Parametrizações mecanísticas descrevem fisicamente a interação das plantas com o ambiente baseando-se em processos fundamentais, como assimilação de líquida de CO2 e extração da água do solo pelas raízes, influenciados pelas condições do ambiente. O objetivo principal dessas rotinas é aumentar o entendimento do sistema estudado pela integração quantitativa e qualitativa do conhecimento em um modelo de simulação dinâmica do sistema real. Definindo estresse hídrico como a condição em que uma planta aumenta a resistência estomática em conseqüência do aumento da demanda atmosférica e/ou da redução da disponibilidade hídrica no solo, tem-se como hipótese que o déficit hídrico em plantas é causado por fatores ambientais relacionados com as interfaces solo-raiz e folha-atmosfera. O objetivo geral desse estudo é identificar quais são as variáveis do solo e da atmosfera determinantes e que devem ser consideradas na modelagem da deficiência hídrica em plantas. Os teores de água no solo e na atmosfera foram monitorados em condições de campo durante o desenvolvimento da cultura de feijão (Phaseolus vulgaris L.) entre Junho e Setembro de 2010, e correlacionados ao estresse hídrico caracterizado por medições de temperatura do dossel. As variáveis de interesse, especificamente o potencial matricial da água do solo, a temperatura e a umidade do ar e a temperatura do dossel foram medidas regularmente em intervalos de 30 minutos. A taxa de transpiração e a condutância estomática foram medidas ocasionalmente. Uma parcela foi irrigada durante todo o ciclo da cultura (tratamento totalmente irrigada), enquanto a outra foi submetida ao estresse hídrico na fase reprodutiva (tratamento com déficit de irrigação). A metodologia utilizada neste estudo deu suporte à hipótese inicial. Os principais fatores relacionados à interface solo-raiz são as propriedades hidráulicas do solo, especialmente a condutividade hidráulica e da densidade de comprimento radicular; na interface atmosfera de folhas, os fatores mais importantes são o déficit de pressão de vapor do ar atmosférico VPD. Estes fatores devem ser considerados de alguma forma na modelagem estresse hídrico em plantas. A detecção da ocorrência de estresse hídrico nas plantas no tratamento com déficit de irrigação foi feito por comparações entre o VPD e diferença de temperatura entre o dossel e o ar tdossel-ar e entre tdossel e a temperatura do bulbo úmido twb dos dois tratamentos hídricos. O início do estresse hídrico nas plantas com déficit de irrigação ocorreu em 05 de Agosto. As simulações com os modelos mecanísticos de extração da água do solo pelas raízes proposto por Jong van Lier et al. (2008) e de assimilação de CO2 proposto por Jacobs (1994) foram feitos com os dados de ambos os tratamentos. O modelo de extração foi sensível aos parâmetros hidráulicos do solo, especialmente a condutividade hidráulica e o comprimento radicular. A taxa de transpiração estimada pelo modelo de Jacobs (1994) mostrou-se dependente da temperatura do dossel utilizada para calcular o déficit de umidade específica folha-ar Ds e a condutância do mesofilo, do próprio Ds (dependente também da temperatura do ar), e do índice de área foliar. / Mechanistic parameterizations describe physically the interactions between crop and environment based on primary processes such as CO2 net assimilation and root water uptake from soil and how they are influenced by environmental conditions. An important purpose of developing mechanistic routines is to improve the understanding of a system by qualitative and quantitative integration of knowledge in a dynamic simulation model of a real system. Defining water stress as the condition in which stomatal resistance of plant leaves increases as a consequence of enhanced atmospheric demand and/or reduced soil water availability, the investigated hypothesis was that plant water stress is caused by environmental factors related to both the soilroot and leave-atmosphere interfaces. The main objective of the research was to identify which atmosphere and soil parameters are determinant and must be considered in crop water stress modeling. Soil and atmosphere water content were monitored under field conditions during the growing season of a Common Bean (Phaseolus vulgaris L.) crop between June and September, 2010, and correlated to plant water stress characterized by measurements of canopy temperature. The variables of interest, specifically the soil water pressure head, air temperature and humidity and canopy temperature were measured regularly at short intervals. Transpiration rate and stomatal conductance were measured occasionally. One plot was irrigated during the whole crop cycle (fully irrigated treatment), while the other one was subject to water stress in the reproductive phase (deficit irrigated treatment). The methodology used in this study supported the initial hypothesis. The main soil-root interface related factors that determine water stress are the soil hydraulic properties, especially the hydraulic conductivity, and the root length density; at the leaf atmosphere interface, the most important factor is the vapor pressure deficit of atmospheric air VPD. These factors must be somehow considered in crop water stress modeling. The detection of water stress occurrence in the deficit irrigated plants was made by comparisons between VPD and temperature difference between canopy and air tcanopy-air and between tcanopy and wet bulb temperature twb of the two irrigation treatments. The onset of water stress in deficit irrigated plants occurred on August 5. The simulations with the mechanistic models of soil water root uptake proposed by Jong van Lier et al. (2008) and of CO2 assimilation by Jacobs (1994) were made with data from the two treatments. The soil water uptake model was sensitive to soil hydraulic parameters, especially hydraulic conductivity and root length density. The transpiration rate estimated by the Jacobs (1994) model showed to be dependent on the canopy temperature used to calculate the specific humidity deficit between leaves and air Ds and the mesophyll conductance, on Ds (on its turn also dependent on air temperature), and on the leaf area index

A manutenção da palha de cana-de-açúcar sobre a superfície do solo promove diversos benefícios à qualidade do solo, como a redução das altas temperaturas e a manutenção da umidade do solo. Com base nisso, os objetivos deste trabalho consistiram em avaliar o impacto da palha de cana-de-açúcar na dinâmica da umidade e da temperatura do solo em situações edáficas distintas em três regiões do Estado de São Paulo e verificar a influência da temperatura e umidade do solo na decomposição de diferentes quantidades de palha de cana-de-açúcar. O estudo foi conduzido nos municípios de Igaraçu do Tietê, Piracicaba e Dois Córregos (solo muito argiloso, textura média e arenoso, respectivamente) com delineamento experimental de blocos ao acaso. As quantidades de palha utilizadas foram: 0; 2; 3,2; e 7,5 Mg ha-1 (Igaraçu do Tietê) e 0; 3; 6; e 12 Mg ha-1 (Piracicaba e Dois Córregos). Para a determinação da umidade do solo foram realizadas coletas periódicas de amostras indeformadas de solo nas linhas de plantio (0-20, 20-40, 40-60 e 60-80 cm de profundidade) e analisadas através do método da pesagem. A avaliação da temperatura do solo foi feita por sensores termopares inseridos no solo a 0-5 e 5-10 cm de profundidade. Na análise da decomposição da palha utilizaram-se caixas plásticas onde as diferentes quantidades de palha foram mantidas. Cinco coletas de palha (30, 60, 120 e 180 e 360 dias após a implantação do experimento) foram realizadas para quantificar a perda de massa. Os resultados demonstraram que em relação ao solo descoberto, os tratamentos com diferentes quantidades de palha interferiram significativamente (p<=0,05) na manutenção da umidade do solo, principalmente entre 7 e 30 dias após o corte nas camadas de 0-20 e 20-40 cm. A temperatura média, máxima e amplitude térmica do solo foram as variáveis que apresentaram as maiores diferenças entre o solo descoberto e o solo com diferentes quantidades com palha, com um comportamento semelhante nas duas profundidades avaliadas. A temperatura mínima foi a variável que menos sofreu efeito dos tratamentos. Em geral, quando foram mantidas quantidades maiores de palha sobre a superfície do solo verificou-se maior umidade e menor a amplitude térmica do solo. A textura do solo afetou a dinâmica da água do solo, onde a manutenção da palha sobre solo arenoso manteve maior a umidade em todas as camadas avaliadas em comparação aos solos de textura mais argilosa que apresentaram diferenças apenas na fase inicial de crescimento da cultura. Diferentes quantidades de palha mantidas sobre o solo pouco alteraram a matéria seca remanescente de palha nas em Piracicaba e Dois Córregos, enquanto em Igaraçu do Tietê o processo foi diretamente proporcional a quantidade de palha mantida na superfície do solo. Os resultados demonstram a importância da adoção de práticas conservacionistas de manejo como a manutenção de parte da palha, de modo que concilie a produção de etanol de segunda geração (2G) e evite eventuais problemas com déficit hídrico, temperaturas extremas e consequentes implicações negativas às plantas. / The sugarcane straw maintenance on soil surface promotes several benefits to soil quality, such as reduction of extreme temperatures and preservation of soil moisture. Based on this, the objective of this study was to evaluate the sugarcane straw removal effects on the soil moisture and temperature dynamics in three regions of São Paulo State, as well as verify the influence of soil temperature and moisture on the sugarcane straw decomposition. The study was conducted in the municipalities of Igaraçu do Tietê, Piracicaba and Dois Córregos (clay soil, medium texture and sandy soil, respectively), under a randomized block experimental design. The amounts of straw were: 0; 2; 3.2; and 7.5 Mg ha-1 (Igaraçu do Tietê) and 0; 3; 6; and 12 Mg ha-1 (Piracicaba e Dois Córregos). Undisturbed soil samples were periodically collected within the crop planting line at the 0-20, 20-40, 40-60 and 60-80 cm depths, and the soil moisture was quantified using the weighing method. The soil temperature was mensured every hour by thermocouple sensors inserted at 0-5 and 5-10 cm soil depths. In the straw decomposition analysis, plastic boxes were used to keep the different amounts of straw over time. Five destructive sampling were performed (30, 60, 120 and 180 and 360 days after the experiment implantation) to quantify dry mass losses. The results showed that, in relation to the uncovered soil, the treatments with different amounts of straw preserved higher soil moisture (p<=0,05), especially, between 7 and 30 days in the 0-20 and 20-40 cm soil depths. The average temperature, maximum and thermal amplitude of the soil were the variables that presented the greatest differences between the uncovered soil and the soil with different amounts of straw, with a similar pattern for both depths evaluated. The minimum temperature was less effected by the treatments. Overall, the larger the straw amount left on soil surface the higher the soil moisture and lower the soil thermal amplitude. Soil texture affected soil water dynamics, where straw maintenance on sandy soil kept moisture at all depths compared to clayey soils that showed differences only in the initial growth stage of the crop. Different amounts of straw left on the soil surface slightly altered the remaining dry matter in Piracicaba e Dois Córregos, while in Igaraçu do Tietê the process was inversely proportional to the amount of straw left on the soil surface. The results showed the importance of the adoption of conservationist management practices such as the straw maintenance, so that part can be destined for the production of second generation ethanol (2G) and another part can be maintained in the field to avoid possible problems with water deficit, extreme temperatures and consequent negative implications to plants.

O conhecimento sobre o balanço de água no solo é essencial ao manejo do sistema solo-água- planta. Esta pesquisa objetivou estudar os componentes do balaço de água em Cambissolo cultivado com meloeiro irrigado por gotejamento, com e sem cobertura da superfície, em Baraúna-RN. Em área experimental de 20 m x 50 m cultivou-se melão Amarelo, variedade AF- 646, no espaçamento de 2,00 m x 0,35 m, num total de dez linhas de plantas de 50 m de extensão cada. A 1/3 e 2/3 da extensão de cada linha de plantas foram instalados quatro tensiômetros, um em cada uma das profundidades 0,1; 0,2; 0,3 e 0,4 m. A instalação foi feita adjacente à linha de irrigação (0,1 m da linha de plantas) entre duas plantas selecionadas, com os tensiômetros espaçados 0,1 m entre si. Em cinco linhas aleatórias fez-se a cobertura com folhas secas de bananeira (Musa sp.) ao longo da linha de gotejamento numa faixa de 0,5 m. Nas outras cinco manteve-se o cultivo sem cobertura. Assim, o experimento consistiu de dois tratamentos, com dez repetições, em quatro períodos fenológicos: inicial (7-22 DAS dias após a semeadura), vegetativo (22-40 DAS), frutificação (40-58 DAS) e maturação (58-70 DAS). As precipitações pluviais foram medidas com pluviômetro e as armazenagens de água estimadas pelo método do trapézio, a partir das leituras dos tensiômetros e das curvas de retenção. Para a determinação das densidades de fluxo de água no limite inferior do volume de controle de solo (0,3 m), foram considerados os tensiômetros nas profundidades 0,2; 0,3 e 0,4 m, sendo que 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 esta 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. O deflúvio superficial foi desconsiderado e a evapotranspiração real da cultura foi calculada pela equação do balanço de massas. Concluiu-se que: a) à 0,2 m de profundidade a condutividade hidráulica do solo foi baixa; b) o manejo da irrigação com tensiômetros permitiu redução de 45% na lâmina de água em relação à usualmente praticada na região, sem afetar a produtividade da cultura; c) houve efeito positivo da cobertura do solo sobre a armazenagem de água, especialmente nos estádios inicial e vegetativo da cultura; d) o método do balanço de água no solo mostrou-se eficiente na estimativa da evapotranspiração real, em condições de cultivo de meloeiro irrigado; e) a aplicação de uma única lâmina diária de irrigação, mesmo em curto intervalo de tempo, apresenta risco de perda de água por drenagem interna, especialmente nas fases inicial e vegetativa do meloeiro; f) a variabilidade espacial da densidade de fluxo foi elevada quando houve ocorrência de precipitação pluvial; g) não houve efeito da cobertura do solo na evapotranspiração da cultura, nem sobre a produtividade e características pós-colheita dos frutos; h) a curva de coeficiente de cultivo apresenta grandes limitações quando utilizada para fornecer água para o meloeiro. / The knowledge about the soil water balance is essential to soil-water-plant system management. Thus, this research aimed to study the water balance components in an Inceptsol cropped with muskmelon under drip irrigation, with and without surface covering, in the county of Baraúna, Rio Grande do Norte State, Brazil (05º04\'48 S, 37º37\'00 W). In an experimental area of 20 m x 50 m grew up AF-646 muskmelon, spaced 2.00 m x 0.35 m, in a total of ten plants lines 50 m long each. At 1/3 and 2/3 of the length of each plant line, four tensiometers were installed, one in each depths of 0.1, 0.2, 0.3 and 0.4 m. The installation was made adjacent to the irrigation line (0.1 m from the plant line) between two selected plants 0.1 m apart. In five random lines, it was made a covering with dry leaves of banana (Musa sp.) along the drip line in the range of 0.5 m. In the other five there was no covering. Thus, the experiment consisted of two treatments whith ten repetitions in four phenological stages: initial (7-22 DAS - days after sowing), growing (22-40 DAS), fruiting (40-58 DAS) and maturing (58-70 DAS). Rainfall was measured with rain gauge and water storage estimated by trapezoidal method, from tensiometer readings and retention curves. To determine the soil water flux densities at the soil depth 0.3 m, tensiometers at depths 0.2, 0.3 and 0.4 m were considered; the tensiometer at 0.3 m was used to estimate the soil water content, from the soil water retention curve at this depth, and the other two to calculate the soil water total potential gradient. The flux densities were calculated by the Darcy-Buckingham equation, with the hydraulic conductivity being determined by the instantaneous profile method. There was no runoff and the crop actual evapotranspiration was calculated by the mass balance equation. It could be concluded that: a) at 0.2 m soil depth the hydraulic conductivity was low; b) controlled irrigation with tensiometers allowed a reduction of 45% in water application in relation to commonly used practice in the region, without crop productivity change; c) there was positive effect of soil covering on water storage, especially at the initial and vegetative stages; d) the method of soil water balance was efficient to estimate actual evapotranspiration, under irrigated muskmelon conditions; e) the application of a single irrigation depth daily, even in a short time period, presents risk of water to be lost by internal drainage, especially at initial and vegetative muskmelon stages; f) the spatial variability of soil water flux density was high when rainfall incidence occurred; g) there was no effect of covering on crop actual evapotranspiration, neither on yield and post-harvest fruits characteristics; h) the crop coefficient curve has severe limitations when used to provide water to the muskmelon.

Este estudo avaliou a evolução dos atributos físico-hídricos do solo sob diferentes sistemas de manejo (orgânico, agroflorestal e convencional), caracterizou o funcionamento físico-hídrico e avaliou o modelo Hydrus 1D em três coberturas vegetais distintas (agricultura orgânica, sistema agroflorestal - SAF e capoeira) em áreas de agricultura familiar no município de Apiaí - SP. A avaliação da evolução ao longo do tempo dos atributos físico-hídricos do solo foi realizada através do monitoramento da densidade do solo, porosidade calculada, porosidade por análise de imagens, condutividade hidráulica e do conteúdo de matéria orgânica para cada propriedade com diferentes sistemas de manejo. A caracterização do funcionamento físico-hídrico dos solos, e a obtenção dos dados de entrada para o modelo Hydrus 1D foram realizadas por meio da coleta de amostras para análises químicas, granulométricas, densidade de partículas, densidade do solo, curva de retenção, condutividade hidráulica saturada e análise de imagens. O monitoramento da umidade do solo \"in situ\" foi obtido por sensores instalados nos principais horizontes das trincheiras e associados aos dados de precipitação coletados em estação meteorológica automática instalada na área. Os resultados da evolução ao longo do tempo dos três sistemas de manejo mostraram altos valores de matéria orgânica, principalmente na profundidade de 0,0 - 0,2 m, porém não demonstraram tendência de acúmulo. Altos valores de matéria orgânica proporcionam ao solo baixa densidade e altos valores de porosidade, resultando em maior condutividade de água no solo. Todos os sistemas apresentaram atributos físicos e hídricos com boas condições para o cultivo, não sendo o solo um impedimento para a manutenção destes sistemas nesta região; além disso, o uso de sistemas de manejo agroecológicos é uma alternativa interessante para a região como forma de prática agrícola conservacionista. Em relação à caracterização físico-hídrica, os três solos sob diferentes coberturas vegetais, apresentaram, principalmente nos horizontes superficiais, altos valores de matéria orgânica e porosidade, porosidade esta representada por poros complexos grandes, que são responsáveis pela alta condutividade hidráulica e são determinantes na presença de duas regiões com propriedades hidráulicas contrastantes que confere o comportamento bimodal das curvas de retenção. Na modelagem dos dados e suas comparações, o modelo Hydrus não foi eficiente para a predição dos valores de umidade nos solos estudados, pois, no geral, apresentou valores simulados de umidade mais baixos para todos os horizontes das trincheiras nas três áreas quando comparados com os dados observados. Entretanto, apresentou bons resultados na predição dos volumes de runoff, que neste trabalho não foram medidos, mas observados no campo. Estes resultados confirmam a necessidade de mais estudos com relação à predição de movimentos da água em condições heterogêneas de culturas, visto que os dados de entrada com relação à vegetação são de difícil escolha, principalmente no SAF por apresentar alta diversidade de espécies. / This study evaluated the evolution of hydro-physical attributes of the soil under different management systems (Organic, Conventional and Agroforestry), characterized the hydro-physical functioning and assessed the Hydrus 1D model in three different cover crops (Organic agriculture, Agroforestry Systems and \"Capoeira\") in family agriculture areas , municipality of Apiaí - SP. The evaluation of the evolution over time of the hydro-physical attributes of the soil was performed by monitoring the soil bulk density, calculated porosity, porosity by image analysis, hydraulic conductivity and organic matter content for each family agriculture property with different management systems. The characterization of the hydro-physical functioning of the soil, as well as the attainment of the input data for the Hydrus 1D model, were done by collecting samples for chemical analysis, particle size distribution, particle density, bulk density, soil water retention curve, hydraulic saturated conductivity and image analysis. The monitoring of soil moisture \"in situ\" was obtained by sensors installed in the main horizons of the pits and associated with rainfall data collected from an automatic weather station installed in the area. The results of the evolution over time of the three management systems showed high levels of organic matter, especially in depth from 0.0 to 0.2 m, but showed no tendency to accumulate. These high values of organic matter provide a low soil bulk density and high porosity, resulting in a increased water conductivity of the soil. Each system had hydro-physical attributes with good conditions for cultivation and the soil was not an impediment to the maintenance of these systems in this region, moreover, the use of agroecological management systems is an interesting alternative for the region as a form of conservationist agricultural practices. Regarding the hydro-physical characterization, the three soils under different crop cover, presented, mainly in the surface horizons, high values of organic matter and porosity, being this porosity represented by large complex pores, that are responsible for the high hydraulic conductivity and are crucial in the presence of two regions with contrasting hydraulic properties conferring bimodal behavior of the soil water retention curve. In the comparisons of the modeling data, the Hydrus model was not effective for predicting the moisture values in the studied soils. This data presented simulated moisture values lower for all horizons of the pits in the three areas, when compared with the observed data. However, good results were obtained in predicting runoff volumes, which were not measured in this work, but observed in the field. These results confirm the need for further studies with respect to the prediction of water movements under conditions of heterogenous cultures, since the input data with respect to vegetation, are difficult to chose, especially in AFS, due to its high diversity of species.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:24:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gilberto Comiran.pdf: 1846926 bytes, checksum: 1b96f9d3924516f3c3a1814a89cd0014 (MD5) Previous issue date: 2006-07-21 / In this work, it is shown an application of a model to obtain the hydraulic conductivity of soils no saturated using concepts Fractal Geometry and the laws of Laplace and of Poiseuille. For the obtaining of the soil water retention curve it was used the camera of pressure of Richards and the experimental data of hydraulic conductivity in function of the soil water content were obtained through the Method of Hillel with the tensiometry use, according to a potency model. The equation van Genuchten with their parameters was used for the obtaining of the hydraulic conductivity. The application of the models of the Geometric Average and of the Neutral Pore suggested by Fuentes was shown simple and capable of predicting the hydraulic conductivity satisfactorily. / Neste trabalho, apresenta-se a aplicação de um modelo para se estimar a condutividade hidráulica de solos não saturados, utilizando os conceitos da Geometria Fractal e das leis de Laplace e de Poiseuille. Para a obtenção da curva de retenção de água, foi utilizada a câmara de pressão de Richards e os dados experimentais de condutividade hidráulica, em função da umidade do solo, foram obtidos através do Método de Hillel com a utilização de tensiometria, conforme um modelo de potência. A equação de van Genuchten, com seus parâmetros, foi utilizada para a obtenção da condutividade hidráulica. A aplicação dos modelos da Média Geométrica e do Poro Neutro sugerido por Fuentes mostrou-se simples e capaz de predizer a condutividade hidráulica satisfatoriamente.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:47:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Joao Fernando _Apel Miguel.pdf: 2365694 bytes, checksum: 7d9d98b6d57859a97870ad98e9d6d788 (MD5) Previous issue date: 2014-08-15 / This trial aimed at determining the S index using a drip irrigated viticulture in a nitossol. Twenty soil samples were collected for chemical analyses at the same familiar farm in Salto do Lontra city, southwestern Paraná. Richards chamber methodology was applied to make the water retention curve. Statistical process control was chosen to check which elements were under statistical control. Only three elements of the chemical properties were within control chart limits: phosphorus, calcium and aluminum. The calculated values of S index were below the critical value of S = 0.035, which means good physical condition of the soil. / O objetivo deste trabalho foi determinar o índice S para um Nitossolo sob viticultura irrigada por gotejamento. Foram coletadas 20 amostras de solo para análises químicas na mesma propriedade agrícola, no município de Salto do Lontra, Sudoeste do Paraná. Foi utilizada a metodologia da câmara de Richards para a confecção da curva de retenção de água no solo. O controle estatístico de processo foi usado para verificar quais elementos químicos estavam sob controle estatístico. Os elementos das propriedades químicas que se apresentaram dentro dos limites dos gráficos de controle foram: fósforo, cálcio e alumínio. Os valores calculados do índice S ficaram abaixo do valor crítico de S = 0,035, o que significa boa condição física do solo.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:48:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gilberto Comiran.pdf: 1846926 bytes, checksum: 1b96f9d3924516f3c3a1814a89cd0014 (MD5) Previous issue date: 2006-07-21 / In this work, it is shown an application of a model to obtain the hydraulic conductivity of soils no saturated using concepts Fractal Geometry and the laws of Laplace and of Poiseuille. For the obtaining of the soil water retention curve it was used the camera of pressure of Richards and the experimental data of hydraulic conductivity in function of the soil water content were obtained through the Method of Hillel with the tensiometry use, according to a potency model. The equation van Genuchten with their parameters was used for the obtaining of the hydraulic conductivity. The application of the models of the Geometric Average and of the Neutral Pore suggested by Fuentes was shown simple and capable of predicting the hydraulic conductivity satisfactorily. / Neste trabalho, apresenta-se a aplicação de um modelo para se estimar a condutividade hidráulica de solos não saturados, utilizando os conceitos da Geometria Fractal e das leis de Laplace e de Poiseuille. Para a obtenção da curva de retenção de água, foi utilizada a câmara de pressão de Richards e os dados experimentais de condutividade hidráulica, em função da umidade do solo, foram obtidos através do Método de Hillel com a utilização de tensiometria, conforme um modelo de potência. A equação de van Genuchten, com seus parâmetros, foi utilizada para a obtenção da condutividade hidráulica. A aplicação dos modelos da Média Geométrica e do Poro Neutro sugerido por Fuentes mostrou-se simples e capaz de predizer a condutividade hidráulica satisfatoriamente.

O conhecimento sobre o balanço de água no solo é essencial ao manejo do sistema solo-água- planta. Esta pesquisa objetivou estudar os componentes do balaço de água em Cambissolo cultivado com meloeiro irrigado por gotejamento, com e sem cobertura da superfície, em Baraúna-RN. Em área experimental de 20 m x 50 m cultivou-se melão Amarelo, variedade AF- 646, no espaçamento de 2,00 m x 0,35 m, num total de dez linhas de plantas de 50 m de extensão cada. A 1/3 e 2/3 da extensão de cada linha de plantas foram instalados quatro tensiômetros, um em cada uma das profundidades 0,1; 0,2; 0,3 e 0,4 m. A instalação foi feita adjacente à linha de irrigação (0,1 m da linha de plantas) entre duas plantas selecionadas, com os tensiômetros espaçados 0,1 m entre si. Em cinco linhas aleatórias fez-se a cobertura com folhas secas de bananeira (Musa sp.) ao longo da linha de gotejamento numa faixa de 0,5 m. Nas outras cinco manteve-se o cultivo sem cobertura. Assim, o experimento consistiu de dois tratamentos, com dez repetições, em quatro períodos fenológicos: inicial (7-22 DAS dias após a semeadura), vegetativo (22-40 DAS), frutificação (40-58 DAS) e maturação (58-70 DAS). As precipitações pluviais foram medidas com pluviômetro e as armazenagens de água estimadas pelo método do trapézio, a partir das leituras dos tensiômetros e das curvas de retenção. Para a determinação das densidades de fluxo de água no limite inferior do volume de controle de solo (0,3 m), foram considerados os tensiômetros nas profundidades 0,2; 0,3 e 0,4 m, sendo que 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 esta 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. O deflúvio superficial foi desconsiderado e a evapotranspiração real da cultura foi calculada pela equação do balanço de massas. Concluiu-se que: a) à 0,2 m de profundidade a condutividade hidráulica do solo foi baixa; b) o manejo da irrigação com tensiômetros permitiu redução de 45% na lâmina de água em relação à usualmente praticada na região, sem afetar a produtividade da cultura; c) houve efeito positivo da cobertura do solo sobre a armazenagem de água, especialmente nos estádios inicial e vegetativo da cultura; d) o método do balanço de água no solo mostrou-se eficiente na estimativa da evapotranspiração real, em condições de cultivo de meloeiro irrigado; e) a aplicação de uma única lâmina diária de irrigação, mesmo em curto intervalo de tempo, apresenta risco de perda de água por drenagem interna, especialmente nas fases inicial e vegetativa do meloeiro; f) a variabilidade espacial da densidade de fluxo foi elevada quando houve ocorrência de precipitação pluvial; g) não houve efeito da cobertura do solo na evapotranspiração da cultura, nem sobre a produtividade e características pós-colheita dos frutos; h) a curva de coeficiente de cultivo apresenta grandes limitações quando utilizada para fornecer água para o meloeiro. / The knowledge about the soil water balance is essential to soil-water-plant system management. Thus, this research aimed to study the water balance components in an Inceptsol cropped with muskmelon under drip irrigation, with and without surface covering, in the county of Baraúna, Rio Grande do Norte State, Brazil (05º04\'48 S, 37º37\'00 W). In an experimental area of 20 m x 50 m grew up AF-646 muskmelon, spaced 2.00 m x 0.35 m, in a total of ten plants lines 50 m long each. At 1/3 and 2/3 of the length of each plant line, four tensiometers were installed, one in each depths of 0.1, 0.2, 0.3 and 0.4 m. The installation was made adjacent to the irrigation line (0.1 m from the plant line) between two selected plants 0.1 m apart. In five random lines, it was made a covering with dry leaves of banana (Musa sp.) along the drip line in the range of 0.5 m. In the other five there was no covering. Thus, the experiment consisted of two treatments whith ten repetitions in four phenological stages: initial (7-22 DAS - days after sowing), growing (22-40 DAS), fruiting (40-58 DAS) and maturing (58-70 DAS). Rainfall was measured with rain gauge and water storage estimated by trapezoidal method, from tensiometer readings and retention curves. To determine the soil water flux densities at the soil depth 0.3 m, tensiometers at depths 0.2, 0.3 and 0.4 m were considered; the tensiometer at 0.3 m was used to estimate the soil water content, from the soil water retention curve at this depth, and the other two to calculate the soil water total potential gradient. The flux densities were calculated by the Darcy-Buckingham equation, with the hydraulic conductivity being determined by the instantaneous profile method. There was no runoff and the crop actual evapotranspiration was calculated by the mass balance equation. It could be concluded that: a) at 0.2 m soil depth the hydraulic conductivity was low; b) controlled irrigation with tensiometers allowed a reduction of 45% in water application in relation to commonly used practice in the region, without crop productivity change; c) there was positive effect of soil covering on water storage, especially at the initial and vegetative stages; d) the method of soil water balance was efficient to estimate actual evapotranspiration, under irrigated muskmelon conditions; e) the application of a single irrigation depth daily, even in a short time period, presents risk of water to be lost by internal drainage, especially at initial and vegetative muskmelon stages; f) the spatial variability of soil water flux density was high when rainfall incidence occurred; g) there was no effect of covering on crop actual evapotranspiration, neither on yield and post-harvest fruits characteristics; h) the crop coefficient curve has severe limitations when used to provide water to the muskmelon.

Define-se infiltração da água no solo como a entrada da água através da superfície do solo. O processo de infiltração separa, assim, quanto da precipitação pluvial, por exemplo, flui sobre a superfície do solo e quanto flui abaixo da superfície do solo, esta última tanto vertical como horizontalmente. Diversos fatores interferem neste processo, podendo-se destacar aqueles relacionados ao tipo de solo e declividade do terreno e às características do solo e da cobertura vegetal, bem como aquelas relacionadas à precipitação. São conhecidas diversas equações de infiltração, propostas para expressar a lei da infiltração da água em solos, que é o gráfico da taxa de infiltração da água com o tempo. São equações desenvolvidas empiricamente ou a partir de considerações físicas e aplicam-se somente a solos homogêneos e que permanecem homogêneos durante o processo. Dados da literatura têm mostrado que para nossos solos o avanço da frente de molhamento no processo de infiltração vertical também é proporcional à raiz quadrada do tempo, como a solução da equação de Richards obtida por Philip para a infiltração horizontal, porém com uma velocidade maior. Dado este fato, levanta-se a hipótese de utilizar a equação proposta por Philip para a infiltração na direção horizontal também para a direção vertical, em colunas com amostra de solo indeformada e com amostra de solo homogeneamente remodelada. Este trabalho trata do processo da infiltração de água no solo, especificamente a vertical descendente. Pretendeu-se avaliar as equações clássicas da lei da infiltração em amostras homogêneas de três solos estruturalmente distintos com estrutura deformada e indeformada. O experimento foi conduzido em latoratório, em nove colunas com amostras de três solos com características distintas, sendo um Cambissolo Háplico, um Latossolo Vermelho Amarelo distrófico e um Nitossolo Vermelho eutroférrico. As curvas da taxa de infiltração foram determinadas em laboratório e o conteúdo de água foi determinado pela técnica da atenuação gama. A equação proposta por Kostiakov para a lei da infiltração ajustou-se muito bem (máximo R2 para todos os solos, com exceção da coluna indeformada do Nitossolo) por praticamente coincidir com a equação de ajuste estatistico dos dados. Já o mesmo não ocorreu com a equação proposta por Horton para a qual os coeficientes de determinação variaram de 0,528 a 0,898 (sem considerer a amostra do Nitossolo indeformada). Com relação ao modelo de Green & Ampt que, ao contrário das equações de Kostiakov e Horton que são modelos empíricos, pode-se dizer tratar-se de um modelo semi-analítico, os ajustes dos dados também não foram muito bons (R2 variando de 0,802 a 0,898, sem considerer a amostra do Nitossolo indeformada). O modelo quase todo analítico de Philip, baseado na solução da equação de Richards para a direção horizontal, ajustou-se muito bem aos dados desta pesquisa que foi desenvolvida para a direção vertical descendente, visto que o gráfico da posição de frente de molhamento em relação a fonte de água em função da raiz quadrada do tempo de infiltração resultou numa linha reta com alto coeficiente de determinação para todas as amostras (R2 maior que 0,99 para as deformadas e R2 maior que 0,95 para as deformadas). Todos os modelos apresentaram um ajuste ruim (R2 menor que 0,1) para a coluna indeformada do solo 3 (Nitossolo). Provavelmente devido à presença de bioporo no interior da coluna, com fluxo preferencial da água ou também ao processo de amostragem que é muito dificuldato devido a forte estruturação deste solo. / Soil water infiltration is defined as the entry of water through the soil surface. The infiltration process thus separates how much of the rainfall, for example, flows over the soil surface and how much it flows below the surface of the soil, the latter both vertically and horizontally. Several factors interfere in this process, being possible to highlight those related to the type of soil and slope of the terrain and to the characteristics of the soil and vegetation cover, as well as those related to precipitation. Several infiltration equations are known, proposed to express the law of water infiltration in soils, which is the graph of the infiltration rate of water as a function of time. They are equations developed empirically or from physical considerations and apply only to homogeneous soils that remain homogeneous during the process. Literature data have shown that for our soils the advance of the wetting front in the vertical infiltration process is also proportional to the square root of the time, as the solution of the Richards equation obtained by Philip for horizontal infiltration, but with a higher velocity. Given this fact, the hypothesis is proposed to use the equation proposed by Philip for the infiltration in the horizontal direction also for the vertical direction, in columns with undisturbed soil sample and with homogeneously remodeled soil sample. This work deals especifically with the process of vertical descending soil water infiltration. It was intended to evaluate the classical equations of the infiltration law in homogeneous samples of three structurally distinct soils with disturbed and undisturbed structure. The experiment was carried out in a laboratory, in nine columns with three soils distinct characteristics, being a Haplic Cambisol, a Dystrophic Yellow Red Latosol and an eutrophic Red Nitosol. The infiltration rate curves were determined in the laboratory and the water content was determined by the gamma ray attenuation technique. The equation proposed by Kostiakov for the infiltration law adjusted very well (maximum R2 for all soils, except for the undisturbed Nitosol column) since it practically coincide with the equation of statistical fit of the data. The same did not occur with the equation proposed by Horton for which the coefficients of determination ranged from 0,528 to 0.898 (not considering the undisturbed column of Nitosol. In relation to the Green & Ampt model, unlike the Kostiakov and Horton equations that are empirical models, it can be said that it is a semi-analytical model, the data adjustments were also not good changing from 0,802 to 0,848 also not considering the undisturbed Nitosol. Philip\'s almost all-analytical model, based on the solution of the Richards equation for the horizontal direction, fitted very well the data from this work that were conducted in the downward vertical direction, since the graph of the wet facing front position the water source as a function of the square root of the infiltration time resulted in a straight line with a high coefficient of determination for all samples (R2 greater than 0.99 for the deformed and R2 greater than 0.95 for the deformed ones). All models presented a poor fit (R2 less than 0.01) for the undisturbed soil 3 column (Nitosol). Probably due to the presence of biopore inside the column, with preferential flow of water or to the sampling process that is very difficult due to the strong structure of this soil.

ARAÚJO, Antonio Flávio Batista de. Demanda de água em sistemas de produção agrícola e seus impactos: ambientais e financeiros. 2009. 84 f. : Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrárias, Departamento de Engenharia Agrícola, Programa de Pós em Engenharia Agrícola, Fortaleza-CE, 2009. / Submitted by demia Maia (demiamlm@gmail.com) on 2016-06-14T14:22:29Z No. of bitstreams: 1 2009_dis_afbaraujo.pdf: 1570832 bytes, checksum: f92fc3f878d426c9e847801d10327717 (MD5) / Approved for entry into archive by demia Maia (demiamlm@gmail.com) on 2016-06-14T14:23:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_dis_afbaraujo.pdf: 1570832 bytes, checksum: f92fc3f878d426c9e847801d10327717 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-14T14:23:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_dis_afbaraujo.pdf: 1570832 bytes, checksum: f92fc3f878d426c9e847801d10327717 (MD5) Previous issue date: 2009 / This work aims to investigate the agricultural production systems used by small farmers in rainfed and irrigated areas and also to identify the water productivity. The explored irrigated agricultural field was the Curupati irrigated perimeter, located in Jaguaribara, Ceará, Brazil. The rainfed system (tillage) was implanted in the Chapada do Apodi region, sited in Tabuleiro do Norte, Ceará, Brazil. The quantification of the water required to supply the irrigated crops was quantified through the flow rate of drippers. Also, the moisture of the soil profile was evaluated until the depth of 120 cm. The total of applied water in the irrigated field was 2,663,296.20 m3. The studied crop was papaya, although the guava crop was also explored. In the rainfed crop using tillage, the field was a 137 ha with the sorghum culture. The supplying water was quantified by rain gate implemented and monitored throughout the rainy season of 2008. The total rainfall during the cycle of the culture was 940 mm. The productivity for the cultivation of papaya ranged from 80 ton ha -1 to 106 ton ha -1 during the it’s productivity period. It was identified that for every 1 kg of papaya produced, 1,042 m3 of water was consumed, expressing a 0.95 kg m3 yield. In the rainfed area, the productivity of sorghum ranged from 438 kg ha-1 to 2,143 kg ha-1. Due to the fact that the total rainfall depth in 2008 was 27.4% higher than the annual average of the region, it was not possible to evaluate the water productivity in the tillage system, since the total rainfall depth was 280% higher than the required by the culture. / O presente trabalho teve por finalidade investigar os sistemas de produção agrícola adotados pelos pequenos produtores em áreas de sequeiro e irrigada onde se identificasse a produtividade da água, bem como suas perdas. O campo agrícola explorado com o sistema de agricultura irrigada corresponde ao perímetro irrigado Curupati, localizada no Município de Jaguaribara enquanto que o sistema de sequeiro (plantio direto) foi implantado na região da Chapada do Apodi na porção inserida no Município de Tabuleiro do Norte. A quantificação da demanda de água na agricultura irrigada foi realizada computando-se os números de horas de funcionamento da unidade de bombeamento que abastece o lote, determinando-se a vazão dos gotejadores que compunham o sistema e avaliando-se o perfil de umidade do solo até a profundidade de 120 cm. O total de água aplicada no campo irrigado foi de 2.663.296,20 m3. A cultura irrigada considerada nessa pesquisa foi o mamão, embora os irrigantes também explorem a cultura da goiaba. Na área com plantio de sequeiro (plantio direto), o campo agrícola correspondia a 137 ha com a cultura do sorgo. A demanda de água foi quantificada através de pluviômetros implantados e monitorados por todo o período chuvoso do ano de 2008. O total precipitado durante o ciclo da cultura foi de 940 mm. A produtividade para a cultura do mamão variou de 80 ton ha-1 a 106 ton ha-1 durante o ciclo da cultura. Foi identificado que para cada 1 kg de mamão produzido foram consumidos 1,042 m3 de água expressando uma produtividade 0,95 kg m3 Na área de sequeiro a produtividade do sorgo variou de 438 kg ha-1 a 2.143 kg ha-1. Em decorrência do total precipitado para o ano de 2008 ter sido superior em 27,54%, da média anual da região, não se pode de fato avaliar a produtividade da água em sistema de plantio direto, uma vez que o total precipitado foi superior em 280% ao requerido pela cultura.