Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The soil tillage systems modify its water balance and for the correct irrigation
management is fundamental to determining the runoff and effective rainfall, which helps
to maximize the use of rainwater and minimizes the use of supplemental irrigation. The
objective of this study was to determine, model and estimate the runoff and the effective
rainfall during the development cycle of the common black bean and maize in soil with
and without straw on the surface, in different land slope and rainfall intensities simulated,
using the field experiments, multivariate equations, the Curve Number Method (CN) and
the SIMDualKc Model. Two experiments were conducted in the field with crops of black
beans and maize, where different intensities of simulated rainfall (35, 70 and 105 mm h-1)
were applied at different times of the crop cycle (soil cover of 0, 28, 63 and 100% by the
canopy beans; 0, 30, 72 and 100% by canopy of maize) and distinct land slope (1, 5 and
10%) in soil without and with (5 Mg ha-1) of oat straw on the surface. The runoff values
observed were compared with those estimated by the CN method, suggesting new
values of CN to improve the estimate. From the set of data collected from the field
analysis of multiple linear regression to estimate runoff and simulations with SIMDualKc
model to estimate runoff and effective rainfall were performed. The start time of the
runoff, constant runoff rate, total runoff and the percentage of runoff in relation to the
volume of rain were little influenced by the crops of beans and maize. Reductions in
runoff were provided by the straw on the soil surface within 45 and 48% for the crops
beans and maize, respectively. The CN method for the bean crop underestimated runoff
by up to 10% for the soil without straw on the surface, and overestimated by up to 17%
for the soil with straw. For maize, the method overestimated the runoff by up 32.4% in
soil with straw and 12% in soil without straw. To improve estimation the CN, new values
are proposed for CN, considering the crop, the presence or absence of straw on soil
surface and intensity rain. The use of multiple linear regression analyzes indicated that
the volume of precipitation (R2=0.52) and soil cover by straw (R2=0.18) are the variables
with the greatest influence on runoff. Four multiple equations were generated, and the
equation 2, whose input parameters are the volume of rain and amount of litter on the
soil surface, was presented the best estimate of the runoff of a data set than the one that
gave its origin. The SIMDualKc Model requires adjustments to estimate runoff and
effective rainfall during the crop cycle of beans and maize, so consider the benefits of
straw on the soil surface in reducing runoff. Thus, the suggested value of CN (CN=75)
was changed to 71 and 87 to the black bean crop, and 56 and 79 for the maize crop for
the soil with and without straw on the surface, respectively. / Os sistemas de manejo do solo modificam o seu balanço hídrico e para o correto
manejo da irrigação é de fundamental importância a determinação do escoamento
superficial e da chuva efetiva, o que contribui para maximizar o uso da água das chuvas e
minimiza a utilização de irrigação suplementar. O objetivo do presente trabalho foi
determinar, modelar e estimar o escoamento superficial e a chuva efetiva durante o ciclo de
desenvolvimento das culturas do feijão e milho, cultivados em solo com e sem palha na
superfície, em diferentes declividade do terreno e intensidades de chuvas simuladas,
utilizando experimentos a campo, equações multivariadas, o método Curva Número (CN) e
o modelo SIMDualKc. Foram realizados dois experimentos à campo, com as culturas do
feijão e milho, em que foram aplicadas diferentes intensidades de chuvas simuladas (35, 70
e 105 mm h-1), em diferentes momentos do ciclo das culturas (cobertura do solo de 0, 28, 63
e 100% pelo dossel vegetativo do feijão; 0, 30, 72 e 100% pelo dossel vegetativo do milho) e
distintas declividade do terreno (1, 5 e 10%), em solo sem e com (5 Mg ha-1) palha de aveia
preta na superfície. Os valores de escoamento superficial observados foram comparados
com os estimados pelo método CN, sugerindo-se novos valores de CN para melhorar a
estimativa. A partir do conjunto de dados coletados a campo, foram realizadas análises de
regressão linear múltiplas para a estimativa do escoamento superficial e, simulações com o
modelo SIMDualKc para estimativa do escoamento superficial e da chuva efetiva. O tempo
de início do escoamento, a taxa constante de escoamento, o escoamento total e a
porcentagem de escoamento em relação ao volume da chuva foram pouco influenciados
pelo crescimento do dossel vegetativo das plantas de feijão e milho. Reduções no
escoamento superficial foram proporcionadas pela presença de palha na superfície do solo,
em até 45 e 48% para as culturas do feijão e milho, respectivamente. O método CN para a
cultura do feijão subestimou o escoamento superficial em até 10% para o solo sem palha na
superfície e, superestimou em até 17% para o solo com palha. Para a cultura do milho, o
método CN superestimou o escoamento superficial em até 32,4% no solo com palha e 12%
no solo sem palha. Para melhorar a estimativa do método CN, foram propostos novos
valores de CN, considerando a cultura, a presença ou não de palha na superfície do solo e a
intensidade da chuva. A utilização de análises de regressão linear múltiplas indicaram que o
volume da chuva (R2=0,52) e a cobertura do solo por palha (R2=0,18) são as variáveis com
maior influência sobre o escoamento superficial. Foram geradas quatro equações múltiplas,
sendo que a equação 2, cujos parâmetros de entrada são o volume da chuva e quantidade
de palha na superfície do solo, foi a que apresentou a melhor estimativa do escoamento
superficial de um conjunto de dados diferente daquele que lhe deu origem. O modelo
SIMDualKc necessita de ajustes para estimar o escoamento superficial e a chuva efetiva
durante o ciclo das culturas de feijão e milho, de modo que considere os benefícios da palha
na superfície do solo na redução do escoamento superficial. Desta forma, o valor sugerido
de CN (CN=75) foi alterado para 71 e 87 para a cultura do feijão e, 56 e 79 para a cultura do
milho, para o solo com e sem palha na superfície, respectivamente.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/3612 |
| Date | 25 March 2014 |
| Creators | Knies, Alberto Eduardo |
| Contributors | Carlesso, Reimar, Michelon, Cleudson José, Eltz, Flavio Luiz Foletto, Petry, Mirta Teresinha, Martins, Juliano Dalcin |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola, UFSM, BR, Engenharia Agrícola |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 500300000008, 400, 500, 300, 300, 500, 500, 500, 1a6ccd1d-16e8-4110-910c-7178d86e0944, 58268e09-ff2b-4b18-998d-d3b482650ee3, caf38d97-d0d7-4187-9b12-b8846c4be8cd, a7e7e76b-88b3-425c-b68a-000e15dd4b0b, d2d2b9d7-e05b-458f-9d6b-30548adb9000, aa533a65-a0af-4454-b60e-c5ded63fbcb0 |
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