Desempenho do Irrigâmetro® e de dois minievaporímetros para estimativa da evapotranspiração de referência

Abstract

Este estudo foi desenvolvido com o objetivo de avaliar o desempenho do Irrigâmetro e dos minievaporímetros UFV-1 e UFV-2 na estimativa da evapotranspiração de referência. O Irrigâmetro é um aparelho evapopluviométrico a ser utilizado no manejo da irrigação. O minievaporímetro UFV-1 é constituído por um recipiente cilíndrico de PVC, com diâmetro externo de 250 mm e interno de 244 mm, altura de 320 mm e fundo localizado a 255 mm da borda. Por sua vez, o minievaporímetro UFV-2 é dotado, também, de um evaporatório igual ao do UFV-1, possuindo, no entanto, outro recipiente cilíndrico de PVC de mesma altura, com diâmetro externo de 450 mm e espessura igual a 5 mm, o qual também armazena água, formando uma bordadura. Em cada minievaporímetro, a manutenção do nível constante da água no interior do evaporatório e a medição da lâmina evaporada foram feitas com o uso de Irrigâmetro modificado conectado a cada um deles. Os experimentos foram conduzidos na Unidade de Pesquisa e Desenvolvimento do Irrigâmetro pertencente ao Departamento de Engenharia Agrícola da UFV, em Viçosa, MG. O Irrigâmetro foi avaliado com um evaporatório de 60 mm de diâmetro e profundidade de nível de água igual a 35 mm da borda. Para analisar o efeito de diferentes profundidades do nível de água na taxa de evaporação nos dois minievaporímetros, o experimento foi montado em esquema fatorial 4 x 2 (quatro níveis de água e dois tipos de minievaporímetros), no delineamento inteiramente casualizado, com três repetições. A evaporação nos minievaporímetros foi obtida nas profundidades dos níveis de água iguais a 30, 45, 60 e 75 mm da borda. Os dados de evapotranspiração obtidos no Irrigâmetro foram comparados com os de evapotranspiração de referência (ET0) obtidos com o uso do método de Penman-Monteith FAO 56. A evaporação obtida nos minievaporímetros foi relacionada com a (ET0) estimada pelo método de Penman-Monteith FAO 56 e com a determinada no lisímetro de lençol freático constante, para obter os coeficientes que possibilitaram estimar a evapotranspiração de referência em períodos de um, três, cinco e sete dias. A transformação da evaporação em evapotranspiração de referência foi feita por meio da multiplicação dos valores médios dos coeficientes dos minievaporímetros, obtidos em cada nível de água e em cada intervalo de tempo estudado, com os valores de evaporação. Os resultados de evapotranspiração de referência obtidos com o Irrigâmetro e com os minievaporímetros foram comparados com os dos métodos de Penman Modificado FAO 24, Radiação FAO 24, tanque Classe A, Hargreaves-Samani (1985) e lisímetro de drenagem. Os resultados mostraram que: (a) o Irrigâmetro apresentou desempenho adequado, comparativamente ao método de Penman-Monteith FAO 56, para estimar a ET0 nas escalas de um, três, cinco e sete dias; (b) o Irrigâmetro pode ser recomendado para o manejo da água na agricultura irrigada; (c) a bordadura com água reduziu a evaporação no minievaporímetro UFV-2 em 1,10 mm d-1, em média, nas diferentes profundidades dos níveis de água estudados, comparativamente ao minievaporímetro UFV-1; (d) à medida que aumentou a profundidade do nível de água no evaporatório dos dois tipos de minievaporímetros, a evaporação diminuiu e se aproximou do valor obtido no tanque Classe A; (e) o aumento na profundidade dos níveis de água nos minievaporímetros UFV-1 e UFV-2, de 30 para 75 mm, reduziu a evaporação de 5,45 para 4,9 mm d-1 e de 4,29 para 3,81 mm d-1, respectivamente; (f) os minievaporímetros UFV-1 e UFV-2 operando com Irrigâmetro modificado apresentaram desempenho adequado, comparativamente ao método de Penman-Monteith FAO 56 e lisímetro de lençol freático constante, para estimar a ET0 nos intervalos de tempo e profundidades dos níveis de água estudados; (g) o minievaporímetro UFV-1 exibiu valores dos coeficientes iguais a 0,51; 0,53; 0,55; e 0,56, enquanto no minievaporímetro UFV-2 eles foram iguais a 0,65; 0,68; 0,72; e 0,74, respectivamente, nas profundidades dos níveis de água iguais a 30, 45, 60 e 75 mm da borda, em comparação com o método de Penman-Monteith FAO 56; (h) o minievaporímetro UFV-1 apresentou valores dos coeficientes iguais a 0,47; 0,49; 0,51; e 0,52, enquanto no minievaporímetro UFV-2 eles foram iguais a 0,59; 0,63; 0,65; e 0,67, respectivamente, nas profundidades dos níveis de água iguais a 30, 45, 60 e 75 mm da borda, em comparação com o lisímetro de lençol freático constante; e (i) os métodos de Penman Modificado, Hargreaves-Samani e Radiação superestimaram a ET0 obtida pelos métodos adotados como padrão, em todos os intervalos de tempo analisados, verificando-se comportamento contrário do lisímetro de drenagem e do tanque Classe A.

The objective of this study was to evaluate the performance of the Irrigâmetro® and the minievaporimeters UFV-1 and UFV-2 to estimate reference evapotranspiration. Irrigâmetro® is an evapo-pluviometric equipment to be used in irrigation management. Minievaporimeter UFV-1 consists of a PVC cylindrical container, with 250 mm outer diameter and 244 mm inner diameter, 320 mm height and bottom 255 mm distant from the edge. In contrast, the minievaporimeter UFV-2, which also has an evaporator identical to model UFV-1, having, however, another cylindrical PVC container of same height, 5-mm thick, with 450mm outer diameter, which also stores water, forming a fetch border. In each mini-evaporimeter, the maintenance of the constant water level inside the evaporator and the measurement of the amount of water evaporated were carried out using a modified Irrigâmetro® connected to each one of them. The experiments were conducted at the Irrigâmetro® Research and Development Unit of the Agricultural Engineering Department of the Federal University of Viçosa (UFV), Viçosa, MG. The Irrigâmetro® was evaluated with an evaporator of 60-mm diameter and water depth at 35 mm from the edge. To analyze the effect of different water depths on the evaporation rate in the minievaporimeters, the experiment was arranged in a 4 x 2 factorial (four water depths and two types of mini-evaporimeters) complete randomized design, with three replications. The evaporation in the minievaporimeters was obtained at the water depths of 30, 45, 60 and 75 mm from the edge. The evapotranspiration data obtained from the Irrigâmetro® were compared with the reference evapotranspiration (ET0) obtained with the Penman-Monteith method - FAO 56. The evaporation from the minievaporimeters was related with the (ET0) estimated by the Penman-Monteith method - FAO 56 and with the (ET0) determined in the constant water table lysimeter to obtain the coefficients that allowed the estimation of reference evapotranspiration in intervals of one, three, five and seven days. The transformation of evaporation into reference evapotranspiration was carried out by multiplying the mean values of minievaporimeter coefficients (from each water depth and each studied interval) by the evaporation values. The reference evapotranspiration results from the Irrigâmetro® and minievaporimeters were compared with the results from the FAO-24 Modified Penman, FAO-24 Radiation, Class A pan, Hargreaves-Samani (1985) and drainage type lysimeter. The results indicated that: (a) the Irrigâmetro® provided suitable performance compared with the Penman-Monteith method - FAO 56 to estimate ET0 at the intervals of one, three, five and seven days; (b) the Irrigâmetro® can be recommended for water management in irrigated agriculture; (c) the water border reduced evaporation in the minievaporimeter UFV-2 by 1.1 mm d-1, on average, at the different studied water depths compared to the minievaporimeter UFV-1; (d) as the water depth in the evaporator of the two minievaporimeters increased, the evaporation decreased and became closer to the value obtained in the Class A pan; (e) increase in water depths of minievaporimeters UFV-1 and UFV-2 from 30 to 75 mm reduced evaporation from 5.45 to 4.9 mm d-1 and from 4.29 to 3.81 mm d-1, respectively; (f) the minievaporimeters UFV-1 and UFV-2 operating with modified Irrigâmetro® provided suitable performance, compared to the Penman-Monteith method - FAO 56 and constant water table lysimeter, to estimate ET0 in the intervals and the studied water depths; (g) minievaporimeter UFV-1 gave coefficient values equal to 0.51; 0.53; 0.55; and 0.56, while the minievaporimeter UFV-2 gave coefficient values equal to 0.65; 0.68; 0.72; and 0.74, respectively, at the water depths 30, 45, 60 and 75 mm from the edge, in comparison with the Penman-Monteith method - FAO 56; (h) minievaporimeter UFV-1 gave coefficient values equal to 0.47; 0.49; 0.51; and 0.52, while the minievaporimeter UFV-2 gave values equal to 0.59; 0.63; 0.65; and 0.67, respectively, at the water depths 30, 45, 60 and 75 mm from the edge, in comparison with the constant water table lysimeter; and (i) the methods Modified Penman, Hargreaves-Samani and Radiation overestimated the ET0 obtained by the adopted standard methods in all the analyzed intervals, showing behavior opposite to the drainage lysimeter and Class A pan.