Monitoring of water and solute dynamics in a soil profile, under drip fertigation system, using a capacitance probe and porous ceramic cup extractors

O princípio básico da irrigação é a reposição ou complementação hídrica necessária visando alcançar a máxima potencialidade fisiológica dos cultivos, buscando maiores produtividades, principalmente mediante uma aplicação racional da quantidade de água. Portanto, o domínio de técnicas que possam ser aplicadas para manejar a aplicação da água e nutrientes via irrigação passa a ter um papel importante em todo esse processo e a obtenção de valores de umidade do solo é fundamental em estudos que envolvem a dinâmica da água, bem como, de solutos no solo, pois indica qual a condição hídrica que o solo se encontra. Os métodos classificados como diretos, são quando permitem determinar diretamente a umidade do solo, e indiretos, quando permitem estimar a umidade a partir de medições de resistência elétrica, de potencial da água no solo, etc. Diante disso, objetivou-se por meio da utilização de extratores de cápsula porosa e sonda de capacitância Diviner 2000, conhecer o processo de redistribuição da água aplicada por um sistema de gotejamento em dois solos distintos (arenoso e argiloso), buscando apontar vantagens e desvantagens da utilização da sonda de capacitância; bem como, avaliar o efeito de diferentes cenários hídricos sobre a distribuição dos íons nitrato e potássio no solo. O experimento foi conduzido em uma casa de vegetação, na qual foram distribuídas 18 bombonas plásticas, cada uma medindo, 0,6 e 0,8 m de diâmetro e altura, respectivamente, as quais foram posteriormente preenchidas, de forma inteiramente casualizada, com dois solos de texturas distintas (arenosa e argilosa). Em cada bombona foram instalados 6 extratores de cápsula porosa para obtenção da solução do solo. Os extratores instalados formavam um semicírculo em volta de um tubo de PVC (DE = 56,5 mm, DI = 51 mm e comprimento de 1,0 m) fixado ao solo, no interior de cada bombona, para inserção da sonda Diviner 2000 Os tratamentos utilizados neste experimento foram obtidos pelas combinações dos 2 solos e 3 vazões de gotejadores (2 L h-1, 4 L h-1 e 8 L h-1) para aplicação de solução fertilizante (Uréia e Cloreto de potássio), totalizando 6 tratamentos, os quais foram distribuídos em delineamento experimental inteiramente casualizado, com 3 repetições. As variáveis de estudo desta pesquisa foram a umidade do solo, o potencial de hidrogênio (pH), condutividade elétrica (CE), concentração de nitrato ([NO3 -]) e concentração de potássio ([K+]) na solução do solo. Utilizou-se um sistema de irrigação localizada (gotejamento), para aplicação da solução fertilizante (Uréia e cloreto de potássio). Pelos resultados obtidos pôde-se concluir que o uso da técnica da FDR, por meio da sonda Diviner 2000, mostrou-se apropriada para a obtenção da umidade no solo, apresentando como vantagens a rapidez e precisão na obtenção das leituras. A fertirrigação por gotejamento em taxas de aplicação elevadas promovem o deslocamento de íons em profundidade no perfil do solo, sendo esse efeito mais intensificado no solo de textura arenosa, por apresentar menor interação com os íons nitrato e potássio na solução do solo.The basic principle of irrigation is to replace or complement the water requirements to reach the maximum physiologic potentiality of the crops to increase yields. Therefore, the domain of techniques that can be applied to manage water and nutrient application has an important role in the process. Monitoring soil moisture is fundamental in studies that involve water dynamics and nutrient movement in soil. Direct methods include the measurement of soil moisture directly and indirect methods measure soil moisture from measurements of electric resistance, soil water potential, etc. The objective of the present research was to determine the process of water redistribution applied by a drip irrigation system in two different soils (sandy and clay) by using porous ceramic cup extractors and a capacitance probe (\'Diviner 2000\'). Advantages and disadvantages of the capacitance probe were tested to evaluate the effect of different water scenarios on the distribution of nitrate and potassium ions in soil. Eighteen soil blocks 0.6 tall and 0.8 m in diameter were constructed. The blocks were filled with two different soil textures (sandy and clay). In each box, 6 porous ceramic cup extractors were installed to obtain the soil solution. The extractors formed a semicircle around a PVC pipe (External Diameter of 56.5 mm, Internal Diameter of 51 mm and length of 1.0 m) placed into the soil of each plastic box to insert the capacitance probe. The treatments used in this experiment were the combinations of the 2 soils and 3 emitters flows from a drip irrigation system, (2 L h-1, 4 L h-1 and 8 L h-1) with application of fertilizing solution (urea and potassium chloride). The 6 treatments were distributed in a completely randomized experimental design with 3 replications. The study variables of this research were the soil moisture, pH, electric conductivity (EC), nitrate concentration ([NO3 -1]) and potassium concentration ([K+]) in the soil solution. By the obtained results was possible to conclude that the use of FDR technique, by the Diviner 2000 probe, showed appropriate for the obtaining values of soil moisture, presenting as advantage the speed and precision in readings obtaining. The fertigation by drip irrigation in high application rates promotes the ions displacement in depth (soil profile), could be observed that this effect was more intensified in sandy soil texture, due to present smaller interaction with the nitrate and potassium ions in the soil solution