O princípio básico da irrigação é a reposição ou complementação hídrica necessária visando alcançar a máxima potencialidade fisiológica dos cultivos, buscando maiores produtividades, principalmente mediante uma aplicação racional da quantidade de água. Portanto, o domínio de técnicas que possam ser aplicadas para manejar a aplicação da água e nutrientes via irrigação passa a ter um papel importante em todo esse processo e a obtenção de valores de umidade do solo é fundamental em estudos que envolvem a dinâmica da água, bem como, de solutos no solo, pois indica qual a condição hídrica que o solo se encontra. Os métodos classificados como diretos, são quando permitem determinar diretamente a umidade do solo, e indiretos, quando permitem estimar a umidade a partir de medições de resistência elétrica, de potencial da água no solo, etc. Diante disso, objetivou-se por meio da utilização de extratores de cápsula porosa e sonda de capacitância Diviner 2000, conhecer o processo de redistribuição da água aplicada por um sistema de gotejamento em dois solos distintos (arenoso e argiloso), buscando apontar vantagens e desvantagens da utilização da sonda de capacitância; bem como, avaliar o efeito de diferentes cenários hídricos sobre a distribuição dos íons nitrato e potássio no solo. O experimento foi conduzido em uma casa de vegetação, na qual foram distribuídas 18 bombonas plásticas, cada uma medindo, 0,6 e 0,8 m de diâmetro e altura, respectivamente, as quais foram posteriormente preenchidas, de forma inteiramente casualizada, com dois solos de texturas distintas (arenosa e argilosa). Em cada bombona foram instalados 6 extratores de cápsula porosa para obtenção da solução do solo. Os extratores instalados formavam um semicírculo em volta de um tubo de PVC (DE = 56,5 mm, DI = 51 mm e comprimento de 1,0 m) fixado ao solo, no interior de cada bombona, para inserção da sonda Diviner 2000 Os tratamentos utilizados neste experimento foram obtidos pelas combinações dos 2 solos e 3 vazões de gotejadores (2 L h-1, 4 L h-1 e 8 L h-1) para aplicação de solução fertilizante (Uréia e Cloreto de potássio), totalizando 6 tratamentos, os quais foram distribuídos em delineamento experimental inteiramente casualizado, com 3 repetições. As variáveis de estudo desta pesquisa foram a umidade do solo, o potencial de hidrogênio (pH), condutividade elétrica (CE), concentração de nitrato ([NO3 -]) e concentração de potássio ([K+]) na solução do solo. Utilizou-se um sistema de irrigação localizada (gotejamento), para aplicação da solução fertilizante (Uréia e cloreto de potássio). Pelos resultados obtidos pôde-se concluir que o uso da técnica da FDR, por meio da sonda Diviner 2000, mostrou-se apropriada para a obtenção da umidade no solo, apresentando como vantagens a rapidez e precisão na obtenção das leituras. A fertirrigação por gotejamento em taxas de aplicação elevadas promovem o deslocamento de íons em profundidade no perfil do solo, sendo esse efeito mais intensificado no solo de textura arenosa, por apresentar menor interação com os íons nitrato e potássio na solução do solo. / The basic principle of irrigation is to replace or complement the water requirements to reach the maximum physiologic potentiality of the crops to increase yields. Therefore, the domain of techniques that can be applied to manage water and nutrient application has an important role in the process. Monitoring soil moisture is fundamental in studies that involve water dynamics and nutrient movement in soil. Direct methods include the measurement of soil moisture directly and indirect methods measure soil moisture from measurements of electric resistance, soil water potential, etc. The objective of the present research was to determine the process of water redistribution applied by a drip irrigation system in two different soils (sandy and clay) by using porous ceramic cup extractors and a capacitance probe (\'Diviner 2000\'). Advantages and disadvantages of the capacitance probe were tested to evaluate the effect of different water scenarios on the distribution of nitrate and potassium ions in soil. Eighteen soil blocks 0.6 tall and 0.8 m in diameter were constructed. The blocks were filled with two different soil textures (sandy and clay). In each box, 6 porous ceramic cup extractors were installed to obtain the soil solution. The extractors formed a semicircle around a PVC pipe (External Diameter of 56.5 mm, Internal Diameter of 51 mm and length of 1.0 m) placed into the soil of each plastic box to insert the capacitance probe. The treatments used in this experiment were the combinations of the 2 soils and 3 emitters flows from a drip irrigation system, (2 L h-1, 4 L h-1 and 8 L h-1) with application of fertilizing solution (urea and potassium chloride). The 6 treatments were distributed in a completely randomized experimental design with 3 replications. The study variables of this research were the soil moisture, pH, electric conductivity (EC), nitrate concentration ([NO3 -1]) and potassium concentration ([K+]) in the soil solution. By the obtained results was possible to conclude that the use of FDR technique, by the Diviner 2000 probe, showed appropriate for the obtaining values of soil moisture, presenting as advantage the speed and precision in readings obtaining. The fertigation by drip irrigation in high application rates promotes the ions displacement in depth (soil profile), could be observed that this effect was more intensified in sandy soil texture, due to present smaller interaction with the nitrate and potassium ions in the soil solution.

O crescimento populacional e a consequente demanda adicional de alimentos exigem uma agricultura cada vez mais intensa e tecnificada. Essa conjuntura tem contribuído para se buscar a maximização do rendimento das culturas, além da otimização do uso de recursos, em especial, fertilizantes e água. Nos sistemas que aplicam a fertirrigação, como é o caso do cultivo hidropônico, realizam-se o manejo químico da solução nutritiva mediante monitoramento da concentração salina com condutivímetro portátil. Essa prática comum entre os produtores pode ocasionar desequilíbrios nutricionais, tendo em vista que a leitura fornecida por esse aparelho não distingue os nutrientes especificamente. Contudo, o desenvolvimento e a disponibilização de novos sensores, como os eletrodos de íon específico, permite explorar novas estratégias de monitoramento e controle de nutrientes em soluções. Diante do exposto, o objetivo desse trabalho foi desenvolver e avaliar um sistema eletrônico de controle automático da concentração de nitrato em solução nutritiva por meio de um sensor de íon seletivo. O sistema desenvolvido constou, basicamente, de um Sistema de Aquisição, Processamento e Acionamento (SIAPEA), o qual realizava o processamento do sinal de sensores e o acionamento de atuadores (válvulas solenoides); um sensor seletivo a íons de nitrato; um sensor de pH; e, um sistema de injeção de solução concentrada comandada por pulsos elétricos enviados pelo SIAPEA. Além da comunicação com computador, via serial RS-232, o SIAPEA possuía uma interface amigável com o usuário, por meio de LCD, para exibição dos resultados, e botões de navegação. Assim, possibilitava-se ao usuário alterar a concentração de ajuste desejada para a solução nutritiva. Construiu-se uma bancada hidropônica para os testes do sistema, com quatro perfis, um reservatório de 120 L e bombas para circulação da solução, sendo que, para a inserção do sensor de nitrato na bancada, montou-se uma unidade de leitura. O ajuste automático da concentração da solução foi baseado em uma lógica de controle proporcional, a qual é fundamentada na diferença entre as entradas e saídas do controlador, sendo que cada ciclo de ação do controlador (medição da concentração da solução nutritiva e injeção de solução concentrada) tinha uma duração de 20 s. O valor inicial de concentração de nitrato na solução nutritiva era cerca de 524 mg L-1, sob vazão constante de 0,1 L s-1, injetando-se solução concentrada de nitrato de potássio de 30000 mg L-1 na tubulação de retorno, próximo ao reservatório, e realizando a medição à jusante do bombeamento. Realizaram-se ensaios para valores finais da concentração de 780, 1002 e 1445 mg L-1, sendo coletadas amostras de 15 mL em tempos definidos, para se determinar a concentração de nitrato no espectrofotômetro. Os resultados obtidos comprovaram a eficiência da lógica de controle aplicada na automação, além do desempenho satisfatório do sistema em manter a concentração do nitrato no intervalo desejado. Para aquelas concentrações finais desejadas os tempos requeridos pelo sistema para os respectivos ajustes foram cerca de 12, 22 e 35 min, após o início dos testes. / The population growth and the consequent demand for food require an increasingly intensive and technified agriculture. This scenario has contributed to find the maximization of crop yield, besides the optimization of the use of the resources, as water and fertilizers. In the systems which apply fertigation, as in the case of hydroponic, the chemical management of the nutrient solution is done by monitoring the salinity with portable conductivity meters. Although it is a common practice among farmers, it can cause nutritional imbalances, considering that the reading provided by this device does not distinguish specific nutrients. Nevertheless, the development and availability of new sensors, such as specific ion electrodes, allows exploring new strategies for monitoring and control nutrient solutions. Given the above, the objective of this study was to develop and evaluate an electronic automatic control of nitrate concentration in nutrient solution by means of an ion-selective sensor. The developed system consisted basically of a System for Acquisition, Processing and Actuation (SIAPEA), which performed the signal processing sensors and drive actuators (solenoid valves); ion-selective nitrate sensor; pH sensor; and a system to inject concentrated solution commanded by electrical pulses sent by SIAPEA. Besides communication with computer via serial RS-232, the SIAPEA had a user-friendly interface through LCD to display the results, and navigation buttons. Thus, the user was enabled to change the concentration of desired adjustment to the nutrient solution. A hydroponic bench was constructed to test the system, with four flat bottomed gently sloped channels, a 120 L reservoir and pumps to circulate solution, and, for the insertion of the nitrate sensor on the bench, a reading unit was mounted. The automatic adjustment of the concentration of the solution was based on a proportional control logic, which is based on the difference between the inputs and outputs of the controller, with each cycle controller action (measurement of nutrient solution concentration and injection of concentrated solution) had 20 s of duration. The initial concentration of nitrate in the nutrient solution was about 524 mg L-1 under a constant flow of 0.1 L s-1, injecting concentrated solution of potassium nitrate to 30,000 mg L-1 in the return pipe, near the reservoir, and performing the measurement downstream of the pumping. Assays were performed for different final values of concentration of 780, 1002 and 1445 mg L-1, collecting samples of 15 mL at defined times to determine the concentration of nitrate in a spectrophotometer. The results proved the efficiency of the logic of control applied in automation, beyond the proper performance of the system to maintain the concentration of nitrate in the desired range. For those desired final concentrations, the times required by the system for the respective adjustments were approximately 12, 22 and 35 min after the start of the tests.

A produção agrícola, de maneira geral, sofre ação direta das condições climáticas e da exigência em insumos. Dentre as olerícolas cultivadas sob estufas no Estado de São Paulo, o pimentão destaca-se pelo volume total comercializado. No entanto, o manejo inadequado da irrigação, a adição de fertilizantes em altas dosagens e a inexistência de chuvas promotoras de lixiviação destes sais podem causar salinização e desequilíbrio nutricional dos solos ou dos substratos de cultivo nas áreas sob estufas. O objetivo desse trabalho foi estabelecer uma comparação entre a fertirrigação que é feita de forma convencional e o manejo da fertirrigação via monitoramento da concentração dos íons na solução iônica do meio de cultivo, assim como a definição de níveis adequados de N e K2O na prática da fertirrigação para essa cultura. O experimento foi conduzido no Departamento de Engenharia Rural da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" USP, no município de Piracicaba-SP, em vasos com substrato de fibra de coco, em uma estufa plástica com cobertura em arco. Os tratamentos foram compostos da combinação de 4 doses de N aplicadas via fertirrigação (N1= 200, N2= 300, N3= 400 kg ha-1 de N, N4= manutenção da concentração de NO3 - na solução do substrato entre 7 a 15 mmolc L-1) e 4 doses de K aplicadas via fertirrigação (K1= 450, K2= 550, K3= 650 kg ha-1 de K2O, K4= manutenção da concentração de K+ na solução do substrato entre 3 a 4 mmolc L-1). O delineamento estatístico adotado foi o de blocos casualizados com 4 repetições, arranjado no esquema fatorial 4x4. Os tratamentos não tiveram influência no crescimento da planta e nem no diâmetro do colo. O peso médio dos frutos diminuiu linearmente com o aumento da dose aplicada de nitrogênio e potássio. Conseguiu-se as melhores produções e com os mesmos padrões comerciais, com doses menores de nitrogênio e potássio O uso de extratores de soluções associado aos medidores de íons NO3 - e K+, mostrou-se eficiente no manejo das fertirrigações para a cultura do pimentão. A produtividade referente a dose de nitrogênio e potássio obtida pelo manejo proposto esteve entre as maiores produtividades conseguidas. / The agricultural production, in a general way, suffers direct action of the climatic conditions and of the demand in inputs. Among the cultures cultivated under greenhouses in the State of São Paulo, the bell pepper stands out with a great total marketed volume. However, the inadequate irrigation management the addition of fertilizers in high dosages and the inexistence of rains promoters' of leaching of these salts can cause salinization and nutritional unbalance of the soils or cultivation substrata in areas under greenhouses. The objective of this work was to establish a comparison among the fertigation done by the conventional form and the fertigation management through monitoring the ions concentration in the ionic solution of the cultivation, as well as the definition of appropriate levels of N and K2O in practice of the fertigation for that culture. The experiment was conducted at the Department of Rural Engineering of the Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" USP, at municipal district of Piracicaba-SP, in vases with substratum of coconut fiber, in a plastic greenhouse with covering in arch. The treatments were composed by combination of 4 doses of N (N1 = 200, N2 = 300, N3 = 400 kg ha-1 of N, N4 = concentration maintenance of NO3 - in the solution of the substratum among 7 to 15 mmolc L-1) and 4 doses of K (K1 = 450, K2 = 550, K3 = 650 kg ha-1 of K2O, K4 = maintenance of the concentration of K+ in the solution of the substratum among 3 to 4 mmolc L-1). The adopted statistical design was randomized blocks with 4 repetitions, arranged in the factorial outline 4x4. Treatments didn't have influence an the plant growth and in the lap diameter neither. The medium weight of the fruits decreased linearly with the increase of the applied dose of nitrogen and potassium. It was found better productions and with the same commercial patterns, with smaller doses of nitrogen and potassium. The use of solutions extractors associated to the ions meters NO3 - and K+, was shown efficient in the fertigation management for the crop of the bell pepper. The yield regarding doses of nitrogen and potassium obtained by the proposed management were among the largest productivity obtained.

A cultura de cana-de-açúcar (Saccharum Officinarum) tem presença marcante na história do Brasil, desde a colonização. Em seu processo industrial, são obtidos os seguintes produtos: açúcar, álcool (anidro e hidratado); e seus principais subprodutos são: bagaço - utilizado para geração de energia - e vinhaça - reaplicada na lavoura como adubo. O uso da vinhaça na lavoura recebe o nome de fertirrigação, pois este subproduto é muito rico em minerais como: potássio, sódio, cálcio e magnésio contêm grande carga biológica e possui 93% de água em sua composição. No entanto, sua aplicação indiscriminada pode causar vários danos ao meio ambiente e à lavoura. Esta pesquisa visa a contribuir tecnicamente para o monitoramento do íon de potássio controlado pela Norma Técnica da Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB) - P4.231 (Versão Janeiro/2005). O método proposto viabiliza a avaliação da concentração de potássio na vinhaça in natura diretamente na saída da destilaria. Para isso utilizaram-se redes neurais artificiais, mais especificamente as redes perceptron multicamadas, como aproximador universal de funções. Utilizam-se, como referência, dados de análises laboratoriais de coletas realizadas durante dois meses na Usina Ipiranga de Descalvado - SP. Os resultados apresentaram margem de erro menor que os aparelhos convencionais, mostrando, assim, sua capacidade de realizar a função de analisador químico. No entanto tal margem foi calculada sobre o erro dos aparelhos, ou seja, se somados ambos os erros - do equipamento e da rede - a metodologia apresentaria um erro maior. / The cultivation of sugar cane (Saccharum officinarum) has significant presence in Brazil\'s history, from colonization. In its industrial process, are obtained the following products: sugar, ethanol (anhydrous and hydrated), and its main products are: marc - used for power generation - and stillage - re-applied as fertilizer in farming. The use of vinasse on the farm is called fertigation, because this by-product is very rich in minerals such as potassium, sodium, calcium and magnesium containing high biological load and has 93% water in its composition. However, its indiscriminate application can cause extensive damage to the environment and agriculture. This research aims to contribute technically to the monitoring of potassium ion controlled with the Standard Environmental Company of São Paulo (CETESB) - P4.231 (Version January 2005). The proposed method enables the assessment of the concentration of potassium in the stillage in natura directly in the output of the distillery. For this we used artificial neural networks, especially the multilayer perceptron networks, such as universal approximator of functions. Are used as reference data for laboratory analysis of samples collected during two months of Descalvado at Usina Ipiranga - SP. The results showed a margin of error smaller than traditional braces, thus showing its ability to perform the function of chemistry analyzer. However this was calculated on the error of the apparatus, ie, if both errors combined - the equipment and the network - the methodology would present a greater mistake.

Em busca da máxima produtividade das culturas em ambiente protegido, muitos agricultores aplicam doses excessivas de adubos. Isto, na maioria das vezes, acarreta no aumento dos custos de produção, no baixo rendimento das culturas, contaminação ambiental e acúmulo de sais no solo, podendo torná-lo impróprio para o cultivo. Neste sentido, são realizados estudos para desenvolver um manejo da fertirrigação que propicie maior eficiência produtiva da cultura do pimentão em ambiente protegido. Neste contexto, este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar a eficiência de manejos da fertirrigação e níveis de nitrogênio e de potássio na cultura do pimentão em ambiente protegido. O delineamento utilizado foi blocos casualizados, em esquema fatorial 3 x 6, totalizando 18 tratamentos, com quatro repetições. Os tratamentos resultaram da combinação de três manejos de fertirrigação (M1 - Fertirrigação a partir da marcha de absorção de nutrientes pela cultura; M2 - Fertirrigação a partir do monitoramento da concentração de íons de N e K na solução do solo; M3 - Fertirrigação a partir do monitoramento da condutividade elétrica da solução do solo), com seis níveis de nitrogênio e de potássio (0, 50, 100, 150, 200 e 300% da recomendação padrão para a cultura cultivada no sistema hidropônico). Para o manejo M1 foi adotada como dose padrão de N e K a recomendação destes nutrientes para a cultura do pimentão em condições de campo (100% de NK, sendo N = 16,1 e K = 23,5 g planta-1). Para os manejos M2 e M3, utilizou-se como dosagem padrão a recomendação de N e K para o cultivo hidropônico no sistema NFT (100% NK, sendo N = 152 e K = 245 mg L-1). Ao longo do ciclo da cultura foi realizado o monitoramento da concentração dos íons de N e K (M2) e da condutividade elétrica (M3) da solução coletada. Os resultados eram analisados e utilizados na tomada de decisão quanto ao momento de se fazer a fertirrigação e as quantidades de N e K a serem aplicadas. Os parâmetros avaliados foram produtividade e qualidade de frutos, além do consumo de nutrientes e de água. Avaliaram-se também, ao final do experimento, as características químicas do solo, bem como os principais índices de eficiência nutricional de N e K na cultura do pimentão. Os resultados demonstraram que a resposta das plantas à adubação mineral depende do manejo de fertirrigação. Os tratamentos afetaram a absorção de nutrientes no tecido vegetal, mas, na maioria dos casos, as concentrações de nutrientes estavam dentro da faixa considerada adequada para a cultura. Observouse também que o manejo da fertirrigação a partir do monitoramento da concentração dos íons de N e K, ou da condutividade elétrica da solução do solo foi mais eficiente que a fertirrigação realizada com base na marcha de absorção de nutrientes da cultura do pimentão, proporcionando em plantas mais desenvolvidas, mais produtivas e com maior eficiência no uso de fertilizantes. / Looking for maximum crop yield in greenhouse, several growers apply excessive nutrient doses. This behavior frequently brings increase in production costs, lower crop yields, environmental contamination and salt buildup in the soil, which can became inappropriate for cropping. With this concern, studies are made for developing fertirrigation management that improves Sweet Pepper crop efficiency in greenhouse. For these reasons, this work was carried out with the objective of evaluating fertirrigation management efficiency as well as levels of nitrogen and potassium for Sweet Pepper grown in greenhouse. Experimental design was a randomized blocks in a 3x6 factorial scheme, totaling 18 treatments, with four replications. Treatments resulted from the combination of three fertirrigation managements (M1 - Fertirrigation based on the curve of nutrient absorption of the crop; M2 - Fertirrigation based on monitoring of ions N and K in soil solution; M3 - Fertirrigation based on monitoring of electrical conductivity of soil solution) with six levels of nitrogen and potassium (0; 50; 100; 150; 200 and 300% of standard recommendation for Sweet Pepper grown in hydroponics). Standard dose of N and K adopted for M1 management was the recommendation of these nutrients for Sweet Pepper in field conditions (100% NK was: N = 16.1 and K = 23.5 g plant-1). For M2 and M3, the standard dose was the N and K recommendation for hydroponics in the NFT system (100% NK was: N = 152 e K = 245 mg L-1). During crop cycle were monitored the concentrations of N and K ion (M2) and the electric conductivity of sampled solution (M3). After analyzed, results were used for decision making on the moment of application and amounts of N and K to be applied. Parameters evaluated were those related to fruit yield and quality, as well as nutrient and water consumption. At the end of the trial were also analyzed soil chemical characteristics and the main indexes of nutritional efficiency for N and K in Sweet Pepper crop. Results showed that plant response to mineral fertilization depended on fertirrigation n management. Treatments influenced absorption of nutrients by plant tissue, but, in most cases, nutrient concentrations were in the range considered adequate for the crop. It was also observed that fertirrigation managements based on monitoring of concentration of ions N and K, or of electrical conductivity of soil solution were more efficient than the management based on nutrient absorption curve of Sweet Pepper, because they provided plants more developed and productive, with higher fertilizer use efficiency.

A necessidade crescente de aumentar a produtividade no setor agrícola levou ao acréscimo do uso de fertilizantes na produção de alimentos, ocasionando, entre outras coisas, a salinização do solo, as conseqüências para a saúde do homem e o impacto ambiental, não são totalmente conhecidas. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito de diferentes níveis de salinidade no solo provocada pelo uso da fertirrigação, nas variáveis fenológicas e de produção do tomateiro cultivado em estufa; estudar a evolução da salinização do solo cultivado com tomateiro sob dois tipos de manejo da fertirrigação, o tradicional, baseado na marcha de absorção de nutrientes da cultura e o baseado no monitoramento da solução do solo, avaliando o funcionamento do uso de cápsulas porosas, como extratores de solução do solo, visando o controle da salinização. O experimento foi conduzido em duas etapas, sendo a primeira desenvolvida no Laboratório de Solos e a segunda realizada em estufa plástica, ambos localizados no Departamento de Engenharia Rural da ESALQ/USP, em Piracicaba. A primeira etapa consistiu de testes preliminares que possibilitaram a construção de curvas artificiais de salinização, visando à realização do processo de salinização artificial do solo. Na segunda etapa avaliou-se o efeito dos diferentes níveis iniciais de salinidade do solo e manejos aplicados. Os níveis iniciais de salinidade utilizados foram: S1 = 1,5 dS m-1; S2 = 2,5 dS m-1; S3 = 3,5 dS m-1; S4 = 4,5 dS m-1; S5 = 5,5 dS m-1 e S6 = 6,5 dS m-1. O delineamento estatístico foi em blocos aleatorizados com quatro repetições, ficando os fatores estudados arranjados no esquema fatorial 6 x 2. Verificou-se que a metodologia empregada para salinização artificial do solo e manutenção dos níveis de salinidade foi eficiente. Os resultados revelaram não haver diferenças entre os manejos utilizados para o rendimento da cultura; a salinidade limiar tolerada pela cultivar de tomate Débora Plus, foi superior aos valores citados na literatura com o uso de águas salinas e os índices de salinidade utilizados não interferiram na aceitação do produto pelo consumidor. Houve redução no consumo de água para os diferentes níveis de salinidade estudados e o manejo dois ocasionou uma redução no consumo de fertilizantes até o nível de condutividade elétrica de 3,5 dS m-1. / Due to the need of increasing the productivity in the agricultural section the use of fertilizers in the production of food was increased, causing among other things the salinization of the soil, the consequences for the humankinds health and the environmental impact that are not totally known. This work had as objective evaluate the effect of different levels of soil salinity promoted by the use of the fertirrigation, in the fenologic variables as well as in the production of the tomato cultivated in greenhouse; and to study the evolution of the salinization of the soil cultivated with tomato under two types of fertirrigation handling, the traditional one, based on the absorption march of culture nutrients and the one based on the monitoring of soil solution, evaluating the use of porous capsules, as extractors of soil solution, seeking the control of the salinization. The experiment was led in two stages, being the first one developed in the Laboratory of Soils and the second one accomplished in plastic greenhouse, both located in the Department of Rural Engineering of ESALQ/USP, in Piracicaba. The first stage consisted of preliminary tests that enabled the construction of artificial curves of salinity, seeking accomplishment of the process of artificial salinization of the soil. In the second stage the effect of the different initial levels of soil salinity and applied handlings were evaluated. The initial levels of salinity used were: S1 = 1,5 dS m-1; S2 = 2,5 dS m-1; S3 = 3,5 dS m-1; S4 = 4,5 dS m-1; S5 = 5,5 dS m-1 and S6 = 6,5 dS m-1. The statistical test was in randomized blocks, with four repetitions, arranged in 6 x 2 factorial design. It was verified that the methodology used for artificial salinization of the soil and maintenance of the salinity levels was efficient. The results revealed that there were no differences between the used handlings and the revenue of the culture; the threshold salinity tolerated by cultivating tomato Débora Plus, was superior to the values mentioned in the literature with the use of saline waters, and the salinity indexes used did not interfere in the acceptance of the product by the consumer. There was a reduction in the consumption of water for the different salinity levels studied and the second handling caused a reduction in the consumption of fertilizers until the level of electric conductivity of 3,5 dS m-1.

A demanda alimentar vem aumentando de acordo com o crescimento populacional e com isso há uma necessidade de que as práticas agrícolas tornem-se cada vez mais intensas e tecnificadas, mediante o incremento, entre outros, da utilização de insumos químicos. Porém, uma vez aplicados de maneira desorganizada, sem a devida preocupação com os possíveis impactos aos recursos naturais, tais produtos podem vir a provocar danos ao solo, contaminação de águas subterrâneas (mediante sua lixiviação) e em alguns casos, podem ser responsáveis pelo aumento da salinidade em alguns solos da região do semiárido do nordeste brasileiro. Nesse sentido, devido ao fato de envolverem processos físicos na natureza, o estudo da dinâmica desses produtos químicos têm motivado diversos pesquisadores a aplicarem ferramentas matemáticas (modelos matemáticos) na área de engenharia de água e solo, buscando entender a correlação entre a dinâmica da água e o movimento de solutos no perfil do solo. Portanto, a presente pesquisa tem como objetivo a aplicação do modelo matemático HYDRUS-1D para a simulação do movimento da água e do íon potássio, em condições de laboratório, utilizando-se colunas preenchidas com dois tipos de material de solos salinos e não saturados: Argissolo Amarelo (S1) e Latossolo Vermelho Amarelo (S2). Além disso, buscou-se também avaliar tanto o desempenho do referido modelo, em condições salinas, quanto proceder a uma análise de sensibilidade. Para alcançar tais objetivos, foram conduzidas as seguintes etapas: 1) elaboração de curvas de distribuição de efluentes (Breakthrough Curves - BTC) para obtenção dos parâmetros de transporte do íon potássio, com a aplicação de soluções de 1000 ppm, 2000 ppm e 3000 ppm de concentração de potássio, nos dois tipos de solos salinos, 2) Aplicação dessas soluções de potássio na coluna preenchida com o mesmo material de solo salino não saturado, 3) Simulação dos perfis de água e potássio para os diferentes materiais de solo salino pelo modelo HYDRUS-1D e 4) Avaliação de desempenho e análise de sensibilidade do modelo HYDRUS-1D. A avaliação de desempenho foi feita levando-se em conta os seguintes índices estatísticos: erro máximo, erro absoluto médio, raiz quadrada do erro médio normalizado, coeficiente de massa residual, coeficiente de determinação, eficiência e índice de concordância de Willmott e a análise de sensibilidade foi feita mediante a determinação do erro padrão, por meio de variações positivas (+ 10%, + 20%, + 30%, + 40%, + 50%) e negativas (- 10%, - 20%, - 10%, - 40%, - 50%), dos valores de: umidade volumétrica do solo saturado, condutividade hidráulica e os parâmetros n e ? do modelo de van Genuchten (1980). Diante dos resultados obtidos, pôde-se perceber que os procedimentos experimentais (BTC\'s) para a estimativa dos parâmetros de transporte do íon potássio em condições de solo salino, foram suficientes para descrever a movimentação do íon potássio no solo, gerando informações de entrada precisas para os modelos de simulação. Em termos do modelo HYDRUS-1D, observou-se que o deslocamento do íon potássio acompanhou a frente de molhamento e que o modelo foi eficiente nas simulações de deslocamento do íon potássio e da água para ambos os solos, em condições salinas. A análise de sensibilidade evidenciou que o modelo apresentou-se sensível, às variações negativas dos dados de entrada: umidade volumétrica do solo saturado, condutividade hidráulica do solo saturado e parâmetros \"n\" e \"?\" do modelo de van Genuchten (1980). / The increased demand for food due to population growth requires that agricultural practices become increasingly intensive and very technical, including the increased use of agricultural chemicals (fertilizers). If improperly applied without considering possible impacts on natural resources, agricultural chemicals may lead to soil and groundwater contamination through their leaching from the soil root zone. They may be responsible also for increased salinity in some soils of semiarid regions in northeastern Brazil. Since many transient physical and chemical processes affect their transport in the subsurface, mathematical models have become popular tools in soil and water engineering and management in order to understand the correlation between water dynamics and solute movement in soils. Thus, this research aimed at using the HYDRUS-1D software package to simulate water and potassium movement, under laboratory conditions, in unsaturated saline soil columns filled with two soil types: an Ultisol (S1) and an Oxisol (S2). Comparisons were made with experimental data while also a sensitivity analysis was carried out to evaluate the effect of various parameters on solute transport under saline conditions. For this purpose the following studies were performed: 1) Measurement of solute breakthrough curves (BTCs) to estimate the transport parameters of the potassium ion by applying potassium solutions of 1,000 ppm, 2,000 ppm and 3,000 ppm to both soil types, 2) Application of similar potassium solutions to columns containing the same saline unsaturated soils, 3) Simulation of water and potassium distributions for different saline soil materials using HYDRUS-1D, and 4) Performance evaluation and sensitivity analyses of the HYDRUS-1D numerical model. The performance evaluation was conducted using the following statistical indices: maximum error, mean absolute error, normalized root mean square error, coefficient of residual mass, coefficient of determination, efficiency and Willmott\'s concordance index. The sensitivity analyses considered standard deviations resulting from positive and negative changes (+ 10% + 20% + 30% + 40% + 50%) (-10%, -20%, -10%, -40%, -50%) in the values of the saturated volumetric soil moisture content, the saturated hydraulic conductivity, and the parameters n and ? of van Genuchten\'s (1980) model for the unsaturated soil hydraulic functions. Results indicate that the experimental procedures (BTCs) for estimating the transport parameters of potassium for saline soil conditions were sufficient to describe potassium ion transport in the soils by generating the required input information for the simulation models. Relative to HYDRUS-1D model, the displacement of potassium was found to follow closely the wetting front, with the model providing a very efficient means for simulating the movement of both water and potassium in the two soils during saline conditions. The sensitivity analysis showed that the model was relatively sensitive to negative variations of the input data, notably the saturated water content, the saturated hydraulic conductivity, and the n and ? soil hydraulic parameters.

As plantas tropicais vêm ocupando uma parcela crescente do setor de floricultura, tanto no mercado nacional quanto no internacional, por apresentarem formas exuberantes e coloridas. Neste sentido, o Costus lasius Loes. tem se destacado entre as plantas ornamentais por possuir, como característica mais atraente, pequenas inflorescências amarelo-ouro e caule pouco espiralado, marcas que dão leveza à combinação de plantas de vaso. Entretanto, esta espécie é pouco pesquisada no Brasil, principalmente quanto às condições ambientais de cultivo, de nutrição e de manejo da fertirrigação. O presente trabalho tem como objetivo avaliar o efeito de diferentes malhas fotoconversoras de sombreamento e diferentes concentrações de potássio, no cultivo de Costus lasius em ambiente protegido. O experimento foi conduzido em uma área experimental do Departamento de Produção Vegetal da Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\", em Piracicaba, SP. Os tratamentos foram constituídos da combinação de cinco concentrações de potássio na solução de fertirrigação (40, 80, 120, 160 e 200 mg L-1), com três diferentes colorações de cobertura Chromatinet (Polysak Plastic Industries Ltd), nas cores vermelha, azul e preta, com índice de sombreamento de 50%. Foram utilizados 25 vasos \"pote 19\" por malha, em um total de 75, com um número de duas plantas por vaso, dispostos em bancadas de alumínio já disponíveis no local. Foram avaliados o crescimento das plantas, o número de folhas, de hastes e de inflorescências, as dimensões das hastes e das inflorescências, a sanidade das folhas e das inflorescências, o índice de preenchimento de vaso, a matéria fresca e seca, o índice de área foliar, o índice de estresse hídrico da cultura, o índice de clorofila e o acúmulo das concentrações de macronutrientes no tecido vegetal. O sombreamento com a malha vermelha melhorou as características de crescimento, número de folhas e aumentou a produção de massa fresca e seca de costus. A concentração de 200 mg L-1 de K+, na solução de fertirrigação, é a recomendada para aumentar a massa fresca e o maior número das inflorescências, características relevantes para a espécie Costus lasius como planta ornamental. Os maiores teores de potássio acumulados nas inflorescências do costus são proporcionados pela concentração 200 mg L-1 sobre as malhas vermelha e azul; e pela concentração 160 mg L-1 no ambiente sombreado com a malha preta. A dose de 200 mg L-1 de K+ associada a malha preta conduzem aos melhores resultados em termos de produção de hastes e inflorescências. O cultivo de costus sobre a malha azul tem maior eficiência no aproveitamento da clorofila e no processo fotossintético, indicando a camada basal das folhas como referência para esse tipo de avaliação. O IEHC apresenta grande variabilidade durante todo o ciclo e indica o ambiente de malha vermelha como o mais passível de causar estresse hídrico para as plantas na maioria dos meses estudados. / Tropical plants have been participating of a growing portion in brazilian floriculture and in international markets, because of its exuberant and colorful forms. In this sense, the Costus lasius Loes. has stood out among ornamental plants because of its more attractive characteristics: small yellow-gold inflorescences and slightly spiraled stem, attributes that give lightness to the potted plants. However, there are few studies about this species in Brazil and mainly regarding the environmental conditions of cultivation, nutrition and fertirrigation management. The goal of this work is to evaluate the effect of different photoconverters meshes and different concentrations of potassium in the cultivation of Costus lasius in greenhouse. The experiment was conducted in an experimental area of the Plant Production Department at the School of Agriculture \"Luiz de Queiroz\", in Piracicaba, SP. Treatments were composed by a combination of five potassium concentrations in the fertigation solution (40, 80, 120, 160 and 200 mg L-1) in three different meshes (Polysak Plastic Industries Ltd): red, blue and black, with shading capacity of 50%. For each meshe color twenty-five pots were used, 75 pots in total, with two plants per pot, arranged in aluminum benches already available at the place. In this experiment were evaluated the plants growth, number of leaves, stems and inflorescences, dimensions of stems and inflorescences, leaves and inflorescences health, vessel filling index, fresh and dry matter, leaf area index, crop water stress index, chlorophyll index and accumulation of macronutrients concentrations in plant tissue. The shading with the red mesh improved the growth characteristics, number of leaves and increased the production of fresh and dry mass of costus. The K+ concentration of 200 mg L-1 in the fertigation solution is recommended to increase the fresh mass and to achieve the highest number of inflorescences, which are relevant characteristics for the specie Costus lasius as ornamental plant. The highest levels of accumulated potassium in costus inflorescences are provided by the concentration of 200 mg L-1 on the red and blue meshes; and by the concentration of 160 mg L-1 in the environment shaded with the black mesh. The dose of 200 mg L-1 of K+ associated with black mesh leads to the best results in terms of stem and inflorescence production. The cultivation of costus on the blue mesh has greater efficiency in the use of chlorophyll and in the photosynthetic process, indicating the basal layer leaves as reference for this type of evaluation. The CWSI shows great variability throughout the cycle and indicates the red mesh environment as the most likely to cause hydric stress to plants in most of the months studied.

O manejo da fertirrigação com controle da concentração de íons na solução do solo, apresenta-se como uma alternativa técnica e economicamente viável, sendo necessário a sua calibração para que possa ser efetivamente recomendada. Diante do exposto, este trabalho foi desenvolvido com o objetivo determinar equações de calibração a fim de serem utilizadas no monitoramento da condutividade elétrica (CE) e da concentração de íons na solução do solo em dois tipos de solo, com ênfase principal, diferentes intensidades de vácuo, tempo de aplicação do vácuo após o evento da fertirrigação e tempo após a aplicação do vácuo para realização de coleta da solução do solo. O estudo constou de dois experimentos realizados em condições de ambiente protegido. O delineamento estatístico utilizado foi o inteiramente casualizado (DIC) e tipos de solos foram os mesmos para ambos os experimentos, o primeiro em esquema fatorial 2 x 4 x 4, totalizando 32 tratamentos, com três repetições. Os tratamentos foram compostos por: dois tipos de solo (Franco Arenoso - S1 e Franco Argiloso - S2), quatro intensidades de vácuos aplicadas aos extratores (V1 - 50, V2 - 60, V3 - 70, e V4 - 80 kPa), e quatro níveis de umidade em base peso (100, 72, 61 e 43% no solo S1 e 100, 79, 66 e 60% no solo S2); e o segundo num esquema fatorial 2 x 4 x 3, totalizando 24 tratamentos, com três repetições. Os tratamentos constaram-se de quatro soluções com concentração de 0, 30, 60 e 90% da solução padrão utilizada e três intensidades de vácuos (V1 - 60, V2 - 70, V3 80 kPa). Os resultados obtidos demonstraram que é possível, com auxilio de extratores e transdutores de pressão, monitorar o volume e a concentração iônica da solução extraída com ótima precisão, bem como a variação de tensão em tempo real. O tempo mínimo para o equilíbrio iônico, foi de 30 horas após o evento de fertirrigação para aplicação do vácuo em ambos os solos. O tempo necessário entre a aplicação do vácuo até o momento da coleta da solução, aumentou em função da redução de umidade, bem como com o incremento do vácuo aplicado, a menor faixa de tempo observada foi de 0,37 a 0,67 horas na combinação da máxima umidade em ambos os solos com a maior e a menor intensidade de vácuo, respectivamente. A redução da umidade proporcionou um aumento na concentração iônica e na condutividade elétrica. O incremento do vácuo não afetou a concentração iônica para ambos os solos, exceto para K+, Ca2+, Mg2+ e SO4 2-, que tiveram suas concentrações reduzidas no solo (S1) e o volume coletado aumentou. Os níveis crescentes de concentração aplicada proporcionaram um aumento na concentração iônica e na (CE) da solução obtida, exceto o pH, que foi reduzido no solo (S2), já o incremento do vácuo aplicado não proporcionou efeito significativo para nenhum parâmetro avaliado em ambos os solos no Experimento II. / The fertigation management with ion concentration control in the soil solution its an alternative technique and feasible economic, however its necessary to calibrate it to be effectively recommended. This work had the aim to determine calibrated equations to monitor the electrical conductivity (EC) and the solution ion concentration in soils of two different textures, with primary focus on different vacuum intensity, vacuum application time after the irrigation event and time after the vacuum application for collection of soil solution. The study consisted of two experiments under greenhouse condition. The statistic delineation utilized was the entirely randomized and the soil types were the same for both experiments; the first in the factorial scheme was 2 x 4 x 4, 32 treatments in the all, with three repetition. The treatments were composed of: two soil type ( loamsandy - S1 and loam-clayish- S2), four vacuum intensity applied to extractors (V1 - 50, V2 - 60, V3 - 70, and V4 - 80 kPa) and four levels of water content on weight base ( 100, 72, 61 e 43% in the soil S1 and 100, 79, 66 and 60% in the soil S2 ); the second in the factorial scheme was 2 x 4 x 3, 24 treatments in all, with three repetition. The treatments had four types of solution with concentration of the 0, 30, 60 e 90% in the utilized standard solution and three vacuum intensity (V1 - 60, V2 - 70, V3 80 kPa). The results showed that its possible, to monitor the volume and ionic concentration of extracted solution with high precision and also the tension variation in real time with the help of extractors and pressure to transductors. The minimum time for ionic equilibrium was the 30 hours after the fertigation event to apply the vacuum in both soils. The necessary time between vacuum applications until the moment of collection of solution, increased with the reduction of water content in soil, and also due to increment in the applied vacuum. The smaller time range observed was from the 0.37 to 0.67 hours under the combination of the maximum water content in both soils with the bigger and smaller vacuum intensity, respectively. The water content reduction resulted an increase in the ionic concentration and electrical conductivity. The vacuum increment did not affect ionic concentration in both soils, except for K+, Ca2+, Mg2+ and SO4 2-, which were reduced in the soil S1 and the collected volume increased. The increasing level of the applied concentration provided an increase in the ionic concentration and in the EC of the obtained solution, except for pH, that which reduced in the soil S2; the applied vacuum increment did not affect significantly evaluated parameters in both soils in the second experiment.

A técnica da aplicação da fertirrigação está ganhando aceitação, principalmente nos sistemas de irrigação por gotejamento, devido às vantagens que apresenta como a possibilidade de controlar a nutrição das plantas, como é o caso do potássio, que é um dos fertilizantes mais empregados. Porém, a descrição do transporte de água e solutos sob condições reais apresenta grande complexidade, além dos altos custos envolvidos nas pesquisas de campo. Portanto, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver um modelo matemático para simular o deslocamento simultâneo de água e potássio no solo aplicado sob fonte pontual. O estudo foi executado em três fases: desenvolvimento do modelo, validação experimental e análise de sensibilidade. A modelagem esteve baseada na solução numérica das equações que regem o movimento de água e o transporte de solutos no solo, aplicados a partir de fonte pontiforme, permitindo assim determinar a distribuição de água e dos solutos no solo em função tanto do espaço quanto do tempo. Estas equações foram resolvidas considerando um sistema de volumes de controle, caracterizado pelas dimensões radial e vertical, asumindo que o bulbo úmido está composto por uma série de anéis concêntricos. A validação do modelo foi conduzida no Laboratório de Física de Solo e em uma estufa plástica do Departamento de Engenharia Rural da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", da Universidade de São Paulo, em Piracicaba. A análise de sensibilidade foi feita com respeito às variações individuais da condutividade hidráulica do solo saturado, umidade inicial e saturada do solo, dispersividade, fator de retardamento e vazão do emissor. Foi obtido um bom ajuste entre os valores simulados pelo modelo e os observados, indicando que o movimento e distribuição de água e potássio aplicados via irrigação por gotejamento podem ser modelados matematicamente a partir da solução das equações de fluxo transiente mediante o uso do método dos volumes de controle. O resultado da análise de sensibilidade revelou que o modelo, com relação à distribuição de água, é bastante sensivel à umidade de saturação e inicial do solo. A respeito da distribuição de potássio, é bastante sensível a variações negativas da condutividade hidráulica do solo saturado, vazão do gotejador e fator de retardamento do solo, e pouco sensível às variações da dispersividade do solo. / The technique of fertigation application is winning acceptance, mainly in trickle irrigation, due to the advantages that it presents as the possibility of controlling the nutrition of the plants, as the case of the potassium, that is one of the most used fertilizers. However, the description of the transport of water and solute under real conditions presents great complexity, besides the high costs involved in the field researches. Therefore, the present work had as objective develop a mathematical model to simulate the simultaneous displacement of water and potassium applied in the soil under a punctual source. The study was executed in three phases: model development, experimental validation and sensibility analysis. The modeling was based on the numeric solution of the equations that govern the movement of water and the solute transport in the soil, applied from a punctual source, allowing to determine the distribution of water and of the solute in the soil in function of the space and time. These equations were resolved considering a system of control volumes, characterized by the radial and vertical dimensions, considering that the humid bulb is composed for a series of concentric rings. The validation of the model was driven at Soil Physics Laboratory and in a plastic greenhouse of the Department of Rural Engineering of the Escola Superior de Agricultura "Luiz of Queiroz", of the São Paulo University, in Piracicaba - Brazil. The sensibility analysis was made with regard to the individual variations of the saturated soil hydraulic conductivity, initial and saturated soil humidity, dispersivity, retardation factor and emitter flow. It was obtained a good adjustment among the model simulated values and the observed ones, indicating that the movement and distribution of water and potassium applied in trickle irrigation can be modeled mathematically by the solution of the transient flow equations by using the control volumes method. The result of the sensibility analysis revealed that the model is quite sensitive to the soil saturation and initial humidity, regarding the distribution of water. Regarding the potassium distribution, it is quite sensitive to negative variations of soil saturated hydraulic conductivity, emitter flow and retardation factor of the soil, and little sensitive to the variations of the soil dispersivity.