Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Nos Ãltimos anos, com a evoluÃÃo explosiva da informÃtica e da eletrÃnica, a comunidade cientÃfica mundial tem intensificado os estudos no sentido de desenvolver e aplicar pesquisas baseada no aprimoramento da alta precisÃo. Os avanÃos na Ãrea de informÃtica, principalmente na elaboraÃÃo de interfaces com sensores eletrÃnicos, permitiram o desenvolvimento e aplicaÃÃo de vÃrios transdutores na Engenharia AgrÃcola. No que diz respeito à agricultura irrigada uma grande preocupaÃÃo à com o enorme volume de Ãgua utilizado. Segundo a FAO atà 2030 serà necessÃrio um incremento de 14% da Ãgua potÃvel, na irrigaÃÃo, a fim de suprir a demanda provocada pelo crescimento da populaÃÃo mundial. No intuito de aprimorar o uso da Ãgua na irrigaÃÃo, vÃrios trabalhos foram e estÃo sendo desenvolvidos, principalmente na busca de se avaliar, economicamente, a conversÃo da Ãgua em alimento e a real necessidade hÃdrica das culturas para seu desenvolvimento pleno. O kc à um fator que relaciona a necessidade hÃdrica da cultura em estudo e a necessidade hÃdrica de uma cultura hipotÃtica. O balanÃo hÃdrico do solo contabiliza todas as adiÃÃes e retiradas de Ãgua que realmente ocorrem em certo volume de solo, utilizado na produÃÃo agrÃcola, permitindo avaliar a situaÃÃo hÃdrica pela qual uma cultura passa. Pelo exposto acima, o presente trabalho teve como objetivo geral a avaliaÃÃo do uso do sensor capacitivo FDR em substituiÃÃo ao tensiÃmetro para o cÃlculo do coeficiente de cultivo (kc), por meio do balanÃo hÃdrico do solo. O experimento foi realizado no PerÃmetro Irrigado do Baixo Acaraà â CearÃ, em uma Ãrea de 1,0 ha, em dois ciclos com a cultura da melancia nos anos de 2009 e 2010. Os sensores foram calibrados, em laboratÃrio, atravÃs de anÃlise de regressÃo entre umidade da amostra e frequÃncia produzida pelo sensor, e entre esta Ãltima e a tensÃo verificada em um tensiÃmetro com mercÃrio partindo do ponto de saturaÃÃo atà aproximadamente 8,0% de umidade volumÃtrica. A avaliaÃÃo da equaÃÃo de calibraÃÃo ocorreu atravÃs da comparaÃÃo entre os dados dos sensores e os dados dos tensiÃmetros para umidade e tempo de irrigaÃÃo. A equaÃÃo de calibraÃÃo tanto para a umidade, como para tensÃo foi do tipo exponencial. A comparaÃÃo entre as tensÃes medidas e estimadas, pela equaÃÃo de ajuste, alcanÃou desempenho forte e/ou Ãtimo em todos os itens analisados. A validaÃÃo em campo, das equaÃÃes de ajuste, deu-se atravÃs de uma anÃlise comparativa entre as tensÃes obtidas pelos sensores FDR e pelos tensiÃmetros, alÃm das umidades atuais, estimadas por ambos os equipamentos, no primeiro ano de cultivo. Para o segundo ciclo produtivo fez-se uso da tÃcnica do papel filtro que retornou as seguintes equaÃÃes de ajuste para as curvas de retenÃÃo da Ãgua no solo: θ=0,3843*T^(-0,381)(1 camada), θ=0,4381*T^(-0,372)(2 camada) e θ=0,4103*T^(-0,34)(3 camada), e a tÃcnica do perfil instantÃneo para avaliaÃÃo da condutividade hidrÃulica. Aplicaram-se variaÃÃes de umidade do solo, com tratamento, a fim de verificar algumas respostas fisiolÃgicas da cultura. Os tratamentos apresentaram diferenÃa estatÃstica para transpiraÃÃo e condutÃncia estomÃtica, sendo o T4 (ϴ= 1,3 da capacidade de campo) superior aos demais ao nÃvel de confianÃa de 0,05. Os valores de kc variaram entre os tratamentos de 0,74 a 1,06 (18 DAP), 0,98 a 1,52 (45 DAP) e 0,67 a 0,85 (59 DAP). A produÃÃo variou de 13,019 a 25,867 Mg entre os tratamentos. O uso eficiente de Ãgua variou de 4,17 a 6,95 kg m-3. O uso do sensor permite medir o potencial da Ãgua no solo e a umidade em tempo real, possibilitando o monitoramento e a tomada de decisÃes de forma mais segura. / In recent years, with the explosive development of information technology and electronics, the scientific community worldwide has intensified research to develop and implement research-based improvement in precision application. Advances in information technology, especially in the developing of interfaces with electronic sensors, allowed for the development and application of various transducers in Agricultural Engineering. With respect to irrigated farms there is a major concern with the large volume of water used. According to FAO by 2030 it will be required an increase of 14% of drinking water used by irrigation, in order to meet the demand caused by population growth worldwide. In order to improve water use in irrigation, several studies have been and are being developed, especially focused on evaluating, economically, the conversion of water into food and the actual requirement of crops for their full development. The kc is a factor that relates crop water requirement of a real crop to the water requirement of a hypothetical culture. The soil water balance accounts for all additions and withdrawals of water that actually occur in a certain volume of soil used in agricultural production, allowing to access the water situation in which a culture is. From the above, this study aimed to evaluate the use of a capacitive FDR sensor to replace tensiometer in the process of obtaining the crop coefficient (kc) through the soil water balance. The experiment was conducted at the Low Acaraà Irrigation District - CearÃ, in an area of 1.0 ha, into two cycles with of watermelon, in the years 2009 and 2010. The sensors were calibrated in the laboratory using regression analysis between soil moisture from a soil sample and frequency produced by the sensor, and between it and the tension found in a mercury based tensiometer, from saturation to approximately 8.0% volumetric water content. The evaluation of the calibration equation occurred by comparing the sensor data and data from tensiometers for moisture and irrigation timing. The calibration equation for both moisture and for the tension was exponential. The comparison between the estimated and measured tensions using the fitted equation produced a strong performance and/or great on all items analyzed. Field validation of the fitted models was conducted by comparative analysis between the frequencies obtained from the FDR sensors and the tensiometers during the first harvesting year. For the second harvesting year, the technique of filter paper was tested. It resulted in the following equations to fit the water retention curves for the soil: θ=0,3843*T^(-0,381) (1st layer), θ=0,4381*T^(-0,372) (2nd layer) and θ=0,4103*T^(-0,34) (3rd layer). In addition, the instantaneous profile method for evaluating the hydraulic conductivity was applied. Were application depth was applied as a treatment for analyzing some physiological characteristics of the crop. The treatments showed statistical differences for stomatal conductance and transpiration, T4 (ϴ= 1.3 of field capacity) being superior to the others to a 0.05 confidence level. kc values ranged between treatments from 0.74 to 1.06 (18 DAP), 0.98 to 1.52 (45 DAP) and 0.67 to 0.85 (59 DAP). Crop yield ranged from 13.019 to 25.867 Mg between treatments. The efficiency of water use ranged from 4.17 to 6.95 kg m-3. The use of the sensor allows for real time measurement of soil water potential and soil moisture, enabling a more secure monitoring and decision making.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:6160 |
| Date | 16 August 2012 |
| Creators | AntÃnio Dimas SimÃo de Oliveira |
| Contributors | Francisco Marcus Lima Bezerra, Adunias dos Santos Teixeira, Marlos Alves Bezerra, Raimundo Nonato de Assis JÃnior, LuÃs Henrique Bassoi |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em Engenharia AgrÃcola, UFC, BR |
| 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:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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