AZEVEDO, Josimar de. Erros em sistemas de leitura de tensiômetro em condições de temperatura controlada. 2015. 44 f. Dissertação (Mestrado em Solos e Nutrição de Plantas)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Anderson Silva Pereira (anderson.pereiraaa@gmail.com) on 2017-01-13T19:24:58Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_jazevedo.pdf: 925260 bytes, checksum: 24b299b8272ea172734f9a302e9aed1d (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2017-01-19T13:12:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_jazevedo.pdf: 925260 bytes, checksum: 24b299b8272ea172734f9a302e9aed1d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-19T13:12:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_jazevedo.pdf: 925260 bytes, checksum: 24b299b8272ea172734f9a302e9aed1d (MD5) Previous issue date: 2015 / Soil and water are essential resources for the development of agriculture. Thus, the knowledge on soil water dynamics is important for a good management of the resource water as a production factor. In this aspect, the following hypotheses were considered: 1) other tensiometer reading systems, specifically developed to measure soil water matric potential, substitute the mercury manometer with no loss of information quality; 2) when a digital tensimeter with pressure transducer is used in the tensiometer, given the disturbance caused by the insertion of the needle, a time interval is required for the reestablishment of the equilibrium between the tensions of the water inside the tensiometer and in the soil; and 3) even under controlled conditions, the reading systems for the measurement of soil water matric potential produce errors compared with the reference system, which affect the calculations that depend on this variable. This study aimed to evaluate two systems alternative to the mercury manometer for the quantification of the soil water matric potential, define the time necessary to reestablish the previously described equilibrium and quantify the errors involved. The experiment was performed using pots with mean diameter of 0.38 m and depth of 0.65 m, perforated at the bottom to allow drainage, reproducing the boundary conditions of the instantaneous profile method, with adaptations. The tensiometer reading systems were evaluated in the laboratory (21 ± 1 ºC); three tensiometers were installed in each pot at the depths of 0.20 m, 0.35 m and 0.50 m, totaling 18 devices, with 6 replicates. In order to avoid changes in the equilibrium between the air chamber, tensiometer water and soil water, the reading sequence was: mercury manometer, Bourdon gauge and digital tensimeter with pressure transducer (this one with readings at 30, 60, 90, 120, 150 and 180 seconds after needle insertion).At the end of the experiment, after 3052 h, it was concluded that: 1) after needle insertion of the tensimeter in the air chamber of the tensiometer, the reading must be performed in 30 seconds; 2) the tensimeter can substitute the standard system in the measurement of soil water matric potential in the moisture range from saturation until field capacity, and the Bourdon from a condition at or close to field capacity until a drier situation; and 3) the errors resulting from the use of systems alternative to the mercury manometer to obtain soil water matric potential also reflected in the measurement of soil moisture, and the alternative systems underestimated the values from the field capacity on / O solo e a água são recursos essenciais para o desenvolvimento da agricultura. Portanto, conhecer a dinâmica da água no solo é importante para o bom manejo do recurso água como fator de produção. Neste aspecto, considerando as hipóteses de que 1) outros sistemas de leitura do tensiômetro, desenvolvidos especificamente para a medição do potencial mátrico da água no solo, substituem o manômetro de mercúrio sem perda da qualidade da informação; 2) no tensiômetro em que se utiliza o tensímetro digital com transdutor de pressão, dada a perturbação que causa no sistema quando da inserção da agulha, se requer um decurso de tempo para que seja restabelecido o equilíbrio entre as tensões da água no interior do tensiômetro e no solo; e 3) os sistemas de leitura para a medição do potencial mátrico da água no solo, ainda que em condições controladas, produzem erros em relação ao sistema de referência afetando os cálculos que são dependentes desta variável. Neste caso, se objetivou com esta pesquisa aferir dois sistemas alternativos ao manômetro de mercúrio para a quantificação do potencial mátrico da água no solo, definir o tempo para que se restabeleça o equilíbrio descrito anteriormente e quantificar os erros envolvidos. O ensaio foi realizado em vasos com diâmetro médio de 0,38 m e profundidade de 0,65 m, com o fundo perfurado para permitir a drenagem, reproduzindo com adaptações às condições de contorno do método do perfil instantâneo. Os sistemas de leitura nos tensiômetros foram avaliados em laboratório (21 ± 1 ºC), sendo instalados três tensiômetros por vaso, em um total de 18 aparelhos, com seis repetições, nas profundidades de 0,20 m, 0,35 m e 0,50 m. Quando das leituras, para evitar modificações no equilíbrio estabelecido entre a câmara de ar, a água do tensiômetro e a água no solo, procedeu-se inicialmente a leitura no manômetro de mercúrio, vacuômetro de Bourdon, nessa ordem, para, em seguida, proceder a leitura com o tensímetro digital contendo o transdutor de pressão (neste último se fez a inserção da agulha e a leitura foi feita em 30, 60, 90, 120, 150 e 180 segundos após). O experimento teve duração de 127 dias, totalizando 3052 horas. Concluiu-se que: 1) após a inserção da agulha do tensímetro na câmara de ar do tensiômetro, a leitura deve ser realizada em 30 segundos; 2) o tensímetro pode substituir o sistema padrão na medida do potencial matricial da água no solo na faixa de umidade desde a saturação até a capacidade de campo, e o Bourdon partindo da condição na ou próxima à capacidade de campo até a situação mais seca; e 3) os erros decorrentes da utilização de sistemas alternativos ao manômetro de mercúrio para a obtenção do potencial mátrico da água no solo também se refletiram na mensuração da umidade do solo, tendo os sistemas alternativos subestimado os valores a partir da capacidade de campo

A agricultura demanda grande quantidade de água para a produção de alimentos e fibras. Técnicas que determinem e monitorem a dinâmica da água no solo são importantes para promover o uso correto e consciente desse recurso natural. Diante do exposto, a tensiometria é uma ferramenta eficiente na determinação da dinâmica da água em solos agrícolas, podendo ser utilizada em conjunto com sensores de capacitância para a caracterização da curva de retenção de água no solo. Contudo, apesar de práticos, erros associados à instalação e às características das cápsulas podem comprometer a precisão dos tensiômetros. Esse trabalho teve como objetivo testar a influência do uso de lama de solo no momento da instalação, bem como o formato e condutância hidráulica de cápsulas de tensiômetros de punção sobre o potencial matricial da água no solo, tendo-se como referência tensiômetros com manômetro de mercúrio. Também, se objetivou determinar a curva de retenção de água no solo com base nos dados obtidos por tensiometria e de um sensor de capacitância. Os resultados mostram que o formato das cápsulas de cerâmica e a lama de solo influenciaram as determinações do potencial matricial, ao contrário da condutância hidráulica das cápsulas. A lama de solo é indicada na instalação de tensiômetros com manômetro de mercúrio e de punção. As curvas de retenção diferiram quanto aos sistemas de aquisição (manômetro de mercúrio ou tensímetro); no entanto, o modelo ajustado não foi sensível em distinguir diferenças entre os tratamentos quanto ao formato das cápsulas ou uso de lama de solo. De modo geral, ocorreu uma subestimativa dos ajustes das curvas de retenção para os tensiômetros de punção, o que pode levar a interpretações errôneas das curvas de retenção de água no solo quando determinadas por meio desses instrumentos. / The agriculture demand large amounts of water for food and fiber production. The techniques used to determine and monitor the water dynamics in the soil are important to promote the correct and conscious use of this natural resource. Given the above, the tensiometry is an efficient tool for the determination the water dynamics in soils, which can be used in conjunction with capacitance sensors to characterize the water retention curve in the soil. However, although practical, errors associated with the installation and the characteristics of the capsules may compromise the accuracy of tensiometers. This study aimed to test the influence of the use of soil slurry during the tensiometer installation, the format and hydraulic conductance of the capsules from puncture tensiometers on the matric potential of soil water, taking as reference tensiometers equipped with mercury manometers. In addition, aimed to determine the soil-water retention curve based on data obtained by tensiometry and a capacitance sensor. The results shows that the format of the ceramic capsules and the use of the slurry influenced the measurements of matric potential, as opposed to hydraulic conductance of the capsules. The soil slurry is recommended for tensiometers equiped with mercury manometer and puncture tensiometers. The retention curves differed among the acquisition systems (mercury manometer or tensimeter); however, the fitted model was not sensitive enough to distinguish differences between treatments for the format of the capsules or the use of soil slurry. In general, there was an underestimation of the retention curve for puncture tensiometers, which can lead to erroneous interpretations of the soil-water retention curve when determined by these instruments.

A agricultura demanda grande quantidade de água para a produção de alimentos e fibras. Técnicas que determinem e monitorem a dinâmica da água no solo são importantes para promover o uso correto e consciente desse recurso natural. Diante do exposto, a tensiometria é uma ferramenta eficiente na determinação da dinâmica da água em solos agrícolas, podendo ser utilizada em conjunto com sensores de capacitância para a caracterização da curva de retenção de água no solo. Contudo, apesar de práticos, erros associados à instalação e às características das cápsulas podem comprometer a precisão dos tensiômetros. Esse trabalho teve como objetivo testar a influência do uso de lama de solo no momento da instalação, bem como o formato e condutância hidráulica de cápsulas de tensiômetros de punção sobre o potencial matricial da água no solo, tendo-se como referência tensiômetros com manômetro de mercúrio. Também, se objetivou determinar a curva de retenção de água no solo com base nos dados obtidos por tensiometria e de um sensor de capacitância. Os resultados mostram que o formato das cápsulas de cerâmica e a lama de solo influenciaram as determinações do potencial matricial, ao contrário da condutância hidráulica das cápsulas. A lama de solo é indicada na instalação de tensiômetros com manômetro de mercúrio e de punção. As curvas de retenção diferiram quanto aos sistemas de aquisição (manômetro de mercúrio ou tensímetro); no entanto, o modelo ajustado não foi sensível em distinguir diferenças entre os tratamentos quanto ao formato das cápsulas ou uso de lama de solo. De modo geral, ocorreu uma subestimativa dos ajustes das curvas de retenção para os tensiômetros de punção, o que pode levar a interpretações errôneas das curvas de retenção de água no solo quando determinadas por meio desses instrumentos. / The agriculture demand large amounts of water for food and fiber production. The techniques used to determine and monitor the water dynamics in the soil are important to promote the correct and conscious use of this natural resource. Given the above, the tensiometry is an efficient tool for the determination the water dynamics in soils, which can be used in conjunction with capacitance sensors to characterize the water retention curve in the soil. However, although practical, errors associated with the installation and the characteristics of the capsules may compromise the accuracy of tensiometers. This study aimed to test the influence of the use of soil slurry during the tensiometer installation, the format and hydraulic conductance of the capsules from puncture tensiometers on the matric potential of soil water, taking as reference tensiometers equipped with mercury manometers. In addition, aimed to determine the soil-water retention curve based on data obtained by tensiometry and a capacitance sensor. The results shows that the format of the ceramic capsules and the use of the slurry influenced the measurements of matric potential, as opposed to hydraulic conductance of the capsules. The soil slurry is recommended for tensiometers equiped with mercury manometer and puncture tensiometers. The retention curves differed among the acquisition systems (mercury manometer or tensimeter); however, the fitted model was not sensitive enough to distinguish differences between treatments for the format of the capsules or the use of soil slurry. In general, there was an underestimation of the retention curve for puncture tensiometers, which can lead to erroneous interpretations of the soil-water retention curve when determined by these instruments.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2016-08-15T12:27:23Z No. of bitstreams: 1 Diogenes Virginio do Nascimento.pdf: 1474487 bytes, checksum: 048118961940a4468c5c60cb32deca19 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-15T12:27:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Diogenes Virginio do Nascimento.pdf: 1474487 bytes, checksum: 048118961940a4468c5c60cb32deca19 (MD5) Previous issue date: 2015-07-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work is related to knowledge of Pedotransfer functions (PTF), enabling an understanding about water soil content influenced by soil properties and analyzes to generate PTFs. This study aimed was proposed pedotransfer functions (PTF) based on hydro-physical soil properties and organic carbon to estimate soil moisture. The study was conducted in the area owned by Santa Teresa Plant in Goiana City, PE (7º36'56 "S 34º59'19" W) with sugarcane crop (Saccharum spp) irrigated by Lateral Move System. Field capacity (θfc) and wilting point (θwp) were assumed by dependent variables. Sand, silt, clay, soil bulk density and organic carbon were adopted as independent variables. Pedotransfer functions generated in this study estimate soil moisture to matric potential at -10 kPa, equivalent to θfc, in sandy soils and at -33 kPa to clay soils and matric potential at -1.500 kPa to θwp in 0-20; 20-40 e 40-60cm soil depth. These functions were classified as “Point PTF”, since estimated specific points to matric potential to soil water retention. Statistical indices and graphic analyses (1:1 ratio) between model-predicted and observed data were used to evaluate PTFs performance. The following statistical indices were used: Correlation coefficient (r), Concordance index (d), Maximum error (ME), Square root mean squared error normalized (RMSE), Coefficient of residual mass (CRM), Mean absolute error (MAE), Performance Index (c) and Determination coefficient (R²). Statistical indices that evaluate generated models to estimate soil water content indicated high performance for most of PTFs and good correlation between observed and estimated values at matric potential studied in all soil layers analyzed. Thus, retention water estimated by PTFs can be an interesting alternative to support irrigation management at sugarcane. / Esta dissertação é referente aos conhecimentos sobre Funções de Pedotransferência (FPT), possibilitando um entendimento relacionado ao conteúdo de água no solo a partir das influências nas propriedades do solo e nas análises estabelecidas para gerar as FPTs. O objetivo deste trabalho foi gerar funções de pedotransferência com base em atributos físico-hídricos do solo e a relação do carbono orgânico para estimar a umidade do solo. O trabalho foi realizado na área pertencente à Usina Santa Teresa localizada no município de Goiana, PE (7º36’56”S 34º59’19”W), em área cultivada com cana-de-açúcar (Saccharum spp) irrigada por sistema Lateral Móvel Linear. As variáveis adotadas como dependentes foram umidade na capacidade de campo (θcc) e umidade no ponto de murcha permanente (θpmp) e as variáveis independentes foram areia, silte, argila, densidade do solo e carbono orgânico. As funções de pedotransferência foram geradas a partir do método de regressão linear múltipla aplicando a técnica de stepwise backward elimination para seleção das variáveis candidatas ao modelo. Assim, as FPT geradas estimam o conteúdo de água no solo equilibrada nos potenciais mátricos equivalentes à umidade na capacidade de campo de -10kPa para solos arenosos, -33kPa para solos argilosos e ao ponto de murcha permanente de -1500kPa, nas camadas de 0-20; 20-40 e 40-60cm, totalizando 99 amostras. Essas funções foram classificadas como FPT pontuais, uma vez que, estima pontos específicos aplicados nas tensões de interesse para retenção de água no solo. O desempenho das Funções de pedotransferência foram analisadas graficamente pela relação 1:1, entre os dados estimados versus dados observados e por meio dos seguintes indicadores estatísticos: Coeficiente de correlação (r), Índice de concordância (d), Erro máximo (ME), Raiz quadrada do erro médio quadrático normalizado (RMSE), Coeficiente de massa residual (CRM), Erro absoluto médio (EAM), Índice de desempenho (c) e coeficiente de determinação (R²). Os índices estatísticos, que avaliam os modelos gerados para estimar a umidade volumétrica no solo estudado, apresentaram valores que indicam elevado desempenho para a maioria das FPTs e boa correlação entre os valores observados e estimados nas tensões estudadas e em todas as camadas de solo analisadas. Assim, a estimativa da retenção de água no solo por meio da FPTs apresenta-se como uma alternativa para auxiliar as técnicas adotadas no manejo de irrigação da cana-de-açúcar.