foram realizadas por meio da coleta de amostras para análises químicas, granulométricas, densidade de partículas, densidade do solo, curva de retenção, condutividade hidráulica saturada e análise de imagens. O monitoramento da umidade do solo \"in situ\" foi obtido por sensores instalados nos principais horizontes das trincheiras e associados aos dados de precipitação coletados em estação meteorológica automática instalada na área. Os resultados da evolução ao longo do tempo dos três sistemas de manejo mostraram altos valores de matéria orgânica, principalmente na profundidade de 0,0 - 0,2 m, porém não demonstraram tendência de acúmulo. Altos valores de matéria orgânica proporcionam ao solo baixa densidade e altos valores de porosidade, resultando em maior condutividade de água no solo. Todos os sistemas apresentaram atributos físicos e hídricos com boas condições para o cultivo, não sendo o solo um impedimento para a manutenção destes sistemas nesta região; além disso, o uso de sistemas de manejo agroecológicos é uma alternativa interessante para a região como forma de prática agrícola conservacionista. Em relação à caracterização físico-hídrica, os três solos sob diferentes coberturas vegetais, apresentaram, principalmente nos horizontes superficiais, altos valores de matéria orgânica e porosidade, porosidade esta representada por poros complexos grandes, que são responsáveis pela alta condutividade hidráulica e são determinantes na presença de duas regiões com propriedades hidráulicas contrastantes que confere o comportamento bimodal das curvas de retenção. Na modelagem dos dados e suas comparações, o modelo Hydrus não foi eficiente para a predição dos valores de umidade nos solos estudados, pois, no geral, apresentou valores simulados de umidade mais baixos para todos os horizontes das trincheiras nas três áreas quando comparados com os dados observados. Entretanto, apresentou bons resultados na predição dos volumes de runoff, que neste trabalho não foram medidos, mas observados no campo. Estes resultados confirmam a necessidade de mais estudos com relação à predição de movimentos da água em condições heterogêneas de culturas, visto que os dados de entrada com relação à vegetação são de difícil escolha, principalmente no SAF por apresentar alta diversidade de espécies. / This study evaluated the evolution of hydro-physical attributes of the soil under different management systems (Organic, Conventional and Agroforestry), characterized the hydro-physical functioning and assessed the Hydrus 1D model in three different cover crops (Organic agriculture, Agroforestry Systems and \"Capoeira\") in family agriculture areas , municipality of Apiaí - SP. The evaluation of the evolution over time of the hydro-physical attributes of the soil was performed by monitoring the soil bulk density, calculated porosity, porosity by image analysis, hydraulic conductivity and organic matter content for each family agriculture property with different management systems. The characterization of the hydro-physical functioning of the soil, as well as the attainment of the input data for the Hydrus 1D model, were done by collecting samples for chemical analysis, particle size distribution, particle density, bulk density, soil water retention curve, hydraulic saturated conductivity and image analysis. The monitoring of soil moisture \"in situ\" was obtained by sensors installed in the main horizons of the pits and associated with rainfall data collected from an automatic weather station installed in the area. The results of the evolution over time of the three management systems showed high levels of organic matter, especially in depth from 0.0 to 0.2 m, but showed no tendency to accumulate. These high values of organic matter provide a low soil bulk density and high porosity, resulting in a increased water conductivity of the soil. Each system had hydro-physical attributes with good conditions for cultivation and the soil was not an impediment to the maintenance of these systems in this region, moreover, the use of agroecological management systems is an interesting alternative for the region as a form of conservationist agricultural practices. Regarding the hydro-physical characterization, the three soils under different crop cover, presented, mainly in the surface horizons, high values of organic matter and porosity, being this porosity represented by large complex pores, that are responsible for the high hydraulic conductivity and are crucial in the presence of two regions with contrasting hydraulic properties conferring bimodal behavior of the soil water retention curve. In the comparisons of the modeling data, the Hydrus model was not effective for predicting the moisture values in the studied soils. This data presented simulated moisture values lower for all horizons of the pits in the three areas, when compared with the observed data. However, good results were obtained in predicting runoff volumes, which were not measured in this work, but observed in the field. These results confirm the need for further studies with respect to the prediction of water movements under conditions of heterogenous cultures, since the input data with respect to vegetation, are difficult to chose, especially in AFS, due to its high diversity of species.