Com a continuação do aquecimento global, prevê-se o aumento dos períodos de seca, um dos mais importantes fatores abióticos a afetar o crescimento dos eucaliptos no Brasil. Nessa direção, as práticas silviculturais poderiam adaptar-se para favorecer os mecanismos de adaptação das árvores à seca. Assim, na Estação Experimental de Itatinga, foram avaliados os efeitos da adubação potássica sobre os aspectos produtivos e fisiológicos de um povoamento de Eucalyptus grandis, em primeira rotação, submetido à exclusão parcial de chuva durante trinta meses após o plantio. O dispositivo experimental foi um split plot, com três blocos completos e quatro tratamentos: dois regimes hídricos (100% e 63% das chuvas, com exclusão parcial artificial) e duas doses de K (0 e 4,5 kmol ha-1). A meta foi avaliar a influência da nutrição potássica sobre as características e a atividade fotossintética das folhas. A transpiração foi medida por sensores de fluxo de seiva para estimar a eficiência de transpiração do povoamento. O potencial foliar e as trocas gasosas foliares foram monitorados, enquanto os valores de \'delta\'13C do floema foram medidos, para avaliar o estado hídrico e o funcionamento estomático das árvores, em função da disponibilidade de K e de água. Os resultados mostraram que a adição de K atuou sobre vários mecanismos responsáveis pelo aumento do crescimento e da produção de madeira: aumento da área foliar total e individual, da duração de vida foliar, do tamanho e da turgescência celular foliar, da espessura foliar e dos espaços intercelulares no mesófilo foliar, da capacidade fotossintética, da condutância dos estômatos e do mesófilo, da exportação dos fotoassimilados, produzidos nas folhas-fontes, do fluxo de seiva, da eficiência de transpiração na produção de madeira, pelo aumento da repartição de biomassa nesse compartimento. Folhas com sintomas de deficiência de K mostraram concentrações de nutrientes, espaços intercelulares e atividade fotossintética inferiores, e concentrações de açúcares solúveis superiores, na comparação com o tratamento com K, sugerindo uma ligação entre nutrição, anatomia e fisiologia foliar. Durante o déficit hídrico, o E. grandis mostrou um comportamento isohidrodinâmico, associado ao fechamento estomático, ao ajustamento foliar osmótico, à diminuição na elasticidade das paredes celulares, ao aumento na eficiência de uso da água nas folhas, à diminuição da área foliar total e à rápida absorção da água nas camadas profundas do solo. A partir de aproximadamente 22 meses após o plantio, o estado hídrico das árvores diminuiu: (1) nas parcelas com exclusão parcial de chuva, em relação às parcelas sem exclusão parcial de chuva, e (2) nas parcelas com adição de K, em relação às parcelas sem essa adição. Embora a adição de K melhore as relações hídricas nas folhas, o controle dos movimentos estomáticos e as trocas gasosas foliares, ela agravou o estado hídrico das árvores durante períodos de seca intensa, devido ao maior crescimento e à demanda hídrica. Assim, os efeitos benéficos da adição de K sobre a adaptação à seca das árvores poderiam não contrabalançar o aumento do déficit hídrico durante períodos mais intensos de seca. Em relação às previsões futuras de seca, as empresas florestais, provavelmente, terão de adaptar a fertilização para minimizar a demanda de água e os riscos de mortalidade / Global warming is predicted to exacerbate drought, one of the most important abiotic stress factors affecting eucalypts growth in Brazil. Silvilcultural practices might be adapted to enhance drought adaptation mechanisms of trees. This study examined the effects of K addition on productive and physiological aspects of Eucalyptus grandis stands in first rotation submitted to partial through fall exclusion over thirty months after planting. A large-scale through fall exclusion experiment using a split plot design was conducted with three blocks and four treatments: two water regimes (100% and 63% of through fall with partial artificial exclusion) and two K doses (0 and 4.5 kmol ha-1). The influence of K nutrition on characteristics and photosynthetic activity of leaves was assessed Tree transpiration was measured from sap flow probes to estimate water use efficiency. Foliar water potential and gas exchange were monitored, and phloem \'delta\'13C was measured in order to evaluate tree water status and stomatal regulation depending on K and water availabilities. The results showed that K supply influence various mechanisms responsible for tree growth enhancement: increase in total and individual leaf area, leaf lifespan, cell turgor and cell size due to an increase in turgor, leaf thickness and intercellular spaces, photosynthetic capacity, stomata and mesophyll conductances, photoassimilate export from source leaves and transpiration efficiency for wood production through increase of biomass partitioning to this compartment. Leave with K-deficiency symptoms exhibited lower nutrient concentrations and photosynthetic activity, reduced intercellular spaces, and higher soluble sugar contents compared to healthy leaves, which suggested a strong link between nutrition, leaf anatomy and physiology. The adaptive mechanisms of E. grandis trees to cope with water restriction were an isohydrodynamic behavior associated with stomatal closure, osmotic adjustment, a decrease in wall cell elasticity, an increase in foliar water use efficiency, a decrease in total leaf area and a fast water uptake in very deep soil layers. From approximately 22 months after planting onwards, tree water status was lower: (1) in droughted plots compared to the rain-fed plots and, (2) in K-fertilized plots, compared to the K-unfertilized trees. Although K addition enhanced tree water relations, stomatal control and leaf gas exchange, it exacerbated tree water deficit during severe drought as a result of high water demand throughout tree development. Therefore, the beneficial effects of K supply on tree acclimation to drought may not counterbalance the increase in water deficit during severe water restriction periods compared to the K-unfertilized trees. Regarding future drought previsions, forest managers might have to adapt their fertilization regimes to minimize water demand and risks of mortality

A cana-de-açúcar apresenta-se como umas das principais culturas do agronegócio no Brasil e está integrada à matriz energética nacional, servindo também como matéria prima para diversos produtos industrializados. Em virtude das alterações nos padrões de precipitação natural que está ocorrendo em várias regiões do mundo, observam-se perdas significativas de produtividade na cana-de-açúcar devido ao déficit hídrico no solo, sendo esse um dos principais entraves atuais para maximização e para produtividade desta cultura. A busca por variedades resistentes ao estresse hídrico nos programas de melhoramento genético tem procurado selecionar genótipos que convertam de maneira mais eficiente à transpiração da planta em biomassa, evitando a perda de água excessiva para a atmosfera, de modo tal que a planta \"economize a água do solo\" para poder sobreviver posteriormente durante os períodos de estiagem. Este trabalho tem por hipótese que seja possível estimar a eficiência do uso da água (produtividade da água) e o acúmulo final de carbono na cultura de cana-de-açúcar em diferentes níveis de disponibilidade hídrica no solo, através de medidas pontuais da taxa de fotossíntese e transpiração (IRGA - Trocas gasosas) nos estágios iniciais e intermediários de crescimento da cultura. O presente trabalho tem por objetivo avaliar, de forma comparativa, variáveis relacionadas às trocas gasosas de oito variedades de cana-de-açúcar quando submetidas a déficit hídrico durante a fase inicial de crescimento vegetativo. O experimento foi conduzido em ambiente protegido 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 128 tratamentos e 384 parcelas experimentais. As mensurações de trocas gasosas foram realizadas entre 45 e 195 dias após inicio do ciclo cana soca sob condições controladas de luz e CO2. As quatro lâminas de irrigação utilizadas foram L50, L75 L100 e L125. Na lâmina L100 a umidade do solo foi mantida próxima à capacidade de campo (θcc) ao longo de todo experimento, nas demais lâminas aplicou-se uma fração da L100. Verificou-se que o estresse hídrico afetou as trocas gasosas: fotossíntese líquida, transpiração, condutância estomática e eficiência do uso da água. Os valores de produtividade da água reais medidos no experimento oscilaram entre 5 a 9 kg de matéria seca m-3 de água evapotranspirada. Os maiores acúmulos de biomassa foram observados para as variedades V1, V2 e V4 na lâmina de irrigação de 100%, com mais de 80 t ha-1 de biomassa seca. A produtividade da água real de uma variedade de cana-de-açúcar pode ser estimada com base em medidas de trocas gasosas, porém deverá ser aplicado um fator de correção específico para cada variedade que oscila entre 3,1 e 5,2 para a lâmina de 100 %. / Sugarcane crop is one of the main crops of agribusiness in Brazil and is integrated into the national energy matrix, also serving as raw material for various industrial products. Due to changes in natural precipitation patterns taking place in various regions of the world in recent years, there are significant losses of productivity in sugarcane due to water deficit in the soil, making a major current obstacle to maximizing this crop productivity. The search for varieties resistant to water stress in breeding programs has sought to select genotypes that convert more efficiently the transpiration of the plant, avoiding excessive loss of water to the atmosphere, such that the plant \"save water in the soil\" in order to survive during periods of drought in the future. This work has the primary hypothesis that it is possible to estimate the water use efficiency (water productivity) and the final accumulation of carbon in the sugarcane crop at different soil water levels availability through localized measurements of photosynthesis and transpiration (IRGA - Gas exchange equipment) during initial and intermediate stages of crop growth. This study aims to evaluate, on a comparative basis, variables related to gas exchange for 8 varieties of sugarcane subjected to water stress during early vegetative growth. The experiment was carried out under greenhouse conditions at Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\" (USP) in Piracicaba-SP / Brazil. The treatments were distributed in a factorial scheme (4x4x8) with sub-divided plots with three repetitions, totaling 128 treatments and experimental units. Measurements of gas exchange took place between 45 and 195 days after the beginning of the sugarcane cycle ratoon under controlled conditions of light and CO2. The four irrigation depths used were L50, L75 L100 and L125. In the L100 treatment soil moisture was kept close to field capacity (θcc) throughout the experiment; L50, L75 and L125 received a fraction of the L100. It was found that water stress affected plant gas exchange: net photosynthesis, transpiration, stomatal conductance and water use efficiency. The actual water use efficiency (water productivity) measured in the experiment varied between 5 and 9 kg of dry matter m-3 of evapotranspired water. The highest accumulation of biomass were observed for varieties V1, V2 and V4 on the L100 irrigation treatment, up to 83 t ha-1 dry matter (V1). Water use efficiency (water productivity) of sugarcane varieties can be estimated based on measurements of gas exchange, but must be assigned a specific correction variety factor ranging between 3.1 and 5.2 for the L100 tratment.

Fotossíntese é o processo biofísico pelo qual energia luminosa é transformada em energia química armazenada em compostos de carbono. A taxa fotossintética instantânea possui um forte padrão assintótico em resposta ao incremento da intensidade luminosa, porém quando integramos a fotossíntese em escalas espaciais e temporais maiores, observa-se um padrão linear de resposta entre radiação interceptada e produção. Esta abordagem permitiu o surgimento de modelos baseados nas taxas de conversão de energia radiante em biomassa seca, ou eficiência do uso da luz (&epsilon;). Valores publicados para o Eucalyptus estão na faixa de 0,5-2,5 g MJ-1, porém se faz necessário um entendimento mais profundo a respeito da sensibilidade destes valores às flutuações do clima e sua sazonalidade. Para isso, as taxas de crescimento, uso e eficiência do uso da luz foram monitoradas quinzenalmente durante 16 meses em parcelas de 18 clones de Eucalyptus, dos 1,3 aos 2,7 anos de idade. Foram testadas as hipóteses de que a produção de madeira aumentaria em função de incrementos no uso e/ou eficiência de uso da luz, assim como estes valores aumentariam respectivamente com incrementos no índice de área foliar e por uma alocação de carbono para o fuste, respectivamente. Os clones apresentaram uma grande amplitude de produtividade (9,9-22,7 Mg ha-1 ano-1) e arquiteturas de copa, capturando entre 65-95% da radiação incidente. Tais valores resultaram em uma eficiência do uso da luz média de 1,5 g MJ-1, variando entre 0,16-3,14 g MJ-1. Apesar de patamares distintos, os valores de eficiência de uso dos clones oscilaram de maneira similar, de modo que a radiação incidente foi a principal variável afetando a eficiência de uso da luz, estando &epsilon; positivamente relacionada a variáveis que expressam períodos de maior disponibilidade hídrica e negativamente relacionado a períodos de menor disponibilidade. Maiores valores de índice de área foliar efetivo (Le) acarretaram em maior interceptação de luz, porém as distintas arquiteturas de copa revelaram diferentes estratégias de captura de luz (0,3 < &kappa; < 0,6). Apesar de uma maior interceptação, não houve correlação significativa com a produtividade, no entanto observou-se uma forte correlação entre eficiência do uso da luz e crescimento em madeira, resultado de uma maior alocação para o fuste. Apesar de evidenciar a relação entre alocação e eficiência, existem outros mecanismos associados às alterações observadas em &epsilon; que apenas uma caracterização completa dos fluxos de carbono pode elucidar. / Photosynthesis is the biophysical process by which light energy is converted into chemical energy stored in carbon compounds. The instantaneous photosynthetic rate has a strong asymptotic pattern in response to increases in light intensity, however when we integrate photosynthesis in larger spatial and temporal scales, there is a linear pattern of response between intercepted radiation and production. This approach has allowed the appearance of models based on radiant energy conversion rates into dry biomass, or light use efficiency (&epsilon;). Published values for Eucalyptus range from 0.5 to 2.5 g MJ-1, but a deeper understanding of the sensitivity of these values to climate fluctuations and seasonality is necessary. For this reason, wood growth rates, light use and efficiency were monitored every two weeks for 16 months at 18 Eucalyptus clones plots, from 1.3 to 2.7 years of age. Our hypothesis was that wood production would be positively related to light use and efficiency, as well these values would increase respectively with increases in leaf area index and carbon allocation to the stem. Clones showed a wide range of productivity (9.9 to 22.7 Mg ha-1 yr-1) and canopy architectures, capturing between 65-95% of incident radiation. Such values resulted in an average light use efficiency of 1.8 g MJ-1, ranging from 0.16 to 3.14 g MJ-1. Although different levels, light use efficiency values for the clones fluctuated similarly. Incident radiation was the main variable affecting the efficiency of dry matter conversion, and &epsilon; values were positively related variables expressing periods of greater water availability and negatively related to periods of lower availability. Larger effective leaf area index (Le) values resulted in higher light interception, but the different canopy architectures revealed different light capture strategies (0.3 < &kappa; < 0.6). Despite a higher interception, there was no significant correlation with productivity; however there was a strong correlation between light use efficiency and wood growth, as a result of increased allocation to the stem. While evidencing the relationship between allocation and efficiency, there are other mechanisms associated with changes in &epsilon; observed that only one full characterization of the carbon fluxes can elucidate.

Planting density and genotype have close relationship with the water relations in plants. The scenario of increased occurrence of extreme weather events and the change of Eucalyptus forest plantations to high water deficit regions, led us to the three key questions of this study: (1) What is the relationship between planting density and the potential water stress? (2) The planting spacing interferes the water use efficiency (WUE), i.e. the amount of biomass produced by the amount of water transpired? (3) Can the planting density change the soil water balance (BHS)? To develop this work, we settled a field trial in Mogi Guacu, SP, in February 2012. We planted four genetic material (Eucalyptus grandis x E.urophylla1 {Urograndis1}, Eucalyptus grandis x E.urophylla2, E.urophylla and E.grandis x E.camaldulensis {Grancam}) with different levels of tolerance to drought and four planting spacings (3.4, 7.0, 10.5 and 16.9 m2 plant-1, which correspond to densities of 2,949 , 1,424 and 1,028 and 591 plants ha-1). In Chapter 1, we evaluated the leaf water potential (representing potential water stress) of the four clones for 1 year, between 1.5 and 2.5 years. Regardless of the genetic material, the higher the wood productivity, the greater the leaf water potential. The denser planting (2,949 plants ha-1) stands generated 39% more wood, however, water stress potential reached up to 33% higher than the least dense planting (591 plants ha-1). In the second chapter, during the same period, we evaluated the efficiency of water use, which did not vary according to the change of planting density, but showed differences between genotypes with US 2.3, 2.2 and 1, 5 g L-1 to Urograndis, Urophylla and Grancam, respectively, at a density of 1,424 plants ha-1. Finally, the third chapter evaluated for two years, between 1.7 and 3.7 years, transpiration (T), soil evaporation (Es) and canopy interception (Ei), which together made up evapotranspiration (ET). Subtraction of precipitation (P) per ET resulted in soil water balance (SWB). The SWB was positive or near zero for the two clones evaluated (Urograndis1 and Grancam) when planting density was less than or equal to 1,028 trees ha-1. In the denser planting, the balance was -25%. These studies show that: a higher wood growth results in a higher potential drought stress, generating a clear trade-off between production and survival of trees. However, the detailed study of genetic materials fall under that there are increasing opportunities in water use efficiency, though without the increase in water use, bringing a greater share of water in the watershed scale. Finally, plantations above 1,028 ha-1 trees resulted in a negative soil water balance of -25% at the peak of growth. Together, this study reveals that spacing associated with genotypes can serve as tools in the search for balance between timber production and conservation of natural resources. / A densidade de plantio e o genótipo possuem estreita relação com as relações hídricas nas plantas. Sob um cenário de maior ocorrência de eventos climáticos extremos e do avanço dos plantios florestais de eucalipto para regiões de elevado déficit hídrico, elaboramos três perguntas-chave para esse estudo: (1) Qual a relação entre a densidade de plantio e o potencial estresse hídrico? (2) O espaçamento de plantio interfere na eficiência do uso da água (EUA), i.e., na quantidade de biomassa produzida pela quantidade de água transpirada? (3) Pode a densidade de plantio alterar o balanço hídrico do solo (BHS)? Para responder a essas questões, instalou-se um ensaio de campo em Mogi Guacu, SP, em fevereiro de 2012. Foram plantados quatro materiais genéticos (Eucalyptus grandis x E.urophylla1 {Urograndis1}, Eucalyptus grandis x E.urophylla2, E.urophylla e E.grandis x E.camaldulensis {Grancam}) com distintos níveis de tolerância à seca e quatro espaçamentos de plantio (3,4, 7,0, 10,5 e 16,9 m2 planta-1, que correspondem às densidades de 2.949, 1.424 e 1.028 e 591 plantas ha-1). No capítulo 1, avaliou-se o potencial hídrico foliar (representando o potencial estresse hídrico) dos quatro clones durante 1 ano, entre 1,5 e 2,5 anos. Independentemente do material genético, quanto maior a produtividade madeireira atingida, maior o potencial hídrico foliar. Os plantios mais adensados (2.949 plantas ha-1) geraram povoamentos 39% mais produtivos, no entanto, o potencial estresse hídrico chegou a atingir 33% acima do plantio menos adensado (591 plantas ha-1). No segundo capítulo, durante o mesmo período, avaliou-se a eficiência do uso da água, que não variou conforme a mudança de densidade de plantio, mas apresentou diferença entre os genótipos, com EUA de 2,3, 2,2 e 1,5 g L-1 para os clones Urograndis, Urophylla e Grancam, respectivamente, na densidade de 1.424 plantas ha-1. Por fim, o terceiro capítulo avaliou durante dois anos, entre 1,7 e 3,7 anos, a transpiração (T), evaporação do solo (Es) e interceptação de água pela copa (Ei), que somados compunham e evapotranspiração (ET). A subtração da precipitação (P) da ET resultou no balanço hídrico do solo (BHS). O BHS foi positivo ou próximo de zero para os dois clones avaliados (Urograndis1 e Grancam) quando a densidade de plantio foi inferior ou igual a 1.028 árvores ha-1. No plantio mais adensado, o balanço foi de -25%. Estes estudos demonstram que: a maior produtividade madeireira acarreta em maior potencial estresse hídrico, gerando um claro dilema entre a produção e a sobrevivência dos plantios. No entanto, o estudo detalhado dos materiais genéticos releva que há possibilidades de incremento na eficiência do uso da água sem que ocorra o aumento no uso da água, trazendo um maior compartilhamento da água na escala da microbacia. Por fim, plantios acima de 1.028 árvores ha-1 resultaram em um balanço hídrico do solo negativo médio de -25% no pico do crescimento. Em conjunto, o presente trabalho releva que o espaçamento associado a materiais genéticos específicos, podem servir como ferramenta na busca pelo equilíbrio entre a produção madeireira e a conservação de recursos naturais.

O uso de determinadas fontes nitrogenadas, doses e formas de nitrogênio (N) pode aumentar a eficiência de uso de N (EUN) em soqueiras de cana-de-açúcar (Saccharum spp.), mantendo, em longo prazo, elevados índices de produtividade, lucro e proteção ao ambiente. Experimentos de campo e de casa-de-vegetação foram desenvolvidos com os seguintes objetivos: (i) avaliar o efeito do manejo do N-fertilizante e dos ciclos de soqueira da cultura na produtividade, parâmetros tecnológicos, acúmulo de biomassa, acúmulo e balanço de nutrientes e nas alterações dos atributos químicos do solo; (ii) avaliar a produção de biomassa seca, metabolismo e nutrição de plantas de cana-de-açúcar cultivadas em solução nutritiva, com suprimento exclusivo ou misto de nitrato (NO3-) e amônio (NH4+) como fontes de N; (iii) avaliar a EUN do 15N-nitrato (15NH4NO3), 15N-amônio (NH415NO3) e 15N-amida [(15NH2)2CO] aplicados na quarta soqueira de cana-de-açúcar em condições de campo; e avaliar a EUN do 15N-amônio e 15N-nitrato aplicados em mudas de cana-de-açúcar cultivadas em solução nutritiva. No campo, o N-fertilizante foi repetido nas mesmas parcelas experimentais (parcelas estáticas), em anos subsequentes (quatro ou cinco soqueiras) e o manejo de N-fertilizante, que incluiu fontes e doses de N, não influenciou na produtividade de colmos e de açúcar no local 1 (Latossolo Vermelho Amarelo distrófico - LVAd). Entretanto, no local 2 (também LVAd), o NA100 e o NAC100 [nitrato de amônio (NA) e nitrato de amônio e cálcio (NAC), ambos na dose de 100 kg ha-1 de N] foram os manejos mais vantajosos para a obtenção das maiores produtividades de colmo e de açúcar em soqueiras quando comparado aos demais tratamentos. No geral, nos dois locais, o NAC150 (150 kg ha-1 de N) proporcionou os maiores acúmulos de biomassa, N e K nas plantas. Além disso, enquanto o controle (sem adição de N) apresentou as menores produções de biomassa e acúmulos de nutrientes (com exceção ao P), o balanço de nutrientes do solo nesse tratamento foi relativamente neutro após anos de cultivo da cana-de-açúcar. Em condições controladas, plantas de cana-de-açúcar supridas exclusivamente com amônio apresentaram menor produção de biomassa, acúmulo de nutrientes e área foliar do que os outros tratamentos (supridos com combinações de NO3-/NH4+ e somente com nitrato), indicando que o uso exclusivo dessa forma de N não foi eficiente para sustentar o crescimento vegetal. A maior EUN foi obtida com o fornecimento exclusivo de nitrato, que também proporcionou maior produção de biomassa seca, área foliar, acúmulo de macronutrientes, atividade fotossintética e crescimento do sistema radicular. A utilização de 15N indicou que, no campo, não houve diferença na EUN pelas plantas devido à utilização do 15N-nitrato e 15N-amônio. Em contraste, a EUN do 15N-amônio foi maior que a do 15N-nitrato durante o 1º, 4º e 7º dia após a aplicação do fertilizante (DAAF), em condições controladas. Contudo, o uso do 15N-nitrato teve maior EUN nas raízes e planta inteira que o 15N-amônio no 15º DAAF. Isso indica que a cana-de-açúcar pode aproveitar eficientemente as duas formas minerais de N, embora o aproveitamento do amônio seja mais rápido. / The use of different fertilizers and rates of nitrogen (N) can increase the N use efficiency (NUE) in sugarcane ratoon (Saccharum spp.), sustaining high yield levels, profitability and environmental protection in long-term. Thus, field and greenhouse studies were performed with the following objectives: (i) evaluate the effect of fertilizer-N management and ratoon crop cycles on sugarcane yield, technological parameters, biomass accumulation, nutrient content, temporal variation in soil chemical properties and soil nutrient balance; (ii) evaluate the biomass production, metabolism and nutrient acquisition of sugarcane plants cropped in nutrient solution, with solely or combined supply of ammonium and nitrate as N sources; (iii) evaluate the NUE of 15N-ammonium (15NH4NO3), 15N-nitrate (NH415NO3), and 15N-amide [(15NH2)2CO] applied to sugarcane under field conditions and the NUE of 15N-ammonium and 15N-nitrate applied to seedlings sugarcane under nutrient solutions. In the field, N fertilizers were replicated in the same experimental plots (static plots) in subsequent years (four or five ratoons) and the management of N-fertilizer, which included fertilizers and N rates, resulted in lack of influence on cane and sucrose yield at Site 1 (Typic Hapludox). However, at Site 2 (also Typic Hapludox), the N treatments AN100 and CAN100 [ammonium nitrate (AN) and calcium ammonium nitrate (CAN), both at a rate of 100 kg N ha-1] provided the highest cane and sugar yield as compared to the remaining treatments. Overall, at both sites, CAN150 (150 kg N ha-1) resulted in the highest biomass accumulation and N and K content by sugarcane. In addition, while the control (no N added) had the lowest biomass accumulation and nutrient content (except for P), the soil nutrient balance in this treatment was relatively neutral, after years of sugarcane cultivation. Under controlled conditions, NH4+-fed plants presented lower biomass accumulation, nutrient content and leaf area than the other treatments (different NO3-/NH4+ ratios and NO3--fed plants), indicating that this N form, when applied solely, was not effective for the proper plant growth. The highest NUE was obtained with NO3--fed plants, which also had the highest production of dry biomass, leaf area, nutrient accumulation, photosynthetic activity, and growth of the root system. The use of 15N-nitrate and 15N-ammonium indicated that there was no difference in NUE by plants in the field. In contrast, the NUE of 15N-ammonium was greater than 15N-nitrate during the 1st, 4th and 7th day after fertilizer application (DAFA), under controlled conditions. However, the use of 15N-nitrate had greater NUE in roots and whole plant than 15N-ammonium in the 15th DAFA. It can be concluded that sugarcane can use both N forms although the recovery of NH4+ was faster than NO3-.

Planting density and genotype have close relationship with the water relations in plants. The scenario of increased occurrence of extreme weather events and the change of Eucalyptus forest plantations to high water deficit regions, led us to the three key questions of this study: (1) What is the relationship between planting density and the potential water stress? (2) The planting spacing interferes the water use efficiency (WUE), i.e. the amount of biomass produced by the amount of water transpired? (3) Can the planting density change the soil water balance (BHS)? To develop this work, we settled a field trial in Mogi Guacu, SP, in February 2012. We planted four genetic material (Eucalyptus grandis x E.urophylla1 {Urograndis1}, Eucalyptus grandis x E.urophylla2, E.urophylla and E.grandis x E.camaldulensis {Grancam}) with different levels of tolerance to drought and four planting spacings (3.4, 7.0, 10.5 and 16.9 m2 plant-1, which correspond to densities of 2,949 , 1,424 and 1,028 and 591 plants ha-1). In Chapter 1, we evaluated the leaf water potential (representing potential water stress) of the four clones for 1 year, between 1.5 and 2.5 years. Regardless of the genetic material, the higher the wood productivity, the greater the leaf water potential. The denser planting (2,949 plants ha-1) stands generated 39% more wood, however, water stress potential reached up to 33% higher than the least dense planting (591 plants ha-1). In the second chapter, during the same period, we evaluated the efficiency of water use, which did not vary according to the change of planting density, but showed differences between genotypes with US 2.3, 2.2 and 1, 5 g L-1 to Urograndis, Urophylla and Grancam, respectively, at a density of 1,424 plants ha-1. Finally, the third chapter evaluated for two years, between 1.7 and 3.7 years, transpiration (T), soil evaporation (Es) and canopy interception (Ei), which together made up evapotranspiration (ET). Subtraction of precipitation (P) per ET resulted in soil water balance (SWB). The SWB was positive or near zero for the two clones evaluated (Urograndis1 and Grancam) when planting density was less than or equal to 1,028 trees ha-1. In the denser planting, the balance was -25%. These studies show that: a higher wood growth results in a higher potential drought stress, generating a clear trade-off between production and survival of trees. However, the detailed study of genetic materials fall under that there are increasing opportunities in water use efficiency, though without the increase in water use, bringing a greater share of water in the watershed scale. Finally, plantations above 1,028 ha-1 trees resulted in a negative soil water balance of -25% at the peak of growth. Together, this study reveals that spacing associated with genotypes can serve as tools in the search for balance between timber production and conservation of natural resources. / A densidade de plantio e o genótipo possuem estreita relação com as relações hídricas nas plantas. Sob um cenário de maior ocorrência de eventos climáticos extremos e do avanço dos plantios florestais de eucalipto para regiões de elevado déficit hídrico, elaboramos três perguntas-chave para esse estudo: (1) Qual a relação entre a densidade de plantio e o potencial estresse hídrico? (2) O espaçamento de plantio interfere na eficiência do uso da água (EUA), i.e., na quantidade de biomassa produzida pela quantidade de água transpirada? (3) Pode a densidade de plantio alterar o balanço hídrico do solo (BHS)? Para responder a essas questões, instalou-se um ensaio de campo em Mogi Guacu, SP, em fevereiro de 2012. Foram plantados quatro materiais genéticos (Eucalyptus grandis x E.urophylla1 {Urograndis1}, Eucalyptus grandis x E.urophylla2, E.urophylla e E.grandis x E.camaldulensis {Grancam}) com distintos níveis de tolerância à seca e quatro espaçamentos de plantio (3,4, 7,0, 10,5 e 16,9 m2 planta-1, que correspondem às densidades de 2.949, 1.424 e 1.028 e 591 plantas ha-1). No capítulo 1, avaliou-se o potencial hídrico foliar (representando o potencial estresse hídrico) dos quatro clones durante 1 ano, entre 1,5 e 2,5 anos. Independentemente do material genético, quanto maior a produtividade madeireira atingida, maior o potencial hídrico foliar. Os plantios mais adensados (2.949 plantas ha-1) geraram povoamentos 39% mais produtivos, no entanto, o potencial estresse hídrico chegou a atingir 33% acima do plantio menos adensado (591 plantas ha-1). No segundo capítulo, durante o mesmo período, avaliou-se a eficiência do uso da água, que não variou conforme a mudança de densidade de plantio, mas apresentou diferença entre os genótipos, com EUA de 2,3, 2,2 e 1,5 g L-1 para os clones Urograndis, Urophylla e Grancam, respectivamente, na densidade de 1.424 plantas ha-1. Por fim, o terceiro capítulo avaliou durante dois anos, entre 1,7 e 3,7 anos, a transpiração (T), evaporação do solo (Es) e interceptação de água pela copa (Ei), que somados compunham e evapotranspiração (ET). A subtração da precipitação (P) da ET resultou no balanço hídrico do solo (BHS). O BHS foi positivo ou próximo de zero para os dois clones avaliados (Urograndis1 e Grancam) quando a densidade de plantio foi inferior ou igual a 1.028 árvores ha-1. No plantio mais adensado, o balanço foi de -25%. Estes estudos demonstram que: a maior produtividade madeireira acarreta em maior potencial estresse hídrico, gerando um claro dilema entre a produção e a sobrevivência dos plantios. No entanto, o estudo detalhado dos materiais genéticos releva que há possibilidades de incremento na eficiência do uso da água sem que ocorra o aumento no uso da água, trazendo um maior compartilhamento da água na escala da microbacia. Por fim, plantios acima de 1.028 árvores ha-1 resultaram em um balanço hídrico do solo negativo médio de -25% no pico do crescimento. Em conjunto, o presente trabalho releva que o espaçamento associado a materiais genéticos específicos, podem servir como ferramenta na busca pelo equilíbrio entre a produção madeireira e a conservação de recursos naturais.

O hábito de crescimento influencia o balanço entre o desenvolvimento vegetativo e o reprodutivo das plantas. Este, por sua vez, está diretamente vinculado a diversas variáveis de interesse agronômico, como produtividade e consumo de água. Em tomateiro, existem três hábitos de crescimento conhecidos: determinado, indeterminado e semi-determinado, sendo esse último na verdade determinado, porém com uma extensão do ciclo vegetativo. Cultivares de crescimento determinado são largamente utilizadas para produção de tomates destinados à indústria (molhos e ketchups), e as indeterminadas destinadas ao consumo in natura. Por outro lado, genótipos de crescimento semi-determinado, embora ainda sejam pouco explorados, apresentam-se como ótimas opções tanto para indústria quanto para o consumo in natura. Diante disto, o presente trabalho teve por objetivo avaliar a implicação do hábito de crescimento semi-determinado no desempenho produtivo e na eficiência no uso da água de plantas de tomateiro. Para tal, genótipos com diferentes hábitos de crescimento foram produzidos, por meio de introgressões de variações alélicas que afetam o hábito de crescimento das plantas, no background genético da cultivar miniatura de tomateiro Micro-Tom (MT). A caracterização desses genótipos demonstrou que os materiais de crescimento semideterminado apresentam um atraso no florescimento, emitindo em média uma folha a mais antes da formação da primeira inflorescência. Além disso, verificasse que essas plantas apresentam uma altura intermediária entre genótipos de crescimento determinado e indeterminado, aos 50 dias após a semeadura. Já para características agronômicas, constatou-se um aumento significativo na produtividade e no conteúdo de sólidos solúveis totais (brix) nos frutos dos genótipos de crescimento semi-determinado em comparação com o de crescimento determinado. Os dados sugerem que esse efeito seja resultante de um balanço mais equilibrado entre o desenvolvimento vegetativo e o reprodutivo, evidenciado pela ausência de diferença significativa na partição de massa seca oriunda do desenvolvimento vegetativo e do reprodutivo nesses genótipos, quando comparados aos genótipos de crescimento determinado e indeterminado. A eficiência no uso da água (EUA) foi avaliada tanto gravimetricamente (massa seca total produzida por quantidade de água transpirada), quanto através de discriminação isotópica. Os genótipos de crescimento semi-determinado apresentaram maior EUA do que os genótipos determinado e indeterminado aos 50 dias após a semeadura. Curiosamente, as plantas de crescimento semi-determinado mostraram-se mais resistentes, quando submetidas a um estresse de seca, que o genótipo de crescimento determinado utilizado como controle nas avaliações. Entretanto, são necessários estudos para elucidar o mecanismo envolvido nesta resistência. Em conclusão, os resultados aqui apresentados sugerem que os genótipos de crescimento semi-determinado atingiram o balanço ótimo entre desenvolvimento vegetativo e reprodutivo, de forma a aumentar concomitantemente, produtividade, conteúdo de brix nos frutos, e eficiência no uso da água. / Growth habit influences the balance between vegetative and reproductive development of plants. This, in turn, is directly linked to several variables of agronomic interest, such as yield and water-use efficiency (WUE). In tomato, there are three growth habits: determinate, indeterminate and semi-determinate, the latter being actually determinate, but with an extension of the vegetative cycle. Cultivars of determinate growth are widely used for processing-tomato industry (sauces and ketchups), and indeterminate for in natura consumption (production to salads). On the other hand, semi-determinate growth genotypes, although are still poorly explored, they present an excellent option for both the industry and in natura consumption. Thus, the aim of the present study was to evaluate the implication of the semi-determinate growth habit in productive performance and in WUE of tomato plants. For this reason, genotypes with different growth habits were produced through introgression of allelic variations that affect the plants growth habit, in the genetic background of the tomato cultivar Micro-Tom (MT). The characterization of these genotypes showed that the semi-determinate growth materials exhibit a delay in flowering, producing on average one extra leaf before the first inflorescence formation. In addition, this architecture presents an intermediate height between determinate and indeterminate growth genotypes, 50 days after sowing. As for agronomic traits, we found a significant increase in yield and total soluble solids content (brix) in the fruits of semi-determinate growth genotypes compared with determinate growth. Our data suggest this effect is resulting from a more balanced vegetative and reproductive development, evidenced by the absence of significant difference on the dry matter partition derived from the vegetative and reproductive development in these genotypes, when compared to determinate and indeterminate growth genotypes. WUE was evaluated both gravimetrically (dry mass produced per amount of water transpired), and through isotopic discrimination. The semideterminate growth genotypes showed higher WUE than determinate and indeterminate genotypes at 50 days after sowing. Interestingly, the plants of semideterminate growth were more resistant than determinate growth genotype used as control, when exposed to drought stress. However, studies are needed to elucidate the mechanism involved in this resistance. In conclusion, the results presented here suggest that the genotypes of semi-determinate growth reached the optimal balance between vegetative and reproductive development, in order to increase concomitantly, productivity, brix content in the fruits, and WUE.

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.

O uso de determinadas fontes nitrogenadas, doses e formas de nitrogênio (N) pode aumentar a eficiência de uso de N (EUN) em soqueiras de cana-de-açúcar (Saccharum spp.), mantendo, em longo prazo, elevados índices de produtividade, lucro e proteção ao ambiente. Experimentos de campo e de casa-de-vegetação foram desenvolvidos com os seguintes objetivos: (i) avaliar o efeito do manejo do N-fertilizante e dos ciclos de soqueira da cultura na produtividade, parâmetros tecnológicos, acúmulo de biomassa, acúmulo e balanço de nutrientes e nas alterações dos atributos químicos do solo; (ii) avaliar a produção de biomassa seca, metabolismo e nutrição de plantas de cana-de-açúcar cultivadas em solução nutritiva, com suprimento exclusivo ou misto de nitrato (NO3-) e amônio (NH4+) como fontes de N; (iii) avaliar a EUN do 15N-nitrato (15NH4NO3), 15N-amônio (NH415NO3) e 15N-amida [(15NH2)2CO] aplicados na quarta soqueira de cana-de-açúcar em condições de campo; e avaliar a EUN do 15N-amônio e 15N-nitrato aplicados em mudas de cana-de-açúcar cultivadas em solução nutritiva. No campo, o N-fertilizante foi repetido nas mesmas parcelas experimentais (parcelas estáticas), em anos subsequentes (quatro ou cinco soqueiras) e o manejo de N-fertilizante, que incluiu fontes e doses de N, não influenciou na produtividade de colmos e de açúcar no local 1 (Latossolo Vermelho Amarelo distrófico - LVAd). Entretanto, no local 2 (também LVAd), o NA100 e o NAC100 [nitrato de amônio (NA) e nitrato de amônio e cálcio (NAC), ambos na dose de 100 kg ha-1 de N] foram os manejos mais vantajosos para a obtenção das maiores produtividades de colmo e de açúcar em soqueiras quando comparado aos demais tratamentos. No geral, nos dois locais, o NAC150 (150 kg ha-1 de N) proporcionou os maiores acúmulos de biomassa, N e K nas plantas. Além disso, enquanto o controle (sem adição de N) apresentou as menores produções de biomassa e acúmulos de nutrientes (com exceção ao P), o balanço de nutrientes do solo nesse tratamento foi relativamente neutro após anos de cultivo da cana-de-açúcar. Em condições controladas, plantas de cana-de-açúcar supridas exclusivamente com amônio apresentaram menor produção de biomassa, acúmulo de nutrientes e área foliar do que os outros tratamentos (supridos com combinações de NO3-/NH4+ e somente com nitrato), indicando que o uso exclusivo dessa forma de N não foi eficiente para sustentar o crescimento vegetal. A maior EUN foi obtida com o fornecimento exclusivo de nitrato, que também proporcionou maior produção de biomassa seca, área foliar, acúmulo de macronutrientes, atividade fotossintética e crescimento do sistema radicular. A utilização de 15N indicou que, no campo, não houve diferença na EUN pelas plantas devido à utilização do 15N-nitrato e 15N-amônio. Em contraste, a EUN do 15N-amônio foi maior que a do 15N-nitrato durante o 1º, 4º e 7º dia após a aplicação do fertilizante (DAAF), em condições controladas. Contudo, o uso do 15N-nitrato teve maior EUN nas raízes e planta inteira que o 15N-amônio no 15º DAAF. Isso indica que a cana-de-açúcar pode aproveitar eficientemente as duas formas minerais de N, embora o aproveitamento do amônio seja mais rápido. / The use of different fertilizers and rates of nitrogen (N) can increase the N use efficiency (NUE) in sugarcane ratoon (Saccharum spp.), sustaining high yield levels, profitability and environmental protection in long-term. Thus, field and greenhouse studies were performed with the following objectives: (i) evaluate the effect of fertilizer-N management and ratoon crop cycles on sugarcane yield, technological parameters, biomass accumulation, nutrient content, temporal variation in soil chemical properties and soil nutrient balance; (ii) evaluate the biomass production, metabolism and nutrient acquisition of sugarcane plants cropped in nutrient solution, with solely or combined supply of ammonium and nitrate as N sources; (iii) evaluate the NUE of 15N-ammonium (15NH4NO3), 15N-nitrate (NH415NO3), and 15N-amide [(15NH2)2CO] applied to sugarcane under field conditions and the NUE of 15N-ammonium and 15N-nitrate applied to seedlings sugarcane under nutrient solutions. In the field, N fertilizers were replicated in the same experimental plots (static plots) in subsequent years (four or five ratoons) and the management of N-fertilizer, which included fertilizers and N rates, resulted in lack of influence on cane and sucrose yield at Site 1 (Typic Hapludox). However, at Site 2 (also Typic Hapludox), the N treatments AN100 and CAN100 [ammonium nitrate (AN) and calcium ammonium nitrate (CAN), both at a rate of 100 kg N ha-1] provided the highest cane and sugar yield as compared to the remaining treatments. Overall, at both sites, CAN150 (150 kg N ha-1) resulted in the highest biomass accumulation and N and K content by sugarcane. In addition, while the control (no N added) had the lowest biomass accumulation and nutrient content (except for P), the soil nutrient balance in this treatment was relatively neutral, after years of sugarcane cultivation. Under controlled conditions, NH4+-fed plants presented lower biomass accumulation, nutrient content and leaf area than the other treatments (different NO3-/NH4+ ratios and NO3--fed plants), indicating that this N form, when applied solely, was not effective for the proper plant growth. The highest NUE was obtained with NO3--fed plants, which also had the highest production of dry biomass, leaf area, nutrient accumulation, photosynthetic activity, and growth of the root system. The use of 15N-nitrate and 15N-ammonium indicated that there was no difference in NUE by plants in the field. In contrast, the NUE of 15N-ammonium was greater than 15N-nitrate during the 1st, 4th and 7th day after fertilizer application (DAFA), under controlled conditions. However, the use of 15N-nitrate had greater NUE in roots and whole plant than 15N-ammonium in the 15th DAFA. It can be concluded that sugarcane can use both N forms although the recovery of NH4+ was faster than NO3-.

SARAIVA, Kleiton Rocha. Manejo da irrigação no cultivo da melancia, sob diferentes coberturas e déficits hídricos, utilizando o modelo ISAREG. 2014. 165 f. : Tese (doutorado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrárias, Departamento de Engenharia Agrícola, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola, Fortaleza-CE, 2014. / Submitted by demia Maia (demiamlm@gmail.com) on 2016-08-08T15:03:20Z No. of bitstreams: 1 2014_tese_krsaraiva.pdf: 3484862 bytes, checksum: 1bdb44d33f3f5c2dfe4843e4a7f7f90e (MD5) / Approved for entry into archive by demia Maia (demiamlm@gmail.com) on 2016-08-08T15:04:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_tese_krsaraiva.pdf: 3484862 bytes, checksum: 1bdb44d33f3f5c2dfe4843e4a7f7f90e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-08T15:04:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_tese_krsaraiva.pdf: 3484862 bytes, checksum: 1bdb44d33f3f5c2dfe4843e4a7f7f90e (MD5) Previous issue date: 2014 / A growing shortage of water due to population growth and economic development is increasing the challenges for agriculture, is which wasteful in its use, and thus necessitates effective new solutions for the management of water resources in irrigated areas, mainly located in the semiarid region, where water is limited. Moreover, in the semiarid Northeast of Brazil, predominantly irrigation is still empirical, ie, it is not performed in the appropriated irrigation management, causing wastage of scarce water resources in the region. One alternative to improve this scenario is the use of computer software used in irrigation management. The ISAREG has been used in many countries, being able to assist in the simulation of irrigation. Moreover, with adjustments in the input data it should be possible to quantify water irrigation depths that may allow maintenance of soil moisture at different percentages of storage (the available water capacity, CAD), saving water resources and increasing efficiency irrigation. Another way to reduce the use of water in agriculture is through the use of soil cover, which is a simple technology and the whose benefits on production and crop yields are compelling, especially in situations of low water availability. Added to this, it is the fact that the interaction of these technologies can extend these effects. Therefore, this research aimed to diffuse a rational management of irrigation, in the cultivation of watermelon in semiarid region, from different proposition of the "software" ISAREG and the use of different coverage on the soil to increase efficiency in water use, and reduction in resource use of water. To this end, six (6) research actions were performed in UEPE Unit (Teaching, Research and Extension) IFCE the campus Limon North-Ce, the District Irrigation Jaguaribe-Apodi DIJA. In Research Action I was setting up a field experiment with watermelon crop, aiming at determining the variables used in the simulation of ISAREG software. In Action II a field research was carried out with the DIJA irrigators, regarding irrigation management adopted by them. During the Research Action III simulations using the ISAREG, and the preparation of proposals for irrigation were performed. The Action IV consisted of the analysis of efficiency in the simulation of the ISAREG model process. In the Action V field experiments, with the propositions generated by ISAREG model, and the modal management adopted by the DIJA irrigators versus differentiated coverage conditions in soil were performed. These were conducted under design in randomized complete block, split-plot design with 4 replications. Treatments included a combination of 04 irrigation propositions (three propositions of ISAREG: M1 = 100% maintenance of CAD, M2 and M3 80% 60% and M4, modal water depth irrigators) that constituted the plots and 04 sub-plots, with 03 soil cover conditions (coverage with rice husk with "mulching" white and "mulching" black, called C1, C2 and C3), and the sub-plot 4, the bare soil, called C0. Moisture conditions of the soil and the characteristics of development, production, productivity and post-harvest watermelon crop were analyzed. The results were subjected to analysis of variance, and when significant, were submitted to regression analysis (quantitative, water depths), the average (qualitative, coverage) and trend graphs (interaction between factors) test. The results were also certain financial indicators (TIR and VPL) and calculated the efficiency of water use. Finally, through Action Research VI was eddied a handbook of practical and informative nature, for distribution DIJA to extension agents and public users of these technologies and innovations. In conclusion, among others, can be said that: the factor of water availability (p) was 0.20 in F1, phenological phase 1; 0.19 in stage 2; 0.175 in phase 3; 0.17 to 4; F5 0.19; and 0.205 in F6; irrigators do not practice proper irrigation management, applying daily modal water depth of 6.3 mm; the irrigator applies throughout the life of the watermelon, more water than the indication of the larger water depth ISAREG (100% CAD), generating considerable loss by deep percolation; the larger moisture in the soil were observed in the experimental conditions with larger water depths applied to coverages of rice husk and "mulching" white; the lowest were found in bare soil; In general, plants irrigated M1 irrigated by the depth and covered on soils of rice hulls and "mulching" white plants demonstrated better productive and post-harvest characteristics; financial indicators showed that in all situations analyzed the investment is feasible, however, the highest returns were mainly in plants under M1 and rice husk and "mulching" white, as opposed to the M3 and bare soil; greater efficiency of water use was observed in the condition M3 with depth cover "mulching" white and the smallest in M4 with bare soil; ISAREG the model when fed properly with all the variables required for it, proved to be efficient in simulating the water balance, even under deficit irrigation in the cultivation of watermelon in DIJA. / Uma crescente escassez de água devido ao aumento populacional e ao desenvolvimento econômico está ampliando os desafios para a agricultura, perdulária no seu uso, necessitando-se que se encontrem novas soluções para a gestão dos recursos hídricos em áreas irrigadas, principalmente nas localizadas na região semiárida, onde a água é limitada. Além disso, no semiárido nordestino predominantemente ainda se irriga empiricamente, ou seja, não se realiza o correto manejo da irrigação, ocasionando o desperdício dos escassos recursos hídricos da região. Uma das alternativas para se melhorar esse cenário é a utilização de softwares computacionais usados no manejo da irrigação. O ISAREG tem sido utilizado em vários países, sendo capaz de auxiliar na simulação de lâminas de irrigação. Além disso, com adequações nos dados de entrada deve ser possível se quantificar lâminas de reposição que possam permitir a manutenção da umidade do solo em diferentes porcentagens do armazenamento (da capacidade de água disponível, CAD), economizando o recurso hídrico e aumentando a eficiência de irrigação. Outra maneira de se reduzir o uso do recurso hídrico na agricultura é através da utilização de cobertura no solo, que é uma tecnologia simples e cujos benefícios sobre a produção e a produtividade das culturas são irrefutáveis, especialmente em situações de baixa disponibilidade de água. Acrescenta-se a isto, o fato de que a interação destas tecnologias pode ampliar estes efeitos. Portanto, a pesquisa objetivou difundir um manejo de irrigação racional, no cultivo da melancia no semiárido, a partir de proposições do “software” ISAREG e da utilização de coberturas no solo visando aumentar a eficiência no uso da água, com redução no uso do recurso hídrico. Para tanto, 6 (seis) ações de pesquisa foram realizadas na UEPE (Unidade de Ensino, Pesquisa e Extensão) do IFCE, campus Limoeiro do Norte-Ce, no Distrito de irrigação Jaguaribe-Apodi, DIJA. Na Ação de Pesquisa I ocorreu a constituição de experimento de campo com a cultura da melancia, visando à determinação das variáveis utilizadas na simulação do software ISAREG. Na Ação II foi realizada uma pesquisa de campo junto aos irrigantes do DIJA, quanto ao manejo da irrigação adotado pelos mesmos. Já durante a Ação de Pesquisa III foram realizadas as simulações com o uso do ISAREG, e a elaboração das proposições de irrigação. A Ação IV constou da análise da eficiência no processo de simulação do modelo ISAREG. Na V foram realizados experimentos de campo, com as proposições geradas pelo modelo ISAREG e com o manejo modal adotado pelos irrigantes do DIJA versus condições diferenciadas de cobertura no solo. Esses foram conduzidos sob delineamento em blocos completos ao acaso, com parcelas subdivididas e com 4 repetições. Os tratamentos consistiram da combinação de 04 proposições de irrigação (três proposições do ISAREG: M1 = manutenção de 100% da CAD; M2 de 80 % e M3 de 60%; e M4, lâmina modal dos irrigantes) que constituíram as parcelas, e 04 sub-parcelas, sendo 03 condições de cobertura no solo (coberturas com casca de arroz, com “mulching” branco e com “mulching” preto, denominadas C1, C2 e C3), e a sub-parcela 4, o solo sem cobertura, denominado C0. Foram analisadas as condições de umidade do solo e as características de desenvolvimento, de produção, de produtividade e de pós-colheita da cultura da melancia. Os resultados foram submetidos à análise de variância e quando significativos, à análise de regressão (quantitativo, lâminas), a teste de médias (qualitativos, coberturas) e a gráficos de tendência (interação entre os fatores). Também foram determinados indicadores financeiros (TIR e VPL) e calculada a eficiência de uso da água. Finalmente, através da Ação de Pesquisa VI foi elaborado um manual de natureza prática e informativa, para distribuição aos agentes de extensão e ao público usuário das tecnologias e inovações, atuantes no DIJA. Como conclusões, dentre outras, pode-se afirmar que: o fator de disponibilidade de água (f) foi 0,20 na F1, fase fenológica 1; 0,19 na fase 2; 0,175 na fase 3; 0,17 na 4; 0,19 na F5; e 0,205 na F6; os irrigantes não praticam o manejo correto da irrigação, sendo a lâmina modal diária de 6,3 mm; o irrigante aplica, durante todo o ciclo da melancia, mais água do que a indicação de maior lâmina do ISAREG (100% da CAD), gerando perda considerável por percolação profunda; as maiores umidades no solo foram verificadas nas condições experimentais com maiores lâminas aplicadas com coberturas de casca de arroz e “mulching” branco; as menores foram verificadas nos solos sem cobertura; em geral, as plantas irrigadas pela lâmina M1 e sobre solos cobertos por casca de arroz e “mulching” branco demonstraram melhores características produtivas e de pós-colheita; os indicadores financeiros demonstraram que em todas as situações analisadas o investimento é viável, no entanto, os maiores retornos ocorreram, principalmente nas plantas sob M1 com casca de arroz e “mulching” branco, em contraposição ao M3 e solo sem cobertura; a maior eficiência de uso da água foi verificada na condição de lâmina M3 com cobertura de “mulching” branco e a menor em M4 com solo sem cobertura; o modelo ISAREG, quando alimentado corretamente com todas as variáveis por ele requeridas, demonstrou ser eficiente na simulação do balanço hídrico, mesmo sob irrigação deficitária, no cultivo da melancia no DIJA.