A busca do manejo sustentável tem promovido estudos em microbacias hidrográficas através do monitoramento das atividades florestais, procurando a melhor forma de manejo do solo, de modo a diminuir impacto ambiental e ao mesmo tempo manter a produtividade do sítio e a rentabilidade econômica. Neste contexto, com o intuito de obter informações sobre os impactos provocados pelas atividades de exploração e preparo do solo realizadas em áreas reflorestadas com Pinus taeda, o presente trabalho consiste na análise de dados do monitoramento do manejo florestal em duas microbacias adjacentes, denominadas de Microbacia Experimental da Lage e a Microbacia Experimental do Banhado, sendo esta última mantida inalterada durante o período de estudo. A evapotranspiração (ET) média para o período antes do corte foi de 1388,6mm para a microbacia da Lage e 1362,7mm para a microbacia do Banhado, representando 91% e 89% da precipitação, respectivamente. No primeiro ano após o corte, os valores médios estimados foram de: 1012,1mm, representando 77% da precipitação para a Lage e 1145,9mm (88% da precipitação) para o Banhado. No segundo ano após o corte a ET da microbacia da Lage manteve-se no patamar de 78% da precipitação. A maior parte da biomassa presente na microbacia estava contida no lenho, seguido dos galhos, casca e acículas, sendo que 277,57 ton. ha -1 foram retiradas na forma de toras (lenho e casca) e 80,00 ton. ha -1 foram mantidas no campo (acículas e galhos). A colheita da madeira foi responsável pela retirada de: 487,11 kg ha -1 de N; 5,80 kg ha -1 de P; 117,14 kg ha -1 de K; 314,58 kg ha -1 de Ca e 287,19 kg ha -1 de Mg. A ciclagem biogeoquímica demonstrou balanço negativo para todos os elementos analisados, sendo que o nitrogênio foi o elemento que teve maior perda, estando esta perda diretamente relacionada com a exportação através da biomassa. A ciclagem geoquímica, avaliada depois do corte, mostrou balanço negativo somente para o Mg, apresentando perda de 1,21 kg ha -1 , e balanço positivo para N, P, K, Ca. / The search for sustainable forest management has result in several monitoring studies in experimental catchments, aimed at obtaining best management practices and minimizing environmental impacts. The present study was developed with the purpose of identifying hydrological indicators which could be used for the monitoring of harvesting activities of Pinus taeda plantations in two experimental catchments : Lage and Banhado. The Lage catchment was used as the treatament catchment (clearcutting harvesting) and the Banhado catchment remained undisturbed as a control. Result showed an annual evapotranspiration of 1388,6 mm for the Lage catchment and 1362,7 mm for the Banhado during the pre-treatment period. After clearcutting, annual evapotranspiration declined to 1012,1 mm for the treated catchment and 1145,9 mm for the control catchment. In terms of biogeochemistry results, the greatest proportion of the aboveground biomass was in the wood compartment (278,57 ton.ha -1 ), against 80 ton.ha -1 of leaves and small branches, wich remained in the fiel. Harvesting wood biomass was responsible for the following exportation of nutrients from the catchment soil: 487,11 kg ha -1 de N; 5,80 kg ha -1 de P; 117,14 kg ha -1 de K; 314,58 kg ha -1 de Ca e 287,19 kg ha -1 de Mg. Biogeochemical budgets was negative for all studied nutrients. Catchment geochemical budget in the pos-treatment period was negative only for Mg, with a net loss 1,21kgha -1 , and positive for N, P, K and Ca.

Recentemente o Pará se tornou o líder em produção de cacau no país, sendo responsável por quase metade de toda produção brasileira. A cacauicultura no estado se destaca como uma das mais competitivas do mundo, por causa da alta produtividade média e baixo custo de produção. Esses fatores associados às características preservacionistas da produção de cacau em sistemas agroflorestais, fazem da cacauicultura paraense uma interessante alternativa para o desenvolvimento rural sustentável. O propósito deste projeto foi desenvolver um zoneamento de aptidão agroclimática e de risco climático para o cacau no estado do Pará. Para tanto, foi utilizada a série de dados climáticos do período de 1980-2013 proveniente do sistema DailyGridded (Xavier et al., 2015) para a confecção dos balanços hídricos normais (BHN). Os valores de evapotranspiração potencial (ETP) e real (ETR), deficiência hídrica (DEF) e excedente hídrico (EXC) foram espacializados para obtenção da variabilidade temporal e espacial dessas variáveis. A interpolação da temperatura anual média (Ta) foi realizada a partir do método de regressão linear múltipla. Para extrapolação espacial das demais variáveis, bem como dos respectivos erros foi empregado o método da krigagem. Os mapas gerados de Ta e DEF foram cruzados para obtenção dos mapas finais do zoneamento agroclimático para o estado do Pará, seguindo os critérios apresentados pelo Brasil (2011). Segundo o zoneamento agroclimático, apenas 5,2% do estado é apto ao cultivo do cacau, sendo as demais áreas classificadas como marginais por deficiência hídrica (37,5%) e inaptas por intensa deficiência hídrica (57,3%). Esse resultado contrasta com a realidade do estado, que é o maior produtor de amêndoas de cacau no país. Já o zoneamento de risco climático, mostrou ser mais flexível, com cerca de 50% das localidades analisadas apresentando risco moderado a muito baixo. Ao se comparar, os resultados desses dois zoneamentos com as informações do zoneamento agrícola de risco climático (ZARC), apresentado pelo sistema Agritempo da EMBRAPA, observa-se que existem algumas disparidades de informações, sendo que o ZARC não está disponível para a maioria das localidades, o que mostra que o zoneamento do cacau é um tema que ainda precisa ser melhor estudado, especialmente com relação às interferências microclimáticas provenientes da diversificação de espécies em uma mesma área de cultivo, o que é uma prática comum da cacauicultura na região amazônica. Para realizar um estudo mais aprofundado sobre a aptidão do cacau para o estado do Pará, seria recomendável se considerar as respostas do cacau às interferências do microclima e estabelecer critérios mais adequados de tolerância à deficiência hídrica para os genótipos recentemente desenvolvidos. / Pará has recently became the leader state in cocoa production, responsible for almost half of all Brazilian production. The state stands out as one of the most competitive in cocoa farming in the world, with high productivity and low costs. These factors associated with the preservation characteristics of cocoa production in agroforestry systems, make this an interesting agricultural alternative for sustainable rural development. The purpose of this project was to develop an agroclimatic and climatic risk zoning for cocoa in the state of Pará. For this purpose, it was utilized climatic data from the period 1980-2013 from the DailyGridded system (Xavier et al., 2015) for making the normal water balance. The outputs of the normal water balance, as potential (PET) and actual (AET) evapotranspiration, water deficit (WD), and water surplus (WS), were spatialized in order to recognize the temporal and spatial variability. For the interpolation of the temperature (Ta), it was used the multiple linear regression method. For spatial estimation of the other climatic variables and the errors, the ordinary kriging was used. The generated maps of Ta and WD were crossed in order to obtain the final maps of the agroclimatic zoning, according to the criterias presented by BRASIL (2011). The agroclimatic zoning showed that only 5.2% of the state is suitable for cultivation of cocoa. The remaining areas were classified as marginal due to water deficiency (37.5%) and unsuitable for cocoa production due to intense water deficiency (57.3%). This result contrasts with the reality of the state, which is the major producer of cocoa almond in the country. On the other hand, the climatic risk zoning is more flexible, therefore 50% of the municipalities analyzed in this work have low or moderate risk. The comparison of these results with the information from the climatic risk agricultural zoning (ZARC), presented by the Agritempo system of EMBRAPA, shows some disparities. Besides, ZARC is not available for the majority of localities, what demonstrates the necessity of further studies on cocoa zoning, specially related to the microclimatic interferences of other tree species being introduced to cocoa cultivation, which is common in the Amazon region. To carry out a more in-depth study on the suitability of cocoa production in the state of Pará, it recommended to consider the responses of cocoa to microclimate interferences and to establish more adequate criteria of water deficiency tolerance for newly developed genotypes.

O presente trabalho tem por objetivo propor um modelo para estimação da produtividade de grãos de milho para o Estado de São Paulo com base nos valores mensais de temperatura, radiação solar e chuva, no intuito de disponibilizar ferramenta para o planejamento regional (identificação das épocas do ano e dos locais mais indicados para o cultivo de milho). O uso de modelos de crescimento e desenvolvimento vegetal possibilita uma economia de tempo, trabalho e quantidade de recursos para tomada de decisões referentes ao manejo no setor agrícola por possibilitar uma previsão do processo de interesse e/ou um melhor entendimento do sistema em estudo. O conhecimento da quantidade de energia solar disponível às plantas, bem como da capacidade de conversão da mesma em energia química metabólica, possibilita prever produtividade de grãos, no caso do milho, quanto à eficiência de conversão em biomassa, através de um modelo geral mecanístico, levando em consideração aspectos agrometeorológicos, fisiológicos, genéticos e edáficos. A assimilação de CO2 pode ser convertida em massa de carboidrato, produzida durante o processo de fotossíntese, em função do índice de área foliar, temperatura e radiação solar absorvida. Estimando-se os valores de radiação solar absorvida, fotoperíodo, índice de área foliar e duração do ciclo, considerando as correções quanto à respiração de manutenção e crescimento, bem como a variação temporal da área foliar, pode-se transformar esse valor em massa líquida de carboidrato total final produzida durante o ciclo. O balanço hídrico foi utilizado com a finalidade de estimar a deficiência hídrica durante o ciclo da cultura de milho, sendo adotado o método de Thornthwaite & Mather (1955), sendo a evapotranspiração de referência estimada pelo método de Thornthwaite (1948). A produtividade deplecionada de grãos de milho foi estimada a partir dos dados de produtividade potencial predita pelo modelo, considerando-se a depleção em função da evapotranspiração relativa (relação entre evapotranspiração real e evapotranspiração da cultura). A partir de dados climáticos obtidos de estações e postos meteorológicos localizados em diversas partes do estado de São Paulo, foram elaborados mapas de superfície no programa TNTmips, com a identificação, por município, das localidades com potencial para o desenvolvimento da cultura de milho. Através destes mapas, é possível identificar restrições quanto à deficiência hídrica, temperatura, radiação solar, produtividade potencial e produtividade de grãos de milho no estado de São Paulo. / The present work has the objective to suggest a model to estimate potential yield and corn yield for São Paulo state based on monthly values of temperature, solar radiation and rainfall, in order to dispose a tool for regional planning (identification of sites and timing during the year more indicated for maize cropping). The use of growing and development models allows savings in time, work and resources needed for making decisions regarding agricultural management, by enabling a preview of the process of interest and/or a better understanding of the system being studied. The knowledge of the available amount of solar energy to plants and the capability of those to convert it into metabolic chemical energy, allows to preview grain yield, in the case of corn, regarding to biomass converting efficiency, through a general mechanistic model, considering agro-meteorological, physiological, genetical and edaphological aspects. The carbon dioxide (CO2) assimilation can be converted into mass of carbohydrates produced during photosynthesis process, as a function of leaf area index, air temperature and absorbed solar radiation. By estimating the values of solar radiation, the photoperiod, the leaf area index, and the cycle length, and considering the corrections related to growing and maintenance respiration, as well as the temporal variation of leaf area, it is possible to transform those value into final net mass of total carbohydrate produced during the cycle. The hydric balance, as proposed by Thornthwaite & Mather (1955), was used with the objective to estimate the hydric deficit during maize cycle, being the reference evapotranspiration being estimated by Thornthwaite (1948). Corn yield was estimated up from potential yield predicted by the model, considering the depletion from the relative evapotranspiration (relation between real evapotranspiration and crop evapotranspiration). Starting from climatic data obtained from several meteorological station located at different sites in São Paulo State, Brazil, surface maps were elaborated using TNTmips software, with the identification, by county, of those sites with maize development potential. Through those maps it is possible to identify restriction regarding hydric deficit, temperature, solar radiation, potential yield, and corn yield in São Paulo State.

A tendência de expansão do complexo sucroalcooleiro para as regiões Centro-Norte do país, devido ao aumento da demanda pelo etanol, torna relevante a elaboração do zoneamento de aptidão agroclimática para a cultura da cana-de-açúcar para essas regiões, notadamente para o estado do Tocantins. As informações climáticas e edáficas favorecem a determinação de áreas mais aptas ao cultivo e à mecanização. Por outro lado poderá ocorrer a elevação do risco climático nas regiões produtoras devido ao aumento da temperatura do ar, conforme divulgado pelo IPCC (2007). O presente estudo visou elaborar o zoneamento edafoclimático e ambiental para a cultura, utilizando a climatologia atual e identificar possíveis regiões com potencial produtivo no Estado. Além disso, buscou-se simular o impacto das mudanças do clima sobre o zoneamento agroclimático para a cana-de-açúcar no Tocantins, considerando os dados gerados pelos modelos GFDL e HadCM3 e cenários de emissão B1 e A1B, para o período de 2021 a 2050. Os resultados mostraram que tanto para as condições climáticas atuais, quanto para projeções dos modelos, não há restrição térmica para o desenvolvimento da cultura, e que para obter boa produtividade com o cultivo da cana-de-açúcar no Estado será necessário, de forma geral, a utilização de irrigação nos períodos de deficiência hídrica. Constatou-se também que, existe potencialidade para a produção da cana-de-açúcar, apesar da predominância da classe de aptidão restrita. Foram identificadas três regiões potenciais com condições edafoclimáticas favoráveis e com boa infra-estrutura para produção, localizadas nas regiões sul, sudeste e central do Estado. As mudanças climáticas analisadas indicaram que o Tocantins estará sob fortes restrições hídricas, com grande redução de áreas consideradas climaticamente aptas e marginais, e aumento das áreas restritas (quase a totalidade do Estado) ao cultivo da cana-de-açúcar sob condições de sequeiro. / Due to the increase of ethanol demand, the tendency to expansion of the complex sugarcane industry in the Center-North region requires an elaboration of agroclimatic aptitude for sugarcane culture, especially in Tocantins State. The climatic and edaphic informations favor the determination of most suitable areas for cultivation and mechanization. On the other hands, according to IPCC (2007) it may occur an elevation of the climatic risk in the productive regions due to the increase of air temperature. This study aimed to elaborate the environmental and edapho-climatic zoning for sugarcane using the current climate regime, and identify regions of potential productivity in Tocantins State. Furthermore, it was also aimed to simulate the climate change impacts over the agroclimatic sugarcane zoning in Tocantins considering data generated by GFDL and HadCM3 and scenarios of B1 e A1B emissions for the period between 2021 and 2050. Results showed that for both the current climatic conditions and the projected models there is no thermal restrictions for cane development and to obtain good productivity it will be necessary to irrigate the crops during the drought periods. Although the predominance of restrict aptitude classes it was noticed the existence of a potential for sugarcane production. Three potential regions (South, Southeast and Central regions) were identified with favorable edapho-climatic conditions and with suitable infrastructure for production. The climate changes analyzed indicated that Tocantins State will go through hidric restrictions due to the reduction of areas considered climatically apt and marginal and increase of the restrict areas for sugarcane cultivation without irrigation regime.

Com os objetivos de (i) elaborar uma adaptação do método da zona agroecológica, proposto por De Wit, para estimar a produtividade potencial e deplecionada da cultura de milho, utilizando procedimento estocástico, no Rio Grande do Sul; e de (ii) testar procedimentos estocásticos (distribuição normal truncada, triangular assimétrica e triangular simétrica) para simular dados de temperatura e de insolação para estimar produtividade potencial e deplecionada da cultura de milho, foi desenvolvida uma metodologia computacional. A quantidade de energia solar disponível às plantas (em função da latitude, declinação solar e nebulosidade), bem como a capacidade de sua conversão em fotossintetizado, contabilizado em termos de carboidrato, possibilita prever produtividade potencial de grãos de milho. Sem limitação de água no solo, o CO2 assimilado é convertido em massa de carboidrato em função do índice de área foliar (IAF), temperatura, radiação solar absorvida. fotoperíodo e duração do ciclo. Considerando os fatores de correção quanto à respiração e ao IAF, pode-se transformar a massa de carboidrato total final em massa de matéria seca referente a cada órgão (folha, raiz, colmo e órgão reprodutivo), considerando-se as partições de fotoassimilados e a composição da matéria seca. A produtividade potencial (PP) foi calculada com base na fitomassa seca total, no índice de colheita e no teor de água nos grãos. O balanço hídrico cíclico (Thornthwaite & Mather, 1955) foi utilizado para estimar o armazenamento de água no solo no decêndio que antecede a semeadura de milho. O balanço hídrico seqüencial, com variação do coeficiente de cultivo (Kc), foi utilizado para estimar a evapotranspiração da cultura (ETc) e a real (ETr). A produtividade deplecionada foi estimada a partir dos valores de PP, ETr, ETc e do coeficiente de resposta da cultura (Ky). Os dados climáticos de 16 municípios no Rio Grande do Sul, a capacidade de água dispoível (50 mm) e procedimentos estocásticos (distribuição normal truncada, triangular assimétrica e triangular simétrica para simular dados de temperatura e de insolação), foram usados para estimar PP e deplecionada para cada localidade, em diferentes épocas de semeadura. Com base nos resultados obtidos, conclui-se que: (i) a adaptação do método da zona agroecológica possibilita definir a ordem de grandeza das PP e deplecionada da cultura de milho, e produziu resultados coerentes com valores citados na literatura, identificando a melhor época de semeadura, e (ii) o procedimento estocástico pode ser utilizado nos seguintes casos: quando se dispõe de uma série histórica de temperatura, utiliza-se a distribuição normal truncada; quando não se dispõe de uma série histórica utiliza-se a distribuição triangular assimétrica, preferencialmente, ou a distribuição triangular simétrica. / With de purpose of (i) adapting of the agroecological zone method, proposed by De Wit, to estimate potential and depleted corn crop productivity, using stochastic procedure, in the Rio Grande do Sul State, Brazil; and (ii) testing stochastic procedures (normal, and symmetric and non-symmetric distributions) to simulate air temperature and insolation data to estimate potential and depleted corn crop productivity, was developed a computational methodology. The amount of available solar energy to the plants (as function of the latitude, solar declination and cloudiness), as well as the capacity of energy conversion in photosyntates, computed in terms of carbohydrate, makes it possible to forecast corn productivity. Without soil water shortage the assimilated CO2 can be converted in mass of carbohydrate as a function of leaf area index (LAI), air temperature, absorbed solar radiation, photoperiod and cycle duration. Considering the correction factors related to respiration and LAI, this value can be converted into mass of carbohydrate, per hectare, produced during the cycle. To transform carbohydrate mass in dry biomass referring to each organ (leaf, root, stem and reproductive organs), the assimilates partition and dry matter composition. The potential productivity (PP) was computed using the total dry mass, harvest index and the grain water content. The water balance (Thornthwaite & Mather, 1955) was used to estimate the amount of soil water in the period before corn crop sowing date. The sequential water balance, with temporal variation of crop coefficient (Kc), was used to estimate crop (ETc) and actual (ETr) evapotranspirations. The depleted productivity was estimated using PP, ETr, ETc and the yield response factor (Ky) values. The climatic data of 16 counties in the Rio Grande do Sul State, the soil water holding capacity (50 mm) and stochastic procedures (normal and triangular distributions to simulate air temperature and insolation) were used to estimate PP and depleted corn productivity for each local in different sowing dates. The following conclusions can be reported: (i); the adaptation of the agroecological zone method allowed to calculate the PP and depleted productivity with coherent productivity values, as well as it identifies the best sowing date; and (ii) the stochastic procedure can be used in the following cases: the normal distribution approach can be utilized when air temperature historic series is available; and the triangular distribution (non-symmetric triangular distribution is preferable in relation to symmetric distribution) approach can be used when there is no historic series.

A expansão agropecuária governa as mudanças no uso do solo no Brasil devido à alta demanda dos mercados interno e externo por alimento, fibra e energia. Entretanto, os efeitos e os processos decorrentes dessas alterações no ciclo hidrológico e na conservação do solo são pouco estudados de forma experimental em regiões de clima tropical e subtropical. No Estado de São Paulo, o uso do solo acontece de forma intensiva, as áreas de Cerrado nativo estão fragmentadas e pastagens vêm sendo substituídas por plantações de cana-de-açúcar devido à alta demanda por etanol e açúcar. Este trabalho tem como objetivo compreender as relações, trocas, variações e tendências das componentes do balanço hídrico e dos processos erosivos em potenciais mudanças no uso do solo que são encontradas no Sudeste do Brasil: de condições naturais (Cerrado sensu stricto) para pastagem, cana-de-açúcar e solo exposto. Para isso, foram monitorados, nos diferentes usos do solo, as condições meteorológicas, o escoamento superficial, a evapotranspiração, o conteúdo de água no solo, a erosão do solo e a flutuação do nível freático do aquífero. As alterações no uso do solo modificam significativamente o balanço hídrico, com aumento do escoamento superficial (pelo menos 14 mm ano-1) e diminuição da evapotranspiração (pelo menos 529 mm ano-1) quando o Cerrado sensu stricto é substituído por pastagem ou cana-de-açúcar. Entretanto, no Cerrado sensu stricto o volume de água disponível para percolação ao longo da zona não saturada e potencial recarga do aquífero tende a ser menor que em áreas agrícolas. As observações mostram que o solo exposto e a cana-de-açúcar possuem os maiores valores erosão do solo (16,00 ± 5,97 t ha-1 ano-1 e 0,64 ± 0,49 t ha-1 ano-1, respectivamente). Além disso, há semelhanças entre as taxas de perda de solo na pastagem (0,11 ± 0,04 t ha-1 ano-1) e no Cerrado sensu stricto (0,14 ± 0,06 t ha-1 ano-1). Devido às curtas séries de dados de escoamento superficial e erosão do solo, a adoção de modelos de base física como o WEPP (Water Erosion Prediction Project), é alternativa viável para simulações que considerem as variabilidades climáticas de regiões subtropicais. Projeções climáticas revelam que não ocorrerão alterações significativas nas respostas (escoamento superficial e erosão do solo) em relação ao clima base atual apesar do aumento significativo na precipitação nos cenários mais drásticos (entre 5% e 9%). Por fim, a manutenção do ciclo hidrológico e o controle da erosão do solo alcançados pelo Cerrado sensu stricto são benefícios que contrastam com a diminuição da recarga potencial do aquífero em áreas de vegetação densa. A cana-de-açúcar e a pastagem são usos do solo concorrentes e seus efeitos nos padrões hidrológicos e na erosão do solo se equilibram. / The agricultural expansion in Brazil drives land use changes due to the higher demand of internal and external markets for food, fiber and fuel. However, the effects and processes that result from these changes on hydrological cycle and soil conservation are not well explored in an experimental approach under tropical and subtropical climates. The land use is intense in the State of São Paulo, where the undisturbed woodlands in the Cerrado biome are fragmented and pasturelands are transformed in sugarcane plantations due to the higher sugar and ethanol demands. This thesis aims to comprehend the relations, trade-offs and variations of the water balance components and soil erosion processes under potential land use changes that can be found in southeastern Brazil: from natural landscapes (wooded Cerrado) to pastureland, sugarcane and bare soil. They were monitored in these different land uses: meteorological conditions, runoff, evapotranspiration, soil moisture content, soil erosion, and water table fluctuation. The land uses changes significantly influence the water balance, increasing the runoff (at least 14 mm yr-1) and decreasing evapotranspiration (at least 529 mm yr-1) when wooded Cerrado is substituted by pasture or sugarcane. Nevertheless, the soil water content available for deep percolation through the unsaturated zone and potential aquifer recharge in the wooded Cerrado tend to be smaller than in agricultural fields. Soil loss observations reveal that bare soil and sugarcane have the highest rates (16.00 ± 5.97 t ha-1 yr1 and 0.64 ± 0.49 t ha-1 yr-1, respectively). Additionally, there are similarities between the soil loss rates of pastureland (0.11 ± 0.04 t ha-1 yr-1) and wooded Cerrado (0.14 ± 0.06 t ha-1 yr-1). Due to the short-period observations of runoff and soil erosion, the use of a process-based model such as WEPP (Water Erosion Prediction Project) is a feasible alternative for simulations considering climatic variability under subtropical conditions. Projected climates reveal that in spite of significant increased rainfall (between 5% and 9%) in the most drastic scenarios, there are no significant changes on runoff and soil erosion rates in relation to the actual baseline climate. Finally, the hydrological stability and soil erosion control are benefits reached by the wooded Cerrado that contrast with the decrease in potential aquifer recharge in a dense vegetation area. Sugarcane and pasture are concurrent land uses and their effects on hydrological patterns and soil erosion are equivalent.

Made available in DSpace on 2017-07-20T13:41:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GABRIELA LEITE NEVES.pdf: 2850568 bytes, checksum: d212a8a17a32a986fc2b0200c7ee256e (MD5) Previous issue date: 2015-02-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Climate change is a matter of research, since there are still many questions about its causes and consequences. The effects of climate change are diverse, and can reach from the biodiversity of the planet to the economic, social and environmental sectors. Thus the knowledge of climate variables, their changes and impacts on natural resources is very important. Many researchers already had observed that water, a natural resource of great value, may be disturbed due to climate change. Thus the study of water availability related to climate change becomes necessary. The aim of this study was to analyze the impact of possible climate changes on water availability in the state of Paraná, Brazil. It were used daily data of precipitation, and maximum and minimum air temperature of 28 locations, with series of data from 1980 to 2009. By means of the PGECLIMA_R tool daily weather data were simulated for the period 2010 to 2099, using the climate scenarios projected in the IPCC AR4-, IPCC AR5- and trend analysis of historical data from 1980 to 2009. For the creation of the latter scenario, there was a parallel study to obtain the changes in temperature for each location, which were then projected in the simulations. In order to quantify the water availability under the proposed conditions, we estimated the water balance for the current and simulated weather data using the methodology of Thornthwaite and Matter (1955). With interpolation tools, the results of changes in temperature and hydric indices obtained by the water balance were mapped for the entire state of Paraná. The hydric indices were then compared in different scenarios and analyzed periods. The results show that the state of Paraná has a great climate variability across regions. The trend analysis of air temperature pointed from reductions to increases in this variable and these were responsible for different impacts on water availability. In general, all scenarios were responsible for reductions in water availability, but the northern region is more susceptible to these reductions. The trend scenario showed reductions in water availability for most regions, but there was also increase in some specific regions of Parana State. / As modificações do clima é assunto de pesquisa, já que ainda existem muitos questionamentos sobre suas causas e consequências. Os efeitos das mudanças climáticas são diversos, e podem atingir desde a biodiversidade do planeta até os setores econômicos, sociais e ambientais. Sendo assim o conhecimento das variáveis climáticas, de suas alterações e seus impactos nos recursos naturais é de suma importância. Muitos pesquisadores já observaram que a água, um recurso natural de grande valor, poderá sofrer perturbações decorrentes das mudanças climáticas. Assim o estudo da disponibilidade hídrica frente às mudanças climáticas se torna necessário. O objetivo desse trabalho foi analisar o impacto de possíveis mudanças climáticas na disponibilidade hídrica no estado do Paraná. Utilizou-se dados diários de precipitação, temperatura máxima e temperatura mínima de 28 localidades, que correspondem a uma série de dados de 1980 a 2009. Por meio da ferramenta PGECLIMA_R, realizaram-se simulações de dados climáticos diários, para o período de 2010 até 2099, considerando os cenários climáticos projetados no IPCC-AR4, IPCC-AR5 e na análise de tendência dos dados históricos no período de 1980 a 2009. Para a criação deste último cenário, realizou-se um estudo paralelo em que se obteve as alterações na temperatura para cada localidade, as quais foram então projetadas nas simulações. A fim de quantificar a disponibilidade hídrica nas condições propostas, estimou-se os balanço hídricos para os dados climáticos atuais e para os simulados, pela metodologia de Thornthwaite e Matter (1955). Com ferramentas de interpolação, os valores das alterações na temperatura e dos índices hídricos obtidos pelo balanço hídrico foram espacializados para todo o estado do Paraná. Os índices hídricos então foram comparados nos diferentes cenários e períodos analisados. Os resultados apontam que o estado do Paraná apresenta uma grande variabilidade climática entre suas regiões. A análise de tendência da temperatura do ar apontou desde reduções a aumentos nessa variável e essas alterações foram responsáveis também por diferentes impactos na disponibilidade hídrica. De forma geral, todos os cenários foram responsáveis por reduções na disponibilidade hídrica, porém a região norte foi aquela que mostrou ser mais suscetível a essas reduções. O cenário de tendência apontou reduções na disponibilidade hídrica para a maioria das regiões, porém houve aumento pontual da mesma em algumas regiões especificas do Estado do Paraná.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a viabilidade econômica da irrigação do feijão-caupi no estado do Piauí, utilizando técnicas de geoprocessamento. A partir de dados diários de precipitação pluviométrica, obtidos em 165 locais, e de valores diários de evapotranspiração de referência estimados para os mesmos locais pelo método de Thornthwaite (1948), realizou-se balanços hídricos de cultivo em escala diária para todos os anos das séries de dados pelo método de Thornthwaite & Mather (1955), considerando-se o cultivo irrigado e de sequeiro do feijão-caupi, utilizando-se os parâmetros da cultura e três níveis de capacidade de água disponível no solo, 20 mm, 40 mm e 60 mm, para doze datas de semeadura ao longo do ano, sendo estas fixadas no primeiro dia de cada mês. Estimou-se as lâminas brutas de irrigação necessárias durante o ciclo da cultura para a condição do cultivo irrigado e, através do déficit de evapotranspiração relativa obtida em cada balanço hídrico, obteve-se os rendimentos relativos para todas as combinações de cultivo, local, capacidade de água disponível no solo e data de semeadura. Utilizando-se o método de Monte Carlo foram simulados valores de rendimentos relativos e lâminas brutas de irrigação necessárias, para o cultivo irrigado, e valores de rendimento relativo, para o cultivo de sequeiro, para as mesmas combinações de local, data de semeadura e capacidade de água disponível no solo. A partir dos dados simulados foram estimados valores de rendimento relativo e lâminas brutas de irrigação, para as diversas situações, considerando-se os níveis de risco, 25%, 50% e 75%, sendo as receitas líquidas estimadas para estas mesmas situações e posteriormente espacializadas para o estado do Piauí e representadas por meio de mapas temáticos de receitas líquidas. O cultivo irrigado do feijão-caupi mostrou-se economicamente viável no estado do Piauí, independentemente da data de semeadura, CAD e grau de risco utilizados. As receitas líquidas variaram para as diversas regiões do estado do Piauí, em função da época de semeadura, CAD e nível de risco, especialmente para o cultivo de sequeiro. O cultivo de sequeiro do feijão-caupi mostrou-se viável para algumas combinações de local, data de semeadura, CAD e risco, estando mais condicionada à escolha dos locais e épocas de cultivo mais adequados, devido à variabilidade espacial e temporal das chuvas. Considerando-se uma estratégia de planejamento em nível estadual, a semeadura em 1º de fevereiro foi a que se mostrou mais favorável, tanto para o cultivo irrigado quanto para o cultivo de sequeiro, pois proporcionou a obtenção de maiores valores de receitas líquidas, bem como maiores áreas do Estado ocupadas por estes. / This study aimed at evaluating the economic feasibility of cowpea irrigation in the Piauí State by the use of geoprocessing techniques. Utilizing historical series of daily rainfall data, obtained at 165 different sites, daily reference evapotranspiration values estimated for the same sites by the Thornthwaite method (1948), and cowpea crop parameters as well as three levels of available water capacity in the soil, 20 mm, 40 mm and 60 mm, the water balances were carried out in daily basis for all years of the series of data using the methodology proposed by Thornthwaite & Mather (1955), considering irrigated and no irrigated crops, for twelve sowing dates along the year, being these fixed on the first day of every month. Based on the results of the crop water balance, it was estimated the gross irrigation depths during the cycle of the culture for the condition of the irrigated crop and based on the relative evapotranspiration deficit obtained in every water balance, it was estimated the relative incomes for irrigated and no-irrigated crops for all of the 165 studied places and for each combination of available water capacity in the soil and sowing dates. Values of relative incomes and gross depths of irrigation, for irrigated crop, and values of relative income for the no-irrigated crop for each place and for each combination of sowing date and available water capacity in the soil were simulated using the Monte Carlo's method. Values of relative income and gross irrigation depths for each place and for all situations, considering the risk levels of 25%, 50% and 75%, were estimated based on the simulated data. The liquid incomes were estimated for all situations, and later it was spatialized for Piaui State and represented by thematic maps of liquid incomes. The irrigated cowpea crop was shown to be economically viable in the Piaui State, independently of the sowing date, available water capacity and the risk degree used. The liquid incomes varied for the several regions of Piaui State, as a consequence of the sowing date, available water capacity and risk level, especially for the no irrigated crop. The no irrigated cowpea crop was shown to be viable for some combinations of place, sowing date, available water capacity and risk, being more correlated to the choice of places and more suitable sowing dates, due to the spatial and temporal variability of the rains. Considering a planning strategy for Piaui State, for both the irrigated an no irrigated crop, the sowing on February 1 was the one that was shown to be more favorable, because it enabled higher values of liquid incomes and these values covered larger areas of the State.

As exigências do potássio para maximizar o crescimento do eucalipto têm sido intensivamente estudadas pelas empresas florestais através de experimentos empíricos. Embora, ainda existe um fraco entendimento dos processos envolvidos com a resposta à adubação com potássio, conduzindo a resultados contraditórios entre a disponibilidade do potássio no solo e as respostas do eucalipto segundo o encontrado na literatura. Existe a hipótese que grandes depósitos de sódio perto ao mar, poderiam conduzir numa substituição parcial do potássio pelo sódio na fisiologia do eucalipto, considerando que respostas ao sódio têm sido observadas em ambientes pobres de potássio. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a resposta de plântulas de Eucalyptus grandis a adubação tanto de potássio quanto de sódio, além de ser submetidas a teores de umidade de -0.07 MPa e -0.6 MPa. Mudanças na partição de assimilados, eficiência no uso da água (EUA) e trocas gasosas foram determinadas em casa de vegetação, nas idades de dois, quatro e seis meses após a adubação. O estresse hídrico afetou a produção de matéria seca para todos os tratamentos. Não obstante, o potássio ajudou na osmoregulação sob condições de estresse, encontrando uma produção de matéria seca significativamente superior ao testemunho sem aplicação de potássio nem sódio. Além disso, a resposta do eucalipto ao sódio indicou uma alta condutância estomática que foi refletida numa alta transpiração, sendo um comportamento de má adaptação para condições de estresse hídrico. / The requirements of potassium fertilization to maximize the growth of eucalyptus stands have been extensively studied by forest companies through empirical experiments. Nevertheless, there is a poor understanding of the processes involved in the response of trees to K+ fertilization, leading to contradictory results in the literature between the availability of K+ in the soil and the responses of eucalyptus plantations to K+ inputs. The hypothesis that large amounts of Na+ atmospheric deposits close to the sea could result in a partial replacement of K+ by Na+ in the physiology of eucalyptus has been made, since a response to Na+ fertilizer application has been observed in soils with very low exchangeable K+ contents. The present study aimed to assess the response of Eucalyptus grandis cuttings to K+ and Na+ fertilizations, for two level of soil water potential: -0,07 MPa and -0,6 MPa. Changes in dry matter partition, water use efficiency (WUE), and gas exchange were determined in a greenhouse experiment, two, four and six months after treatment establishment. The water stress influenced the dry matter production whatever the fertilization type. However, the potassium application improved the osmotic adjustment under conditions of stress, leading to a production of dry matter significantly higher than in the control treatment without K+ and Na+ application. Moreover, Na+ application increased the stomatal conductance of eucalyptus plants, leading to high transpiration rates, indicating that Na+ inputs lead to a tree behavior badly adapted to water stress conditions.

As empresas agrícolas atuam sob condições de risco, dessa maneira a utilidade de modelos determinísticos para fins de planejamento torna-se relativamente limitada. Isto implica na necessidade de não se desprezar a aleatoriedade de determinados coeficientes e introduzir o risco na análise do projeto. Com este objetivo, desenvolveu-se uma ferramenta na forma de um Modelo Computacional para Determinação do Risco Econômico em Culturas Irrigadas, para o ambiente Windows XP em linguagem Delphi 7.0, que permite simular situações de implantação e manejo da irrigação e suas conseqüências econômicas sob o horizonte de risco. Esse modelo considera, na forma de um projeto, as características agronômicas pertinentes ao solo, a cultura e ao clima, para estudar, de maneira regional, o armazenamento de água no solo, a evapotranspiração, o desenvolvimento da cultura durante as fases fenológicas e o preço de venda do produto. Para atingir o objetivo o modelo realiza simulações dos parâmetros de preço de venda do produto, taxa de manutenção do sistema de irrigação, horas de trabalho necessárias por hectare e por irrigação realizada, preço da água, vida útil do sistema de irrigação e taxa de juros; as quais são classificadas em classes, sendo: cinco classes para vida útil, taxa de manutenção, horas de trabalho necessárias por hectare e por irrigação realizada, preço da água e juros, e 10 classes para o preço de venda do produto. Com esses parâmetros o modelo computacional gera 31.250 valores de benefícios líquidos anuais combinados das classes com suas respectivas probabilidades de ocorrência, permitindo assim um estudo probabilístico dos possíveis resultados da decisão de aquisição do sistema de irrigação. Como resultados essa ferramenta simula e fornece a distribuição de probabilidades dos fatores econômicos e calcula os custos fixos, custos variáveis, custos totais e benefícios líquidos anuais da irrigação. Com os 31.250 valores de benefícios líquidos anuais e suas probabilidades realiza o teste de aderência às funções de densidade de probabilidade normal ou triangular e posteriormente exibe as probabilidades de viabilidade do projeto, a relação benefício/custo, valor esperado de benefício líquido, desvio absoluto, variância, desvio padrão e coeficiente de variação como índices econômicos envolvidos na decisão de irrigar ou não irrigar. Apresenta também uma análise de sensibilidade do benefício líquido anual em função da variação dos fatores econômicos e a participação em porcentagem dos fatores econômicos na formação do custo total da irrigação. Nas análises realizadas sobre a irrigação da cana-de-açúcar para região de Piracicaba, todos os sistemas testados apresentaram relação benefício/custo inferior a um e valores esperados de benefício líquido anual da irrigação negativos, indicando inviabilidade. A utilização do motor diesel apresentou para todos os sistemas, probabilidade nula de ocorrência de benefício líquido anual maior que zero. Dentre os sistemas analisados o pivô central apresentou a maior probabilidade de ocorrência de benefício líquido anual maior que zero (10,70%) utilizando energia elétrica. No caso da irrigação do tomate industrial na região de Piracicaba todos os sistemas testados apresentaram viabilidade, isto é, relação benefício/custo sempre maior que um e valores esperados de benefício líquido anual positivos. Dentre eles a aspersão convencional apresentou a maior relação benefício/custo (média de 4,74), o maior valor esperado de benefício líquido anual (R$ 1.582,60 ha-1 ano-1) e o menor risco com um desvio padrão de R$ 363,99 ha-1 ano-1. / The agricultural companies were submitted to risky conditions, so the utility of deterministic models to planning is relatively limited. That implies in not despise the randomness of some coefficients and to introduce them in the project analysis. As a proposal of this work a Computational model for risk determination in irrigated cultures was elaborated for Windows XP® in Delphi 7.0 language, that allow the simulation of implanting and managing irrigations projects and their economical consequences under the risk conditions. This model considers, in a project form, the agronomical characteristics of the soil, of the culture and of the climate, to study, regionally, the water storage in the soil, the evapotranspiration, the culture development during the phenological phases and the selling price of the product. To reach its objectives the model accomplishes simulations in the selling price of the product, maintaining cost of the irrigation system, hours of needed work by hectare and per irrigation, water cost, useful life of the system and the welfare taxes, that were classified in classes as: five for useful live, maintain tax, hours of needed work by hectare and per irrigation, water cost and welfare taxes; and ten for selling price. With those parameters the model generated 31,250 values of annual combined liquid profits of the classes with their respective probability of occurrence, allowing a probabilistic study of the possible results in the acquisition of an irrigation system, e.g., the probability of the project viability. This tool, as its results, simulates and displays the economical factor probability and calculates the variable and the non variable costs, total costs and annual profits of irrigation. With the 31,250 values of annual profits and their probabilities, it realizes the adherence test to the density functions of normal or triangular probability and exhibits the project viability probabilities, cost/profit relation, expected value of liquid profit, absolute deviance, variance, standard deviation and coefficient of variation as economical indexes involved in the decision of or not of to irrigate. It also presents a sensibility analysis of the annual profit as a function of the economical variation factors and the participation, in percentage, of those factors in the total cost of the irrigation. In the analysis of sugarcane irrigation in the Piracicaba region, all tested systems showed a cost/profit relation inferior to one and expected annual irrigation profit values negative indicating the inviability. The use of a diesel motor, for any system, showed the null probability of the annual profit to be higher then zero. Among the tested systems the center pivot showed the highest probability of annual liquid profits higher then zero (10.7%) using electrical energy. In the case of tomato culture for industry under irrigation, in the Piracicaba region, all systems were viable, e.g., the relation cost/profit ever higher then one and expected values of annual liquid profits positive. Among them the conventional aspersion showed the higher relation between cost/profit with a mean of 4.74, the highest expected value of annual liquid profit of R$ 1,582.60 ha-1 year-1 and with the lower risk with standard deviation of R$ 363.99 ha-1 year-1.