Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / This work was carried out to evaluate and to compare the hydrologic and sedimentologic behaviour of small rural catchments in the semiarid Northeast of Brazil, as well as to asses the influence of the anthropogenic action over soil and water resources. The study of theses processes is very important for the definition of strategies to a better management of small watersheds and the definition of sustainability plans. The study area is located in the Alto Jaguaribe basin, in the Iguatu County, State of CearÃ, Brazil. Four small catchments B1, B2, B3 and B4, neibor to each other, were delimited and equipped with Parshall flumes, water level sensors, rain-gauges and automatic sediment samplers, aiming hydrossedimentologic studies under natural rainfall conditions. In this research, the areas of studied catchments areas are smaller than three ha. In the B1 part of cover vegetation was cut, making it possible to assess the influence of changes in the vegetation cover over runoff, peak discharge and sediment yield. In the others catchments (B2, B3 and B4), cover vegetation was keeping in undisturbed condition, representing the natural condition in the semiarid region of northeast Brazil. The data analysed comprises the hydrologic year of 2009 on the four experimental unities and some events on the months of January, February and March of 2008 on the small catchment B2. Despite the proximity of the monitored unities, the results show high spatial and temporal variability of the hydrossedimentologic answer, and the antecedent soil moisture as the main variable responsible for such modifications. It was observed that lowering the density of the Caatinga vegetation influenced runoff and sediment yield, with greater effects over the first events. Accumulated sediment yield reached values of 1.45, 1.39 and 0.12 ton.ha-1 for the micro-catchments B1, B2 e B4, respectively, at the end of the year 2009. Among all investigated catchments, B3 presented the highest values of runoff and peak discharges, with runoff coefficient average around 28%. The B4 experimental unit had a hydrossedimentologic behaviour very different from the other catchments, showing the lowest values of peak discharge, runoff and sediment yield, and this behaviour can be explained to the soil characteristics. The results presented in this study contribute with important information for the hydrossedimentologic study of semiarid regions, and can be used to guide further research in small catchments with ephemeral regime. / O objetivo central desse trabalho foi avaliar e comparar o comportamento hidrolÃgico e sedimentolÃgico em pequenas bacias rurais no semiÃrido nordestino, verificando a influÃncia da aÃÃo antrÃpica sobre os recursos solo e Ãgua. O estudo desses processos à de suma importÃncia na definiÃÃo de estratÃgias para o melhor gerenciamento de pequenas bacias hidrogrÃficas e na definiÃÃo de planos de sustentabilidade. A Ãrea de investigaÃÃo localiza-se na bacia do Alto Jaguaribe, mais precisamente no municÃpio de Iguatu, na regiÃo conhecida como Centro Sul do estado do CearÃ. A Ãrea experimental à composta por quatro microbacias com denominaÃÃo de B1, B2, B3 e B4 localizadas prÃximas entre si, foram delimitadas e equipadas com calhas Parshall, sensores de nÃvel de Ãgua, pluviÃgrafos e coletores automÃticos de sedimentos visando estudos hidrossedimentolÃgicos em condiÃÃes de chuva natural. Nessa pesquisa as Ãreas das bacias em avaliaÃÃo nÃo excederam 3 hectares, sendo na microbacia B1 aplicado um tratamento (raleamento), que permitiu avaliar a influÃncia da alteraÃÃo na cobertura vegetal da Caatinga sobre o escoamento superficial, descarga mÃxima e produÃÃo de sedimentos. As demais microbacias experimentais B2, B3 e B4 foram mantidas inalteradas, sem intervenÃÃo antrÃpica, representando condiÃÃes naturais de pequenas bacias rurais do semiÃrido do nordeste. Os dados analisados abrangem toda a estaÃÃo chuvosa de 2009 nas quatro unidades experimentais e alguns eventos nos meses de janeiro, fevereiro e marÃo de 2008 na microbacia B2. Apesar da proximidade entre as unidades de monitoramento, os resultados revelaram grande variabilidade espaÃo-temporal das respostas hidrossedimentolÃgicas, sendo a umidade anterior do solo a variÃvel de destaque na modificaÃÃo destas. Os resultados mostraram que a prÃtica de raleamento da Caatinga teve influÃncia na alteraÃÃo do escoamento superficial e produÃÃo de sedimentos, sendo os efeitos maiores sobre os primeiros eventos. A produÃÃo acumulada de sedimentos atingiu ao final de 2009 valores de 1,45; 1,39 e 0,12 ton ha-1 para as microbacias B1, B2 e B4, respectivamente. De todas as microbacias investigadas, B3 apresentou os maiores valores de escoamento superficial, e descargas mÃximas, com coeficiente de escoamento mÃdio em torno de 86%. A unidade experimental B4 mostrou-se com comportamento hidrossedimentolÃgico bastante diferenciado das demais microbacias, sendo nesta encontrado as menores magnitudes de descarga mÃxima, escoamento superficial e produÃÃo de sedimentos, comportamento este associado principalmente Ãs caracterÃsticas fÃsicas do solo da microbacia. Os resultados encontrados fornecem elementos importantes no campo hidrossedimentolÃgico em regiÃes semiÃridas, podendo ser empregados para nortear pesquisas futuras em microbacias com escoamento efÃmero.

O objetivo deste trabalho foi o de analisar o movimento da água no perfil de solos hidromórficos, do tipo glei, com camada de impedimento, quando irrigados por sulcos. Esses solos têm vocação para o cultivo do arroz irrigado por inundação, sendo considerados marginais para outros cultivos. A monocultura, decorrente dessas características, traz consigo o surgimento de limitações ao cultivo, destacando-se entre elas o surgimento de invasoras como arroz vermelho e preto, (Oryza sativa L.) que, por serem da mesma espécie da planta cultivada, não podem ser erradicadas por meio de controle químico com aplicação de herbicidas. A introdução de cultivos alternativos ao de arroz é limitada, entre outros fatores, pela pequena capacidade de armazenamento de água desses solos, o que torna a irrigação prática imprescindível nesses casos. A pequena profundidade da camada impermeável, entretanto, constitui um impedimento à penetração tanto do sistema radicular como da água. Considerando que, neste método a profundidade de umedecimento não é a mesma, em conseqüência de o tempo de permanência da lâmina sobre a superfície também não ser o mesmo, para que a profundidade mínima de irrigação seja igual à profundidade do sistema radicular, haverá sempre um excesso que irá percolar além dessa profundidade. Como a profundidade destes solos está em torno de 0,40m, o excesso de água ao ter sua percolação impedida, tende a saturar o perfil de maneira ascendente, a partir da camada de impedimento. Buscando uma contribuição para a solução da problemática, procurou-se acompanhar o movimento da água de irrigação no perfil desse tipo de solo, quando irrigado pelo método de sulcos. Para tal, foi implantado um cultivo de sorgo granífero (Sorghun bicolor L.), irrigado por sulcos retilíneos com 200m de comprimento e espaçamento de 0,95m. O movimento da água no interior do solo foi monitorado por meio das variações de umidade, com a utilização da prática da reflectometria no domínio do tempo (TDR). As variações do conteúdo de água do solo, durante e após 24 horas cessada a irrigação, indicaram que a distribuição da água no perfil do solo foi bastante boa, não restando pontos com deficiência de umidade e não alcançando, a saturação, uma altura muito significativa, que pudesse comprometer o desenvolvimento de cultivos mesofíticos. A eficiência de aplicação calculada foi de 84%, considerada muito alta para esse método de irrigação. Foi aplicado, utilizando-se os dados do experimento, um modelo de simulação de irrigação superficial, desenvolvido pelo U. S. Water Conervation Laboratory, do U. S. Department of Agriculture, Simulation Irrigation Model SRFR. A simulação realizada pelo modelo não representou o movimento da água no solo, da mesma forma como este foi observado no campo.

O objetivo deste trabalho foi o de analisar o movimento da água no perfil de solos hidromórficos, do tipo glei, com camada de impedimento, quando irrigados por sulcos. Esses solos têm vocação para o cultivo do arroz irrigado por inundação, sendo considerados marginais para outros cultivos. A monocultura, decorrente dessas características, traz consigo o surgimento de limitações ao cultivo, destacando-se entre elas o surgimento de invasoras como arroz vermelho e preto, (Oryza sativa L.) que, por serem da mesma espécie da planta cultivada, não podem ser erradicadas por meio de controle químico com aplicação de herbicidas. A introdução de cultivos alternativos ao de arroz é limitada, entre outros fatores, pela pequena capacidade de armazenamento de água desses solos, o que torna a irrigação prática imprescindível nesses casos. A pequena profundidade da camada impermeável, entretanto, constitui um impedimento à penetração tanto do sistema radicular como da água. Considerando que, neste método a profundidade de umedecimento não é a mesma, em conseqüência de o tempo de permanência da lâmina sobre a superfície também não ser o mesmo, para que a profundidade mínima de irrigação seja igual à profundidade do sistema radicular, haverá sempre um excesso que irá percolar além dessa profundidade. Como a profundidade destes solos está em torno de 0,40m, o excesso de água ao ter sua percolação impedida, tende a saturar o perfil de maneira ascendente, a partir da camada de impedimento. Buscando uma contribuição para a solução da problemática, procurou-se acompanhar o movimento da água de irrigação no perfil desse tipo de solo, quando irrigado pelo método de sulcos. Para tal, foi implantado um cultivo de sorgo granífero (Sorghun bicolor L.), irrigado por sulcos retilíneos com 200m de comprimento e espaçamento de 0,95m. O movimento da água no interior do solo foi monitorado por meio das variações de umidade, com a utilização da prática da reflectometria no domínio do tempo (TDR). As variações do conteúdo de água do solo, durante e após 24 horas cessada a irrigação, indicaram que a distribuição da água no perfil do solo foi bastante boa, não restando pontos com deficiência de umidade e não alcançando, a saturação, uma altura muito significativa, que pudesse comprometer o desenvolvimento de cultivos mesofíticos. A eficiência de aplicação calculada foi de 84%, considerada muito alta para esse método de irrigação. Foi aplicado, utilizando-se os dados do experimento, um modelo de simulação de irrigação superficial, desenvolvido pelo U. S. Water Conervation Laboratory, do U. S. Department of Agriculture, Simulation Irrigation Model SRFR. A simulação realizada pelo modelo não representou o movimento da água no solo, da mesma forma como este foi observado no campo.

O objetivo deste trabalho foi o de analisar o movimento da água no perfil de solos hidromórficos, do tipo glei, com camada de impedimento, quando irrigados por sulcos. Esses solos têm vocação para o cultivo do arroz irrigado por inundação, sendo considerados marginais para outros cultivos. A monocultura, decorrente dessas características, traz consigo o surgimento de limitações ao cultivo, destacando-se entre elas o surgimento de invasoras como arroz vermelho e preto, (Oryza sativa L.) que, por serem da mesma espécie da planta cultivada, não podem ser erradicadas por meio de controle químico com aplicação de herbicidas. A introdução de cultivos alternativos ao de arroz é limitada, entre outros fatores, pela pequena capacidade de armazenamento de água desses solos, o que torna a irrigação prática imprescindível nesses casos. A pequena profundidade da camada impermeável, entretanto, constitui um impedimento à penetração tanto do sistema radicular como da água. Considerando que, neste método a profundidade de umedecimento não é a mesma, em conseqüência de o tempo de permanência da lâmina sobre a superfície também não ser o mesmo, para que a profundidade mínima de irrigação seja igual à profundidade do sistema radicular, haverá sempre um excesso que irá percolar além dessa profundidade. Como a profundidade destes solos está em torno de 0,40m, o excesso de água ao ter sua percolação impedida, tende a saturar o perfil de maneira ascendente, a partir da camada de impedimento. Buscando uma contribuição para a solução da problemática, procurou-se acompanhar o movimento da água de irrigação no perfil desse tipo de solo, quando irrigado pelo método de sulcos. Para tal, foi implantado um cultivo de sorgo granífero (Sorghun bicolor L.), irrigado por sulcos retilíneos com 200m de comprimento e espaçamento de 0,95m. O movimento da água no interior do solo foi monitorado por meio das variações de umidade, com a utilização da prática da reflectometria no domínio do tempo (TDR). As variações do conteúdo de água do solo, durante e após 24 horas cessada a irrigação, indicaram que a distribuição da água no perfil do solo foi bastante boa, não restando pontos com deficiência de umidade e não alcançando, a saturação, uma altura muito significativa, que pudesse comprometer o desenvolvimento de cultivos mesofíticos. A eficiência de aplicação calculada foi de 84%, considerada muito alta para esse método de irrigação. Foi aplicado, utilizando-se os dados do experimento, um modelo de simulação de irrigação superficial, desenvolvido pelo U. S. Water Conervation Laboratory, do U. S. Department of Agriculture, Simulation Irrigation Model SRFR. A simulação realizada pelo modelo não representou o movimento da água no solo, da mesma forma como este foi observado no campo.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Face to global climate change it is necessary a better understanding of the hydrological and environmental dynamics. To characterize them in a short time with reliability is an important requirement for the science. Topography is a major factor to understand these factors. Its determination is onerous, both economically and temporally, and the dynamics of environmental transformations that alters its pattern must be considered. In the year 2000, through a interferometric RADAR topographic mission (SRTM) led by NASA in cooperation with the German (DRL) and the Italian (ASI) space agencies, a Digital Elevation Model was generated by the employment of RADAR interferometry. These data are available costless and have been greatly used by scientists. Nonetheless, since it is a RADAR interferometer product, it represents the Earth surface and is subjected to the influence of vegetation, what may make this DEM unriliable in works that require a high detail level and good precision. Therefore, the objective of this research is to validate SRTM data to the Brazilian semi-arid conditions and, based on these data, characterize the physiograph of watersheds in the Jaguaribe basin. The methodology used in the SRTM data validation consists in a comparison and statistical analysis of field data obtained with a differential GPS (DGPS) and other data bases such as the DSG/SUDENE maps and level reference points from IBGE in the Jaguaribe basin located in Cearà State. Results present an elevation error of approximately 7 m in relation to the level reference points in the basin. For the use of DGPS on a plan relief with very low slopes and vegetation with low heights, results show an elevation error of approximately 1.7 m. Vegetation cover influenced the variation in SRTM data to vegetation with higher mean height. To the physiographic characterization, values not larger than 50 pixels must be adopted as the contributing area of SRTM (90m), used in the generation of the river network and the Hydrological Consistent Digital Elevation Model (HCDEM) in the study area. To areas with low slopes, the threshold value must be reviewed. The development of a reference bibliography with physiographic characterization associated to the use of a Geographic Information System (GIS) and a DEM is fundamental as it enhances the possibilities of generating products from remote sensing and geo-processing techniques. The use of ArcHydro extension facilitates a physiographic characterization and allows the storage and use of these data as a GIS. / Em tempos de mudanÃas globais torna-se necessÃrio cada vez mais entender a dinÃmica hidrolÃgica e ambiental. CaracterizÃ-las em um menor tempo possÃvel, com maior confiabilidade à a exigÃncia imperativa que pesa sobre a ciÃncia. A topografia evidencia-se como um fator imprescindÃvel no entendimento destes processos. Sua determinaÃÃo à onerosa, tanto economicamente quanto temporalmente, tendo ainda que considerar a dinÃmica das transformaÃÃes ambientais que alteram continuamente essa topografia.. Em 2000 atravÃs da missÃo topogrÃfica por RADAR interferomÃtrico (SRTM), liderada pela NASA com a colaboraÃÃo das agÃncias espaciais alemà (DRL) e italiana (ASI) foi gerado um Modelo Digital de ElevaÃÃo (MDE) utilizando a interferometria de RADAR. Esses dados sÃo disponÃveis gratuitamente e estÃo sendo usados em grande escala no meio cientÃfico. Entretanto, por ser um produto interferometria de RADAR, retrata a superfÃcie da terra, sofrendo inclusive a influÃncia da vegetaÃÃo, o que pode inviabilizar o uso desse MDE em trabalhos que exijam maior nÃvel de detalhamento e precisÃo.. Assim, o objetivo deste trabalho foi validar os dados SRTM para as condiÃÃes do semi-Ãrido brasileiro e a partir destes dados estimar com maior consistÃncia a caracterizaÃÃo fisiogrÃfica de bacias hidrogrÃficas afluentes do rio Jaguaribe. A metodologia utilizada na validaÃÃo dos dados SRTM consiste em comparaÃÃes e anÃlise estatÃstica com dados obtidos no campo com GPS diferencial (DGPS) e outras bases de dados referenciais existentes, cartas planialtimÃtricas DSG/ SUDENE e dados de RN do IBGE para a Bacia do Jaguaribe situada no semi-Ãrido cearense. Os resultados apresentam um erro altimÃtrico de aproximadamente 7 m com relaÃÃo aos RNs da bacia. Com uso do DGPS em um relevo plano com baixÃssima declividade e com vegetaÃÃo de porte baixo os resultados apontam um erro altimÃtrico de aproximadamente 1,7 m. A cobertura vegetal influenciou na variaÃÃo dos dados SRTM para a vegetaÃÃo com maior altura mÃdia. Para a caracterizaÃÃo fisiogrÃfica deve-se utilizar valores de Ãrea de delimitaÃÃo (threshold) que nÃo ultrapassem 50 pixels contribuintes do SRTM (90 m) necessÃrios para geraÃÃo da rede de drenagem e de um Modelo Digital de ElevaÃÃo Hidrologicamente Consistente (MDEHC) para a Ãrea de estudo. Para Ãreas com relevo plano os valores de âthresholdâ devem ser revistos. A elaboraÃÃo de um material de consulta referencial e atualizado com a caracterizaÃÃo fisiogrÃfica envolvendo o uso do Sistema de InformaÃÃes GeogrÃficas e Modelo Digital de ElevaÃÃo torna-se fundamental à medida que aumentam as possibilidades de geraÃÃo de produtos advindos do sensoriamento remoto e geoprocessamento. O uso da extensÃo ArcHydro facilita a caracterizaÃÃo fisiogrÃfica e permite o armazenamento e utilizaÃÃo destes dados como Sistema de InformaÃÃes GeogrÃficas.

Baixas produtividades e grandes oscilações de produção da lavoura do feijoeiro são atribuídas à sua pouca tolerância aos déficits hídricos de primavera–verão, época de maior exigência hídrica da cultura. A irrigação suplementar é um eficiente método para a obtenção e manutenção de altos rendimentos. O sistema de irrigação por pivô central é empregado em lavouras empresariais de feijão do Planalto Médio, região que responde por 30 % da produção total de grãos de feijão do Estado. O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de feijão sob irrigação suplementar, visando quantificar a demanda de água, o rendimento relativo de grãos ocorridos nas safras e safrinhas de 1985 a 2004 e avaliar economicamente o sistema de irrigação por pivô central, analisando a viabilidade da cultura do feijão irrigada sob várias condições econômicas numa propriedade do Planalto Médio do Rio Grande do Sul. Os resultados obtidos, nas condições de execução do estudo, indicam que a irrigação suplementar do feijão foi necessária em todos os anos do período avaliado, em volumes médios que variaram de 140 a 300 mm/ano, na safra, e de 130 a 270 mm/ano, na safrinha. As deficiências hídricas provocam perdas no rendimento de feijão que podem chegar a 39 % da produção anual de grãos. A produção de feijão irrigado mostrou-se uma atividade economicamente viável, gerando uma renda líquida média de R$ 1.534,30 ha-1 ano-1, demonstrando que o investimento em irrigação pode ser altamente atrativo, com VPL = R$1793,93ha-1 , TIR = 11,88% e B /C = 1,36. Pelo perfil de risco dos cenários avaliados considerando a probabilidade de ocorrência das Taxas Internas de Retorno simuladas, a variação na vida útil do equipamento de irrigação e a variação tarifária da energia elétrica pela reclassificação da unidade consumidora não acarretam risco de inviabilizar a irrigação da lavoura do feijão. No caso da regulamentação da cobrança pelo uso da água, as tarifas de consumo da água de R$ 0,02 e de R$ 0,04 acarretam um risco de inviabilizar economicamente a irrigação do feijão em 4,09 % e de inviabilizar em 100 %, respectivamente; a variação dos preços recebidos pelo produtor acarreta um risco de inviabilidade de 1,1 % e a variação no rendimento de grãos obtidos com a irrigação um risco de 30,85 % de inviabilizar a prática da irrigação da lavoura do feijão. / Low productivity and large production oscillations of bean crops are attributed to its high sensibility to water deficits during spring-summer seasons, usually the period of higher hydric consumption. The supplemental irrigation is an efficient strategy to achieve and sustain the high yields. It has been performed in beans cropped area of the Planalto Medio, using the central-pivot system and being responsible for 30% of the local beans crop yield. The purpose of this work was to evaluate the beans yields on supplemental irrigation, quantifying the water demand, the relative grain yields at “safra” and “safrinha” season during the period 1985- 2004 and to estimate the economic viability of the central-pivot irrigation system on variable economic conditions for a Planalto Medio farm in the State of Rio Grande do Sul. Under the specific conditions used in this study, the results allow to conclude that supplemental irrigation was required at all years of the evaluation period, in variable average irrigation depth from 140 to 300 mm/year, at “safra” season, and from 130 to 270 mm/year, at “safrinha” season. The water deficits cause up to 39% in losses to the annual crop yields. But irrigated beans has proven to be an economically viable activity, generating a net income of R$ 1.534,30 ha-1 year-1 and demonstrating that the investment in irrigation can be highly attractive, with VPL = R$1793,93ha-1 , TIR = 11,88% and B /C = 1,36 . By the select sceneries risk profile get by the probability distribution of the Internal Rate of Return occurrence, the fluctuation of the irrigation equipment useful life and the alteration on electric energy duties of the consumer unit didn’t generate risk to the economical viability of beans irrigation; the regulation of the water use encashment for water duty consum at R$ 0,02 get a economic viability risk for 4,09 % and water duty at R$ 0,04 cames the project 100 % no viable. The changes in product prices get a no viable risk for 1,1 % and the variation on irrigation grain yields give a 30,85 % risk at the infeasibility of the beans irrigation practice.

Baixas produtividades e grandes oscilações de produção da lavoura do feijoeiro são atribuídas à sua pouca tolerância aos déficits hídricos de primavera–verão, época de maior exigência hídrica da cultura. A irrigação suplementar é um eficiente método para a obtenção e manutenção de altos rendimentos. O sistema de irrigação por pivô central é empregado em lavouras empresariais de feijão do Planalto Médio, região que responde por 30 % da produção total de grãos de feijão do Estado. O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de feijão sob irrigação suplementar, visando quantificar a demanda de água, o rendimento relativo de grãos ocorridos nas safras e safrinhas de 1985 a 2004 e avaliar economicamente o sistema de irrigação por pivô central, analisando a viabilidade da cultura do feijão irrigada sob várias condições econômicas numa propriedade do Planalto Médio do Rio Grande do Sul. Os resultados obtidos, nas condições de execução do estudo, indicam que a irrigação suplementar do feijão foi necessária em todos os anos do período avaliado, em volumes médios que variaram de 140 a 300 mm/ano, na safra, e de 130 a 270 mm/ano, na safrinha. As deficiências hídricas provocam perdas no rendimento de feijão que podem chegar a 39 % da produção anual de grãos. A produção de feijão irrigado mostrou-se uma atividade economicamente viável, gerando uma renda líquida média de R$ 1.534,30 ha-1 ano-1, demonstrando que o investimento em irrigação pode ser altamente atrativo, com VPL = R$1793,93ha-1 , TIR = 11,88% e B /C = 1,36. Pelo perfil de risco dos cenários avaliados considerando a probabilidade de ocorrência das Taxas Internas de Retorno simuladas, a variação na vida útil do equipamento de irrigação e a variação tarifária da energia elétrica pela reclassificação da unidade consumidora não acarretam risco de inviabilizar a irrigação da lavoura do feijão. No caso da regulamentação da cobrança pelo uso da água, as tarifas de consumo da água de R$ 0,02 e de R$ 0,04 acarretam um risco de inviabilizar economicamente a irrigação do feijão em 4,09 % e de inviabilizar em 100 %, respectivamente; a variação dos preços recebidos pelo produtor acarreta um risco de inviabilidade de 1,1 % e a variação no rendimento de grãos obtidos com a irrigação um risco de 30,85 % de inviabilizar a prática da irrigação da lavoura do feijão. / Low productivity and large production oscillations of bean crops are attributed to its high sensibility to water deficits during spring-summer seasons, usually the period of higher hydric consumption. The supplemental irrigation is an efficient strategy to achieve and sustain the high yields. It has been performed in beans cropped area of the Planalto Medio, using the central-pivot system and being responsible for 30% of the local beans crop yield. The purpose of this work was to evaluate the beans yields on supplemental irrigation, quantifying the water demand, the relative grain yields at “safra” and “safrinha” season during the period 1985- 2004 and to estimate the economic viability of the central-pivot irrigation system on variable economic conditions for a Planalto Medio farm in the State of Rio Grande do Sul. Under the specific conditions used in this study, the results allow to conclude that supplemental irrigation was required at all years of the evaluation period, in variable average irrigation depth from 140 to 300 mm/year, at “safra” season, and from 130 to 270 mm/year, at “safrinha” season. The water deficits cause up to 39% in losses to the annual crop yields. But irrigated beans has proven to be an economically viable activity, generating a net income of R$ 1.534,30 ha-1 year-1 and demonstrating that the investment in irrigation can be highly attractive, with VPL = R$1793,93ha-1 , TIR = 11,88% and B /C = 1,36 . By the select sceneries risk profile get by the probability distribution of the Internal Rate of Return occurrence, the fluctuation of the irrigation equipment useful life and the alteration on electric energy duties of the consumer unit didn’t generate risk to the economical viability of beans irrigation; the regulation of the water use encashment for water duty consum at R$ 0,02 get a economic viability risk for 4,09 % and water duty at R$ 0,04 cames the project 100 % no viable. The changes in product prices get a no viable risk for 1,1 % and the variation on irrigation grain yields give a 30,85 % risk at the infeasibility of the beans irrigation practice.

Baixas produtividades e grandes oscilações de produção da lavoura do feijoeiro são atribuídas à sua pouca tolerância aos déficits hídricos de primavera–verão, época de maior exigência hídrica da cultura. A irrigação suplementar é um eficiente método para a obtenção e manutenção de altos rendimentos. O sistema de irrigação por pivô central é empregado em lavouras empresariais de feijão do Planalto Médio, região que responde por 30 % da produção total de grãos de feijão do Estado. O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de feijão sob irrigação suplementar, visando quantificar a demanda de água, o rendimento relativo de grãos ocorridos nas safras e safrinhas de 1985 a 2004 e avaliar economicamente o sistema de irrigação por pivô central, analisando a viabilidade da cultura do feijão irrigada sob várias condições econômicas numa propriedade do Planalto Médio do Rio Grande do Sul. Os resultados obtidos, nas condições de execução do estudo, indicam que a irrigação suplementar do feijão foi necessária em todos os anos do período avaliado, em volumes médios que variaram de 140 a 300 mm/ano, na safra, e de 130 a 270 mm/ano, na safrinha. As deficiências hídricas provocam perdas no rendimento de feijão que podem chegar a 39 % da produção anual de grãos. A produção de feijão irrigado mostrou-se uma atividade economicamente viável, gerando uma renda líquida média de R$ 1.534,30 ha-1 ano-1, demonstrando que o investimento em irrigação pode ser altamente atrativo, com VPL = R$1793,93ha-1 , TIR = 11,88% e B /C = 1,36. Pelo perfil de risco dos cenários avaliados considerando a probabilidade de ocorrência das Taxas Internas de Retorno simuladas, a variação na vida útil do equipamento de irrigação e a variação tarifária da energia elétrica pela reclassificação da unidade consumidora não acarretam risco de inviabilizar a irrigação da lavoura do feijão. No caso da regulamentação da cobrança pelo uso da água, as tarifas de consumo da água de R$ 0,02 e de R$ 0,04 acarretam um risco de inviabilizar economicamente a irrigação do feijão em 4,09 % e de inviabilizar em 100 %, respectivamente; a variação dos preços recebidos pelo produtor acarreta um risco de inviabilidade de 1,1 % e a variação no rendimento de grãos obtidos com a irrigação um risco de 30,85 % de inviabilizar a prática da irrigação da lavoura do feijão. / Low productivity and large production oscillations of bean crops are attributed to its high sensibility to water deficits during spring-summer seasons, usually the period of higher hydric consumption. The supplemental irrigation is an efficient strategy to achieve and sustain the high yields. It has been performed in beans cropped area of the Planalto Medio, using the central-pivot system and being responsible for 30% of the local beans crop yield. The purpose of this work was to evaluate the beans yields on supplemental irrigation, quantifying the water demand, the relative grain yields at “safra” and “safrinha” season during the period 1985- 2004 and to estimate the economic viability of the central-pivot irrigation system on variable economic conditions for a Planalto Medio farm in the State of Rio Grande do Sul. Under the specific conditions used in this study, the results allow to conclude that supplemental irrigation was required at all years of the evaluation period, in variable average irrigation depth from 140 to 300 mm/year, at “safra” season, and from 130 to 270 mm/year, at “safrinha” season. The water deficits cause up to 39% in losses to the annual crop yields. But irrigated beans has proven to be an economically viable activity, generating a net income of R$ 1.534,30 ha-1 year-1 and demonstrating that the investment in irrigation can be highly attractive, with VPL = R$1793,93ha-1 , TIR = 11,88% and B /C = 1,36 . By the select sceneries risk profile get by the probability distribution of the Internal Rate of Return occurrence, the fluctuation of the irrigation equipment useful life and the alteration on electric energy duties of the consumer unit didn’t generate risk to the economical viability of beans irrigation; the regulation of the water use encashment for water duty consum at R$ 0,02 get a economic viability risk for 4,09 % and water duty at R$ 0,04 cames the project 100 % no viable. The changes in product prices get a no viable risk for 1,1 % and the variation on irrigation grain yields give a 30,85 % risk at the infeasibility of the beans irrigation practice.

Estudos recentes têm demonstrado o risco de contaminação microbiológica em frutas e vegetais irrigados com água não tratada, a qual é a mais utilizada na agricultura, tanto em nível mundial, quanto no Brasil. O objetivo da primeira parte deste trabalho foi avaliar a qualidade microbiológica das fontes de água superficiais de irrigação mais utilizadas no sul do Brasil e seu impacto sobre a segurança de alfaces. Para tanto, foram realizadas coletas mensais de água de irrigação e alfaces irrigadas de julho de 2014 a agosto de 2015, em quatro propriedades da região metropolitana de Porto Alegre. Na água de irrigação, foi verificada prevalência de 100% dos indicadores Coliformes Totais e Enterococcus spp., e de 84,8% do indicador E. coli genérica. Já para as amostras de alface, verificou-se também a prevalência de 100% para Coliformes Fecais e 38,3% para E. coli Genérica. Não houve diferença significativa entre os níveis dos indicadores para as diferentes fontes de água avaliadas. As amostras com contagens de E. coli acima de 100 UFC/100mL foram submetidas à análise de presença de patógenos entéricos. E. coli O157:H7 foi identificada em 13 das 64 amostras analisadas, sendo nove amostras de açude e quatro amostras de riachos. Salmonella spp. foi identificada em seis das 64 amostras, das quais quatro foram amostras de açude e duas de riachos Salmonella spp. foi identificada em 4 das 27 amostras avaliadas de alface. As altas contagens de Enterococcus spp. e E. coli genérica apresentaram uma correlação positiva com a presença de Salmonella spp. Foi verificada a influência de fatores climáticos e práticas agrícolas sobre os níveis de contaminação na alface. Na busca por fontes alternativas de água para utilização na agricultura, a água residual urbana vem sendo considerada uma boa opção. Entretanto, este tipo de água geralmente possui uma alta carga de contaminação microbiana. Em um segundo momento, foi avaliado a eficácia da aplicação de dióxido de cloro (ClO2) no tratamento de águas residuais urbanas com tratamento secundário. Verificou-se que o desinfetante foi capaz de melhorar a qualidade microbiológica da água, reduzindo significativamente o indicador E. coli quantificado pelo método tradicional em placas. Entretanto, esta diferença não foi observada quando a E. coli foi quantificada pelo método PMA-qPCR, indicando que o tratamento de água residual com ClO2 pode induzir as bactérias a entrar no estado viável mas não cultivável (VNC). A proporção de amostras positivas para a presença de patógenos foi baixa quando comparada à água sem tratamento (7 em 8) e com tratamento com ClO2 (1 em 8) Apesar dos bons resultados na redução da contaminação, foi observado um acúmulo significativo de cloratos nas amostras de alface, o que pode apresentar risco químico ao consumidor. Uma vez que foi identificada a presença de E. coli O157:H7 em fontes de água de irrigação no sul do Brasil, objetivou-se, em um terceiro momento do presente trabalho, avaliar a capacidade de adaptação e multiplicação de quatro isolados e um pool de E. coli O157:H7 quando inoculados em água de açude filtrada, a 26°C, por até 72 h. Os isolados identificados como Ec1(açude) e Ec2 (riacho) apresentaram diferenças significativas nos parâmetros de taxa máxima de crescimento e fase Lag. Os isolados também foram testados quanto ao comportamento frente ao desinfetante hipoclorito de sódio aplicado em água de irrigação filtrada, nas concentrações de 5 mg/L e 7 mg/L de cloro residual. Quando avaliada a redução pelo método tradicional em placas foi verificado uma redução de 100% dos isolados, após 30 min de contato com a água de irrigação tratada com o desinfetante a 7 mg/L, com uma concentração de 5 mg/L foram identificadas redução média de 3.15 (± 0.02) Log cfu / mL após 30 min. Já pelo método de quantificação por PMA-qPCR, não foi observada redução significativa entre as concentrações testadas, indicando um possível efeito bacteriostático do hipoclorito de sódio quando utilizado nas condições testadas. A partir dos resultados obtidos na presente tese, observa-se um alto risco de contaminação de vegetais irrigados por águas superficiais, sendo necessária a adoção de medidas de controle, em nível de produção primária. / Recent studies indicated microbial contamination risk in fruits and vegetables irrigated with untreated water, which is the most common source of irrigation water worldwide and in Brazil. The objective of the first part of this work was to evaluate microbial quality of superficial irrigation water sources used in Southern Brazil and its impact on lettuce safety. Samples of irrigation water and lettuces were taken once a month, from July 2014 to August 2015, from four rural farms at the metropolitan region of Porto Alegre city. For irrigation water, 100% prevalence of the indicators total coliforms and Enterococcus spp., and 84.8% for the indicator generic E. coli was determined. For lettuce samples, it was determined 100% prevalence of total coliforms and 38.3% of generic E. coli. There was no significant difference among the indicator levels for the different water sources evaluated. For samples with more than 100 cfu/100mL of generic E. coli, the presence of enteric pathogens was checked. E. coli O157:H7 was detected in 13 from 64 analyzed samples, 9 in pounds and 4 in streams. Salmonella spp. was found in 6 from 64 samples, 4 in pond and 2 in streams. On lettuce samples, Salmonella spp. was in 4 from 27 samples evaluated. High Enterococcus spp. and E. coli counts were positively related to Salmonella presence. It was verified the influence of climatic factors and agricultural practices on lettuce contamination levels Urban residual water is considered a good alternative for using in agriculture. However, this kind of water usually carries a high level of microbial contamination. So, the efficacy of chlorine dioxide (ClO2) in municipal wastewater with a secondary treatment was evaluated. Results show that the disinfectant improved water microbial quality, with significant reduction of generic E. coli when measured by the traditional plate count method. However, the same was not observed when generic E. coli was measured by PMA-qPCR method, which indicates that ClO2 treatment in residual water can induce bacteria to stay viable but not cultivable state (VBNC). The rate of positive samples for the presence of pathogens was low when waters before treatment (7 in 8) and after ClO2 treatment (1 in 8) were compared. Despite good results in water decontamination, significant chlorate accumulation was observed on lettuce samples, what may represent a chemical risk to the consumers. Once identified the presence of E. coli O157:H7 in irrigation water in Southern Brazil, the adaptation and multiplication capacity of 4 strains and a pool of E. coli O157:H7 was evaluated when inoculated in sterile irrigation water at 26°C up to 72 h The isolates Ec1 (from pond) and Ec4 (from stream) significantly differed for the maximum growth rate and lag phase. These isolates were also tested for their behavior against sodium hypochlorite applied in sterile irrigation water at concentrations of 5 mg/L and 7 mg/L of residual chlorine. Reduction of 100% from the isolates after 30 min in contact with the disinfectant at 7mg/L was observed. The concentration of 5 mg / L, caused a mean reduction of 3.15 (± 0.02) Log cfu / mL after 30 min by the plate count method. However, there was no significant reduction among the tested concentrations by using the PMA-qPCR method, indicating a possible bacteriostatic effect of sodium hypochlorite under the tested conditions. The results obtained in this work shows high contamination risk of vegetables when irrigated by superficial waters and highlight the need of control measures in primary production.

Estudos recentes têm demonstrado o risco de contaminação microbiológica em frutas e vegetais irrigados com água não tratada, a qual é a mais utilizada na agricultura, tanto em nível mundial, quanto no Brasil. O objetivo da primeira parte deste trabalho foi avaliar a qualidade microbiológica das fontes de água superficiais de irrigação mais utilizadas no sul do Brasil e seu impacto sobre a segurança de alfaces. Para tanto, foram realizadas coletas mensais de água de irrigação e alfaces irrigadas de julho de 2014 a agosto de 2015, em quatro propriedades da região metropolitana de Porto Alegre. Na água de irrigação, foi verificada prevalência de 100% dos indicadores Coliformes Totais e Enterococcus spp., e de 84,8% do indicador E. coli genérica. Já para as amostras de alface, verificou-se também a prevalência de 100% para Coliformes Fecais e 38,3% para E. coli Genérica. Não houve diferença significativa entre os níveis dos indicadores para as diferentes fontes de água avaliadas. As amostras com contagens de E. coli acima de 100 UFC/100mL foram submetidas à análise de presença de patógenos entéricos. E. coli O157:H7 foi identificada em 13 das 64 amostras analisadas, sendo nove amostras de açude e quatro amostras de riachos. Salmonella spp. foi identificada em seis das 64 amostras, das quais quatro foram amostras de açude e duas de riachos Salmonella spp. foi identificada em 4 das 27 amostras avaliadas de alface. As altas contagens de Enterococcus spp. e E. coli genérica apresentaram uma correlação positiva com a presença de Salmonella spp. Foi verificada a influência de fatores climáticos e práticas agrícolas sobre os níveis de contaminação na alface. Na busca por fontes alternativas de água para utilização na agricultura, a água residual urbana vem sendo considerada uma boa opção. Entretanto, este tipo de água geralmente possui uma alta carga de contaminação microbiana. Em um segundo momento, foi avaliado a eficácia da aplicação de dióxido de cloro (ClO2) no tratamento de águas residuais urbanas com tratamento secundário. Verificou-se que o desinfetante foi capaz de melhorar a qualidade microbiológica da água, reduzindo significativamente o indicador E. coli quantificado pelo método tradicional em placas. Entretanto, esta diferença não foi observada quando a E. coli foi quantificada pelo método PMA-qPCR, indicando que o tratamento de água residual com ClO2 pode induzir as bactérias a entrar no estado viável mas não cultivável (VNC). A proporção de amostras positivas para a presença de patógenos foi baixa quando comparada à água sem tratamento (7 em 8) e com tratamento com ClO2 (1 em 8) Apesar dos bons resultados na redução da contaminação, foi observado um acúmulo significativo de cloratos nas amostras de alface, o que pode apresentar risco químico ao consumidor. Uma vez que foi identificada a presença de E. coli O157:H7 em fontes de água de irrigação no sul do Brasil, objetivou-se, em um terceiro momento do presente trabalho, avaliar a capacidade de adaptação e multiplicação de quatro isolados e um pool de E. coli O157:H7 quando inoculados em água de açude filtrada, a 26°C, por até 72 h. Os isolados identificados como Ec1(açude) e Ec2 (riacho) apresentaram diferenças significativas nos parâmetros de taxa máxima de crescimento e fase Lag. Os isolados também foram testados quanto ao comportamento frente ao desinfetante hipoclorito de sódio aplicado em água de irrigação filtrada, nas concentrações de 5 mg/L e 7 mg/L de cloro residual. Quando avaliada a redução pelo método tradicional em placas foi verificado uma redução de 100% dos isolados, após 30 min de contato com a água de irrigação tratada com o desinfetante a 7 mg/L, com uma concentração de 5 mg/L foram identificadas redução média de 3.15 (± 0.02) Log cfu / mL após 30 min. Já pelo método de quantificação por PMA-qPCR, não foi observada redução significativa entre as concentrações testadas, indicando um possível efeito bacteriostático do hipoclorito de sódio quando utilizado nas condições testadas. A partir dos resultados obtidos na presente tese, observa-se um alto risco de contaminação de vegetais irrigados por águas superficiais, sendo necessária a adoção de medidas de controle, em nível de produção primária. / Recent studies indicated microbial contamination risk in fruits and vegetables irrigated with untreated water, which is the most common source of irrigation water worldwide and in Brazil. The objective of the first part of this work was to evaluate microbial quality of superficial irrigation water sources used in Southern Brazil and its impact on lettuce safety. Samples of irrigation water and lettuces were taken once a month, from July 2014 to August 2015, from four rural farms at the metropolitan region of Porto Alegre city. For irrigation water, 100% prevalence of the indicators total coliforms and Enterococcus spp., and 84.8% for the indicator generic E. coli was determined. For lettuce samples, it was determined 100% prevalence of total coliforms and 38.3% of generic E. coli. There was no significant difference among the indicator levels for the different water sources evaluated. For samples with more than 100 cfu/100mL of generic E. coli, the presence of enteric pathogens was checked. E. coli O157:H7 was detected in 13 from 64 analyzed samples, 9 in pounds and 4 in streams. Salmonella spp. was found in 6 from 64 samples, 4 in pond and 2 in streams. On lettuce samples, Salmonella spp. was in 4 from 27 samples evaluated. High Enterococcus spp. and E. coli counts were positively related to Salmonella presence. It was verified the influence of climatic factors and agricultural practices on lettuce contamination levels Urban residual water is considered a good alternative for using in agriculture. However, this kind of water usually carries a high level of microbial contamination. So, the efficacy of chlorine dioxide (ClO2) in municipal wastewater with a secondary treatment was evaluated. Results show that the disinfectant improved water microbial quality, with significant reduction of generic E. coli when measured by the traditional plate count method. However, the same was not observed when generic E. coli was measured by PMA-qPCR method, which indicates that ClO2 treatment in residual water can induce bacteria to stay viable but not cultivable state (VBNC). The rate of positive samples for the presence of pathogens was low when waters before treatment (7 in 8) and after ClO2 treatment (1 in 8) were compared. Despite good results in water decontamination, significant chlorate accumulation was observed on lettuce samples, what may represent a chemical risk to the consumers. Once identified the presence of E. coli O157:H7 in irrigation water in Southern Brazil, the adaptation and multiplication capacity of 4 strains and a pool of E. coli O157:H7 was evaluated when inoculated in sterile irrigation water at 26°C up to 72 h The isolates Ec1 (from pond) and Ec4 (from stream) significantly differed for the maximum growth rate and lag phase. These isolates were also tested for their behavior against sodium hypochlorite applied in sterile irrigation water at concentrations of 5 mg/L and 7 mg/L of residual chlorine. Reduction of 100% from the isolates after 30 min in contact with the disinfectant at 7mg/L was observed. The concentration of 5 mg / L, caused a mean reduction of 3.15 (± 0.02) Log cfu / mL after 30 min by the plate count method. However, there was no significant reduction among the tested concentrations by using the PMA-qPCR method, indicating a possible bacteriostatic effect of sodium hypochlorite under the tested conditions. The results obtained in this work shows high contamination risk of vegetables when irrigated by superficial waters and highlight the need of control measures in primary production.