Controlled water stress in agricultural crops in brazilian cerrado / Estresse hídrico controlado em lavouras agrícolas no cerrado brasileiro

Considering the scenarios with reduction of water availability, the need to increase water use efficiency and crop yield, the objective of this study was to evaluate the effect of reducing the evapotranspiration of the main irrigated crops on productivity. Data from the years 2005 to 2016 for carrot, garlic, potato, sugarcane, bean, maize, soybean, wheat, coffee and cotton crops grown in the Brazilian states of Bahia, Minas Gerais, São Paulo, Goiás, Distrito Federal and Mato Grosso were collected. The crops were irrigated by central-pivot irrigation and drip irrigation systems, and irrigation management was performed using IRRIGER® software. With the information on potential crop evapotranspiration (ETpc) and crop evapotranspiration (ETc), it was possible to obtain a reduction of ETpc (%) for all crops. For all scenarios, these data were confronted with crop productivity and regression models were fitted. It was concluded that the maximum reductions of ETpc (%) without affecting productivity are 5% for garlic and potato, 12% for maize, 13% for bean, 15% for wheat, 20% for soybean and cotton, 25% for sugarcane and 30% for coffee.

Diante dos cenários com redução da disponibilidade hídrica, necessidade de aumento da eficiência no uso da água e da produtividade das culturas agrícolas, objetivou-se neste trabalho avaliar o efeito da redução da evapotranspiração na produtividade das principais culturas irrigadas. Informações foram coletadas nas safras dos anos de 2005 à 2016 para as culturas da cenoura, alho, batata, cana-de-açúcar, feijão, milho, soja, trigo, café e algodão cultivadas nos estados da Bahia (BA), Minas Gerais (MG), São Paulo (SP), Goiás (GO), Distrito Federal (DF) e Mato Grosso (MT). As culturas foram irrigadas por sistemas de irrigação por pivô central e gotejamento, sendo que os manejos de irrigação foram realizados por meio do software IRRIGER®. Com as informações de evapotranspiração potencial da cultura (ETpc) e evapotranspiração da cultura (ETc) foi possível obter a redução da ETpc (%) para todos os cultivos. Para todos os cenários, estes dados foram confrontados com a produtividade das culturas e modelos de regressão foram ajustados. Concluiu-se que a redução máxima de ETpc (%) sem afetar a produtividade é 5% para o alho e batata, 12% para o milho, 13% para o feijão, 15% para o trigo, 20% para a soja e algodão, 25% para a cana-de-açúcar e 30% para o café.

Irrigation with saline water on pineapple grown in the semi-arid of bahia state / Irrigação com água salina na cultura do abacaxizeiro no semiárido baiano

We aimed to evaluate the effects of different irrigation depths with saline water on growth, yield, water-use efficiency, and fruit quality of 'Pérola' pineapple plant grown in the semi-arid of Bahia state. The experiment was carried out in a randomized block design with five treatments which represented the irrigation depths: 100% of crop evapotranspiration (ETc) with irrigation water of 0.75 dS m-1 in electrical conductivity (ECiw); and 50, 75,100, and 125% of ETc with water of 3.6 dS m-1 in ECiw. Pineapples were grown under field conditions watered by drip irrigation in which pressure compensating emitters had 8 L h-1 flow rate. We observed that the irrigation depth 100% of ETc with water of 0.75 and 3.6 dS m-1 in ECiwprovides higher pineapple yields under the semi-arid conditions of this study, and the chemical quality of the fruits are up to commercial standards, except when applying 125% of ETc with water of 3.6 dS m-1 in ECiw.

Objetivou-se avaliar o uso de diferentes lâminas de irrigação com água salina nas características de crescimento, produtividade, eficiência de uso da água e qualidade do abacaxizeiro 'Perola' no semiárido baiano. O experimento foi conduzido em blocos casualizados com cinco tratamentos representados pelas lâminas de irrigação: 100% da evapotranspiração da cultura (ETc) com água de condutividade elétrica (CEa) de 0,75 dS m-1 e 50, 75, 100 e 125% da ETc com aplicação de água de CEa de 3,6 dS m-1. A cultura foi conduzida em condições de campo com a utilização do sistema de irrigação por gotejamento, com gotejadores autocompensantes de vazão nominal de 8 L h-1. Verificou-se que a lâmina de irrigação referente a 100% da ETc com água de CEa de 0,75 e 3,6 dS m-1 proporciona as melhores produtividades nas condições do presente estudo e as características de qualidade química do fruto do abacaxi 'Pérola' estão dentro dos padrões de comercialização, exceto com aplicação de lâmina referente a 125% da ETc com água de CEa de 3,6 dS m-1.

Reference evapotranspiration estimated from air temperature using the MARS regression technique / Evapotranspiração de referência estimada a partir da temperatura do ar usando a técnica de regressão MARS

The reference evapotranspiration (ETo) is an important component for determining the water requirements of the crops. In order to estimate this variable accurately, the Food and Agriculture Organization (FAO) proposed the Penman-Monteith equation, however, this demands a large number of meteorological data, which restricts its use. In this context, this study compares the performance of the Penman-Monteith equation using only measured air temperature (PMT) and the Hargreaves-Samani (HS) equation with the performance of the multivariate adaptive regression splines (MARS) technique for the daily ETo estimation with only air temperature data. For the study, daily meteorological data from 2002 to 2016 were used. The data were collected from weather stations located in Florianópolis- SC, Manaus-AM and Petrolina-PE, being these selected in order to capture different climatic conditions. MARS models were developed for each weather station and the PMT e HS equations were locally calibrated. The performances of the original and calibrated equations and MARS models were evaluated based on the statistical indices root mean square error, mean absolute error, mean bias error and coefficient of determination. The ETo estimated by the Penman-Monteith method with full data was used as reference for the development of the MARS models, calibration of the equations and for the performance evaluation of the models under study. The calibration of the HS and PMT equations promoted better performances in relation to the original equations, improving the methods accuracy. The MARS technique presented good performance, outperforming the original and calibrated PMT and HS equations, with lower error values and higher coefficient of determination, and can be considered as an alternative to empirical methods.

A evapotranspiração de referência (ETo) é um componente importante para determinar o requerimento de água das culturas. Para estimar esta variável com acurácia, a Food and Agriculture Organization (FAO) propôs a equação de Penman-Monteith, no entanto, esta demanda um grande número de dados meteorológicos, o que restringe seu uso. Neste contexto, este estudo compara o desempenho da equação de Penman-Monteith usando apenas temperatura do ar medida (PMT) e a equação Hargreaves-Samani (HS) com o desempenho da técnica multivariate adaptive regression splines (MARS) para a estimativa da ETo diária com apenas dados de temperatura do ar. Para o estudo, foram utilizados dados meteorológicos diários de 2002 a 2016. Os dados foram coletados de estações meteorológicas localizadas em Florianópolis-SC, Manaus-AM e Petrolina-PE, sendo estas selecionadas a fim de capturar diferentes condições climáticas. Modelos MARS foram desenvolvidos para cada estação meteorológica e as equações de PMT e HS foram calibradas localmente. Os desempenhos das equações originais e calibradas e modelos MARS foram avaliados com base nos indicadores estatísticos raiz do erro quadrático médio, erro absoluto médio, viés médio e coeficiente de determinação. A ETo estimada pelo método de Penman-Monteith com dados completos foi utilizada como referência para o desenvolvimento dos modelos MARS, calibração das equações e para a avaliação da performance dos modelos em estudo. A calibração das equações HS e PMT promoveu melhores desempenhos em relação às equações originais, melhorando a acurácia dos métodos. A técnica MARS apresentou bom desempenho, superando as equações de PMT e HS originais e calibradas, com menores valores de erro e maiores coeficientes de determinação, e pode ser considerada como uma alternativa aos métodos empíricos.

Wet bulb and Conilon coffee root distribution under drip irrigation / Bulbo molhado e sistema radicular do cafeeiro Conilon sob irrigação localizada

ABSTRACT Knowledge of the wet bulb and the root system of the Conilon coffee plant is highly important for the correct management of irrigation. Therefore, the aim of this work was to characterize the wet bulb and Conilon coffee root distribution under drip irrigation. The experiment was conducted in the city of São Mateus, ES, Brazil with five replications of a completely randomized design of a 4 x 6 split-plot scheme, which represents four points located according to plant location and six depths. Two points were located in the plant line and two points between lines. For row spacing, we used a split-plot scheme 5 x 6 with five points in relation with plant location and six depths with five replications. The coffee roots were analysed by volume, superficial area, length and diameter. The wet bulb was measured with tubes located in six points near the plants with two points in the plant row (between two plants) and five points between rows. The measurements were conducted at four depth ranges with three replications. The wet bulb reached a depth of between 0.40 and 0.50 m, providing an excess of water in depth, evidencing the importance of this characterization for the irrigation management of drip-irrigated Conilon coffee. The depth of the radicular system for better irrigation management efficiency of drip-irrigated coffee is 0.30 m, exhibiting 67.4% of root volume and 68.0% of surface area.

RESUMO O conhecimento do bulbo molhado e do sistema radicular do cafeeiro Conilon é de suma importância para o manejo correto da irrigação. Diante disso, objetivou-se caracterizar o bulbo molhado e o sistema radicular do cafeeiro Conilon sob irrigação localizada. O experimento foi realizado em São Mateus-ES, em um delineamento inteiramente casualizado em parcela subdividida 4 x 6, sendo quatro pontos em relação à planta e seis faixas de profundidade, com cinco repetições. Sendo dois na linha e sete na entre linha com distância entre si de 0,20 m. E na entre linha do cafeeiro em parcela subdividida 5 x 6, sendo cinco pontos em relação à planta e seis faixas de profundidade, com cinco repetições. Foram avaliados volume, área superficial, comprimento e diâmetro de raiz. O bulbo molhado foi determinado usando tubos dispostos em seis pontos em relação à planta, sendo um ponto na linha de plantio do cafeeiro entre duas plantas, e em cinco pontos na entre linha, sendo as medições realizadas em quatro faixas de profundidades, com três repetições. O bulbo molhado atingiu profundidade entre 0,40 a 0,50 m, proporcionando excesso de água em profundidade, evidenciando a importância dessa caracterização para o manejo da irrigação do cafeeiro Conilon irrigado por gotejamento. A profundidade do sistema radicular para melhor eficiência do manejo da irrigação do café Conilon irrigado por gotejamento é de 0,30 m, tendo apresentaram está profundidade 67,4% do volume de raiz e 68,0% de área superficial.

Irrigação no cultivo orgânico de alface utilizando Irrigás, tanque Classe A e um sistema automático de baixo custo / Irrigation with Irrigás, Class A pan and an low cost controller in the organic cultivation of lettuce

O presente estudo teve como objetivo comparar um sistema automático de baixo custo a outras duas técnicas de manejo (sistema Irrigás e tanque classe A) na cultura da alface (Lactuca sativa L.) com relação à operacionalidade dos sistemas, custo dos equipamentos, lâminas aplicadas e dados de produção da cultura. O cultivo foi desenvolvido num delineamento experimental de blocos ao acaso, com quatro tratamentos casualizados em seis blocos. Os tratamentos foram caracterizados pelo sistema Irrigás, tanque Classe A (TCA) e pelo uso de um acionador automático de baixo custo para irrigação (AAI), em duas tensões de água no solo (9,0kPa e 12,0kPa). Foram avaliados dados de lâmina aplicada, eficiência no uso da água e as variáveis de produção, área foliar, massa fresca e seca da parte aérea, diâmetro e altura da cabeça. Não houve diferença significativa entre os tratamentos para nenhuma das variáveis de produção avaliadas(P>0,05) e as lâminas totais referentes aos diferentes métodos de manejo foram próximas à evapotranspiração de referência (ETo) acumulada no período. A eficiência no uso da água nos tratamentos TCA, AAI/9kPa, Irrigás, AAI/12kPa foi, respectivamente, 241,4; 217,9; 205,5 e 267,1kg ha-1 mm-1, enquanto as produtividades foram respectivamente, 32,80; 28,86; 28,80 e 35,45Mg ha-1. Os resultados obtidos são próximos de valores reportados na literatura, permitindo concluir que as metodologias de manejo avaliadas foram eficientes para o cultivo de alface, e que, dessa forma, a escolha do método dependerá da disponibilidade de mão-de-obra e também do nível de treinamento do agricultor.

The objective of the present research was to compare an low cost controller with two other techniques of irrigation management, Irrigas system and Class A pan, in the cultive of lettuce (Lactuca sativa L.),concerning operability of systems, equipment costs, applied depths and crop yield data. The cultivation was developed in a randomized complete blocks design with four treatments randomized in six replicates. The treatments were characterized by the system Irrigás, Class A pan (TCA) and the use of automatic irrigation of low cost device (AAI) in two different soil water tensions (9.0kPa and 12.0kPa). Data of irrigation depth, water use efficiency and production variables leaf area, fresh and dry weight of shoots, diameter and height of the head were evaluated. There wasn't significant difference between treatments for any of the production variables evaluated (P>0.05) and total irrigation depths were related to different management practices and close to the evapotranspiration estimated reference (ETo) accumulated in the period. The water use efficiency in treatments TCA, AAI/9kPa, Irrigás, AAI/12kPa were, respectively, 241.4, 217.9, 205.5 and 267.1kg ha-1 mm-1, while the productivities were, respectively, 32.80, 28.86, 28.80 and 35.45Mg ha-1. The results obtained are close to values reported in the literature, allowing to conclude that the evaluated methodologies were efficient for growing lettuce and thus the method chosen would depend on the availability of skilled manpower and also of the level of farmer training.

Desempenho da alface em cultivo orgânico com e sem cobertura morta e diferentes lâminas d'água / Lettuce crop performance in organic tillage with and without mulching and at different irrigation water depths

O experimento foi conduzido no período de 27/05/2006 a 02/08/2006 no SIPA (Sistema Integrado de Produção Agroecológica), localizado no município de Seropédica-RJ. Nesse trabalho, objetivou-se avaliar o desempenho da cultura da alface (Lactuca sativa L.) cultivada sob diferentes lâminas de irrigação em um solo sem e com cobertura de palhada da leguminosa gliricídia. Foram conduzidos dois experimentos simultâneos, utilizando o delineamento experimental de blocos ao acaso, em ambos os experimentos, nos quais foram aplicadas 5 lâminas de irrigação, correspondendo a 25, 50, 80, 100, 115 por cento da evapotranspiração da cultura (ETc), sendo a produção final avaliada por meio da determinação da massa fresca, área foliar e número de folhas. Até o nível de 100 por cento ETc, todas as variáveis analisadas tiveram seus valores aumentados, e para o nível de 115 por cento, houve um decrescimento das mesmas. Na produção de massa fresca total, o sistema de cultivo com utilização de cobertura morta foi superior ao sem cobertura não diferenciando estatisticamente ao nível de 5 por cento probabilidade pelo teste F somente nas lâminas de 25 e 115 por cento ETc.

This work was carried out in order to evaluate the performance of a lettuce crop (Lactuca sativa L.) cultivated under different irrigation depths in ground with and without covering of gliricidia leguminosa. Two simultaneous experiments were conducted, in which 5 irrigation depths were applied, corresponding to 25, 50, 80, 100, and 115 percent of crop evapotranspiration (ETc). Final production was evaluated by means of the determination of fresh mass and leaf area. Up to the 100 percent ETc level, all the analyzed variables had their values increased. For the 115 percent level, there was a decrease of the same. In total fresh mass production, the system with covering was superior to the one without covering, not differentiating statistically to the 5 percent level probability for test F, except at depths of 25 and 115 percent ETc.

Crescimento, produção de óleo essencial e trocas gasosas em orégano influenciados por diferentes lâminas de irrigação / Growth, essential oil production and gas exchange in oregano affected by different irrigation depth

O orégano é uma planta aromática da família Lamiaceae muito comum na região do mediterrâneo. Ele é rico em óleo essencial e muito usado como tempero na preparação de alimentos. Conhecer o comportamento da espécie em relação às características climáticas da região de plantio é essencial para o sucesso do cultivo. Assim, um experimento foi conduzido com o objetivo de analisar o efeito de cinco lâminas de irrigação em condições de campo, na produção de óleo essencial e nas trocas gasosas da planta de orégano. As lâminas calculadas com base na ECA (Evaporação do Tanque Classe A) foram 0 (sem reposição de água); 25; 50; 75 e 100 por cento ECA. O experimento foi instalado em Presidente Prudente, em São Paulo (SP), no período de fevereiro a maio de 2006. Observou-se uma relação linear positiva com o incremento das lâminas de irrigação para as variáveis matéria fresca da parte aérea, matéria seca da parte aérea e da raiz; relação raiz/parte aérea, teor e rendimento do óleo essencial. O uso da lâmina de 100 por cento ECA apresentou os melhores resultados de crescimento das plantas de orégano e de produção de óleo essencial. As diferentes lâminas de irrigação não afetaram as trocas gasosas da planta.

The oregano is an aromatic plant of the Lamiaceae family, very common in the Mediterranean region, rich in essential oil and very used as spice in food preparation. Knowledge about the species behavior with respect to the region climatic characteristics of planting is essential to the cultivation success. Thus, one experiment was carried out to analyze the effect of five different depth irrigations under field conditions in the production of essential oil and gas exchange in the oregano plant. The water depths were estimated based on the CPE (Class A pan evaporation): 0 (without water replacement); 25; 50; 75 and 100 percent CPE. The experiment was carried out in Presidente Prudente, SP, Brazil, from February to May 2006. A linear positive relation was observed to depths irrigations increment in the fresh matter for aerial plant parts, dry matter for aerial and root zone plant parts; the root/aerial ratio; content and yield of essential oil. The use of 100 percent ECA showed the best oregano growth and essential oil production. The different depths irrigation did not affect the plant gas exchange.

Viabilidade técnica e econômica da aplicação de água na cultura do feijoeiro comum (Phaseolus Vulgaris L. ) / Technical and economic viability of the application of water on the culture of common bean (Phaseolus vulgaris L. )

Este experimento foi conduzido no campus II do Centro Universitário de Patos de Minas (UNIPAM) em Patos de Minas, MG, durante o ano de 2005, e objetivou-se avaliar o rendimento do feijoeiro comum-cultivar Talismã submetida a diferentes níveis de reposição da água de irrigação, determinar a lâmina ótima econômica e a época de suspensão da irrigação para a cultura. Os tratamentos constaram de 5 níveis de reposição de água no solo (40%, 70%, 100%, 130% e 160%), em função da lâmina para elevá-lo diariamente à capacidade de campo e 3 épocas de suspensão da irrigação (0, 7 e 14 dias após atingir o estádio R9 do ciclo cultural – modificação da cor das vagens, maturidade fisiológica das plantas). Utilizou-se para a irrigação um sistema por microaspersão. O delineamento experimental foi um DBC (blocos casualizados) em esquema fatorial de 5x3 com 4 blocos. Foram avaliadas a produtividade da culturae as lâminas ótima física e econômica. A produtividade da cultura foi afetada pelos níveis de reposição de água no solo (houve aumento da produtividade até reposição de 100% com posterior queda) e pelas épocas de suspensão da irrigação exceto na reposição de 100%.As lâminas e produtividades que proporcionaram a máxima eficiência econômica foram 589,97 mm e 3205,76 kg ha-1 (R9), 535,72 mm e 2874,26 kg ha-1 (R9+7) e 575,84 mm e 3242,73 kg ha-1 (R9+14).

This experiment was carried out at campus II of Patos de Minas University Center (Centro Universitário de Patos de Minas (UNIPAM) in Patos de Minas, MG, during the year of 2005, with the purpose of evaluating the yield of the common bean plant, cultivar Talismã, submitted to different levels of irrigation water replacement, as well as determining the optimum economic water height and the time to withhold the irrigation. The treatments consisted of five levels of water replacement in soil (40%, 70%, 100%, 130%, and 160%) as a function of daily raising the height to the field capacity and three periods of irrigation withholding (0, 7, and 14 days after reaching the R9 stage of the cropping cycle). A microsprinkling system was used for irrigation. The experimental design was a RBD (randomized blocks) with a factorial scheme of 5x3 with four blocks. The crop yield and the physical and economicoptimum heights were evaluated. The crop yield was affected by the levels of water replacement in the soil (there was an increase of yield up to 100% replacement with further decrease) and by the time of irrigation withholding except in the replacement of 100%. Thewater heights and yields, which afforded the maximum economic efficiency, were 589.97 mm and 3205.76 kg ha-1 (R9), 535.72 mm and 2874.26 kg ha- (R9+7) and 575,84 mm and 3242.73 kg ha-1 (R9+14).