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ESTIMATING SOIL HYDRAULIC PROPERTIES FROM LIMITED DATA TO IMPROVE IRRIGATION MANAGEMENT IN AGRICULTURAL SOILS OF SANTIAGO ISLAND, CAPE VERDE

Authors

  • Â. Moreno,

    1. CEER-Biosystems Engineering, Institute of Agronomy, Technical University of Lisbon, Lisbon, Portugal
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  • T. B. Ramos,

    1. CEER-Biosystems Engineering, Institute of Agronomy, Technical University of Lisbon, Lisbon, Portugal
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  • M. C. Gonçalves,

    1. CEER-Biosystems Engineering, Institute of Agronomy, Technical University of Lisbon, Lisbon, Portugal
    2. Estação Agronómica Nacional, Instituto Nacional de Investigação Agrária e Veterinária, Oeiras, Portugal
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  • L. S. Pereira

    Corresponding author
    1. CEER-Biosystems Engineering, Institute of Agronomy, Technical University of Lisbon, Lisbon, Portugal
    • Correspondence to: Prof. Luís Santos Pereira, CEER-Biosystems Engineering, Institute of Agronomy, Technical University of Lisbon, Tapada da Ajuda, 1349–017 Lisbon, Portugal. E-mail: lspereira@isa.utl.pt

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  • Estimation des propriétés hydrauliques du sol à partir de données limitées pour améliorer la gestion de l'irrigation des sols agricoles de l'Ile de Santiago, Cap Vert.

ABSTRACT

Limited knowledge of the hydraulic properties of semi-arid Cape Verde soils makes the use of water balance models difficult. In this paper, the water retention characteristics of agricultural soils of Santiago Island and the development of point pedotransfer functions (PTFs) to improve irrigation management are investigated. Soil water retention curves were studied in 72 horizons of 31 soil profiles located in Santiago Island. Soil textures varied from coarse to medium classes. PTFs were, at the same time, developed by regression analysis to predict total porosity (ϕ) and water retention at −0.25, −1, −3.2, −10, −33, −100 and −1500 kPa. Due to the lack of available data from Cape Verde, PTFs were developed from 85 soil horizons specifically selected from a Portuguese database. The PTFs were then validated with the data determined in the 72 soil horizons studied in Santiago Island. Statistics showed relatively good performance of Cape Verde PTFs, with RMSE varying between 0.030 and 0.086 cm3 cm-3. However, Cape Verde PTFs always underestimated the measured values by −0.014 to −0.075 cm3 cm-3. When compared with three other published PTFs, the new Cape Verde PTFs provided acceptable results for use in modelling aimed at improving irrigation water management practices. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.

RÉSUMÉ

La connaissance limitée des propriétés hydrauliques des sols semi-arides de Cap Vert rend difficile l'utilisation des modèles de bilan hydrique des sols cultivés. Cet article concerne l'étude de la rétention de l'eau des sols agricoles de l'île de Santiago et le développement de fonctions de pédotransfert (PTF) pour améliorer la gestion de l'irrigation et la conservation de l'eau. Des courbes caractéristiques de l´humidité du sol ont été mesurées pour 72 horizons de 31 profils de sol de l'île de Santiago. La texture du sol varie entre sablonneuse et limoneuse moyenne. Les PTF ont été développées par l'analyse de régression pour estimer tant la porosité totale (ϕ) que la rétention de l'eau aux pressions effectives de −0.25, −1, −3.2, −10, −33, −100 et −1500 kPa. En raison de l'absence d'autres données disponibles au Cap Vert à part les observations citées plus haut, les PTF ont été développés à partir de 85 horizons de sol spécifiquement choisis parmi ceux inclus dans une base de données portugaise. Les PTF ont été alors validées avec les données mesurées aux 72 horizons de sol étudiés à l'île de Santiago. Les indicateurs statistiques ont montré une exécution acceptable des PTF, avec RMSE entre 0.030 et 0.086 cm3 cm-3. Cependant, les PTF ont toujours sous-estimé de −0.014 jusqu'à −0.075 cm3 cm-3 les valeurs mesurées. Pourtant, si on compare ces PTF avec trois autres PTF publiés, on constate que ces nouvelles PTF pour le Cap Vert donnent des résultats acceptables en vue de leur utilisation pour l'application de modèles de gestion de l'eau en irrigation. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.

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