Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Continuous use of fertilizer in high concentrations has been raising concerns on environmental pollution associated with the modernization and specialization of agricultural production and livestock systems. With this, consumers are understandably concerned and demand that production in agricultural systems be combined with sustainability and production efficiency. The purpose of this study was to evaluate the agronomic performance of maize inoculated with Azospirillum brasilense and different doses of nitrogen in crop-livestock integration system managed with different post-grazing forage masses and interference of abiotic factors on the vegetative development of the crop. Three studies were conducted, one in the field and two in a protected environment. The field study was conducted in the municipality of Mata, in a Rhodic Paleudalf, in the experimental design of randomized blocks with sub-divided plots, three repetitions, in factorial scheme of 5x2x5 (post-grazing forage mass, Azospirillum brasilense and doses of nitrogen). The heights of the post-grazing forage mass were 0.10m, 0.20m, 0.30m, conventional grazing and without grazing, with doses of nitrogen that varied between 0.75, 150, 225 and 300 kg ha-1, with and without inoculation. Studies began in the year 2014, with the management of the forage in two winters and two years of assessing the crops at field level in the agricultural years of 2014/2015 and 2015/2016. The other two studies in protected environment were conducted at the Federal University of Santa Maria, from November 2015 to April 2016. The treatments in the first study were maize inoculated or not, in nutrient solution with five variations of pH (4.5; 5.0; 5.5; 6.0 and 6.5), in bifatorial arrangement with three repetitions. In the second experiment, different levels of soil humidity with and without inoculation were evaluated, with four repetitions in soil moisture field capacity of 25%, 50%, 75% and 100%. Both studies used the hybrid DEKALP 240 and inoculant "AzoTotal" (liquid). The field study was evaluated the agronomic traits and yield components of maize, from the beginning to the end of the crop cycle. In the studies conducted in a protected environment, evaluations of the shoot and root system occurred until the phenological stage V4. In the field study, the analysis of inoculation observed an increase of 13% for use of Azospirillum brasilense in the treatment of maize seed for the 2014/2015 harvest. Azospirillum brasilense provided an increase in productive gain of 4.5% in regards to its absence. It was possible to observe, therefore, that plants with the presence of the bacteria improve their root system in soil with hydric stress. When the root volume increased, part of the shoot of the crop decreased. The use of diazotrophic bacteria contributed to the increment of the photosynthetic pigments in the maize leaves when in water deficit. Root and shoot development of maize were affected by the variation of pH of solution. Given these results, the presence of Azospirillum brasilense favors plant growth, increases root volume and improves grain productivity, especially in years of cultivation with less precipitation during the stage of plant growth. The presence of Azospirillum brasilense extends the magnitude of pH with possibility of cultivation for maize. / O uso contínuo de fertilizantes em altas concentrações vem alavancando as preocupações relacionadas com a poluição ambiental associados com a modernização e especialização dos sistemas de produção agrícola e de pecuária. Com isso, consumidores estão preocupados, e exigem que a produção nos sistemas agropecuários seja aliada a sustentabilidade e a eficiência produtiva. O objetivo do presente trabalho foi avaliar o desempenho agronômico da cultura do milho inoculado com Azospirillum brasilense e diferentes doses de nitrogênio em sistema de integração lavoura-pecuária manejado com diferentes massas de forragem pós-pastejo e interferências de fatores abióticos no desenvolvimento vegetativo da cultura. Três estudos foram conduzidos, sendo um a campo e dois em ambiente protegido. O estudo a campo foi conduzido no município de Mata, em um Argissolo Vermelho Distrófico arênico, no delineamento experimental de blocos ao acaso com parcelas subdivididas, três repetições, em esquema fatorial 5x2x5 (massa de forragem pós-pastejo, Azospirillum brasilense e doses de nitrogênio. As alturas de massa de forragem pós-pastejo compreenderam a 0,10m, 0,20m, 0,30m, pastejo convencional e sem pastejo, com doses de nitrogênio que variaram de 0, 75, 150, 225 e 300 kg ha-1, com e sem inoculação. Os estudos iniciaram no ano de 2014, com o manejo das forragens em dois invernos e dois anos de avaliação da cultura do milho em nível de campo nos anos agrícolas 2014/2015 e de 2015/2016. Os outros dois estudos em ambiente protegido foram conduzidos na Universidade Federal de Santa Maria, no perido de novembro de 2015 a abril de 2016. Os tratamentos no primeiro estudo foram milho inoculado ou não, em solução nutritiva com cinco variações de pH s (4,5; 5,0; 5,5; 6,0 e 6,5), em arranjo bifatorial com três repetições. No segundo experimento avaliou-se diferentes níveis de umidade do solo com e sem inoculação, com quatro repetições nas umidades de capacidade de campo 25%, 50%, 75% e 100%. Para ambos os estudos se usou o hibrido DEKALP 240 e o inoculante AzoTotal (líquido). No estudo de campo foi avaliado características agronômicas e os componentes de produtividade da cultura do milho, do início ao fim do ciclo da cultura. Nos estudos em ambiente protegido as avaliações de parte aérea, e sistema radicular ocorreram até estádio fenológico V4. No estudo de campo, o desdobramento do fator inoculação foi constatado um incremento de 13% para utilização do Azospirillum brasilense no tratamento de sementes de milho para a safra 2014/15. O Azospirillum brasilense proporcionou um incremento no ganho produtivo de 4,5% em relação a sua ausência. Plantas com a presença da bactéria, melhoram seu sistema radicular em solo com estresse hídrico. Quando aumentou o volume de raiz, reduziu a parte aérea da cultura. A utilização das bactérias diazotróficas contribuiu para incremento dos pigmentos fotossintéticos nas folhas do milho quando em déficit hídrico. O desenvolvimento radicular e a parte aérea da cultura do milho, foram afetados pela variação do pH de solução. Diante desses resultados, a presença do Azospirillum brasilense favorece o crescimento das plantas, aumenta o volume de raiz e incrementa a produtividade de grãos, principalmente em anos de cultivo com menor precipitação pluviométrica durante a fase de crescimento das plantas. A presença do Azospirillum brasilense amplia a magnitude de pH s com possibilidade de cultivo para milho.

Um dos principais desafios para o século XXI é o uso sustentável dos recursos hídricos. A agricultura é a maior usuária desse recurso, sendo responsável por aproximadamente 70% dos gastos globais de água. Para o uso racional da água é necessário o conhecimento das propriedades hidráulicas do solo na condição de não-saturação. A simulação do movimento da água no solo através da modelagem é uma ferramenta importante no entendimento do sistema solo-água-planta, pois permite a previsão e estudo do comportamento da redistribuição da água no solo de maneira eficiente. Porém a forte dependência entre os parâmetros hidráulicos do solo (teor de água, potencial matricial e condutividade hidráulica) fazem da modelagem um assunto complicado, necessitando de modelos numéricos que utilizem intervalos discretos de tempo e espaço. Esses intervalos devem ser suficientemente pequenos para que dentro de um intervalo as variações dos parâmetros hidráulicos sejam insignificantes. Nesta tese é proposto um algoritmo para a descrição do movimento vertical da água no solo, definindo o intervalo de tempo como função de uma variação máxima admissível do teor de água. O algoritmo foi testado para alguns conjuntos de dados hidráulicos de solos, utilizando as condições de contorno de um experimento de perfil instantâneo. A eficiência do algoritmo foi verificada em situações práticas, como na previsão do teor de água na Capacidade de Campo e na predição do tempo para ser atingida determinada condição de umidade no solo. Utilizando o algoritmo, também foram estudados o comportamento da retenção e dos parâmetros de condutividade em relação aos parâmetros de drenagem. Concluiu-se que o algoritmo descreve adequadamente o processo de redistribuição de água no solo utilizando intervalos suficientemente pequenos de tempo e espaço; a forma de discretização do tempo não comprometeu a acurácia das medidas; a previsão do teor de água na Capacidade de Campo e do tempo para ser atingida determinada condição de umidade no solo foram satisfatórias; e o algoritmo permite o estudo das relações entre os parâmetros hidráulicos do solo.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-07-17T13:14:38Z No. of bitstreams: 1 IgorAndreyAiresSoares_TESE.pdf: 4020193 bytes, checksum: 7f356c7652765b0b2170852d29cba9b6 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-07-19T12:11:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 IgorAndreyAiresSoares_TESE.pdf: 4020193 bytes, checksum: 7f356c7652765b0b2170852d29cba9b6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-19T12:11:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 IgorAndreyAiresSoares_TESE.pdf: 4020193 bytes, checksum: 7f356c7652765b0b2170852d29cba9b6 (MD5) Previous issue date: 2016-11-29 / A preocupa??o com o meio ambiente e a busca por fontes renov?veis de energias t?m impulsionado a busca por alternativas que possam substituir, ao menos parcialmente, os combust?veis f?sseis. Dentre as op??es ambientalmente vi?veis est? o biodiesel, que vem sendo produzido em larga escala. Por?m, um fator preocupante frente ao crescimento da produ??o desse combust?vel ? o destino da glicerina gerada no processo, o que torna imperiosa a busca por novas aplica??es para este coproduto. Al?m das fontes de energia, outro recurso natural cada vez mais limitado ? a ?gua. A sua utiliza??o requer cada vez mais racionalidade, principalmente na irriga??o, atividade que demanda a maior vaz?o e onde ocorrem perdas consider?veis, sendo necess?rias pesquisas para a maximiza??o da efici?ncia de sua utiliza??o para este fim. Nesse contexto, um incremento na efici?ncia da irriga??o pode se dar atrav?s do uso de sistemas microemulsionados e nanoemulsionados. Assim, este trabalho tem como objetivo usar a glicerina na obten??o de sistemas microemulsionados e nanoemulsionados e avaliar a viabilidade de uso destes na reten??o de umidade no solo. A pesquisa foi desenvolvida em tr?s etapas. Na etapa I, nanoemuls?es foram obtidas a partir de dois sistemas microemulsionados: sistema A, composto por UNTL-90, ?leo de coco e glicerina + ?gua 1:1, e sistema B, composto por UNTL-90, ?leo de pinho e glicerina + ?gua 1:1. Para cada sistema, escolheu-se um ponto de microemuls?o contendo 15% de tensoativo, 2% fase ?leo e 83% de fase polar. Destes pontos foram realizadas nove dilui??es de cada sistema para caracteriza??o e aplica??o, sempre comparando os comportamentos com a ?gua e a microemuls?o de origem. A caracteriza??o dos sistemas A e B foi realizada atrav?s dos seguintes estudos: aspecto visual, di?metro de got?culas, reologia, pH e tens?o superficial. Na etapa II, a reten??o de umidade no solo foi verificada pelo m?todo tradicional, atrav?s da diferen?a de massas entre o solo seco, o solo ?mido e ap?s a secagem em estufa. Amostras de solo foram submetidas ? aplica??o de microemuls?o e nanoemuls?o e secas em estufa a: 50?C com avalia??es ap?s 24, 48, 72, 144 e 240 horas de secagem; 105?C, avaliados ap?s 24 e 48 horas; e em vasos, que ficaram expostos ? temperatura ambiente e tiveram a reten??o de umidade avaliada aos 5 e 8 dias ap?s a aplica??o. Na etapa III foi verificada a interfer?ncia dos sistemas no desenvolvimento inicial de plantas, cujas avalia??es foram realizadas na pr?-emerg?ncia e na p?s-emerg?ncia, onde as microemuls?es e nanoemuls?es s? foram aplicadas 10 dias ap?s a emerg?ncia das plantas. O tipo de ?leo vegetal utilizado influenciou nas caracter?sticas das nanoemuls?es obtidas. Para ambos os sistemas, o di?metro de got?culas variou em fun??o da concentra??o de tensoativo, com valores entre 14 e 31,8 nm para nanoemuls?es A e entre 14,9 e 127,8 para nanoemuls?es B. As nanoemuls?es B s?o mais viscosas e apresentam comportamento mais pr?ximo de um fluido Newtoniano quando comparadas ?s nanoemuls?es A. Quanto ao pH, a nanoemuls?o A apresenta valores entre 5,4 e 5,8 e nanoemuls?es B entre 3,8 e 4,5. A tens?o superficial dos sistemas nanoemulsionados aumentou em fun??o da concentra??o do tensoativo, com valores entre 41,6 e 47,7 dynas/cm para nanoemuls?es A e entre 32 e 51,2 dynas/cm para as nanoemuls?es B. Para todas as condi??es de tempo e temperatura estudadas, as nanoemuls?es propocionaram a reten??o de umidade no solo, e esta aumenta em fun??o da concentra??o dos constituintes, com maiores valores para a microemuls?o de origem, com porcentagem de reten??o acima de 90%. A germina??o de sementes foi 100% afetada pelas nanoemuls?es. Observou-se que as nanoemuls?es com menores concentra??es de tensoativo n?o causaram danos ?s plantas, sendo estas uma alternativa vi?vel para a reten??o de umidade no solo. / Environmental concerns and the demand for renewable sources of energy have driven the search for alternatives that may replace, at least partially, the use of fossil fuels. Among the viable options is the biodiesel, which has been produced on a large scale. However, with the increased use of biodiesel, scientists face a new challenge: finding alternatives to the use of Glycerin generated in the process. In light of this challenge, it is imperative to find new applications for this co-product. Water is another natural resource which availability that is becoming increasingly limited. Its proper use requires efficient strategies to avoid waste. Irrigation activities consume large amounts of water and it is responsible for a great percentage of its waste. Strategies related to water conservation in irrigation processes are imperative. This high consumption activity problem imposes the search for more efficient processes. In this context, this research proposes an increase in irrigation efficiency by using microemulsioned and nanoemulsioned systems. It also assesses the feasibility of using the abovementioned systems to retain moisture in the soil. The experiments were carried out in three stages. In step I, nanoemulsions were obtained from two microemulsioned systems. The first system (A) was composed of UNTL-90, coconut oil, and Glycerin + water 1:1. The second one (B) was composed of UNTL-90, pine oil, and Glycerin + water 1:1. For each system, a microemulsion point containing surfactant (15%), oil phase (2%), and polar phase (83%) was chosen. From these points, nine dilutions of each system were made to characterize and observe the application, always comparing the results against the original behaviors with water and microemulsions. The characterization of systems A and B obtained was performed through the following studies: visual aspect, droplet diameter, rheology, pH, and surface tension. In stage II, the moisture retention in the soil was checked using a traditional method, comparing the mass difference between dry soil, moist soil, and soil after drying in an oven. Soil samples were subjected to the application of micro and nanoemulsions, and dried in an oven at 50? C with evaluations after 24, 48, 72, 144 and 240 hours of drying. The assessment at 105? C was performed after 24 and 48 hours. At last, the evaluation of the soil dried in pots at room temperature had their moisture retention evaluated 5 and 8 days after application. Step III assessed system interference in the early plant development. At this stage, evaluations were performed on pre and post-emergence. Considering post-emergence when micro and nanoemulsions were applied only 10 days after the emergence of plants. The type of vegetable oil used influenced the characteristics of nanoemulsions obtained. For both systems, the droplet diameter varied based on the concentration of surfactant, with values between 14 and 31.8 nm to nanoemulsions A, and between 14.9 and 127.8 to nanoemulsions B. Nanoemulsions B are more viscous and exhibit a behavior closer to a Newtonian fluid when compared to the nanoemulsions A. As for pH, nanoemulsion A introduced values between 5.4 and 5.8 and nanoemulsions B had values between 3.8 and 4.5. The surface tension of the nanoemulsioned systems increased as a function of the concentration of the surfactant, with values between 41.6 and 47.7 dynam/cm for nanoemulsions A, and between 32 and 51.2 dynam/cm for nanoemulsions B. Nanoemulsioned let to soil moisture retention at all times and temperature conditions studied. The amount of moisture retained increased based on constituent concentration, with higher values (above 90%) for the original microemulsion, The germination of seeds was affected at 100% by nanoemulsions. However, nanoemulsions with lower concentrations of surfactant did not cause damage to the plants, being a viable alternative to promote moisture retention in the soil.

Durante o período de setembro/90 a janeiro/91, foram determinadas a temperatura e a umidade de um solo Podzólico Vermelho-escuro da Estação Experimental Agronômica da UFRGS, região da Depresão Central do Rio Grande do Sul, cultivado desde 1985 com a sucessão aveia+trevo/milho em preparo convencional, preparo reduzido e plantio direto. Propriedades do solo (densidade, umidade, capacidade calorífica e porcentagem de cobertura) e componentes climáticos (radiação global, temperturas máxima, mínima e média do ar) foram relacionados com a temperatura do solo a 5 cm de profundidade, estabelecendo-se modelos matemáticos para predição da temperatura máxima, mínima e amplitude térmica diária do solo. O plantio direto apresentou ao longo do período, menores temperaturas máximas e menor amplitude de variação da temperatura do solo, enquanto o preparo convencional apresentou os maiores valores das máximas. Com a umidade gravimétrica do solo, densidade e curvas de retenção de umidade em diferentes profundidades, construiu-se perfis de umidade do solo, onde verificou-se os efeitos da porcentagem de cobertura e propriedades físicas do solo nas perdas de água por evaporação. O plantio direto apresentou maiores valores de umidade do solo em todo o período e o preparo convencional os menores, principalmente na camada superficial de 0 a 5 cm de profundidade.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A curva caracterÃstica de Ãgua no solo (CCAS) à considerada uma propriedade fÃsico-hÃdrica do solo, uma vez que modificaÃÃes na granulometria ou na estrutura do solo alteram o seu formato. A partir dela à possÃvel manejar a irrigaÃÃo de uma cultura e inferir acerca da qualidade fÃsica do solo. No entanto, sua determinaÃÃo à lenta e onerosa. Uma abordagem para tal inconveniente consiste em reduzir o volume da amostra de solo, pressupondo que o tempo para obtenÃÃo da CCAS seja proporcional ao quadrado da altura da amostra. Mas atà que ponto a reduÃÃo do volume da amostra nÃo altera a representatividade da CCAS? Para tanto admite-se as seguintes hipÃteses: 1- O comportamento da CCAS à coincidente para amostras que possuem a mesma textura e estrutura, independente do volume, considerando que mudanÃas na textura e/ou estrutura provocam alteraÃÃes na curva; e 2- O comportamento da CCAS à coincidente para amostras que apresentam a mesma textura e estruturas diferente, apenas na faixa de alta tensÃo (33 â 1500 kPa), considerando que nessa faixa o fenÃmeno responsÃvel pela retenÃÃo de Ãgua seja a adsorÃÃo, cuja aÃÃo independe da estrutura e do volume da amostra. Afim de testar as hipÃteses, coletaram-se amostras com estrutura deformada e indeformada com volume de 20, 50 e 100 cm3, aproximadamente, para diferentes classes texturais. Assim estabeleceu-se o delineamento inteiramente casualizado com 8 repetiÃÃes para cada tratamento e aplicou-se os testes de Jarque-Bera para normalidade, F para a anÃlise de variÃncia e de Dunnett para comparaÃÃo de mÃdias. Afora isso, foram feitas anÃlises de regressÃo e correlaÃÃo entre o log neperiano do potencial mÃtrico e conteÃdo de Ãgua no solo, o que possibilitou a obtenÃÃo de retas para entÃo aplicar testes de coincidÃncia a 5%. Verifica-se que à possÃvel obter a CCAS com um volume mÃnimo de 50 cm3, sem a perda da sua representatividade, considerando amostras com estrutura indeformada e textura franco argiloarenosa e que amostras com estrutura deformada nÃo podem substituir amostras com estrutura indeformada na parte mais Ãmida da curva (0 â 10 kPa), independente da textura e do volume da amostra; enquanto na parte mais seca da curva caracterÃstica de Ãgua (33 â 1500 kPa) à possÃvel, desde que se considere a textura e o volume da amostra.

Durante o período de setembro/90 a janeiro/91, foram determinadas a temperatura e a umidade de um solo Podzólico Vermelho-escuro da Estação Experimental Agronômica da UFRGS, região da Depresão Central do Rio Grande do Sul, cultivado desde 1985 com a sucessão aveia+trevo/milho em preparo convencional, preparo reduzido e plantio direto. Propriedades do solo (densidade, umidade, capacidade calorífica e porcentagem de cobertura) e componentes climáticos (radiação global, temperturas máxima, mínima e média do ar) foram relacionados com a temperatura do solo a 5 cm de profundidade, estabelecendo-se modelos matemáticos para predição da temperatura máxima, mínima e amplitude térmica diária do solo. O plantio direto apresentou ao longo do período, menores temperaturas máximas e menor amplitude de variação da temperatura do solo, enquanto o preparo convencional apresentou os maiores valores das máximas. Com a umidade gravimétrica do solo, densidade e curvas de retenção de umidade em diferentes profundidades, construiu-se perfis de umidade do solo, onde verificou-se os efeitos da porcentagem de cobertura e propriedades físicas do solo nas perdas de água por evaporação. O plantio direto apresentou maiores valores de umidade do solo em todo o período e o preparo convencional os menores, principalmente na camada superficial de 0 a 5 cm de profundidade.

O teor de água no solo é um dos fatores determinantes nos processos de transferência entre o solo e a atmosfera, contribuindo nos balanços de água e de energia. Esse teor é influenciado pelas entradas de água na bacia hidrográfica, por características climáticas, topográficas, de cobertura vegetal, práticas de manejo agrícola e propriedades do solo. A grande heterogeneidade desses fatores faz com que a caracterização desse teor seja ainda um grande desafio. Essa pesquisa objetivou desenvolver abordagens baseadas em Redes Neurais Artificiais (RNAs) para determinação da variação espacial e temporal do teor de água no solo, utilizando informações climáticas, propriedade físicas do solo e variáveis topográficas de uma bacia hidrográfica, com área aproximada de 78 km², localizada na Região Sul do Brasil (bacia do Taboão). A RNA adotada é uma rede de duas camadas, com 25 neurônios na camada intermediária, sendo o treinamento realizado por meio do algoritmo retropropagativo, considerando16 iterações iniciais dos pesos sinápticos, e número máximo de ciclos igual a 30.000. No total foram testadas 40 variáveis de entrada, sendo quatro referentes à topografia (altitude, declividade, distância do ponto ao trecho do rio mais próximo e desnível do ponto ao trecho mais próximo do rio); oito relacionadas ao solo (tipo de solo, densidade do solo, resistência à penetração no solo para as camadas de 0 a 20 cm e 20 a 40 cm, tensão da água no solo em apenas um ponto na bacia e percentual de argila, silte e areia), 10 relativas ao clima (clima, evapotranspiração de referência, temperatura do ar máxima e temperatura do ar, umidade relativa do ar máxima e umidade relativa do ar mínima, pressão atmosférica, radiação solar global, velocidade do vento e temperatura na relva), e 18 variáveis de chuva (chuva de 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 12h; chuva de 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 25 e 30 dias; chuva média ponderada horária; chuva média ponderada diária). A saída dos modelos foi comparada com valores de umidade gravimétrica determinados por amostras coletadas em 26 pontos da bacia, distribuídos espacialmente na bacia, no período compreendido entre 15/01 e 10/08/2013. Neste período o teor de água no solo (umidade gravimétrica) variou entre 13,73 e 33,75%. Os resultados demonstram que é possível estimar o teor de água no solo, com distribuição espacial e temporal, com boa eficiência (NSverificação = 0,77), empregando dados topográficos da bacia, propriedades físicas do solo e dados de chuva. As informações climáticas, por outro lado, não afetam significativamente essa estimativa (NSv=0,28), podendo até diminuir a eficiência do modelo (NSv=0,77 para NSv=0,68). O emprego de muitas variáveis não gera necessariamente o melhor desempenho do modelo, pois uma variável pode mascarar a outra e, até mesmo, interferir a eficiência do modelo (NSv=0,70 e NS=0,61 para os modelos onde foram utilizadas 38 variáveis de entrada), além de aumentar o custo e o tempo para aquisição dessas variáveis, e a dificuldade de interpretação dos resultados em relação às várias entradas. Alternativamente, pode-se estimar o teor de água no solo utilizando modelos mais simplificados que empregam dados de chuva monitorados e informações extraídas de mapas (topografia e tipo de solo), mas o desempenho desses modelos é menor (NSv 0,66). A análise de importância das variáveis de entrada delimitou a tensão da água no solo e a chuva como as variáveis mais influentes nos modelos de melhor desempenho, e a densidade do solo como a menos importante. Nos modelos mais simples, a variável menos relevante é a declividade e a mais importante é a chuva. A análise de sensibilidade demonstrou que nem sempre os modelos conseguem reproduzir o que deveria ocorrer no ambiente natural. / The water content in the soil is one of the determining factors in the transfer processes between the soil and the atmosphere, contributing to the balances of water and energy. This content is influenced by inputs to the basin, climate characteristics, topography, land cover characteristics, agricultural practices, and soil properties. These wide heterogeneity factors make the soil water content characterization still a challenge. This research aimed to develop an Artificial Neural Network (ANN) model to determine the spatial and temporal variation of the water content in the soil, using climate data, physical properties of soil, and topographic variables, of a basin with an area of approximately 78 km2, located in Brazil`s southern region (Taboão basin). The model adopted is a double layer feedforward neural network with 25 neurons in the hidden layer. The learning method is the back propagation algorithm, with 16 interactions to avoid local minima, and the maximum number of cycles chosen was 30,000. A total of 40 input variables were tested, including four of topography (altitude, slope, distance from the point to the nearest stretch of river and unevenness of the point closest to the stretch of the river), eight of soil related variables (soil type, soil density, soil penetration resistance for layers from 0 to 20 cm and from 20 to 40 cm, soil water tension at a single point in the basin and percentage of clay, silt and sand), 10 climate-related variables (climate, evapotranspiration reference, maximum and minimum air temperature, maximum and minimum air relative humidity, atmospheric pressure, global solar radiation, wind speed and temperature on grass) and 18 variables related to rain (accumulated precipitation in 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 12h; accumulated precipitation in 2, 3, 5, 10, 15, 20, 25 and 30 days; weighted hourly accumulated precipitation; weighted daily accumulated precipitation). The outputs of the models were compared with values determined by gravimetric moisture samples collected from 26 points spatially distributed in the basin, in the period between 15/01 and 10/08/2013. During this period the soil water content (gravimetric water content) ranged from 13.73 to 33.75%. The results show that it is possible to estimate the water content of the soil, temporal and spatial distribution, with good efficiency (NSverication = 0.77), using topographic data from the basin, soil physical properties and precipitation data. The weather information, on the other hand, did not significantly affect the estimate (NSv = 0.28) and may even decrease the efficiency (NSv) of the model (from 0.77 to 0.68). The use of many variables not necessarily generates the best performance of the model as a variable may mask another and even disrupt the efficiency of the model (NSv = 0.70 and NSv = 0.61, where 38 input variables were used), besides increasing the cost and the time to acquire these variables, and the difficulty of interpreting the results in relation to the various inputs. Alternatively, one can estimate the water content in soil using more simplified models, employing monitored rainfall data and information extracted from maps (topography and soil type), but the performance of these models is smaller (NSv 0.66). The analysis of the importance of input variables delimited the soil water tension and the rain as the most influential variables in the best models, and the density of the soil as the least important. In the simplest models, the less relevant variable is the slope and the most important is the rain. The sensitivity analysis showed that the models cannot always play what should occur in the natural environment.

The general objective of this work was to evaluate the development of the lettuce (Lactuca sativa L.) under different organic seasoning sources and the specific objectives had been to verify the influence of some sources of organic substance in the fertilization of the lettuce, to verify the thermal amplitude in function of the covering of the ground and organic fertilization and to verify the influence of the covering of the ground and the organic substance in the water retention in the ground. The work was carried through in the experimental area of the Pequeno Produtor Grande Empreendedor of the Gbarbosa Institute in partnership with the Federal University of situated Sergipe in the city of located Itabaiana the 56 kilometers of the Capital, Aracaju. The used delineation was of blocks casualizados with four repetitions, being the treatments composites of five sources of organic substance (compost, chicken manure, cattle manure, sheep manure and castor bean) and a witness without fertilization all with and without covering deceased totalizing 12 treatments. The characteristics of diameter of the plant, height of plant, cool and dry substance of root and aerial part had been evaluated, water tension of the ground and temperature of the ground. For determination of the water tension they had been installed tensiometers in the ground and the temperatures had been measured with the use of digital thermometer. The treatment that had as source of organic substance chicken manure presented optimum resulted when associated to the covering deceased of the ground. When not to exist the possibility of the use of the covering of the ground is recommended the use of the organic composition as organic seasoning source. When it was used covering of the ground got lesser values of water tension in the ground. It had trend of lesser temperatures when covering of the ground was used and greaters temperatures when castor bean was used. / O objetivo geral deste trabalho foi avaliar o desenvolvimento da alface (Lactuca sativa L.) sob diferentes fontes de adubos orgânicos e os objetivos específicos foram verificar a influência de várias fontes de matéria orgânica na adubação da alface, verificar a amplitude térmica em função da cobertura do solo e adubação orgânica e verificar a influência da cobertura do solo e da matéria orgânica na retenção de água no solo. O trabalho foi realizado na área experimental do Projeto Pequeno Produtor Grande Empreendedor do Instituto Gbarbosa em parceria com a Universidade Federal de Sergipe situada no município de Itabaiana localizada a 56 quilômetros da Capital, Aracaju. O delineamento utilizado foi de blocos casualizados com quatro repetições, sendo os tratamentos compostos de cinco fontes de matéria orgânica (composto orgânico, esterco de aves, esterco bovino, esterco ovino e torta de mamona) e uma testemunha sem adubação todos com e sem cobertura morta totalizando 12 tratamentos. Foram avaliadas as características de diâmetro da planta, altura de planta, matéria fresca e seca de raiz e parte aérea, tensão de água do solo e temperatura do solo. Para determinação da tensão de água foram instalados tensiômetros no solo e as temperaturas foram medidas com a utilização de termômetro digital. O tratamento que teve como fonte de matéria orgânica o esterco de aves apresentou o melhor resultado quando associado à cobertura morta do solo. Quando não existir a possibilidade do uso da cobertura do solo é recomendada a utilização do composto orgânico como fonte de adubo orgânico. Quando utilizou-se a cobertura do solo obteve-se menores valores de tensão de água no solo. Houve tendência de menores temperaturas quando se utilizou cobertura do solo e maiores temperaturas quando se utilizou torta de mamona.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O objetivo deste trabalho foi desenvolver estratÃgias de monitoramento e automaÃÃo em sistemas de irrigaÃÃo utilizando sensores capacitivos FDR para coletar dados do conteÃdo de Ãgua no solo atravÃs de uma Rede de Sensores Sem Fio (RSSF). Os sensores capacitivos FDR foram desenvolvidos no Departamento de Engenharia AgrÃcola (DENA) da UFC. Foram utilizados neste trabalho 14 sensores capacitivos FDR e um deles passou por um processo de calibraÃÃo em laboratÃrio, onde foi sobreposta uma lÃmpada de 100 watts na amostra de solo indeformada para acelerar o secamento do solo. Esta calibraÃÃo derivou uma equaÃÃo do tipo potencial. A RSSF utilizada à formada por mÃdulos sensores capazes de comunicar-se entre si por rÃdio frequÃncia, possuindo um ponto de comunicaÃÃo final (estaÃÃo base). O sistema de RSSF foi constituÃdo de 7 mÃdulos sensores, 2 mÃdulos multihops e um mÃdulo mestre conectado ao computador. Cada mÃdulo sensor à constituÃdo pelos seguintes elementos: transceptor TRF 2.4 GHz da Laipac (alcance mÃximo de 150 m), memÃria, processador, bateria de 12 volts e dois sensores capacitivos FDR. A RSSF foi instalada em um campo cultivado por milho em estÃdio avanÃado de produÃÃo (30 DAS). Os sensores capacitivos FDR foram instalados em duas profundidades: 10 cm e 25 cm. Os dados dos mÃdulos sensores eram transmitidos ao mÃdulo mestre atravÃs dos 2 mÃdulos multihops. As respostas dos sensores capacitivos FDR foram coletadas pelos mÃdulos sensores todos os dias, pelo perÃodo da manhà e da tarde, e o tempo de irrigaÃÃo foi determinado com base na equaÃÃo de calibraÃÃo. As leituras foram coletadas antes e depois das irrigaÃÃes e o experimento durou aproximadamente 15 dias. Foi realizada uma validaÃÃo da calibraÃÃo em campo relacionando as respostas dos sensores capacitivos FDR em tempo real com a umidade volumÃtrica pelo mÃtodo padrÃo de estufa. A RSSF possibilitou que os sensores capacitivos FDR registrassem a variaÃÃo do teor de Ãgua durante os eventos de chuva e irrigaÃÃes. As comunicaÃÃes dos mÃdulos sensores foram bem sucedidas, apesar da altura das plantas e as ocorrÃncias das chuvas terem impedido em alguns momentos as transmissÃes. A equaÃÃo obtida em laboratÃrio subestimou os valores de umidade volumÃtrica real, obtida pelo mÃtodo direto, devido à temperatura que a lÃmpada incidiu na amostra de solo durante o processo de calibraÃÃo. A bateria dos mÃdulos sensores foi o fator mais limitante e requer ajuste no protocolo de comunicaÃÃo da RSSF par otimizar o consumo. A RSSF mostrou-se um sistema dinÃmico e preciso e pode, em conjunto com os sensores capacitivos FDR, auxiliar pesquisadores e produtores na tomada de decisÃo de irrigaÃÃo. / The goal of this study was to develop strategies for monitoring and automated irrigation systems using FDR capacitance sensors to collect data of water content in the soil through Wireless Sensor Network (WSN). The FDR capacitance sensors were developed in the Department of Agricultural Engineering (DENA) pertain UFC. Were used 14 FDR capacitance sensors and one of them went through a calibration process in the laboratory, witch was superimposed a 100-watt bulb in the soil sample undeformed to accelerate the drying soil. At the end of the calibration we obtained an equation potential model. The WSN is formed sensors nodes can communicate with each other by radio frequency having a communication end point (base station). The WSN system consisted of 9 sensors modules and a master module connected to the PC. Each sensor module consists of the following elements: 2.4 GHz transceiver TRF of company Laipac (maximum range 150 m), memory, processor, 12-volt battery and two FDR capacitance sensors. The WSN was installed in a field of maize crop in an advanced stage of production (30 DAS). The FDR capacitance sensors were installed at two depths: 10 cm and 25 cm. The data from the sensor modules were transmitted to the master module through the 2 modules multihops. The responses of the FDR capacitance sensors were collected every day at the morning and afternoon, and the time of irrigation was determined based on the calibration equation. The responses of the FDR capacitance sensors obtained by WSN were collected before and after irrigation and the experiment lasted 15 days. We performed a validation of the field calibration relating the responses of the FDR capacitance sensors in real time with the water content by gravimetric method. The WSN enabled FDR capacitance sensors recorded the variation of water content during the events of rainfall and irrigation. The communications of sensors modules have been successful, despite the height of plants and occurrences of rainfall have impeded some transmissions. The equation obtained in laboratory underestimated the true values water content obtained by the direct method, due to the temperature that the light bulb emitted on the soil sample during the calibration process. The battery of the sensor modules was the most limiting factor and requires adjustment in the communication protocol of WSN to optimize consumption. The WSN was dynamic and accurate and may, in partnership with FDR capacitance sensors, help researchers and producers in decision-making irrigation.

No contexto atual, no qual os recursos hídricos tornam-se cada vez mais limitantes, a utilização da água pela agricultura precisa ser mais eficiente visando à manutenção dos níveis atuais de produtividade. Uma vez implantado o equipamento de irrigação, o produtor necessita de uma estratégia de gerenciamento que defina o momento certo e a quantidade de água adequada para atender às necessidades hídricas da cultura. Uma ferramenta muito utilizada para esse fim é o balanço hídrico, pelo qual são contabilizadas as entradas e saídas de água do sistema, permitindo que se obtenha a quantidade a ser aplicada visando à utilização racional do recurso e o desenvolvimento adequado da cultura. Entretanto, muitas vezes o acompanhamento da quantidade de água disponível às plantas somente pelo balanço hídrico pode apresentar erros cumulativos, o que torna importante, a cada determinado intervalo de tempo, realizar-se medições da umidade do solo para fins de ajuste. O medidor Speedy, baseado no processo de formação do gás acetileno a partir da reação da água com carbureto de cálcio, pode ser utilizado de forma conjugada ao balanço hídrico por fornecer resultados rápidos com adequada precisão, ser portátil e de fácil manuseio. Assim, o objetivo deste trabalho foi automatizar a leitura de um aparelho Speedy, integrando-o a um programa desenvolvido de manejo da irrigação. Foram desenvolvidos quatro sistemas baseados na leitura automatizada da umidade pelo aparelho, cada um com diferente grau de complexidade e aplicação. Dois testes foram realizados com os sistemas, o primeiro em laboratório e o segundo em campo, nos quais determinações de umidade pelo Speedy e pelo método gravimétrico foram comparadas. Os resultados foram submetidos a analise de correlação e regressão, determinando-se os índices de precisão (r) e exatidão (d). Tanto nos testes em laboratório quanto no em campo, os índices obtidos foram satisfatórios. Os sistemas funcionaram de forma adequada, constituindo-se como ferramentas de auxílio para o gerenciamento da irrigação. / As water supplies become limited, agricultural water use needs to become more efficient to maintain current productivity levels. Matching the amount and rate of water application to specific soil and plant conditions, the efficiency of irrigations system can be increased. An easy way to accomplish this is using the water balance. However, the monitoring of available water content only by the water balance can generate cumulative errors, which should be removed by soil moisture determinations. The Speedy moisture tester can be used in this situation, considering that it is portable, shows the results quickly and have good precision. The visualization of its results through tables, though, reduces the functionality of its use and can confer less precision to the measurements. So, the objective of this work was to automate the equipment readings and to integrate it in water balance software. It was developed four systems to do this process, using a microcontroller. Two tests, one in the laboratory e other in the field, were realized to compare the determinations by Speedy and by gravimetrical method. The systems resulted excellent precision (r) and accuracy (d) index, and seems to become an important tool for irrigation management.