Made available in DSpace on 2016-08-31T13:24:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarcosSC_DISSERT.pdf: 1078047 bytes, checksum: 53be2df1d7e23660d0192038f45bc5eb (MD5) Previous issue date: 2013-08-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Okra is a vegetable growing in the irrigated areas of the Northeast and knowledge of the water requirements of the crop is of fundamental importance to irrigation management. The aim of this study was to evaluate the evapotranspiration, the crop coefficient (Kc), the production and the balance of water and salts in the soil cultivated with okra irrigated with brackish water at different water depths. Therefore an experiment was conducted at the station lisimétrica Department of Environmental Sciences and Technology of UFESA in Mossoró, RN. We used a completely randomized design and treatments consisted of two irrigation waters, being a low salinity with electrical conductivity (EC = 0.5 dS m-1) as a witness (L0) 105% ETc and other brackish with (EC = 3.5 dS m-1) applied in four different blades L1, L2, L3 and L4 that correspond respectively to 65, 85, 105 and 125% of crop evapotranspiration (ETc) determined as Allen et al. (2006). The ETc lysimeters was measured using the water balance applied to a soil block. The water consumption from 5th week until the end of the cycle in the lysimeter control treatment was 424.54 mm. The estimated by Kcdual for this period was 483.33 mm. The average values of Kc was 0.56, 0.68 and 0.58 L1 and 0.78, 1.15, 0.93 respectively for the L0 in stages II, III and IV. Kc was determined by Kcdual 0.57, 1.27, 1.21 and 0.95 respectively for the phases I, II, III and IV. Significant effects of treatments and sampling times (days after sowing) and interaction for leaf area index. Significant effects of treatments on the production of fresh fruit and number of fruit per plant. The electrical conductivity of the saturation extract of soil increased in all treatments with saline water, similar effect was observed in Cl-, Na+ and sodium adsorption ratio (SAR). Salinity in the soil profile decreased with increasing water depth. The salinity of irrigation water with the blade deficit increased soil salinity and decreased ETc / O quiabeiro é uma hortaliça em expansão nos perímetros irrigados do Nordeste e o conhecimento da necessidade hídrica da cultura é de fundamental importância para o manejo da irrigação. O objetivo do trabalho foi avaliar a evapotranspiração, o coeficiente de cultivo (Kc), a produção e o balanço de água e sais no solo cultivado com quiabeiro irrigado com água salobra em diferentes lâminas de água. Para tanto foi realizado um experimento na estação lisimétrica do Departamento de Ciências ambientais e Tecnológicas da UFESA em Mossoró, RN. Utilizou-se o delineamento estatístico inteiramente casualizado e os tratamentos consistiram na irrigação com duas águas, sendo uma de baixa salinidade com condutividade elétrica (CE=0,5 dS m-1), como testemunha (L0) 105% da ETc e outra salobra com (CE=3,5 dS m-1), aplicada em quatro diferentes lâminas L1, L2, L3 e L4 que corresponderam, respectivamente, a 65, 85, 105 e 125 % da evapotranspiração da cultura (ETc) determinada conforme Allen et al. (2006). A ETc nos lisímetros foi medida utilizando-se o balanço hídrico aplicado a um volume de solo. O consumo hídrico a partir 5° semana até o final do ciclo no lísimetro do tratamento testemunha, foi de 424,54 mm. O estimado pelo Kcdual para este período foi de 483,33 mm. Os valores médios de Kc foi de 0,56; 0,68 e 0,58 em L1 e de 0,78; 1,15; 0,93 em L0 respectivamente para as fases II, III e IV. O Kc determinado pelo Kcdual foi de 0,57; 1,27; 1,21 e 0,95, respectivamente, para as fases I, II, III e IV. Houve efeito significativo dos tratamentos e das épocas de coletas (dias após a semeadura) e interação, para o índice de área foliar. Houve efeito significativo dos tratamentos sobre a produção de frutos frescos e número de frutos por plantas. A condutividade elétrica do extrato de saturação do solo aumentou em todos os tratamentos que receberam água salina, sendo observado efeito semelhante no Cl-, Na+ e na relação de adsorção de sódio (RAS). A salinidade no perfil do solo diminuiu com o incremento da lâmina de irrigação. A salinidade da água de irrigação juntamente com a lâmina deficitária aumentou a salinidade do solo e diminuíram a ETc

Made available in DSpace on 2016-08-31T13:24:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NaiaraSCI_DISSERT.pdf: 1118710 bytes, checksum: d6fcb0c30110b741ac79e62713d7c01b (MD5) Previous issue date: 2013-12-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The fluid requirements of crop plants are always an object of studies, to assist the performance evaluation of methods for estimating crop evapotranspiration (ETc). Therefore, this study aimed to estimate transpiration of muskmelon through the sap flow determined by thermal dissipation.The work was carried from August 2012 to July 2013 in two steps, the first stage consists of the construction and calibrating in different sap flow sensors for thermal dissipation (SFSD) small dimension order to be plants utilized in with small diameter as vegetable crops, to which was performed at the Laboratory of Instrumentation and Management in Irrigated Agriculture of the Federal Rural University of the Semi-Arid (UFERSA), Natal, RN.The second stage consistedof an experiment carried out under greenhouse located in the Department of Environmental Sciences and Technology - DCAT also belonging to UFERSA. The experimental design used was completely randomized blocks consisting of five treatments and three replications, totaling 15 parcels evaluated with sensorsconstructed by five different sizes of dissipators wires, the treatments being 1, 2, 3, 4 and 5dissipators with a length of wires of the Sensors 12, 15, 18, 21 and 24 cm, respectively.The data were analyzed by analysis of variance, utilizing the "R" software, averages between treatments were were compared by Tukey test at 5% significance. The results showed that the constructed and calibrated for vegetable crops plants sensors can be used to determine the flow of sap. The equations obtained for each sensor serve to to relate the sap flow temperature differences.TheSweating measure for the melon cantaloupe "Harper" with SFSD, of sizes 12 cm; 15 cm; 18 cm and 24 cm were obtained similar values of crop evapotranspiration / As necessidades hídricas das plantas cultivadas são sempre objeto de estudo, para auxiliar a avaliação do desempenho dos métodos de estimativa da evapotranspiração da cultura (ETc).Com isso,este trabalho teve como objetivo estimar a transpiração do meloeiro através do fluxo de seiva determinado por dissipação térmica. O trabalho foi realizado no período de agosto de 2012 a julho de 2013, em duas etapas, sendo a primeira etapa constituída da construção e calibração dediferentes sensores de fluxo de seiva por dissipação térmica (SFSD)de pequena dimensão para serem utilizados em plantas de pequeno diâmetro como as olerícolas, ao qual foi realizada no Laboratório de Instrumentação e Manejo na Agricultura irrigada da Universidade Federal Rural do Semi-Arido(UFERSA),Mossoró, RN.A segunda etapa constituiu-se de um experimento realizado em casa de vegetação localizado no Departamento de Ciências Ambientais e Tecnológicas DCAT também pertencente à UFERSA.O delineamento experimental utilizado foi de blocos inteiramente casualizados,constituído por cinco tratamentos e três repetições, totalizando 15 parcelas avaliadas, com sensores construídos por cinco diferentes tamanhos de fios dissipadores, sendo os tratamentos 1, 2, 3, 4 e 5 com comprimento de fios dissipador dos sensores de 12, 15, 18, 21 e 24 cm, respectivamente.Os dados foram analisados por análise de variância, utilizando-se o software R , as médias entre os tratamentos foram comparadas pelo teste Tukey a 5% de significância.Os resultados mostraram que os sensores construídos e calibrados para plantas olerícolas podem ser utilizados na determinação do fluxo de seiva. As equações obtidas para cada sensor servem para relacionaro fluxo de seiva pelas diferenças de temperatura. A transpiração medida para o melãocantaloupe Harper com os SFSD, de tamanhos de12 cm; 15 cm;18 cm e 24 cm obtiveram valores próximos da evapotranspiração da cultura

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:50:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1701700 bytes, checksum: c751f2ca881cfb2b5b10f7e2636abb8d (MD5) Previous issue date: 2014-02-21 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The determination of water consumption by the grape vine becomes crucial to obtain satisfactory yields for the preparation of fine wines, reduction of production costs, and mainly for the sustainable management of regional water resources. Thus, this study aimed to examine the values of grape winemaking crop evapotranspiration, determined by two methods (energy balance based on the Bowen ratio (BERB) method and the Penman-Monteith model), and the crop efficiency of water use to the climatic conditions of SVSF. The experiment was conducted in a commercial area of Fazenda Ouro Verde (09°16'S, 40°51'W and 444 m) in the first half of 2010, located in the semiarid region of the municipality of Villa Nova, Bahia. The selected area of 9 hectares was planted with the grape vine (Vitis vinifera L.), variety "Syrah", grafted onto the rootstock IAC 766, with three years of planting and drip irrigated. Pruning production was held on March 8, 2010 and harvest on July 19, 2010, totaling a production cycle of 133 days. The results showed that, during the analysis of physical consistency of BERB method, 69.5 % of days evaluated were considered valid for determining the density of energy flows in daily scale. The net radiation and reflected radiation represented about 73 and 16% respectively of the incident solar radiation in the vineyard. Throughout the production cycle of the vine, the daily average values of the latent heat flux (LE) accounted for approximately 70% of net radiation (Rn), while 30% was used for heating of atmospheric air, represented by the flow sensible heat (H). However, no energy for heating the ground (G) for almost all phenological stages, except the final stage when the G/Rn ratio represented approximately 4%. Regarding the degree-days (GDA), 1.819 degrees were necessaries for the grapevine Syrah to complete its production cycle, corresponding to a total of 133 days for pruning in the first half of the year. The reference evapotranspiration (ETo) and crop evapotranspiration determined by the method BERB (ETcBERB) during the crop cycle were 474.0 and 376.4 mm, respectively, with a daily average of 3.9 and 3.1 mm. The maximum estimated by Penman-Monteith method ranged from 9.2 to 3.0 L d-1 m-2, respectively, with a total volume of 614.7 L m-2, about 204.9 mm. The ETcBERB/ETo ratio reached average values of 0.70, 0.85 and 0.66 for the phenological stages of sprouting-flowering, flowering, ripening and maturation to harvest. The average productivity of the vine "Syrah" to crafting fine wines was 4.400 kg ha-1, while the average productivity of water based on the total evapotranspiration and transpiration particular culture through BERB and Penman - Monteith method was 1.17 kg m-3 and 2.15 kg m-3, respectively. / A determinação do consumo de água pela videira é de crucial importância para obtenção de produtividades satisfatórias para elaboração de bons vinhos, redução de custos de produção e, principalmente, para o manejo sustentável dos recursos hídricos regional. Neste sentido, com este trabalho objetivou-se analisar os valores da evapotranspiração da cultura da uva para elaboração de vinhos, determinada por duas metodologias (balanço de energia com base no método da razão de Bowen (BERB) e o modelo de Penman-Monteith), e a eficiência do uso da água da cultura para as condições climáticas do Submédio do Vale do São Francisco (SVSF). O experimento foi conduzido em uma área comercial da Fazenda Ouro Verde (09°16 S; 40°51 O e 444 m) no primeiro semestre do ano de 2010, que fica localizada na região semiárida do município de Casa Nova, Bahia. A área de 9 hectares selecionada foi plantada com a videira (Vitis vinífera L.), variedade Syrah , enxertada sobre o porta-enxerto IAC 766, com três anos de plantio, e irrigada por gotejamento. A poda de produção foi realizada no dia 08 de março de 2010 e a colheita no dia 19 de julho de 2010, totalizando o ciclo produtivo de 133 dias. Com base nos resultados observou-se que durante a análise de consistência física do método BERB, 69,5% dos dias avaliados foram considerados válidos para a determinação da densidade de fluxos de energia em escala diária. O saldo de radiação e a radiação refletida representaram aproximadamente 73 e 16%, respectivamente, da radiação solar incidente no parreiral. Ao longo do ciclo produtivo da videira, os valores médios diários do fluxo de calor latente (LE) representaram cerca de 70% do saldo de radiação (Rn), enquanto 30% foi destinado ao aquecimento do ar atmosférico, representado por meio do fluxo de calor sensível (H). Entretanto, não houve energia destinada ao aquecimento do solo (G) durante quase todas as fases fenológicas, exceto na fase final quando a relação G/Rn representou aproximadamente 4%. Em relação aos graus-dia acumulados (GDA), foram necessários 1.819 GDA para a videira Syrah completar o seu ciclo produtivo, correspondendo ao total de 133 dias para poda no primeiro semestre do ano. A evapotranspiração de referência (ETo) e a evapotranspiração da cultura determinada por meio do método BERB (ETcBERB) durante o ciclo da cultura foram de 474,0 e 376,4 mm, respectivamente, com valor médio diário de 3,9 e 3,1 mm. A transpiração máxima estimada pelo método de Penman-Monteith oscilou entre 9,2 a 3,0 L d-1 m-2, com volume total de 614,7 L m-2, aproximadamente 204,9 mm. A razão ETcBERB/ETo atingiu valores médios de 0,70; 0,85 e 0,66, respectivamente, para as fases fenológicas de Brotação-Floração, Floração-Maturação e Maturação-Colheita. A produtividade média da videira Syrah , para elaboração de vinhos finos, foi de 4.400 kg ha-1, enquanto a média da produtividade de água com base na evapotranspiração e transpiração total da cultura determinada por meio do método BERB e Penman-Monteith foi de 1,17 kg m-3 e 2,15 kg m-3, respectivamente.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The sustainability of irrigation management implies a conservatory management and environmentally sustainable. The deficit irrigation can be used to obtain high water productivity without, however, cause significant losses in seed yield of culture. This study aims to evaluate the effects of different deficit irrigation management on morphological indices (leaf area, plant height), physiological (photosynthetic rate, stomatal conductance, transpiration rate), forage production and grain yield, and to identify the deficit irrigation management that has the highest water productivity. The experiment was conducted inside a mobile greenhouse, that preventes the rainfall on the experimental area. The experimental design was completely randomized design with three replications. Five irrigation management treatments using sorghum were tested; the treatments were maintained with 100, 75, 50 and 25% ETc Kc single and 100% ETc Kc dual. It was also evaluated the daily water storage and accumulated water losses of the soil profile, and weekly morphological characteristics of sorghum (plant height and leaf area index). Some physiological characteristics of the sorghum plants were evaluated, such as: photosynthetic rate, stomatal conductance, intrinsic efficiency of water use and total plant photosynthesis. Besides, it was also measured the sorghum grain yield, water productivity and irrigation water productivity. A 25% reduction in water application caused a reduction of 6.5 cm (7%) in the sorghum plant height and 5% in leaf area index of plants. A 75% reduction in the application of irrigation water deficit, reducing from 100 to 25% ETc Kc single reduced 0.675 mol H2O m-2 s-1 in stomatal conductance and 43.50 mol CO2 m-1s-1 in photosynthetic rate,. The reduction in the replacement of ETc also showed linear reduction in photosynthesis total sorghum plants. A 25% reduction in the application of water caused a reduction of 7414, 2169 e 1113 kg ha-1 in the green dry matter, dry matter production and grain yield, respectively. The maximum technical efficiency of water productivity was observed with the replacement of 64% ETc Kc single, and the irrigation water productivity and economic return reduced with the increased of 25 to 100% ETc Kc single. The irrigation management with 100% ETc Kc dual parameterized by FAO, provided a reduction in water application of 120 mm compared to irrigation management with 100% ETc Kc single. The morphological characteristics, green and dry mass yield and grain yield of sorghum plants were similar between these two irrigation managements. Plants maintained at 100% ETc Kc dual had better rates for water productivity and irrigation water productivity compared to those obtained with the irrigation treatment 100% ETc Kc single. / A sustentabilidade do manejo de irrigação implica em uma gestão conservatória e ambientalmente sustentável. A irrigação deficitária pode ser utilizada para obtenção de elevada produtividade da água sem, no entanto, ocasionar perdas expressivas na produtividade de grãos da cultura. O presente trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos de diferentes manejos de irrigação deficitária sobre os índices morfológicos (área foliar, altura de plantas), fisiológicos (taxa fotossintética, condutância estomática, taxa de transpiração), produção de forragem e produtividade de grãos do sorgo, além de identificar o manejo de irrigação deficitária que apresenta a maior produtividade da água. O experimento foi desenvolvido no interior de uma cobertura móvel, sob trilhos, que quando fechada impedia o ingresso da precipitação pluvial no interior da área experimental. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualisado, com três repetições. Foram testados cinco tratamentos de manejo de irrigação na cultura do sorgo, sendo os tratamentos mantidos com 100, 75, 50 e 25 % ETc Kc simples e 100% ETc Kc dual. Diariamente foram avaliados o armazenamento e perdas acumuladas de água no solo e, semanalmente, as características morfológicas do sorgo (altura de plantas e o índice de área foliar). As seguintes características fisiológicas das plantas de sorgo foram avaliadas: taxa fotossintética, condutância estomática, eficiência intrínseca do uso da água e fotossíntese total da planta. Determinou-se a produtividade de grãos do sorgo, produtividade da água e produtividade da água irrigada. A redução de 25% na aplicação da água provocou redução de 6,5 cm (7%) na altura das plantas de sorgo e 5% no índice de área foliar das plantas. A redução de 75% na aplicação da água na irrigação deficitária passando de 100 para 25% a ETc Kc simples, reduziu em até 0,675 mol H2O m-2 s-1 a condutância estomática e 43,50 mol CO2 m-1s-1 a taxa fotossintética. Esta redução na reposição da ETc também apresentou redução linear na fotossíntese total das plantas de sorgo. As irrigações deficitárias ocasionam redução na produção de forragem e de grãos. A redução de 25% na aplicação da água provocou redução de 7414, 2169 e 1113 kg ha-1 na PMV, PMS, e rendimento de grãos, respectivamente. A máxima eficiência técnica da produtividade da água foi observada com a reposição de 64% da ETc Kc simples e, o valor da produtividade da água irrigada e do retorno econômico aumentou com a redução de 100% para 25% da ETc Kc simples. O manejo de irrigação com 100% de ETc Kc dual, parametrizado pela FAO, proporcionou uma redução na aplicação de água de 120 mm em relação ao manejo de irrigação com 100 % de ETc Kc simples. As características morfológicas, produtividade de massa verde e massa seca e rendimento de grãos das plantas de sorgo foram semelhantes entre estes dois manejos de irrigação. As plantas mantidas com 100% da ETc Kc dual apresentaram melhores índices para a produtividade de água e produtividade de água irrigada em comparação aos obtidos com a irrigação do tratamento 100% de ETc Kc simples.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The detailed representation of hydrological processes involved in soil water balance and the little knowledge about the influences of tropical forests has acquired great importance for the efficient management of water resources and a better understanding of the hydrological cycle. Therefore, is necessary to use of techniques that allow monitoring and the representation of involved variables, represent in a possible closer way the natural environment. This work aimed to investigate the dynamics of soil hydrological processes and the determination of the most adequate time scale for determining the water balance, utilizing drainage lysimeters containing undisturbed soil, installed in native grassland compared with the native forest, representative of the Atlantic Forest biome under the climatic conditions of the southern Brazil. The monitoring of the variables rainfall, runoff and drainage was performed through electronic rain gauges and the soil water content was monitored by electronic tensiometers installed at different depths of 10, 30 and 70 cm inside the lysimeters. The results showed that due to interception of solar radiation, the native forest provides the formation of an internal microclimate differentiated in relation to the external environment of native grassland, resulting in a lower input energy and exerting significant influences on the processes involved in the water balance. This difference in climatic conditions combined with soil characteristics, allows the lysimeter installed in native forest presents highest soil water storage capacity of water, being observed higher water contents in the soil, at all depths, compared the condition of native grassland. Consequently, the lysimeter installed in the native forest maintains the drainage flows for longer time than the lysimeter installed in the native field, being the drainage process influenced by the season and the antecedent soil moisture. Regarding the runoff, it is observed that the volumes per event are greater in native grassland than in native forest. The water balance calculation based on data monitored in the lysimeters shows that average daily actual evapotranspiration was 36.93% higher than in the native grassland lysimeter compared to lysimeter installed inside the native forest, having significant difference between the two environments. The lysimeters used in this study as well as the methodologies adopted for monitoring hydrological variables involved in water balance, did not show satisfactory results for the determination of evapotranspiration in daily periods since they are not able to represent the observed lags in speed that different processes occur in the interior of the soil profile. The timescale for events showed to be the most appropriate in determining the water balance in relation to the daily period and decendial period. / A representação detalhada dos processos hidrológicos envolvidos no balanço hídrico do solo e o pouco conhecimento sobre a influência das florestas tropicais tem adquirido grande importância para uma gestão eficiente dos recursos hídricos e melhor compreensão do ciclo hidrológico. Para tanto, se faz necessário a utilização de técnicas que permitam o monitoramento e a representação das variáveis envolvidas, de forma mais próxima possível, ao ambiente natural. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo, investigar a dinâmica dos processos hidrológicos do solo e a determinação da escala temporal mais adequada para a determinação do balanço hídrico, utilizando lisímetros de drenagem, contendo em seu interior solo com estrutura não deformada, instalados em área de campo nativo e em área de mata nativa, representativa do bioma mata atlântica. O monitoramento das variáveis precipitação, escoamento superficial e drenagem foi realizado por meio de pluviógrafos eletrônicos e o conteúdo de água no solo foi monitorado por tensiômetros eletrônicos instalados nas profundidades de 10, 30 e 70 cm, no interior dos lisímetros. Os resultados demonstram que devido a interceptação da radiação solar, a vegetação de mata nativa proporciona a formação de um microclima interno diferenciado em relação ao ambiente externo de campo nativo, resultando em um menor aporte de energia e exercendo influências significativas sobre os processos hidrológicos envolvidos no balanço hídrico. Esta diferença nas condições climáticas aliadas as características do solo, permite que o lisímetro instalado na mata nativa apresente maior capacidade de armazenamento de água, sendo observados maiores conteúdos de água no solo, em todas as profundidades, quando comparado a condição de campo nativo. Em consequência, o lisímetro instalado na mata nativa mantem os fluxos subterrâneos de drenagem por mais tempo que o lisímetro instalado no campo nativo, sendo o processo de drenagem influenciado pela época do ano e conteúdo antecedente de água no solo. Quanto ao escoamento superficial, observa-se que os volumes escoados, por evento, são maiores no campo nativo do que na mata nativa. O cálculo do balanço hídrico com base nos dados monitorados nos lisímetros demonstra que a evapotranspiração real média diária foi 36,93% superior no lisímetro do campo nativo quando comparado ao lisímetro instalado no interior da mata nativa, havendo diferença significativa entre os dois ambientes. Os lisímetros utilizados neste estudo bem como, as metodologias adotadas para o monitoramento das variáveis hidrológicas envolvidas no balanço hídrico, não apresentaram resultados satisfatórios para a determinação da evapotranspiração em períodos diários já que não são capazes de representar as defasagens observadas na velocidade com que os diferentes processos ocorrem no interior do perfil do solo. A escala temporal por eventos mostrou ser a mais adequada na determinação do balanço hídrico em relação ao período diário e decêndial.

Dans un contexte où des millions de personnes dépendent de la ressource en eau exposée au caprice de la mousson en Afrique de l'Ouest, ce travail de thèse vise à mieux appréhender les processus hydrologiques en zone de socle, et notamment à évaluer le rôle de la redistribution latérale de l'eau dans le sol par les interactions entre les réservoirs souterrains, la végétation et l'atmosphère, par la caractérisation et la modélisation à l'échelle de la parcelle et du versant. Ce travail s'appuie sur le dispositif expérimental déployé dans le petit bassin versant de l'Ara dans le cadre de l'observatoire AMMA-CATCH. La mise en oeuvre du modèle ParFlow-CLM permet de simuler les transferts dans la zone saturée et la zone non saturée par la résolution de l'équation de Richards en 3D, en étant conditionné par un forçage atmosphérique en surface. Après avoir identifié les paramètres influents pour les transferts verticaux, une caractérisation spatiale de ces paramètres a été menée. La configuration du modèle a ensuite été évaluée en 1D. Il est montré que le modèle reproduit de manière pertinente les séries temporelles du bilan d'énergie et la distribution de l'eau dans le sol. L'effet de la variabilité spatiale des paramètres hydrodynamiques est ensuite étudié à l'échelle de la parcelle. Enfin, en incluant les géométries de socle connues et une distribution de végétation, les transferts horizontaux souterrains sont mis en évidence avec la formation de zones sèches ou humides en relation avec des distributions spatiales d'évapotranspiration. / In West Africa, millions of people rely on water resources exposed to the monsoon variability. In this context, the aim of this thesis is to better understand hydrological processes in bedrock areas, and more particularly to estimate the role of lateral redistribution of soil water by the interactions between underground reservoirs, vegetation and atmosphere, using hydrogeological prospection and modeling at field and catena scale. This work is supported by the experimental device implemented in the small Ara catchment in the framework of the AMMA-CATCH observatory. The use of the ParFlow-CLM model allows the simulation of transfers in the saturated and the vadose zone by solving the Richards equation in 3D. The model was forced using observed atmospheric forcing at the surface. We first identify influential parameters for vertical water transfers. Then a spatial characterization of these parameters is carried out. The 1D version of the Parflow-CLM model is assessed using observed data. We show that the model provides relevant times series of the surface energy balance and of soil water distribution as compared to the observations. The impact of the spatial variability of the hydraulic parameters at the field scale (<1 ha) is studied. Finally, the bedrock geometry and the spatial distribution of vegetation are taken into account in the modelling. This allows the identification of horizontal subsurface lateral fluxes, which generate wet and dry patterns, which are related to the spatial distribution of evapotranspiration.

L'impact des modifications climatiques et de l'augmentation de la démographie sur le cycle de l'eau et de l'énergie dans la région ouest africaine passe par la quantification des échanges entre les différents couverts de la surface continentale et l'atmosphère. Toutefois, la compréhension du rôle des interactions entre la surface et l'atmosphère dans la dynamique de la mousson ouest africaine est limitée par le manque d'observations dans cette région. Cette thèse porte sur l'étude des flux turbulents, en particulier l'évapotranspiration réelle, en climat soudanien. Les deux couverts étudiés sont une forêt claire (site de Bellefoungou) et une mosaïque de culture/jachère (site de Nalohou), situés dans la région du Nord – Bénin. On dispose de quatre années de mesures (2007 à 2010). Les sites d'étude font partie de l'observatoire hydro – météorologique AMMA – CATCH.Les données de flux turbulents de l'atmosphère ont été mesurées avec la technique d'eddy covariance. La partition énergétique des flux a été examinée à travers la fraction évaporative (EF) et le rapport de Bowen (β) aux échelles diurne, saisonnière et inter-annuelle. Des caractéristiques de surface (conductance de surface et aérodynamique) et le coefficient de découplage ont été calculés pour interpréter la dynamique de l'évapotranspiration réelle.L'analyse des résultats est basée sur un découpage du cycle saisonnier suivant quatre phases du cycle de la mousson : la saison sèche, la saison humide, les phases d'humidification et d'assèchement de l'atmosphère. Aux échelles diurne et saisonnière, on montre que le taux d'évapotranspiration réelle de la forêt est toujours supérieur à celui de la mosaïque de culture/jachère quelle que soit la saison. L'évapotranspiration réelle demeure non nulle en saison sèche sur le site de Nalohou malgré les conditions de surface peu favorables à ce processus. En saison humide, après le saut de mousson, la partition énergétique des flux atteint un régime stationnaire avec une moyenne égale à 0,75 à Bellefoungou et 0,70 à Nalohou pour les 4 années étudiées. Le rapport de Bowen pris dans le même ordre est environ de 0,4 et 0,6 traduisant ainsi, en dépit des conditions humides, la part non négligeable du flux de chaleur sensible sur les deux couverts végétaux. La différence de rugosité entre les deux couverts végétaux entraîne une conductance aérodynamique nettement supérieure à Bellefoungou par rapport à Nalohou. On montre également que la végétation du site de Nalohou est plus efficace en transpiration pendant la saison humide que celle du site de Bellefoungou. A l'échelle inter-annuelle, on n'a pas pu mettre en évidence une relation entre flux de chaleur latente et pluviométrie pour les quatre années étudiées qui sont toutes des années excédentaires. Cependant nous avons observé que le rayonnement net explique la majeure partie de la variabilité inter-annuelle des flux turbulents.Enfin, nous avons également montré avec le coefficient de découplage que la surface soudanienne et l'atmosphère restent couplées toute l'année. Ce fonctionnement de l'interface surface – atmosphère reflète le rôle majeur que jouent les conditions de surface dans la variabilité saisonnière de l'évapotranspiration réelle. Les résultats issus de cette étude donnent une première estimation des flux de chaleur latente et de chaleur sensible sur une forêt claire et une mosaïque de culture/jachère en climat soudanien. Ils sont d'une importance capitale pour la paramétrisation et la validation des modèles de surface ainsi que pour la quantification robuste de la ressource en eau disponible en surface pour l'agriculture, principale activité génératrice de revenus des populations locales. / Assessing the impact of climate and anthropic changes on the water and energy cycles, mainly rely on the quantification of the transfer between the various land covers and the atmosphere. Nevertheless the land – atmosphere interactions in the West African monsoon dynamic is not yet well understood because of the lack of observations in this region. This thesis focuses on the analysis of the sensible and latent heat fluxes under Sudanian climate. The two studied land covers are a clear forest (Bellefoungou) and a cultivated area (Nalohou), located in northern Benin, during four years (2007-2010). The study sites are a part of the hydro – meteorological AMMA – CATCH observatory.Turbulent fluxes were measured with the eddy covariance technique.The flux partitioning was investigated through the evaporative fraction (EF) and the Bowen ratio (β) at diurnal, seasonal and inter-annual scales. Surface characteristics (surface and aerodynamical conductance) and the decoupling factor were calculated to interpret the dynamic of the actual evapotranspiration.The analysis was performed according to four different stages of the monsoon cycle: dry and wet seasons drying and moistening intermediate stages. At diurnal and seasonal scales, actual evapotranspiration was always higher on the forest than on the cultivated area. It remained non zero during the dry season at Nalohou despite surface conditions which were not favorable to this process. During the wet season, after the monsoon onset, EF remained steady with a mean seasonal value of 0.75 at Bellefoungou and 0.70 at Nalohou for the four studied years. The Bowen ratio was 0.4 and 0.6 respectively, thus the sensible heat flux was significant on the two contrasted vegetation covers during the wet season. The contrasted roughness length of the two vegetation covers led to a highest aerodynamic conductance at the clear forest site. The mixed of crop/fallow was shown to be more efficient than the clear forest regarding wet season transpiration. At the inter-annual scale, no relationship can be evidenced between evapotranspiration and annual rainfall for the studied period (2007-2010), which was rather rainy. Nevertheless, the net radiation explains the main part of turbulent fluxes inter-annual variation.Finally, complete surface atmosphere decoupling was never observed. This property of the surface – atmosphere interface underlines the key role of the surface conditions in the actual evapotranspiration. Our results provide a first estimate of the latent and sensible heat fluxes over a clear forest and a mixed crop/fallow under sudanian climate. They are relevant to land surface models parametrisation or evaluation and to a robust quantification of the water resources for agriculture, the main economic activity in this region.

The objective of this work was to evaluate the utilization of different values of maximum crop evapotranspiration as irrigation trigger on growth, yield and yield components of potato, pear and apple plants. Experiments were conducted during 2002/03 and 2003/04 growing season in commercial fields, in southern Uruguay. Potato irrigation experiments were conducted in three areas each year, in San José County. In 2002/03 growing season experiments were located: (i) Libertad, in an area irrigated with central pivot, and other with a big gun and (ii) Colônia Galland, an area irrigated with lateral system. In 2003/04 growing season the experiments were located: (i) Libertad, in an area irrigated with a big gun; (ii) Rincón del Pino, an area irrigated with big gun and, (iii) Colônia Galland, an area irrigated with lateral system. Irrigation experiments in pear and apple were conducted in commercial orchards during 2003/04 growing season. A completely randomized design was used with three replications. Potato plants were submitted to three irrigation treatments during the two years. Potato plants in an irrigation area with central pivot were submitted to two treatments (15 mm irrigation depth and no irrigation). Irrigations were applied when cumulative daily maximum crop evapotranspiration (ETma), estimated by the Penman-Monteith equation, reached the value of 35 mm. In the pear and apple irrigation experiments plants were submitted to three irrigated treatments: Irrigations were applied when ETma reached 30, 45 and 60 mm. Results demonstrated that there were differences in leaf area index and plant height of potato at 70 DAE, and 62 and 70 DAE, respectively in Libertad area (2002/03 growing season). Total potato yield presented maximum technical efficiency (43 ton ha-1) with the application of 143 mm of irrigation depth in Colônia Galland area in 2003/04 growing season, and in Libertad reached 39 ton.ha-1 and 47 ton.ha-1 in 2002/03 and 2003/04 growing season with the application of 98 and 144 mm, respectively. Irrigation management applying 25 mm of irrigation depth always when ETma reached values of 35 mm, resulted in highest yield. Maximum technical efficiency (48 ton ha-1) was verified with the application of 137 mm of irrigation depth. Potato yield in treatments without irrigation was 27.8 ton.ha-1, 42% of yield reduction compared with irrigated treatments. In the irrigation pear experiment no differences were observed for fruit growth, height plants, plant canopy and trunk cross area section among all irrigation management tested. The maximum technical efficiency for total yield (58,8 ton ha-1) was verified for irrigation depth of 8 mm when cumulative maximum crop evapotranspiration reached value of 35 mm as irrigation trigger. In the apple irrigation experiment no differences were observed for fruit growth, height plants, plant canopy and trunk cross area section among all irrigation managements tested. A máxima eficiência técnica (70 ton ha-1) para a produção total de frutos de maçã foi verificada com a aplicação de irrigação de 8 mm sempre que a evapotranspiração máxima acumulada da cultura atingia 45 mm de lâmina acumulada. The maximum technical efficiency for total yield (70 ton ha-1) was verified for irrigation depth of 8 mm when cumulative maximum crop evapotranspiration reached value of 45 mm as irrigation trigger. / O objetivo deste experimento foi avaliar modificações morfológicas e de produtividade das culturas de batata, pêra e maça submetidas a diferentes manejos da água de irrigação baseados na evapotranspiração máxima acumulada de cada cultura. Os experimentos foram conduzidos nos anos agrícolas de 2002/03 e 2003/04 em áreas comerciais, no Sul do Uruguai. O experimento de irrigação da batata foi realizado em três locais, em cada ano, na região de San José. Os locais no ano agrícola de 2002/03 foram assim distribuídos: (i) em Libertad em uma área irrigada por pivô central e, outra com autopropelido e, (ii) Colônia Galland, emuma área irrigada com sistema linear. No ano agrícola 2003/04 os locais foram: (i) em Libertad em uma área irrigada por autopropelido; (ii) em Rincón del Pino em uma área irrigada por autopropelido e; (iii) em Colônia Galland em uma área irrigada por sistema linear. Os experimentos de irrigação em pêra e maçã foram realizados em pomares comerciais, no ano agrícola de 2003/04 (Rincón del Colorado). Todos os experimentos foram conduzidos no delineamento experimental inteiramente casualizado, com três repetições. As plantas de batata foram submetidas a três manejos da água de irrigação. Na área irrigada por pivô central foram aplicados dois tratamentos de manejo da água de irrigação (15 mm e uma testemunha sem irrigação). Irrigações foram aplicadas quando a evapotranspiração máxima da cultura, estimada pelo método de Penman-Monteith, atingia um valor acumulado de 35 mm. Nos experimentos de irrigação de pêra e maçã, as árvores foram submetidas a três manejos da água de irrigação (irrigações foram aplicadas quando a evapotranspiração máxima acumulada da cultura atingia valores de 30, 45 e 60 mm). Diferenças foram observadas para índice de área foliar e altura de plantas de batata entre os tratamentos de manejos de irrigação aos 70 dias após emergência (DAE) e aos 62 e 70 DAE, respectivamente, no local Libertad (autopropelido) no ano agrícola 2002/03. A produção de batata apresentou comportamento quadrático com a máxima eficiência técnica de 43 ton ha-1 com a aplicação de 143 mm de lâmina de irrigação na Colônia Galland no ano agrícola de 2003/04, e, no local Libertad foi observado 39 ton ha-1 e 47 ton ha-1 com a aplicação de 98 e 144 mm de lâmina de irrigação, no ano agrícola 2002/03 e 2003/04, respectivamente. Na análise geral da variância de todos os locais nos dois anos, o manejo da água de irrigação com aplicação de 25 mm de lâmina toda vez que a ETma atingia valores de 35 mm resultou em produtividades mais altas. Verificou-se a máxima eficiência técnica (48 ton ha-1) com a aplicação de uma lâmina de irrigação de 137 mm. A produção de batata nos tratamentos sem irrigação foi 27,8 ton ha-1, o que representou uma redução de 42% em relação aos tratamentos irrigados. No experimento de irrigação de pêra não foram observadas diferenças significativas no crescimento do diâmetro das frutas, seção transversal da área do tronco, altura de planta e volume de copa, entre os diferentes tratamentos de manejo da água de irrigação. A máxima eficiência técnica (58,8 ton ha-1) para a produção total de frutos de pêra foi verificada com a aplicação de irrigação de 8 mm sempre que a evapotranspiração máxima acumulada da cultura atingia 35 mm de lâmina acumulada. No experimento de irrigação de maçâ não foram observadas diferenças significativas para o diâmetro das frutas, seção transversal da área do tronco, altura de planta e volume de copa, entre os diferentes tratamentos de manejo da água de irrigação. A máxima eficiência técnica (70 ton ha-1) para a produção total de frutos de maçã foi verificada com a aplicação de irrigação de 8 mm sempre que a evapotranspiração máxima acumulada da cultura atingia 45 mm de lâmina acumulada.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The objective of this study was to evaluate the productivity fig tree (Ficus carica L) subjected to different drip irrigation levels. The fig tree is a species susceptible to drought, especially in the fruiting period. An experiment was conducted in the fruit-growing sector of the Polytechnic School of the Federal University of Santa Maria, RS. The plants were in the eighth year of production, and were evaluated from August 2012 to April 2013. The experimental design was randomized blocks with 5 treatments and 4 replications, considering two plants per unit experimental, totaling 40 plants arranged in spaced 2.5 x 2.0 m. The irrigation system used was located drip, in which treatments consisted of applying water slides, corresponding to replacement of 0, 50, 75, 100, and 125%, applied every 20 mm of maximum crop evapotranspiration (ETc) which was estimated by the equation Penmam Monteith. The variables analyzed were: fruit weight (g), fruit diameter (mm), fruit length (mm), number of fruits per plant, yield in t. ha-1 and ranked as the ripe fruit diameter (mm) and length (mm) of fruit. Evaluation results were submitted to analysis of variance (F test) and the differences between means were compared by Tukey test at 5% probability. The results of this study showed that the treatments had no answer for the fruit weight parameters (g), fruit diameter (mm), number of fruits per plant and yield (t. Ha-1), but the irrigation did not influence the length fruits (mm). / O objetivo do presente trabalho foi avaliar a produtividade da figueira (Ficus carica L) submetida a diferentes lâminas de irrigação por gotejamento. A figueira é uma espécie sensível ao déficit hídrico, principalmente, no período de frutificação. Um experimento foi conduzido no setor de fruticultura do Colégio Politécnico da Universidade Federal de Santa Maria, RS. As plantas encontravam-se no seu oitavo ano de produção, e foram avaliadas no período de agosto de 2012 a abril de 2013. O delineamento experimental utilizado foi de blocos ao acaso, com 5 tratamentos e 4 repetições, considerando-se duas plantas por unidade experimental, totalizando 40 plantas dispostas no espaçamento 2,5 x 2,0 m. O sistema de irrigação utilizado foi o localizado por gotejamento, em que tratamentos consistiram na aplicação de lâminas de água, correspondentes a reposições de 0, 50, 75, 100, e 125%, aplicados a cada 20 mm da evapotranspiração máxima da cultura (ETc) a qual foi estimada através da equação de Penmam Monteith . As variáveis analisadas foram: peso de frutos (g), diâmetro de frutos (mm), comprimento de frutos (mm), número de frutos por planta, produtividade em t. ha-1 e classificou-se os frutos maduros quanto ao diâmetro (mm) e comprimento (mm) de frutos. Os resultados das avaliações foram submetidos à análise de variância (teste F) e as diferenças entre médias foram comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade de erro. Os resultados obtidos nesse estudo mostraram que os tratamentos tiveram resposta para os parâmetros peso de frutos (g), diâmetro de frutos (mm), número de frutos por planta e produtividade (t. ha-1), porém as irrigações não influenciaram no comprimento de frutos (mm).

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:50:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2150977 bytes, checksum: 3411fdf85f685253ef23effd25ee9315 (MD5) Previous issue date: 2009-07-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study objective was to analyze the space distribution of components of the reference evapotranspiration (ETo) in Brazil and afterwards the weather variability by applying the technique of harmonic analysis, given for this was initially an analysis of variance, phase and amplitude for the present time (1980-2000), subsequently made a projection of future time (2080-2100), based on scenario A2 of intergovernmental panel to Climatic changes. The equation used was Penman-Monteith sampled by Food and Agriculture and Organization of the United Nations (FAO) 1998. The simulations were conducted with the clime regional model (MM5), attached to a model of potential vegetation (MVP). The results show that under the actual conditions the model presented good performance of the annual cycle when compared to the ERA-40 and CRU data. The aero dynamical and radioactive terms presented an annual cycle that is dominant in the Amazonian and Brazil's south regions, while in the southeast region the semester cycle has a higher notability. The biggest variations at ETo amplitude were identified in northeastern semiarid and in the Brazil's extreme south. The changes in ETo due to the global warmness were maximum at the Brazil's central region and in the Amazonian region. In future conditions, the annual cycle showed itself dominant in Brazil's greatest part, presenting dry and rainy well defined weathers. Still was observed that under global warmness conditions the variations of aerodynamic term become more important than the variations of the irradiative terms to the total ETo. / O objetivo do presente estudo foi analisar a distribuição espacial dos componentes da evapotranspiração de referência (ETo) no Brasil e posteriormente a variabilidade temporal por meio da técnica da análise harmônica, sendo para isso foi feito inicialmente uma análise de variância, fase e amplitude para o tempo presente (1980-2000) e, posteriormente, feita uma projeção com o tempo futuro (2080-2100), com base no cenário A2 do Painel Intergovernamental para as Mudanças Climáticas. A equação utilizada foi a de Penman-Monteith padronizada pela Food and Agriculture and Organization of the United Nations (FAO) 1998. As simulações foram conduzidas com o modelo regional de clima (MM5), acoplado a um modelo de vegetação potencial (MVP). Os resultados mostram que sob condições atuais o modelo apresentou bom desempenho do ciclo anual quando comparado aos dados do ERA-40 e CRU. Os termos aerodinâmico e radiativo apresentaram um ciclo anual que é dominante na região Amazônica e sul do Brasil, enquanto na região sudeste o ciclo semestral tem maior destaque. As maiores variações na amplitude da ETo foram identificadas no semi-árido nordestino e no extremo sul do Brasil. As mudanças na ETo devido ao aquecimento global foram máximas na região central do Brasil e Amazônica. Em condições futuras, o ciclo anual apresentou-se dominante na maior parte do Brasil, indicando estações secas e chuvosas de forma bem definida. Ainda foi observado que sob condições de aquecimento global as variações do termo aerodinâmico tornam-se mais importantes que as variações do termo radiativo para a ETo total.