Distribution of soil water content in cultivated fields based on the measurements by gravimetric and reflectometric methods

• Autorzy: Usowicz B. , Kossowski J.

Warianty tytułu

PL

Rozkład wilgotności gleby na polach uprawnych z pomiarów grawimetrycznych i reflektometrycznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The topsoil (1 - 6 cm) water content measured by gravimetric and reflectometric methods (TDR) in fields with different crops (556 pairs of data) were analysed. Mean values of the topsoil water content in the individual fields as measured by means of the TDR method differed from the measurement by the gravimetric method by from 1 to 14 %. Differences in the coefficients of variability were up to 35 %. The correlation coefficient for all the results of the two methods was 0.889 and the mean square error - 2.4 x 10⁻² m³ m⁻³. However, in the case of individual fields the correlation coefficients were lower. It can be gathered from the analyses carried out that the TDR method yielded satisfactory results when the soil water content was higher than 0.17 m³ m⁻³, and the soil bulk density was about 1.35 Mg m⁻³. Spatial distribution of soil water content obtained from the two methods were generally speaking, similar, however significant differences appeared locally as well. In the fields with lower soil bulk density (in average values) and showed higher differentiation, the values of soil water content as measured by the TDR and its spatial differentiation was higher than the one measured by the gravimetric method.

PL

Porównano wyniki równoczesnych pomiarów wilgotności gleby w warstwie powierzchniowej (1 - 16 cm) wykonanych metodą grawimetryczną i reflektometryczną (TDR). Pomiary przeprowadzono na glebie lessopodobnej z uprawą różnych roślin podczas kilku dni czerwca i lipca w 1992 i 1993 roku. Średnie wartości wilgotności gleby na rozpatrywanych obiektach otrzymane metodą TDR różniły się w stosunku do uzyskanych metodą grawimetryczną o 1 - 14 %, a wartości współczynników zmienności najwięcej o 35 %. Współczynnik korelacji wyznaczony na podstawie całego zbioru danych pomiarowych wynosił 0.89, średni błąd kwadratowy 2.4 x 10⁻² m³ m⁻³; natomiast w przypadku pojedynczych pól - wartości współczynników korelacji były mniejsze, a średnich błędów kwadratowych zbliżone. Z przeprowadzonych analiz wynika, że metoda TDR daje satysfakcjonujące wyniki, gdy wilgotność gleby jest większa niż 0.17 m³ m⁻³, a gęstość gleby wynosi około 1.35 Mg m⁻³. Uzyskane z obu metod rozkłady przestrzenne wilgotności gleby były generalnie podobne, chociaż lokalnie występowały istotne nieraz różnice. Na polach gdzie gęstość gleby była mniejsza (w średnich) i wykazywała większe zróżnicowanie, wartości wilgotności gleby z metody TDR oraz jej zróżnicowanie przestrzenne było większe w porównaniu do uzyskanych z metody grawimetrycznej.

Słowa kluczowe

EN

soil water content; cultivated field; field; measurement; gravimetric method; reflectometric method

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 1996
• Tom: 436
• Opis fizyczny: p.157-165,fig.,ref.

Twórcy

autor

Usowicz B.

• Institute of Agrophysics, Polish Academy of Sciences, Doswiadczalna 4, 20-236 Lublin, Poland

autor

Kossowski J.

• Institute of Agrophysics, Polish Academy of Sciences, Doswiadczalna 4, 20-236 Lublin, Poland

Bibliografia

• 1. Baranowski P., Kossowski J., Usowicz B.: Spatial variability of soil water content in cultivated fields. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., 405, 9 - 19, 1994.
• 2. Bohl H., Roth K.: Evaluation of dielectric mixing models to describe the Theta (Epsilon) - relation. Proc. Symp. and Workshop ‘Time Domain Reflectometry in environmental, infrastructure and mining applications’, Evanston, Illinois, USA, 309 - 319, 1994.
• 3. Dasberg S., Dalton F. N.: Field measuremetn of soil water content and bulk electrical conductivity with Time Domain Reflectometry. Soil Sci. Soc. Am. J., 49, 293 - 297, 1985.
• 4. Dirksen C., Dasberg S.: Improved calibration of Time Domain Reflectometry soil water content measurements. Soil Sci. Soc. Am. J., 57, 660 - 667, 1993.
• 5. Drugil C. E. C., Abt K., Gish T. J.: Soil moisture determination in gravelly soils with Time Domain Reflectometry. Transaction of the ASAE, 32(1), 177 - 180, 1989.
• 6. Englund E., Sparks A.: Geostatistical Environmental Assessment Software. Environmental Monitoring Systems Laboratory Office of Research and Development, U. S. Environmental Protection Agency, Las Vegas, NV 89193 - 3478, 1988.
• 7. Grantz D. A., Perry M. H., Meinzer F. C.: Using Time Domain Reflectometry to measure soil water in Hawaiian sugarcane. Agronomy J., 82, 144 - 146, 1990.
• 8. Malicki M.: A reflectometric (TDR) meter of moisture content in soils and other capillary-porous materials. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., 388, 107 - 114, 1990.
• 9. Malicki M. A.: Influence of soil physical properties on electrical parameters of electrodes/soil system in aspect of the determination of soil moisture and salinity (in Polish). Acta Agrophysica, 1 - 107, 1993.
• 10. Malicki M. A., Plagge R., Roth C. H.: Influence of matrix on TDR soil moisture readings and its elimination. Proc. Symp. and Workshop 'Time Domain Reflectometry in environmental, infrastructure and mining applications', Evaston, Illinois, USA, 105 - 114, 1994.
• 11. Rajkai K., Ryden B. E.: Measuring a real soil moisture distribution with the TDR method. Geoderma, 52, 73 - 85, 1992.
• 12. Richardson M. D., Meisner C. A., Hoveland C. S., Karnok K. J.: Time Domain Reflectometry in closed container studies. Agronomy J., 84, 1061 - 1063, 1992.
• 13. Webster R.: Quantitative spatial analysis of soil in the field. Advances in Soil Science, 3, 1 - 70, 1985.
• 14. White I., Zegelin S. J., Topp G. C., Fish A.: Effect of bulk electrical conductivity on TDR measurement of water content in porous media. Proc. Symp. and Workshop ‘Time Domain Reflectometry in environmental, infrastructure and mining applications’, Evanston, Illinois, USA, 294 - 308, 1994.