Groundwater is a vital non-renewable resource that is being over exploited at an alarming rate. In Saudi Arabia, the majority of groundwater is used for agricultural activities. As such, the mapping of irrigated lands is a crucial step for managing available water resources. Even though traditional in-field mapping is effective, it is expensive, physically demanding, and spatially restricted. The use of remote sensing combined with advanced computational approaches provide a potential solution to this scale problem. However, when attempted at large scales, traditional computing tends to have significant processing and storage limitations. To address the scalability challenge, this project explores open-source cloud-based resources to map and quantify center-pivot irrigation fields on a national scale. This is achieved by first applying a land cover classification using Random Forest which is a machine learning approach, and then implementing a circle detection algorithm. While the analysis represents a preliminary exploration of these emerging cloud-based techniques, there is clear potential for broad application to many problems in the Earth and environmental sciences.

The expanding irrigated acreage in the Mississippi Delta has resulted in increased withdrawals that exceed the recharge rate of the Mississippi River Valley Alluvial Aquifer (MRVAA), leading to a decline in water levels. This trend poses a threat of rapid depletion, potentially resulting in deteriorating water quality and increased pumping costs in the region. Water-conserving irrigation practices are a key component to any potential solution, promising enhanced water use efficiency and sustainable agricultural practices. Nonetheless, farmers adopt these practices at different times. This study used a duration model to identify the factors that influence the timing of adoption of computerized hole selection (CHS) and center pivot (CP) practices. We found that farmers who attended extension meetings and held the belief that CHS would lower their input costs adopted it more promptly. Also, participation in conservation programs facilitated the quicker adoption of CP. Conversely, greater farming experience and a higher cumulative number of adopters were associated with slower adoption times for both CHS and CP.

Doctor of Philosophy / Department of Agricultural Economics / Jeffrey M. Peterson / The High Plains aquifer is a primary source of irrigation in western Kansas. Since World War II, producers increased irrigation and the irrigated acreage with the widespread adoption of newer irrigation technologies, causing a reduction in the saturated thickness of the High Plains aquifer. In an effort to conserve water and reduce further decline of the aquifer, the state of Kansas administered cost-share programs to producers who upgraded to an efficient irrigation system. But evidence suggests that the efforts to reduce water consumption have been undermined by producers, who under certain conditions have increased irrigation and irrigated acreage of high-valued and water-intensive crops. The state of Kansas is in a quandary to reduce water consumption and stabilize the saturated thickness of the aquifer while maintaining the economic viability of irrigated agriculture. A producer is faced with the choice of crop, irrigation timing and irrigation technology at the start of the season. This research identifies the conditions for risk-efficient crop choices and estimates the effect of an irrigation technology upgrade on the aquifer. Simulation models based on data from Tribune, Kansas were executed under various scenarios, varying by crop (corn or sorghum), irrigation system (conventional center-pivot or center-pivot with drop nozzles) and well capacity (190, 285 or 570 gallons per minute). Each well capacity was associated with a pre-season soil moisture level (0.40, 0.60 or 0.80 of field capacity). Each scenario was simulated over weather data observed during the 36-year period (1971-2006). Results indicate that producers with slower wells could maximize their net returns while conserving water by choosing less water-intensive crops like sorghum, while irrigating with a conventional center-pivot irrigation system. Producers with faster wells could maximize net returns by choosing water-intensive crops like corn and irrigate with the more efficient center-pivot with drop nozzle irrigation system. In order to reduce groundwater consumption and maintain the saturated thickness of the aquifer, water policies should internalize the interests of all stakeholders and be a combination of irrigation technology, economic factors, hydrological conditions, agronomic practices, conservation practices and local dynamics of the region.

A crescente busca por tecnologias com melhor desempenho energético faz com que a engenharia da irrigação desenvolva emissores que apresentem coeficientes de descarga mais elevados. O presente trabalho teve como objetivo determinar os coeficientes de descarga dos emissores comerciais (Senninger, Nelson e Fabrimar), utilizados em sistema de irrigação pivô central, visando desenvolver equações de regressão para cálculo do Cd, de acordo com o diâmetro do bocal e a pressão de serviço dos emissores, assim como comparar o dimensionamento hidráulico destes sistemas de irrigação com base no Cd médio e no Cd específico de cada diâmetro de bocal. Os ensaios foram realizados no Laboratório de Irrigação do Departamento de Engenharia de Biossistemas da ESALQ, Universidade de São Paulo, seguindo o padrão de pressão utilizado na comercialização destes emissores (PSI). Foram avaliados 45 bocais Senninger, 42 bocais Nelson e 36 bocais Fabrimar, de diferentes diâmetros nominais, compreendidos entre 1/16 e 13/32 (1,59 e 10,32 mm), com três repetições, totalizando 369 bocais ensaiados. As pressões de operação variaram entre a faixa de 6 a 30 PSI (41,37 a 206,84 kPa), com intervalos de leituras a cada 2 PSI (13,79 kPa), totalizando 13 pressões analisadas por bocal. Foram ajustadas as curvas do coeficiente de descarga em função do diâmetro do bocal, para quatro pressões de operação 10, 15, 20, e 30 PSI (68,95, 103,42, 137,90 e 206,84 kPa). Utilizaram-se dois manômetros de precisão (analógico e digital) previamente calibrados em um manômetro de peso morto. As vazões foram obtidas utilizando-se três medidores eletromagnético-indutivos calibrados em recipiente volumétrico. O diâmetro dos bocais foi mensurado por meio de uma ampliação em projetor de perfil. Os resultados evidenciam que o coeficiente de descarga varia em função do diâmetro do bocal, da pressão de operação e do ângulo de convergência (fator construtivo). Nos ensaios conduzidos, obtiveram-se valores de Cd compreendidos na faixa de 0,88 a 0,98 para a faixa de emissores analisados. O coeficiente de uniformidade de distribuição não se diferenciou entre os sistemas hidráulicos dimensionados com Cd médio e especifico para cada diâmetro de bocal. / The necessity for more energy efficient technologies makes the engineering of irrigation develop emitters with higher discharge coefficients. This study aimed to determine the discharge coefficients of commercial emitters (Senninger, Nelson and Fabrimar) used in center pivot irrigation system, in order to develop regression equations to calculate the Cd, of according to the diameter of the nozzle and pressure service of the emitters, and compare the hydraulic design of this irrigation system based on the average Cd and Cd specific nozzles for each nozzle diameter. The tests were carried out at the Irrigation Department of Biosystems Engineering, ESALQ, University of Sao Paulo, following the standards of the American unit system. It was evaluated a set of 45 Senninger nozzles, 42 Nelson nozzles and 36 Fabrimar nozzles, of different nominal diameters, ranging from 1/16\" to 13/32\" (1.59 and 10.32 mm) with three replications, totalizing 369 nozzles tested. The operation pressures ranged from 6 to 30 psi (41,37 a 206,84 kPa), at intervals of 2 psi (13,79 kPa), totalizing 13 pressures for nozzle. Curves were drawn for the discharge coefficient as a function of nozzle size for four operating pressures 10, 15, 20, e 30 psi (68,95, 103,42, 137,90 e 206,84 kPa) and for each manufacturer. It was used two precision pressure gauges (analogue and digital) calibrated agaisnt a dead weight gauge. Flow rates were obtained using three inductive electromagnetic gauges calibrated with volumetric readings. Nozzle diameters were measured using a profile projector model Starrett HB 400. The results evidence that the discharge coefficient varies with the diameter of the nozzle, the operation pressure and the convergence angle (constructive factor). The trials resulted Cds included in the range from 0.88 to 0.98, range for the analyzed issuers. The CUC was not different between the hydraulic systems with Cd designs considering medium and specific Cd for each nozzle.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:24:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paula Cristina de Souza.pdf: 930507 bytes, checksum: 62b3bda0715d30efee22ea361d0b5c26 (MD5) Previous issue date: 2006-06-23 / Considering the importance of the evaluation of irrigation systems by central pivot with objective of determining its operational characteristics and its correct handling, the present work had as objective the elaboration of the proPIVÔ program, for Windows environment, in Visual language, which helps technicians to obtain efficiency values, in potential, of application and uniformity coefficients for irrigation systems by central pivot, and also determines the uniformity of distribution of chemical products applied by irrigation water tract. Besides, this program constitutes a didactic resource, due to the simplicity of its use, the several alternatives of data manipulation and the graphs and maps which can be obtained. The program uses an Access data base to store the rehearsals/tests, it calculates values of Heermann uniformity coefficient and Evans interpolated coefficient, generating graphs, space maps and reports. / Considerando a importância da avaliação de sistemas de irrigação por pivô central, para determinar suas características operacionais e seu correto manejo, o presente trabalho estabeleceu como objetivo elaborar o programa proPIVÔ, para ambiente Windows, em linguagem Visual Basic, que auxilia técnicos na obtenção de valores de eficiência, em potencial, de aplicação e coeficientes de uniformidade para sistemas de irrigação por pivô central, e determina também a uniformidade de distribuição de produtos químicos aplicados via água de irrigação. Além disso, o programa constitui um recurso didático, dada a simplicidade do seu uso, as inúmeras alternativas de manipulação de dados e os gráficos e mapas que podem ser obtidos. O programa utiliza uma base de dados Access para armazenar as informações dos ensaios, calcula valores de coeficiente de uniformidade de Heermann e o coeficiente interpolado de Evans, gerando gráficos, mapas espaciais e relatórios.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:48:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paula Cristina de Souza.pdf: 930507 bytes, checksum: 62b3bda0715d30efee22ea361d0b5c26 (MD5) Previous issue date: 2006-06-23 / Considering the importance of the evaluation of irrigation systems by central pivot with objective of determining its operational characteristics and its correct handling, the present work had as objective the elaboration of the proPIVÔ program, for Windows environment, in Visual language, which helps technicians to obtain efficiency values, in potential, of application and uniformity coefficients for irrigation systems by central pivot, and also determines the uniformity of distribution of chemical products applied by irrigation water tract. Besides, this program constitutes a didactic resource, due to the simplicity of its use, the several alternatives of data manipulation and the graphs and maps which can be obtained. The program uses an Access data base to store the rehearsals/tests, it calculates values of Heermann uniformity coefficient and Evans interpolated coefficient, generating graphs, space maps and reports. / Considerando a importância da avaliação de sistemas de irrigação por pivô central, para determinar suas características operacionais e seu correto manejo, o presente trabalho estabeleceu como objetivo elaborar o programa proPIVÔ, para ambiente Windows, em linguagem Visual Basic, que auxilia técnicos na obtenção de valores de eficiência, em potencial, de aplicação e coeficientes de uniformidade para sistemas de irrigação por pivô central, e determina também a uniformidade de distribuição de produtos químicos aplicados via água de irrigação. Além disso, o programa constitui um recurso didático, dada a simplicidade do seu uso, as inúmeras alternativas de manipulação de dados e os gráficos e mapas que podem ser obtidos. O programa utiliza uma base de dados Access para armazenar as informações dos ensaios, calcula valores de coeficiente de uniformidade de Heermann e o coeficiente interpolado de Evans, gerando gráficos, mapas espaciais e relatórios.

A crescente busca por tecnologias com melhor desempenho energético faz com que a engenharia da irrigação desenvolva emissores que apresentem coeficientes de descarga mais elevados. O presente trabalho teve como objetivo determinar os coeficientes de descarga dos emissores comerciais (Senninger, Nelson e Fabrimar), utilizados em sistema de irrigação pivô central, visando desenvolver equações de regressão para cálculo do Cd, de acordo com o diâmetro do bocal e a pressão de serviço dos emissores, assim como comparar o dimensionamento hidráulico destes sistemas de irrigação com base no Cd médio e no Cd específico de cada diâmetro de bocal. Os ensaios foram realizados no Laboratório de Irrigação do Departamento de Engenharia de Biossistemas da ESALQ, Universidade de São Paulo, seguindo o padrão de pressão utilizado na comercialização destes emissores (PSI). Foram avaliados 45 bocais Senninger, 42 bocais Nelson e 36 bocais Fabrimar, de diferentes diâmetros nominais, compreendidos entre 1/16 e 13/32 (1,59 e 10,32 mm), com três repetições, totalizando 369 bocais ensaiados. As pressões de operação variaram entre a faixa de 6 a 30 PSI (41,37 a 206,84 kPa), com intervalos de leituras a cada 2 PSI (13,79 kPa), totalizando 13 pressões analisadas por bocal. Foram ajustadas as curvas do coeficiente de descarga em função do diâmetro do bocal, para quatro pressões de operação 10, 15, 20, e 30 PSI (68,95, 103,42, 137,90 e 206,84 kPa). Utilizaram-se dois manômetros de precisão (analógico e digital) previamente calibrados em um manômetro de peso morto. As vazões foram obtidas utilizando-se três medidores eletromagnético-indutivos calibrados em recipiente volumétrico. O diâmetro dos bocais foi mensurado por meio de uma ampliação em projetor de perfil. Os resultados evidenciam que o coeficiente de descarga varia em função do diâmetro do bocal, da pressão de operação e do ângulo de convergência (fator construtivo). Nos ensaios conduzidos, obtiveram-se valores de Cd compreendidos na faixa de 0,88 a 0,98 para a faixa de emissores analisados. O coeficiente de uniformidade de distribuição não se diferenciou entre os sistemas hidráulicos dimensionados com Cd médio e especifico para cada diâmetro de bocal. / The necessity for more energy efficient technologies makes the engineering of irrigation develop emitters with higher discharge coefficients. This study aimed to determine the discharge coefficients of commercial emitters (Senninger, Nelson and Fabrimar) used in center pivot irrigation system, in order to develop regression equations to calculate the Cd, of according to the diameter of the nozzle and pressure service of the emitters, and compare the hydraulic design of this irrigation system based on the average Cd and Cd specific nozzles for each nozzle diameter. The tests were carried out at the Irrigation Department of Biosystems Engineering, ESALQ, University of Sao Paulo, following the standards of the American unit system. It was evaluated a set of 45 Senninger nozzles, 42 Nelson nozzles and 36 Fabrimar nozzles, of different nominal diameters, ranging from 1/16\" to 13/32\" (1.59 and 10.32 mm) with three replications, totalizing 369 nozzles tested. The operation pressures ranged from 6 to 30 psi (41,37 a 206,84 kPa), at intervals of 2 psi (13,79 kPa), totalizing 13 pressures for nozzle. Curves were drawn for the discharge coefficient as a function of nozzle size for four operating pressures 10, 15, 20, e 30 psi (68,95, 103,42, 137,90 e 206,84 kPa) and for each manufacturer. It was used two precision pressure gauges (analogue and digital) calibrated agaisnt a dead weight gauge. Flow rates were obtained using three inductive electromagnetic gauges calibrated with volumetric readings. Nozzle diameters were measured using a profile projector model Starrett HB 400. The results evidence that the discharge coefficient varies with the diameter of the nozzle, the operation pressure and the convergence angle (constructive factor). The trials resulted Cds included in the range from 0.88 to 0.98, range for the analyzed issuers. The CUC was not different between the hydraulic systems with Cd designs considering medium and specific Cd for each nozzle.

A estacionalidade da produção de forragens é um fator de grande importância, porque se relaciona com os baixos índices de lucratividade na pecuária de corte nacional. Nos últimos 5 anos, alguns pecuaristas capitalizados dos Estados de Goiás e Mato Grosso do Sul, implantaram aproximadamente, 120 equipamentos de irrigação (pivô central), totalizando cerca de 10.000 ha de pastagens irrigadas com gado de corte no Brasil Central. Os resultados econômicos obtidos até o presente momento, apresentam-se variáveis e imprevisíveis, sendo que alguns pecuaristas já apresentaram insucessos na condução desses projetos, enquanto outros, demonstram lucros surpreendentes para esse setor agropecuário. O objetivo dessa pesquisa é apresentar uma metodologia de análise econômica da viabilidade de irrigação de pastagens em diferentes regiões do Brasil, estimando-se a produtividade do capim tanzânia irrigado, através de um modelo matemático, calibrado em um experimento de campo, conduzido no município de Piracicaba - SP, com base na disponibilidade mensal local de unidades fototérmicas (temperatura e fotoperíodo) para diferentes níveis de adubações nitrogenadas. No estudo realizado, foram ajustados os parâmetros da função de Gompertz para as diferentes doses de adubação nitrogenada analisadas, sendo os melhores ajustes observados para as maiores dosagens de nitrogênio: 275, 756 e 2079 kg N ha-1 ano-1 com r2 = 0,9650; 0,8938 e 0,9784 respectivamente; já as menores dosagens estudadas, 0 e 100 kg N ha-1 ano-1, a equação ajustada apresentou precisão moderada para estimativa da produção, r2 = 0,7047 e 0,7112 respectivamente. As simulações efetuadas da viabilidade econômica da irrigação (pivô central elétrico) em pastagens de capim tanzânia em território nacional apresentaram retornos econômicos interessantes (R$ 400,00 a 600,00 ha-1 ano-1) em diversas regiões analisadas (Cuiabá - MT, Aragarças - GO, Petrolina - PE, Porto Nacional - TO). Em outros casos, os retornos econômicos foram pouco atraentes aos investidores (R$ -100,00 a 300,00 ha-1 ano-1), (Campo grande - MS, Uberaba - MG, Rio Verde - GO, Piracicaba - SP), o que justifica a utilização da metodologia desenvolvida no processo de tomada de decisão do pecuarista, visando minimizar os riscos de insucesso nesse tipo de empreendimento. / The seasonality in forage production is one of the most important factors related to low profit indexes concerning the national beef cattle raising activities. In the last 5 years, some cattle breeders captalized in Goiás and Mato Grosso do Sul states, have set up nearly 120 irrigation machines (center pivot), totalizing around 10.000 ha of irrigated pastures for beef cattle in Central Brazil. The economic results achieved so far, have shown to be variable and unpredictable, as while some cattle breeders have already failed to carry on these projects, others have obtained surprising profitability for this activity. The purpose of this study is to present a methodology for the economic analysis of pasture irrigation viability in different Brazilian regions, estimating the productivity of irrigated Tanzania grass through a mathematical model adjusted by means of a field experiment carried out in Piracicaba - SP, based on the local monthly availability of photo-thermal units (temperature and photoperiod) for different nitrogen fertilization levels. In the present study, the parameters of the Gompertz function were adjusted for the different nitrogen doses analyzed, being the best adjustments observed for the highest nitrogen doses: 275, 756 and 2079 kg N ha-1 year-1, with r2 = 0,9650; 0,8938 and 0,9784 respectively. Yet, for the lowest nitrogen doses studied, 0 and 100 kg N ha-1 year-1, the adjusted equation presented moderate precision for the production estimative, r2 = 0,7047 and 0,7112, respectively. The simulations carried out for the center pivot irrigation of tanzania grass pastures in the Brazilian territory, presented interesting economic responses (R$ 400,00 to 600,00 ha year-1) in several regions analyzed (Cuiabá - MT, Aragarças - GO, Petrolina - PE, Porto Nacional - TO). In other cases, the profit was little attractive to investors (R$ -100,00 to 300,00 ha year-1), (Campo Grande - MS, Uberaba - MG and Rio Verde - GO, Piracicaba - SP), justifying the use of the developed methodology in the cattle raiser’s decision making process, aiming to minimizing the risks of failure in this business.

O pinhão-manso (Jatropha curcas L) é uma espécie da família da Euforbiácea que tem se destacado por ser uma planta perene, rústica e com elevada produção de óleo. A avaliação dos efeitos da poda e da irrigação no crescimento e produção do pinhão-manso é relevante para o manejo de um cultivo com essa espécie. Este estudo teve como objetivo principal avaliar os efeitos de diferentes tipos de poda e manejos hídricos no cultivo do pinhão-manso em Piracicaba, SP. O experimento foi conduzido na área experimental do Departamento de Engenharia de Biossistemas (ESALQ/USP), com plantas de quatro anos de idade dispostas em espaçamento 3 x 4 m, totalizando 833 plantas ha-1. Os tratamentos foram arranjados de forma aleatória em blocos compostos de quatro repetições, sendo que os fatores foram constituídos de dois manejos hídricos (irrigado e sem irrigação) e três tipos de poda, sendo P1 (sem poda), P2 (1,5 m de altura x 1,5 m de diâmetro de copa) e P3 (poda a 2 m de altura e 1,5 m de diâmetro da copa). A irrigação teve influência no diâmetro da copa, nas taxas de crescimento absoluto em altura e diâmetro, na taxa de crescimento relativo em diâmetro e nas variáveis produtivas. O fator poda apresentou diferenças em todas as variáveis de crescimento, sendo a poda drástica (P2) a que exibiu as maiores taxas médias de crescimento. As plantas irrigadas apresentaram os maiores rendimentos por planta e por hectare. A análise de ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN de 1H) revelou que a irrigação e a poda não influenciaram o teor de óleo nas sementes de pinhão-manso. Em relação ao perfil graxo, a irrigação teve influência em plantas submetidas a poda drástica (P2), de modo que a ausência de irrigação favoreceu o maior acúmulo de ácido oleico no óleo. Pela análise energética, observou-se que os fertilizantes foram os insumos com maior participação na demanda energética (42,57 GJ ha-1) para os dois sistemas estudados, seguido dos combustíveis (32,96 GJ ha-1). A área irrigada consumiu 100,4 GJ ha-1, sendo 16% devido ao acionamento do pivô central. A energia bruta dos frutos de pinhão-manso foi de 69,82 e 45,31 GJ ha-1 para o sistema irrigado e o sem irrigação, respectivamente. O balanço energético (BE) para as duas áreas foi negativo e a lucratividade energética (EROI) foi de 0,63 para a área irrigada e 0,49 para a área sem irrigação, evidenciando a ineficiência e a não sustentabilidade do cultivo de pinhão-manso nas condições deste estudo para geração de energia. / Jatropha (Jatropha curcas L) is a species from Euforbiácea family that has been widely studied because of some particular characteristics such as being a perennial plant, its rusticity and the high oil production. The evaluation of pruning and irrigation on growth development and yield of jatropha is very important for the culture management. The objective of this study was to evaluate the effects on jatropha under different types of pruning and water management in Piracicaba, SP. The experiment was conducted in the experimental area of the Department of Biosystems Engineering (ESALQ/USP) during the fourth year crop growing and with 3 x 4 m planting spacing, totalizing 833 plants ha-1. The treatments were randomly arranged in blocks with two water management (irrigation and rainfed) and three pruning types (P1, no pruning; P2, with 1.5 m height x 1.5 m canopy diameter and; P3, with 2.0 height x 1.5 m canopy diameter). In each block, there were three pruning types with 4 blocks in each water management. Irrigation have influenced the canopy diameter values, absolute growth rates for height and canopy diameter, relative growth rate for canopy diameter and yield parameters., pruning management have influenced in all growth parameters, with drastic pruning (P2) representing the highest average growth rates. The irrigation have showed the highest yield per plant and per hectare. The analysis of Nuclear Magnetic Resonance of hydrogen (1H NMR) have shown that the irrigation and pruning have not influenced the oil content on jatropha seeds. Regarding the fatty profile, the irrigation management have influenced only the P2, since that no irrigation have influenced to largest accumulation of oleic acid in the oil. In energy analysis, it was noted that fertilizers were the inputs with the largest participation in energy input (42.57 GJ ha-1) for both water management, followed by fuels (32.96 GJ ha-1). The irrigated area consumed 100.4 GJ ha-1 energy, representing 16% due to the central pivot usage. The gross energy of jatropha fruits was 69.82 and 45.31 GJ ha-1 for irrigated and rainfed system, respectively. The energy balance for the two areas was negative and the energy return over investment, with 0.63 and 0.49 for irrigated and rainfed, respectively, have showed the inefficiency and unsustainability of jatropha cultivation to generate energy.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2016-08-09T17:08:28Z No. of bitstreams: 2 Tese - Walter da Costa Mendes - 2016.pdf: 18186028 bytes, checksum: 929f8cf89490e9b207c2c363003c05fa (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2016-08-09T20:40:12Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Walter da Costa Mendes - 2016.pdf: 18186028 bytes, checksum: 929f8cf89490e9b207c2c363003c05fa (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-09T20:40:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Walter da Costa Mendes - 2016.pdf: 18186028 bytes, checksum: 929f8cf89490e9b207c2c363003c05fa (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-02-25 / The growing global demand for food and a decrease in opening up new areas for expansion due to pressure by environmental preservation, has intensified the process of verticalization of agricultural production, resulting in the shift of extensive to intensive standard. In the Brazilian Cerrado, traditionally with low soil fertility and well defined hydrological cycle, it is observed that this of intensification process has characterized itself by applying large amounts of fertilizer and irrigation. However, mismanagement of irrigation and the doses and times of application of nutrients, especially these with high mobility in soil, can cause losses per leaching, resulting in economic and environmental damage. The objective of this thesis was to quantify the losses of nitrate (NO3-) and potassium (K+), under different managements of irrigation, in sandy and clay soils in greenhouse, and at field, the effects in bean crop irrigated by sprinkling in clay soil. The first experiment was conducted in 2014, Urutaí, Goiás, Brazil. Indeformed soil columns were arranged in a randomized complete blocks design with three replications. As nitrogen source was used calcium nitrate with 15.5% of Total Nitrogen (N) and as source of K+ was used potassium chloride with 58% of K2O. In fertilized columns were used four blades of water, equivalent to 50, 100, 150 and 200% of the water layer obtained by the mass difference of the columns of the treatments 100%. The irrigations were applied every three days for a period of 81 days. The losses of NO3- and K+ in the columns were quantified. Joint analysis of data was performed according to the time factor. The second experiment was conducted in 2014 in Oxisol Red Dystrophic clayey, in Urutaí, Goiás, Brazil. Four irrigation levels were applied, the equivalent to 50, 100, 150 and 200% of crop evapotranspiration (ETc), estimated by the method of Class A tank. The plots were arranged in a randomized complete block design with four replications, and seven evaluations of soil solution throughout the experiment. As K+ source was used the potassium chloride with 58% K2O and as N source was used calcium nitrate with 15.5% of N. To collect soil solution, extractors of solution were installed at depths of 0.20, 0.40, 0.60, 0.80 and 1.00 m, and certain of the extracted solution, the concentrations of NO3- and K+. In crop harvest were evaluated the production components and productivity of beans. With the first experiment it is concluded that the movements of N-NO3- and K+ varied depending on the soil and irrigation levels, being that, the higher the applied water blade, the greater the amount of leached ions NO3- and K+. With the second experiment it is concluded that the movements of NO3- and K+ in the soil profile varied between the treatments, showing increased losses, below the roots, due to the application of greater irrigation blade, and that the correct irrigation management in the bean (100% the ETc), combined with appropriate doses and periods of nitrogen and potassium applications provide the best yield of grains / A crescente demanda mundial por alimentos e a diminuição na abertura de novas áreas para expansão, devido à pressão pela preservação ambiental, vem intensificando o processo de verticalização da produção agrícola, resultando na mudança do padrão extensivo para o padrão intensivo. Na região do Cerrado, tradicionalmente com solos de baixa fertilidade e ciclo hidrológico bem definido, observa-se que este processo de intensificação, tem se caracterizado por aplicação de grandes quantidades de fertilizantes e irrigação. Entretanto, o manejo incorreto da irrigação e das doses e épocas de aplicação de nutrientes, principalmente os de alta mobilidade no solo, podem causar perdas por lixiviação, resultando em prejuízos tanto econômicos quanto ambientais. Assim, o objetivo desta tese foi quantificar as perdas de nitrato (NO3-) e potássio (K+), sob diferentes manejos de irrigação, em solos arenoso e argiloso em ambiente protegido, e a campo, os efeitos na cultura do feijoeiro irrigado por aspersão em solo argiloso. O primeiro experimento foi conduzido em 2014, em Urutaí, Goiás. As colunas de solo indeformado foram arranjadas em blocos completos casualizados com três repetições. Como fonte de nitrogênio utilizou-se o nitrato de cálcio com 15,5% de Nitrogênio Total (N) e como fonte de K+ utilizou-se o cloreto de potássio com 58% de K2O. Nas colunas adubadas foram aplicadas quatro lâminas de água, equivalentes a 50, 100, 150 e 200% da lâmina de água obtida pela diferença de massa das colunas dos tratamentos 100%. As irrigações foram realizadas a cada três dias, por um período de 81 dias. As perdas de NO3- e K+ nas colunas foram quantificadas. Foi realizada análise conjunta dos dados de acordo com o fator tempo. O segundo experimento foi conduzido em 2014, num Latossolo Vermelho Distrófico de textura argilosa, em Urutaí, Goiás. Foram aplicadas quatro lâminas de irrigação, equivalentes a 50, 100, 150 e 200% da evapotranspiração da cultura (ETc), estimadas pelo método do tanque Classe A. As parcelas foram arranjadas em blocos completos casualizados com quatro repetições, sendo sete avaliações da solução do solo ao longo do experimento. Como fonte de K+ utilizou-se o cloreto de potássio com 58% de K2O e como fonte de N utilizou-se o nitrato de cálcio com 15,5% de N. Para coleta da solução do solo foram instalados extratores de solução nas profundidades de: 0,20, 0,40, 0,60, 0,80 e 1,00 m, sendo determinadas da solução extraída, as concentrações de NO3- e K+. Na colheita da cultura avaliaram-se os componentes de produção e a produtividade dos grãos de feijão. Do primeiro experimento concluiu-se que as movimentações de N-NO3- e K+ variaram em função do solo e das lâminas de irrigação, sendo que, quanto maior a lâmina de água aplicada, maiores as quantidades lixiviadas dos íons NO3- e K+. Do segundo experimento concluiu-se que as movimentações de NO3- e K+ no perfil do solo variaram entre os tratamentos, evidenciando perdas cada vez maiores, abaixo das raízes, em função da aplicação de maiores lâminas de irrigação, e que o manejo correto da irrigação no feijoeiro (100% da ETc), combinado com doses e épocas adequadas de aplicações de nitrogênio e potássio, proporcionam o melhor rendimento de grãos da cultura.