PC: Desenvolvimento de métodos de estimativa de riscos
climáticos para culturas individuais de apelo regional.
Maurício Antonio Coelho Filho - CNPMF
08 DE MARÇO 2006
Mandioca e Fruticultura Tropical
CAMPINAS - SP
Ministério da Agricultura,
Pecuária e Abastecimento
Determinação da umidade do solo
Métodos diretos
 Gravimetria
Métodos indiretos
 Curva de retenção (tensiometros, blocos de
resistencia elétrica)
 Sonda de neutrons
 Tensiometria
 Reflectometria no dominio do tempo - TDR
 Reflectometria no dominio da frequencia - FDR
Mandioca e Fruticultura Tropical
Ministério da Agricultura,
Pecuária e Abastecimento
Reflectometria no domínio do Tempo - TDR
Umidade do solo ()
Condutividade elétrica aparente (CEa)
Trase
Tektronix 1502 B/C
Mandioca e Fruticultura Tropical
TDR 100
Ministério da Agricultura,
Pecuária e Abastecimento
Reflectometria no domínio do Tempo - TDR
Umidade do solo ()
Condutividade elétrica aparente (CEa)
TDR 100
CR10 e TDR100
Multiplexador
SDMX 50
Mandioca e Fruticultura Tropical
Ministério da Agricultura,
Pecuária e Abastecimento
Reflectometria no domínio do Tempo - TDR
TDR 100
Multiplexador 1
Nível: 2 Endereço 2
canal 1
Multiplexador 0
Nível: 1 Endereço 1
canal 1
TDR
Endereço: 0
comum
canal 2
canal 3
comum
canal 4
canal 2
canal 5
canal 3
canal 6
canal 4
canal 7
canal 5
canal 8
canal 6
canal 7
canal 1
canal 8
Multiplexador 2
Nível: 2 Endereço 2
canal 2
canal 3
comum
canal 4
canal 5
canal 6
canal 7
canal 8
canal 1
canal 2
canal 3
comum
canal 4
canal 5
canal 6
canal 7
canal 8
Mandioca e Fruticultura Tropical
Ministério da Agricultura,
Pecuária e Abastecimento
Multiplexador 3
Nível: 2 Endereço 2
Reflectometria no domínio do Tempo - TDR
TDR 100
Multiplexador 1
Nível: 2 Endereço 2
canal 1
Multiplexador 0
Nível: 1 Endereço 1
canal 1
TDR
Endereço: 0
comum
canal 2
canal 3
comum
canal 4
canal 2
canal 5
canal 3
canal 6
canal 4
canal 7
canal 5
canal 8
canal 6
canal 7
canal 1
canal 8
Multiplexador 2
Nível: 2 Endereço 2
canal 2
canal 3
comum
canal 4
canal 5
canal 6
canal 7
canal 8
canal 1
Multiplexador 3
Nível: 2 Endereço 2
canal 2
canal 3
comum
canal 4
canal 5
; Medidas da TDR 100 (P119)
1: 00
endereço da TDR
2: 0
tipo de medida ( 0 para umidade La/L, 1 para gráfico, 2 para
gráfico mais derivada e 3 para condutividade elétrica)
3: 1301
multiplexador e seleção das guias de onda ( identificação por
quatro números conforme legenda da Figura)
4: 4
número de leituras para média (em geral 4)
5: 1
velocidade de propagação da onda no cabo (não interfere nas
leituras de umidade, apenas serve para que o comprimento que
aparece no gráfico corresponda ao real)
6: 250
número de pontos do gráfico
7: 6
comprimento do cabo ( a leitura iniciará a partir desse
comprimento)
8: 5
comprimento de leitura ( a leitura será do ponto definido na
instrução anterior mais o comprimento definido neste
parâmetro)
9: .1
comprimento da guia de onda
10: 0.085
offset da guia de onda
11: 3
local de gravação da primeira leitura
12: 0,1138
multiplica a leitura por esse parâmetro
13: -0.1758
soma a leitura por esse parâmetro
canal 6
canal 7
canal 8
Mandioca e Fruticultura Tropical
Ministério da Agricultura,
Pecuária e Abastecimento
Reflectometria no domínio do Tempo - TDR
Umidade do solo ()
Condutividade elétrica aparente (CEa)
TDR 100
Mandioca e Fruticultura Tropical
Ministério da Agricultura,
Pecuária e Abastecimento
Reflectometria no domínio do Tempo - TDR
Umidade do solo ()
Condutividade elétrica aparente (CEa)
TDR 100
Mandioca e Fruticultura Tropical
Ministério da Agricultura,
Pecuária e Abastecimento
Reflectometria no domínio do Tempo - TDR
1
Coeficiente de reflexão
0,8
Umidade do solo ()
 = f (Ka)
0,6
0,4
0,2
0
-0,2
-0,4
-0,6
-0,8
-1
7
2L
V
t
V
c
Ka
 ct 
Ka   
 2L 
Mandioca e Fruticultura Tropical
9
11
13
15
17
19
Distância (m)
2
Cabo coaxial, 50 
Ministério da Agricultura,
Pecuária e Abastecimento
Haste de aço inoxidável,  = 3 mm, L = 0,20 m
Resina epoxi
Reflectometria no domínio do Tempo - TDR
Umidade do solo ()
Valores da constante dielétrica
Tabela 1. Constante dielétrica de diferentes meios e materiais constituintes da matriz do solo.
Material
Constante dielétrica
Ar
1
Água
81 a 20o C
Gelo
3 a 5o C
Basalto
12
Granito
7-9
Arenito
9 - 11
Fonte: Noborio, 2001
Mandioca e Fruticultura Tropical
Ministério da Agricultura,
Pecuária e Abastecimento
Reflectometria no domínio do Tempo - TDR
Umidade do solo ()
Variação de K em função da umidade do solo
 La 
K 
 L 
2
La = comprimento
aparente da sonda
L = Comprimento real
Mandioca e Fruticultura Tropical
Ministério da Agricultura,
Pecuária e Abastecimento
Reflectometria no domínio do Tempo - TDR
Umidade do solo ()
Calibração para modelo de sonda
construída e para o tipo de solo
v  4,119TDR 3  3,005TDR 2  1,417 TDR   0,075
 v  5,3x10  2  2,92 x10  2  b  5,5 x10  4  b2  4,3x10  6  b3
Mandioca e Fruticultura Tropical
Ministério da Agricultura,
Pecuária e Abastecimento
Reflectometria no domínio do Tempo - TDR
 Condutividade elétrica aparente do solo (CEb)
1,0
A PRESENÇA DE
ÍONS NA SOLUÇÃO
ATENUA O PULSO
APLICADO
Coeficiente de reflecção
0,8
0,6
0,4
0,2
CE 0,0319
CE 0,0360
CE 0,0417
0,0
-0,2
-0,4
(a)
-0,6
-0,8
-1,0
7
9
11
13
Distância (m)
Mandioca e Fruticultura Tropical
15
17
Ministério da Agricultura,
Pecuária e Abastecimento
19
Reflectometria no domínio do Tempo - TDR
 Variação da Condutividade elétrica da solução do solo (CEw),  e CEb
pomar fertirrigado
8.00
2.50
2.00
1.50
y = 0.9787x
2
R = 0.8731
1.00
0.50
0.00
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
-1
3.50
CEw medido (dS.m )
Limites com 95% de confiança
7.00
(T02)
6.00
5.00
4.00
y = 0.9679x
3.00
2
R = 0.6289
2.00
1.00
0.00
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00
CEw medido (dS.m-1)
Limites com 95% de confiança
0,6
Fertirrigação
Irrigação
5,0
4,0
CEa (dS m-1)
Umidade (cm-3 cm-3)
0,5
CEa
Umidade
CEw
A2
0,4
A4
A3
0,3
A5
3,0
A1
0,2
2,0
0,1
0,0
1,0
0
10
20
Tempo (h)
Mandioca e Fruticultura Tropical
Ministério da Agricultura,
Pecuária e Abastecimento
30
CEw (dS m-1)
3.00
-1
(T01)
CEw estimado (dS.m )
-1
CEw estimado (dS.m )
3.50
Reflectometria no domínio do Tempo - TDR
 Variação da Condutividade elétrica da solução do solo (CEw),  e CEb
pomar fertirrigado
A1
B1
C1
-0.1
-0.2
-0.3
-0.4
-0.5
-0.6
-0.7
-0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
-0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0
A2
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
-0.4 -0.3 -0.2 -0.1
0
B2
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
C2
-0.1
-0.2
-0.3
-0.4
-0.5
-0.6
-0.7
-0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
-0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0
A3
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
-0.4 -0.3 -0.2 -0.1
0
B3
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
C3
-0.1
-0.2
-0.3
-0.4
-0.5
-0.6
-0.7
-0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
-0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0
A4
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
-0.4 -0.3 -0.2 -0.1
0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
C4
B4
-0.1
-0.2
-0.3
-0.4
-0.5
-0.6
-0.7
-0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
-0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0
A5
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
-0.4 -0.3 -0.2 -0.1
0
B5
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
C5
-0.1
-0.2
-0.3
-0.4
-0.5
-0.6
-0.7
-0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
-0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
-0.4 -0.3 -0.2 -0.1
0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
Figura 2. Umidade (A), Cea (B) e CEw (C) representadas em 1 hora antes da fertirrigação
(A1, B1 e C1) em 1, 16, 19 e 32 horas após a fertirrigação com os símbolos (A2, B2 e
C2), (A3, B3 e C3), (A4, B4 e C4), (A5, B5 e C5), respectivamente.
Mandioca e Fruticultura Tropical
Ministério da Agricultura,
Pecuária e Abastecimento
Determinação de coeficientes de cultivo
(Kc), ETc, ETM e ISNA
• Dois tipos de culturas
• Determinação mais difícil em fruteiras
Mandioca e Fruticultura Tropical
Ministério da Agricultura,
Pecuária e Abastecimento
Determinação da evapotranspiração – extração de
água pelo sistema radicular
Métodos do balanço de água no solo em
fruteiras
 Número elevado de sensores
 Problemas de representatividade
 Dificuldades de estimar a
ascensão capilar
 Variabilidade do solo na área
P
drenagem ET
I
e
O
Ri
Ro
D ARM
DLi
DLo
AC
Mandioca e Fruticultura Tropical
Ministério da Agricultura,
Pecuária e Abastecimento
DP
REPRESENTATIVIDADE
0.0
-0.5
-1.0
Profundidade (m)
-1.5
(a)
-2.0
-3.0
-2.5
-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
0.0
(b)
-0.5
-1.0
-1.5
-2.0
-3.0
-2.5
-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
Distância da planta (m)
Mandioca e Fruticultura Tropical
Ministério da Agricultura,
Pecuária e Abastecimento
Posicionamento dos sensores
 Sistema radicular de mamoeiro em função de frequência de fertirrigação
Planta
Mamoeiro irrigado com dois gotejadores por planta
gotejador
Superficie do solo
0.0
-0.1
Profundidade (m)
-0.2
-0.3
-0.4
-0.5
-0.6
-0.7
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
Distância da planta (m)
2 dias
3 dias
Mandioca e Fruticultura Tropical
Ministério da Agricultura,
Pecuária e Abastecimento
4 dias
Mandioca e Fruticultura Tropical
Ministério da Agricultura,
Pecuária e Abastecimento
Planta
Bateria de sondas
Bateria de sondas
Line source
R1
R2
R3
Orçamento – TDR100Orçamento TDR.doc
Exemplo: BH quando não há cobertura completa do terreno (avaliações
separadas em cada tratamento)
•01 datalogger CR10x
•01 TDR 100
•07 Multiplexadores
•300 sondas (sem repetições)
Valor estimado: U$ 12,428.00 + R$ 6.000,00 (sondas)
Experimento em “line source” (todo experimento monitorado simultaneamente)
•01 datalogger CR10x
•01 TDR 100
•08 multiplexadores
•60 sondas no total (três repetições)
Valor estimado: 13,182.00 + R$ 1.200,00 (sondas)