O déficit hídrico é uma das principais causas de perdas de produtividade agrícola. No Brasil, algumas regiões sofreram reduções elevadas na produção de milho (Zea mays L.), provocadas por estiagens, por exemplo, nas safras de 1995/1996, 1996/1997, 1998/1999, 1999/2000, 2004/2005. Para contornar ou minimizar situações de limitação hídrica é importante o planejamento da época de cultivo para melhor aproveitamento das condições climáticas locais e eficiência do manejo da lavoura. O presente trabalho objetivou subsidiar o planejamento de plantio do milho na região de Piracicaba, São Paulo, estimando a probabilidade de quebra de produtividade de cultivares de ciclo médio em decorrência do déficit hídrico, em função de datas de semeadura simuladas para o primeiro dia de cada decêndio entre setembro e fevereiro. Para isso, foi utilizado o modelo de balanço hídrico de Thornthwaite e Mather (1955) modificado por Barbieri et al. (2003), pelo qual é possível considerar a variação da capacidade de água disponível no solo ao longo do ciclo, acompanhando o crescimento do sistema radicular e representando de forma mais aproximada a situação real de armazenamento de água no solo do que o uso de um só valor de CAD ao longo do ciclo da cultura. Foram calculadas deficiências hídricas decendiais, obtidas pelo balanço hídrico sequencial de cultura em série de dados climatológicos de 1975 a 2008 e estimados os déficits de produtividade potencial para cada simulação de plantio, usando o coeficiente de sensibilidade da cultura ao déficit (Ky). Para cada ano, foram estimados os déficits relativos de produtividade e verificado o ajuste dos dados estimados a duas funções de probabilidade, a beta e a gama completa, tendo a segunda apresentado melhor desempenho, sendo escolhida para representar a frequencia de ocorrências dos valores nas séries. Para os plantios em cada primeiro dia dos decêndios de outubro e novembro, a probabilidade gama (Pgama) de ocorrerem déficit relativo de produtividade de até 10% é maior que 50%, isto é, a cada dois anos de plantio, ao menos um tem quebra de produtividade menor que 10%. Nesse período, destacam-se o primeiro e terceiro decêndios de outubro, com Pgama = 67% e Pgama = 63%, respectivamente, de quebra relativa inferior a 10%. Nos meses de setembro, dezembro e janeiro, a probabilidade de déficits relativos de produtividade de até 20% é maior que 50%, indicando maior efeito da ocorrência do déficit hídrico nesses meses. No mês de fevereiro, a probabilidade de perdas maiores que 1/5 da produção é superior a 75%, sendo recomendável irrigação para aumentar a produtividade das semeaduras nesse mês, principalmente no período crítico. Perdas acima de 50% são difíceis de ocorrer, sendo a probabilidade máxima igual a 23,5% no terceiro decêndio de fevereiro. / Water deficit is one of the mainly reasons of crop yield decrease in agriculture. In Brazil, drought caused serious damages in some regions to corn (Zea mays L.) production in the crops of 1995/1996, 1996/1997, 1998/1999, 1999/2000, 2004/2005. Planning the sowing dates plays an essential role to mitigate the effect of limited water conditions and in the more effective use of local weather on farm management. The current work aimed to estimate probabilities of relative yield decrease in corn crop caused by soil water deficits in function of the sowing dates, by simulating plantings in ten-day basis from September to February, in order to support the decision-making process and the planning of corn cropping in Piracicaba region, São Paulo State, Brazil. Soil water deficit was estimated by using the water balance model of Thornthwaite and Mather (1955) adapted by Barbieri et al. (2003) for take into account the variation of available water capacity in the soil during the crop cycle, following the root system growth, thus rendering it a more representative model of soil water balance. For each year of data series on climate conditions from 1975 to 2008, the relative deficits of potential yield were calculated using the ten-day values of water deficit obtained from the serial water balance model, for each simulated sowing date from September 1st to February 21st. Then, the yield response factor to water deficit (Ky) was applied to relate the potential yield deficit to evapotranspiration deficit, observed in 18 sowing dates in 33 years of the study. Two probability density functions were tested, the beta and the complete gamma; the latter showed best fit to the observed frequency data and was chosen to estimate the frequency of yield occurrences in the series. Yield losses bellow 10% were more frequent in October and November, with gamma probability (Pgamma) above 50%, which means that in two years, at least one will provide conditions to have relative yield higher than 90%. In this period, the first and the third ten-days of October are highlighted with Pgamma = 67% and Pgamma = 63%, respectively. In September, December and January, the gamma probability was higher than 50% considering relative yield decreases equal or lower than 20%. In February, the probability of losing 1/5 of the productivity is above 75%. In this case, irrigation is necessary to increase the yield, mainly during the critical period (flowering and grain filling). Yield losses higher than 50% are difficult to happen and the maximum probability is 23.5% in the third ten-days of February.

Parametrizações mecanísticas descrevem fisicamente a interação das plantas com o ambiente baseando-se em processos fundamentais, como assimilação de líquida de CO2 e extração da água do solo pelas raízes, influenciados pelas condições do ambiente. O objetivo principal dessas rotinas é aumentar o entendimento do sistema estudado pela integração quantitativa e qualitativa do conhecimento em um modelo de simulação dinâmica do sistema real. Definindo estresse hídrico como a condição em que uma planta aumenta a resistência estomática em conseqüência do aumento da demanda atmosférica e/ou da redução da disponibilidade hídrica no solo, tem-se como hipótese que o déficit hídrico em plantas é causado por fatores ambientais relacionados com as interfaces solo-raiz e folha-atmosfera. O objetivo geral desse estudo é identificar quais são as variáveis do solo e da atmosfera determinantes e que devem ser consideradas na modelagem da deficiência hídrica em plantas. Os teores de água no solo e na atmosfera foram monitorados em condições de campo durante o desenvolvimento da cultura de feijão (Phaseolus vulgaris L.) entre Junho e Setembro de 2010, e correlacionados ao estresse hídrico caracterizado por medições de temperatura do dossel. As variáveis de interesse, especificamente o potencial matricial da água do solo, a temperatura e a umidade do ar e a temperatura do dossel foram medidas regularmente em intervalos de 30 minutos. A taxa de transpiração e a condutância estomática foram medidas ocasionalmente. Uma parcela foi irrigada durante todo o ciclo da cultura (tratamento totalmente irrigada), enquanto a outra foi submetida ao estresse hídrico na fase reprodutiva (tratamento com déficit de irrigação). A metodologia utilizada neste estudo deu suporte à hipótese inicial. Os principais fatores relacionados à interface solo-raiz são as propriedades hidráulicas do solo, especialmente a condutividade hidráulica e da densidade de comprimento radicular; na interface atmosfera de folhas, os fatores mais importantes são o déficit de pressão de vapor do ar atmosférico VPD. Estes fatores devem ser considerados de alguma forma na modelagem estresse hídrico em plantas. A detecção da ocorrência de estresse hídrico nas plantas no tratamento com déficit de irrigação foi feito por comparações entre o VPD e diferença de temperatura entre o dossel e o ar tdossel-ar e entre tdossel e a temperatura do bulbo úmido twb dos dois tratamentos hídricos. O início do estresse hídrico nas plantas com déficit de irrigação ocorreu em 05 de Agosto. As simulações com os modelos mecanísticos de extração da água do solo pelas raízes proposto por Jong van Lier et al. (2008) e de assimilação de CO2 proposto por Jacobs (1994) foram feitos com os dados de ambos os tratamentos. O modelo de extração foi sensível aos parâmetros hidráulicos do solo, especialmente a condutividade hidráulica e o comprimento radicular. A taxa de transpiração estimada pelo modelo de Jacobs (1994) mostrou-se dependente da temperatura do dossel utilizada para calcular o déficit de umidade específica folha-ar Ds e a condutância do mesofilo, do próprio Ds (dependente também da temperatura do ar), e do índice de área foliar. / Mechanistic parameterizations describe physically the interactions between crop and environment based on primary processes such as CO2 net assimilation and root water uptake from soil and how they are influenced by environmental conditions. An important purpose of developing mechanistic routines is to improve the understanding of a system by qualitative and quantitative integration of knowledge in a dynamic simulation model of a real system. Defining water stress as the condition in which stomatal resistance of plant leaves increases as a consequence of enhanced atmospheric demand and/or reduced soil water availability, the investigated hypothesis was that plant water stress is caused by environmental factors related to both the soilroot and leave-atmosphere interfaces. The main objective of the research was to identify which atmosphere and soil parameters are determinant and must be considered in crop water stress modeling. Soil and atmosphere water content were monitored under field conditions during the growing season of a Common Bean (Phaseolus vulgaris L.) crop between June and September, 2010, and correlated to plant water stress characterized by measurements of canopy temperature. The variables of interest, specifically the soil water pressure head, air temperature and humidity and canopy temperature were measured regularly at short intervals. Transpiration rate and stomatal conductance were measured occasionally. One plot was irrigated during the whole crop cycle (fully irrigated treatment), while the other one was subject to water stress in the reproductive phase (deficit irrigated treatment). The methodology used in this study supported the initial hypothesis. The main soil-root interface related factors that determine water stress are the soil hydraulic properties, especially the hydraulic conductivity, and the root length density; at the leaf atmosphere interface, the most important factor is the vapor pressure deficit of atmospheric air VPD. These factors must be somehow considered in crop water stress modeling. The detection of water stress occurrence in the deficit irrigated plants was made by comparisons between VPD and temperature difference between canopy and air tcanopy-air and between tcanopy and wet bulb temperature twb of the two irrigation treatments. The onset of water stress in deficit irrigated plants occurred on August 5. The simulations with the mechanistic models of soil water root uptake proposed by Jong van Lier et al. (2008) and of CO2 assimilation by Jacobs (1994) were made with data from the two treatments. The soil water uptake model was sensitive to soil hydraulic parameters, especially hydraulic conductivity and root length density. The transpiration rate estimated by the Jacobs (1994) model showed to be dependent on the canopy temperature used to calculate the specific humidity deficit between leaves and air Ds and the mesophyll conductance, on Ds (on its turn also dependent on air temperature), and on the leaf area index

Os processos hidrológicos afetam os processos biogeoquímicos, pois o movimento da água nos vários compartimentos do agroecossistema promove a redistribuição dos nutrientes, como o nitrogênio (N) e o carbono orgânico dissolvido (COD). O carreamento desse N e COD nos corpos hídricos se dão, normalmente, via escoamento superficial trazendo implicações negativas à sua qualidade. Em culturas anuais, como a cana-de-açúcar, há exigência de grande quantidade de fertilizantes inorgânicos e orgânicos que têm o N e o COD como os principais elementos. A floresta ripária desempenha funções relacionadas à geração do escoamento direto em microbacia e a retenção de nutrientes. Este trabalho tem como objetivo realizar o balanço hídrico e determinar o fluxo de N e COD em duas microbacias com cobertura de cana-de-açúcar, sendo que, uma microbacia apresenta floresta ripária próxima ao riacho em conformidade com a legislação vigente (Cana com floresta ripária - CCF) e a outra não apresenta floresta ripária nessas condições (Cana sem floresta ripária - CSF). Para tanto as microbacias foram instrumentalizadas para medir e coletar simultaneamente dados hidrológicos e amostras de chuva (entradas) e dos riachos (saídas) para análises de N e COD. As vertentes estudadas nas microbacias foram subdivididas em três porções: inferior, intermediária e superior, sendo que a primeira, na microbacia CCF encontra-se exclusivamente em floresta ripária. O monitoramento hidrológico ocorreu semanalmente no primeiro ano de estudo, e quinzenalmente no segundo. Já o monitoramento biogeoquímico das entradas e saídas ocorreu semanalmente. Para realizar o balanço de massa foram computadas as entradas via fertilizantes inorgânicos e orgânicos na cultura. A precipitação foi de 1200 mm no primeiro ano de estudo e 1350 mm no segundo, sendo cerca de 80% das mesmas de baixa intensidade (0-5 mm h-1). A interceptação foi de aproximadamente 25% da precipitação tanto pela cana-de-açúcar quanto pela floresta ripária. Os resultados de Ksat na área de cana-de-açúcar apontaram para a existência de camadas de impedimento próxima à superfície e como consequência os coeficientes de escoamento superficial foram superiores a outros usos do solo encontrados na literatura, bem como em relação à floresta ripária. Com isso, o fluxo direto representou cerca de 40% do deflúvio. A microbacia CCF não apresentou maior eficácia na diminuição do fluxo direto como era esperado, possivelmente, devido aos canais preferenciais gerados pelo lançamento pontual de água dos terraços. Os fluxos de entrada naturais de NID, NOD e COD nas microbacias foram relativamente baixos, sendo a principal via os fertilizantes (acima de 95%). As saídas desses elementos e compostos também foram baixas denotando que, possivelmente, as saídas dos mesmos nas microbacias se dão via queima pré-corte, ocorrida no primeiro ano de estudo, biomassa coletada e desnitrificação. Há evidências do papel da floresta ripária, presente em maior extensão na microbacia CCF, na diminuição do fluxo de N e COD dissolvidos nos riachos / Hydrological processes affect biogeochemical processes, because the movement of water in many compartments of the agroecossystem promotes elements redistribution. The transport of nitrogen (N) and dissolved organic carbon (DOC) in streams occur generally through runoff bringing negative implications for their water quality. Annual crops, such as sugarcane, require large amounts of inorganic and organic fertilizers that present N and DOC in their composition. Riparian forests play important roles related to quickflow generation and nutrient retention. These forests might maintain water quality in watersheds. In the present study, we determined the water balance and the fluxes of N and DOC in two watersheds covered by sugarcane. The first watershed presented riparian forest next to the creek in accordance with Brazilian legislation (CCF), and other watershed presented no riparian Forest in these conditions (CSF). The watersheds were instrumented to measure and collect hydrological data simultaneously and rain samples (inputs), and the streams (outputs) for N and DOC analysis. Each slope of the watersheds was divided into three parts: downslope, middleslope and upslope. All slopes parts, except the downslope at CCF, were covered by sugarcane. Downslope part CCF was under riparian forest. The hydrological monitoring occurred on a weekly basis during the first year and biweekly in the second year. The biogeochemical monitoring occurred on a weekly basis. To accomplish the mass balance the inputs of inorganic and organic fertilizers in the plantation were also computed. In first year, the rainfall was 1200 mm and in the second was 1350 mm. Around 80% of such precipitation was low intensity (0-5 mm h-1). The interception loss was approximately 25% of the rainfall either by sugarcane as the riparian forest. The Ksat results in the area of sugarcane showed the existence of impeding layers near the surface and consequently the overland flow coefficients were higher than other land uses available in the literature as well as in relation to riparian forest area. Thus, quickflow represented about 40% of the streamflow. The watershed CCF was not more effective in reducing the quickflow as expected, possibly due to preferential channels caused by the punctual release of water from the terraces. The natural input of NID, NOD and DOC in the watersheds were relatively low, with the fertilizers as the main source (above 95%). The outputs of these elements and compounds were also low denoting that the main outputs occur potentially by sugarcane pre-harvest burning, occurred in the first year, biomass harvested and denitrification process. However, there is evidence of the role of riparian forest, present to a greater extent in the watershed CCF, decreasing the output of N and DOC dissolved in streams

As árvores de espécies de eucalipto de rápido crescimento, nas plantações florestais no Brasil e de outras regiões do mundo, encontram-se sob o efeito das mudanças climáticas, do estresse hídrico e da baixa fertilidade do solo, afetando o seu crescimento, a formação e a qualidade do lenho. O estudo teve o objetivo de analisar a interação do crescimento e da qualidade do lenho das árvores de eucalipto, submetidas à redução das chuvas e nutrição de K e Na. A dinâmica da formação do lenho com avaliações mensais da atividade cambial, incremento em diâmetro do tronco e as características físicas, químicas e anatômicas do lenho de árvores de E. grandis no 12º, 24º e 36º mês de idade foram avaliados em parcelas experimentais implantadas em maio de 2010 na Estação Experimental de Itatinga- SP. Os tratamentos foram definidos por dois regimes hídricos (100% e 66% das chuvas, com redução artificial com lonas em polietileno) e três tipos de nutrição: K (K - 4,5 kmol/ha), N (Na - 4,5 kmol/ha) e controle. Foram selecionadas 54 árvores de eucalipto com dezoito meses de idade, avaliando-se o incremento em diâmetro do tronco a cada trinta dias, no período de novembro de 2011 a outubro de 2013, utilizando-se dendrômetros de aço. A sazonalidade cambial foi avaliada por coletas mensais de amostras do lenho e as análises anatômicas da camada cambial realizadas no primeiro ano de avaliação. As variáveis climáticas e a umidade do solo foram correlacionadas com o incremento em diâmetro do tronco e a sazonalidade da atividade cambial das árvores. Na amostragem do lenho foram selecionadas quatro árvores por tratamento no 12º, 24º e 36º mês para a determinação da densidade básica na direção sentido longitudinal do tronco. Amostras do lenho do DAP foram avaliadas em relação às fibras e vasos, densidade básica e aparente e composição química. Os resultados indicaram efeito da sazonalidade climática na atividade cambial e incremento em diâmetro do tronco das árvores, além da influência da defasagem (lag) no crescimento. O tratamento de aplicação do K e 100% de disponibilidade hídrica (K/+A) induziu maior valor de incremento do tronco e altura total das árvores. Houve diferença significativa nos tratamentos de nutrição e disponibilidade hídrica em relação ao crescimento das árvores, à densidade do lenho, dimensões das fibras e vasos e composição química do lenho. As imagens digitais do lenho obtidas pelo raios X permitiram analisar a variação da densidade aparente do lenho. A análise colorimétrica possibilitou detectar a formação do cerne no lenho das árvores no 36º mês. Os resultados do trabalho poderão ser utilizados como subsídios para a adoção de práticas silviculturais nas plantações florestais em áreas com estresse hídrico e/ou afetadas pelas mudanças climáticas, bem como a substituição parcial de K por Na. / The forest plantations of eucalyptus of fast growing in Brazil and other regions of the world are under the effect of climate change, water stress and low soil fertility, affecting growth and wood quality. The study aimed to analyze the interaction of growth and quality of the wood of eucalyptus trees, subjected to reduced rainfall and nutrition of K and Na. The dynamics of the formation of the wood with monthly assessment of the cambial activity, an increase in trunk diameter and the physical, chemical and anatomical characteristics of the wood of trees of E. grandis on the 12th, 24th and 36th month of age were evaluated in experimental plots established in May/2010 in Experimental Station of Itatinga - SP. Treatments were defined by two water regimes (100% and 66% of rainfall, artificial reduction with polyethylene tarps) and three types of nutrition : K (K - 4.5 kmol/ha ), N (Na - 4.5 kmol/ha) and control. 54 trees of eucalyptus were selected to 18th month of age by evaluating the increase in trunk diameter every thirty days, from November/2011 by October/2013, using steel dendrometers. The cambial seasonality was assessed monthly by sampling of the wood and anatomical analyzes of the cambial layer performed in the first year of assessment. The climatic variables and soil moisture were correlated with the increase in trunk diameter and seasonality of cambial activity of trees. In the sample of the wood have been selected four trees per treatment in the 12th, 24th and 36th months of age for the determination of the density in the longitudinal direction of the trunk. Samples of wood from DAP were evaluated in relation to fibers and vessels, basic density and chemical composition. The results showed the effect of seasonality on cambial activity and increase in diameter of trees, beyond the influence of lag in growth. The treatment of applying K and 100% water availability (K/+A) induced larger increment value and the total height of the trunk of the trees. There was a significant difference in nutrition and water availability of the treatments in relation to the growth of trees, density of wood, fiber dimensions and vessels and chemical composition of wood. Digital images of the samples obtained by X-ray, allowed to analyze the variation of the apparent density of the wood. The colorimetric analysis allowed to detect the formation of heartwood in the wood of trees in the 36th month. The results may be used as subsidies for the adoption of silvicultural practices in forest plantations in areas with water and/or affected by climate change stress as well as the partial replacement of K by Na.

O conhecimento sobre o balanço de água no solo é essencial ao manejo do sistema solo-água- planta. Esta pesquisa objetivou estudar os componentes do balaço de água em Cambissolo cultivado com meloeiro irrigado por gotejamento, com e sem cobertura da superfície, em Baraúna-RN. Em área experimental de 20 m x 50 m cultivou-se melão Amarelo, variedade AF- 646, no espaçamento de 2,00 m x 0,35 m, num total de dez linhas de plantas de 50 m de extensão cada. A 1/3 e 2/3 da extensão de cada linha de plantas foram instalados quatro tensiômetros, um em cada uma das profundidades 0,1; 0,2; 0,3 e 0,4 m. A instalação foi feita adjacente à linha de irrigação (0,1 m da linha de plantas) entre duas plantas selecionadas, com os tensiômetros espaçados 0,1 m entre si. Em cinco linhas aleatórias fez-se a cobertura com folhas secas de bananeira (Musa sp.) ao longo da linha de gotejamento numa faixa de 0,5 m. Nas outras cinco manteve-se o cultivo sem cobertura. Assim, o experimento consistiu de dois tratamentos, com dez repetições, em quatro períodos fenológicos: inicial (7-22 DAS dias após a semeadura), vegetativo (22-40 DAS), frutificação (40-58 DAS) e maturação (58-70 DAS). As precipitações pluviais foram medidas com pluviômetro e as armazenagens de água estimadas pelo método do trapézio, a partir das leituras dos tensiômetros e das curvas de retenção. Para a determinação das densidades de fluxo de água no limite inferior do volume de controle de solo (0,3 m), foram considerados os tensiômetros nas profundidades 0,2; 0,3 e 0,4 m, sendo que o tensiômetro a 0,3 m foi utilizado para estimar o conteúdo de água no solo, com uso da curva de retenção de água para esta profundidade, e os outros dois para o cálculo do gradiente de potencial total. As densidades de fluxo foram calculadas pela equação de Darcy-Buckingham, com a condutividade hidráulica do solo determinada pelo método do perfil instantâneo. O deflúvio superficial foi desconsiderado e a evapotranspiração real da cultura foi calculada pela equação do balanço de massas. Concluiu-se que: a) à 0,2 m de profundidade a condutividade hidráulica do solo foi baixa; b) o manejo da irrigação com tensiômetros permitiu redução de 45% na lâmina de água em relação à usualmente praticada na região, sem afetar a produtividade da cultura; c) houve efeito positivo da cobertura do solo sobre a armazenagem de água, especialmente nos estádios inicial e vegetativo da cultura; d) o método do balanço de água no solo mostrou-se eficiente na estimativa da evapotranspiração real, em condições de cultivo de meloeiro irrigado; e) a aplicação de uma única lâmina diária de irrigação, mesmo em curto intervalo de tempo, apresenta risco de perda de água por drenagem interna, especialmente nas fases inicial e vegetativa do meloeiro; f) a variabilidade espacial da densidade de fluxo foi elevada quando houve ocorrência de precipitação pluvial; g) não houve efeito da cobertura do solo na evapotranspiração da cultura, nem sobre a produtividade e características pós-colheita dos frutos; h) a curva de coeficiente de cultivo apresenta grandes limitações quando utilizada para fornecer água para o meloeiro. / The knowledge about the soil water balance is essential to soil-water-plant system management. Thus, this research aimed to study the water balance components in an Inceptsol cropped with muskmelon under drip irrigation, with and without surface covering, in the county of Baraúna, Rio Grande do Norte State, Brazil (05º04\'48 S, 37º37\'00 W). In an experimental area of 20 m x 50 m grew up AF-646 muskmelon, spaced 2.00 m x 0.35 m, in a total of ten plants lines 50 m long each. At 1/3 and 2/3 of the length of each plant line, four tensiometers were installed, one in each depths of 0.1, 0.2, 0.3 and 0.4 m. The installation was made adjacent to the irrigation line (0.1 m from the plant line) between two selected plants 0.1 m apart. In five random lines, it was made a covering with dry leaves of banana (Musa sp.) along the drip line in the range of 0.5 m. In the other five there was no covering. Thus, the experiment consisted of two treatments whith ten repetitions in four phenological stages: initial (7-22 DAS - days after sowing), growing (22-40 DAS), fruiting (40-58 DAS) and maturing (58-70 DAS). Rainfall was measured with rain gauge and water storage estimated by trapezoidal method, from tensiometer readings and retention curves. To determine the soil water flux densities at the soil depth 0.3 m, tensiometers at depths 0.2, 0.3 and 0.4 m were considered; the tensiometer at 0.3 m was used to estimate the soil water content, from the soil water retention curve at this depth, and the other two to calculate the soil water total potential gradient. The flux densities were calculated by the Darcy-Buckingham equation, with the hydraulic conductivity being determined by the instantaneous profile method. There was no runoff and the crop actual evapotranspiration was calculated by the mass balance equation. It could be concluded that: a) at 0.2 m soil depth the hydraulic conductivity was low; b) controlled irrigation with tensiometers allowed a reduction of 45% in water application in relation to commonly used practice in the region, without crop productivity change; c) there was positive effect of soil covering on water storage, especially at the initial and vegetative stages; d) the method of soil water balance was efficient to estimate actual evapotranspiration, under irrigated muskmelon conditions; e) the application of a single irrigation depth daily, even in a short time period, presents risk of water to be lost by internal drainage, especially at initial and vegetative muskmelon stages; f) the spatial variability of soil water flux density was high when rainfall incidence occurred; g) there was no effect of covering on crop actual evapotranspiration, neither on yield and post-harvest fruits characteristics; h) the crop coefficient curve has severe limitations when used to provide water to the muskmelon.

No presente trabalho objetivou-se, em um dos experimentos, avaliar o efeito das adubações nitrogenada e potássica sobre: a) o rendimento e composição mineral de maçãs; b) alguns atributos qualitativos de maçãs; c) a composição mineral das folhas e o crescimento da macieira (Malus domestica Borkh) e, noutro, avaliar a influência da aplicação de resíduo de papel na superfície do solo e da carga de frutos em atenuar os efeitos do déficit hídrico da macieira. O primeiro experimento foi conduzido durante os anos de 1998 a 2006, em São Joaquim-SC, Brasil, utilizando-se o cultivar 'Fuji'. Os tratamentos consistiram das combinações de quatro doses de N e K (0, 50, 100 e 200 kg ha-1 de N e K2O), aplicadas anualmente ao solo. O segundo experimento foi realizado em 2006, no município de Summerland-BC, Canadá, envolvendo a combinação do déficit hídrico em três períodos (50 a 90, 80 a 110 e 110 a 150 DAPF) do ciclo da macieira 'Golden Delicious', aplicação de resíduo de papel na superfície do solo (com e sem) e ajuste da quantidade de frutos (100% e 50%). O rendimento foi aumentado em cinco e em quatro dos oito anos avaliados pela adubação nitrogenada e potássica, respectivamente. O tamanho dos frutos foi mais influenciado pela adubação potássica que pela nitrogenada. As adições de N e K afetaram a composição mineral dos frutos, incrementando suas concentrações e as relações N:Ca e K:Ca. A adubação nitrogenada afetou negativamente a coloração, firmeza da polpa e teor de sólidos solúveis totais dos frutos. Essas mesmas variáveis foram afetadas positivamente pela adubação potássica, exceto para a firmeza da polpa. As concentrações dos macronutrientes nas folhas foram alteradas, principalmente pela adubação nitrogenada, que promoveu o incremento das concentrações de N, Ca e Mg e a redução das concentrações de K e P. A adubação potássica aumentou a concentração foliar de K e reduziu a de Mg. O crescimento da macieira foi afetado pelo N, o qual aumentou o perímetro do tronco e o comprimento dos ramos do ano. A análise química realizada em novembro mostrou-se útil na estimativa dos teores foliares dos macronutrientes atingidos em janeiro/fevereiro. As plantas submetidas ao déficit hídrico nos períodos de 50 a 90 e 80 a 110 DAPF tiveram a condutância estomática reduzida, porém, essa variável não foi alterada pela quantidade de frutos. A aplicação de resíduos de papel na superfície do solo atenuou a redução da condutância estomática provocada pelo déficit hídrico. A menor quantidade de frutos refletiu em maior massa média dos frutos, porém, em menor rendimento. A produção e a massa média de frutos foram maiores na presença do resíduo de papel na superfície do solo se comparadas à ausência do mesmo. As concentrações dos nutrientes nos frutos variaram em resposta aos períodos de déficit hídrico e, em geral, foram maiores quando a carga de fruto era menor. As concentrações de K, P e B também foram aumentadas pelo uso de resíduo de papel na superfície do solo, tanto nas folhas como nos frutos. / The objectives of this work were to evaluate, in one experiment, the effect of nitrogen and potassium fertilization on: a) yield and mineral composition of apples; b) some apples qualitative characteristics; c) mineral composition of leaves and growth parameters of apple trees (Malus domestica Borkh) and, in another one, the influence of paper mulch and fruit crop load in reducing the water deficit effects in apple trees. The first experiment was carried out from 1998 to 2006, in São Joaquim/SC, Brazil, using the 'Fuji' cultivar. The treatments were represented by the combination of four N and K annual fertilizer rates (0, 50, 100 and 200 kg ha-1 of N and K2O). The second experiment was accomplished in 2006, in Summerland-BC, Canada, analyzing the water deficit in three periods of the 'Golden Delicious' apple cycle (50 to 90, 80 to 110 and 110 to 150 DAFB), paper mulch (with and without) and fruit crop load adjustment (100% and 50%). The yield was increased in five and four of the analyzed years, by nitrogen and potassium fertilization, respectively. Fruit size was more influenced by potassium than nitrogen fertilization. N and K supply affected fruit mineral composition, increasing their concentrations and N:Ca and K:Ca ratios, whereas nitrogen fertilization decreased the Ca, Mg and P concentration in the fruits. Nitrogen fertilization negatively affected the parameters of fruit color, flesh firmness and soluble solids contents. These variables were positively affected by potassium fertilization, except flesh firmness. The macronutrients concentration in leaves were altered, specially by nitrogen fertilization, which promoted the increasing of N, Ca and Mg concentrations and the reducing of K and P concentrations. The potassium fertilization increased K and decreased Mg concentration in leaves. Trunk girth and new year shoot length were increased by N fertilization. Chemical analysis done in November was useful in predicting the macronutrients contents in leaves reached in January/February. Plants submitted to water deficit from 50 to 90 and 80 to 110 DAFB showed reduced stomatal conductance but this variable was no affected by fruit crop load. The paper mulch alleviated the decreasing in stomatal conductance caused by water deficit. The lowest fruit crop load caused highest average fruit mass, but lowest yield. The production and average fruit mass were higher when mulch was used, if compared with its absence. Fruit nutrient concentrations ranged in response to the water deficit periods and were generally higher when fruit crop load was lower. Both, leaf and fruit K, P and B concentrations were increased by mulch paper. Fruit crop load was the factor that less affected the nutrients concentrations in leaves.

A qualidade da germinação das sementes, exclusivamente, não é garantia de uma emergência adequada e uniforme das plântulas. As condições físicas da cama de semeadura são essenciais para uma apropriada germinação, emergência e desenvolvimento da cultura. A heterogeneidade natural do solo pode criar diferentes microambientes resultando em condições desfavoráveis para o crescimento inicial das plantas. A hipótese deste trabalho é a de que a variabilidade textural do solo pode resultar em condições físicas heterogêneas, principalmente na cama de semeadura e, essas diferenças podem influenciar na eficácia da germinação e emergência das principais culturas cultivadas no verão na região Sul do país, especificamente soja e milho. Para tanto, foi avaliada a qualidade física da cama de semeadura de um Latossolo Vermelho sob sistema plantio direto de longa duração e determinada a influência dos atributos físicos avaliados na emergência das plântulas destas culturas. O trabalho foi realizado numa transeção de 600 m localizada na Fazenda Escola da Universidade Estadual de Ponta Grossa, Paraná, em dois anos: 2010 (soja) e 2011 (milho). As avaliações em campo compreenderam a camada de 0-10 cm e as amostras de solo para determinações em laboratório foram retiradas na camada de 2,5-7,5 cm. Para cada amostra foi determinada a permeabilidade do solo ao ar, índice de continuidade de poros, porosidade bloqueada, porosidade de aeração, densidade do solo, curva de retenção de água e curva de resistência à penetração do solo. A partir dos dois últimos foi calculado o Intervalo Hídrico Ótimo (IHO) dessa camada para os trinta pontos demarcados ao longo da transeção. Os dados foram avaliados por meio de estatística descritiva, análise de variância e os dados de emergência e características das plântulas foram relacionados com os atributos físicos por meio de regressão Stepwise. Foram identificadas, de forma intercalada, duas classes texturais, argilo arenosa e franco argilo arenosa. O conteúdo de argila variou de 27,78 a 45,51 % e não teve influência no número final de plantas emergidas nos dois anos avaliados. A análise de estabilidade temporal da umidade do solo sugere que amostragens, para avaliação da umidade, devem ser realizadas na faixa da transeção que vai de 300 a 600 m por apresentarem valores mais próximos da média geral para qualquer tempo. O conteúdo de água disponível para as plantas sem que haja limitações de resistência e aeração, IHO, foi reduzido de um ano para o outro, indicando que a qualidade física da cama de semeadura do milho foi relativamente inferior a da soja. O limite inferior do IHO foi determinado pela umidade do solo, na qual a resistência à penetração é limitante, ao longo de toda a transeção. Os atributos físicos do solo não foram significativamente relacionados com os parâmetros de emergência das culturas, mas tiveram influência na altura da parte aérea e comprimento das raízes. O efeito das condições físicas do solo no crescimento radicular das plântulas de milho também foi evidenciado a partir da análise de imagens obtidas por ?TC de Raio-X. / The quality of seeds, exclusively, is no guarantee of an adequate and uniform seedlings emergence. The seedbed physical conditions are essential for a suitable germination, emergence and crop development. The natural soil heterogeneity can create distinct microenvironments resulting in unfavorable conditions for the plants initial growth. The work hypothesis is that the soil texture variability can result in heterogeneous physical conditions, mainly in the seedbed, and these differences may affect the effectiveness of germination and emergence of the major crops grown in summer in the Brazil southern, specifically, soybean (Glycine max L.) and maize (Zea mays L.). For this, it was assessed the physical quality of seedbed from an Oxisol under no-tillage long term and determined the influence of the soil physical attributes in the seedling emergence of these crops. The study was carried out in a 600 m field transection in the Universidade Estadual de Ponta Grossa farm, Paraná, in two years: 2010 (soybean ) and 2011 (maize). The field assessments were carried out in the topsoil (0-10 cm) and soil samples for laboratory determinations were taken out from the 2.5-7.5 cm layer. For each sample was determined the soil air permeability, pores continuity index, blocked porosity, air-filled porosity, soil bulk density, water retention curve and resistance to penetration curve. From the two latter was calculated the Least Limiting Water Range (LLWR) for the thirty points bounded along the field transect. The data were analyzed using descriptive statistics, analysis of variance and, the emergence parameters and seedling characteristics were related to the soil physical attributes using Stepwise regression. Two soil textural classes, sandy clay and sandy clay loam, were identified in succession. Clay content ranged from 27.78 to 45.51 % and did not affect the final number of seedlings emerged in the two years. The analysis of temporal stability of soil water content suggests that future samplings, for the soil moisture evaluation, should be performed from 300 to 600 m along the transect, as it shows soil moisture average closer to the general mean at any time.The water content available to plants without any limitations of resistance and aeration, LLWR, was reduced from one year to the other, indicating that the physical quality of the maize seedbed was relatively inferior than that of soybean. The lower limit of LLWR was determined by the soil water content in which the resistance is restrictive, along the whole transection. The soil physical attributes were not significantly related with the crops emergence parameters, but had influence at the shoot height and root length. The effect of soil physical conditions on maize root growth was also attested from images obtained by X-ray ?TC.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:36:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_Diss_Paulo_Ricardo_Lima.pdf: 1308778 bytes, checksum: fcc1fc80a1ef2f3cfecb3a398ecc76bb (MD5) Previous issue date: 2014-02-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The knowledge of Morphophysiological mechanisms that allow a plant tolerate water stress conditions constitutes important tool for analyzing the quality of seedlings, so it the work aimed to quantify the effects of water management in the period of rustification in seedlings of Handroanthus impetiginosus (Mart. ex DC.) Mattos and Gallesia integrifolia (Spreng.) Harms by means of foliar thermometry and parameters morphometric of quality and additionally analyze the performance of seedlings after the rustification, in soil sandy and loamy soil. The experiment was conducted in a protected ambient at the State University of West Paraná, campus Marechal Cândido Rondon - PR. The treatments were comprised of four hydric regimes: daily irrigation (control), every two, three and four days in 60 seedlings per treatment for four weeks. The mensurations involved the measurement of the leaf temperature (TF), the increments in height, the stem diameter, in the mass dry of root , in the mass dry of shoot and leaf area. The mensurations of TF occurred at the end of each irrigation management cycle and for the other variables were held measurements at the beginning and end of rustification. After the impositions of hydric managements, the seedlings were taken to pots containing sandy soil and clay soil to check the influence of different hydric management as well as soil type in the seedling survival. The analysis between the control treatment and irrigation every two days resulted in significant differences (P> 0,05) merely for leaf area, whereas in and both species studied presented decreased of leaf area with the increase of hydric restriction. Seedlings of H. impetiginosus with of irrigation cycles every three days, showed a reduction in the rate of growth in diameter of 29%, of 58% to increment the dry mass of shoots and 32% for leaf area compared to the management control. Seedlings of G. integrifolia irrigated every three days showed no significant differences (P> 0,05) compared with irrigated daily. The irrigation management every four days in seedlings of H. impetiginosus enabled higher speed of growth of the root system and reduced aerial growth, resulting in warming the leaf, whereas the irrigation management every four days in seedlings of G. integrifolia presented reduction in the rate of growth of the shoot and not presented difference (P> 0,05) in the root system growth and also resulted in leaf warming. The use of the infrared thermometry allows benchmarking the leaf temperature during rustification of seedlings of H. impetiginosus and G. integrifolia. Was no influence of soils in the seedling survival of H. impetiginosus and G. integrifolia, and symptoms of hydric deficit always if manifested first in clay soil, mainly in seedlings not adapted to hydric stress. In both species, the symptoms of hydric deficit presented by the seedlings of different management hydrics showed that seedlings submitted to the irrigation regimes every three and four days, were attenuating slowly the symptoms of hydric deficit compared with others hydrics management / O conhecimento dos mecanismos morfofisiológicos que permitem a uma planta tolerar as condições de estresse hídrico constitui importante ferramenta para analisar a qualidade de mudas. O trabalho objetivou quantificar os efeitos do manejo hídrico no período de rustificação em mudas de Handroanthus impetiginosus (Mart. ex DC.) Mattos e Gallesia integrifolia (Spreng.) Harms por meio da termometria foliar e por parâmetros morfométricos de qualidade e adicionalmente analisar o desempenho das mudas após a rustificação, em solo arenoso e argiloso. Conduziu-se o experimento em ambiente protegido na Universidade Estadual do Oeste do Paraná, campus de Marechal Cândido Rondon PR. Os tratamentos foram compostos por quatro regimes hídricos: irrigação diária (tratamento controle), a cada dois, três e a cada quatro dias, em 60 mudas por tratamento, durante quatro semanas. As mensurações envolveram a medição da temperatura foliar (TF), os incrementos na altura, no diâmetro de colo, na massa seca radicular, na massa seca da parte aérea e na área foliar. As mensurações da TF ocorreram ao final do ciclo de cada manejo de irrigação e para as demais variáveis realizaram-se as mensurações no início e final da rustificação. Após a imposição dos manejos hídricos, as mudas foram levadas para vasos contendo solo arenoso e argiloso, para verificar se há influencia dos diferentes manejos hídricos, bem como do tipo do solo na sobrevivência da muda. A análise entre os tratamentos controle e irrigação a cada dois dias resultou em diferenças (P> 0,05) apenas para área foliar, sendo que ambas as espécies estudadas apresentaram redução da área foliar com o aumento da restrição hídrica. Mudas de H. impetiginosus com ciclos de irrigação a cada três dias, apresentou redução na taxa de crescimento em diâmetro de 29%, de 58% para incremento da massa seca da parte aérea e de 32% para área foliar em comparação ao manejo controle. Mudas de G. integrifolia irrigadas a cada três dias não apresentaram diferenças significativas (P> 0,05) em relação às irrigadas diariamente. O manejo de irrigação a cada quatro dias em mudas de H. impetiginosus possibilitou maior velocidade de crescimento do sistema radicular e reduziu o crescimento aéreo, resultando no aquecimento foliar, enquanto que o manejo de irrigação a cada quatro dias em mudas de G. integrifolia apresentou redução na velocidade de crescimento da parte aérea e não apresentou diferença (P> 0,05) no crescimento do sistema radicular e também resultou no aquecimento foliar. O uso da termometria infravermelho permite aferir a temperatura foliar na rustificação de mudas de H. impetiginosus e G. integrifolia. Houve influência dos solos na sobrevivência das mudas de H. impetiginosus e G. integrifolia, e os sintomas de déficit hídrico sempre se manifestaram primeiro no solo argiloso, principalmente nas mudas não adaptadas ao estresse hídrico. Em ambas as espécies, as diferenças dos sintomas de déficit hídrico apresentadas pelas mudas dos diferentes manejos hídricos mostraram que mudas submetidas ao regime de irrigação a cada três e quatro dias, foram atenuando lentamente os sintomas de déficit hídrico em comparação aos demais manejos hídricos

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:24:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rennan Paloschi.pdf: 6045931 bytes, checksum: aaf808f0385b6382605fe18caaca76c0 (MD5) Previous issue date: 2016-02-04 / Although there are studies that have been seeking modeling the influence of meteorological variables in relation to crop yield, the application of such models on a global scale and the consequent achievement concerning spatial results is a real challenge due to the complexity of the involved variables. Thus, this study aimed to analyze and implement software that allows the application of models to estimate agricultural yield based on remote sensing images, in a spatial and automated way. Yield estimation model using FAO water balance, as well as the needed indices to calculate it were implemented and subsequently tested for soybean cropping in Parana state for the 2011/2012 harvesting season. Design standards and analyses by language Unified Modeling Language (UML) were used to create a software structures and standardize computational tools. Such structures were implemented to data processing, water balance estimation and yield estimation, whose result was a version 1.0.1 software Crop-yield Modeling Platform - CyMP. Its structure makes implementation and use of estimation models more practical, automated, reusable and scalable for cropping yield. According to the proposed software, it was possible to reduce noise in vegetation indices from the orbital sensor images of Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer - MODIS, interpolate images from the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts ECMWF, climate model to MODIS resolution, determine FAO water balance, estimate dates of development cycle of soybean crop, estimate hydric stress factor, estimate real evapotranspiration, and finally estimate both gross potential yield and attainable yield of soybean crop in Paraná State for the 2011/2012 harvesting season. / Embora haja estudos que busquem modelar as influências de variáveis agrometeorológicas em relação à produtividade das culturas agrícolas, a aplicação destes modelos em escala global e a consequente obtenção de resultados de forma espacial é um verdadeiro desafio dada a complexidade de variáveis envolvidas. Assim, este trabalho buscou analisar e implementar um software que permita a aplicação de modelos de estimativa de produtividade agrícola, baseados em imagens de sensoriamento remoto, de forma espacial e automatizada. O modelo de estimativa de produtividade, utilizando o balanço hídrico FAO, assim como os índices necessários para obtê-lo, foi implementado e posteriormente testado para o cultivar soja no Estado do Paraná para a safra 2011/2012. Padrões de projeto e análises utilizando a Unified Modeling Language (UML) foram utilizados na construção de estruturas de software e padronização de ferramentas computacionais. Tais estruturas foram implementadas para tratamento de dados, estimativa de balanço hídrico e estimativa de produtividade para dar origem ao software Crop-yield Modeling Platform CyMP, versão 1.0.1. Sua estrutura torna, de formas prática, automatizada, reutilizável e escalável, a implementação e a utilização de modelos de estimativa de produtividade agrícola. De acordo com o software proposto, foi possível suavizar ruídos em índices de vegetação provenientes de imagens do sensor Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer - MODIS, interpolar imagens provindas do modelo climático europeu - European Centre for Medium-Range Weather Forecasts ECMWF - para resolução MODIS, determinar o balanço hídrico FAO, estimar as datas do ciclo de desenvolvimento da cultura da soja, estimar o fator de estresse hídrico da cultura, estimar a evapotranspiração real e, por fim, estimar tanto a produtividade potencial bruta como a produtividade atingível da cultura da soja no Estado do Paraná para safra 2011/2012.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:25:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jackeline Gotardo parte 1.pdf: 5941044 bytes, checksum: e7a46324b06508bcbeab16411c56e75d (MD5) Previous issue date: 2011-02-10 / The simulation study of water availability and management of the basin was addressed in two ways. First estimate the water demand in climatological experimental catchment representative of the Savannah. Defined by the difference in the occurrence of potential evapotranspiration and precipitation minimal likely to occur on a scale ten days. In the estimation of potential evapotranspiration compared to the empirical equations of the methods Blaney-Criddle, Hargreaves, ASCE Penman-Monteith, Penman, Priestley-Taylor method with the standard Penman-Monteith FAO 56. The method presented Blaney-Criddley is recommended when there is limited availability of climatological data. To estimate the probability distribution used the gamma distribution for the time series of precipitation and evapotranspiration and precipitation time series with zero values, we used the incomplete gamma function. The adhesion of the estimated probabilities to the observed data was verified by testing, non-parametric Kolmogorov-Smirnov test, with significance level (α-0, 05) which fitted well the model distributions. The occurrence of precipitation and evapotranspiration decendial likely P (X ≥ x) for different probability levels showed drought periods of ten days between 4:32, with critical values 25-39 mm, on a scale ten days, the months from May to September. In a second stage it was considered the the reservoir of soil water management and proposes a model allowing to calculate the irrigation water demand of crops of beans and corn planting dates in two different in drought and rainy. The bowl was hydrology by the method of the turn number (CN). Simulated the water demand and availability required in ascertaining what is the risk of meeting the irrigated area. The proposed model was effective for water management in the basin throughout the year. It was found that corn and beans require different amounts of water throughout the year, and that optimizing the additional water demand is a management tool able to minimize conflicts over water use. hydrology of the basin presents risks of not having met the demand required in the dry period is necessary to establish infraestrurura water for water storage / O estudo da simulação e da gestão da disponibilidade hídrica da bacia foi abordado de duas formas. Primeiramente, foi estimada a demanda hídrica climatológica em bacia hidrográfica experimental representativa do Cerrado, definido pela diferença da ocorrência da evapotranspiração potencial e precipitação mínima provável de ocorrer, em escala decendial. Na estimativa da Evapotranspiração potencial comparou-se as equações empíricas dos métodos Blaney-Criddle, Hargreaves, Penman-Monteith ASCE, Penman, Priestley-Taylor com o método padrão de Penman-Monteith FAO 56. O método Blaney- Criddley é recomendado quando há limitação na disponibilidade de dados climatológicos. Para estimativa da distribuição de probabilidade, utilizou-se a distribuição gama para a série histórica de precipitação e evapotranspiração e, para série histórica de precipitação com valores nulos, utilizou-se a função gama incompleta. A aderência das probabilidades estimadas aos dados observados foi verificada através do teste, não-paramétrico, de Kolmogorov-Smirnov, com nível de significância (􀄮-0,05), o qual ajustou-se bem aos modelos de distribuições. A ocorrência de precipitação e evapotranspiração decendial provável P (X 􀂕 x) para diferentes níveis de probabilidades demonstrou déficit hídrico entre os decêndios 4 e 32, apresentando valores críticos de 25 a 39 mm, em escala decendial, nos meses de maio a setembro. Em um segundo momento, considerou-se o reservatório de água do solo propondo um modelo de manejo de irrigação permitindo calcular a demanda hídrica das culturas de feijão e milho em duas datas de plantio diferentes em período de seca e chuvoso. O comportamento hidrológico da bacia foi através do método do número da curva (CN). Simulou-se a demanda hídrica requerida e a disponibilidade, averiguando qual o risco de atender a área irrigada. O modelo proposto foi eficaz para a gestão hídrica da bacia ao longo do ano. Verificou-se que culturas de milho e feijão requerem diferentes quantidades de água ao longo do ano e que a otimização pela demanda hídrica complementar é um instrumento de gestão capaz de minimizar conflitos pelo uso da água. O comportamento hidrológico da bacia apresenta riscos de não ter a demanda requerida atendida no período seco, sendo necessário a implantação de infraestrutura hídrica para armazenamento de água