Water Balance Components in Covered and Uncovered Soil Growing Irrigated Muskmelon

Abstract

ABSTRACT Knowledge of the terms (or processes) of the soil water balance equation or simply the components of the soil water balance over the cycle of an agricultural crop is essential for soil and water management. Thus, the aim of this study was to analyze these components in a Cambissolo Háplico (Haplocambids) growing muskmelon (Cucumis melo L.) under drip irrigation, with covered and uncovered soil, in the municipality of Baraúna, State of Rio Grande do Norte, Brazil (05º 04’ 48” S, 37º 37’ 00” W). Muskmelon, variety AF-646, was cultivated in a flat experimental area (20 × 50 m). The crop was spaced at 2.00 m between rows and 0.35 m between plants, in a total of ten 50-m-long plant rows. At points corresponding to ⅓ and ⅔ of each plant row, four tensiometers (at a distance of 0.1 m from each other) were set up at the depths of 0.1, 0.2, 0.3, and 0.4 m, adjacent to the irrigation line (0.1 m from the plant row), between two selected plants. Five random plant rows were mulched using dry leaves of banana (Musa sp.) along the drip line, forming a 0.5-m-wide strip, which covered an area of 25 m2 per of plant row with covered soil. In the other five rows, there was no covering. Thus, the experiment consisted of two treatments, with 10 replicates, in four phenological stages: initial (7-22 DAS - days after sowing), growing (22-40 DAS), fruiting (40-58 DAS) and maturation (58-70 DAS). Rainfall was measured with a rain gauge and water storage was estimated by the trapezoidal method, based on tensiometer readings and soil water retention curves. For soil water flux densities at 0.3 m, the tensiometers at the depths of 0.2, 0.3, and 0.4 m were considered; the tensiometer at 0.3 m was used to estimate soil water content from the soil water retention curve at this depth, and the other two to calculate the total potential gradient. Flux densities were calculated through use of the Darcy-Buckingham equation, with hydraulic conductivity determined by the instantaneous profile method. Crop actual evapotranspiration was calculated as the unknown of the soil water balance equation. The soil water balance method is effective in estimating the actual evapotranspiration of irrigated muskmelon; there was no significant effect of soil coverage on capillary rise, internal drainage, crop actual evapotranspiration, and muskmelon yield compared with the uncovered soil; the transport of water caused by evaporation in the uncovered soil was controlled by the break in capillarity at the soil-atmosphere interface, which caused similar water dynamics for both management practices applied.RESUMO O conhecimento dos termos (ou processos) da equação do balanço de água no solo ou simplesmente os componentes do balanço de água no solo no longo do ciclo de uma cultura agrícola é essencial para o manejo de solo e da água. Assim, esta pesquisa teve o objetivo de estudar esses componentes em um Cambissolo Háplico cultivado com meloeiro (Cucumis melo L.) irrigado por gotejamento, com e sem cobertura, no município de Baraúna, Estado do Rio Grande do Norte, Brasil (05º 04’ 48” S, 37º 37’ 00” W). O meloeiro, variedade AF-646, foi cultivado em uma área experimental plana (20 × 50 m). A cultura foi espaçada de 2,00 m entre linhas e 0,35 m entre plantas, totalizando 10 fileiras de plantas de 50 m de comprimento. Nos pontos correspondentes a ⅓ e ⅔ de cada linha de plantas, quatro tensiômetros foram instalados, nas profundidades de 0,1; 0,2; 0,3; e 0,4 m, adjacentes à linha de irrigação (0,1 m da linha de plantas), entre duas plantas selecionadas, a 0,1 m de distância. Em cinco linhas aleatórias, fez-se a cobertura com folhas secas de bananeira (Musa sp.) no longo da linha de gotejamento em uma faixa de 0,5 m, definindo uma área coberta de 25 m2. Nas outras cinco linhas, não houve cobertura. Assim, o experimento consistiu de dois tratamentos, com 10 repetições, em quatro estádios fenológicos: inicial (7-22 DAS - dias após a semeadura), crescimento (22-40 DAS), frutificação (40-58 DAS) e maturação (58-70 DAS). A precipitação foi medida com pluviômetro, e o armazenamento de água estimado pelo método do trapézio, a partir das leituras dos tensiômetros e das curvas de retenção da água no solo. Para determinar a densidade de fluxo de água em 0,3 m, foram considerados os tensiômetros nas profundidades de 0,2; 0,3; e 0,4 m. O tensiômetro a 0,3 m foi utilizado para estimar o conteúdo de água no solo, com uso da curva de retenção de água para essa profundidade, e os outros dois para o cálculo do gradiente de potencial total. As densidades de fluxo foram calculadas pela equação de Darcy-Buckingham, com a condutividade hidráulica do solo determinada pelo método do perfil instantâneo. A evapotranspiração real foi calculada como sendo a incógnita da equação do balanço de água no solo. O método do balanço de água no solo é eficaz na estimativa da evapotranspiração real de melão irrigado; não houve efeito significativo da cobertura do solo na ascensão capilar, drenagem interna, evapotranspiração real e produtividade de melão em comparação ao manejo com não cobertura do solo. A transferência de água por evaporação em solo desnudo se evidenciou controlada pela quebra da capilaridade na interface solo-atmosfera, o que fez com que a dinâmica da água em ambos os manejos aplicados fosse semelhante.