Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The importance of hybrid rice is increasing because of its higher potential yield compared to n conventional varieties traditionally sown in southern Brazil. The SimulArroz model is a dynamic deterministic mathematical model that simulates the growth, development and grain yield in rice, but the current version of SimulArroz (version 1.0) does not contain the option for hybrid rice. The objective of this dissertation was to calibrate and evaluate the performance of SimulArroz model in simulating the number of leaves, phenology, dry matter accumulation and grain yield of three hybrid rice cultivars in Rio Grande do Sul State, Brazil. Field experiments were conducted in Santa Maria, and in research stations of the Instituto Rio Grandense do Arroz in Cachoeirinha, Uruguaiana, Santa Vitória do Palmar, Cachoeira do Sul, Bagé and Camaquã. The number of main stem leaves, based on the Haun scale, and phenology, based on the Counce scale, and also, plant samples were collected in Santa Maria and Cachoeirinha to determine the dry matter of shoots, leaves, culms, senescent leaves and grain yield. The SimulArroz model is calibrated and evaluated to simulate the number of leaves on the main stem, represented by Haun Stage, phenology, the total dry matter above ground, leaves, stems, senescent leaves and grain yield at 13 % moisture of three hybrid rice cultivars in Rio Grande do Sul. / O arroz híbrido vem ganhando importância por apresentar um potencial produtivo maior do que as cultivares convencionais tradicionalmente semeadas no Sul do Brasil. O modelo SimulArroz é um modelo matemático dinâmico determinístico que simula o crescimento, o desenvolvimento e a produtividade de grãos na cultura do arroz, no entanto a versão atual do SimulArroz (versão 1.0) não contém a opção de simulção para arroz híbrido. Assim, o objetivo nesta dissertação foi calibrar e avaliar o desempenho do modelo SimulArroz em simular o número de folhas, fenologia, o acúmulo de matéria seca e a produtividade de três cultivares de arroz híbrido no Rio Grande do Sul. Foram conduzidos experimentos de campo em Santa Maria, e nas estações regionais de pesquisa do Instituto Rio Grandense do Arroz de Cachoeirinha, Uruguaiana, Santa Vitória do Palmar, Cachoeira do Sul, Bagé e Camaquã. Foram determinados o número de folhas do colmo principal através da escala da Haun e a fenologia conforme a escala de Counce, e também, foram realizadas amostragens de plantas em Santa Maria e Cachoeirinha para determinar a matéria seca total da parte aérea, de folhas, de colmos, de folhas senescentes e produtividade de grãos. O modelo SimulArroz está calibrado e avaliado para simular o número de folhas no colmo principal, representado pelo Estádio de Haun, a fenologia, a matéria seca total da parte aérea, de folhas, de colmos, de folhas senescentes e a produtividade de grãos a 13% de umidade de três híbridos de arroz irrigado no Rio Grande do Sul.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Soybean is a mainly agricultural world commodity, with United States, Brazil, and Argentina as mainly producers. This thesis had as objectives (i) evaluate the SoySim model to simulate growth, development, and yield of soybean cultivars with maturity groups greater than 4.2 in a subtropical region of Brazil and (ii) simulate the soybean yield potential and rainfed in the Rio Grande do Sul State in two climate futuro scenarios of IPCC (SRES A1B and RCP4.5) with the crop models SoySim and CROPGRO-Soybean. To reach the first objective, were used data from field experiments with 20 soybean cultivars, in 38 diferent sowing dates during 2010/2011, 2011/2012, 2012/2013, 2013/2014 and 2014/2015 growing seasons, in 12 locations at Rio Grande do Sul State. The soybean cultivars have maturity group varying between 4.8 and 8.2 and indeterminate and semi-determinate growth habit. The evaluation of the SoySim model show reasonable simulations of the variables of the V-stage and R-stage, final node number, and yield, but in general, the simulations that had the lower errors, were those with maturity groups lower than 6.0. For the second objective, the simulations with the emission scenarios SRES A1B and RCP4.5 forcing the crop models SoySim and CROPGRO-Soybean showed an increase on soybean yield in Rio Grande do Sul State until the end of the XXI century, with a positive change around 2 Mg ha-1 for the 2070-2099 period related to the baseline (1980-2009). / A soja é a principal commodity agrícola mundial, sendo os Estados Unidos, Brasil e Argentina os principais produtores. Esta tese teve como objetivos (i) avaliar o modelo SoySim na simulação do crescimento, desenvolvimento e rendimento de cultivares de soja com grupo de maturação maior que 4.2 na região subtropical do Brasil e (ii) simular a produtividade potencial e com limitação por água em soja no Estado do Rio Grande do Sul em dois cenários climáticos futuros do IPCC (SRES A1B e RCP4.5) com os modelos SoySim e CROPGRO-Soybean. Pra alcançar o primeiro objetivo, foram usados dados de experimentos de campo com 20 cultivares de soja, em 38 diferentes datas de semeadura durante os anos agrícolas de 2010/2011, 2011/2012, 2012/2013, 2013/2014 e 2014/2015, em 12 locais no Rio Grande do Sul. As cultivares de soja utilizadas possuem grupo de maturação variando entre 4.8 e 8.2 e tipo de crescimento indeterminado e semi-determinado. A avaliação do modelo SoySim mostrou razoável simulação dos estágios vegetativos e reprodutivos, número final de nós e produtividade, mas no geral, as simulações que obtiveram os menores erros foram aquelas com grupo de maturação menor que 6.0. Para o segundo objetivo, as simulações com os cenários de emissões SRES A1B e RCP4.5 forçando os modelos agrícolas SoySim e CROPGRO-Soybean mostraram um aumento na produtividade de soja no Rio Grande do Sul até o final do século XXI, com anomalia positiva de até 2 Mg ha-1 no período de 2070-2099 em relação ao período baseline (1980-2009).

Made available in DSpace on 2016-08-31T13:24:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JeovanizelioFG_DISSERT.pdf: 2944061 bytes, checksum: b719d6cdb79773d0a7ede20c0370bab2 (MD5) Previous issue date: 2009-08-28 / The knowledge of the characteristics and dimensions of wetted bulb is substantially important in the measured of the drip irrigation. Due to the complexity of the physical phenomena involved in the infiltration and redistribution process of water in the soil, develop a mathematical model that simulates the flow of water in the soil is not a very simple task. The objective of this work was developed a mathematical model semi-analytic for predicting dimensions of wetted bulb that it depends on parameters of easy obtaining in the field, just as, the superficial diameter of the wetted bulb. The model allows the simulation of the format and dimensions of the wetted bulb for three different forms: when the diameter of the bulb is given in two depths of easy obtaining in the field, that is, in the surface of the soil and in the depth of 10 cm; starting from the superficial diameter and standards existent for the maximum depth in agreement with the texture of the soil; starting from the surfaces of answers. The mathematical model was obtained by numeric simulation of the equations that govern the flow of water in the soil, originating like this, semi-analytic solution for the formation of the wetted bulb. The model was validate, starting from field data of a soil with medium texture after compared with the simulate data. The accomplished comparisons demonstrate that the proposed model predicting the dimensions of the wetted bulb satisfactorily and it can be used as auxiliary tool in the measurement of the drip irrigation. / O conhecimento das características do bulbo molhado é substancialmente importante para o dimensionamento da irrigação por gotejamento. Devido à complexidade dos fenômenos físicos envolvidos no processo de infiltração e redistribuição de água no solo, desenvolver um modelo matemático que simule o fluxo de água no solo é uma tarefa não muito simples. O objetivo desse trabalho é desenvolver um modelo matemático semi-analítico para estimar as dimensões do bulbo molhado que depende de parâmetros de fácil obtenção no campo, tal como o diâmetro superficial do bulbo molhado. O modelo permite a simulação do formato e as dimensões do bulbo molhado por três formas diferentes: quando é dado o diâmetro do bulbo em duas profundidades de fácil obtenção no campo, isto é, na superfície do solo e na profundidade de 10 cm; a partir do diâmetro superficial e padrões existentes para a profundidade máxima de acordo com a textura do solo; a partir das superfícies de respostas. O modelo matemático foi obtido por simulação numérica das equações que governam o fluxo de água no solo, originando assim, solução semi-analítica para a formação do bulbo molhado. O modelo foi validado, a partir de dados de campo de um solo com textura média e, em seguida comparados com os dados simulados. As comparações realizadas demonstram que o modelo proposto estima satisfatoriamente as dimensões do bulbo molhado e pode ser utilizado como ferramenta auxiliar no dimensionamento da irrigação por gotejamento.

Made available in DSpace on 2016-08-31T13:24:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AndreHFB_DISSERT.pdf: 2463155 bytes, checksum: 1554ed6a6d87b8a8535d92ad7432b8e5 (MD5) Previous issue date: 2012-01-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Drip irrigation is one of the most efficient methods for applying water to a crop, capable of delivering water at a rate close to the demand. Many efforts have been required to estimate the amount of water needed by plants. Therefore studying soil water extraction by plants linked to mathematical modeling for behavior prediction, and linked to computational resources to allow complex mathematical procedures to be realized in a short space of time, becomes a powerful and necessary alternative for the understanding and quantification of the involved processes. This work aims to simulate soil water movement under conditions of drip irrigation, including the quantification of soil evaporation and crop transpiration of soil water. The finite volumes method was used to numerically solve the Richards equation for the simulation of soil water movement. Equations from literature were used to estimate transpiration and evaporation, adjusting them for use in finite volumes and modifying them, when necessary, to adapt them to the used model. A software was developed to perform the simulations of soil water movement, formation of a wet bulb and quantification of transpiration and evaporation. Concerning mass conservation, the results of the lesser simulations presented a relative error smaller than 0.001%. The results of the simulations of water losses by evaporation and transpiration were very similar to observed data from a lysimeter experiment, making the model results satisfactory. However, more tests and comparisons with more robust models are suggested. / A irrigação por gotejamento superficial é um dos métodos mais eficientes na aplicação de água por poder fornecer água às plantas numa taxa mais próxima a da demanda hídrica da cultura quando comparado com outros métodos. Tem-se demandado muitos esforços na tentativa de se estimar a quantidade de água necessária às plantas. Dessa forma, o estudo da extração de água do solo pelas plantas aliado à modelagem matemática para a predição de comportamentos, e aos recursos computacionais para a realização de cálculo matemáticos complexos num curto espaço de tempo, se torna uma alternativa poderosa e necessária no entendimento e quantificação dos processos envolvidos. O presente trabalho tem por objetivo simular o movimento da água no solo sob condições de irrigação por gotejamento superficial, incluindo a quantificação da evaporação da água do solo e da transpiração da cultura. Foi utilizado o método dos volumes finitos na resolução numérica da equação de Richards para a simulação do movimento de água no solo. Utilizaram-se equações já desenvolvidas na literatura para abordar a transpiração e a evaporação, adequando-as para utilização em volumes finitos e modificando-as, quando necessário, para adaptá-las ao modelo proposto neste trabalho. Um software foi desenvolvido com a finalidade de se realizar as simulações de movimento de água, formação do bulbo molhado e quantificação da transpiração e da evaporação. Quanto à conservação de massa, os resultados das simulações apresentaram erro relativo menores que 0,001%. Os resultados das simulações das perdas de água por evaporação e transpiração foram bastante similares aos de um experimento realizado com lisímetro, tornando os resultados do modelo satisfatórios. Porém, sugere-se que sejam efetuados mais testes e comparações com modelos mais robustos.

Made available in DSpace on 2016-08-31T13:24:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LuizAAS_DISSERT.pdf: 2790394 bytes, checksum: 1bac58cbcfc89d893d66e58cfa50081f (MD5) Previous issue date: 2009-03-06 / In this work, a mathematical model was developed for the simulation of soil water movement under surface drip irrigation, being used the method of the finite volumes for the resolution of the partial differential equation of water flow in porous media. The soil water flow was treated three-dimensionally for the determination of your movement in the infiltration and redistribution phases. The model allows the determination dimensions and shape of the wetted bulb, of the partial and final dimension of the saturated disc radius and the determination of the saturated soil volume, when to deal about of isolated bulb. In the case of overlapping bulbs, the model allows the determination of the width and depth of the formed wetted strip, making possible the choice of the drippers spacing that better it is adapted to the conditions of the irrigation project and management. A computational program was developed with base in the model, and the obtained results were validated starting from comparisons with field data and results of simulations of other models. These comparisons demonstrated that the model presents reliable results and it can be used as tool for the designing of drip irrigation installations. The sensibility analysis accomplished starting from the variation of some parameters of the soil and of the emitter (initial moisture, saturated soil hydraulic conductivity and trickle discharge), it demonstrated that, with relationship to the final moisture inside of the bulb, the model is so much relatively sensitive to positive variations as negatives of those parameters. / Neste trabalho, foi desenvolvido um modelo matemático para a simulação do movimento de água no solo sob irrigação por gotejamento superficial, utilizando-se o método dos volumes finitos para a resolução da equação diferencial parcial de escoamento de água em meios porosos. O fluxo de água no solo foi tratado tridimensionalmente para a determinação do seu movimento nas fases de infiltração e redistribuição. O modelo permite a determinação da forma e das dimensões do bulbo molhado, da dimensão parcial e final do raio do disco saturado e a determinação do volume de solo saturado, quando tratar-se de bulbo isolado. No caso de bulbos sobrepostos, o modelo permite a determinação da largura e profundidade da faixa molhada formada, possibilitando a escolha do espaçamento entre gotejadores que melhor se adeque às condições do projeto e manejo da irrigação. Um programa computacional foi desenvolvido com base no modelo, e os resultados obtidos foram validados a partir de comparações com dados de campo e resultados de simulações de outros modelos. Estas comparações demonstraram que o modelo apresenta resultados confiáveis e pode ser utilizado como ferramenta para o dimensionamento de instalações de irrigação por gotejamento. A análise de sensibilidade realizada a partir da variação de alguns parâmetros do solo e do emissor (umidade inicial, condutividade hidráulica do solo saturado e vazão do gotejador), demonstrou que, com relação à umidade final dentro do bulbo, o modelo é relativamente sensível tanto à variações positivas quanto negativas desses parâmetros.

Made available in DSpace on 2016-12-23T13:51:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Joao Paulo Bestete de Oliveira.pdf: 3212989 bytes, checksum: a465cb7680078a4edb0e33c768805550 (MD5) Previous issue date: 2010-07-22 / The control of erosion requires an understanding of the complex interactions between chemical, physical, hydrological and meteorological. Several mathematical models have been developed and improved in objective to predict the magnitude of soil loss by erosion, like the Water Erosion Prediction Project (WEPP). The potential of projected global climate changes to increase the risk of soil erosion, with related environmental consequences is clear, but the real damage is not yet known and needs to be evaluated. It was objectified with this work to evaluate the impact of climate change on soil loss and water catchment in the Espírito Santo. To reach the proposed objectives was held to characterize the watershed area of stream Jaqueira located in the Alegre-ES city, and the lifting of the input files of the WEPP model (climate, soil, land use and management and topography). Subsequently, we obtained the future climate scenarios through the deviations from expected values for the climatic elements (rainfall, solar radiation, maximum and minimum temperatures), according to the HadCM3 global climate model. Finally, we applied the model to predict soil loss and water through the integration of softwares GeoWEPP, TOPAZ and ArcView to current climatic conditions and relating to different time-slices (2020, 2050 and 2080) and emissions scenarios (A2 and B2). The obtained results allowed to conclude that: the current simulated average losses in the watershed of the stream Jaqueira are of 52.9 mm year-1 for the runoff and 17.5 t ha-1 yr-1; in the current scenario, the areas with the largest losses were secondary regeneration and natural grassland; the hillslope 3, by has average slope, land cover influences; is forecast in 2020 A2, B2 2020 B2 and 2050, increase the runoff and the rate of soil loss, when is expected increase in precipitation, is predicted by 2050 A2, 2080 A2 and B2 in 2080, reducing runoff and soil loss rate, even when expected increase in precipitation / O controle do processo erosivo requer o entendimento das interações complexas entre os processos químicos e físicos do solo, além dos hidrológicos e meteorológicos. Diversos modelos matemáticos vêm sendo desenvolvidos e aperfeiçoados com o objetivo de prever a magnitude das perdas de solo por erosão, como o Water Erosion Prediction Project (WEPP). O potencial das mudanças climáticas globais projetadas em aumentar o risco de erosão do solo, com as conseqüências ambientais relacionadas, é claro, mas o real dano ainda não é conhecido e precisa ser avaliado. Objetivou-se com este trabalho avaliar o impacto das mudanças climáticas globais sobre as perdas potenciais de solo e água em microbacia hidrográfica no Espírito Santo. Para tanto, realizaram-se caracterizações climáticas e físicas da área da microbacia do córrego Jaqueira, localizada no município de Alegre-ES, bem como a criação dos arquivos de entrada do modelo WEPP (clima, solo, uso e manejo do solo e topografia). Posteriormente, foram simulados os cenários climáticos futuros através dos valores dos desvios esperados para os elementos climáticos (precipitação, radiação solar, temperaturas máximas e mínimas), de acordo com o modelo climático global HadCM3. Por fim, aplicou-se o modelo para a predição das perdas de solo e água através da integração dos softwares GeoWEPP, TOPAZ e ArcView, para a condição climática atual e referentes a diferentes time-slices (2020, 2050 e 2080) e cenários de emissões (A2 e B2). Os resultados obtidos permitiram concluir que: as perdas médias atuais simuladas na microbacia do córrego Jaqueira são de 52,9 mm ano-1 para o escoamento superficial e de 17,5 t ha-1 ano-1; no cenário atual as áreas que apresentaram maiores perdas foram regeneração secundária e pastagem natural; a encosta 3, por possuir maior declividade média influencia a cobertura vegetal; há previsão, em 2020 A2, 2020 B2 e 2050 B2, de aumento do escoamento superficial e da taxa de perda de solo, quando esperado aumento da precipitação; há previsão, em 2050 A2, 2080 A2 e 2080 B2, de diminuição do escoamento superficial e da taxa de perda de solo, mesmo quando esperado aumento da precipitação

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In spite of your social and economical importance, the farming of rice has been a lot sought, mainly on the environmental impact caused in the resources hydrics. However this problem, doesn't give to classify it as big or small, without data research concretes. This work had as objective creates a methodology for the environmental and economical to value for the use of the watw in the The Arroio Grande's Hydrographic Sub-basin, (RS), through the quantifications ofthe Environmental Liability and of the Head ofiice of Intemctions (Head office of LeopoldIRocha). Analyzing the results in 17 researched properties, with Area of Influente of 12.790,05 there is. it was vefted that was from 47,58% to Deterioration Medium of the Environmental Liabilii. The sum of all the areas of irrigated farmings of the researched properties is of 394,5 there is helshe was 3,08% of the extension in the wlculation ofthe magnitude of the impact, and up to 10% weight 1 1s valued, the areas were analyzed like this jointly for eifect of Evaluation of the Environmental Impact. The medium total deteriorations of all the farmings of imgated nce, considering the 88 crossings of the actions proposed with all the environmental factors they were from 6,31% to the magnitude and 14,52% for the importance of the environmental impacts. The considered enterprise, farming of irrigated rice, just as her finds it is períectly viable. Being considered the total medium values that are below 5,O (infiection value for the electric outlet of contrary decisions or impeded the implantation of the farming of irrigated rice), that they were 1,57 and 2,31, respectively, for magnitude and importance and the deteriorations for Magnitude (12,54%) and Importance (18,45%) placing a little above 10% (tolerable environmental value, I globally accept for environmental entities), what means that are indispensable "some measured mitigatory and mmpensatory". In severa1 literatures it was the value to be collected for irrigation I sfill from R$ 0,02 to R$0,192 1 m3, through the used methodology was arrived at the most R$0,072/m with deterioration of 52,8% for DPAP and of 10.41% for DLR. As it is recommended that the deteriorations avera es for DPAP and DLR to be of 10%, the value to be collected Y for irrigation would be in R$ 0,023lm , therefore a very close value of the reality of the disposition that the users would be, probably, disposed to pay for the consumption of the irrigation when of your reception. The applied methodology for the quantiication of a mathematical model for the collection for the use of the water in farmings of rice irrigated in the Arroio Grande's Hydrographic Sub-basin it constitutes a starting point for a deeper and including debate, serving from platform to the creation of consents and futures studies that come to be accomplished. As well as, it serves as incentive to the users of the referred hydrographic sub-basin they reduce it to deterioration of the environment, through a production of rice irrigated with the smallest possible environmental impact. / Apesar de sua importância social e econômica, a lavoura arrozeira tem sido muito visada, principalmente sobre o impacto ambiental causado nos recursos hídricos. No entanto este problema, não dá para ciassificá-to como grande ou pequeno, sem dados concretos de pesquisa. Este trabalho teve como objetivo aiar uma metoddogia para a Valoração Econômica e Arnbiental pelo Uso da na Subbaaa Hidrográfica Arroio Grande (RS), através das quantificaçôes do Passivo Arnbiental e da M z de Intemções (Matriz de Leopold/Rocha). Analisando os resultados, em 17 propriedades ! amosbadas. com Área de Influência de 12.790.05 ha. verificou-se que a Deterioraçêo Média do Passivo Ambieotal foi de 47,5896. A soma de todas as áreas de lavouras irrigadas das propriedades amostradas é de 394.5 ha encontrou-se 3.08% da extenso no cálculo da magninide do impacto, sendo que até 10% é valorado peso 1. assim as áreas foram analisadas conjuntamente para efeito de Avaliação do Impacto Arnbiental. As deterioraçóes totais médios de todas as lavouras de arroz irrigado, considerando os 88 cruzamentos das ações propostas com todos os fatores ambientais foram de 6.31% para a magnitude e 14.52% para a importância dos impactos ambientais. O empreendimento considerado, lavoura de arroz irrigado, tal como se encontra é perfeitamente viável. Considerando-se os valores médios totais que se encontram abaixo de 5,O (valor de inflexáo para a tomada de decisóes contrárias ou impeditivas a implantação da lavoura de arroz irrigado), que foram 1,57 e 2,31, respectivamente, para magnitude e importância e as deterioraçóes para Magnitude (12.54%) e Importância (18,45%) situando um pouco acima de 10% (valor ambiental tolerável, mundialmente aceito por entidades ambientais), o que significa que são indispensáveis "algumas medidas mitigadoras e compensatórias". Em diversas literaturas encontrou-se o valor a ser cobrado para irrigação entorno de R$ 0,02 a R$ 0.192/ m3, através da metodologia usada chegou-se no máximo a R$ 0,072/m3 com deterioração de 52,8% para a DPAP e de 10,41% para o DLR. Como se recomenda que as deteriorações médias para DPAP e DLR sejam de 10%, o valor a ser cobrado para irrigação ficaria em R$ 0,023/m3, portanto um valor muito próximo da realidade da disposição que os usuários estariam, provavelmente, dispostos a pagar pelo consumo da irrigação quando da sua captação. A metodologia aplicada para a quantificação de um modelo matemático para a cobrança I pelo uso da água em lavouras de arroz irrigado na Sub-bacia Hidrcgráfica Arroio Grande constitui um 1 ponto de partida para um debate mais profundo e abrangente, servindo de plataforma a criação de consensos e a futuros estudos que venham a ser realizados. Assim como, serve de incentivo aos usuários da referida sub-bacia hidrográfica a reduzirem a deterioração do meio ambiente, através de uma produção de arroz irrigado com o menor impacto ambiental possível.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Common bean is produced in the entire territory of Brazil and it is the staple food of many Brazilians. In spite of being cultivated in a variety of meteorological conditions, common bean is a plant sensitive to environmental stresses, mainly water stress. To appropriately provide the plant with water, it is necessary to study the climate of the region and the sowing times. Such information will be helpful to decide if the irrigation is recommended or not, and when recommended, its best planning. The objective of this study was to determine the most probable value of the duration of the cycle and the developmental phases, the irrigation requirements and the number of irrigations necessary for common bean cultivated during different sowing dates, considering the storage capacity of available water (CAD) of some of the main soils of the Central Region of the Rio Grande do Sul State, Brazil. The simulation of the developmental cycle was performed using thermal time units, in ten sowing dates (ES) and in each year of the meteorological database, from 1968 to 2006. Meteorological data were collected in the main meteorological station (MS) at Santa Maria - RS Irrigation was simulated for 13 soils in the surroundings of the MS, organized in six groups according to CAD and texture. In simulating the irrigation it were used four managements: 0.8, 0.7, 0.6 and 0.5 which correspond to the maximum uptake of 20%, 30%, 40% and 50% of CAD, respectively. The variation of the amount of water in the soil was calculated through daily water balance, considering the irrigation. Data obtained, such as the entire cycle duration and developmental phases, and the amount and number of irrigations, was submitted to analysis variance, tests of means comparison and analysis of probability distribution. The normal probability density function (fdp) was used to study the developmental cycle and the duration of the developmental phases. For the irrigation requirements and the number of irrigations, the gamma fdp was used in most cases, because of a best fit of the data. When it was not possible to adjust any fdp the empirical distribution was used. The developmental cycle has a variable duration with average values between 81 and 121 days, being shorter at the end of the spring growing season. The irrigation requirement and the number of irrigations were influenced by ES and soil type. The largest demand of water supply takes place at the end of the spring growing season and the smallest one in the beginning of the spring growing season and during the autumn growing season. For a likelihood of 90% the irrigation requirement varied between 32 and 143 mm and the number of irrigations between 3 and 20 times during the growing season. / O feijão é uma leguminosa bastante cultivada no Brasil, sendo o principal alimento de muitos brasileiros. Apesar de ser cultivado em diferentes condições climáticas, o feijoeiro é uma planta bastante sensível a estresses ambientais, notadamente a deficiência hídrica. Para suprir adequadamente a planta com água é necessário estudar o clima da região e das épocas de cultivo. As informações obtidas irão ajudar na tomada de decisões da adoção ou não da irrigação e, quando recomendada, seu melhor planejamento. O objetivo desse estudo foi determinar os valores mais prováveis de duração do ciclo e subperíodos, de lâmina de irrigação e do número de irrigações necessários para o feijão semeado em diferentes épocas, considerando-se a capacidade de armazenamento de água disponível (CAD) dos principais solos da região Central do Rio Grande do Sul. A simulação do ciclo foi realizada utilizando-se a soma térmica, em dez épocas de semeadura (ES) e em cada ano da séria histórica de dados meteorológicos, para o período entre 1968 e 2006. Os dados meteorológicos foram coletados na estação meteorológica principal de Santa Maria RS (EMPSM). A irrigação foi simulada para 13 solos da região de abrangência da EMPSM, que foram reunidos em seis grupos, de acordo com sua CAD e sua textura. Para simular a irrigação, utilizaram-se quatro manejos: 0,8; 0,7; 0,6 e 0,5 os quais correspondem ao esgotamento máximo de 20%, 30%, 40% e 50% da CAD, respectivamente. A variação do conteúdo de água no solo foi determinada pelo balanço hídrico diário do solo, considerando-se a irrigação. Os dados de duração do ciclo e dos subperíodos, assim como a lâmina e o número de irrigações foram submetidos à análise de variância, teste de comparação de médias e análise de distribuição de probabilidade. A função de distribuição de probabilidades (fdp) normal foi utilizada para estudar a distribuição da duração do ciclo e de suas etapas. Para a lâmina de irrigação e o número de irrigações utilizou-se a fdp gamma, na maioria dos casos, por apresentar melhor ajuste aos dados. Quando não foi possível ajustar nenhuma fdp, utilizou-se a distribuição empírica. Verificou-se que o ciclo tem duração variável conforme a ES com médias entre 81 e 121 dias, sendo mais curto no final do período de safra. A lâmina e o número de irrigações foram influenciados pela ES e tipo de solo. A maior exigência de suplementação hídrica acontece nas últimas ES do período da safra e a menor no início da safra e na safrinha. Para a probabilidade de 90% de ocorrência a lâmina de irrigação variou entre 32 e 143 mm e o número de irrigações entre três e 20 vezes no ciclo de cultivo.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / For the sustainability of integrated crop-livestock systems, the proper management of its components (soil-plant-animal), which are dynamic and interact with each other, are essential to define the system's ability to provide positive or negative carbon balance to system and determine the physical, chemical and biological soil, which can affect the production capacity of agricultural soils. The objective of this study was to characterize the spatial and temporal variability of soybean yield and understand their relationship with the spatial variability of dungs, physical properties and chemical soil, and soil quality in different grazing intensities in integrated crop-livestock system. Chapter I concluded that the soil organic C stocks under different grazing intensities was related to indices of soil quality. The highest C stratification ratio and C pool index were found in the treatment with moderate grazing intensity. The integrated crop livestock system acts as source or sink of atmospheric C depending on the grazing intensity. Under heavy grazing intensity, the system acts as a source (0.04 Mg ha−1yr−1), and under light grazing intensity, it acts as a sink. The value range from 0.25 to 0.37 Mg ha−1yr−1.Pastures managed at 0.20 and 0.40 m sward height had the best balance between CMI and animal daily weight gain. The best balance between C management index and live weight gain per unit area, C management index and economic return, occurred in sward height of 0.20 m. Chapter 2 concluded that the dung supply affects the cycling of the nutrients P and K in the soil, in comparison with sites without supply, and the pasture height of 10 cm treatment had the highest P content in the soil in relation to the treatment of 0.40 m. The average diameter of the aggregates was higher with 0.40 m in relation to the treatment of 0.10 m and soil density was similar between the heights of the pasture. Treatment of sward height 0.10 m, which had a more homogeneous distribution of dungs in the area, showed greater variability of nutrients P and K, and the treatment of 0.40 m, which had the lowest number of dungs with distribution concentrated in attractive points, had the lowest variability of nutrients. In years with severe water restriction, all pasture height treatments were affected, with an average yield reduced by 80% over 2012/13 and 2013/14 crops without water restriction. The main components affected by water stress were the number of pods per plant and the weight of 1000 grains (2011/12). For the year severe water restriction the sward height of 0.40 m treatment, which provided greater coverage contribution dead on the ground, had the highest soybean yield variability. / Para a sustentabilidade dos sistemas de integração lavoura-pecuária, o manejo adequado de seus componentes (solo-planta-animal), que são dinâmicos e interagem entre si, são fundamentais para definir a capacidade do sistema em prover balanço positivo ou negativo de carbono ao sistema, assim como determinar as mudanças físicas, químicas e biológicas do solo, o que pode afetar a capacidade de produção dos solos agrícolas. O objetivo deste trabalho foi caracterizar a variabilidade espacial e temporal da produtividade da soja e compreender sua relação com a variabilidade espacial das placas de esterco, atributos físicos e químicos do solo, e a qualidade do solo em diferentes intensidades de pastejo em sistema de integração lavoura-pecuária. O Capítulo I concluiu que o estoque de carbono no solo sob diferentes intensidades de pastejo foi relacionado aos índices de qualidade do solo. A maior taxa de estratificação do carbono e o maior índice de estoque de carbono foram encontrados para o tratamento com moderada intensidade de pastejo. A integração lavoura-pecuária age como fonte ou como dreno do carbono atmosférico, dependendo da intensidade de pastejo. Sob alta intensidade de pastejo, o sistem age como fonte (0.04 Mg ha-1 ano-1), e sob baixas intensidades de pastejo como dreno, variando de 0.25 to 0.37 Mg ha-1 ano-1. Pastos manejados com altura de pasto 20 e 40 cm possuem o melhor balanço entre o índice de manejo do solo e o ganho de peso diário. O melhor balanço entre o índice de manejo do solo e o ganho de peso por animal por unidade de área e o retorno econômico ocorreu no tratamento 20 cm. Já o Capítulo 2 concluiu que a presença de placas de esterco afetou a ciclagem dos nutrientes P e K no solo em relação a locais sem esterco na pastagem. O tratamento de altura do pasto de 0,10 m apresentou o maior teor de P no solo em relação ao tratamento de 0,40 m. O diâmetro médio ponderado dos agregados foi maior no tratamento de 0,40 m em relação ao tratamento de 0,10 m e a densidade do solo foi semelhante entre as alturas do pasto. O tratamento de altura do pasto 0,10 m, que possuía uma distribuição mais homogênea de placas de esterco na área, apresentou maior variabilidade dos nutrientes P e K, e o tratamento de 0,40 m, que possuía o menor número de placas de esterco com distribuição concentrada em pontos atrativos, apresentou a menor variabilidade dos nutrientes. Em anos com restrição hídrica severa todos os tratamentos de altura do pasto foram afetados, sendo a produtividade média reduzida em 80% em relação as safras 2012/13 e 2013/14 sem restrição hídrica. Os principais componentes afetados pelo estresse hídrico foram o número de legumes por planta e o peso de 1000 grãos (safra 2011/12). No ano com restrição hídrica severa o tratamento de altura do pasto de 0,40 m, que proporcionou maior aporte de cobertura morta sobre o solo, apresentou a maior variabilidade de produtividade de soja.

The ability of vehicles to traverse soft soils is an important aspect of their performance. The geological, climate and topography diversity originated, in Rio Grande do Sul, extensive areas of hydromorphic clay soils, as example, Planssoils and Gleissoils. When saturated of water, these soft soils present low loads support, difficult agricultural machinery work and limit the traverse of military wheeled vehicles. The aim of this study was to determine the limit of soil conditions for trafficability of military 6 x 6 wheeled trucks (Cascavel and Urutu), determine the ground pressure and predict the mobility condition from soil cone index (SCI) and vehicle characteristics. This study also proposed to evaluate the performance of a four wheel drive tractor in drawbar pull test and trafficability performance, to correlate the reduced tire inflation pressure and vehicle loading effect on slipping, drawbar pull, fuel consumption and mobility under different soil moisture conditions. It was found that the Cascavel military truck had a minimal ground pressure of 357 kPa and it needed SCI of 402 kPa in the critical layer for a single pass. The Urutu truck had a ground pressure of 401 kPa and required at least 431 kPa in SCI for one-way pass. The NATO Reference Mobility Model (NRMM) and Mean Maximum Pressure (MPP) predicting model underestimate the soil cone index required for these military vehicles to traverse soft-soils, however, MMP was more appropriate to predict the correct SIC for the tested vehicles. For the tractor experiment it was found that tire inflation pressure changed the ground pressure and the vehicle loading didn t change the ground surface pressure. The greatest drawbar pull were obtained at low tractor speed, reduced inflation pressure and high loading level, operating on hard ground. The lowest specific fuel consumption was obtained on hard ground, empty weight, low tire pressure and operating in high speed gear. The increase of soil moisture decreased the dynamic traction coefficient from 0.57 to 0.31 and the traction efficiency decrease from 50 to 37%. Reduced inflation tire pressure had positive effects on tractor mobility in waterlogged soils, reducing slipping and increasing traverse speed. Using height loading level had negative effect on wet soils because it require more engine power and increase the fuel consumption. / A habilidade de um veículo se locomover em solos com baixa capacidade de carga é um aspecto importante em seu desempenho. A diversidade geológica, climática e de relevo originou, no Rio Grande do Sul, extensas áreas de solos Hidromórficos argilosos, entre eles, os Planossolos e os Gleissolos. Quando saturados, estes solos apresentam baixa capacidade de suporte de carga, dificultando o trabalho de máquinas agrícolas e o deslocamento de veículos militares de roda. O presente trabalho teve por objetivo determinar as condições de solo limite para a trafegabilidade de veículos militares de roda com tração 6 x 6 (Cascavel e Urutu), determinar a pressão de contato pneu-solo e predizer a condição de mobilidade a partir índice de cone do solo (ICS) e das características do veículo. O trabalho também propôs avaliar o desempenho de um trator agrícola com TDA em ensaio de tração e trafegabilidade, para verificar a influência da baixa pressão interna dos pneus e a quantidade de lastro do trator sobre o patinamento dos rodados, a capacidade de tração, o consumo de combustível e a mobilidade sob diferentes condições de umidade do solo. Foi verificado que a viatura militar Cascavel exerce pressão mínima pneu-solo de 357 kPa e requer ICS de 402 kPa na camada crítica para se locomover. O veículo Urutu exerce uma pressão pneu-solo de 401 kPa e necessita de uma resistência do solo mínima de 431 kPa para o tráfego singular. Os modelos de predição de trafegabilidade de veículos militares NATO Reference Mobility Model (NRMM) e Mean Maximum Pressure (MMP) subestimam o ICS necessário para os solos estudados, porém, o modelo que mais aproximou o ICS ao requerido pelos veículos testados foi o MMP. No experimento com tratores verificou-se que a pressão interna dos pneus alterou e a adição de lastro não alterou a superfície de contato pneu-solo. Os maiores esforços na barra de tração foram obtidos em baixa velocidade de deslocamento, baixa pressão interna dos pneus e com trator completamente lastrado, operando em solo firme. O menor consumo específico de combustível foi obtido em solo firme, com trator sem lastro, baixa pressão nos pneus e operando em marcha alta. O acréscimo de umidade no solo diminuiu o coeficiente dinâmico de tração de 0,57 para 0,31 e a eficiência de tração de 50 para 37%. A utilização de baixa pressão interna nos pneus tem efeitos positivos na trafegabilidade em solos alagados, reduzindo significativamente o patinamento e aumentando a velocidade de deslocamento. A utilização de lastro no trator em condições de solo saturado tem efeito negativo, porque aumenta a demanda de potência e o consumo de combustível da operação.