Analyzing spatial and temporal variability of soil water content

Portuguese. Durante as ultimas duas décadas métodos geoestatísticos têm sido intensamente adotados para descrever a variabilidade espacial em profundidade. O objetivo deste estudo foi avaliar a variabilidade espacial e temporal do teor de água do solo. As medições foram feitas com TDR a 20 cm de profundidade, em uma área plana de 1,2 ha no Centro Experimental do Ministério da Agricultura do Canadá, Ottawa, no solo de textura franco-argilosa. Fez-se um quadriculado com pontos distanciados em 10 m, resultando em 164 pontos de amostragem, nos quais duas hastes do TDR foram instaladas para medir a umidade. As medições foram realizadas em 33 datas durante os meses livres de gelo na superfície do solo em 1987, 1988 e 1989. A variabilidade espacial foi analisada através de semivariogramas escalonados, de parâmetros estatísticos e de parâmetros de ajuste de modelos para os semivariogramas individuais em função do tempo. Concluiu-se que a dependência espacial diminuiu conforme o solo tornou-se seco e os resultados de um ano conectam-se quase que continuamente com os dos outros anos. A topografia e a estrutura do horizonte superficial tiveram influência na repetição temporal do padrão de distribuição espacial do teor de água do solo. Os locais no campo onde o valor médio ocorreu tiveram maior estabilidade no tempo quando não existiu dependência espacial. Na medida em que o solo seca e a condutividade hidráulica passa a controlar a perda de água para a atmosfera, a estabilidade temporal da ocorrência de valores médios em determinados locais tende a desaparecer.

English. During the last two decades geoestatistical methods have been intensively used for in-depth descriptions of spatial variability. The objective of this study was to assess the spatial and temporal variability of soil water content. The measurements were taken with a TDR equipment to a 20 cm depth, in a nearly flat 1.2 ha field at the Central Experimental Farm of the Agriculture Canada, Ottawa. The soil classified as a Rideau soil series, is a clay loam soil. A square grid with 10 m spacing was laid out, resulting in 164 sampling points at which two TDR rods were installed to measure the water content down to 20 cm depth. Measurements were taken on 33 dates during the frost free months in 1987, 1988 and 1989. The spatial variability was analyzed examining the scaled semivariograms, the statistical parameters and the parameters of the models fit to individual semivariograms as a function of time. It was concluded that spatial dependence decreases as the soil gets drier and that results from one year connect almost continuously to other years. The topography and structure of topsoil horizon was the primary cause for the repeating spatial pattern of soil water content in successive samplings. The places where the mean value occurred in the field were more stable in time when there was spatial dependence. As the soil gets dryer the temporal stability of the spatial distribution tends to disappear due to the hydraulic conductivity controlling the water evaporation over the field