The use of the TDR signal to predict concentration of a saline trazer (Br-) through the soil is evaluated. Six TDR-based methods to estimate bulk electrical conductivity (sigma) on a range of standard KCl solutions are compared. Nadler´s method works the best in our conditions (r2 1:1= 0.988). Three models (linear, nonlinear and empirical) to predict soil solution electrical conductivity (sigma w) based on sigma and water content (theta) are experimentally tested on a laboratory set-up that included 24 hand packed soil columns as a combination of 6 salinity (Br-) levels and 4 moisture contents. The linear model (Rhoades´equation) predicted slightly better than the other two (r2 1:1= 0.986 vs. 0.976 and 0.983). Since this is a simpler model (3 vs. 4 parameters) it is thus recommended. Measurements made simultaneously with a four electrode salinity probe gave good correlation with those obtained with the TDR (r2 = 0.964). A good correlation was also found between tracer concentration in the soil solution and sigma w (r2 = 0.96). The method reveals itself as a robust tool for solute transport studies under controlled salinity conditions. | Se evalúa el uso del método del TDR (Time Domain Reflectometry) para la estimación de la concentración de un ión salino (Br-) utilizado como trazador en el suelo. Se comparan primeramente 6 métodos para la obtención de la conductividad eléctrica aparente del suelo (sigma) a partir de la forma de la onda de TDR utilizando varias disoluciones patrón acuosas de una sal del trazador (KCl). El método de Nadler es el más adecuado en nuestras condiciones (r2 1:1= 0.988). Se evaluaron tres tipos de modelos (lineal, no-lineal y empírico) para estimar la conductividad eléctrica de la disolución del suelo (sigma w) a partir de los datos de sigma y el contenido de humedad (teta) obtenidos en un ensayo con 24 columnas de suelo (6 concentraciones salinas (BrK) x 4 niveles de humedad) empaquetado a su densidad natural. El modelo lineal (ecuación de Rhoades) predice adecuadamente (r2 1:1= 0.986) y no existe mejora en la introducción de un modelo no-lineal más complejo. Se contrasta también el comportamiento de la sonda clásica de salinidad aparente del suelo de 4 electrodos (s4e) frente al TDR encontrándose una buena correlación entre ambas medidas (r2 = 0.964), aunque la s4e arroja medidas sistemáticamente inferiores. Finalmente se obtuvo un buen ajuste lineal entre las concentraciones del trazador Br- en la disolución del suelo y sigma w (r2 = 0.96). El método confirma ser una herramienta robusta para el estudio de transporte de un trazador salino a través del suelo.

The time domain reflectometry is a technique used to estimate soil water content (θ) as a function of its apparent dielectric constant (Ka). In this study the main objective was to investigate the consequences of including or not measures of Ka in water on the TDR calibration curve. Three horizons with different clay content were used: 0.13kg kg-1, 0.23kg kg-1 and 0.64kg kg-1. In each horizon, Ka was measured from dry to saturated soil. Additionally, Ka was measured in water. Measurements were made ​​using coaxial cables RGC58, 50 ohms and double stainless rod of 19cm. For each soil two data sets with θ and Ka were formed, one with and another without the addition of Ka measured in water. In each set a cubic polynomial equation was adjusted, estimating θ as a function of Ka. With the inclusion of Kameasured in water the cubic polynomial adjusted better the extreme saturated and avoided errors in the estimated θ. Since there is no certainty that the measures of Ka on field will not be greater than the measures of Ka in the saturated samples in the laboratory, it's recommend to include measures of Ka in water to obtain the calibration curve. Without this procedure and no field verification of Kameasurements, errors in estimated θ of the order of 0.1m3 m-3 can easily occur. | A reflectometria no domínio do tempo (TDR, na sigla em inglês) é uma técnica indireta usada para estimar o conteúdo de água do solo (θ) em função de sua constante dielétrica aparente (Ka). Neste estudo, o objetivo principal foi investigar as consequências de se incluir ou não medidas de Kaem água, na elaboração da curva de calibração do TDR. Foram avaliados horizontes de solo com 0,13kg kg-1, 0,23kg kg-1 e 0,64kg kg-1de argila. Para cada horizonte, a Ka foi medida em amostras desde solo seco até solo saturado. Adicionalmente, a Ka foi medida apenas em água. As medições foram feitas usando-se cabos coaxiais RGC58, 50 Ohm e sensor dupla haste metálica de 19cm. Para cada horizonte, foram formados dois conjuntos de dados com θ e Ka, um com e outro sem as medidas de Ka em água. Em cada conjunto, foi ajustada uma equação polinomial de terceiro grau, estimando θ em função de Ka. Com a inclusão das medidas de Ka em água, o polinômio de terceiro grau se ajustou melhor ao extremo saturado e preveniu erros na estimativa de θ. Como não há garantia de que as medidas de Ka de campo não serão maiores que as medidas de Ka das amostras saturadas em laboratório, recomenda-se a inclusão de medidas de Ka em água para obtenção da curva de calibração. Sem esse procedimento e sem verificação de campo das medidas de Ka, erros na estimativa de θ da ordem de 0,1m3 m-3podem ocorrer facilmente.

The use of the TDR signal to predict concentration of a saline trazer (Br-) through the soil is evaluated. Six TDR-based methods to estimate bulk electrical conductivity (sigma) on a range of standard KCl solutions are compared. Nadler.s method works the best in our conditions (r2 1:1= 0.988). Three models (linear, nonlinear and empirical) to predict soil solution electrical conductivity (sigma w) based on sigma and water content (theta) are experimentally tested on a laboratory set-up that included 24 hand packed soil columns as a combination of 6 salinity (Br-) levels and 4 moisture contents. The linear model (Rhoades.equation) predicted slightly better than the other two (r2 1:1= 0.986 vs. 0.976 and 0.983). Since this is a simpler model (3 vs. 4 parameters) it is thus recommended. Measurements made simultaneously with a four electrode salinity probe gave good correlation with those obtained with the TDR (r2 = 0.964). A good correlation was also found between tracer concentration in the soil solution and sigma w (r2 = 0.96). The method reveals itself as a robust tool for solute transport studies under controlled salinity conditions. | Se eval.a el uso del m.todo del TDR (Time Domain Reflectometry) para la estimaci.n de la concentraci.n de un i.n salino (Br-) utilizado como trazador en el suelo. Se comparan primeramente 6 m.todos para la obtenci.n de la conductividad el.ctrica aparente del suelo (sigma) a partir de la forma de la onda de TDR utilizando varias disoluciones patr.n acuosas de una sal del trazador (KCl). El m.todo de Nadler es el m.s adecuado en nuestras condiciones (r2 1:1= 0.988). Se evaluaron tres tipos de modelos (lineal, no-lineal y emp.rico) para estimar la conductividad el.ctrica de la disoluci.n del suelo (sigma w) a partir de los datos de sigma y el contenido de humedad (teta) obtenidos en un ensayo con 24 columnas de suelo (6 concentraciones salinas (BrK) x 4 niveles de humedad) empaquetado a su densidad natural. El modelo lineal (ecuaci.n de Rhoades) predice adecuadamente (r2 1:1= 0.986) y no existe mejora en la introducci.n de un modelo no-lineal m.s complejo. Se contrasta tambi.n el comportamiento de la sonda cl.sica de salinidad aparente del suelo de 4 electrodos (s4e) frente al TDR encontr.ndose una buena correlaci.n entre ambas medidas (r2 = 0.964), aunque la s4e arroja medidas sistem.ticamente inferiores. Finalmente se obtuvo un buen ajuste lineal entre las concentraciones del trazador Br- en la disoluci.n del suelo y sigma w (r2 = 0.96). El m.todo confirma ser una herramienta robusta para el estudio de transporte de un trazador salino a trav.s del suelo.

Se ha evaluado el comportamiento de un equipo desarrollado para la programación comercial de riegos mediante la medición contínua del contenido de agua en el suelo (Enviroscan-TM , Sentek Pty Ltd.), comparándolo con los registros de un lisímetro gravimétrico de precisión en una pradera artificial de Festuca. El equipo se compone de un conjunto de sondas y un lector-acumulador de datos programable. Los sensores son del tipo capacitivo, incluyendo un circuito eléctrico oscilante, y las medidas se basan en la técnica de "reflectometría en el dominio de frecuencias" (FDR). De los análisis realizados, se deduce la utilidad del equipo para cuantificar la ET en este tipo de cultivos. Su comportamiento mejora conforme aumenta el intervalo de tiempo al que se refieren las medidas de agua extraída. Las prestaciones son adecuadas para consumos diarios dado que, aunque existe una dispersión considerable (RECM=0.805 mm/d), la recta de regresión no difiere significativamente de la línea 1:1. Por último, cuando se consideran valores diarios acumulados, el equipo se muestra muy preciso, aunque se pone de manifiesto la conveniencia de una calibración específica.

RESUMO O presente estudo teve como objetivo verificar a validade dos dados de umidade volumétrica fornecidos pelo instrumento TDR - "Time Domain Reflectometer - Trase System", para as camadas 0 - 20, 0 - 40 e 0 - 60 cm de um Latossolo Roxo Distrófico de textura argilosa, sob experimento de cafeicultura irrigada na Universidade Federal de Lavras. As relações entre a umidade real (determinada pelo método padrão de estufa) e a constante dielétrica Ka (característica do solo obtida pelo TDR) e entre a umidade real e a umidade dada pelo instrumento, permitiram ajustar-se, para cada camada, uma equação do terceiro grau, para umidade versus Ka e uma equação linear para a umidade real versus a umidade dada pelo instrumento. Constatou-se, através do teste F, que não houve diferença significativa a nível de 1% de probabilidade entre as equações geradas para cada camada de solo, o que sugere a utilização de uma equação única para o solo estudado até a profundidade de 60 cm. Comparou-se também, a equação geral obtida para a umidade real como função de Ka com a equação do aparelho (Equação de Topp et al.,1980) observando-se diferença significativa entre elas. O instrumento subestima a umidade volumétrica para o Latossolo na área em estudo. | ABSTRACT The present study aimed at validating soil to evaluate moisture content data given by the instrument TDR - Time Domain Reflectometer, for the layers 0 - 20, 0 - 40 and 0 - 60 centimeters of a Dystrophic Dusky Red Latossol under an irrigated coffee experiment at the Federal University of Lavras. A third degree equation for the relationship between the soil moisture content determined by oven method and soil dielectric constant Ka given by the instrument, and a linear equation for the relationship between the real soil moisture content and TDR given soil moisture content for each under in study was established. There was no significant difference, at probability of 1%, among the fitted equations for the different layers, which suggests that a general equation representing the total depth of 0 - 60 centimeters, to estimate soil moisture content using TDR, may be used. The general equation of the real soil moisture content as function of soil dielectric constant was compared with that of the instrument inserted equation (Topp equation) and it was concluded the latter significantly underestimated the soil moisture content values for the Latossol in the studied area.

Se ha evaluado el comportamiento de un equipo desarrollado para la programacion comercial de riegos mediante la medicion continua del contenido de agua en el suelo (Enviroscan-TM , Sentek Pty Ltd.), comparandolo con los registros de un lisimetro gravimetrico de precision en una pradera artificial de Festuca. El equipo se compone de un conjunto de sondas y un lector-acumulador de datos programable. Los sensores son del tipo capacitivo, incluyendo un circuito electrico oscilante, y las medidas se basan en la tecnica de "reflectometria en el dominio de frecuencias" (FDR). De los analisis realizados, se deduce la utilidad del equipo para cuantificar la ET en este tipo de cultivos. Su comportamiento mejora conforme aumenta el intervalo de tiempo al que se refieren las medidas de agua extraida. Las prestaciones son adecuadas para consumos diarios dado que, aunque existe una dispersion considerable (RECM=0.805 mm/d), la recta de regresion no difiere significativamente de la linea 1:1. Por ultimo, cuando se consideran valores diarios acumulados, el equipo se muestra muy preciso, aunque se pone de manifiesto la conveniencia de una calibracion especifica.

The methodology of the water balance is normally used in the irrigation scheduling. The most direct method to evaluate that methodology would be determinate the temporal evolution of the moisture in soil. There are different methods to measure the moisture in soil and each one has several advantages and difficulties. In this work a FDR probe, called Diviner 2000 (Sentek Pty, Australia), was used. Its working is based in the estimation of the dielectric constant of the soil (ka) throuhgh the capacitance. The probe was locally calibrated for a typical olivar soil. The spatial distribution of moisture in soil was also studied, and the probe was used in order to control the localized high-frecuency irrigation in an experiment where two methods of water application were compared. | La metodología del balance de agua es la utilizada para la programación de riegos. Para evaluar dicha metodología el método más directo sería determinar la evolución temporal del contenido de agua en el suelo. Existen diferentes métodos de medida de humedad del suelo y cada uno plantea una serie de ventajas e inconvenientes. En el presente trabajo se ha utilizado una sonda denominada Diviner 2000 (Sentek Pty, Australia). Su funcionamiento se basa en estimar la constante dieléctrica del suelo (ka) a través de la capacitancia. Se ha calibrado localmente la sonda para un suelo típico de olivar. También se ha realizado un estudio de la variación espacial del contenido de agua en el suelo y se ha utilizado la sonda para controlar el riego localizado en un ensayo donde se utilizan dos métodos de aplicación de agua.

La metodolog.a del balance de agua es la utilizada para la programaci.n de riegos. Para evaluar dicha metodolog.a el m.todo m.s directo ser.a determinar la evoluci.n temporal del contenido de agua en el suelo. Existen diferentes m.todos de medida de humedad del suelo y cada uno plantea una serie de ventajas e inconvenientes. En el presente trabajo se ha utilizado una sonda denominada Diviner 2000 (Sentek Pty, Australia). Su funcionamiento se basa en estimar la constante diel.ctrica del suelo (ka) a trav.s de la capacitancia. Se ha calibrado localmente la sonda para un suelo t.pico de olivar. Tambi.n se ha realizado un estudio de la variaci.n espacial del contenido de agua en el suelo y se ha utilizado la sonda para controlar el riego localizado en un ensayo donde se utilizan dos m.todos de aplicaci.n de agua. | The methodology of the water balance is normally used in the irrigation scheduling. The most direct method to evaluate that methodology would be determinate the temporal evolution of the moisture in soil. There are different methods to measure the moisture in soil and each one has several advantages and difficulties. In this work a FDR probe, called Diviner 2000 (Sentek Pty, Australia), was used. Its working is based in the estimation of the dielectric constant of the soil (ka) throuhgh the capacitance. The probe was locally calibrated for a typical olivar soil. The spatial distribution of moisture in soil was also studied, and the probe was used in order to control the localized high-frecuency irrigation in an experiment where two methods of water application were compared.