A disponibilidade de água no solo para as culturas é um dos principais fatores de produção. O estudo das características climáticas, juntamente com as propriedades físico-hídricas do solo, o sistema de manejo do agro-ambiente e as características vegetais são itens fundamentais para a implantação de um canavial produtivo. Objetivando caracterizar o comportamento da água no solo e sua influência na produtividade da cana-de-açúcar com e sem adubação nitrogenada, foram instalados instrumentos para medir a entrada e saída da água do solo, permitindo a efetuação do balanço de água em um LATOSSOLO VERMELHO Distrófico típico, localizado na Usina Santa Adélia, Município de Jaboticabal - São Paulo. O estudo foi conduzido em delineamento de blocos casualizados, com 2 tratamentos e 4 repetições, sendo que os tratamentos constaram de uma testemunha - T1 (sem adubação nitrogenada) e T2 (120 kg ha-1 de nitrogênio). As avaliações foram realizadas do dia 30 de setembro de 2005 a 12 de julho de 2006. O volume de controle de utilizado teve como limite inferior a profundidade de 0,90 m, uma vez que essa camada engloba mais de 95 % do sistema radicular da cana-de-açúcar. A precipitação pluviométrica foi medida com um pluviômetro, modelo Paulista, instalado ao lado da área experimental e uma estação meteorológica automática instalada a 500 m da área experimental. As armazenagens de água no solo foram feitas gravimetricamente, nas seguintes camadas: 0 - 0,15; 0,15 - 0,25; 0,25 - 0,35; 0,35 - 0,45; 0,45 - 0,55; 0,55 - 0,65; 0,65 - 0,75; 0,75 - 0,85; 0,85 - 0,95 m; em períodos que variaram de 14 a 28 dias, totalizando 14 amostragens. Para a determinação das densidades de fluxo diárias, no limite inferior do volume de controle de solo, foram instalados tensiômetros nas profundidades de 0,80; 0,90 e 1,0 m, sendo que o tensiômetro de 0,90 m foi utilizado para a estimação da umidade do solo, com uso da curva de retenção da água no solo, e os outros dois tensiômetros para o cálculo do gradiente de potencial total da água no solo. As densidades de fluxo foram calculadas pela equação de Darcy-Buckingham, sendo que a condutividade hidráulica do solo foi determinada pelo método do perfil instantâneo. Conhecendo esses componentes, foi possível efetuar o balanço de água no solo para os 13 períodos, calculando a evapotranspiração pela equação de balanço de massas, uma vez que a pequena declividade permitiu negligenciar o escoamento superficial. As perdas de água por drenagem interna para todo o período não apresentou diferença significativa, enquanto a entrada de água no volume de controle de solo por ascensão capilar foi 87,53 % maior no T2. Esse comportamento das densidades de fluxo nos tratamentos não refletiu em diferença significativa para a armazenagem de água no solo. Ao longo dos 13 períodos avaliados, o T2 apresentou uma evapotranspiração de 1156,06 mm, enquanto no T1 foi de 1057,85. Não se verificou diferença significativa para a produtividade, nem para a eficiência de uso da água da cultura. / The soil water availability for agricultural crops is one of the main production factors. The study of climatic characteristics together with soil physical and hydrological properties, agroenvironmental management system and the plant characteristics are of fundamental importance for the introduction of a productive sugarcane crop. With the objective of characterizing the soilwater behaviour and its influence on the sugarcane productivity, with and without nitrogen fertilization, instruments were installed to measure inputs and outputs of water in the soil, which permitted the determination of the water balance in an Ultisol (Arenic Kandiustults) located in the county of Jaboticabal, State of São Paulo, Brazil. The work was carried out using the experimental design of random blocks, with two treatments and four replications, being the treatments: T1 (control, without nitrogen fertilization), T2 (120 kg ha-1 of nitrogen fertilization). Measurements were made from September 30, 2005 to July 12, 2006. The lower limit of the soil control volume for the water balance was the soil depth if 0.9 m. Rainfall was measured with a raingauge, model ?Paulista? installed beside the experimental area and also by means of an automatic meteorological station installed 500 m from the experimental area. Soil water storages were made gravimetrically in the following soil layers 0 - 0.15 m; 0.15 - 0.25 m; 0.25 - 0.35 m; 0.35 - 0.45 m; 0.45 - 0.55 m; 0.55 - 0.65 m; 0.65 - 0.75 m; 0.75 - 0.85 m; 0.85 - 0.95 m in periods that varied from 14 to 28 days, totalizing 14 samplings. For the dayly water flux density calculations in the lower limit of the control volume, by Darcy-Buckingham equation, tensiometers were installed the 0.80, 0.90 and 1.00 m soil depths, being the tensiometer at the 0.90 m depth used to calculate the soil water content, via a soil water retention curve, and then the soil hydraulic conductivity at this depth, and the other two tensiometers to calculate the soil water total potential gradient at the same depth. The hydraulic conductivity as a function of soil water content was determined by the instantaneous profile method. With the knowledge of these processes of the soil water balance, it was possible to determine the balance for the 13 selected periods, calculating the actual evapotranspiration as the unknown of the soil water balance equation. The small slope of the experimental area permitted to neglect the surface runoff. Internal drainage water losses for the entire period between treatments, were not different, while the water inputs in the control volume by capillary rise was 87.53% higher in treatments T2. This behaviour of the water flux densities in the treatments did not reflect in significant differences for the soil water storage. For the entire evaluated period, treatment T2 presented an evapotranspiration of 1156.06 mm, and treatement T1 of 1057.85 mm. Sugarcane productivity and water use efficiency did not present significant defference between treatments T1 and T2 eventhough plants of treatment T1 were, in average, more efficient in using water.

O estabelecimento de balanços hídricos no campo é difícil e dispendioso, sendo a variabilidade de seus componentes o maior problema para se obter resultados confiáveis. Esta variabilidade dos componentes é aqui apresentada para uma cultura de café desenvolvida no hemisfério sul, em um solo tropical com 10% de declividade. É concluído que a chuva deve ser medida com um número apropriado de repetições, que a irrigação pode introduzir grande variabilidade dos cálculos, que a evapotranspiração calculada a partir da equação do balanço hídrico tem coeficientes de variação muito altos, que o componente armazenamento de água no solo é o que mais contribui na propagação dos erros e que a enxurrada pôde ser satisfatoriamente controlada nesse declive por meio de práticas de manejo. / The establishment of field water balances is difficult and costly, the variability of its components being the major problem to obtain reliable results. This component variability is here presented for a coffee crop grown in the Southern Hemisphere, on a tropical soil with 10% slope. It is concluded that rainfall has to the measured with an appropriate number of replicates, that irrigation can introduce great variability into calculations, that evapotranspiration calculated from the water balance equation has high coefficients of variation, that the soil water storage component is the major contributor in error propagation calculations, and that the run-off could be satisfactorily controlled through crop management practices.

As respostas das plantas medicinais as diversas técnicas de manejo da irrigação são pouco conhecidas. Os efeitos da irrigação complementar e suplementar na produtividade das plantas medicinais é de interesse para a industria farmacéutica. A flora brasileira é uma das mais ricas da Terra e neste conjunto de plantas existem espécies medicinais de alto valor com aptidão farmacêutica e bioquímica. Dentre elas está a carqueja, uma planta brasileira conhecida popularmente pelo seu chá com efeito emagrecedor. O objetivo do trabalho foi verificar as respostas da carqueja frente ao manejo da irrigação via clima em ambiente protegido. Em casa de vegetação, foram realizados dois experimentos em vasos de 11 L. O primeiro ensaio foi realizado no período primavera/verão de 2015/2016 e o segundo ensaio no outono/inverno de 2016. Foi adotado o delineamento em blocos casualizados composto por seis níveis de reposição hídrica (25, 50, 75, 100, 125 e 150% da ETo) e 6 repetições, totalizando 36 parcelas. Foi adotado o sistema de irrigação localizada por gotejamento. O conteúdo de água no solo foi monitorado por meio da refletectometria no domínio do tempo. O monitoramento meteorológico foi realizado por meio de uma estação meteorológica automática com datalogger. Após o transplantio das mudas foram realizadas três colheitas, realizando a avaliação das plantas cultivadas, por meio da determinação da biomassa, biometria, produtividade da água e teor do óleo essencial extraído por hidrodestilação. A cultura da carqueja (Baccharis crispa Spreng.) apresentou uma resposta diferencial aos níveis de reposição hídrica, nas diferentes colheitas, no período primavera/verão. O maior aumento da biomassa se obervou no ciclo primavera/verão aos 95 dias após o transplantio (DAT). A deficiência hídrica afetou em menor proporção às plantas submetidas ao nível de reposição hídrica de 75% em ambos ciclos. A maior produção de biomassa seca foi obtda aos 95 DAT no ciclo primavera/verão e o teor de óleo essencial no tratamento 75% de reposição hídrica no ciclo primavera/verão aos 205 DAT. / The responses of medicinal plants to the various techniques of irrigation management are little known. The effects of supplementary and supplemental irrigation on the productivity of medicinal plants is of interest to the pharmaceutical industry. The Brazilian flora is one of the richest on Earth and in this set of plants has high value as medicinal species with pharmaceutical and biochemical aptitude. Among them is the carqueja, a Brazilian plant popularly known for its tea with a slimming effect. The objective of the study was to verify the responses of the carqueja to the management of irrigation through climate in a protected environment. In the greenhouse, two experiments were carried out in 11 L pots. The first test was performed in the spring / summer of 2015/2016 and the second in the fall / winter of 2016. A randomized block design was adopted, consisting of six water replacement level (25, 50, 75, 100, 125 and 150% of ETo) and 6 replicates, totaling 36 plots in the greenhouse. Drip irrigation system was adopted. The water content in the soil was monitored by time domain reflectectometry and the meteorological monitoring will be done by means of an automatic weather station with datalogger. After the transplanting of the seedlings, three harvests were carried out evaluating the cultivated plants, through determination of the biomass, biometry, water productivity and essential oil content extracted by hydrodistillation. The Baccharis crispa Spreng. presented a differential response to water replacement levels, in the different harvests, in the spring/summer period. The greatest development of the crop was observed in the summer spring cycle at 95 DAP. The water deficiency affected to a lesser extent the plants submitted to the water replacement level of 75% in both cycles. The highest dry biomass production at 95 DAP in the spring/summer cycle and the essential oil content in the treatment 75% of water replacement in the spring / summer cycle at 205 DAP.

Foram determinadas as taxas de evapotranspiração global (ETc) e sua partição em evapotranspiração dos renques e das entrelinhas, bem como a partição da energia disponível em calores sensível e latente de um cafezal adensado (3,50m x 0,90m), irrigado por gotejamento, durante o período de 1 a 2 anos após sua implantação, em Piracicaba, SP. Foram utilizados os métodos do balanço de energia-razão de Bowen (MRB) e aerodinâmico (MA) para a determinação de ETc, o método lisimétrico para a evapotranspiração dos renques e o método do balanço de calor no caule para a transpiração a partir do fluxo de seiva. No uso do MA, foram verificados vários problemas. Um deles, é o aumento inicial pequeno do "deslocamento do plano zero" (d) normalizado pela altura da cultura, ter sido seguido por um decréscimo teoricamente inconsistente com o aumento da altura dos cafeeiros, além de uma grande variação do comprimento de rugosidade (zo), dependente das condições de cobertura das entrelinhas, da direção e da velocidade do vento, sendo evidenciado efeito dessas últimas duas variáveis também sobre d. Provavelmente, a maior fonte de erro para o MA foi terem os coeficientes de transporte turbulento, determinados com as funções empíricas do número de Richardson de estabilidade atmosférica, válidas para a subcamada atmosférica inercial e superfícies homogêneas, mostrado-se inadequados para as condições do estudo, resultando em valores irreais de ETc. As estimativas pelo MRB foram satisfatórias, por ter ocorrido boa similaridade entre os perfis de temperatura e de pressão de vapor do ar, indicando que a razão entre os coeficientes de difusão turbulenta para calor sensível e latente se manteve próxima de 1. Durante o período seco, grande parte dos dias tiveram as determinações de ETc pelo MRB comprometidas, devido aos pequenos gradientes de pressão de vapor e aos erros causados pelos sensores dos psicrômetros. O fluxo de calor latente do cafezal correspondeu a mais de 80% da energia disponível no período úmido, diminuindo para valores da ordem de 64% no período seco. Os valores do coeficiente "global" de cultura (razão entre ETc e a evapotranspiração de referência (ETo)), variaram entre 1,04 e 1,30, sendo altamente dependentes das condições de umidade do solo. No último período de medida, o valor de aproximadamente 0,86 deve ser tomado com ressalvas devido a problemas de manejo da área. O "coeficiente de evapotranspiração do renque", sendo a razão entre a evapotranspiração do renque (evaporação do solo da área contínua sob as copas mais a transpiração dos cafeeiros) e ETo, variou entre 0,22 e 0,43, sendo influenciado pelas condições de umidade da superfície, especialmente pela área molhada na irrigação, e pelo aumento da área foliar dos cafeeiros. Os valores do coeficiente basal de cultura (razão entre transpiração dos cafeeiros e ETo) variaram de 0,03 a 0,20. Durante o período seco evidenciou-se efeito advectivo sobre as medidas, adotando-se critérios para selecionar dias com tal efeito nulo, ou mínimo, sobre os valores médios dos coeficientes acima. / The objectives of this study were to evaluate the magnitude of global evapotranspiration (ETc) in a high density young coffee crop (3.5mx0.9m) under drip irrigation, the ETc partition considering hedgerows and interrows, and the partition of the available radiant energy between sensible and latent heat fluxes. The experiments were conducted from September 2002 to September 2003, in Piracicaba, SP, Brazil. ETc was determined by the Energy balance-Bowen ratio (BRM) and aerodynamic (AM) methods. Hedgerows evapotranspiration was measured by weighing lysimeters and coffee transpiration by the sap flow using the stem heat balance method. When AM was used, several problems were observed. One of them was the "zero plane displacement" (d) normalized by the crop height, which showed an earlier small increase, followed by an unexplained decrease when plant height increased, besides of a huge variation of the roughness length (zo), which depended on interrows cover conditions and wind direction and speed. Also, the effect of these former was noticed on d. Probably, the major source of error in AM was the use of turbulent transport coefficients determined with empirical functions, using the Richardson number, valid for homogeneous surfaces, and measurements taken on the inertial atmospheric sublayer. This procedure proved to be inadequate for the heterogeneous coffee crop surface, resulting in unrealistic ETc values. The BRM estimates of ETc were more appropriate, as a consequence of the good similarity between potential temperature and vapor pressure profiles, indicating that the ratio between the turbulent transport coefficients for sensible and latent heat was close to unity. During the dry season, in the majority of the days with measurements, ETc estimates were less effective due the small vapor pressure gradients and the errors caused by the psychrometer sensors. The ratio between global latent heat flux and available surface energy was higher than 80% in the wet season, decreasing to 64% when the interrows were drying. The "global" crop coefficient (Kc), representing the ratio between ETc and reference evapotranspiration (ETo) ranged from 1.04 to 1.30, being highly dependent on soil moisture conditions. In the latest period of measurements, Kc was about 0.86, which must be analyzed with care due problems in the coffee crop management. The "hedgerows evapotranspiration coefficient", which means the ratio between hedgerows evapotranspiration (evaporation of continuous soil area under hedgerows plus the crop transpiration) and ETo, ranged from 0.22 to 0.43, being influenced by soil moisture, especially by the soil surface area wetted by the drip irrigation and by the increase of leaf area. The basal crop coefficient (ratio between transpiration and ETo) ranged from 0.03 to 0.20. During the dry season, effect of advection on the measurements was observed; so, some criteria were used to select days in which this effect was considered to be null or having a minimum degree, in order to calculate the mean values of the above described coefficients.

L’Afrique de l’Ouest est particulièrement exposée aux changements climatiques et anthropiques qui exercent une pression croissante sur les ressources hydriques et végétales, dont la bonne gestion constitue un enjeu scientifique majeur. Plus particulièrement, il devient indispensable de mieux comprendre les échanges d’énergie et de matière au sein du continuum surface-atmosphère qui régissent une bonne partie du cycle hydrologique et du développement de la végétation. À cet égard, l’évapotranspiration constitue une variable clé à l’interface surface-atmosphère car elle recycle la plus grande partie des précipitations vers l’atmosphère et assure le couplage des cycles de l’eau et de l’énergie. En Afrique de l'Ouest, les connaissances actuelles sur ce processus restent limitées car elles reposent principalement sur des mesures de terrain représentatives de petites échelles spatiales, ou sur des modèles de surface complexes, dont l’importance des jeux de données qu’ils requièrent limite leur application. Dans ce contexte, ce travail de thèse vise à améliorer notre connaissance de la variabilité spatiotemporelle de l'évapotranspiration, en analysant le potentiel de la télédétection pour son estimation en Afrique de l'Ouest. L'approche proposée repose sur une comparaison des produits d'évapotranspiration par télédétection disponibles et la proposition d’une nouvelle méthode permettant la génération de nouveaux produits. L’étude a été menée sur trois sites de méso-échelle (~ 104 km2) fournissant un échantillon des conditions éco-climatiques rencontrées en Afrique de l’Ouest, avec du Nord au Sud : le Nord-Sahel (au centre-est Mali), le Sud-Sahel (au sud-ouest Niger) et la zone soudanienne (au nord Bénin). Une méthode d’estimation de l’évapotranspiration journalière par télédétection et de son incertitude épistémique, nommée EVASPA S-SEBI Sahel (E3S), a été élaborée. E3S a été appliqué sur les trois sites d’étude à partir de données issues des capteurs MODIS à bord des satellites TERRA et AQUA. Les estimations journalières d’évapotranspiration ont été évaluées par rapport aux observations pluriannuelles acquises par l’Observatoire AMMA-CATCH. Cette étude souligne le potentiel d’E3S pour l’estimation de l’évapotranspiration journalière en Afrique de l’Ouest. Toutefois, ces estimations restent soumises aux aléas de la mesure satellite (qualité des images, couvert nuageux, angle de visée trop grand) et sont donc ponctuées de lacunes. Ces travaux de thèse proposent également de nouvelles méthodes de reconstruction de séries d’évapotranspiration journalières via la combinaison d’estimations multi-résolution et multi-source. Cette étude montre la pertinence de ces approches de reconstruction par rapport aux méthodes d’interpolation standards utilisées dans la littérature. Les approches proposées permettent notamment de mieux retranscrire la réponse des surfaces terrestres aux séquences d’assèchement du sol entre deux épisodes pluvieux. Les nouveaux produits générés ont été introduit dans l’exercice d’inter-comparaison incluant huit autres produits disponibles en Afrique de l’Ouest à diverses résolutions spatio-temporelles. Ces produits ont été évalués à différentes échelles spatiales et temporelles par rapport aux mesures locales et aux simulations spatialisées de vingt modèles de surface générées dans le cadre de l’expérience ALMIP2. Cette étude met en évidence la forte variabilité inter-produit, en particulier au Sahel. Elle souligne par ailleurs l’importance de la prise en compte d’une information liée au stress hydrique dans la génération des produits d’évapotranspiration. La résolution kilométrique des produits E3S leur fournit un avantage indéniable concernant la description de la variabilité spatiale des flux d’évapotranspiration par rapport à d’autres produits à faible résolution. Les produits nouvellement générés présentent un potentiel évident pour de futures études à caractère éco-hydrologique et hydrogéologique au Sahel. / West Africa is particularly vulnerable to climate and human-induced changes, exerting increasing pressure on water and plant resources. Sound management of the latter requires substantial scientific progress. In particular, it is essential to better understand energy and matter exchanges through the surface-atmosphere continuum, which are a major driver of the hydrological cycle and of vegetation development. In this respect, evapotranspiration is a key variable, as most of precipitation returns to the atmosphere by evapotranspiration and as it couples the water and energy cycles. In West Africa, current knowledge of this process is still limited because it is mainly based on field measurements that are representative of small spatial scales, or on land surface models that would require considerably more data than available in this region. In this context, this thesis work aims at improving our knowledge of the spatiotemporal variability of evapotranspiration, by analyzing the potential of remote sensing to estimate evapotranspiration in West Africa. The proposed approach is based on an inter-comparison of available remote sensing evapotranspiration products and on the proposal of a new method to generate new estimation products. The study was carried out over three mesoscale sites (~ 104 km2) providing a sample of the eco-climatic conditions encountered in West Africa, namely from North to South: the North-Sahel (in East-Central Mali), the South-Sahel (in South-West Niger) and the Sudanian zone (in North Benin). An improved remote sensing method for estimating daily evapotranspiration and its epistemic uncertainty named EVASPA S-SEBI Sahel (E3S) was developed. E3S was applied to the three study sites using data from the MODIS sensors onboard TERRA and AQUA satellites. Daily evapotranspiration estimates were evaluated against pluriannual observations acquired by the AMMA-CATCH Observatory. This study highlights the potential of E3S for estimating daily evapotranspiration in West Africa. However, these estimates are still subject to hazards of satellite measurements (image quality, cloud cover, large satellite view angle) and are therefore discontinuous. This thesis work also proposes new methods for reconstructing continuous daily evapotranspiration series by the combination of multi-resolution and multi-source estimations. The study shows the capabilities of these reconstruction approaches compared to the standard interpolation methods usually found in the literature. In particular, the proposed approaches allow better depicting the response of terrestrial surfaces to soil drying sequences between rainfall events. The newly generated evapotranspiration products were included in the product inter-comparison together with eight other products available in West Africa at various spatial and temporal resolutions. These products were evaluated at different spatial and temporal scales against local measurements and spatially distributed simulations by twenty land surface models from the ALMIP2 experiment. This study highlights the high inter-product variability especially in the Sahel. It also emphasizes the importance of taking into account information related to water stress in the generation of evapotranspiration products. The kilometric resolution of E3S products gives them a clear advantage in terms of description of the spatial variability of evapotranspiration flux compared to other coarse resolution products. The newly generated products show clear potential for future eco-hydrological and hydrogeological studies in the Sahel.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2017-03-14T13:22:51Z No. of bitstreams: 1 Paulo Ferreira da Silva.pdf: 1871633 bytes, checksum: e99149f8fc75908f1d9ee5e36ea3b553 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-14T13:22:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paulo Ferreira da Silva.pdf: 1871633 bytes, checksum: e99149f8fc75908f1d9ee5e36ea3b553 (MD5) Previous issue date: 2015-07-20 / The natural vegetation of Caatinga is relatively well adapted and tolerant to drought and to high temperatures. It is known that forest conversions to pasture and/or crop cultivation are human interventions, which affect energy exchanges, water and carbon between land surface and the atmosphere. However, up to the present moment, there is no study measuring these fluxes in the caatinga and pastures areas in the Brazilian semiarid lands. Thus, this paper aimed at determining the fluxes of energy, H2O and CO2 in areas of caatinga and pastures, as well as at analyzing the seasonal variability patterns of these fluxes. The land activities were carried out in two areas, one of them located on the Buenos Aires farm (7° 59’ 31’’ S and 38° 17’ 59’’ O), and the other located on the Lagoinha farm (07° 56’ 50,4’’ S and 38° 23’ 29’’ O), cultivated with pasture of grass chain (Urochloa mosambicensis), both properties located in the city of Serra Talhada, state of Pernambuco, Brazil. In order to determine the fluxes of energy, H2O and CO2, a methodology of correlation of swirls was adopted, by means of micrometeorological towers, installed in the center of each experimental area. Along with the index of foliar area, we have also measured the aboveground phytomass of both the pasture and the caatinga herbaceous vegetation, as well as water storage in the soil, by means of TDR sensors. On the basis of the results, it has been found that the maximum production of dry pasture mass was in the order of 2,208 kg ha-1 and annual average of 832 kg ha-1. On the other hand, the caatinga dry mass was in the order of 2,559 kg ha-1 and the annual average was 626 kg ha-1. Water storage in the soil (0-40 cm) of pasture was 29% greater than the one of the caatinga. This fact was possibly attributed to the interception of rain by the caatinga canopy. In relation the fluxes of energy, radiation balance (Rb) was used mainly as sensitive flow of heat (H), with 51% in the pasture and 47% in the caatinga. The fraction of Rb used as flow of latent heat (LE) was of 23% in the pasture and 32% in the caatinga. In relation to the evapotranspiration, the caatinga had total values (523 mm) and average values (1,4 mm d-1) greater than the pasture (389 mm and 1,1 mm d-1), possibly due to the greater depth of its radicular system. During the experimental period, the fluxes of daily average CO2 were ˗ 0,91 and ˗ 0,68 μmol m-2 s-1 for the caatinga and the pasture, respectively. Not only during the rainy season but also the dry season, the vegetation acted as atmospheric CO2 sink. The caatinga was more efficient than the pasture, sequestrating in average 14,6 kg of C ha-1 d-1, during the rainy season and 4,3 kg of C ha-1 d-1, in the dry season, while the pasture sequestrated 11,7 kg of C ha-1 d-1, in the rainy season and 2,5 kg of C ha-1 d-1, in the dry season. The caatinga has proved more efficient than the pasture in using soil water (greater ET) and in sequestrating atmospheric CO2. / A vegetação natural da Caatinga é relativamente bem adaptada e tolerante à seca e a altas temperaturas. Sabe-se que a conversão de florestas em pastagens e/ou cultivo de lavouras são intervenções humanas que afetam as trocas de energia, água e carbono entre a superfície da terra e a atmosfera. No entanto, até o momento não se tem nenhum estudo medindo esses fluxos em áreas de caatinga e de pastagens no semiárido brasileiro. Desse modo, este trabalho teve como objetivo determinar os fluxos de energia, H2O e CO2 em áreas de caatinga e de pastagens, além de analisar os padrões de variabilidade sazonal desses fluxos. A s atividades de campo foram realizadas em duas áreas, sendo uma localizada na Fazenda Buenos Aires (7º 59’ 31” S e 38º 17’ 59” O) e a outra localizada na Fazenda Lagoinha (07° 56’ 50,4”S e 38° 23’ 29” O), cultivada com a pastagem capim corrente (Urochloa mosambicensis), ambas propriedades localizadas no Município de Serra Talhada PE. Para a determinação dos fluxos de energia, H2O e CO2 foi usada a metodologia da correlação dos turbilhões, por meio de torres micrometeorológicas instaladas no centro de cada área experimental. Foram medidos o índice de área foliar e a biomassa áerea da pastagem e da vegetação herbácea da caatinga e o armazenamento de água no solo, por meio de sensores TDR. Dos resultados, verificou-se que a produção máxima de massa seca da pastagem foi de 2.208 kg ha-1 e média anual de 832 kg ha-1, já a massa seca máxima da caatinga foi de 2.559 kg ha-1 e a média anual de 626 kg ha-1. O armazenamento de água no solo (0-40 cm) da pastagem foi 29% maior que da caatinga, possivelmente devido a interceptação da chuva pelo dossel da caatinga. Com relação aos fluxos de energia, o saldo de radiação (Rn) foi utilizado principalmente como fluxo de calor sensível (H), com 51% na pastagem e 47% na caatinga. A fração do Rn usada como fluxo de calor latente (LE) foi de 23% na pastagem e 32% na caatinga. Com relação a evapotranspiração, a caatinga teve valores totais (523 mm) e médios (1,4 mm d-1) maiores que a pastagem (389 mm e 1,1 mm d-1), possivelmente, devido a maior profundidade de seu sistema radicular. Durante o período experimental os fluxos de CO2 médios diários foram de -0,91 e -0,68 mol m-2 s-1 para a caatinga e a pastagem, respectivamente. Tanto na estação chuvosa quanto na estação seca, ambas as vegetações atuaram como sumidouro de CO2 atmosférico. A caatinga foi mais eficiente que a pastagem, sequestrando em média 14,6 kg de C ha-1 d-1, na estação chuvosa e 4,3 kg de C ha-1 d-1, na estação seca; enquanto a pastagem sequestrou 11,7 kg de C ha-1 d-1, na estação chuvosa e 2,5 kg de C ha-1 d-1, na estação seca. A caatinga demonstrou ser mais eficiente em usar a água do solo (maior ET) e sequestrar CO2 atmosférico que a pastagem.

Submitted by Deyse Queiroz (deysequeirozz@hotmail.com) on 2018-05-30T18:07:12Z No. of bitstreams: 1 LOURIVAL ANTONIO SIMÕES DE FARIAS - DISSERTAÇÃO PPGSA PROFISSIONAL 2015..pdf: 2827594 bytes, checksum: c74d04fcc0516d2010f76d674829aa28 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-30T18:07:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LOURIVAL ANTONIO SIMÕES DE FARIAS - DISSERTAÇÃO PPGSA PROFISSIONAL 2015..pdf: 2827594 bytes, checksum: c74d04fcc0516d2010f76d674829aa28 (MD5) Previous issue date: 2015-03-25 / O semiárido brasileiro é caracterizado por chuvas irregulares, alta evapotranspiração, elevadas temperaturas e baixa pluviometria, fenômenos que assolam grande parte do território brasileiro, sendo visualizado com maior intensidade na região Nordeste. Dentro deste espaço, localiza-se o estado da Paraíba, que periodicamente vivencia o fenômeno da seca, a qual é causadora das irregularidades de safras agrícolas e prejuízos nas lavouras. Buscou-se, neste estudo, demonstrar a influência da variação de temperatura e da sazonalidade pluviométrica, nos polos receptores do fruto, Rio de Janeiro e São Paulo, na formação do preço unitário deste, independentemente das variações de temperatura e das chuvas na região de São Gonçalo, o que faz oscilar o seu valor unitário, deixando o produtor sem possibilidades de negociação ou mesmo de um maior lucro em relação à demanda e à oferta. Nesta dissertação tem-se por objetivo verificar as possibilidades de aproveitamento dos derivados do coco, em substituição à venda do fruto verde in natura, desenvolvendo em um primeiro momento, a análise de um questionário sobre as características socioeconômicas deste produtor, de sua propriedade e da relação com os atravessadores na produção e venda do fruto in natura. Utilizando-se os dados coletados, realizou-se o confronto entre os índices pluviométricos e de temperatura média mensal, tanto do polo produtor, como do polo receptor, com o preço unitário do coco verde em São Gonçalo no período de 2012 a 2014. Na sequência, foram utilizadas ferramentas matemáticas de modelagem e de custo, para observar quais as possibilidades de agroindustrialização dos derivados do coco, analisando os seus custos e as suas devidas restrições, buscando uma situação máxima de receita que possibilite ao produtor armazenar, beneficiar, agregar valor e até mesmo agroindustrializar os derivados do coco a exemplo de: água, leite, óleo, fibra, ralados, etc. Verificou-se que existem alternativas mais lucrativas, para o produtor, ao realizar a agroindustrialização dos derivados do fruto, principalmente na produção do óleo de coco. / The Brazilian semiarid region is characterized by irregular rainfall, high evapotranspiration, high temperatures and low rainfall, phenomena that plague much of the Brazilian territory, being viewed with greater intensity in the Northeast. Within this space is located the state of Paraiba, which periodically experiences the phenomenon of drought, which is the cause of the irregularities of agricultural crops and damage to crops. We sought in this study demonstrate the influence of changes in temperature and rainfall seasonality in recipient poles of fruit, Rio de Janeiro and São Paulo, in the pricing of this unit, regardless of temperature variations and rainfall in the region of São Gonçalo, which makes oscillate the unit value, leaving the producer without tradability or even a higher profit in relation to demand and supply. In this dissertation has for objective to verify the possibilities of use of derivatives coconut, replacing the sale of the green fruit fresh, developing in the first place, the analysis of a questionnaire on the socioeconomic characteristics of this producer, its property and relationship with the middlemen in the production and sale of fresh fruit. Using the data collected, there was the confrontation between the rainfall and average temperatures of both the production hub, and the recipient pole, with the unit price of coconut in São Gonçalo in the 2012 period to 2014. In sequence, mathematical modeling tools and cost were used to observe which industrialization possibilities of coconut derivatives, analyzing their costs and their due restrictions, seeking a maximum state revenue that enables the producer storing, processing, adding value and even agroindustrializar derived from coconut example: water, milk, oil, fiber, grating, etc. It was found that more profitable alternative for the producer to perform the industrialization of the derivatives of fruit, especially in the production of coconut oil.

Foram avaliados dois modelos para estimativa do potencial produtivo relativo de cana-de-açúcar. Utilizou-se dados de produtividade (t.ha -1 ) de experimentos, dados de campo da Usina Santa Rita, localizado no município de Santa Rita do Passa Quatro e das áreas de cana-de-açúcar da Usina Costa Pinto em Piracicaba, todas localizadas no Estado de São Paulo, Brasil, para realizar uma comparação entre a produtividade obtida em campo e a produtividade relativa (% da máxima produtividade) estimada pelo modelo matemático. As variáveis de entrada são o fósforo (P, mmolc/kg), potássio (K, mmolc/kg), capacidade de troca de cátions (T, mmolc/kg), saturação por bases (V%) e o teor de argila (Arg%). As avaliações mostraram que o modelo estimou de forma eficiente a produtividade relativa de cana-de-açúcar, com relações altamente significativas (P<0,001) entre produtividade medida no campo e produtividade relativa estimada. Verificou-se que o modelo ganha precisão quando se trabalha em escalas maiores (dados experimentais) em comparação com escalas menores (grandes fazendas). Uma análise de regressão linear múltipla, pelo método stepwise, foi utilizada para verificar quais foram os fatores que influenciaram a produtividade da cana-de-açúcar nos diferentes anos. Verificou-se forte influencia do número de cortes e das variedades, entretanto notou-se que as variáveis do solo utilizados como variáveis de entrada (P,K,T,V,Arg) nem sempre influenciaram a produtividade nos diferentes anos. Constatou-se então que as ferramentas estatísticas podem ser limitadas para elaboração de modelos. Consequentemente o modelo mostrou-se uma ferramenta útil para identificação da capacidade produtiva de áreas para a cana-de-açúcar de maneira holística e integrada em comparação aos métodos estatísticos. O modelo foi aplicado, numa escala regional, no o município de Piracicaba. Através de um sistema de informações geográficas (SIG) foram gerados um mapa de declividade, mapa de distância em relação a 4 usinas da região e uma mapa de produtividade relativa. Os mapas foram úteis na identificação da distribuição espacial da cana-de-açúcar no município. Utilizou-se o modelo climático da FAO para simular a produtividade da cana-de-açúcar mês a mês durante um ano. O mesmo não apresentou correlação com a produtividade média mensal obtida. Este modelo foi concebido para estudos em dimensões continentais com regiões climaticamente contrastantes. Em escala local se mostrou muito sensível ao déficit hídrico para estimar a produtividade da cana-de-açúcar adequado para realizar estimativas, principalmente porque esta cultura é tolerante a períodos de stress hídricos. / Two models of sugarcane were evaluated. The yield (t/ha) out of experimental data, and from fields of the Santa Rita Sugar Mill, located at Santa Rita do Passa Quatro, and from large farms of the Costa Pinto Sugar Mill, located at Piracicaba, all in the State of São Paulo – Brazil were compared to the estimated relative yield (% of the maximum yield) by a mathematical model having as input the soil fertility parameters: potassium content (K, in mol/kg), phosphorus content (P, in mol/kg), cation exchange capacity (T, in mol/kg), base saturation (V, in %) and clay content (Arg, in %), by linear regression. The high significance of the regressions (P<0,001) showed a closed relation between estimated and measured yield. The model gain precision with bigger scales (experimental data) compared to the smaller scales (larger farms). A linear multiple regression statistical analysis, by the stepwise method, were applied to select the soil parameter which most affected the yield. The ratton number and the sugarcane variety were the most important factors determining yield, overcoming the soil fertility parameters which not always affected yield according to this analysis. Consequently, the model was a better tool to identify soil capability for sugarcane yield, in a holistic and integrated manner, than the statistical analysis. The soil model to estimated relative yield were applied tin the regional scale on the Piracicaba county to generate maps of the distance of sugarcane field to the sugar mills, relative sugarcane yield of the fields, and land slopes of the sugarcane fields. The maps were useful to elucidate the sugarcane distribution within the county. An estimation of yield by the FAO model, using weather data as input parameters, showed a large month to month yield variation in discrepancy to the field observations. No significance regressions demonstrated that the yield estimated by FAO model is not related to the field data. This model was created for studies at continental level with contrasting weather differences, but is too sensitive for the water deficit to estimate sugarcane yield at local and regional scale, mainly because this crop is particularly tolerant do periodic water stress.

Foram determinadas as taxas de evapotranspiração global (ETc) e sua partição em evapotranspiração dos renques e das entrelinhas, bem como a partição da energia disponível em calores sensível e latente de um cafezal adensado (3,50m x 0,90m), irrigado por gotejamento, durante o período de 1 a 2 anos após sua implantação, em Piracicaba, SP. Foram utilizados os métodos do balanço de energia–razão de Bowen (MRB) e aerodinâmico (MA) para a determinação de ETc, o método lisimétrico para a evapotranspiração dos renques e o método do balanço de calor no caule para a transpiração a partir do fluxo de seiva. No uso do MA, foram verificados vários problemas. Um deles, é o aumento inicial pequeno do “deslocamento do plano zero” (d) normalizado pela altura da cultura, ter sido seguido por um decréscimo teoricamente inconsistente com o aumento da altura dos cafeeiros, além de uma grande variação do comprimento de rugosidade (zo), dependente das condições de cobertura das entrelinhas, da direção e da velocidade do vento, sendo evidenciado efeito dessas últimas duas variáveis também sobre d. Provavelmente, a maior fonte de erro para o MA foi terem os coeficientes de transporte turbulento, determinados com as funções empíricas do número de Richardson de estabilidade atmosférica, válidas para a subcamada atmosférica inercial e superfícies homogêneas, mostrado-se inadequados para as condições do estudo, resultando em valores irreais de ETc. As estimativas pelo MRB foram satisfatórias, por ter ocorrido boa similaridade entre os perfis de temperatura e de pressão de vapor do ar, indicando que a razão entre os coeficientes de difusão turbulenta para calor sensível e latente se manteve próxima de 1. Durante o período seco, grande parte dos dias tiveram as determinações de ETc pelo MRB comprometidas, devido aos pequenos gradientes de pressão de vapor e aos erros causados pelos sensores dos psicrômetros. O fluxo de calor latente do cafezal correspondeu a mais de 80% da energia disponível no período úmido, diminuindo para valores da ordem de 64% no período seco. Os valores do coeficiente “global” de cultura (razão entre ETc e a evapotranspiração de referência (ETo)), variaram entre 1,04 e 1,30, sendo altamente dependentes das condições de umidade do solo. No último período de medida, o valor de aproximadamente 0,86 deve ser tomado com ressalvas devido a problemas de manejo da área. O “coeficiente de evapotranspiração do renque”, sendo a razão entre a evapotranspiração do renque (evaporação do solo da área contínua sob as copas mais a transpiração dos cafeeiros) e ETo, variou entre 0,22 e 0,43, sendo influenciado pelas condições de umidade da superfície, especialmente pela área molhada na irrigação, e pelo aumento da área foliar dos cafeeiros. Os valores do coeficiente basal de cultura (razão entre transpiração dos cafeeiros e ETo) variaram de 0,03 a 0,20. Durante o período seco evidenciou-se efeito advectivo sobre as medidas, adotando-se critérios para selecionar dias com tal efeito nulo, ou mínimo, sobre os valores médios dos coeficientes acima. / The objectives of this study were to evaluate the magnitude of global evapotranspiration (ETc) in a high density young coffee crop (3.5mx0.9m) under drip irrigation, the ETc partition considering hedgerows and interrows, and the partition of the available radiant energy between sensible and latent heat fluxes. The experiments were conducted from September 2002 to September 2003, in Piracicaba, SP, Brazil. ETc was determined by the Energy balance–Bowen ratio (BRM) and aerodynamic (AM) methods. Hedgerows evapotranspiration was measured by weighing lysimeters and coffee transpiration by the sap flow using the stem heat balance method. When AM was used, several problems were observed. One of them was the “zero plane displacement” (d) normalized by the crop height, which showed an earlier small increase, followed by an unexplained decrease when plant height increased, besides of a huge variation of the roughness length (zo), which depended on interrows cover conditions and wind direction and speed. Also, the effect of these former was noticed on d. Probably, the major source of error in AM was the use of turbulent transport coefficients determined with empirical functions, using the Richardson number, valid for homogeneous surfaces, and measurements taken on the inertial atmospheric sublayer. This procedure proved to be inadequate for the heterogeneous coffee crop surface, resulting in unrealistic ETc values. The BRM estimates of ETc were more appropriate, as a consequence of the good similarity between potential temperature and vapor pressure profiles, indicating that the ratio between the turbulent transport coefficients for sensible and latent heat was close to unity. During the dry season, in the majority of the days with measurements, ETc estimates were less effective due the small vapor pressure gradients and the errors caused by the psychrometer sensors. The ratio between global latent heat flux and available surface energy was higher than 80% in the wet season, decreasing to 64% when the interrows were drying. The “global” crop coefficient (Kc), representing the ratio between ETc and reference evapotranspiration (ETo) ranged from 1.04 to 1.30, being highly dependent on soil moisture conditions. In the latest period of measurements, Kc was about 0.86, which must be analyzed with care due problems in the coffee crop management. The “hedgerows evapotranspiration coefficient”, which means the ratio between hedgerows evapotranspiration (evaporation of continuous soil area under hedgerows plus the crop transpiration) and ETo, ranged from 0.22 to 0.43, being influenced by soil moisture, especially by the soil surface area wetted by the drip irrigation and by the increase of leaf area. The basal crop coefficient (ratio between transpiration and ETo) ranged from 0.03 to 0.20. During the dry season, effect of advection on the measurements was observed; so, some criteria were used to select days in which this effect was considered to be null or having a minimum degree, in order to calculate the mean values of the above described coefficients.

A evapotranspiração de referência (ETo, mm d-1) foi medida por um lisímetro de pesagem acoplado a três células de carga, durante 1996, em Piracicaba, SP. Discute-se as dificuldades operacionais encontradas com esse tipo de lisímetro em dias com chuvas intensas e em seqüência de dias com chuvas intermitentes. A série temporal dos valores medidos diariamente foi agrupada em seqüências de 10 ou 30 dias, gerando conjuntos de valores médios representativos dessas duas escalas de tempo. Média móvel com diversos passos foram usadas para aumentar o número de pontos nos conjuntos gerados e para verificar seus efeitos sobre as relações estatísticas. Estimativas de ETo médio correspondentes aos intervalos de tempo das médias medidas foram obtidas com a equação de Penman-Monteith seguindo-se as parametrizações e procedimentos descritos no boletim FAO-56, usando dados meteorológicos de uma estação automatizada situada próxima ao lisímetro. A análise de regressão linear simples (Lisímetro = b Estimativa) mostrou as seguintes tendências estatística: 1) na escala de 30 dias, Y = 1,0905 X ± 0,212 mm d-1, r2 = 0,9512 de janeiro a junho; e Y = 0,9622 X ± 0,166 mm d-1, r2 = 0,8249 de agosto a novembro; 2) na escala de 10 dias, Y = 1,0866 X ± 0,332 mm d-1, r2 = 0,9158 de janeiro a junho; e Y =0,9573 X ± 0,323 mm d-1, r2 = 0,7729 de agosto a novembro. Os diferentes passos não afetaram substancialmente o valor de b; mas, em geral, o erro médio da estimativa aumentou quando o passo aumentou, diminuindo o número de pontos comparados. Face às dificuldades de medir ETo em períodos chuvosos as relações obtidas no segundo período talvez expressem melhor o grau de ajuste das estimativas. A performance das estimativas não se alterou quando se substituiu o saldo de radiação medido por valor estimado usando os procedimentos FAO-56, simulando uma situação muito comum de ausência de medida desse elemento meteorológico. / Reference evapotranspiration (ETo, mm d-1) was measured by a weighing lysimeter coupled with three load cells, during 1996, in Piracicaba, SP, Brazil. Operational difficulties with this kind of lysimeter during days with high intensity rainfall and also during a sequence of days with intermittent rains are discussed. The time series of measured ETo was pooled in sequences of either 10 or 30 days generating groups of mean values for such time scales. Moving averages with different steps were used to increase the number of points in each group and to test their effect upon the statistical relationships. Estimatives of mean ETo corresponding to the time intervals of the measured averages were computed with the Penman-Monteith equation following the parameterizations and procedures described in the FAO Irrigation and Drainage Paper 56, using data given by an automatic meteorological weather station located next to the lysimeter. Simple linear regression analysis (Lysimeter = b Estimative) indicates the following statistical tendencies: 1) for the 30-days time scale, Y = 1.0905 X ± 0.212 mm d-1, r2 = 0.9512 from january to june; and Y = 0.9622 X ± 0.166 mm d-1, r2 = 0.8249 from august to november; 2) for the 10-days time scale, Y = 1.0866 X ± 0.332 mm d-1, r2= 0.9158 from january to june; e Y = 0.9573 X ± 0.323 mm d-1, r2 = 0.7729 from august to november. The different time steps did not affect substantially the b value; but, in general, as the time step increased so did the mean error of the estimative due to the decrease in the number of points compared. Due to the operational difficulties in measuring ETo during periods of high intensity rains perhaps the relationships found for the second period represents better the degree of fit of the estimatives. The performance of the ETo estimatives did not change substantially when the measured net radiation was substituted by an estimative using the FAO-56 guidelines, simulating a very common situation of lack of such weather element.