Measurement and simulation of solar radiation availability in relation to the growth of coffee plants in an agroforestry system with rubber trees

Solar radiation is an important factor for plant growth, being its availability to understory crops strongly modified by trees in an Agroforestry System (AFS). Coffee trees (Coffea arabica - cv. Obatã IAC 1669-20) were planted at a 3.4 x 0.9 m spacing inside and aside rows of monocrops of 12 year-old rubber trees (Hevea spp.), in Piracicaba-SP, Brazil (22º42'30" S, 47º38'00" W - altitude: 546m). One-year-old coffee plants exposed to 25; 30; 35; 40; 45; 80; 90; 95 and 100% of the total solar radiation were evaluated according to its biophysical parameters of solar radiation interception and capture. The Goudriaan (1977) adapted by Bernardes et al. (1998) model for radiation attenuation fit well to the measured data. Coffee plants tolerate a decrease in solar radiation availability to 50% without undergoing a reduction on growth and LAI, which was approximately 2m².m-2 under this condition. Further reductions on the availability of solar radiation caused a reduction in LAI (1.5m².m-2), thus poor land cover and solar radiation interception, resulting in growth reduction.

Coffee water use in agroforestry system with rubber trees

Water uptake and use by plants are essentially energy processes that can be largely modified by percentage of soil cover, plant type; foliage area and its distribution; phenological stage and several environmental factors. Coffee trees (Coffea arabica - cv. Obatã IAC 1669-20) in Agrforestry System (AFS) spaced 3.4x0.9m apart, were planted inside and along rows of 12- year-old rubber trees (Hevea spp.) in Piracicaba-SP, Brazil (22 42'30" S, 47 38'00" W - altitude: 546m). Sap flow of one-year-old coffee plants exposed to 35; 45; 80; 95 and 100% of total solar radiation was estimated by the heat balance technique (Dynamax Inc.). Coffee plants under shade showed greater water loss per unit of incident irradiance. On the other hand, plants in monocrop (full sun) had the least water loss per unit of incident irradiance. For the evaluated positions average water use was (gH2O.m-2Leaf area.MJ-1): 64.71; 67.75; 25.89; 33.54; 27.11 in Dec./2002 and 97.14; 72.50; 40.70; 32.78; 26.13 in Feb./2003. This fact may be attributed to the higher stomata sensitivity of the coffee plants under more illuminated conditions, thus plants under full sun presented the highest water use efficiency. Express transpiration by leaf mass can be a means to access plant adaptation to the various environments, which is inaccessible when the approach is made by leaf area.

Relação entre índice de área foliar e frações de componentes puros do modelo linear de mistura espectral, usando imagens ETM+/Landsat

O índice de área foliar (IAF) é uma das mais importantes variáveis biofísicas da vegetação, estando relacionado diretamente com a evapotranspiração, com a produtividade da vegetação e com a interceptação da chuva pelo dossel. O objetivo deste trabalho foi analisar a relação do IAF de diversos tipos de cobertura do solo com Frações de Componentes Puros (FCPs) do Modelo Linear de Mistura Espectral (MLME). A área de estudo foi a microbacia hidrográfica do Ribeirão dos Marins, localizada no município de Piracicaba - SP. O IAF foi medido, no campo, com o equipamento LAI-2000, em 32 áreas com diferentes coberturas vegetais. A imagem utilizada foi do sensor ETM+ a bordo do satélite Landsat-7. No MLME, foram considerados três componentes puros (vegetação, solo e sombra), selecionados com o auxílio dos componentes principais. Como resultado, tem-se que o IAF variou de 0,47 a 4,48, quando consideradas todas as áreas. As relações do IAF com a fração do componente puro vegetação F VEG e com a fração do componente puro solo (F SOL) foram significativas, embora fracas. Ao considerar apenas dados de IAF de cana-de-açúcar, houve aumento da variação explicada tanto para F VEG como para F SOL, sugerindo que a estratificação da vegetação pelo tipo pode melhorar a estimativa do IAF.

Compartimentação fisiográfica para análise ambiental do potencial erosivo a partir das propriedades da rede de drenagem

O presente trabalho teve como objetivo compartimentar a sub-bacia do Baixo Rio Piracicaba - SP, em unidades homogêneas quanto à potencialidade à erosão visando a subsidiar o gerenciamento ambiental. A importância desta pesquisa concentra-se no intenso desenvolvimento dos processos erosivos na área em foco e na sua importância socioeconômica em níveis estadual e nacional. O procedimento adotado para atingir o objetivo foi a análise da rede de drenagem e dos lineamentos obtidos pelas imagens TM/Landsat-5. O resultado obtido foi a divisão da área em quatro compartimentos quanto à potencialidade à erosão: muito alta, alta, média e baixa. Concluiu-se que a área estudada é heterogênea, com regiões sujeitas a diferentes intensidades de processos erosivos e que a sistemática adotada se mostrou eficiente para caracterizar as compartimentações fisiográficas da potencialidade erosiva, e essas compartimentações podem e devem ser utilizadas como ponto de partida para estudos ambientais e de utilização do território, em consonância com o desenvolvimento sustentável.

Evapotranspiração do capim Tanzânia obtida pelo método de razão de Bowen e lisímetro de pesagem

A irrigação de pastagens no Brasil apresentou crescimento acentuado nos últimos anos. No entanto, em função da ausência de pesquisas sobre a aplicação de água em pastagens, o manejo da irrigação não vem sendo realizado de maneira racional. Com o objetivo de contribuir para suprir a carência de informações, neste trabalho, comparou-se a evapotranspiração do capim Tanzânia estimada pelo método de razão de Bowen com a medida por lisímetro de pesagem. O experimento foi conduzido em Piracicaba - SP, entre os dias 21 de julho de 2000 e 15 de julho de 2001. Por meio de um lisímetro de pesagem e um sistema automático de razão de Bowen, foram obtidos valores de evapotranspiração do capim Tanzânia (ETc). A evapotranspiração média do capim Tanzânia foi de 4,13 mm d-1, segundo o balanço de energia, e 4,34 mm d-1, obtida pelo lisímetro de pesagem. Concluiu-se que a estimativa da evapotranspiração, obtida pelo sistema automático de razão de Bowen, pode ser influenciada pela contribuição advectiva e, também, pela ocorrência de chuvas de longa duração. Apesar disso, houve razoável correlação com as medidas feitas em lisímetro de pesagem.

Umidade do solo na zona radicular do maracujazeiro cultivado sob irrigação localizada

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de níveis de irrigação aplicados por gotejamento no perfil de umidade do solo na zona de concentração radicular do maracujazeiro-amarelo (Passiflora edulis Sims f. flavicarpa Deg). O experimento foi realizado no período de julho de 1999 a janeiro de 2000, no Campo Experimental da Fazenda Areão, em Piracicaba - SP (22º42'30"S e 47º38'00"W). Os níveis de irrigação, aplicados por um sistema de irrigação por gotejamento, foram: L1 = 0,25 L; L2 = 0,50 L; L3 = 0,75 L, e L4 = 1,00 L, em que L é a lâmina de água média medida em lisímetros. Os níveis de irrigação influenciaram nos perfis de distribuição temporal do potencial matricial, apresentando comportamento diferenciado na oscilação e na manutenção dos teores de água na zona radicular do maracujazeiro. A aplicação de volume de água entre 1.528 L planta-1 ano-1 (L2) e 2.117 L planta-1 ano-1 (L3) favoreceu perfis médios de umidade na zona radicular do maracujazeiro mais adequados, enquanto L1 e L4 tiveram valores de umidade abaixo e acima do valor referente à capacidade de campo, respectivamente. Valores de potencial matricial abaixo de -0,01445 MPa e acima de -0,00357 MPa afetam negativamente os parâmetros de produção do maracujazeiro-amarelo.

Ajuste do método de Priestley-Taylor às condições climáticas locais

A sustentabilidade da agricultura irrigada depende primariamente do manejo eficiente da irrigação, de modo a aumentar a produtividade primária de uma cultura em determinada localidade. A eficiência no uso de água pode ser melhorada pelo próprio esquema de irrigação adotado, sendo essencialmente governado pelas condições climáticas. O planejamento da irrigação e a tomada de decisão são funções do conhecimento da demanda evaporativa da atmosfera, sendo expressa pela demanda potencial (ETo). Em geral, quase todos os métodos de estimativa de ETo reportados na literatura referem-se a valores diários, incluindo-se nessa situação as perdas noturnas de evaporação, as quais serão expressivas apenas em alguns dias após a chuva ou irrigação. Desenvolveu-se, no presente estudo, método corrigido para estimar ETo, baseado no balanço de energia local, a partir de dados meteorológicos monitorados em postos de observação de superfície durante o período de luz. Para validação do método de Priestley-Taylor ajustado às condições locais, foram utilizados dados observados em estação meteorológica automática instalada em Piracicaba - SP, bem como medidas lisimétricas coletadas na Fazenda Areião da área experimental da ESALQ/USP. Estudos de regressão revelaram que o método proposto apresentou excelentes resultados quando comparado com o método de Penman-Monteith e com medidas realizadas em lisímetros de pesagem com célula de carga, dados os elevados valores de coeficiente de determinação obtidos, podendo ser recomendado, portanto, em estudos de avaliação de consumo de água das culturas em diversas localidades.

Aplicação de métodos numéricos para estimativa de variáveis psicrométricas

O ar atmosférico é formado por uma composição de ar seco e vapor d'água, cujos valores da quantidade de vapor, em termos quantitativos, são variáveis em função dos elementos climáticos, tais como: temperatura e pressão. Portanto, para estimar os valores de umidade relativa do ar, são necessárias informações completas de séries de dados de temperatura do ar (Tar), pressão atual de vapor (e a) e temperatura de bulbo úmido (Tu). O trabalho apresenta como objetivo a elaboração de rotina computacional para encontrar valores da temperatura do termômetro de bulbo úmido (Tu) em função de outras variáveis, para uma série de dados obtidos, mediante a aplicação de métodos numéricos (Método de Newton-Raphson e Método da Secante), para fins de complementação de uma série de dados diários para Piracicaba - SP. Verificou-se que os métodos numéricos de Newton-Raphson e da Secante apresentaram bom desempenho na simulação dos resultados, porém o método da Secante apresentou-se como o melhor para encontrar os valores de Tu, mediante a resolução numérica da equação psicrométrica.

Balanço de energia e estimativa da evapotranspiração em culturas irrigadas de maracujazeiro pelo método da razão de Bowen

A cultura do maracujazeiro-amarelo tem tido grande expansão da área cultivada no Estado de São Paulo e, apesar da importância da irrigação para a cultura, há poucos estudos sobre sua utilização. Este trabalho foi realizado na área experimental de irrigação, na Fazenda Areão, do Departamento de Engenharia Rural, da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" - ESALQ/USP (Piracicaba - SP). Foram coletados dados de saldo de radiação, fluxo de calor no solo, gradientes de temperatura e pressão de vapor do ar com o objetivo de avaliar a partição da energia disponível e a evapotranspiração em cultivo de maracujazeiros em dois sistemas de plantio (linhas de cultivo norte-sul e leste-oeste). O método da razão de Bowen foi utilizado na determinação dos fluxos de calor sensível e latente. O saldo de radiação não foi influenciado pelo sistema de plantio, sendo equivalente a 60% da radiação global. O componente de maior contribuição no balanço de energia foi o calor latente de evaporação ocorrendo imediatamente após a chuva ou irrigação. A utilização do modelo de análise e exclusão de intervalos em que o método da Razão de Bowen falha, melhora a estimativa da evapotranspiração.

Desempenho da sonda de dissipação térmica na medida da transpiração de plantas jovens de Lima Ácida

Devido à dificuldade de se quantificar o consumo individual de água de uma árvore, tem surgido uma série de técnicas de medida do fluxo de seiva que passa por meio do caule, o qual é relacionado diretamente com a transpiração da planta. Este trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho de uma dessas técnicas, denominada método da sonda de dissipação térmica (SDT), na medida de fluxo de seiva em plantas de lima ácida ‘Tahiti’. O experimento foi instalado em pomar de plantas jovens, localizado na fazenda experimental de irrigação, do Departamento de Engenharia Rural da ESALQ, em Piracicaba - SP, sendo a avaliação feita utilizando dois lisímetros de pesagem. Os resultados indicaram que o método estudado pode ser utilizado para essa finalidade em condições de campo; no entanto, a exatidão de suas medidas depende de certos conceitos teóricos que devem ser considerados e de certas correções que devem ser realizadas. Essas considerações, assim como as vantagens e desvantagens desse método, são discutidas neste trabalho.

Desenvolvimento de software e hardware para irrigação de precisão usando pivô central

O presente trabalho teve por objetivo desenvolver softwares e hardwares para aplicação ao monitoramento e controle automático para a irrigação de precisão usando sistemas do tipo pivô central. O trabalho foi desenvolvido no Departamento de Engenharia Rural - LER, da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" - ESALQ, da Universidade de São Paulo - USP, em Piracicaba - SP. Foram utilizados componentes eletrônicos discretos, circuitos integrados diversos, módulos de radiofreqüência, microcontroladores da família Basic Step e um microcomputador. Foram utilizadas as linguagens Delphi e TBasic. O hardware é constituído de dois circuitos eletrônicos, sendo um deles para "interface" com o computador e o outro para monitoramento e transmissão da leitura de tensiômetros para o computador via radiofreqüência. Foram feitas avaliações do alcance e da eficiência na transmissão de dados dos módulos de radiofreqüência e do desempenho do software e do hardware. Os resultados mostraram que tanto os circuitos quanto os aplicativos desenvolvidos apresentaram funcionamento satisfatório. Os testes de comunicação dos rádios indicaram que esses possuem alcance máximo de 50 m. Concluiu-se que o sistema desenvolvido tem grande potencial para utilização em sistemas de irrigação de precisão usando pivô central, bastando para isso que o alcance dos rádios seja aumentado.

Escoamento superficial na interação: cobertura vegetal e práticas de controle de erosão

O escoamento da água oriunda das terras agricultadas é o principal fator poluente dos mananciais hídricos nas áreas rurais. Devido a esse fato, faz-se necessário o desenvolvimento e a aplicação de tecnologias que venham a reduzir descargas de resíduos indesejáveis. Nesse sentido, conduziu-se um experimento na área experimental do Departamento de Engenharia Rural - ESALQ/USP, Piracicaba - SP, com o objetivo de avaliar o efeito de diferentes condições de solo, (feijão, gramínea e solo nu) e diferentes práticas de controle de erosão (sulco de infiltração, terraço de infiltração e sem práticas de controle de erosão), buscando-se estimar o escoamento superficial. O delineamento estatístico adotado foi o em blocos aleatorizados, em esquema fatorial 3x3, perfazendo 9 tratamentos com 3 repetições. O período de coleta de dados pluviométricos foi de 06 de dezembro de 2007 a 11 de abril de 2008; para isto, utilizou-se de um pluviômetro, com 21,1 cm de diâmetro, instalado na área experimental. Observando-se as perdas de água, em relação às estruturas, tem-se em ordem decrescente de eficiência: Terraço, Sulco e Rampa; e com relação às coberturas, tem-se em ordem decrescente de eficiência: Feijão, Capim e Solo Nu.

Effect of companion ion on nitrate displacement through transport parameters analysis

Nitrate is the main form of nitrogen associated with water contamination; the high mobility of this species in soil justifies the concern regarding nitrogen management in agricultural soils. Therefore, the objective of this research was to assess the effect of companion cation on nitrate displacement, by analyzing nitrate transport parameters through Breakthrough Curves (BTCs) and their settings made by numerical model (STANMOD). The experiment was carried out in the Soil and Water Quality Laboratory of the Department of Biosystems Engineering, "Luiz de Queiroz" College of Agriculture in Piracicaba (SP), Brazil. It was performed using saturated soil columns in steady-state flow condition, in which two different sources of inorganic nitrate Ca(NO3)2 and NH4NO3 were applied at a concentration of 50 mg L-1 NO3-. Each column was filled with either a Red-Yellow Oxisol (S1) or an Alfisol (S2). Results are indicative that the companion ion had no effect on nitrate displacement. However, nitrate transport was influenced by soil texture, particle aggregation, solution speed in soil and organic matter presence. Nitrate mobility was higher in the Alfisol (S2).

Influência de fitorreguladores de crescimentona produção de estolhosde morangueiro (Fragaria spp.)

O presente trabalho, conduzido no campo experimental do Setor de Horticultura da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", em Piracicaba (SP), teve como finalidade estudar a influência de diferentes fitorreguladores de crescimento na formação de estolhos em morangueiro (Fragaria spp.), cultivares Campinas e Monte Alegre. Foram aplicados os fitorreguladores: ácidoindolil- 3-acético (IAA), 30 ppm; ácido 2-(3-clorofenoxi) propiônico (CPA), 75 ppm; ácido giberélico (GA3), 30 ppm; cloreto de (2-cloroetil) trimetilamônio (CCC), 1500 ppm; sal potássico de 6-hidroxi-3-(2H) piridazinone (MH), 900 ppm; e ácido succinioo-2,2 dimetilhidrazida (SADH), 900 ppm; sendo que essas doses foram subdivididas, e aplicadas em três vezes, com intervalo de uma semana, iniciando-se a três semanas após o transplante das plantas do morangueiro para o local definitivo. Concluiu-se que, a cultivar Monte Alegre iniciou antes a emissão de estolhos e emitiu maior número deles em comparação com a 'Campinas'. Houve maior emissão de estolhos nas parcelas tratadas com GA3, CPA e IAA, e as que menos produziram estolhos foram as tratadas com MH.

Efeitos de misturas de bentazon e paraquat no controle de plantas daninhas e na cultura do feijão (Phaseolus vulgaris L.) (nota prévia)

O objetivo da presente pesquisa foi estudar a seletividade da mistura bentazon (3-isopropil-2,1, 3-benzothiodiazinona-(4)-2,2-dióxido) com paraquat (1,1' -dimetil-4,4'-bipiridilio dicloreto) para as cultivares de feijão 'Carioca' e 'Moruna'; alêm do efeito dessa mistura no controle de algumas plantas daninhas e possíveis efeitos sinergisticos resultantes das diferentes misturas. O experimento está sendo conduzido em condições de campo na área experimental do Departamento de Agricultura e Horticultura da ESALQ em Piracicaba-SP, como tambêm em casa de vegetação. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso com quatro repetições. O critério de avaliação adotado foi o de "percentagem de injúria", às cultivares e às espécies de plantas daninhas, através de avaliação visual. A verificação de sinergismo foi feita utilizando-se a fórmula de Gowing citada por Colby (1). De acordo com ess e método, ve rificou -se que, para ambas as cultivares de feijão, a injúria observada foi menor que a esperada, o que caracterizou um evidente antagonismo entre as misturas desses herbicidas, em relação à cultura. Em relação ao capim-colchão (Digitaria sanguinalis (L .) Scop.) todas as misturas ensaiadas foram também antagonísticas. O sinergismo entre esses produtos ficou bastante caracterizado no controle da guanxuma (Sida glaziovii K. Sch.) e beldroega (Portulacca oleracea L.) principalmente nas doses de 0,48 + 0,05 kg/ha de bentazon + paraquat, respectivamente, notadamente ao 6.º e 8.º dia após a aplicação. Quanto ao fedegoso (Cassia tora L.) a mistura que mostrou antagonismo significativo foi 0,96 kg/ha de bentazon + 0,10 Kg/ha de paraquat.