CONTRIBUINTES

Quando os pesquisadores medem as propriedades hidráulicas do solo no laboratório ou no campo, é provável que estejam vendo apenas parte do quadro. Os sistemas de laboratório são altamente precisos devido às condições controladas, mas as medições de laboratório não levam em conta a variabilidade do local, como raízes, rachaduras ou buracos de minhoca que podem afetar a hidrologia do solo. Além disso, quando os pesquisadores coletam uma amostra do campo para o laboratório, eles geralmente comprimem os macroporos do solo durante o processo de amostragem, alterando as propriedades hidráulicas do solo.

Os experimentos de campo ajudam os pesquisadores a entender a variabilidade e as condições em tempo real, mas eles têm o conjunto oposto de problemas. O campo é um sistema sem controle. A água se move pelo perfil do solo por evaporação, absorção pelas plantas, ascensão capilar ou drenagem profunda, exigindo muitas medições em diferentes profundidades e locais. Os pesquisadores de campo também precisam lidar com a imprevisibilidade do clima. A precipitação pode fazer com que um experimento de secagem no campo leve um verão inteiro, enquanto no laboratório leva apenas uma semana.

O quadro geral - em tamanho grande

Os pesquisadores que usam técnicas de laboratório e de campo, compreendendo os pontos fortes e as limitações de cada método, podem aumentar exponencialmente sua compreensão do que está acontecendo no perfil do solo. Por exemplo, no laboratório, um pesquisador pode usar o PARIO analisador de textura do solo para obter dados precisos sobre a textura do solo, incluindo uma distribuição completa do tamanho das partículas. Em seguida, ele poderia combinar esses dados com uma HYPROP-curva de liberação de umidade do solo gerada para entender as propriedades hidráulicas desse tipo de solo. Se esse pesquisador adicionar dados de campo de alta qualidade para entender as condições de campo do mundo real, então, de repente, ele estará vendo o quadro geral.

Abaixo está uma exploração de instrumentação de laboratório versus instrumentação de campo e como os pesquisadores podem combinar esses instrumentos para uma maior compreensão do perfil do solo. Clique nos links para obter informações mais detalhadas sobre cada tópico.

Distribuição do tamanho das partículas e por que isso é importante

A análise do tipo de solo e do tamanho das partículas é a primeira janela para o solo e suas características exclusivas. Todo pesquisador deve identificar o tipo de solo com o qual está trabalhando para comparar seus dados. Se os pesquisadores não entenderem o tipo de solo, não poderão fazer suposições sobre o estado da água do solo com base no conteúdo de água (ou seja, se trabalharem com plantas, não poderão prever se haverá água disponível para as plantas). Além disso, os diferentes tipos de solo nos horizontes do solo podem influenciar a seleção da medição, a escolha do sensor e o posicionamento do sensor do pesquisador.

A análise do tamanho das partículas define a porcentagem de materiais grossos e finos que compõem um solo. Com esse conhecimento, o pesquisador pode estimar a força com que um determinado solo retém a água. A análise do tamanho das partículas vai além da simples definição do tipo de solo. A análise do tamanho das partículas funciona mais como uma impressão digital do solo, mostrando a distribuição exclusiva do tamanho das partículas nas frações de areia, silte e argila. Essas informações podem ajudar um engenheiro geotécnico a entender como um solo com encolhimento reagirá ao longo do tempo, ou podem influenciar as decisões de irrigação de um produtor. A distribuição do tamanho das partículas também pode fornecer informações sobre como o solo se formou ou, eventualmente, formará sua estrutura, além de influenciar a condutividade hidráulica saturada: quanto mais grosso for o material, mais facilmente a água se moverá.

Historicamente, os pesquisadores identificavam a textura do solo usando métodos rudimentares, como o teste da fita, o método da pipeta ou a demorada técnica do hidrômetro. PARIO O software PARIO fornece aos pesquisadores uma análise completa da distribuição do tamanho das partículas, incluindo uma divisão da fração de silte fino, silte médio, argila e areia. Após obter a análise, o software calcula automaticamente sua localização no triângulo de textura do solo do USDA para identificar com precisão o tipo de solo.

Os pesquisadores devem usar o site PARIO como a primeira etapa para entender o solo, antes de decidir quais outros parâmetros serão medidos. Isso os ajudará a determinar qual instrumentação de laboratório ou de campo será mais eficaz para seus objetivos de pesquisa.

A curva de liberação de umidade é a Pedra de Roseta de um solo

Cada tipo de solo tem uma curva de liberação de umidade diferente (ou curva característica da água do solo). Os pesquisadores usam as curvas de liberação de umidade para compreender como o solo e as plantas reagiriam se a umidade mudasse em um determinado solo ao longo do tempo. Elas informam a rapidez com que a quantidade de água(conteúdo de água) mudará, em comparação com a quantidade de água disponível(potencial de água).

As curvas de liberação de umidade ajudam os pesquisadores a prever se a água se moverá e para onde irá. Uma curva de liberação também ilustra a quantidade de água que estará disponível para as plantas em diferentes teores de água ao longo do tempo. Por exemplo, em uma areia próxima à saturação, o conteúdo de água mudará rapidamente com o tempo, enquanto o potencial hídrico diminuirá apenas ligeiramente. Isso ocorre porque os poros grandes e a baixa área de superfície da areia não retêm a água com firmeza, tornando-a mais disponível. Por outro lado, em uma argila próxima à saturação, a quantidade de água muda mais lentamente, enquanto o potencial hídrico muda relativamente rápido porque a maior área de superfície da argila e os poros menores retêm a água com mais força, liberando menos para as plantas ou para o movimento da água. Uma curva de liberação de umidade ilustra a relação entre o conteúdo de água e o potencial hídrico e mostra aos pesquisadores como o solo se comportará em qualquer condição.

Saiba mais sobre por que e como criar uma curva de liberação de umidade

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HYPROP: o especialista em curvas de liberação de umidade do solo

A maneira mais fácil de criar uma curva de liberação de umidade é no laboratório. O HYPROP é um instrumento de laboratório exclusivo que usa o método de evaporação Wind/Schindler para gerar curvas de liberação de umidade em solos com potenciais de água na faixa do tensiômetro - a faixa de maior movimentação de água. Usando dois tensiômetros de precisão, ele produz automaticamente mais de 100 pontos de dados na faixa de 0 a -100 kPa. A curva leva de três a cinco dias para ser concluída, mas o instrumento funciona sem supervisão. A faixa do HYPROPé limitada pela faixa dos tensiômetros, mas pode ser combinada com o WP4C para produzir uma curva de liberação de umidade em toda a faixa de umidade.

Combine o HYPROP com o WP4C para obter uma curva de liberação total de umidade

O WP4C é um instrumento de laboratório que mede o potencial de água na faixa seca, determinando a umidade relativa do ar acima de uma amostra em uma câmara fechada. Quando a amostra entra em equilíbrio com o vapor na câmara selada do WP4C, o instrumento determina a umidade relativa usando o método do espelho resfriado. Esse método consiste em resfriar um pequeno espelho na câmara até que o orvalho comece a se formar nele. No ponto de orvalho, o WP4C mede a temperatura do espelho e da amostra com precisão de 0,001 °C. Isso permite que o WP4C forneça leituras de potencial de água com precisão inigualável na faixa de -0,05 MPa a -300 MPa.

O WP4C pode ser usado em conjunto com o HYPROP para criar uma curva completa de liberação de umidade do solo em toda a faixa de umidade do solo. Assista ao vídeo para ver como isso funciona. Isso, combinado com as informações extraídas do site PARIO , pode ser uma ferramenta poderosa para entender as propriedades hidráulicas do solo.

Mais instrumentos criam uma sinfonia de dados

Medir apenas um único parâmetro, como o teor de água, pode dar aos pesquisadores um ponto de partida para entender o solo, mas eles não entenderão o que essa porcentagem de água está dizendo sem conhecer outras informações, como o tipo de solo, o potencial hídrico ou a condutividade hidráulica. Para obter uma visão mais profunda do solo, os pesquisadores podem usar a distribuição do tamanho das partículas, as curvas de condutividade hidráulica e as curvas de liberação de umidade em conjunto para obter as informações mais precisas e abrangentes. O uso de dois tipos diferentes de curvas pode até ajudar os pesquisadores a isolar problemas obscuros, como uma curva de liberação de umidade de porosidade dupla em um substrato sem solo. Os instrumentos de laboratório e de campo usados em conjunto podem fornecer aos pesquisadores uma sinfonia de informações e podem ser usados como ferramentas poderosas para compreender os dados e prever o comportamento de um solo ao longo do tempo.

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