Temporal stability of soil moisture in banana cropping area in the Brazilian semiarid region

Abstract

Soil moisture is essential for agricultural production. Knowledge on its spatial-temporal variability is indispensable to support agriculture, and it is strongly influenced by cultural practices, soil cover conditions and irrigation methods. Thus, this study aimed to evaluate the temporal stability and spatial distribution of soil moisture as a function of the use of banana leaves as soil cover in a plot under conventional sprinkler irrigation and cultivated with banana in the Brazilian semiarid region. The study area was divided in two sectors, with and without covering using banana leaves. Soil moisture was monitored before and after irrigation, at 16 times, using FALKER HidroFarm sensors installed on a transect with 11 units spaced by 8 m, in each sector. The data were analyzed using descriptive statistics, temporal stability and Spearman correlation test. The morphology of the banana leaves and the irrigation system used contributed to lower soil moisture in the covered sector at all monitoring times. Variations in the physical-hydraulic properties of the soil promoted variations in soil moisture with the position of the sensors in the ground. The temporal stability technique allowed the identification of points that represent the mean behavior of soil moisture throughout the area. The use of banana leaf residues caused less soil wetting using sprinkler irrigation, indicating the need to pregrind the material or use localized irrigation systems, practices that are not very accessible to small farmers. A umidade do solo é essencial para a produção agrícola. O conhecimento de sua variabilidade espaço-temporal é indispensável para suporte à agricultura, sendo fortemente influenciada pelas práticas culturais, condições de cobertura do solo e métodos de irrigação. Assim, este estudo teve como objetivo avaliar a estabilidade temporal e a distribuição espacial da umidade do solo em função do uso de folhas de bananeira como cobertura do solo em uma parcela sob irrigação por aspersão convencional e cultivada com banana na região semiárida brasileira. A área foi dividida em dois setores, sem e com cobertura do solo com folhas de bananeira. A umidade do solo foi monitorada, antes e após a irrigação, em 16 momentos, com o uso de sensores FALKER HidroFarm, instalados em um transecto com 11 unidades espaçadas em 8 m, em cada setor. Os dados foram analisados utilizando estatística descritiva, estabilidade temporal e teste de correlação de Spearman. A morfologia das folhas de bananeira e o sistema de irrigação utilizado contribuíram para diminuir a umidade do solo no setor coberto, em todos os momentos de monitoramento. Variações nas propriedades físico-hidráulicas do solo promoveram variações na umidade do solo com a posição dos sensores no solo. A técnica de estabilidade temporal permitiu identificar pontos que representam o comportamento médio da umidade do solo em toda a área. O uso de resíduos de folhas de bananeira causou menor umidade do solo com irrigação por aspersão, indicando a necessidade de pré-moer o material ou usar sistemas de irrigação localizados, práticas pouco acessíveis aos pequenos agricultores.