Orientador: Prof. Dr. Jorge Luiz Moretti de Souza / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo. Defesa: Curitiba, 19/08/2016 / Inclui referências : f. 31-35;66-73;92-98 / Area de concentração : Solo e ambiente / Resumo: A quantificação da água disponível à transpiração vegetal é conceito chave para o entendimento da dinâmica da água no sistema solo-planta, sendo importante o estudo detalhado da evapotranspiração de referência (ETo) e variáveis ou fatores diretamente ligados às relações água-solo-planta-atmosfera. Inúmeros métodos relacionando o estudo da ETo e dinâmica da disponibilidade de água às plantas vêm sendo desenvolvidos, mas, muitas vezes, são ignorados fatores como o crescimento radicular, propriedades hidráulicas da planta e variações climáticas locais e regionais, considerados elementos-chave para o entendimento dos processos físicos no sistema. Nesse contexto, teve-se como objetivo no presente trabalho caracterizar a sensibilidade do método de Penman-Monteith ASCE às variáveis climáticas, e propor um método alternativo para estimar a ETo baseando-se nas variáveis mais sensíveis, com destaque para o déficit de pressão de vapor, o qual está relacionado ao potencial hídrico atmosférico; e, em relação aos aspectos fisiológicos da planta, avaliar o impacto do crescimento e condutância hidráulica do sistema radicular sobre a disponibilidade de água para a transpiração sob condições de deficiência hídrica. O trabalho encontra-se dividido em três capítulos, sendo que: (i) No primeiro capítulo foi analisada a sensibilidade do método Penman-Monteith ASCE às principais variáveis climáticas para todos os tipos climáticos brasileiros, a partir da geração de coeficientes de sensibilidade e análises de componentes principais; (ii) Com os resultados da análise de sensibilidade da ETo, no segundo capítulo foi proposta e analisada a possibilidade da estimativa da evapotranspiração de referência com um método alternativo baseado no potencial hídrico atmosférico (?ar) e radiação solar no topo da atmosfera (Ra), para os tipos climáticos brasileiros; e, (iii) No terceiro capítulo estudou-se a dinâmica da disponibilidade de água às plantas sob deficiência hídrica no solo, considerando o consumo de água, crescimento e condutância hidráulica do sistema radicular, pelo monitoramento do crescimento radicular, potencial hídrico do solo, foliar e transpiração vegetal, a partir do uso de minirizotrons no interior dos vasos, tensiômetros digitais próximos ao sistema radicular, psicrômetros conectados às folhas terminais e balanças eletrônicas para a medição da massa dos vasos. Os resultados obtidos foram comparados a partir de análises de modelos lineares mistos (REML) e regressão segmentada. Os tratamentos foram comparados com o teste de Tukey (? = 0.05). As análises realizadas no primeiro capítulo permitiram verificar grande influência dos tipos climáticos sobre a sensibilidade da ETo às variáveis climáticas, principalmente em relação ao déficit de pressão de vapor (DPV), radiação solar (Rs) e velocidade do vento (u2). No segundo capítulo foi proposto e demonstrou-se a possibilidade da utilização de um método alternativo ("Moretti-Jerszurki") baseado no ?ar e Ra, o qual apresentou bons desempenhos na estimativa da ETo para os tipos climáticos brasileiros, principalmente os climas tropical e semiárido, quando utilizou-se apenas o ?ar (EToMJ(?ar)); e, para todos os tipos climáticos considerados quando utilizou-se o ?ar e Ra (EToMJ e EToMJc). A maior sensibilidade do método alternativo que utiliza apenas o ?ar (EToMJ(?ar)), para o tipo climático tropical, é interessante e indicou apenas a necessidade das variáveis temperatura do ar (Tar) e umidade relativa média do ar (UR). Os coeficientes de ajuste "a" e "b" médios mensais obtidos para o subgrupo climático semiárido são consistentes e podem ser satisfatoriamente empregados para a estimativa da EToMJ(?ar) como alternativa à EToPM. No terceiro capítulo, observou-se que a disponibilidade de água para a transpiração foi limitada pelo potencial de água no solo e potencial hídrico foliar em condições de moderada e intensa restrição hídrica. Portanto, em condições de estresse, a relação não-linear entre potencial hídrico foliar e a transpiração real resultou na manutenção do potencial nos períodos de maior demanda atmosférica ao longo do dia e em maior eficiência do uso da água. A condutância hidráulica do sistema radicular foi o parâmetro que melhor explicou a disponibilidade de água às plantas, especialmente em condições de deficiência hídrica, destacando a importância das raízes na predição de variações na transpiração real das plantas. Apesar disso, o crescimento radicular não foi influenciado pela deficiência hídrica a curto prazo. Palavras-chave: análise de sensibilidade, condutância hidráulica da raiz, disponibilidade hídrica, evapotranspiração de referência, método alternativo, potencial hídrico atmosférico. / Abstract: Water availability for plant transpiration is a key concept to soil water dynamics, justifying studies about reference evapotranspiration (EToPM) and variables related to water availability. Several methods relating reference evapotranspiration and the dynamics of water availability for plants have been developed, but they often overlook root growth, plant hydraulic properties and climatic variations over regions, which may be key elements explaining plant water availability. In this sense, we had to aim study the reference evapotranspiration relating to atmospheric demand, from sensitivity analysis of Penman-Monteith method to climate properties and suggest an alternative method for ETo estimation, based on the most sensitive variables, outlining the vapor pressure deficit, which is related to atmospheric water potential; and, at canopy level, we study the impact of root growth and root hydraulic conductance on water availability for transpiration under deficit irrigation. The results were presented in three chapters: (i) In the first chapter we had to aim analyze the sensitivity of Penman-Monteith method to the main climatic variables under climate types in Brazil, from generation of sensitivity coefficients and principal component analysis; (ii) Based on the sensitivity results, in the second chapter the alternative reference evapotranspiration alternative method based on atmospheric water potential (?air) and extraterrestrial radiation (Ra) was proposed and analyzed for each climate type; and, (iii) in the third chapter, the impact of root growth and root hydraulic conductance on water availability for canopy transpiration was analyzed by measurement of root growth, soil and stem water potential and transpiration rate, by minirhizotron tubes inside the pots, pressure transducer tensiometers close to the trunck, psychrometers attached to mature leaves and weighing scales used to determine the mass of the pots. The obtained results were compared using a restricted maximum likelihood (REML) estimator of the mixed linear model procedure and segmented regression analysis. Individual treatments were compared by Tukey test at ? = 0.05. The analysis of the first chapter allowed to verify the strong effect of climate types about EToPM sensitivity, mainly related to vapor pressure deficit (VPD), solar radiation (Rs) and wind speed (u2). In this sense, in the second chapter, was analyzed the possibility of use of a new alternative method called "Moretti-Jerszurki" based on ?air and Ra, which had a good performance on ETo estimations for all Brazilian climate types when using ?air and Ra (EToMJ e EToMJc) and, mainly for warm and dry climates, when using ?air (EToMJ(?air)). The sensitivity of the alternative method based on ?air (EToMJ(?air)) under tropical climates outlined the only need for air temperature (Tair) and relative humidity (RH) for ETo estimation. The monthly adjustment coefficients "a" and "b" for semi-arid climate subgroup were consistents and can be satisfactory employed on the estimations of EToMJ(?air), as an alternative to EToPM. In the third chapter, the resulting water availability for transpiration was limited by soil and stem water potential under moderate or strong water limitation. A nonlinear relationship with actual transpiration explained the reduction of daytime depressions of stem water potential, needed for maintaining tree water-use efficiency. Root hydraulic conductance was the parameter that best explained soil water availability for plants, especially under drought stress, highlighting the importance of understanding root dynamics to predict shifts in canopy transpiration. The root length was not influenced by water deficit at short-term period. Key-words: sensitivity analysis, root hydraulic conductance, water availability, reference evapotranspiration, alternative method, atmospheric water potential.

Com o objetivo de analisar as variações temporais de armazenamento de água e identificar as camadas e unidades de solo que mais efetivamente receberam e utilizaram a precipitação armazenada, foram realizadas 71 amostragens semanais de umidade durante o período de outubro/89 a maio/91, nas camadas de 0-20; 20-40; 40-60; 60-80; 80-100 e 100-120 cm das camadas seguintes unidades de solo: Latossolo Vermelho Escuro; Podzólico Vermelho Amarelo Latossólico; Podzólico Vermelho Amarelo e Cambissolo, todos no Município de Ponta Grossa (PR). Foram calculados, para as seis camadas, até 120 cm: armazenamento de água, armazenamento acumulado positivo e negativo e as regressões lineares desses armazenamentos acumulados em função do tempo (dias). Os coeficientes angulares das equações de regressão, que representam as taxas de variações diárias de armazenamento de água, foram então comparados, pelo teste t, entre camadas e entre unidades de solo. Os resultados mostraram, durante o período de tempo considerado (608 dias), que a) a camada de 0-20 cm foi a que mais efetivamente recebei e utilizou a precipitação armazenada, na seguinte ordem decrescente: Podzólico Vermelho Amarelo Latossólico, Podzólico Vermelho Amarelo, Latossolo Vermelho Escuro e Cambissolo, sendo responsável por cerca de 28; 25; 26,5 e 20 % das variações diárias de armazenamento do perfil de solo entre 0-120 cm respectivamente; b) os teores de silte e areia mostraram efeito positivo significativo nas taxas médias diárias das variações positivas e negativas de armazenamento de água dos solos; c) na hipótese de uma taxa diária de ascensão capilar nula, a máxima taxa de evapotranspiração média diária que cada solo poderia apresentar seria uma taxa moderada de 4,56 mm/dia

Entre os fatores que afetam a evapotranspiração de uma cultura, a disponibilidade de água do solo (p) é um dos fatores mais importantes. Observações feitas em experimentos conduzidos por diversos autores, prevêem uma redução na fração p de água disponível a medida que a taxa de evapotranspiração potencial aumenta. Conhecer a amplitude dessas frações, em função das diferentes demandas evapotranspirativas, é crucial no estabelecimento de um controle adequado das irrigações, a fim de responder o binômio quando e quanto irrigar para a maxização das culturas agrícolas e eficiência no uso de insumos. Para a execução do experimento foram utilizados aproximadamente 150 kg de TFSA. O experimento foi conduzido em casa de vegetação do Setor de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Paraná. A cultura utilizada foi o feijão (Phaseolus vulgaris, L.), cultivar Tibagi. Os resultados encontrados permitiram as seguintes conclusões: (i) a umidade crítica do solo, correspondente ao ponto de perda de turgor das células das plantas, abaixo da qual a cultura de feijão não evapotranspira idealmente, é variável e determinada pelas condições edafoclimáticas; (ii) a relação entre a Evapotranspiração máxima (Etmáx.) com os dados de evaporação obtidos pelo evaporimetro Piché, foi linear e crescente com o desenvolvimento da cultura do feijão, até o início da frutificação, quando o experimento foi interrompido; (iii) qualquer redução no teor de água do solo abaixo da fração p de água disponível, tem como resultado uma diminuição linear na taxa de crescimento da cultura abaixo de seu potencial máximo; (iv) a fração p de água disponível em função da Etmáx. obtida neste trabalho diferiu daquela proposta pela DOORENBOS & PRUITT (1984). As propriedades hidráulicas do solo podem ter sido a principal causa dessas diferenças, mas que, contudo, não inviabilizam a recomendação dessa fração sugerida pelos autores para a cultura do feijão

Orientador: Antonio Carlos Nogueira / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Parana, Setor de Ciencias Agrarias / Área de concentração: Silvicultura / O presente trabalho teve por objetivos avaliar os efeitos dos diferentes tratamentos de manejo hídrico, habitualmente utilizado durante a rustificação, na qualidade de mudas de Eucalyptus grandis Hill ex. Maiden, utilizando parâmetros morfológicos, fisiológicos e nutricionais. O ensaio envolveu também os efeitos da rustificação na sobrevivência das mudas no campo. O estresse hídrico sofrido pelas mudas foi determinado com base na tensão de retenção de água pelo substrato. Os tratamentos foram : mudas sem sofrer déficit hídrico durante a rustificação (permanentemente subirrigadas); mudas irrigadas ao atingir uma tensão de retenção de água pelo substrato de -0,05 MPa; mudas irrigadas ao atingir uma tensão de retenção de água pelo substrato de -0,1 MPa; mudas irrigadas ao atingir uma tensão de retenção de água pelo substrato de -0,5 MPa e mudas irrigadas ao atingir uma tensão de retenção de água pelo substrato de -1,5 MPa. As características morfológicas determinadas foram: altura da parte aérea, diâmetro do colo, pesos de matéria verde e de matéria seca da parte aérea, pesos de matéria verde e de matéria seca da parte radicial, pesos de matéria verde e de matéria seca total, área foliar e peso específico foliar. As características fisiológicas determinadas foram clorofila, potencial hídrico no ponto correspondente ao estresse e transpiração. Os resultados obtidos indicam que o regime hídrico afetou muito a qualidade da muda. Todas as características morfológicas tiveram seus valores reduzidos proporcionalmente ao aumento do estresse hídrico aplicado. Quanto às características fisiológicas, pôde-se constatar que o teor de clorofila não foi afetado pelo manejo hídrico, entretanto a transpiração foi fortemente relacionada ao estresse hídrico. Quanto maior o estresse menor foi a transpiração e maior foi a sobrevivência das mudas no campo, mostrando ser esta característica muito importante na determinação da qualidade da muda. Com relação à caracterização nutricional, observou-se que a movimentação dos nutrientes do substrato ao longo do tubete foi diferente para cada manejo hídrico. Geralmente houve acúmulo dos minerais no substrato da parte superior do tubete, e em geral, quanto maior o estresse maior foi a diferença entre os teores de nutrientes do substrato da parte inferior em comparação com aquele da parte superior do tubete. Na planta, praticamente não ocorreram alterações nas concentrações dos nutrientes. A variação que ocorreu na quantidade total de nutrientes na planta nos diferentes tratamentos esteve relacionada ao peso da matéria seca. / This study characterized Eucalyptus grandis Hill ex. Maiden seedlings in terms of morphological, physiological and nutritional parameters under different degrees of water stress during enharding, and related them to seedling survival in out planting. It was carried out along 1996 at Faculdade de Ciências Agronômicas of Unesp, in the municipality of Botucatu, State of Säo Paulo. The water stress suffered by the seedlings was determined based on water retention tension by the growing medium. The treatments applied were: a) water-stress-free seedlings (permanently sub-irrigated); b) seedlings irrigated when reaching: -0,05 MPa; c) - 0,1 MPa; d) -0,5 MPa and e) -1,5 MPa. The morphological seedling characteristics measured were: shoot height, collar diameter, shoot and root turgid and dry weight and total turgid and dry weight, leaf area and specific leaf weight. The physiological characteristics determined were: chlorophyll, leaf water potential at stress tention on each treatment, and transpiration. The results pointed out that the water management strongly influenced the seedling quality. All the morphological characteristics had decreasing values when on high water stress. The amount of chlorophyll did not change at water management but transpiration was strongly related to water stress. The higher the stress the lower the transpiration, increasing seedling survival in the out planting, indicating that this parameter is important in determining seedling quality. Nutrients movement in growing medium along the container differed in each treatment. In general, mineral nutrients were accumulated in growing medium at the upper part of the container. The higher the stress, the greater the difference between nutrients content in the growing medium at container upper and lower parts. Changes in nutrient concentration in the plant were not observed. Variation of total nutrients in the plant at different tratments was related to dry weight.