Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / ABSTRACT: In regions of natural or planted forests, rainfall interception by vegetation can be an important variable in the hydrological cycle and should not be neglected. This research analyzes the process of interception in different forest types (native and planted) in the region of Santa Maria - RS, at the head of Vacacaí Mirim. The variables Rainfall (R), stemflow (Sf), and throughfall (Tf) were monitored in the period from Dec/09 to Fev/11. Rainfall was monitored in two tipping bucket rain gauges and meteorological station installed in the subbasin on July 14th, 2010. Throughfall was monitored in three plots (areas I, II and III) with dimensions of 12 m x 50 m, 21 m x 12 m and 10 m x 20 m, respectively. The sampling points were installed 40 or 60 cm from the ground and spaced 1 m in straight line. In area I (native forest), 101 stakes were allocated to 40 instruments; where 20 collectors remained in fixed locations and 20 were rotated randomly. In the areas II (native forest) and III (eucalyptus) 60 sampling points were allocated to 20 collectors; at each new collection they were placed one sampling point ahead the former. Stemflow was based on values suggested in literature and by monitoring the flow in three selected trees within each plot, and the interception was calculated as the difference between precipitation and the sum of throughfall and stemflow. The results showed that interception is a key component of the hydrological cycle and, in general, underestimated by the hydrological models.The highest interception value was checked for native forest and the largest stemflow for eucalyptus. The stemflow was higher than the values observed by other authors, revealing that this variable cannot be ruled out in the study of interception. On the other hand, the ranges of variation of throughfall and interception were close to those reported in other studies. The results seem also to suggest that the depth parameter adopted for the calculation of interception using the leaf area index is underestimated and should be 0.4. Statistical analysis of the number of collectors used and necessary to ensure error of 5 mm of throughfall in relation to its average and 90% of confidence, showed that for vegetation such as Eucalyptus, the use of 20 rotating collectors were sufficient in 95.45% of the collections; which may be a reference to works in which there is a pattern of similarity of species. For native forest we observed that when the vegetation has a low density and the similar pattern of canopy, stem diameter and height, the use of 20 rotating collectors would be enough to ensure statistical requirements set out in 71.43% of the samples monitored. When the native vegetation is dense, with standard range of height, stem diameter and crown area, we observed the need for a higher number of collectors equipment of throughfall. The use of 40 collectors (20 fixed and 20 rotational) assured that the statistical requirements stipulated were guaranteed in 60.98% of the samples monitored. / RESUMO: Nas regiões de floretas naturais ou plantadas, a interceptação da precipitação pela vegetação pode ser uma importante variável do ciclo hidrológico, não devendo ser negligenciada. Esta pesquisa analisou o processo de interceptação em diferentes formações florestais (nativa e plantada) na região de Santa Maria - RS, na cabeceira do Vacacaí Mirim. As variáveis monitoradas no período de dez/09 a fev/11 foram: precipitação inicdente (P), escoamento pelo tronco (Esct) e precipitação interna (Pi). A precipitação incidente foi monitorada em dois pluviômetros tipo cubas-basculantes e pela estação climatológica instalada na sub-bacia em 14/7/2010. A precipitação interna foi monitorada em três parcelas (área I, II e III) com dimensões de 12 m x 50 m, 21 m x 12 m e 10 m x 20 m, respectivamente. As estacas foram instaladas a 40 ou 60 cm do solo, sendo espaçadas de 1 m e em linha reta. Na área I (mata nativa), foram alocadas 101 estacas para disposição de 40 instrumentos, sendo que 20 permaneceram fixos e 20 foram rotacionados. Já nas áreas II (mata nativa) e III (eucalipto) foram alocadas 60 estacas para disposição de 20 coletores, sendo que a cada nova coleta eles eram realocados uma estaca a frente da anterior. O escoamento pelo tronco foi determinado com base em valores sugeridos em literatura e por meio de monitoramento do escoamento em três árvores escolhidas dentro de cada parcela e a interceptação foi calculada pela diferença entre P e a soma de Pi e Esct. Os resultados mostraram que a interceptação é uma componente fundamental do ciclo hidrológico e, em geral, subestimada pelos modelos hidrológicos. O maior valor de interceptação foi verificado para mata nativa e o maior Esct para eucalipto. O escoamento pelo tronco foi superior aos valores verificados por outros autores, revelando que essa variável não pode ser descartada no estudo da interceptação. Já as faixas de variação de precipitação interna e da interceptação ficaram próximas aquelas registradas em outros estudos. Os resultados parecem sugerir, ainda, que o parâmetro de lâmina adotado para o cálculo de interceptação com utilização do índice de área foliar está subestimado e deveria ser 0,4. A análise estatística do número de aparelhos utilizados e necessários para garantir 5 mm de erro de Pi em relação a sua média e 90% de confiança, mostrou que para vegetação do tipo eucalipto, o uso de 20 instrumentos rotacionáveis seriam suficientes em 95,45% das coletas realizadas. O que pode ser uma referência para trabalhos em que existe um padrão de semelhança de espécies. Já para mata nativa observou-se que, quando a vegetação apresenta baixa densidade e mesmo padrão de copa, diâmetro do caule e altura, o uso de 20 instrumentos rotacionáveis seria suficiente para garantir os requisitos estatísticos estipulados em 71,43% das coletas monitoradas. Quando a vegetação nativa é densa, com padrão variado de altura, diâmetro do caule e área da copa, percebeu-se a necessidade de um número mais elevado de equipamentos coletores de Pi. O uso de 40 instrumentos, (20 aparelhos rotacionáveis e 20 fixos), garantiu que em 60,98% das coletas monitoradas os requisitos estatísticos estipulados fossem assegurados.

Submitted by CLESCY Silva (clescy@gmail.com) on 2016-09-22T18:36:58Z No. of bitstreams: 1 Tese Clescy_Final_entreguePAC.pdf: 2792992 bytes, checksum: a8c628012b6bf917221d3dcb89d201f0 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-09-23T14:11:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_co_dr_bot.pdf: 2792992 bytes, checksum: a8c628012b6bf917221d3dcb89d201f0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-23T14:11:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silva_co_dr_bot.pdf: 2792992 bytes, checksum: a8c628012b6bf917221d3dcb89d201f0 (MD5) Previous issue date: 2016-02-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O trabalho teve como objetivo principal espacializar parâmetros edafoclimáticos da cana-de-açúcar e suas respectivas lâminas brutas de irrigação. O zoneamento agrícola da cana-de-açúcar irrigada foi elaborado seguindo quatro etapas. A primeira etapa foi a confecção do mapa temático de temperatura média do ar, indicando os locais com aptidão térmica (Tm > 21°C) para todo o Estado do Piauí. A segunda etapa foi a elaboração do mapa de declividade indicando as áreas aptas declividade abaixo de 12%, para fins de mecanização, utilizando mosaicos de imagens SRTM. A terceira foi a elaboração de mapas de lâminas brutas de irrigação para todo o ciclo da cana-de-açúcar com base no balanço hídrico da cultura, utilizando uma série histórica de 15 anos, com dados diários de precipitação, de 87 locais de postos pluviométricos, disponibilizado pelo INMET (Instituto Nacional de Meteorologia) e a SUDENE (Superintendência do Desenvolvimento do Nordeste), localizados no Piauí e em Estados vizinhos. Foram estabelecidas 12 meses de plantio (janeiro a dezembro), para cada CAD analisada (75 mm, 100 mm e 125 mm), totalizando 36 mapas de lâminas bruta de irrigação. A evapotranspiração de referência (ETo) diária foi estimada pelo método de Thornthwaite (1948), para todos os 87 locais dos postos pluviométricos. De posse dos dados do balanço hídrico da cultura, os valores de lâminas brutas foram calculados levando em consideração o sistema de irrigação por gotejamento. Como resultado, se obteve mapas com percentuais de área do Estado e seus respectivos intervalo de classes de lâmina de irrigação. O balanço hídrico da cultura foi processado por meio da ferramenta “Macros” do Excel 2013, em planilhas eletrônicas. A análise estatística realizada no balanço hídrico da cultura, seguiu o método de Monte Carlo. A quarta etapa foi o cruzamento dos mapas de aptidão térmica, aptidão para mecanização e lâminas brutas de irrigação, resultando no zoneamento de agrícola para cana-de-açúcar irrigada. O programa de SIG utilizado para a confecção de todos os mapas contidos nesse trabalho foi o Quantum Gis® 2.8.2. O Estado do Piauí não possui restrições térmicas para o cultivo da cana-de-açúcar. O Piauí tem extensas áreas potencialmente aptas a mecanização agrícola. Os melhores meses de plantio com o menor consumo de lâmina bruta de irrigação, em geral, foram observados no período seco da região. O zoneamento agrícola da cultura da cana-de-açúcar irrigada indicou áreas aptas e inaptas para fins de mecanização agrícola, e os meses de plantio em que há um consumo de lâmina bruta para irrigação por gotejamento. / The work aimed to spatialise edaphoclimatic parameters of sugarcane and their gross irrigation levels. The agricultural zoning for sugarcane irrigation was developed following four steps. The first step was the preparation of thematic map of average air temperature, indicating the locations with thermal fitness (Tm> 21 ° C) throughout the state of Piauí. The second step was the preparation of the slope map indicating areas suitable slope below 12% for mechanization purposes, using SRTM images mosaics. The third was the development of gross irrigation depth maps for the entire cycle of sugarcane based on the water balance of the culture, using a historical series of 15 years, with daily rainfall data from 87 local rain gauge stations , provided by INMET (National Meteorological Institute) and SUDENE, located in Piaui and neighboring states. 12 months plantations were established (January to December), for each CAD analyzed (75 mm, 100 mm and 125 mm), totaling 36 maps of gross irrigation levels. The reference evapotranspiration (ETo) daily was estimated by Thornthwaite method (1948) for all 87 locations of rainfall stations. Having the data of the water balance of culture, the values of gross blades were calculated taking into account the drip irrigation system. As a result, if obtained maps of the area percentages of the state and their range of water depth classes. The water balance of the crop was processed through the tool "Macros" Excel 2013 for spreadsheets. Statistical analysis in the water balance of culture, followed the Monte Carlo method. The fourth step was the crossing of thermal maps fitness, fitness for mechanization and gross irrigation levels, resulting in agricultural zoning for sugarcane irrigated. The GIS software used for making all the maps contained in this work is the Quantum Gis® 2.8.2. The state of Piauí does not have thermal constraints for the cultivation of sugarcane. Piauí has extensive potentially suitable areas to agricultural mechanization. The best months for planting with the lowest consumption of raw water depth generally were observed in the dry season in the region. The agricultural zoning of sugarcane irrigated indicated areas suitable and unsuitable for the purpose of agricultural mechanization, and the months of planting that there is a consumption of raw blade to drip irrigation.

Submitted by Rebeka Godeiro (rebeka_carvalho@hotmail.com) on 2018-05-09T13:48:23Z No. of bitstreams: 1 IARA TAMIRES RODRIGUES CAVALCANTE - DISSERTAÇÃO ZOOTECNIA 2018.pdf: 714140 bytes, checksum: d4e13d626674f4ce631a5f2b8a75fcd5 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-09T13:48:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 IARA TAMIRES RODRIGUES CAVALCANTE - DISSERTAÇÃO ZOOTECNIA 2018.pdf: 714140 bytes, checksum: d4e13d626674f4ce631a5f2b8a75fcd5 (MD5) Previous issue date: 2018-02-27 / Capes / Objetivou-se calcular o balanço hídrico em ovinos alimentados com rações adicionadas de feno de jurema preta, leguminosa tanífera do semiárido. Foram utilizados 12 ovinos com 120 dias e peso inicial de 26,75 kg ±2,29 em gaiolas metabólicas por 21 dias, sendo cinco de coleta. As dietas experimentais continham 0, 12,5, 25 e 37,5% de feno de jurema preta. Foram mensuradas e coletadas amostras de fezes, urina, sobras, ração, água fornecida e evaporada. Foi calculado o balanço hídrico das dietas e determinados os taninos das rações. O delineamento foi inteiramente casualizado com quatro tratamentos e três repetições. Foi observado que a inclusão de feno de jurema preta não afetou o balanço hídrico, embora tenham apresentado efeito quadrático como ingestão de água do alimento e na água metabólica. A água livre, a excretada nas fezes, urina, água retida e a absorvida não foram influenciadas pela adição. Já a água do alimento (kg e g/kg0,75) quando correlacionada com fenóis totais (FT), taninos totais (TT) e taninos condensados (TC) apresentou comportamento quadrático (p<0,05). As demais variáveis não foram afetadas pelos teores de FT, TT e TC. O feno de jurema preta pode ser adicionado a ração de ovinos sem alterar o balanço hídrico. / The objective of this study was to calculate the water balance in sheep fed diets fed with black jurema hay, a semi-arid tannic legume. Twelve sheep with 120 days and initial weight of 26.75 kg ± 2.29 in metabolic cages were used for 21 days, five of which were collected. Experimental diets contained 0, 12.5, 25 and 37.5% black jurema hay. Samples of faeces, urine, leftovers, ration, water supplied and evaporated were measured and collected. The water balance of the diets was calculated and the tannins of the rations were determined. The design was completely randomized with four treatments and three replicates. It was observed that the inclusion of black jurema hay did not affect the water balance, although they showed a quadratic effect as food water intake and metabolic water. The free water, excreted in faeces, urine, retained water and absorbed water were not influenced by the addition. The water content of the food (kg and g / kg0.75) when correlated with total phenols (TP), total tannins (TT) and condensed tannins (CT) presented a quadratic behavior (p <0.05). The other variables were not affected by TP, TT and CT. Black jurema hay can be added to sheep feed without altering the water balance.

abstract: Woody plant encroachment is a worldwide phenomenon linked to water availability in semiarid systems. Nevertheless, the implications of woody plant encroachment on the hydrologic cycle are poorly understood, especially at the catchment scale. This study takes place in a pair of small semiarid rangeland undergoing the encroachment of Prosopis velutina Woot., or velvet mesquite tree. The similarly-sized basins are in close proximity, leading to equivalent meteorological and soil conditions. One basin was treated for mesquite in 1974, while the other represents the encroachment process. A sensor network was installed to measure ecohydrological states and fluxes, including precipitation, runoff, soil moisture and evapotranspiration. Observations from June 1, 2011 through September 30, 2012 are presented to describe the seasonality and spatial variability of ecohydrological conditions during the North American Monsoon (NAM). Runoff observations are linked to historical changes in runoff production in each watershed. Observations indicate that the mesquite-treated basin generates more runoff pulses and greater runoff volume for small rainfall events, while the mesquite-encroached basin generates more runoff volume for large rainfall events. A distributed hydrologic model is applied to both basins to investigate the runoff threshold processes experienced during the NAM. Vegetation in the two basins is classified into grass, mesquite, or bare soil using high-resolution imagery. Model predictions are used to investigate the vegetation controls on soil moisture, evapotranspiration, and runoff generation. The distributed model shows that grass and mesquite sites retain the highest levels of soil moisture. The model also captures the runoff generation differences between the two watersheds that have been observed over the past decade. Generally, grass sites in the mesquite-treated basin have less plant interception and evapotranspiration, leading to higher soil moisture that supports greater runoff for small rainfall events. For large rainfall events, the mesquite-encroached basin produces greater runoff due to its higher fraction of bare soil. The results of this study show that a distributed hydrologic model can be used to explain runoff threshold processes linked to woody plant encroachment at the catchment-scale and provides useful interpretations for rangeland management in semiarid areas. / Dissertation/Thesis / M.S. Civil and Environmental Engineering 2013

O Carbono Orgânico Dissolvido (COD) constitui em uma das principais formas de carbono orgânico exportado em rios e em outras vias hidrológicas preferencias nas bacias de drenagem. Na Amazônia, os estudos sobre o COD nas suas águas abrangem principalmente as grandes bacias da região central, com poucas análises sobre alterações na sua dinâmica após a substituição de florestas por pastagens, uma das mudanças no uso da terra mais comum na região. Este estudo objetivou fornecer informações que auxiliem na compreensão destes processos, através da comparação entre as dinâmicas das concentrações nas vias hidrológicas preferenciais, as exportações, e os balanços de COD durante eventos de precipitação em duas bacias de primeira ordem, sendo uma com floresta e outra com pastagem. O estudo foi conduzido numa fazenda próxima à cidade de Cacaulândia, no estado de Rondônia. As amostras foram coletadas na transição do período seco para o chuvoso (Agosto a Novembro de 2004) e período chuvoso (Janeiro a Abril de 2005). Os resultados mostraram que na transição do período seco para o chuvoso, apenas as concentrações de COD nas vias de entrada para o solo, precipitação na pastagem e precipitação interna na floresta, e de saída, pelos igarapés e água subterrânea apresentaram diferenças estatisticamente significativas entre floresta e pastagem. No período chuvoso, além destas, outras vias hidrológicas, como a solução do solo a 20 e 100 cm de profundidade e o escoamento superficial, mostraram-se distintas entre estes dois sistemas. Comparando-se os períodos do ano, em ambas as bacias as concentrações de COD nas vias hidrológicas foram superiores na época de transição do período seco para o chuvoso. A única exceção a este padrão foi observada na água subterrânea da floresta, que apresentou maiores concentrações de COD no período chuvoso. Na pastagem, o aumento do escoamento superficial resultou em maiores exportações de COD do que aquelas observadas na floresta. Como conseqüência, os balanços de COD a cada evento e anualmente, tendeu a ser mais positivos (maior retenção de COD) na última. Embora neste estudo não tenha sido possível, entre outros, quantificarem os fluxos de COD na água subterrânea e, portanto, obter um balanço mais preciso para esta forma de carbono nestes sistemas, os resultados demonstraram que a conversão de florestas em pastagens acarreta em um aumento significativo das exportações de COD, via igarapé, no último local, tanto em eventos individuais de precipitação, quanto anualmente. / Dissolved Organic Carbon (DOC) is one of the main fractions of organic carbon exported in rivers and other flow paths in watersheds. In the Amazon, studies of DOC in waters focus mainly on the large basins of the central region, with few analyses of changes in its dynamics after the replacement of forests by pastures, one of the most important land use changes in the region. This objective of this study was to obtain more information about these processes, by comparing dynamics in several flowpaths, exports and budgets of DOC during rain events in two first-order watersheds, one with forest and another with pasture. The study was conducted near city of Cacaulândia in the State of Rondônia. Samples were collected in the transition from dry to wet (August to November of 2004) and in the wet seasons (January to April of 2005). The results demonstrate that during the transition from dry to wet seasons, statistically significant differences in DOC concentrations between forest and pasture occur only in the inputs from precipitation in pasture and throughfall in forest and in the outputs in streams and groundwater. During the wet season the remaining flowpaths analyzed, soil solution at 20 and 100cm depth and overland flow, also showed statistically significant differences in DOC concentrations between forest and pasture. In terms of the periods of the year, in both watersheds DOC concentrations were higher during the transition from dry to wet seasons. The only exception to this pattern was observed in forest groundwater, with higher concentrations during the wet season. In the pasture, increases in discharge resulted in higher DOC export than in forest. As a consequence of this, DOC budgets, both in individual events and annually, showed a larger retention in the latest. Although in this study it was not possible, among others, to quantify the fluxes of DOC in groundwater, the results demonstrate that the conversion of forest into pasture causes a significant increase of DOC export in streams, both in individual rain events and on an annual basis.

A cultura da soja é cultivada em quase todo o território nacional, sendo a de maior área de cultivo no Brasil. Nessas áreas, o principal fator que limita a produtividade da cultura é o déficit hídrico. Com isso, estratégias de manejo da cultura devem ser avaliadas, buscandose identificar os períodos de semeadura de menores riscos climáticos e maior rentabilidade. Além das condições climáticas, características específicas das cultivares também podem ser utilizadas no manejo da cultura da soja, como os níveis de tolerância ao déficit hídrico. Assim, as condições climáticas e de tolerância ao déficit hídrico das cultivares de soja podem ser consideradas em modelos de estimativa de produtividade, auxiliando na definição das épocas preferências de semeadura. Com base nisso, o objetivo deste estudo foi calibrar um modelo agrometeorológico para a estimativa da produtividade da soja e, posteriormente, aplicá-lo em diferentes regiões brasileiras para definir as épocas preferenciais de semeadura, levando-se em consideração também os custos de produção. Para tanto, utilizou-se o modelo da Zona Agroecológica - FAO para a estimativa da produtividade potencial da cultura (PPF) da soja, a qual, posteriormente, foi penalizada em função do déficit hídrico, obtendo-se a produtividade atingível. Este modelo foi calibrado com dados de produtividade observada a campo. Os coeficientes calibrados, de forma específica por cultivar, foram o de sensibilidade ao déficit hídrico (Ky) por fase de desenvolvimento da cultura e o coeficiente de colheita (Cc), objetivando a minimização do erro absoluto médio entre as produtividades estimada e observada. Os valores de Ky foram utilizados para diferenciar grupos de cultivares quanto à tolerância ao déficit hídrico. Com os coeficientes do modelo (Ky e Cc) calibrados realizou-se a estimativa de produtividade atingível para 15 diferentes localidades brasileiras, para identificar períodos favoráveis à semeadura, em que a produtividade estimada foi maior que o custo de produção em sacas por hectare. Após definir os períodos favoráveis à semeadura, esses foram comparados aos recomendados pelo Zoneamento de Risco Climático do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA). Para a calibração do modelo, o desempenho obtido foi classificado como muito bom. A partir dos valores de Ky calibrados foram definidos quatro grupos de cultivares quanto à tolerância ao déficit hídrico, classificados em tolerância alta, média alta, média baixa e baixa, com os valores de Ky para a fase floração-enchimento de grãos sendo de 0,78, 0,88, 0,90 e 0,97, respectivamente. A partir das simulações de produtividade foi possível identificar períodos de maior probabilidade da produtividade da soja ultrapassar o custo de produção, definindo os decêndios aptos para a semeadura. Observou-se que os períodos de cultivo da soja pela metodologia proposta diferiram do zoneamento agrícola de risco climático, sendo essa diferença dependente da localidade. Portanto, conclui-se que a definição das épocas preferenciais de semeadura da soja, com base na estimativa da produtividade da cultura utilizando-se séries climáticas históricas e incluindo-se as particulares das cultivares quanto à tolerância ao déficit hídrico e ao custo de produção, gera informações mais consistentes e que permitem ao produtor minimizar as perdas de produtividade decorrentes do estresse hídrico. / Soybeans are cultivated in almost all Brazilian states, where it is the major crop in terms of area. In these regions the main limiting factor for the crop is water deficit. So, sowing dates should be evaluated to find, among other factors, when occur the lower climate risk and the highest yield. Besides weather conditions, characteristics of soybean cultivars, as water stress tolerance, can also be used to choose the best sowing dates. Thus, both weather conditions and water deficit tolerance can be considered in crop yield models, helping to define the best sowing dates. Based on that, the aim of this study was to calibrate an agrometeorological model for estimating soybean yield and apply it in different Brazilian producing regions to define the best sowing dates, taking also into account the production costs. The FAO Agro-ecological zone model was used for estimating potential yield (PPF), which was then penalized by a water deficit depletion function for obtaining the attainable yield. This model was calibrated with actual yield data from field experiments of soybeans cultivars competition. The calibrated crop parameters were water deficit sensitivity index (Ky), for each cultivar and growth stage, and harvest index (Cc), which aimed to obtain the smallest mean absolute error between estimated and actual yields. Calibrated Ky values were used to differentiate cultivar groups regarding the water stress tolerance. The calibrated model was used to estimate soybean yield for 15 Brazilian locations in order to identify the sowing dates when yields, in bags per hectare, overcome the production costs. The best sowing dates obtained were compared with those recommended by the Climate Risk Zoning of Minister of Agriculture, Livestock and Food Supply (MAPA). The calibrated model presented a very good performance, demonstrating its capacity for estimating soybean yield. According to Ky values, soybean cultivars were split in four groups of water deficit tolerance, being high, medium high, medium low and low tolerance, with Ky for reproductive stage of 0.75, 0.88, 0.90, 0.97, respectively. Based on the soybean yield simulations, it was possible to identify the sowing dates when the probability of yields is higher than production costs. The sowing periods obtained by the proposed method were different from those recommended by the MAPAS´s climate risk zoning, depending on the location. Therefore, it was concluded that the definition of the best sowing dates for soybean crop, based on the estimated yields using a crop yield model with historical climate data and considering the cultivars water deficit tolerance and production costs, can generate more accurate information, allowing growers to minimize the yield losses due to water deficit.

Esta tese teve por objetivo verificar como expansões de área irrigada no país aumentariam o uso de água regional. Para isso, os cenários descritos no Plano Nacional de Recursos Hídricos (PNRH) foram utilizados como política de expansão para a irrigação no país. Os cenários descritos são cenário 1 (água para todos), cenário 2 (água para alguns) e cenário 3 (água para poucos), e são situações hipotéticas reportadas pelo plano. Estes cenários foram adaptados com as informações de áreas potencialmente irrigáveis descritas no estudo do Ministério da Integração Nacional (MI) sobre a Análise Territorial para o Desenvolvimento da Agricultura Irrigada. Para tal, utilizou-se um modelo computável de equilíbrio geral denominado TERM-BR, um modelo dinâmico, bottom-up, inter-regional para as simulações dos cenários de demanda futura para o uso da água. O método de Thornthwaite e Mather foi utilizado para estimar o balanço hídrico climatológico (CWB) para os estados do Nordeste e com isso avaliar a situação da disponibilidade hídrica em condições determinadas nessa região. Diversos trabalhos foram utilizados na elaboração da base de dados com informações municipais (agricultura e consumo humano) e informações estaduais (pecuária e indústria), produtividade das culturas, áreas plantadas e colhidas também foram utilizadas. Os resultados simulados sugerem que as expansões de área irrigada proporcionariam mudanças positivas nas variáveis macroeconômicos como consumo das famílias, investimento, gastos do governo, exportações, PIB para o país. Em relação as variáveis macroeconômicas regionais, o estado do Mato Grosso se destacaria em todos os cenários e apresentaria uma mudança no PIB e investimento maior no cenário 1. Expansões de área irrigada na região Centro-Oeste e Norte são viáveis em todos os cenários, especialmente nos estados do Mato Grosso, Goiás, Tocantins, Pará e Minas Gerais na região Sudeste. A maior mudança percentual no uso da água ocorreria na soja e no algodão e o maior volume de uso de água (milhões de metros cúbicos) ocorreria na cultura da cana de açúcar e no arroz. Os resultados da interação entre o modelo TERM-BR e o método de CWB para os estados do Nordeste indicam que os estados de Alagoas e Pernambuco seriam os mais propensos a ter problemas com a disponibilidade hídrica. O aumento no uso de água por região hidrográfica é condizente com o proposto no PNRH e esse aumento deveria ser maior nas regiões hidrográficas do Tocantins-Araguaia (Tocantins, Pará, Mato Grosso e Goiás) e no Atlântico Nordeste Ocidental nos estados do Maranhão e Pará. / This dissertation aimed to verify how expansions of irrigated area in the country would increase the regional water use. For this, the scenarios described in the National Water Resources Plan (PNRH in Portuguese) were used as policy for expansion of irrigation in the country. The scenarios related are scenario 1 (water for all), scenario 2 (water for some) and scenario 3 (water for few), and are hypothetical situations reported by the plan. These scenarios were adapted with the information about irrigable areas described by Ministry of National Integration (MI) on the Territorial Analysis for the Development of Irrigated Agriculture. A computable general equilibrium model namely TERM-BR was used in the simulation, this is dynamic, bottom-up, interregional model for simulations of scenarios for water. The Thornthwaite and Mather method was employed to estimate the Climatic Water Balance (CWB) for Northeastern states and to assess the water availability situation under specific conditions in that region. Several studies were compiled to elaborate the database; some with municipal information (agriculture and human consumption) and others with state information (livestock and industry). Crop productivity, and planted and harvested areas were also used. The results suggest that the expansions in the national irrigated areas would provide positive changes in macroeconomic variables such as household consumption, investment, government spending, exports, and national GDP. Mato Grosso state would stand out in all the scenarios regarding regional macroeconomic variables, and change in regional GDP and investment would be greater in scenario 1. Expansions in the Center-West and North regions are feasible in all scenarios, especially in Mato Grosso, Goiás, Tocantins, Pará and Minas Gerais state. The highest percentage change in water use would occur in soybeans and cotton crops and the largest volume of water use (millions of cubic meters) would occur in sugar cane and rice crop. The results for the interaction between the TERM-BR model and CWB method for the Northeastern states indicate that, Alagoas and Pernambuco state would be the most likely to have problems with water availability. The increase in water use by hydrographic region is consistent with that proposed in the PNRH, and this increase should be higher in the Tocantins-Araguaia hydrographic regions (Tocantins, Pará, Mato Grosso and Goiás) and in the Western Northeast Atlantic in Maranhão and Pará state.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:37:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luciano Roncete Pimenta.pdf: 4278509 bytes, checksum: cdad20bdec2ee8d4e840d4a31725f4c8 (MD5) Previous issue date: 2012-12-14 / O Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas - IPCC vem alertando que o aquecimento global é inequívoco. Já está evidenciada uma elevação de aproximadamente 0,2 °C na temperatura média global nos últimos 30 anos. Os resultados apresentados no Quarto Relatório de Avaliação das Mudanças Climáticas Globais do IPCC (IPCC-AR4), publicado em 2007, alertam para um aumento médio global das temperaturas entre 1,8 °C e 6,4 °C até 2100. Assim, a aptidão climática para as culturas das diversas regiões do planeta será modificada. A necessidade de substituição dos combustíveis fósseis por fontes renováveis de energia torna a cana-de-açúcar uma cultura estratégica devido à produção de etanol, fonte de energia renovável. Na América do Sul, a cana-de-açúcar representa uma cultura de grande potencial econômico. O objetivo deste trabalho foi avaliar os potenciais efeitos das mudanças climáticas projetadas sobre o zoneamento agroclimático para a cana-de-açúcar na América do Sul. Os períodos considerados foram 1961-1990 centrado na década de 1980, como referência, e as projeções climáticas pelo modelo OM-ECHAM5_MPI no cenário A2 (cenário de visão pessimista do mundo) para os períodos de 2010-2039, 2040-2069, 2070-2099, centrados nas décadas de 2020, 2050 e 2080 respectivamente. O balanço hídrico climatológico foi calculado segundo a metodologia proposta por Thornthwaite & Mather (1955) e a evapotranspiração potencial - ETP (mm dia-1) calculada pela metodologia proposta por Thornthwaite (1948). Para o Zoneamento Agroclimático, as classes consideradas foram: áreas aptas; áreas restritas por temperatura média anual; áreas restritas por deficiência hídrica; e áreas inaptas. Toda a metodologia de cálculo da estimativa do balanço hídrico foi implementada no Software Matlab 6.5® para obtenção das variáveis Deficiência Hídrica Anual (Da) e Excedente Hídrico Anual (Ea). Entre os resultados obtidos verifica-se que: as áreas aptas que em 1980 correspondia a 10,9% serão diminuídas para 8,6% na década de 2080; as áreas inaptas diminuirão de 51,6% para 32,3% da década de 1980 até 2080; e algumas áreas do sul que na década de 1980, foram consideradas inaptas, se tornarão apta devido aquecimento global projetado pelo IPCC / The Intergovernmental Panel on Climate Change - IPCC has been alert that the global warming is unequivocal. It is evidenced an elevation of about 0,2 °C in global temperature over the last 30 years. The results presented in the Fourth Assessment Report on Global Climate Change IPCC (IPCC-AR4), published in 2007, alert for a mean increase global temperatures between 1.8 °C and 6.4 º C by 2100. Thus, the climate suitability for crops in different regions of the planet will be modified. The necessity of replacing fossil fuels with renewable energy sources makes the cane sugar a strategic crop due to ethanol production, renewable energy source. In South America, the sugar cane is a crop of great economic potential. The objective of this study was to evaluate the potential effects of climate change projected on the agroclimatic zoning for the cane sugar in the South America. The periods considered were 1961-1990 decade centered on 1980, as reference, and climatic projections by the model OM-ECHAM5_MPI in the scenario A2 (scenario of pessimistic view of the world) for the periods 2010-2039, 2040-2069, 2070 - 2099, focused on the decades of 2020, 2050 and 2080 respectively. The climatic water balance was calculated second the methodology proposed by Thornthwaite & Mather (1955) and the potential evapotranspiration - ETP (mm day-1) calculated by the methodology proposed by Thornthwaite (1948). For the agroclimatic zoning the classes considered were: suitable areas, areas restricted by annual mean temperature, areas restricted by water deficit, and unsuitable areas. All the methodology of calculation of the estimated water balance was implemented in Matlab 6.5® Software for obtain the variable Annual Water Deficiency (Da) and Annual Water Surplus (Ea). Among the results obtained check that: the suitable areas that in the decade 1980 were 10.9% is decreased to 8.6% in the decade 2080; the unsuitable areas decrease from 51.6% to 32.3% of the decade 1980 until 2080; and some areas in the south that in the decade 1980 were considered unsuitable, will become suitable areas due the global warming projected by IPCC

Objetivou-se com este estudo avaliar o efeito de preparos de solo diferenciados, aplicados em duas bacias hidrográficas experimentais reflorestadas com eucalipto, sobre o balanço hídrico, o escoamento direto, a qualidade da água, a ciclagem de nutrientes e as perdas de solo. As microbacias estão localizadas no Vale do Paraíba, Município de Santa Branca, Estado de São Paulo. Fazem parte da Fazenda Bela Vista III, que pertence à empresa FLORIN - Florestamento Integrado S.A. A microbacia A tem uma área de 7,2 ha, sendo 239 m2 (3,3% da área) de mata ciliar, com uma declividade média de 19, 6%; enquanto a área da microbacia B é de 5,5 ha, com 117 m2 (2,1% da área) de mata ciliar e a declividade média de 28,9%. As duas áreas foram plantadas com Eucalyptus saligna Smith, porém tiveram preparos de solo diferenciados: na microbacia A, o preparo de solo consistiu em roçada, queimada, e aração a 20 cm de profundidade com arado de disco; na microbacia B, o preparo de solo consistiu apenas em roçada, queimada, e coveamento manual. As microbacias tiveram as matas ciliares preservadas. A precipitação foi medida com um pluviógrafo tipo Helmann, de rotação semanal, que propiciou a tabulação dos dados de precipitacão diária, para as duas microbacias, três pluviômetros tipo Ville de Paris e um pluviômetro de acrílico marca Fretin, que contituiram a rede para a determinação, pela média aritmética, da precipitação semanal para as bacias. Para a amostragem de água das chuvas visando as análises físico-químicas foram instalados cinco coletores apropriados ao longo das duas microbacias. O deflúvio das microbacias foi obtido através da medição contínua da vazão, sendo utilizados dois linígrafos modelo Hidrologia, instalados um em cada estação fluviométrica. As amostras do deflúvio, em ambas microbacias, foram coletadas no vertedouro, com garrafas de polietileno, em intervalos semanais. As determinações dos elementos K+, Ca++ , Mg++, Fe++ e Na+, como parte da análise da água da chuva e do deflúvio, foram realizadas por meio de espectrofotômetro de absorção atômica. O N03- e P04-3 foram analisados por colorimetria, pelos métodos da brucina e do fosfomolibdato, respectivamente . O NH4+ foi determinado por titulação pelo método da destilação. Seguindo-se as normas da AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION (1976), foram realizadas as análises de turbidez, condutividade elétrica e pH. Os valores da alcalinidade foram obtidos por titulação, e os valores de cor, por colorimetria, tendo-se como escala colorimétrica uma solução de platino-cobalto. A perda de solo foi calculada a partir da concentração semanal de sedimento, mais aquelas oriundas de chuvas isoladas. O material sedimentado, por ter se mostrado em muita pequena quantidade e de difícil quantificação, não foi mensurado. No entanto, acredita-se que a sua ausência na totalização da perda de solo não interfira, de forma significativa, na análise da comparação relativa das perdas de solo entre as duas microbacias estudadas. A microbacia B apresenta condições que favorecem o escoamento superficial, possibilitando a existência de áreas passiveis de erosão e formação de voçorocas. Já a microbacia A possui condições mais permeáveis do solo, as quais favorecem o escoamento subsuperficial. A evapotranspiração para a microbacia A foi de 82,8%, enquanto a microbacia B, durante o período estudado, mostrou uma taxa de 44,4%. Os fluxos mensais de nutrientes mostraram que existe um ganho de NH4+, NO3- e PO4-3 para ambas microbacias. O Ca++, Mg++, Fe++ e o Na+ apresentaram um balanço negativo . Já o K+ revelou um ganho na microbacia A, ao contrário da microbacia B. A contribuição relativa da precipitação ocorrida na área experimental em relação ao teor de nutrientes contidos numa árvore inteira, num tronco com casca e noutro sem casca, mostrou que a entrada de nitrogênio via precipitação foi significativa, enquanto as entradas de P04-3, K+, Ca++ e Mg++ estiveram abaixo do requerido, principalmente, se a exploração da árvore inteira for considerada. A produção de sedimento em suspensão foi 2,5 vezes maior na microbacia B do que na microbacia A. Já a contribuição média devida às chuvas, nas perdas totais de solo da microbacia A atingiu apenas 4,89%; na microbacia B esta contribuição chegou a 40,56%. As medidas de preparo de solo e de cultivo mínimo, baseados na declividade média do terreno e na textura de solo; além da preservação das matas ciliares, adotadas previamente pela empresa, estão, aparentemente, sendo eficientes na conservação do solo, conforme os dados analisados no presente estudo. / The goal of this study is to estimate the effects of different managements applied to two experimental catchments with eucalypt plantations over the water balance, the nutrient cycling and the soil loss. The small catchments are located in Paraíba River Valley, in the Municipatily of Santa Branca, São Paulo State. They are part of III Bela Vista Forest Farm, from FLORIN - Integrated Forested company S. A. The A catchment has an area of 7.2 ha, with an average slope of 19.6%, while the area of the B catchment is 5.5 ha, and its average slope is 28.9%. Both areas were planted with Eucalyptus saligna Smith, but they had different site preparation: at catchment A, the plantation was preceded by a mechanical method of site preparation (plowing without harrowing); at catchment B. the plantation was established manually without soil preparation (slash burning). The small catchment the had riparian ecosystem preserved. The precipitation was measured with a Helmann type recording gage, with a week rotation, and four non-recording raingages. Average by arithmetic mean precipitation for the catchments was determined. Five adequate collectors were installed for the rainfall sampling aiming at the physical-chemical analysis. Streamflow was measured with 90° V-notch weirs containing a stage recorders installed one in each gaging station. The streamflow samples, in both small catchments, were collect weekly at the weir with polyethylene bottles. The determinations of K+, Ca++, Mg++, Fe++ and Na+ elements, as part of the rainfall and of the streamflow analysis, were made by spectrophotometry. N03- and P04-3 were analysed by colorimetry, using the brucina and phosphomolybdate methods, respectively. The NH4+ was analyzed by the distillation method. The loss of soil was calculated from the weekly sediment concentration. Additionally, the weirs were adapted with a semi-automatic sampling device to collect samples from higher stage to storm discharge. The sedimented material, being very tiny and in small quantity, was not measured. However, we believe that the absence at this part in the totalization of soil loss does not interfere in an essencial way in the comparative analysis of the soil loss between the two catchments. Catchment B presents conditions that favors surface runoff, allowing the existence of possible areas of erosion and gully formation. But catchment A has more permeable soil, which are favourable to the subsurface runoff. Evapotranspiration was 82.8% of the annual precipitation in catchment A, while for catchment B this percentage was 44.4%. The monthly flows of nutrients showed a gain of NH4+, N03- and P04-3 in both catchments. For Ca++, Mg++, Fe++ and the Na+ the balance was negative. But for K+ there was a gain in catchment A, and a loss in catchment B. The relative contribution of nutrient input in precipitation measured in this experimental area, in comparison with the nutrient contents of a whole tree, a trunk with bark, and a trunk without bark, showed that the input of nitrogen by precipitation was significant, while the inputs of P04-3, K+, Ca++ and Mg++ were below required amount, mainly if the exploration of the whole tree was considered. The production of suspended sediment was 2.5 times greater in the catchment B than in catchment A. But the average contribution due to the rain, in the total loss of the soil in catchment A reached only 4.89%; in the catchment B this contribution reached 40.56%. The method of site preparation and minimal cultivation, besides the policy of preserving riparian ecosystem, used routinely by the company are apparently being confirmed as adequate for soil and water conservation in the region.

Submitted by Geyciane Santos (geyciane_thamires@hotmail.com) on 2015-10-23T13:48:35Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Alderlene Pimentel de Brito.pdf: 9770661 bytes, checksum: 52d80b8bc977737e79011f31b936442e (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-10-26T18:54:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Alderlene Pimentel de Brito.pdf: 9770661 bytes, checksum: 52d80b8bc977737e79011f31b936442e (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-10-26T19:00:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Alderlene Pimentel de Brito.pdf: 9770661 bytes, checksum: 52d80b8bc977737e79011f31b936442e (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-26T19:00:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Alderlene Pimentel de Brito.pdf: 9770661 bytes, checksum: 52d80b8bc977737e79011f31b936442e (MD5) Previous issue date: 2014-12-02 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The groundwater flow behavior is of fundamental importance for the development of the biotic environment and maintenance of life, because the availability of water in a given environment influence the growth and distribution of species. The Amazon forest is one of the most important tropical forests in the world, depending on their size and number of species, however, has na environment sensitive to climate variability and change, of anthropogenic or natural origin. From a stationary numerical model developed for the aquifer was possible to estimate the groundwater flow behavior of current and future water using precipitation data report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC – CMIP5 model) for the years 2035, 2065 and 2100. The results show that the value of the base flow stream studied darcyano determined from the flux at the local groundwater aquifer is 3,6x10-4 m3 / s, almost na order of magnitude smaller than the result obtained by determining the flow of the stream in a period without precipitation, 4,8x10-3m3 / s. For the year 2035 is the value of 4,7x10-3 m3 / s, while 2065 and 2100 values are: 2,7x10-3 m3 / s; and 2,5x10-3 m3 /. This downgrade affects the availability of water for vegetation shallow roots. Changes in water level by 2100 could affect the availability of water for the Reserva Florestal Adolpho Ducke. / O comportamento do fluxo de água subterrânea é de fundamental importância para o desenvolvimento do meio biótico e manutenção da vida, pois a disponibilidade de água em dado ambiente influenciará o crescimento e distribuição de espécies. A floresta amazônica é uma das mais importantes florestas tropicais do mundo, em função da sua extensão e conjunto de espécies, entretanto, possui um ambiente sensível a variações e mudanças climáticas, de origem antrópica ou natural. A partir de um modelo numérico estacionário elaborado para o aquífero foi possível estimar o comportamento do fluxo subterrâneo de água atual e futuro, usando dados de precipitação do relatório do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC - modelo CMIP5) para os anos de 2035, 2065 e 2100. Os resultados mostram que valor do fluxo de base do igarapé estudado, determinado a partir do fluxo darcyano no aquífero freático local, é de 3,6x10-4 m3/s, quase uma ordem de magnitude menor do que o resultado obtido pela determinação da vazão do igarapé em um período sem precipitação, de 4,8x10-3m3/s. Para o ano de 2035 o valor é de 4,7x10-3 m3/s, enquanto que para 2065 e 2100 os valores são: 2,7x10-3 m3/s; e 2,5x10-3 m3/. Tal rebaixamento afeta a disponibilidade de água para a vegetação de raízes pouco profundas. Modificações no nível da água até 2100 poderão influenciar a disponibilidade de água para a Reserva Florestal Adolpho Ducke.