Desempenho do Irrigâmetro na estimativa da evapotranspiração de referência na região do Alto Paranaíba-MG

Abstract

A quantificação do consumo de água pelas culturas agrícolas e o momento correto para sua aplicação são informações de grande valor no manejo da irrigação. Na Universidade Federal de Viçosa (UFV), em Viçosa, MG, foi desenvolvido um aparelho evapopluviométrico denominado Irrigâmetro, que possibilita medir a lâmina evapotranspirada e a precipitação pluvial, fornecendo diretamente o momento de irrigar e o tempo de funcionamento de um sistema de irrigação ou a sua velocidade de deslocamento. Nesta pesquisa, os objetivos foram: (a) determinar o coeficiente do Irrigâmetro (KI), mensalmente, nas alturas 1, 2, 3, 4, 5 e 6 cm do nível de água no evaporatório, em intervalos de um, três, cinco e sete dias; (b) avaliar o desempenho do Irrigâmetro para estimar a evapotranspiração nas condições do Alto Paranaíba, MG, nos meses de agosto de 2008 a maio de 2009; e (c) analisar, mensalmente, os efeitos das interações dos elementos meteorológicos temperatura máxima, temperatura mínima, umidade relativa, velocidade do vento e radiação na evapotranspiração estimada pelo Irrigâmetro operando com diferentes alturas do nível de água no evaporatório. O estudo foi conduzido numa estação experimental da Universidade Federal de Viçosa, localizada no Campus de Rio Paranaíba, no Município de Rio Paranaíba, MG. O experimento foi montado em delineamento inteiramente casualizado com seis tratamentos e três repetições. Os tratamentos consistiram de Irrigâmetros equipados individualmente com evaporatórios operando com água nas alturas N1 = 1, N2 = 2, N3 = 3, N4 = 4, N5 = 5 e N6 = 6 cm, tomadas a partir de um nível de referência próprio do aparelho, totalizando 18 Irrigâmetros. O coeficiente KI foi obtido pela relação entre a estimativa de evapotranspiração da cultura obtida no Irrigâmetro e a evapotranspiração de referência obtida pelo método de Penman- Monteith-FAO 56. A análise do desempenho do Irrigâmetro para estimar a evapotranspiração de referência foi feita comparando-se os resultados do aparelho com os obtidos pela equação de Penman-Monteith-FAO 56. A hierarquização das estimativas da evapotranspiração foi feita com base nos valores do erro-padrão da estimativa (SEE), do coeficiente de determinação (r2) e dos parâmetros da equação (a e b) das respectivas regressões lineares simples. A melhor alternativa foi aquela que apresentou maior r2, menor SEE e b próximo da unidade. A exatidão foi dada pelo índice de concordância de Willmott, representado pela letra d , em que os valores variam de zero para nenhuma concordância a 1 para a concordância perfeita. Para avaliar os efeitos direto e indireto de cada componente climático sobre a evapotranspiração estimada pelo Irrigâmetro, utilizou-se a análise de trilha, em que a evapotranspiração foi a variável dependente e os elementos do clima, as variáveis independentes. O coeficiente do Irrigâmetro aumentou com a elevação do nível da água dentro do evaporatório, onde os níveis de água indicados para se estimar a evapotranspiração de referência foram: 4,1; 4,0; 3,6; 3,8; 3,3; 3,0; 2,5; 3,3; 3,0 e 2,9 cm nos meses de agosto, setembro, outubro, novembro, dezembro, janeiro, fevereiro, março, abril e maio, respectivamente. Pela análise de trilha, os elementos climatológicos que apresentaram maior correlação com a estimativa da evapotranspiração do Irrigâmetro foram a umidade relativa, dos meses de agosto e janeiro, temperatura mínima e umidade relativa (no mês de setembro), temperatura máxima e umidade relativa (no mês de outubro) e temperatura mínima (no mês de maio). A menor correlação com a variável principal foi apresentada pela variável velocidade do vento, sendo não significativa a 1 e 5% de probabilidade, pelo teste t.

Quantifying the water consumption by crops and the correct scheduling for its application are valuable issues to the irrigation management. It was developed at the Federal University of Viçosa an evapo-pluviometric equipment named Irrigâmetro, which allows measuring the evapotranspiration and the precipitation, providing the right time to irrigate, the running time for the irrigation system or its speed as well. The objectives of this research were: (a) to determine the coefficient of Irrigameter (KI) to the 1, 2, 3, 4, 5 and 6 cm water depths in the evaporator, for 1, 3, 5 and 7 days intervals; (b) evaluate the performance of the Irrigameter estimating the reference evapotranspiration in the climate of the Alto Paranaíba-MG, in August 2008 to May of 2009, and (c) evaluate the interactions of the meteorological elements maximum temperature, minimum temperature, relative humidity, wind speed and radiation on the reference evapotranspiration estimated by the Irrigameter, operating with different depths of water in the evaporator. The study was conducted at the experimental station of the Federal University of Viçosa, located in the campus of Rio Paranaíba in the municipality of Rio Paranaíba, MG. The experiment was carried out in a completely randomized design with six treatments and three replications. The treatments consisted of Irrigameters equipped with evaporator operating with the following water depths: N1 = 1, N2 = 2, N3 = 3, N4 = 4, N5= 5 and N6 = 6 cm, taken from the own equipment reference level, totaling 18 Irrigâmetros. The KI coefficient was obtained by the ratio between estimated crop evapotranspiration obtained by the Irrigameter and reference evapotranspiration obtained by the Penman-Monteith - FAO 56 method. The analysis of the performance of the Irrigameter to estimate the reference evapotranspiration was made comparing the results with those obtained from the device to the equation Penman-Monteith - FAO 56. The ranking of the evapotranspiration estimative was based on the values of the standard estimative error (SEE), coefficient of determination (r2) and the equation parameters (a and b) of the linear regressions. The best alternative was the one that had higher r2, lower SEE and b near to the unit. The accuracy was amended by the WILLMOT agreement index, represented by the letter "d", where the values range from zero for no agreement to 1 for perfect agreement. To evaluate the direct and indirect effects of each climatic component on the evapotranspiration estimated by the Irrigameter, the path analysis was used, where evapotranspiration was the dependent variable and the climatic elements were the independent variables. The coefficient of Irrigameter increased with the increase of water level within the evaporator, for all time intervals. The water depth in evaporator to estimate the evapotranspiration of reference were: 4.1, 4.0, 3.6, 3.8, 3.3, 3.0, 2.5, 3.3, 3, 0 and 2.9 cm for the months of August, September, October, November, December, January, February, March, April and May, respectively. For the path analysis, the climatic factors that had high correlation with the estimate of the evapotranspiration of Irrigameter were the relative humidity for the months of August and January, minimum temperature and relative humidity for the month of September, maximum temperature and relative humidity, for the month of October and minimum temperature for the month of May. The lowest correlation with the main variable was presented by the variable wind speed, and not significant at 1 and 5% probability by the test t.