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Tipo: Tese
Título: Parametrização da resistência do dossel da cultura do feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.) utilizando Razão de Bowen associada à termometria a infravermelho
Parameterization of dry bean crop (Phaseoulus vulgaris L.) canopy resistance by means of energy balance (Bowen Ratio) approach associated with infrared thermometry for determining evapotranspiration rates and irrigation scheduling
Autor(es): Kobayashi, Mauro Koji
Abstract: Em um sistema de agricultura irrigada, a necessidade hídrica das culturas é um dos fatores mais importantes a serem obtidos, principalmente porque a disponiblidade de água está cada vez menor, devido ao aumento da demanda de consumo pelos setores urbano, industrial e agrícola. Dessa forma, são necessários estudos no sentido de implementar determinações da evapotranspiração das culturas (ETc) que permitam a otimização da quantidade de água utilizada nos perímetros irrigados, em diferentes estádios de desenvolvimento da cultura. Atualmente, é mais comum elaborar o cálculo da ETc em duas etapas: primeiro, estima-se a evapotranspiração de referência (ETo) e, a seguir, multiplica-se esta ETo por um coeficiente de cultura (Kc). Uma forma mais vantajosa de cálculo de ETc seria a sua estimativa em uma só etapa, eliminando a necessidade de utilização de Kc’s. A equação de Penman-Monteith (PM) pode ser utilizada, porém, sua aplicação prática é limitada pela falta de um método confiável para obter os valores de resistência do dossel da cultura (r c ). Dessa forma, este trabalho teve como objetivos: a) calcular a ETc para o manejo da irrigação utilizando o método Razão de Bowen (RB); b) calcular a r c do feijoeiro parametrizada em função de características da planta (temperatura do dossel da cultura-T c ) e da atmosfera (saldo de radiação-Rn, déficit de pressão de vapor-DPV e temperatura do ar-T a ); c) comparar os valores de ETc, calculada utilizando-se esse r c, com valores obtidos pelo método de RB. Foi conduzido um experimento, em 1,2 ha, na área experimental da Embrapa Milho e Sorgo, Sete Lagoas, MG. A cultivar de feijão (Phaseolus vulgaris L.) utilizada foi a Jalo. A irrigação foi efetuada com um sistema de aspersão convencional e o cálculo da lâmina de água a ser aplicada foi realizado pelo método RB. Usou-se um sistema da CAMPBELL SCIENTIFIC, que gerenciava o processo de aquisição automática dos dados relativos ao balanço de energia e os armazenava a cada intervalo de 20 minutos. Para o desenvolvimento de uma equação empírica de uma linha base não estressada, usando dados medidos de DPV e a diferença entre T c e T a , foram selecionados dias em que a cultura estava evapotranspirando potencialmente, com 100% de cobertura vegetal. Essa equação foi usada para obter os valores de T c -T a a partir de DPV medido, que foram utilizados para o cálculo de r c . Posteriormente, uma metodologia foi proposta para a correção de r c em função do índice de área foliar e um fator de senescência, visando sua utilização em outras fases do ciclo fenológico da cultura. A ETc, foi então, calculada, substituindo os valores de r c na equação de PM. O resultado relativo à obtenção da equação empírica da linha base não estressada indicou bom ajuste da equação (r 2 de 0,842), e boa concordância (índice de concordância - Ic = 0,965) entre os valores obtidos pela equação e os medidos no campo. De modo geral, os valores de ETc calculados com a equação de PM estão subestimados. A equação que relaciona a ETc determinada por PM com a obtida por RB se mantém praticamente paralela à reta 1:1, com uma diferença média de -45 W.m -2 , provavelmente devido à contribuição de energia advectiva proveniente de áreas externas. Em vários horários de medição de diferentes dias do ciclo fenológico da cultura, o fluxo de calor latente obtido pelo sistema RB ultrapassou o valor do saldo de radiação, reforçando a possibilidade de ter havido efeito de advecção. A razão entre a resistência climática e a resistência aerodinâmica foi utilizada como indicador do efeito da contribuição de energia advectiva de áreas adjacentes à área experimental. Concluiu-se que: a) os maiores valores da relação r i /r a , correspondem aos menores valores de ETc determinados pela equação de PM, quando comparados com os valores obtidos pelo método RB; b) a ETc calculada pela equação de PM, utilizando r c calculada a partir da T c , foi subestimada, quando comparada com a obtida pelo método RB; c) o efeito da advecção afetou diretamente a correlação entre os valores calculados e medidos de ETc, dificultando a análise do método de cálculo de r c que foi proposto; d) a aplicação do espalhante adesivo alterou a partição da energia disponível, afetando também, a T c e r c . Recomenda-se que nova pesquisa seja efetuada, para verificar a eficiência do método de cálculo de r c proposto, em uma área com maior bordadura, diminuindo o efeito da contribuição advectiva.
In a irrigated agriculture, the crop water requirements is one of the most important parameter to be obtained, specially due to the limited available water, increasing demand of water consumption in urban and industrial sectors. Therefore, it is evident the need of studies in order to determine crop evapotranspiration (ETc), which would permit the optimizations of amount of water used in the irrigated areas for different crop growth stage. Actually, ETc is readily calculated in two steps: first, the reference evapotranspiration (ETo) is estimated, and then multiplied by a crop coefficient (Kc). The most reliable way of calculating ETc would be in only one step, eliminating the need of using Kc ́s. The original Penman-Monteith equation (PM) can be used, although it is limited in its practical application, due to the lack of a reliable method of attaining the values of crop canopy resistance (r c ). The objectives of this research were: a) to calculate the ETc for irrigation scheduling using the Bowen-ratio technique (BR); b) to obtain the r c values for dry bean canopy, using the crop canopy temperature, T c, and others atmosphere parameters such as: net radiation, Rn, vapor pressure deficit, VPD and air temperature, T a ); and c) to compare the calculated values of ETc using the later r c , to ETc values obtained by BR technique. The research was carried out in an experimental area of 1,2 ha at EMBRAPA Milho e Sorgo, located at Sete Lagoas, MG. The cultivar choosen of dry bean (Phaseolus vulgaris L.) was Jalo. The irrigation water was applied using a sprinkle irrigation system and the ETc was measured by using the BR technique. A Campbell Scientific system was setup with an automatic acquisition system to obtain the energy’s balance, every 20 minutes. Typical days, in which the crop was evapotranspiring in such full-cover vegetation, were selected to develop an empirical equation of a non-water-stressed baseline using VPD data and the difference between T c and T a . The derived equation was used in order to obtain the values of T c - T a , from measured VPD used to calculate r c . Afterwards, a methodology to correct r c in function of the leaf area index and a plant senescence factor was proposed, with the objective of using in another crop growth stage. The ETc was then calculated, substituting the values of r c in the PM equation. The results obtained from the empirical equation for non-water- stressed baseline indicated a good fit to the linear equation (r 2 = 0,842) between the values obtained from the equation and those measured at the field crop conditions. In general, the ETc values calculated with the original PM equation were underestimated. The equation which related the ETc, obtained from original PM, to the ETc obtained by BR, was nearly parallel to the straight line 1:1, with an average deviation of -45 W.m -2 , probably due to the contribution of the advective energy from adjacent areas. Several measurements, in different crop growth stage, the latent heat flux obtained by BR system exceeded the value of the net radiation, due to sensible heat advection effect. The ratio between the climatic and aerodynamic resistances (r i /r a ) was used as indicator of the effect of the sensible heat advective energy contribution from the adjacent areas of the experiment. The results may lead to the following conclusions: a) the largest values of the ratio (r i /r a ) corresponded to the smallest values of ETc determined by PM equation, when compared with the values obtained by BR method; b) the ETc, calculated by PM equation and using r c calculated from T c was underestimated when compared with the one obtained from BR method; c) the advection effect influenced directly the correlation between the calculated and measured ETc values. The advection effect made no reasonable interpretation to the proposed r c calculation; d) the application of the surfactant modified the partition of the available energy, affecting T c and r c .
Palavras-chave: Evapotranspiração
Penman-Monteith
Resistência da cultura
Razão de Bowen
Feijão
Aquisição automática
CNPq: Ciências Agrárias
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Citação: KOBAYASHI, Mauro Koji. Parametrização da resistência do dossel da cultura do feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.) utilizando Razão de Bowen associada à termometria a infravermelho. 2001. 66 f. Tese (Doutorado em Engenharia Agrícola) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2001.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/9426
Data do documento: 10-Ago-2001
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