Modeling of soil water infiltration with rainfall simulator in different agricultural systems

ABSTRACT This study aimed to compare models for predicting soil water infiltration rate and erosive rates using a rainfall simulator in different systems of common bean (Phaseolus vulgaris L.) cultivation. The evaluated mathematical models were: Kostiakov, Kostiakov-Lewis, Green-Ampt and Horton. Infiltration tests were carried out considering six treatments: bean cultivated on contour with rock barriers spaced at 0.5 m between crop rows (BC1); bean cultivated on contour with rock barriers spaced at 1.0 m between crop rows (BC2); bean cultivated downslope (BDS); bean cultivated on contour with mulch (BCM); bare soil (BS) and soil under natural cover (NC). Four replicates were considered, totaling 24 field tests. Kostiakov-Lewis's equation showed the lowest values of standard error. Soil water infiltration rate was equal to 53.3 mm h-1 in the natural vegetation treatment and to 9.49 mm h-1 in the downslope treatment. Surface roughness and the time of beginning of surface runoff were significantly higher for the conditions with mulch cover. RESUMO Objetivou-se, com o presente trabalho, comparar modelos de previsão da velocidade de infiltração de água no solo e taxas erosivas em condição de campo utilizando simulador de chuvas, em diferentes sistemas de cultivo do feijão (Phaseolus vulgaris L.). Os modelos matemáticos avaliados foram Kostiakov, Kostiakov-Lewis, Green-Ampt e Horton. Os testes de infiltração foram realizados em seis tratamentos: feijão cultivado segundo curvas de nível (FN1) associado a fileiras de pedra, espaçadas 0,50 cm; feijão cultivado segundo curvas de nível (FN2) associado a fileiras de pedra, espaçadas 1,0 m; feijão cultivado morro abaixo (FMA); feijão cultivado em nível, com cobertura morta (CM); solo descoberto (SD) e solo com cobertura vegetal nativa (CN) em quatro repetições totalizando 24 testes de campo. A equação que apresentou menores valores de erro padrão foi a de Kostiakov-Lewis. A taxa de infiltração básica de água no solo foi de 53,3 mm h-1, para o tratamento cobertura vegetal natural enquanto que para a condição morro abaixo o valor foi de 9,49 mm h-1. A rugosidade superficial e o tempo para início do escoamento superficial foram significativamente maiores para as condições com cobertura do solo.