Made available in DSpace on 2017-05-12T14:47:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rennan Paloschi.pdf: 6045931 bytes, checksum: aaf808f0385b6382605fe18caaca76c0 (MD5) Previous issue date: 2016-02-04 / Although there are studies that have been seeking modeling the influence of meteorological variables in relation to crop yield, the application of such models on a global scale and the consequent achievement concerning spatial results is a real challenge due to the complexity of the involved variables. Thus, this study aimed to analyze and implement software that allows the application of models to estimate agricultural yield based on remote sensing images, in a spatial and automated way. Yield estimation model using FAO water balance, as well as the needed indices to calculate it were implemented and subsequently tested for soybean cropping in Parana state for the 2011/2012 harvesting season. Design standards and analyses by language Unified Modeling Language (UML) were used to create a software structures and standardize computational tools. Such structures were implemented to data processing, water balance estimation and yield estimation, whose result was a version 1.0.1 software Crop-yield Modeling Platform - CyMP. Its structure makes implementation and use of estimation models more practical, automated, reusable and scalable for cropping yield. According to the proposed software, it was possible to reduce noise in vegetation indices from the orbital sensor images of Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer - MODIS, interpolate images from the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts ECMWF, climate model to MODIS resolution, determine FAO water balance, estimate dates of development cycle of soybean crop, estimate hydric stress factor, estimate real evapotranspiration, and finally estimate both gross potential yield and attainable yield of soybean crop in Paraná State for the 2011/2012 harvesting season. / Embora haja estudos que busquem modelar as influências de variáveis agrometeorológicas em relação à produtividade das culturas agrícolas, a aplicação destes modelos em escala global e a consequente obtenção de resultados de forma espacial é um verdadeiro desafio dada a complexidade de variáveis envolvidas. Assim, este trabalho buscou analisar e implementar um software que permita a aplicação de modelos de estimativa de produtividade agrícola, baseados em imagens de sensoriamento remoto, de forma espacial e automatizada. O modelo de estimativa de produtividade, utilizando o balanço hídrico FAO, assim como os índices necessários para obtê-lo, foi implementado e posteriormente testado para o cultivar soja no Estado do Paraná para a safra 2011/2012. Padrões de projeto e análises utilizando a Unified Modeling Language (UML) foram utilizados na construção de estruturas de software e padronização de ferramentas computacionais. Tais estruturas foram implementadas para tratamento de dados, estimativa de balanço hídrico e estimativa de produtividade para dar origem ao software Crop-yield Modeling Platform CyMP, versão 1.0.1. Sua estrutura torna, de formas prática, automatizada, reutilizável e escalável, a implementação e a utilização de modelos de estimativa de produtividade agrícola. De acordo com o software proposto, foi possível suavizar ruídos em índices de vegetação provenientes de imagens do sensor Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer - MODIS, interpolar imagens provindas do modelo climático europeu - European Centre for Medium-Range Weather Forecasts ECMWF - para resolução MODIS, determinar o balanço hídrico FAO, estimar as datas do ciclo de desenvolvimento da cultura da soja, estimar o fator de estresse hídrico da cultura, estimar a evapotranspiração real e, por fim, estimar tanto a produtividade potencial bruta como a produtividade atingível da cultura da soja no Estado do Paraná para safra 2011/2012.

O déficit hídrico é uma das principais causas de perdas de produtividade agrícola. No Brasil, algumas regiões sofreram reduções elevadas na produção de milho (Zea mays L.), provocadas por estiagens, por exemplo, nas safras de 1995/1996, 1996/1997, 1998/1999, 1999/2000, 2004/2005. Para contornar ou minimizar situações de limitação hídrica é importante o planejamento da época de cultivo para melhor aproveitamento das condições climáticas locais e eficiência do manejo da lavoura. O presente trabalho objetivou subsidiar o planejamento de plantio do milho na região de Piracicaba, São Paulo, estimando a probabilidade de quebra de produtividade de cultivares de ciclo médio em decorrência do déficit hídrico, em função de datas de semeadura simuladas para o primeiro dia de cada decêndio entre setembro e fevereiro. Para isso, foi utilizado o modelo de balanço hídrico de Thornthwaite e Mather (1955) modificado por Barbieri et al. (2003), pelo qual é possível considerar a variação da capacidade de água disponível no solo ao longo do ciclo, acompanhando o crescimento do sistema radicular e representando de forma mais aproximada a situação real de armazenamento de água no solo do que o uso de um só valor de CAD ao longo do ciclo da cultura. Foram calculadas deficiências hídricas decendiais, obtidas pelo balanço hídrico sequencial de cultura em série de dados climatológicos de 1975 a 2008 e estimados os déficits de produtividade potencial para cada simulação de plantio, usando o coeficiente de sensibilidade da cultura ao déficit (Ky). Para cada ano, foram estimados os déficits relativos de produtividade e verificado o ajuste dos dados estimados a duas funções de probabilidade, a beta e a gama completa, tendo a segunda apresentado melhor desempenho, sendo escolhida para representar a frequencia de ocorrências dos valores nas séries. Para os plantios em cada primeiro dia dos decêndios de outubro e novembro, a probabilidade gama (Pgama) de ocorrerem déficit relativo de produtividade de até 10% é maior que 50%, isto é, a cada dois anos de plantio, ao menos um tem quebra de produtividade menor que 10%. Nesse período, destacam-se o primeiro e terceiro decêndios de outubro, com Pgama = 67% e Pgama = 63%, respectivamente, de quebra relativa inferior a 10%. Nos meses de setembro, dezembro e janeiro, a probabilidade de déficits relativos de produtividade de até 20% é maior que 50%, indicando maior efeito da ocorrência do déficit hídrico nesses meses. No mês de fevereiro, a probabilidade de perdas maiores que 1/5 da produção é superior a 75%, sendo recomendável irrigação para aumentar a produtividade das semeaduras nesse mês, principalmente no período crítico. Perdas acima de 50% são difíceis de ocorrer, sendo a probabilidade máxima igual a 23,5% no terceiro decêndio de fevereiro. / Water deficit is one of the mainly reasons of crop yield decrease in agriculture. In Brazil, drought caused serious damages in some regions to corn (Zea mays L.) production in the crops of 1995/1996, 1996/1997, 1998/1999, 1999/2000, 2004/2005. Planning the sowing dates plays an essential role to mitigate the effect of limited water conditions and in the more effective use of local weather on farm management. The current work aimed to estimate probabilities of relative yield decrease in corn crop caused by soil water deficits in function of the sowing dates, by simulating plantings in ten-day basis from September to February, in order to support the decision-making process and the planning of corn cropping in Piracicaba region, São Paulo State, Brazil. Soil water deficit was estimated by using the water balance model of Thornthwaite and Mather (1955) adapted by Barbieri et al. (2003) for take into account the variation of available water capacity in the soil during the crop cycle, following the root system growth, thus rendering it a more representative model of soil water balance. For each year of data series on climate conditions from 1975 to 2008, the relative deficits of potential yield were calculated using the ten-day values of water deficit obtained from the serial water balance model, for each simulated sowing date from September 1st to February 21st. Then, the yield response factor to water deficit (Ky) was applied to relate the potential yield deficit to evapotranspiration deficit, observed in 18 sowing dates in 33 years of the study. Two probability density functions were tested, the beta and the complete gamma; the latter showed best fit to the observed frequency data and was chosen to estimate the frequency of yield occurrences in the series. Yield losses bellow 10% were more frequent in October and November, with gamma probability (Pgamma) above 50%, which means that in two years, at least one will provide conditions to have relative yield higher than 90%. In this period, the first and the third ten-days of October are highlighted with Pgamma = 67% and Pgamma = 63%, respectively. In September, December and January, the gamma probability was higher than 50% considering relative yield decreases equal or lower than 20%. In February, the probability of losing 1/5 of the productivity is above 75%. In this case, irrigation is necessary to increase the yield, mainly during the critical period (flowering and grain filling). Yield losses higher than 50% are difficult to happen and the maximum probability is 23.5% in the third ten-days of February.

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.

Para promover o desenvolvimento sustentável e a conservação dos recursos naturais, torna-se fundamental compreender e quantificar a dinâmica do balanço hídrico regional. Comumente, a variabilidade dos componentes do balanço hídrico é causada por variações naturais do clima, contudo, as atividades antrópicas também podem provocar significativas variações espaço-temporais na dinâmica hidrológica da bacia hidrográfica. Ao reduzir a cobertura vegetal do solo, através do desflorestamento ou colheita de culturas anuais, promove-se uma redução na evapotranspiração e conseqüentemente, um aumento na vazão da bacia. Por conseguinte, realizou-se neste estudo a análise das relações entre as variações dos componentes do balanço hídrico e da área com solo exposto na bacia do rio Verde, entre 1995 a 2001 (Período 1) e 2002 a 2008 (Período 2). Para tanto, foi utilizado um banco de dados hidrológicos, climatológicos e de sensoriamento remoto, assim como técnicas de processamento, análise de consistência, testes de significância e modelagem do SEBAL. De acordo com os resultados obtidos neste trabalho, a precipitação pluviométrica anual nos Períodos 1 e 2 não diferiram, resultando em uma lâmina média de 1.405,7mm. Contudo, a vazão média anual da bacia do rio Verde, no Período 1, foi 22% menor que a do Período 2, enquanto que, na sub-bacia denominada Cana, esta diferença foi de 27,7%. Nesta sub-bacia, as vazões anuais do Período 1 foram predominantemente menores, ou bem próximas, daquelas registradas no Período 2, mesmo nos anos do primeiro período em que registrou maior lâmina de precipitação. Da mesma forma, as vazões médias mensais de Fevereiro, Março, Maio, Junho, Julho e Agosto do segundo período foram maiores do que aquelas registradas no primeiro. A lâmina escoada no rio, no primeiro semestre de 2007 (Período 2) e 2001 (Período 1), foi de 404,3 e 188,9mm, respectivamente, sendo que não foi identificado diferença estatística na precipitação deste período. A estimativa da evapotranspiração real () resultou em uma lâmina média de 899,3mm.ano-1, em ambos os períodos. Considerando a precipitação anual, a representava 67,2% das perdas de água, no balanço hídrico da sub-bacia Cana. A modelagem do SEBAL indicou que, na sub-bacia Cana, a evapotranspiração real, em Junho de 2001 e 2007, foi em média de 166,3 e 148,7mm, respectivamente. Em média, 57,3% da área desta sub-bacia apresentava solo exposto entre Junho e Julho, de 1995 a 2008, sendo que em 2001 e 2007, esta proporção era de 50,1 e 53,8%, respectivamente. Constatou-se, também, que a variação da precipitação e percentual de solo exposto, em Junho, não poderia ser responsável por toda variabilidade de vazão da sub-bacia Cana, entre 1995 e 2008. / In order to promote the sustainable development and natural resources conservation, it is important to understand and quantify the dynamics of regional water balance. Generally, the variability of water balance components is produced by natural climate fluctuations. However, anthropic activity may also causes significantly spacetemporal variations in hydrological dynamics of a watershed. Reducing soil cover, by deforestation or crops harvesting, promotes a reduction in evapotranspiration and, as a consequence, an increment of watershed flow. Due to these, this study analyzed the relations between the variations in water balance components and area with bare soil for the Verde River watershed, in 1995 to 2001 (Period 1) and 2002 to 2008 (Period 2). In this way, there were used hydrologic, climatologic and remote sensing databases, even as processing techniques, consistency analysis, significance tests, and modeling with SEBAL. According to the results obtained in this study, the annual precipitation for the Periods 1 and 2 do not differed, resulting in a mean water depth of 1,405.7mm. On the other hand, mean annual Verde River watershed flow was 22% less for the Period 1 as compared to the Period 2. For the sub-watershed named Cana, this difference was 27.7%. In this sub-watershed annual flow for the Period 1 was predominantly lower, sometimes equal, to those obtained for the Period 2, even for those years of the Period 1 where was determined higher precipitation. In this same way, monthly flow averages were higher for the Period 2 in February, March, May, June, July, and August. Total flow for the 1st semester, 2007 (Period 2) and 2001 (Period 1) was 404.3 and 188.9mm, respectively. No statistical difference was found for precipitation of this period. For both periods, average estimates of evapotranspiration were 899.3mm year-1. This suggests that evapotranspiration corresponded to 67.2% of water losses of the water balance in sub-watershed Cana. The SEBAL modeling indicated that, for the sub-watershed Cana, the actual evapotranspiration, in June, 2001 and 2007, was 166.3 and 148.7mm, respectively. In terms of mean values, 57.3% of the area of this sub-watershed was composed of bare soil between June and July, 1995 to 2008. For 2001 and 2007, this proportion was 50.1 and 53.8%, respectively. There was also observed that the variation in precipitation and percentage of bare soil in June might not be capable of promote all the variability in flow of the sub-watershed Cana for the period between 1995 and 2008.

O objetivo deste estudo foi verificar as influências dos fenômenos El Niño/La Niña (EN/LN) no rendimento regional de trigo cultivado no Paraná entre 1976 e 2002. Os dados de produtividade foram obtidos junto à SEAB e os meteorológicos junto ao IAPAR, e agrupados em 6 regiões produtoras (norte, noroeste, oeste, sudoeste, sul e centro-oeste). A tendência tecnológica da série de cada região foi eliminada para facilitar a associação entre a ocorrência dos eventos EN/LN e os desvios na produtividade regional. O balanço hídrico climatológico seqüencial de Thornthwaite-Mather (CAD = 100 mm) na escala decendial permitiu detectar a situação da umidade do solo regional durante o período de cultivo em cada ano com desvio significativo de produtividade. Verificou-se queda do rendimento em anos de El Niño nas regiões centro-oeste e oeste, e tendência a acréscimo ao rendimento em anos de La Niña na região sul. Para as regiões norte, noroeste e sudoeste não foi encontrado efeito significativo desses fenômenos sobre o rendimento regional. / The aim of this study was to verify the influences of El Niño/La Niña (EN/LN) in the regional yield of wheat in Paraná from 1976 to 2002. The yield and meteorological data were grouped in 6 regions, i.e., north, northwest, west, south, southwest, and central west. The technological trend of the yield series was eliminated to allow associations between the occurrence of the events EN/LN and the deviation of regional yield. Sequential climatological Thornthwaite-Mather water balance (SWC = 100 mm) on a 10-days time scale was used to detect the regional soil moisture conditions during the growth period in each year with large yield deviation. There was yield decrease in years of EN in the center-west and west regions, and tendency of yield increase in LN years in the south region. In the north, northwest, and southwest regions there was no significant effect of the EN/LN on the regional wheat yield.

No Brasil as pesquisas com Jatropha curcas L. foram impulsionadas a partir do marco regulatório do Programa Nacional de Produção e Uso do Biodiesel de 2004, em virtude da necessidade de substituição de matéria prima para fins energéticos. Por ser uma cultura recente no Brasil, ainda não existem pesquisas que definam a sua viabilidade e o sistema de cultivo mais adequado, apesar de muito se divulgar sobre a planta e suas potencialidades em regiões com grandes períodos de seca. Deste modo, o presente trabalho teve por objetivo caracterizar agroclimaticamente o Centro de Origem da jatropha para definição dos critérios de aptidão e elaboração do zoneamento agroclimático nas regiões brasileiras de maior estímulo ao plantio da cultura. Para tanto, foram levantados dados meteorológicos normais do Centro de Origem, no México e na Guatemala, o que permitiu a caracterização agroclimática dessas regiões e a definição das variáveis que mais afetam a cultura: temperatura do ar (Ta); deficiência hídrica (DEF); e excedente hídrico (EXC). A faixa de Ta apta para a jatropha está entre 23 e 27°C, sendo que as faixas entre 15 e 22,9°C e entre 27,1 a 2 8°C são classificadas como marginais por deficiência e excesso térmico, respectivamente. Abaixo de 15°C e acima de 28°C, as condições de inaptidão. Para o DEF, a aptidão ocorre para valores abaixo de 360 mm; enquanto entre 361 e 720 mm às áreas são consideradas marginais e acima de 720 mm inaptas. A faixa apta estabelecida para o EXC situa-se até 1200 mm, marginal entre 1201 e 2400 e inapta acima de 2400 mm. Os critérios definidos subsidiaram a elaboração do zoneamento agroclimático para a região Nordeste e para os estado do Tocantins, Goiás e Minas Gerais. Para a elaboração do zoneamento agroclimático da jatropha, os dados de temperatura e precipitação foram obtidos junto ao INMET e à ANA e empregados na confecção dos balanços hídricos normais. Os valores resultantes desses balanços, como evapotranspiração potencial (ETP) e real (ETR), DEF e EXC, compuseram a análise para espacialização a fim de se obter a variabilidade temporal e espacial dessas variáveis. A interpolação dos dados foi feita empregando-se o método da regressão linear múltipla, para estimativa espacial das variáveis agroclimáticas, e o da krigagem ordinária, para interpolação dos erros das estimativas. Os mapas gerados de Ta, DEF e EXC foram cruzados para obtenção dos mapas finais do zoneamento agroclimático para as regiões selecionadas. A partir dos mapas do zoneamento pode-se concluir que apenas 22,65% da região NE encontra-se como apta ao cultivo da jatropha, sendo as demais áreas classificada como marginal por deficiência hídrica (50,31%), marginal por excesso térmico e deficiência hídrica (11,79%) e inaptas (14,73%). Os estados de GO e TO apresentam a maior porcentagem de áreas aptas (47,78%), seguidas pelas áreas marginais por excesso térmico e deficiência hídrica (28,08%), marginais por deficiência hídrica (14,43%), e inaptas (9,37%). O estado de MG possui 33,91% de áreas aptas, 32,14% de áreas marginais por deficiência hídrica, 32,61% de áreas marginais por deficiência térmica e apenas 0,24% das áreas inaptas. A análise de risco, conduzida para o estado do TO, permitiu comprovar as chances de sucesso da cultura e confirmar que o zoneamento agroclimático para jatropha foi viável para estabelecer as áreas de maior favorabilidade ao cultivo dessa espécie. / In Brazil the researches with Jatropha curcas L. were stimulated by the regulatory mark of the National Program of Production and Use of Biodiesel of 2004, considering the necessity of changing the raw material for energetic purposes. As jatropha is a recent crop in Brazil, the researches for defining its feasibility and the best crop system are not yet available, even considering the promises about this plant as of high potential for regions with long drought periods. Based on that, the present study had as objectives to characterize the climate of the jatropha Center of Origin for defining the criteria for crop feasibility and for agroclimatic crop zoning in the Brazilian regions considered of high potentiality for the crop. For such purposes, climate data from de Center of Origin, in Mexico and Guatemala, were obtained and used for agroclimatic characterization and definition of the more relevant climatic variables for the crop: annual temperature (Ta); water deficiency (WD); and water surplus (WS). The range of Ta considered as feasible for jatropha was between 23 and 27oC; whereas between 15 and 22.9oC and between 27.1 and 28oC they were considered marginal, with limitations due to thermal deficiency and excess, respectively. Below 15oC and above 28oC, the conditions were considered unfeasible. For WD, the feasibility was considered for values below 360 mm. Values between 361 and 720 mm were considered marginal by water deficiency and above 720 mm unfeasible. The feasible condition for WS was admitted for values below 1200 mm; whereas marginality was considered for values between 1201 and 2400 mm. When the WS is above 2400 mm, the conditions are unfeasible. These criteria subsidized the elaboration of the jatropha crop zoning for the following Brazilian regions: Northeast region and states of Goiás, Tocantins, and Minas Gerais. For the confection of the crop zoning, climatic data from INMET and ANA were obtained and organized to calculate the normal climatological water balance. The outputs of the normal water balance, as potential (PET) and actual (AET) evapotranspiration, WD, and WS, were spacialized aiming to recognize the temporal and spatial variability of them. The interpolation of these variables was done base on the multiple linear regression method, associated to the ordinary kriging interpolation of the errors. The agroclimatic maps obtained for Ta, WD, and WS were crossed for obtaining the final agroclimatic crop zoning maps for the selected regions. Based on these maps, it was detected that only 22.65% of the areas in the NE region are feasible for jatropha. The other areas of the region are classified as marginal by water deficiency (50.31%), marginal by water deficiency and thermal excess (11.79%), and unfeasible (14.73%). In the states of Goiás and Tocantins the majority of the areas (47.78%) is classified as feasible, followed by 28.08% of the areas considered as marginal by water deficiency and thermal excess, 14.43% as marginal by water deficiency, and 9.37% as unfeasible. In Minas Gerais, 33.91% of the areas of the state are feasible, 32.14% are marginal by water deficiency, 32.61% are marginal by thermal deficiency, and only 0.24% are unfeasible. The analysis of climatic risk, conducted for Tocantins state, allowed to identify with more details where the jatropha crop can be successful and also proved that the agroclimatic crop zoning for jatropha was able to establish the areas of high favorability for growing this crop.

Este trabalho busca estimar a eficiência da economia de água potável no Campus Santa Mônica, Universidade Federal de Uberlândia, utilizando reservatórios de água pluvial para a substituição de água tratada por água de chuva para fins não potáveis. Por meio de informações obtidas junto a Prefeitura Universitária foi possível estimar a demanda diária de água de abastecimento para os Blocos desse Campus, em especial para aqueles com predominância de salas de aulas. A fim de verificar a capacidade de obtenção de água de chuva nas áreas impermeáveis buscou-se no site Hidroweb da Agência Nacional de Águas (ANA) os dados de precipitação diários no período de 1980 a 2015. Com as informações de oferta e demanda de água das principais edificações da área de estudo, construiu-se em Planilhas Eletrônicas, o balanço hídrico diário e a estimativa da eficiência de reservatórios na faixa de volume de 10 a 80m . O período médio de retorno do capital investido variou de 4,1 a 41,3 anos em função das características de cada bloco, tais como: área do telhado, volume do reservatório e demanda. Verificou-se que a escolha do reservatório com base apenas na porcentagem da demanda atendida é ineficaz, o bloco 3Q, por exemplo, apresentou para a demanda 10L/discente.dia uma porcentagem de demanda atendida 32% e 65% superior respectivamente as demandas de 15 e 20L/discente.dia, porém a economia média anual de água potável para a demanda de 20L/discente.dia foi, em média, 9% e 24% maior que as economias médias das demandas de 15 e 10L/discente.dia respectivamente. Além disso, através de uma regressão linear múltipla foram propostas fórmulas para o cálculo da economia anual nos campi da UFU em função do tipo de telhado da cobertura, da população do bloco, do volume do reservatório de armazenamento instalado, da demanda diária por água e da área total da cobertura. Para todos os campi da UFU o coeficiente de correlação R foi superior a 0,83. / This work seeks to estimate the efficiency of the drinking water economy in the Santa Mônica Campus, Federal University of Uberlândia, using rainwater reservoirs to replace rainwater treated water for non potable purposes. By means of information obtained from the University City Hall, it was possible to estimate the daily supply water demand for the Blocks of this Campus Especially those with a predominance of classrooms . In order to verify the capacity to obtain rainwater in the impermeable areas, the daily rainfall data from 1980 to 2015 was searched on the National Water Agency's website (Hidroweb). With the information on water supply and demand Of the main buildings in the study area, it was built on Electronic Sheets, the daily water balance and the estimation of the efficiency of reservoirs in the volume range of 10 to 80m3. The average return period of invested capital ranged from 4.1 to 22.8 years, depending on the characteristics of each block, such as roof area, reservoir volume and demand. It was verified that the choice of the reservoir based only on the percentage of the demand served is ineffective, for example, block 3Q presented a demand percentage of 32% and 65%, respectively, higher than demand Of 15 and 20L / student.day, but the average annual saving of drinking water for the demand of 20L / student.day was on average 9% and 24% higher than the average savings of 15 and 10L / student demands. Day respectively. In addition, through a multiple linear regression, formulas were proposed for the calculation of the annual savings in UFU campuses according to the type of coverage roof, the population of the block, the volume of installed storage tank, daily demand for water and Of the total coverage area. For all UFU campuses the correlation coefficient R was higher than 0.83. / Dissertação (Mestrado)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The hypothesis that soil compaction in no-tillage affects crop production has been tested often, however, there is no regularity in the relationship between plant response and soil compaction indexes that has allowed generalization of research results. Therefore the objective of this study is to investigate these relationships. An experiment was conducted on an Oxisol under eight corn crops grown (Zea Mays L.) during the 2010/2011 and 2011/2012 growing seasons using no-tillage (NT), no-tillage + chiseling (CNT) and no-tillage + traffic (TNT) treatments. The aim of additional chiseling and traffic is to reduce and increase soil compaction, respectively. From the soil physical properties and daily sequential water balance, soil indexes were calculated over the entire corn cycle in NT, CNT and TNT, consisting of frequencies and accumulated resistance to penetration (RP), matric tension (ψ) and fraction of available water (FAW). Other soil indexes were calculated, including the frequency that the water content (θ) remained of the least limiting water range (LLWR) and the LLWR amplitude, using different values of ψ and RP in the lower limits of the LLWR. Agronomic parameters measured include: plant height (Ph), leaf area index (LAI), effective rooting depth (Rd) and grain yield. Correlation and regression analyzes were performed to assess the relationship between measures of corn and soil indexes. The soil indexes regularly indicated that the increase in compaction decreased Ph, LAI and Rd. Grain yield ranged from 1980 to 5738 kg ha-1 in the eight corn crops, but there was little statistical evidence that this variability was caused by compaction. The corn variables were weakly correlated with ψ and FAW. Alone, RP was more efficient than the IHO to relate response of corn to soil compaction, and the RP efficiency increased when RP was subject to decay with decreasing in θ. However, the most efficient RP index explained only 25, 24 and 6% of the variation in Ph, LAI and grain yield, respectively. Furthermore, the assumption that the LLWR indicates soil physical quality for crop production was statistically refuted by grain yield. The evidence from this study indicate that soil physical indexes such as LLWR, critical density and penetration resistance are inefficient to investigate the regularity of plant response to soil compaction. / A hipótese que a compactação do solo em plantio direto prejudica a produção das culturas vem sendo frequentemente testada, mas não há regularidade nas relações entre resposta das plantas e indicadores de compactação que possibilitam generalização de resultados das pesquisas. Investigar essas relações é o que constitui o objetivo deste trabalho. Para isso, um experimento foi conduzido num Latossolo Vermelho Distroférrico típico sob plantio direto (PD), que recebeu escarificação (PDE) e compactação adicional (PDC). Nesses tratamentos, foram medidos a altura de plantas (Ap), o índice de área foliar (IAF), a profundidade efetiva de raízes (Ze) e o rendimento de grãos (Rend), em oito cultivos de milho (Zea Mays L.) nas safras 2010/2011 e 2011/2012. A partir de propriedades físicas do solo e da execução de cálculos de balanço hídrico sequencial diário, índices físico-hídricos, consistindo de frequências e acumulados de resistência do solo à penetração (RP), tensão matricial (ψ) e fração de água disponível (FAD), foram calculados ao longo do ciclo do milho no PD, PDE e PDC. Também foram calculados índices obtidos pelas frequências que o conteúdo de água (θ) permaneceu fora do intervalo hídrico ótimo (IHO) e pela amplitude do IHO, adotando-se diferentes valores de RP e ψ para os limites inferiores do IHO. Análises de correlação e regressão foram utilizadas para verificar a relação entre as medidas da cultura do milho com índices de solo. Os índices de solo regularmente indicaram que o aumento da compactação diminuiu a Ap, o IAF e o Ze. O rendimento de grãos variou de 1980 kg ha-1 a 5738 kg ha-1 nos oito cultivos, mas houve pouca comprovação estatística que essa variabilidade foi causada pela variação da compactação. As variáveis da cultura estiveram pouco correlacionadas com a ψ e a FAD. Sozinha, a RP foi mais eficiente que o IHO para relacionar resposta da cultura do milho com compactação do solo, e sua eficiência aumentou quando a RP foi condicionada ao decaimento com o decréscimo de θ. Contudo, o índice de RP de maior eficiência explicou somente 25%, 24%, e 6% da variação da Ap, do IAF e do Rend, respectivamente. Além disso, a suposição de que o IHO indica qualidade física do solo para produção das culturas foi refutada estatisticamente pelo Rend. As evidências a partir deste trabalho indicam que índices físicos do solo como intervalo hídrico ótimo, densidade crítica e resistência à penetração são pouco eficientes para se investigar a regularidade da resposta das plantas à compactação do solo.

The subject of greater concern related to environmental degradation in a disposal system of urban solid wastes is the leachate generation. The high pollutant power of leachate is due to the presence of organic and inorganic composts formed during the decomposition of wastes. The inadequate leachate management can pollute environmental sites, particularly the soil, surface waters and groundwater basin. Through the verification of a system of treatment conducted by stabilization ponds it is possible to evaluate the efficiency of the process responsible for the removal of pollutants and to esteem the impact generated by the outflow in a receptor. This evaluation aimed to study the environmental impact generated in Caturrita's Landfill, located in Santa Maria RS, which has a total area of 374435.72 m2 and is part of the hidrographic Sub basin of Arroio Ferreira, receiving approximately 150 ton/day of urban solid wastes. Through Swiss, Rational and Balance Water Methods, leachate flows were estimated and checked by real measurements which took place on the site, thus determining the methodology employed in the quantitative evaluation of the leachate which was generated. The qualitative evaluation consisted of a monitoring system that was conducted from August 2003 to March 2005. It presented characteristics of the leachate generated during the disposal of solid wastes, as well as characteristics of the quality of water in the outflow receptor of the system of treatment of leachate. This evaluation enabled the determination of the effectiveness concerning the system of ponds used for stabilization, together with the determination of the outflow impact and the present degradation status of the landfill. The quantitative results were obtained through the use of error graphs evaluation for long series (data gathered from 34 years of precipitation and 29 years of evapotranspiration) and short series (between May 2004 and April 2005 for precipitation and evapotranspiration) and presented for the Balance Water, Rational and Swiss Methods, 31%, 13% and 34% of error rate, considering long historic series of data; and 48%, 21% and 76%, considering short historic series of data. Regarding the qualitative aspects of leachate, more precisely its degradation status (solid waste degradation), showing a confidence level of 95%, the mean ratio found between BOD/COD was 0.46± 0.08 and concerning the PH it was 7.9 ± 0.14. The mean effectiveness of the system of treatment was 69±11% when BOD was removed and 58±10% when COD was removed. In 92 % of the cases, the outflow presented BOD values above the maximum limit of 200 mg/L. A similar situation is observed regarding the COD parameter, presenting a maximum limit of 450 mg/L. The Balance Water Method proved to be apt to be used in dimensioning processes of systems of treatment of outflows, showing a mean error of 34% above the real flow and was susceptible to the real montly tendencies. The degradation processes of leachate in Caturrita's Landfill were found in the end of the final acidogenic phase, due to the values found for the ratio BOD/COD and the PH, enphasizing how much organic matter is still possible to be degraded. The mean effectiveness of the system of ponds of treatment was showed to be insufficient, considering that the mean concentration on the site is 390± 91mg/L (outflow site) for the first and 1403±209 mg/L (outflow site) for the second. In order to meet the values indicated by law (Portaria 05/89 SSMA RS), it would be necessary a concentration inferior to 200 mg/L for BOD and 450 mg/L for COD. / A questão de maior preocupação quanto à degradação ambiental em um sistema de disposição de resíduos sólidos urbanos é a geração de percolado (lixiviado ou chorume). A elevada carga poluidora presente no percolado é devido à presença de compostos de origem orgânica e inorgânica formados durante a decomposição dos resíduos. O gerenciamento inadequado deste percolado pode levar à poluição dos compartimentos ambientais, em particular, o solo, águas superficiais e águas subterrâneas. Através do monitoramento do sistema de tratamento por lagoas de estabilização é possível avaliar a eficiência do processo de remoção de poluentes e estimar o impacto gerado no lançamento dos efluentes em um corpo receptor. Neste trabalho, estudou-se o impacto ambiental gerado no Aterro Controlado da Caturrita, localizado no município de Santa Maria RS, inserido na Sub-Bacia hidrográfica do Arroio Ferreira, com área total de 374.435,72 m2, recebendo aproximadamente 150 ton/dia de resíduos sólidos urbanos. Pelos Métodos Suíço, Racional e Balanço Hídrico, fez-se estimativas de vazões de percolado aferidas por medições reais no local, determinando a metodologia empregada na avaliação quantitativa do percolado gerado. Quanto à avaliação qualitativa, a mesma consistiu no monitoramento compreendido entre Agosto de 2003 e Março de 2005, apresentado características do percolado gerado durante a disposição dos resíduos sólidos e na qualidade da água no corpo receptor do efluente do sistema de tratamento de percolado, possibilitando determinar a eficiência do sistema das lagoas de estabilização, o impacto do lançamento de efluentes e o estado de degradação atual do aterro. Nos resultados quantitativos, utilizando gráficos de avaliação de erros para séries longas (dados de 34 anos para precipitação e 29 para evapotranspiração) e curtas (entre Maio de 2004 e Abril de 2005 para a precipitação e evapotranspiração), obteve-se para os Métodos do Balanço Hídrico, Racional e Suíço, respectivamente, 31%, 13% e 34% de erros, considerando séries históricas longas de dados, e 48%, 21% e 76%, considerando séries históricas curtas de dados. Para os aspectos qualitativos do percolado, quanto ao estado de degradação dos resíduos, com nível de confiança de 95% a razão média encontrada entre DBO/DQO foi de 0,46±0,08 e para o pH igual a 7,9±0,14. A eficiência média do sistema de tratamento foi de 69±11% na remoção da DBO e 58±10% para a DQO. Em 92% das ocorrências o efluente apresentou valores de DBO acima do limite máximo de 200 mg/L. Situação semelhante é observada para o parâmetro DQO, que apresenta um limite máximo de 450 mg/L. O Método do Balanço Hídrico mostrou-se apto para utilização em dimensionamentos de sistemas de tratamento de efluentes com erro médio calculado de 34% acima da vazão real e se mostrando suscetível às tendências mensais reais. Os processos de degradação do percolado no aterro da Caturrita encontram-se no fim da fase acidogênica final, em virtude dos valores encontrados para razão DBO/DQO e pH, evidenciando o quanto ainda é possível degradar de matéria orgânica. A eficiência média do sistema de lagoas de tratamento, apresentou-se insuficiente, uma vez que a média de concentração do local é de 390±91 mg/L (ponto efluente) para a primeira e 1403±209 mg/L (ponto efluente) para a segunda, sendo que para atender a Portaria 05/89 SSMA-RS seria necessário uma concentração inferior a 200 mg/L para DBO e 450 mg/L para a DQO.

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