Com o objetivo de aplicar produtos químicos como herbicidas, fungicidas, inseticidas e fertilizantes, independentemente do alvo (solo ou planta), foram desenvolvidos uma metodologia para dimensionamento de um sistema de pulverização acoplável a pivô central, um protótipo do equipamento e um programa computacional. Durante a aplicação, a estrutura aérea do pivô desloca-se sem realizar irrigação, apenas transportando o equipamento de pulverização sobre a área. O sistema é composto de duas barras de pulverização instaladas em cada vão do pivô, de maneira a compensar as diferentes velocidades decorrentes de sua movimentação. O regime intermitente da pulverização, responsável pela redução da calda aplicada, é feito por meio de um circuito eletrônico microcontrolado, sincronizado ao acionamento dos motorredutores, o qual comanda uma válvula solenóide que controla a vazão da calda para a barra de pulverização. Os resultados demonstraram que: a metodologia desenvolvida permite dimensionar sistemas de pulverização acopláveis a pivô central com elevada uniformidade de aplicação; o sistema é capaz de aplicar um volume de pulverização mínimo de 246L/ha para os regimes de intermitência avaliados; os diâmetros mediano volumétrico e numérico médio do espectro de gotas foram de 126,30 e 98,25µm, respectivamente, atendendo às recomendações técnicas para aplicação de defensivos agrícolas; o coeficiente de dispersão médio de 1,29 permite classificar o espectro de gotas como uniforme; as análises provenientes dos ensaios de uniformidade de distribuição para os tempos ligado/desligado da válvula solenóide de 0,4/2,5s, 0,5/2,5s, 0,3/3,5s e 0,4/3,5s resultaram em valores de coeficiente de variação inferiores a 15%, podendo-se considerar aceitáveis para pulverizações por meio terrestre. Além disso, o dispositivo de controle de altura da barra de pulverização e o circuito eletrônico utilizado para gerar a intermitência de aplicação da barra mostraram-se adequados. O programa computacional possibilita fazer o dimensionamento hidráulico do sistema de pulverização para diferentes modelos de pivôs centrais, utilizando a metodologia de cálculo proposta. / Dimensioning methodology was developed to design and operate a spray system attached to a center pivot, for the purpose of applying chemical products as herbicides, fungicides, insecticides and fertilizers. Both a computer program and prototype equipment were developed. During the spray applications, the aerial structure of the center pivot system moved without irrigating, just transporting the spray system around the area. Two spray bars were installed in each pivot span, in order to compensate for different speeds. Intermittent sprays were used to reduce water application rates. Intermittent sprays were achieved by solenoid valves, which were controlled by micro-controlled electronic circuits synchronized with electric motor gears. The methodology developed allowed dimensioning an attached center pivot spray system with high application uniformity. The system could apply a minimum volume of 246L/ha. The medium volumetric and numeric spectrum drop diameters were 126.30 and 98.25µm, respectively. The medium dispersion coefficient was 1.29, allowing us to classify the drop spectrum as uniform. On/off time sequences 0.4/2.5s, 0.5/2.5s, 0.3/3.5s and 0.4/3.5s resulted in coefficients of variation under 15%, acceptable for ground applications. The controls designed for the spray bar height functioned as planned. The computer program developed in conjunction with the physical model allows the use of the methodology for other center pivot designs.

Com o objetivo de aplicar produtos químicos como herbicidas, fungicidas, inseticidas e fertilizantes, independentemente do alvo (solo ou planta), foram desenvolvidos uma metodologia para dimensionamento de um sistema de pulverização acoplável a pivô central, um protótipo do equipamento e um programa computacional. Durante a aplicação, a estrutura aérea do pivô desloca-se sem realizar irrigação, apenas transportando o equipamento de pulverização sobre a área. O sistema é composto de duas barras de pulverização instaladas em cada vão do pivô, de maneira a compensar as diferentes velocidades decorrentes de sua movimentação. O regime intermitente da pulverização, responsável pela redução da calda aplicada, é feito por meio de um circuito eletrônico microcontrolado, sincronizado ao acionamento dos motorredutores, o qual comanda uma válvula solenóide que controla a vazão da calda para a barra de pulverização. Os resultados demonstraram que: a metodologia desenvolvida permite dimensionar sistemas de pulverização acopláveis a pivô central com elevada uniformidade de aplicação; o sistema é capaz de aplicar um volume de pulverização mínimo de 246L/ha para os regimes de intermitência avaliados; os diâmetros mediano volumétrico e numérico médio do espectro de gotas foram de 126,30 e 98,25µm, respectivamente, atendendo às recomendações técnicas para aplicação de defensivos agrícolas; o coeficiente de dispersão médio de 1,29 permite classificar o espectro de gotas como uniforme; as análises provenientes dos ensaios de uniformidade de distribuição para os tempos ligado/desligado da válvula solenóide de 0,4/2,5s, 0,5/2,5s, 0,3/3,5s e 0,4/3,5s resultaram em valores de coeficiente de variação inferiores a 15%, podendo-se considerar aceitáveis para pulverizações por meio terrestre. Além disso, o dispositivo de controle de altura da barra de pulverização e o circuito eletrônico utilizado para gerar a intermitência de aplicação da barra mostraram-se adequados. O programa computacional possibilita fazer o dimensionamento hidráulico do sistema de pulverização para diferentes modelos de pivôs centrais, utilizando a metodologia de cálculo proposta. / Dimensioning methodology was developed to design and operate a spray system attached to a center pivot, for the purpose of applying chemical products as herbicides, fungicides, insecticides and fertilizers. Both a computer program and prototype equipment were developed. During the spray applications, the aerial structure of the center pivot system moved without irrigating, just transporting the spray system around the area. Two spray bars were installed in each pivot span, in order to compensate for different speeds. Intermittent sprays were used to reduce water application rates. Intermittent sprays were achieved by solenoid valves, which were controlled by micro-controlled electronic circuits synchronized with electric motor gears. The methodology developed allowed dimensioning an attached center pivot spray system with high application uniformity. The system could apply a minimum volume of 246L/ha. The medium volumetric and numeric spectrum drop diameters were 126.30 and 98.25µm, respectively. The medium dispersion coefficient was 1.29, allowing us to classify the drop spectrum as uniform. On/off time sequences 0.4/2.5s, 0.5/2.5s, 0.3/3.5s and 0.4/3.5s resulted in coefficients of variation under 15%, acceptable for ground applications. The controls designed for the spray bar height functioned as planned. The computer program developed in conjunction with the physical model allows the use of the methodology for other center pivot designs.

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.

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.

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.

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.

A cafeicultura possui grande destaque no cenário agrícola nacional e seu cultivo vem avançando para regiões não tradicionais, como o oeste do Estado da Bahia. Esta região apresenta relevo plano, facilmente mecanizável, proporcionando utilização de alta tecnologia, como a fertirrigação via pivô-central. Os cafeeiros desta região apresentam alta produtividade, alcançando a média de 55 sacas ha-1 ano-1. O cafeeiro necessita de água facilmente disponível no solo em sua fase vegetativa, promovendo o crescimento de ramos laterais e em sua fase reprodutiva (floração, granação e maturação dos frutos) para se desenvolver e produzir satisfatoriamente. O balanço hídrico - BH é um dos métodos utilizados para estimar essa demanda hídrica para os diferentes estádios de desenvolvimento das culturas. O BH consiste no somatório das quantidades de água que entram e saem de um elemento de volume de solo e, em dado intervalo de tempo, é a quantidade líquida de água que nele permanece. Através do componente drenagem profunda do BH é possível fazer a estimação da lixiviação de nitrato - NO3 -. Na região de Barreiras-BA não tem sido realizado, com frequência, pesquisa básica em relação ao cultivo do cafeeiro, de tal forma que pouco se sabe em relação à eficiência do uso de dose elevada de nitrogênio - N, que oscila na faixa de 600-800 kg ha-1, bem como sobre a sua possível perda por lixiviação. A uréia é o adubo mais utilizado em fertirrigação devido à sua alta solubilidade, o que facilita muito o preparo das soluções nutritivas, porém, possui o inconveniente de apresentar perdas por lixiviação em situações de altas doses aplicadas e altos volumes de irrigação. O parcelamento e a época de aplicação do adubo nitrogenado constituemse em alternativas para aumentar a eficiência dos adubos e da adubação nitrogenada pelas culturas e mitigar as perdas. As quantidades de NO3 - no perfil, susceptíveis à perda, são muito variáveis, dependendo da quantidade de N adicionado, do tipo de adubo, da taxa de mineralização do N nativo, da remoção pelas colheitas, do tipo de cultura e do volume de água drenada, fatores estes afetados significativamente pelas propriedades do solo (capacidade de troca iônica, pH, textura, estrutura, matéria orgânica, relação C:N, etc.) e pelo clima (principalmente precipitação). O uso de isótopos, na forma de fertilizante marcado com 15N, é uma ferramenta apropriada para avaliar o destino do fertilizante no sistema solo-cafeeiro-atmosfera, podendo-se inferir sobre a lixiviação. Assim sendo, este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar a drenagem profunda, a estimação da lixiviação de NO3 - e de N (15N) do fertilizante através do BH sequencial com a utilização dos modelos de evapotranspiração de Thornthwaite - TH e Penman-Monteith - PM em uma cultura de café fertirrigada por pivô central no oeste baiano. Através dos modelos de evapotranspiração de TH e PM foi possível estimar a drenagem profunda, a lixiviação de NO3 - e de 15N. O modelo de evapotranspiração de TH é menos preciso, porém onde apenas há disponibilidade de dados de temperatura, pode ser usado na elaboração do BH. / The coffee crop is of great importance in the Brazilian scenario and its cultivation is expanding to non traditional growing areas as the west of the state Bahia. This region presents a very flat relief of easy mechanization, allowing for the implementation of high agricultural technology as it is the case of fertigation via central pivot irrigation. Crops of this region reach high productivities, with an average of 55 bags per hectare and per year. The coffee plant requires easily available water in the soil in its vegetative phase to promote the growth of lateral branches, and in its reproductive phase (flowering, fruit filling and maturation) to develop and produce satisfactorily. The water balance - WB is one of the methods used to estimate this water demand during the different growth stages of agricultural crops. It consists of the accounting of the water fluxes into and out of an elemental soil volume of a chosen time interval, resulting the net amount of water that is stored in the soil. Through the deep drainage component of the WB it is possible to estimate the nitrate leaching - NO3 -. In the region of Barreiras-BA very little research has been carried out in relation to the cultivation of coffee, so that not much is known in relation to the efficiency of the use of high N application rates, as those there applied in the range of 600-800 kg ha-1, as well as about the possible leaching losses. Urea is mostly used a N source during fertigation due to its high solubility in water, but that has the inconvenience of allowing leaching losses in case of high N and water applications. Splitting of doses and application times are alternatives to increase absorption efficiencies and minimize losses to the environment. The NO3 - quantities in the soil profile which are susceptible to leaching are very variable, depend on N application rates, type of fertilizer, mineralization rate in the soil, export by harvests, crop type and drainage volume. These factors are significantly affected by soil properties (cation exchange capacity, pH, texture, structure, organic matter, C:N ratio, etc.) and by climate (mainly rainfall). The use of isotopes in the form of 15N labeled fertilizer is an appropriate tool to evaluate the fate of fertilizer N in the soil-coffee plant-atmosphere system, including the estimation of N leaching. Therefore, this study was developed with the objective of evaluating the deep drainage and the leaching of NO3 - and fertilizer (15N) through the sequential water balance, using the evapotranspiration models of Thornthwaite - TH and Penman-Monteith PM, for a fertigated coffee crop under central pivot irrigation, in west Bahia. It was possible to estimate the internal drainage and the leaching of NO3 - and 15N. The TH model is less precise; however for regions where only air temperature data are available, it can be used with success.

A cafeicultura possui grande destaque no cenário agrícola nacional e seu cultivo vem avançando para regiões não tradicionais, como o oeste do Estado da Bahia. Esta região apresenta relevo plano, facilmente mecanizável, proporcionando utilização de alta tecnologia, como a fertirrigação via pivô-central. Os cafeeiros desta região apresentam alta produtividade, alcançando a média de 55 sacas ha-1 ano-1. O cafeeiro necessita de água facilmente disponível no solo em sua fase vegetativa, promovendo o crescimento de ramos laterais e em sua fase reprodutiva (floração, granação e maturação dos frutos) para se desenvolver e produzir satisfatoriamente. O balanço hídrico - BH é um dos métodos utilizados para estimar essa demanda hídrica para os diferentes estádios de desenvolvimento das culturas. O BH consiste no somatório das quantidades de água que entram e saem de um elemento de volume de solo e, em dado intervalo de tempo, é a quantidade líquida de água que nele permanece. Através do componente drenagem profunda do BH é possível fazer a estimação da lixiviação de nitrato - NO3 -. Na região de Barreiras-BA não tem sido realizado, com frequência, pesquisa básica em relação ao cultivo do cafeeiro, de tal forma que pouco se sabe em relação à eficiência do uso de dose elevada de nitrogênio - N, que oscila na faixa de 600-800 kg ha-1, bem como sobre a sua possível perda por lixiviação. A uréia é o adubo mais utilizado em fertirrigação devido à sua alta solubilidade, o que facilita muito o preparo das soluções nutritivas, porém, possui o inconveniente de apresentar perdas por lixiviação em situações de altas doses aplicadas e altos volumes de irrigação. O parcelamento e a época de aplicação do adubo nitrogenado constituemse em alternativas para aumentar a eficiência dos adubos e da adubação nitrogenada pelas culturas e mitigar as perdas. As quantidades de NO3 - no perfil, susceptíveis à perda, são muito variáveis, dependendo da quantidade de N adicionado, do tipo de adubo, da taxa de mineralização do N nativo, da remoção pelas colheitas, do tipo de cultura e do volume de água drenada, fatores estes afetados significativamente pelas propriedades do solo (capacidade de troca iônica, pH, textura, estrutura, matéria orgânica, relação C:N, etc.) e pelo clima (principalmente precipitação). O uso de isótopos, na forma de fertilizante marcado com 15N, é uma ferramenta apropriada para avaliar o destino do fertilizante no sistema solo-cafeeiro-atmosfera, podendo-se inferir sobre a lixiviação. Assim sendo, este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar a drenagem profunda, a estimação da lixiviação de NO3 - e de N (15N) do fertilizante através do BH sequencial com a utilização dos modelos de evapotranspiração de Thornthwaite - TH e Penman-Monteith - PM em uma cultura de café fertirrigada por pivô central no oeste baiano. Através dos modelos de evapotranspiração de TH e PM foi possível estimar a drenagem profunda, a lixiviação de NO3 - e de 15N. O modelo de evapotranspiração de TH é menos preciso, porém onde apenas há disponibilidade de dados de temperatura, pode ser usado na elaboração do BH. / The coffee crop is of great importance in the Brazilian scenario and its cultivation is expanding to non traditional growing areas as the west of the state Bahia. This region presents a very flat relief of easy mechanization, allowing for the implementation of high agricultural technology as it is the case of fertigation via central pivot irrigation. Crops of this region reach high productivities, with an average of 55 bags per hectare and per year. The coffee plant requires easily available water in the soil in its vegetative phase to promote the growth of lateral branches, and in its reproductive phase (flowering, fruit filling and maturation) to develop and produce satisfactorily. The water balance - WB is one of the methods used to estimate this water demand during the different growth stages of agricultural crops. It consists of the accounting of the water fluxes into and out of an elemental soil volume of a chosen time interval, resulting the net amount of water that is stored in the soil. Through the deep drainage component of the WB it is possible to estimate the nitrate leaching - NO3 -. In the region of Barreiras-BA very little research has been carried out in relation to the cultivation of coffee, so that not much is known in relation to the efficiency of the use of high N application rates, as those there applied in the range of 600-800 kg ha-1, as well as about the possible leaching losses. Urea is mostly used a N source during fertigation due to its high solubility in water, but that has the inconvenience of allowing leaching losses in case of high N and water applications. Splitting of doses and application times are alternatives to increase absorption efficiencies and minimize losses to the environment. The NO3 - quantities in the soil profile which are susceptible to leaching are very variable, depend on N application rates, type of fertilizer, mineralization rate in the soil, export by harvests, crop type and drainage volume. These factors are significantly affected by soil properties (cation exchange capacity, pH, texture, structure, organic matter, C:N ratio, etc.) and by climate (mainly rainfall). The use of isotopes in the form of 15N labeled fertilizer is an appropriate tool to evaluate the fate of fertilizer N in the soil-coffee plant-atmosphere system, including the estimation of N leaching. Therefore, this study was developed with the objective of evaluating the deep drainage and the leaching of NO3 - and fertilizer (15N) through the sequential water balance, using the evapotranspiration models of Thornthwaite - TH and Penman-Monteith PM, for a fertigated coffee crop under central pivot irrigation, in west Bahia. It was possible to estimate the internal drainage and the leaching of NO3 - and 15N. The TH model is less precise; however for regions where only air temperature data are available, it can be used with success.