Este trabalho teve como objetivo determinar a evapotranspiração da cultura (ETc) e o coeficiente de cultivo (Kc) do maracujazeiro amarelo (Passiflora edulis Sims f. flavicarpa Deg), durante 637 dias após o transplantio (DAT) das mudas. O experimento foi desenvolvido na área experimental da Fazenda Areão pertencente à ESALQ/USP, em Piracicaba, SP. A determinação da ETc foi realizada em 4 lisímetros de drenagem, instalados no centro de uma área de 0,4 ha cultivada com maracujazeiro amarelo, no espaçamento de 3,5 m x 4,0 m, desde 21/05/99 (17 DAT). A determinação do Kc foi realizada a partir da evapotranspiração de referência (ETo) estimada pelo método de Penmam-Monteith, considerando a evapotranspiração das plantas daninhas no somatório da evapotranspiração da cultura (ETcm). No período entre 32 e 91 DAT foram verificados baixos valores de ETc, devido a ocorrência de baixas temperaturas e radiação solar. A partir dos 91 DAT os valores foram crescentes atingindo o valor máximo de 23,37 L planta-1 d-1 no período compreendido entre 287 e 308 DAT, máximo florescimento e frutificação. Considerando a área total do espaçamento, com ervas daninhas ocupando as entrelinhas, este valor foi de aproximadamente 2,68 mm d-1. Verificou-se que em condições de irrigação na área total, a evapotranspiração das plantas daninhas das entrelinhas deve ser considerada, pois podem corresponder a até 90% da evapotranspiração total da área. O consumo hídrico total no primeiro ciclo de produção foi de 650 mm em 447 dias, com acúmulo térmico de 5880 graus-dia. Os valores médios de Kc aumentaram de 0,24 a 0,89 seguindo o aumento da área foliar, observada em função da projeção da copa que variou de 0,06 a 4 m2. Durante o ciclo do maracujazeiro foram determinados 6 estádios de desenvolvimento, com valores de Kc de 0,3 para a fase de desenvolvimento inicial, 0,4 para a fase de crescimento vegetativo apical, 0,5 para a fase de crescimento vegetativo lateral, 0,9 para a fase de florescimento, frutificação e maturação dos frutos, 0,8 para a fase de repouso vegetativo e 0,7 para o início do florescimento e frutificação do segundo ciclo de produção. / This work had as objective to determine the crop evapotranspiration (ETc) and the crop coefficient (Kc) of yellow passion fruit (Passiflora edulis Sims f. flavicarpa Deg), during 637 days after the transplant (DAT) of the seedling. The experiment was carried out in the experimental field of Fazenda Areão which belongs to ESALQ/USP, in Piracicaba, São Paulo State, Brazil. The determination of the ETc was made in 4 drainage lysimeters, installed in the center of an area of 0.4 ha cultivated with yellow passion fruit, in the space distance of 3.5 m x 4.0 m, since 05/21/99 (17 DAT). The determination of Kc was accomplished by the evapotranspiration reference (ETo) estimated by Penmam-Monteith Method, considering the weed evapotranspiration in the amount of the crop evapotranspiration (ETcm). In the period between 32 and 91 DAT low values were verified of ETc, due to the low temperature and solar radiation. Through of 91 DAT the values increased and reached the maximum value of 23.37 L d-1 p-1 in the period comprised between 287 and 308 DAT, maximum flowering and fruit set. Considering the total area of the spacing, with weeds occupying the interlineations, this value was of approximately 2.68 mm d-1. It was verified that under irrigation conditions in the total area the evapotranspiration of the weeds of the interlineations should be considered, therefore they can correspond up to 90% of the total evapotranspiration of the area. The total crop evapotranspiration in the first production cycle was of 650 mm in 447 days, with thermal accumulation of 5880 degree day. The average values of Kc increased from 0.24 to 0.89 following the increase of the leaf area, it was observed in function of the projection of the cup that varied from 0.06 to 4 m2. The cycle of the passion fruit showed 6 development phases, with values of Kc 0.3 for the initial development phase, 0.4 for the growth vegetative phase, 0.5 for the lateral vegetative growth phase, 0.9 for the flowering phase, fruit set and maturation of the fruits, 0.8 for the vegetative rest phase and 0.7 for the beginning of the flowering and fruit set of the second production cycle.

O uso crescente de irrigação na cafeicultura devido ao cultivo em áreas com maior deficiência hídrica exige conhecimento sobre o consumo de água da cultura. Para contribuir para esse conhecimento, a evapotranspiração global do cafezal (ETc) e sua partição nos fluxos componentes evapotranspiração das linhas de cafeeiros (ETlin), evapotranspiração das entrelinhas (ETel) e a transpiração dos cafeeiros (T) foram determinadas em um cafezal de Coffea arabica cv. Obatã IAC-1669-20, cultivado em Piracicaba, SP, em espaçamento de 3,50 m x 0,90 m, irrigado por gotejamento e idade entre 3 a 4 anos, com medidas de setembro/04 a maio/05 e em setembro e outubro de 2005. ETc foi determinada pelo método de balanço de energia-razão de Bowen, ETlin por lisímetros de células de carga, sendo estes usados em vários períodos com o solo coberto com plástico para determinação direta da transpiração e para calibrar o método da sonda de dissipação térmica, usado na determinação do fluxo de seiva (FS) dos cafeeiros. Em abril-maio/05, FS foi usado como uma estimativa de T diária. ETc e componentes foram relacionados com a evapotranspiração de referência estimada pelos métodos de Penman- Monteith (ETo 1) e do tanque classe A (ETo 2). O calor latente de vaporização (LE) representou a maior fração na partição da energia disponível (saldo de radiação menos fluxo de calor no solo), com variação de 73 a 80 % ao longo dos meses, não se podendo descartar a contribuição de calor advectivo para os valores encontrados nos meses secos. ETc cresceu a partir de setembro/04 a fevereiro/05 (2,75 a 4,58 mm d-1), refletindo principalmente o incremento de área foliar e diminuindo, posteriormente, até maio/05 (3,13 mm d-1) com a diminuição da demanda atmosférica. Em setembro-outubro/05 os valores foram maiores (2,93 e 4,29 mm d-1) do que os observados no mesmo período em 2004, sendo o aumento da área foliar uma das responsáveis pelo fato. A relação ETc/ETo (“Kc global da cultura”) foi maior quando calculada com ETo 1 do que com ETo 2, sendo os valores crescentes até janeiro/05 (1,20 com ETo 1 e 1,21 com ETo 2) mas com o menor valor em setembro/04 (0,67 e 0,54) e com diminuição da tendência de acréscimo em fevereiro/05 (1,17 e 0,73), provavelmente pela regulação estomática dos cafeeiros devido à alta demanda atmosférica nesses meses. A contribuição de ETlin para a ETc variou pouco entre setembro/04 e fevereiro/05 (24 % a 31 %), aumentando em março e abril (35 % e 40 %), valores esses próximos da proporção entre a área de solo coberta pelos cafeeiros e a área total (linhas+entrelinhas). A relação ETlin/ETo variou entre 0,20 (uso de ETo 1) e 0,16 (com ETo 2) em setembro/04 a 0,36-0,47 (com ETo 1) e 0,25-0,49 nos outros meses. A T dos cafeeiros por unidade de área foliar diminuiu com o aumento da área foliar. A relação T/ETlin variou de 72 % em fevereiro a 46 % em abril, sendo o valor de T/ETo (“Kc basal”) variável entre 0,13 (com ETo 1) e 0,10 (com ETo 2) em setembro a 0,30 (independente do método de estimativa de ETo) em abril e maio/04, provavelmente refletindo a menor atividade fisiológica. / The increasing use of irrigation in coffee plantations in Brazil, due to the deplacement of the crop to areas where water deficit occurs, requires knowledge about crop water consumption. Aiming to know more about coffee plantation water consumption, daily crop evapotranspiration (ETc) and its partition in row evapotranspiration (ETrow), interrows evapotanspiration (ETint) and coffee plants transpiration (T) were determined in a drip-irrigated coffee plantation (cv. Obatã IAC-1669-20), cultivated at 3.5 m between rows and 0.9m between plants, in Piracicaba, São Paulo State, Brazil. The ET and wheater variables measurements were carried out from September 2004 to May 2005 and from September to October 2005. ETc was determined by he Bowen ratio-energy balance method, ETrow by load cell lysimeters and T with lysimeters with soil surface covered with plastic or by sap flow determined with the thermal dissipation probe method (TDP). Lysimeters were also used to calibrate the TDP method. So, sap flow was adopted as representative of coffee plants transpiration for 24-h period. ET and its components were related to the reference evapotranspiration, determined by Penman-Monteith (ETo 1) and Class-A pan (ETo 2) methods. Latent heat of vaporization (LE) represented the major fraction (73 a 80 %) of the available energy (net radiation less soil heat flux) along the months, but a contribution of advective heat flux in dry months must be considered for the observed values. ETc increased from September 2004 to February 2005 (from 2.75 to 4.58 mm d-1), which is reflecting the increase of coffee plants leaf area. From March to May 2005, ETc decreased according to the decrease of the atmospheric demand. In September and October 2005, ETc were greater, respectively, 2.93 and 4.29 mm d-1, than those observed in the same months of 2004 and, again the increase of leaf area was the responsable for these differences. ETc/ETo, defined as a “global Kc”, was greater when determined with ETo 1 than when determined with ETo 2, increasing with the leaf area.from September 2004 (0.67 with ETo 1 and 0.54 with ETo 2) to January 2005 (1,20 and 1,21). In February Kc decreased to 1.17 (with ETo 1) and 0.73 (with ETo 2), probably as a consequence of the coffee plants stomatal control due to the high atmospheric demand. The contribution of ETrow to ETc varied between 25 % and 31 % for the period September 2004- February 2005, increasing in March and April 2005 (35 % and 40 %). These values were close to those observed for the ratio between the area of soil covered by coffee plants and the total area (rows+interrows). ETlin/ETo changed from 0.20 or 0.16 (using ETo 1 and ETo 2, respectively) in September 2004 to 0.36-0.47 (with ETo 1) or 0.25- 0.49 (with ETo 2) in the other months. Coffee plant transpiration per leaf area unit decresead with the increase of leaf area. T/ETrow changed from 0.72 (February) to 0.46 (April). T/ETo (“basal Kc”) ranged from 0.13 (with ETo 1) or 0.10 (with ETo 2) in September 2004 to 0.30 (for both ETo 1 or ETo 2) in February, but decreased in April and May 2005, probably reflecting the decrease in the physiological activity of coffee plants.

A determinação da quantidade ideal de palha sobre o solo é uma das questões mais discutidas pelo setor sucroenergético, visto que este resíduo vegetal pode ser considerado um subproduto da cana-de-açúcar destinado à produção de etanol celulósico e cogeração de energia elétrica. Para estabelecer estes valores é necessário considerar as necessidades da cultura, juntamente com características físico-químicas e biológicas do solo. Os modelos de culturas baseados em processos (MCPs), especificamente o APSIM-Sugar, capaz de simular a matéria orgânica sobre o solo, pode ser utilizado em conjunto com experimentos de campo, para auxiliar as tomadas de decisão sobre quais as quantidades ideais de palha em cada sistema de produção de cana-de-açúcar no Brasil. Os MCPs devem ser utilizados para simular o desenvolvimento e o crescimento da cultura, além do balanço de água, nitrogênio e carbono no solo, o que possibilitaria a aplicação dos resultados experimentais em outras regiões de interesse, permitindo visão e compreensão mais amplas das principais questões do setor. Neste contexto, este estudo comparou dois tratamentos: manutenção de 100% da palha (CP) e remoção de 100% da palha (SP) em um experimento irrigado conduzido com a primeira soca da cultivar RB867515, cultivada na região meridional do Brasil, no município de Piracicaba, Estado de São Paulo, Lat. 22,67° S and Long. 47,64° W. Foram realizadas avaliações biométricas mensais, referentes as variáveis, perfilhamento, altura e diâmetro de colmos, índice de área foliar (IAF) e número de folhas verdes, assim como avaliações sobre as massas frescas e secas de folhas, colmos e palmitos. A evapotranspiração da cultura (ETc), foi obtida pelo método da razão de Bowen (MRB) e a partir da reflectometria no domínio da frequência (FDR). O fluxo de seiva pelo método do balanço de calor foi assumido como a transpiração (Tp). Comparando os tratamentos, observou-se diferenças significativas apenas para no IAF e na massa seca de folhas (MSF). A ETc mostrou valores entre 3 e 8 mm dia-1, dependendo das condições climáticas e do estágio da cultura. O coeficiente de cultivo (Kc) apresentou relação inversa com a evapotranspiração de referência (ETo), de tal forma que quando ETo < 2 mm, o Kc(SP) = 1,8 e o Kc(CP) = 1,5, e para situações com ETo > 6mm foram observados Kc(CP) = 1,3 e Kc(SP) = 1,2. O modelo de cultura APSIM-Sugar foi aplicado para diferentes regiões brasileiras, visando a determinação das melhores estratégias de manejo, tanto de água, quanto de solo. As simulações mostraram que, para todas as regiões, a manutenção de no mínimo 50% da palha e a reposição de 25% do total de irrigação, resultou nas maiores taxas de incremento da produtividade da cana-de-açúcar. / Determining the optimal amount of trash blankets above ground is one of the most discussed issues by the sugarcane industry, since this residue can be considered a byproduct of sugarcane due to cellulosic ethanol and electricity cogeneration. To establish these values, it is necessary to consider the crop needs together with physical, chemical and biological soil characteristics. The process based crop models (PBCMs), specifically APSIM-Sugar, able to simulate the soil organic matter, can be used in conjunction with field experiments to support the decision making about the optimum amounts of trash blanket for Brazilian sugarcane farming systems. PBCMs might be used to simulate the crop development and growth, water, nitrogen and carbon soil balances, and make the experiment data applicable for other regions allowing for a broader view and understanding on the key questions. In this context, this study compared two treatments: maintenance of 100% of the trash (CP) and removal of 100% of the trash (SP) in an experiment carried out with an irrigated first ratoon of RB867515 cultivar in Southern Brazil, at city of Piracicaba, State of São Paulo, Lat. 22,67° S and Long. 47,64° W. Monthly biometric evaluations were performed regarding the variables, tillering, stalk\'s height and diameter, leaf area index (LAI) and number of green leaves, as well as fresh and dry mass of leaves, cabbages and stalks. Crop evapotranspiration (ETc) were assessed by Bowen ratio method (MRB) and frequency domain reflectometry (FDR). Sap flow measured by heat balance method was assumed to be the crop transpiration (Tp). APSIM-Sugar crop model was calibrated based on these experimental data, and such model was applied for different Brazilian regions for evaluating the best water-trash management strategies for each region. Comparing both treatments there were just significant differences for leaf area index (LAI) and leaves dry mass (MSF). ETc was ranged from 3 to 8 mm day-1, depending on the weather conditions and crop stage. Crop coefficient (Kc) showed an inverse linear relationship with reference evapotranspiration (ETo), in such way that when ETo < 2 mm, the Kc(SP) = 1,8 and Kc(CP) = 1,5, and for ETo > 6mm it was observed Kc(CP) = 1,3 and Kc(SP) = 1,2. APSIM-Sugar simulations showed that, in the most part of cases, the keeping at least 50% of trash blanket and 25% of total irrigation requirement, resulted on the highest yield rates.

Mato Grosso do Sul (MS) é um estado brasileiro cuja economia é fortemente dependente da atividade agrícola, sendo diretamente afetado pelas flutuações das safras. Soja e milho são as principais culturas exploradas, chegando a representar 96% dos cultivos temporários. Perdas agrícolas decorrentes de adversidades climáticas são relativamente frequentes nesses cultivos, sobretudo por déficit hídrico. Nesse sentido, estratégias que minimizam perdas, como o Zoneamento Agrícola de Risco Climático (ZARC), são essenciais para garantir o sucesso dos produtores. Todavia, o ZARC não está isento de falhas, requerendo ajustes e melhorias, face às grandes alterações que ocorreram no processo produtivo nas últimas décadas, dentre as quais a ampliação e a atualização da base de dados meteorológicos empregada na determinação dos riscos e o uso de coeficientes de cultura (Kc) atualizados, especialmente no caso da soja com hábito de crescimento indeterminado. Desse modo, os objetivos deste estudo foram: a) comparar o desempenho de duas diferentes estruturas lisimétricas para a obtenção da evapotranspiração das culturas (ETc) da soja e do milho; b) determinar localmente os valores de Kc, com base na lisimetria (ETc) e na evapotranspiração de referência de Penman-Monteith (ETo), considerando cultivares de soja com hábitos de crescimento determinado e indeterminado; c) gerar mapas atualizados de risco climático para a cultura da soja em MS, considerando-se novos Kc e a ampliação da base de dados, para distintas épocas de semeadura; e d) avaliar épocas de semeadura da soja em MS e seus efeitos no risco climático. Os resultados mostraram que as estruturas lisimétricas podem ser empregadas na determinação da ETc, sem diferenças significativas (p < 0,01), apesar das peculiaridades de cada uma. Assim, foi constatado que as determinações de Kc (milho e soja) não sofreram influência do tipo de lisímetro utilizado. Em todos os experimentos realizados, as plantas do interior dos lisímetros apresentaram o mesmo padrão de crescimento, desenvolvimento e produtividade do entorno. Na fase inicial da cultura do milho outonoinverno (0-15 DAE), o Kc médio obtido foi 0,54, com incremento linear até atingir o máximo de 1,37 no pendoamento (50 DAE), decaindo gradualmente durante a fase reprodutiva, ficando próximo a 0,80 na maturação fisiológica (110 DAE) e 0,40 na colheita. Para a cultura da soja, os valores de Kc diferiram significativamente (p < 0,05) entre as cultivares com diferentes hábitos de crescimento, havendo também diferenças entre os Kc propostos nesse estudo em relação àqueles utilizados pelo ZARC e FAO, especialmente na fase reprodutiva, mais longa para as cultivares de hábito indeterminado. Finalmente, o emprego de novos Kc e uso de dados climáticos atualizados (até 2013) e ampliados (190 estações) resultou em mudanças substanciais no ZARC da soja em MS, alterando a proporção de áreas com alto risco nas épocas avaliadas e levando à uma perspectiva diferenciada da antecipação da semeadura da soja. Com base nesses resultados concluiu-se que é necessária uma profunda revisão do ZARC utilizado no Brasil, sendo recomendada a atualização e expansão da base de dados climáticos empregados, assim como a revisão dos parâmetros culturais exigidos pelo modelo Sarra. / Mato Grosso do Sul (MS) is a Brazilian state whose economy is highly dependent on agriculture, being, therefore, directly affected by fluctuations on production. Soybean and maize are the main crops, representing 96% of temporary crops cultivated along the year. Agricultural losses caused by adverse climatic conditions are relatively frequent in these crops, especially by water deficit. Considering that, strategies for minimizing losses, as the Agricultural Climate Risk Zoning (ZARC), are essential to ensure growers success. However, the ZARC requires adjustments and improvements, due the great changes that have occurred in the production system in the past decades. Among the most important changes are the expansion and updating of the climatic database used for determining the risks and the use of new crop coefficients (Kc) concerning to modern cultivars, especially for soybean with indeterminate growth habit. Therefore, this study has as objectives: a) to compare the performance of two different lysimetric structures to obtain soybean and maize evapotranspiration (ETc); b) to determine Kc values for maize and for determinate and indeterminate soybean cultivars, based on ETc from lysimeters and Penman-Monteith reference evapotranspiration (ETo); c) to generate updated maps of climatic risk for the soybean crop in MS, considering new Kc values and the updated and extended climatic databases, for different sowing dates; and d) to evaluate different sowing dates in MS and their impacts on soybean climatic risk. The results showed that lysimetric structures can be employed to determining ETc without significant differences (p < 0.01), despite the peculiarities of each one. Kc values for maize and soybean were not affected by lysimeter type. In all experiments, the plants inside the lysimeters had the same growth patterns than those in the surrounding area. For autumn-winter maize crop, the average Kc from 0 to 15 days after emergence (DAE) was 0.54, with a linear increase up to the maximum of 1.37 at tasseling (50 DAE), gradually decreasing during the reproductive phase, getting close to 0.80 at physiological maturity (110 AED) and 0.40 at harvest. For soybean, Kc values differed significantly (p < 0.05) between cultivars with distinct growth habits, and also among those proposed here and used by ZARC and FAO, mainly during the reproductive phase, which was longer for indeterminate cultivars. Finally, the use of new soybean Kc values and updated climatic data (190 stations with data until 2013) resulted in substantial changes on the soybean ZARC in MS, mainly in the proportion of areas with high risk, leading to new perspectives about soybean sowing anticipation. The main conclusion of this study is that ZARC used in Brazil requires to be deeply reviewed, for both the climatic database used and crop parameters required by Sarra model.

O Brasil é o maior produtor mundial de citros, com destaque para o estado de São Paulo, maior produtor nacional. Recentes estudos mostram que a área irrigada de citros no estado tem aumentado significativamente nos últimos anos. Porém, a falta de informações sobre o manejo eficiente da irrigação na cultura do citros é uma das principais dificuldades enfrentadas pelos produtores. Com o intuito de atender essa necessidade, este trabalho teve como objetivos determinar a evapotranspiração de uma planta adulta de limeira ácida \'Tahiti\' (Citrus latifolia Tan.) e o coeficiente de cultivo no período seco (outono - inverno) utilizando a técnica de lisimetria de pesagem. O coeficiente de cultivo (Kc = ETc/ETo) foi calculado considerando-se a contribuição independente da evaporação do solo e transpiração da planta, sendo substituído por dois coeficientes: Ke, um coeficiente de evaporação de água do solo e Kcb, um coeficiente basal de transpiração da cultura. Avaliar os aspectos produtivos e de qualidade de fruto, frente a diferentes níveis de irrigação, com o fornecimento crescente de 50 a 125 % da evapotranspiração da cultura. O experimento foi realizado na ESALQ/ USP em Piracicaba - SP, em uma área irrigada por gotejamento, com plantas espaçadas de 7 x 4 m, sendo que cada planta foi atendida por 4 pontos de molhamento no solo distribuídos de forma eqüidistantes entre si. Foi realizado o monitoramento climático utilizando estação meteorológica automatizada e a obtenção da evapotranspiração da cultura por lisímetro de pesagem. Durante o período de estudo, Kc variou entre 0,82 a 1,18, e Kcb variou entre 0,86 a 1,05. Os resultados mostraram que a irrigação calculada pelo método do Kcb+Ke, tem um ajuste muito bom e representa com precisão o consumo de água pela planta. Os maiores consumos foram observados nos meses de maior temperatura média (abril e setembro). A reposição de 100 % da água evapotranspirada resultou em maior produtividade de frutos de limeira acida \'Tahiti\' em condições de campo. Quanto à qualidade de frutos, não houve diferença significativa entre os níveis de irrigação avaliados. / Brazil is the largest world producer of citrus crop, with São Paulo state leading as the largest national producer. Recent studies show that irrigated areas of citrus in the state have been increasing significantly in the last few years. However, lack of information on irrigation management related to this crop is one of the main problems encountered by the farmers. In order to address the above problem, the objective of this work was to determine the evapotranspiration of acid lime adult plant variety \'Tahiti\' (Citrus latifolia Tan.) and the crop coefficient during dry period (autumn - winter) using a weighing lysimeter technique. The crop coefficient (Kc = ETc/ETo) was calculated by considering the independent contribution of the evaporation of the soil and transpiration of the plant, being substituted by two coefficients: Ke, a soil water evaporation coefficient and Kcb, a basal crop coefficient. To evaluate the productive aspects as well as the fruit quality, different irrigation levels were applied in an increasing manner from 50 to 125 % of the crop evapotranspiration. The experiment was carried out at ESALQ / USP in Piracicaba - SP, in a drip irrigated area with plant spacing of 7 x 4 m. Each plant was supplied with four wetting equidistant emitters. The climatic data was obtained by the use of automated meteorological station and the crop evapotraspiration by the use of a weighing lysimeter. During the study period, Kc varied from 0.82 to 1.18, and Kcb varied from 0.86 to 1.05. The results showed that the irrigation amount calculated by the method of Kcb+Ke had a very good water consumption precision by the plant. The highest consumptions were observed in the months of high average temperature (April and September). The reposition of 100 % of the evapotranspirated water resulted in the highest fruit production of acid lime tree variety \'Tahiti\' in field conditions. Irrigation levels had no significant effect at 0.05 level on the quality of the fruits.

Understanding the spatial and temporal dynamics of soil water and crop water stress within a field is critical for effective Variable Rate Irrigation (VRI) management. Proper VRI can result in improved protection of the crop from early onset of crop water stress while minimizing runoff and drainage losses. The objectives of this study are (1) to examine zone delineation for informing irrigation recommendations from volumetric water content (VWC) and field capacity (FC) to grow similar or greater wheat yields with less water, (2) evaluate the ability to model soil and crop water dynamics within a season and within a field of irrigated winter wheat, and evaluate the sensitivity of crop water stress, evapotranspiration and soil water depletion outputs within a water balance model with Penman-Monteith evapotranspiration (ET) in response to adjusted soil properties, spring volumetric water content (VWC), and crop coefficient model input values. Five irrigation zones were delineated from two years of historical yield and evapotranspiration (ET) data. Soil sensors were placed at multiple depths within each zone to give real time data of the VWC values within each soil profile. Soil samples were taken within a 22 ha field of winter wheat (Triticum aestivum ‘UI Magic’) near Grace, Idaho, USA multiple times during a growing season to describe the spatial variation of VWC throughout the field, and to assist in modeling soil water dynamics and crop water stress through energy balance and water balance equations. Spatial variation of VWC was observed throughout the field, and on a smaller scale within each zone, suggesting the benefit of breaking portions of the field into zones for irrigation management purposes. Irrigation events were triggered when soil sensors detected low values of VWC, with each zone receiving unique rates intended to refill to zone specific FC. Cumulative irrigation rates varied among zones and the VRI approach saved water when compared to an estimated uniform Grower Standard Practice (GSP) irrigation approach. This method of zone management with soil sampling and sensors approximately represented the VWC within each zone and proved beneficial with effective reduction of irrigation rates in every zone compared to an estimated GSP. As such, there was a delay in the premature onset of crop water stress throughout some areas of the field. Variability in soil properties and spring soil moisture were key in giving accurate values to the model in order to make proper VRI management decisions. When assessing the model sensitivity, changing the inputs such as FC, wilting point (WP), total available water (TAW), spring VWC and crop coefficient (Kc) by -4 to +4 standard deviations away from their spatially average values, impacted the outputs of the model, with Kc having a large impact all three of the outputs. Further work is needed to improve the accuracy of representing VWC throughout a field, thus improving VRI management, and there is potential benefit in using a variable crop coefficient could to more accurate VRI management decisions from a soil water depletion model.

A series of field, rainshelter, growth cabinet and modelling studies were conducted to investigate hot pepper response to different irrigation regimes and row spacings; to generate crop-specific model parameters; and to calibrate and validate the Soil Water Balance (SWB) model. Soil, climate and management data of five hot pepper growing regions of Ethiopia were identified to develop irrigation calendars and estimate water requirements of hot pepper under different growing conditions. High irrigation regimes increased fresh and dry fruit yield, fruit number, harvest index and top dry matter production. Yield loss could be prevented by irrigating at 20-25% depletion of plant available water, confirming the sensitivity of the crop to mild soil water stress. High plant density markedly increased fresh and dry fruit yield, water-use efficiency and dry matter production. Average fruit mass, succulence and specific leaf area were neither affected by row spacing nor by irrigation regimes. There were marked differences among the cultivars in fruit yields despite comparable top dry mass production. Average dry fruit mass, fruit number per plant and succulence were significantly affected by cultivar differences. The absence of interaction effects among cultivar and irrigation regimes, cultivars and row spacing, and irrigation regimes and row spacing for most parameters suggest that appropriate irrigation regimes and row spacing that maximize productivity of hot pepper can be devised across cultivars. To facilitate irrigation scheduling, a simple canopy cover based procedure was used to determine FAO-type crop factors and growth periods for different growth stages of five hot pepper cultivars. Growth analysis was done to calculate crop-specific model parameters for the SWB model and the model was successfully calibrated and validated for five hot pepper cultivars under different irrigation regimes or row spacings. FAO basal crop coefficients (Kcb) and crop-specific model parameters for new hot pepper cultivars can now be estimated from the database, using canopy characteristics, day degrees to maturity and dry matter production. Growth cabinet studies were used to determine cardinal temperatures, namely the base, optimum and cut-off temperatures for various developmental stages. Hot pepper cultivars were observed to require different cardinal temperatures for various developmental stages. Data on thermal time requirement for flowering and maturity between plants in growth cabinet and open field experiments matched closely. Simulated water requirements for hot pepper cultivar Mareko Fana production ranged between 517 mm at Melkassa and 775 mm at Alemaya. The simulated irrigation interval ranged between 9 days at Alemaya and 6 days at Bako, and the average irrigation amount per irrigation ranged between 27.9 mm at Bako and 35.0 mm at Zeway. / Thesis (PhD)--University of Pretoria, 2010. / Plant Production and Soil Science / unrestricted

<p>Drainage water recycling (DWR) is the practice of capturing, storing, and reusing subsurface drained agricultural water to support supplemental irrigation and has recently been proposed as a practice for improving the crop production and water quality performance in the tile-drained landscape of the U.S. Midwest. This study describes the development of a modeling framework to quantify the potential irrigation and water quality benefits of DWR systems in tile-drained landscapes and the application of the model using ten years of measured weather, tile drain flow and nutrient concentrations, water table, and soil data from two sites in the U.S. Midwest. From this modeling framework, the development and testing of an open-source online tool is also presented.</p><p></p><p>A spreadsheet model was developed to track water flows between a reservoir and drained and irrigated field area at each site. The amount of tile drain flow and associated nutrient loads that could be captured from the field and stored in the reservoir was estimated to calculate the potential water quality benefits of the system. Irrigation benefits were quantified based on the amount of applied irrigation annually. A reservoir size representing 6% to 8% of the field area with an average depth of 3.05 m was sufficient in meeting the annual irrigation requirements during the 10-year period at each site. At this reservoir size, average annual nitrate-N loads were reduced by 20% to 40% and soluble reactive phosphorus loads by 17% to 41%. Variability in precipitation within and across years, and differences in soil water characteristics, resulted in a wide range of potential benefits at the two sites.</p><p>An online tool was developed from the model, and a variance-based global sensitivity analysis was conducted to determine influential and low-sensitivity input parameters. The input parameter, depth of root zone, was the most influential input parameter suggesting that the estimation of total available water for the field water balance is a critical component of the model. Input settings describing the irrigation management and crop coefficients for the initial establishment and mid-season crop growth periods were also influential in impacting the field water balance. Reservoir seepage rate was influential in regard to the reservoir water balance, particularly at larger reservoir sizes. Sensitivity analysis results were used to develop a user-interface for the tool, Evaluating Drainage Water Recycling Decisions (EDWRD).</p><p>This study shows that DWR is capable of providing both irrigation and water quality benefits in the tile-drained landscape of the U.S. Midwest. The developed modeling framework supports future research on the development of strategies to implement and manage DWR systems, and the online tool serves as a resource for users to increase their awareness and understanding of the potential benefits of this novel practice.</p><p></p>

O setor sucroenergético enfrenta atualmente uma crise industrial e agrícola, carecendo de pesquisas para reverter este quadro, dependendo de matéria-prima a custos competitivos, e isso, passa obrigatoriamente pelo aumento de produtividade no campo. A irrigação é uma das alternativas para o aumento de produtividade, mas exige investimentos consideráveis para se irrigar de forma profissional. Além disso, a crescente demanda por alimentos e a competição por recursos hídricos em todo o mundo são uma realidade que impulsiona o uso mais eficiente da água em todos os setores, principalmente na agricultura. Assim, com a hipótese de que, para cada variedade de cana-de-açúcar, existe uma combinação mais adequada entre a lâmina de irrigação e a intensidade do déficit hídrico na fase de maturação, de modo a maximizar a produtividade, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de quatro lâminas de irrigação e quatro intensidades de déficit hídrico na fase de maturação, para oito variedades de cana-deaçúcar irrigadas por gotejamento, analisando as variáveis relacionadas à qualidade e à produtividade por unidade de área, bem como, quantificando a produtividade por unidade de água (evapo)transpirada (produtividade da água). O experimento foi conduzido em estufa na Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\" (USP), em Piracicaba-SP. Os tratamentos foram distribuídos em esquema fatorial (4x4x8) com parcelas sub-subdivididas com 3 repetições, totalizando-se 128 tratamentos e 384 parcelas experimentais, sendo as parcelas experimentais compostas de um vaso com aproximadamente 330 litros de solo contendo duas plantas. As lâminas avaliadas (L50, L75 L100 e L125) foram variações na fração aplicada ao longo do tempo tomando como referência o tratamento L100, em que se manteve a umidade do solo próxima à capacidade de campo (&theta;cc) ao longo de todo experimento. Cada variedade testada teve sua própria referência L100. As intensidades do déficit hídrico para maturação avaliadas foram M1 (déficit hídrico moderado de longa duração), M2 (déficit hídrico intensivo de longa duração), M3 (sem déficit hídrico) e M4 (déficit hídrico severo de curta duração). A produtividade de colmos (TCH) foi favorecida pela combinação L100 e M3, independente da variedade estudada, com valor médio estimado de 232,2 t ha-1. Entre as variedades, a V4 apresentou a maior TCH, com média de 250,4 t ha-1 para L100. O rendimento bruto de açúcar (RBA) está diretamente ligado à produtividade de colmos, sendo igualmente favorecido pela combinação de L100 e M3, com valor médio de 23,4 t ha-1. As variedades V1, V2, V4 e V6, na lâmina L100, não diferiram significativamente entre si para RBA e tiveram a maior média, 23,9 t ha-1. A produtividade da água em açúcar e biomassa foi diferenciada em 4 e 2 grupos de variedades, respectivamente, e foi independente da lâmina de irrigação e do manejo para maturação adotados. Este resultado para a produtividade da água é característico da irrigação por gotejamento, onde as perdas por evaporação são minimizadas e a retenção de água nas folhas inexiste. Desta maneira, recomenda-se a irrigação plena de cana-de-açúcar caso a opção econômica seja pelo sistema de gotejamento. / The sugarcane industry is currently facing an industrial and agricultural crisis, lacking research to reverse this situation, depending on the raw material at competitive costs, and this inevitably entails the increase in productivity in the field. The use of irrigation systems is imposed as an alternative, but requires considerable investments to irrigate professionally. In addition, the growing demand for food and competition for water resources worldwide, are a reality that drives the more efficient water use in all sectors, especially in agriculture. Thus, with the hypothesis that there is for each variety of sugar sugarcane, a more appropriate mix between irrigation depth and intensity water deficit during ripening, in order to maximize productivity, the aim of this work was to evaluate the effect of four irrigation depths and four levels of water stress during ripening, for eight drip irrigated sugarcane varieties, analyzing the variables related to quality and productivity per area unit, as well as quantifying productivity per unit of evapotranspired water (water productivity). The experiment was conducted in a greenhouse at the \"Luiz de Queiroz\" College of Agriculture (USP) in Piracicaba-SP. Treatments were arranged in a factorial design (4x4x8) with split-split-plot with three replicates, totaling 128 treatments and 384 plots, and the plots consist of a box with about 330 liters of soil containing two plants. The evaluated irrigation depths (L50, L75 and L100 L125) were variations in the fraction applied over time, relative to the treatment L100, where soil moisture remained close to field capacity (&theta;cc) throughout the experiment. Each tested variety had its own reference L100. The intensities of water deficit during maturation were evaluated for M1 (moderate water deficit of long duration), M2 (intensive water deficit of long duration), M3 (no water deficit) and M4 (severe water deficit of short duration). The sugarcane yield (TCH) was favored by the combination L100 and M3, regardless of the studied variety, with an estimated average value of 232.2 t ha-1. Among the varieties, V4 had the highest TCH, with average of averaging 250.4 t ha-1 for L100. Sugar yield (RBA) is directly linked to sugarcane yield and is also favored by the combination of L100 and M3, with an average value of 23.4 t ha-1. The V1, V2, V4 and V6 varieties, for irrigation depth L100, did not differ significantly for RBA and had the highest average, 23.9 t ha-1. The water productivity in sugar and biomass differed in 4 and 2 variety groups, respectively, and was independent of the adopted irrigation depth and maturation management. The result for water productivity is characteristic of drip irrigation, where losses by evaporation are minimized and water retention in the leaves does not exist. Thus, one should consider the possibility of full drip irrigation, instead of the deficit one, for sugarcane.

Strategies for managing irrigation can lead to better outcomes, such as performance, quality fruit and efficient use of irrigation water. This study aimed to determine the effect of different supplemental irrigation depth and water use efficiency in bell pepper crop, cultivated in open-field and with 50% shading. The experimental was in a randomized block design with four replications, in factorial arrangement. Irrigation treatments were: application of 25, 50, 75 and 100% of evapotranspiration and the control treatment without irrigation. The experimental unit was composed of 2 lines of 5 m long, without embroidery plants. The hybrid used was Arcade, The seedlings were transplanted two months after germination, with a separation of 1 m between line and 0.4 m between plants, 16 November 2013 and 23 November 2014. The irrigation system drip, with spacing of 0.2 m and emitter flow rate of 0.8 L h-1. The frequency of irrigation was daily. The reference evapotranspiration by Penman-Monteith/FAO crop evapotranspiration and the method of dual crop coefficient was calculated. Soil parameters were determined is: chemical analysis, texture, bulk density, field capacity and infiltration rate. The soil water content monitoring was performed with a time domain reflectometer and neutron probe. The parameters evaluated were: yield, plant height, stem diameter, leaf area index, chlorophyll index, dry matter and plant root, number of fruit per plant, fruit dry matter, fruit diameter and length. Also, economic analysis on system with and without irrigation was performed. The highest yield was obtained without shade (35.1 t ha-1) with 75% of evapotranspiration and with shade (22.2 t ha-1) with 50% of evapotranspiration. The maximum technical efficiency was obtained with 69.4% and 54.5% evapotranspiration, with and without shade, respectively. With shade, saving of 15% less irrigation water was obtained. The applied irrigation depth ranged from 70.4 to 401.8 mm in the years of study. The efficient use of irrigation water without and with shade was 30 kg m-3 and 20 kg m-3, respectively. The crop coefficient was influenced by precipitation, especially during the initial phase of growth, the values were kcini= 0.71, kcmed= 1.17 and kcfinal= 0.92, higher than those recommended by FAO-56. The without shade treatments resulted in higher values in: growth rate of stem diameter, chlorophyll index, number of fruit per plant. Treatments shade resulted in higher values in: growth rate of plant height; leaf area index; number of leaf per plant; the total plant dry matter; diameter, length and weight of fruits. The lower profitability was without irrigation and higher with the irrigation depth of 75% of evapotranspiration, with internal rate of return of 29 and 84%, respectively. The excess water deficit affects the phenology, yield, plant growth and leaf area development. / Estratégias no manejo de irrigação podem levar a melhores resultados como: o uso eficiente da água, produtividade e qualidade dos frutos. O presente estudo teve como objetivo determinar o efeito de diferentes lâminas de irrigação suplementar e a eficiência do uso da água na cultura do pimentão cultivado em campo aberto e com 50% de sombreamento. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso, com quatro repetições em esquema fatorial. Os tratamentos de irrigação consistiram na aplicação de: 25, 50, 75 e 100% da evapotranspiração e a testemunha sem irrigação. A unidade experimental foi formada por 2 linhas de 5 m de comprimento, sem as plantas de bordadura. A cultivar utilizada foi o híbrido Arcade, as mudas foram transplantadas dois meses após a germinação, com o espaçamento entre linha de 1 m e entre plantas de 0,4 m, no dia 16 de novembro de 2013 e 23 de novembro de 2014. O sistema de irrigação foi por gotejamento, com o espaçamento entre emissor de 0,2 m e vazão de 0,8 L h-1. A frequência de irrigação foi diária. A evapotranspiração de referência foi calculada pela equação de Penman-Monteith/FAO e a evapotranspiração da cultura com o método de coeficiente de cultivo duplo. Determinou-se os parâmetros de solo: análise química, textura, densidade do solo, capacidade de campo e taxa de infiltração. O monitoramento do conteúdo da água no solo foi pela reflectometria no domínio do tempo (TDR) e sonda de nêutrons. Avaliaram-se os seguintes parâmetros: rendimento, altura da planta, diâmetro do caule, índice da área foliar, índice de clorofila, matéria seca (da planta, da raiz e do fruto), número de frutos por planta, comprimento e diâmetro do fruto. Também foi realizada a análise econômica com e sem irrigação. O maior rendimento foi obtido sem sombra (35,1 t ha-1) com 75% da evapotranspiração, e com sombra (22,2 t ha-1) com 50% da evapotranspiração. A máxima eficiência técnica foi obtida com 69,4% e 54,5% da evapotranspiração, sem e com sombra, respectivamente. Com sombra ocorreu a economia de 15% da água de irrigação. A lâmina de irrigação aplicada oscilou de 70,4 a 401,8 mm nos anos de estudo. O uso eficiente da água de irrigação encontrado sem e com sombra foram de 30 kg m-3 e 20 kg m-3, respectivamente. O coeficiente de cultura foi influenciado pelas precipitações, durante as fases inicial e de crescimento. Os valores do coeficiente da cultura foram kcini= 0,71, kcmed= 1,17 e kcfinal= 0,92, sendo estes valores maiores que os recomendados pela FAO-56. No tratamento sem sombra resultaram valores maiores em: taxa de crescimento do diâmetro do caule; índice de clorofila e número de frutos por planta. No tratamento com sombra resultaram valores maiores em: taxa de crescimento da altura da planta; índice de área foliar; número de folhas por planta; matéria seca total da planta; diâmetro, comprimento e massa dos frutos. A menor rentabilidade foi sem irrigação e a maior com a lâmina de irrigação de 75% da evapotranspiração, com taxa interna de retorno de 29 e 84%, respectivamente. O déficit e o excesso de água afetaram a fenologia, o rendimento, o crescimento da planta e o desenvolvimento da área foliar.