Economic viability of retrofiting emitters in center pivot irrigation systems

Although several studies have been conducted to evaluate the uniformity of water application under center pivot irrigation systems, there are few studies concerning the economic perspective of such coefficient. The aim of this study is to present a methodology to accomplish an economic analysis as support for the decision-making to retrofit emitters in center pivot irrigation systems, and to attribute an economic meaning to the uniformity coefficient of water application taking into account the response function productivity to the amount of water applied and the sale price of the crops. In the hypothetic calculation example considering the variation of revenue of potato crop under center pivot irrigation system, it was verified that the area with uniformity coefficient of water application of 90% brought an income increase of BR$ 1,992.00, considering an area about 1,0 ha. Thus, it can be concluded that the methodology presented has met the objectives proposed in the study and made it possible to attribute an economical meaning to the coefficient of water uniformity application.

Optimal moment to change pressure regulator and sprayer kit on center pivot irrigation machines: a theoretical proposal

A theoretical model was developed in order to determine the optimal moment for substituting the sprayer and pressure regulator kit on a center pivot irrigation machine. The model is based on the hypothesis that pressure regulator and sprayer deterioration decrease irrigation uniformity. To compensate the deficit that happens at under irrigated areas, an increase on irrigation depth is required. The model considers: additional water consumption and energy costs, maintenance and labor costs, as well as yield losses associated with under or over irrigated areas. The sum of all these components is compared to buying and installing a new spray kit cost, allowing the farmer to decide the best moment to renovate the sprayer and pressure regulator kits on a center pivot irrigation machine based on economic criteria.

Optimal moment to change pressure regulator and sprayer kit on center pivot irrigation machines: application to a study case

A theoretical model developed by the authors for determining the optimal moment to substitute sprayer and pressure regulator kit on a center pivot irrigating potatoes and beans has been applied. The methodology compares the sum of the costs due to additional consumption of water and energy, maintenance and labor, as well as yield losses associated to areas with deficit or over irrigation to the costs due to buy and install a new sprinkling set on the pivot. The results showed that for a reduction of 3.07% of the Hermann and Hein’s Uniformity Coefficient (UCh), the substitution of the sprinkling module on the pivot is justified when potatoes and beans are cultivated.

Economic viability of retrofiting emitters in center pivot irrigation systems

Although several studies have been conducted to evaluate the uniformity of water application under center pivot irrigation systems, there are few studies concerning the economic perspective of such coefficient. The aim of this study is to present a methodology to accomplish an economic analysis as support for the decision-making to retrofit emitters in center pivot irrigation systems, and to attribute an economic meaning to the uniformity coefficient of water application taking into account the response function productivity to the amount of water applied and the sale price of the crops. In the hypothetic calculation example considering the variation of revenue of potato crop under center pivot irrigation system, it was verified that the area with uniformity coefficient of water application of 90% brought an income increase of BR$ 1,992.00, considering an area about 1,0 ha. Thus, it can be concluded that the methodology presented has met the objectives proposed in the study and made it possible to attribute an economical meaning to the coefficient of water uniformity application.

Soil profile internal drainage for a central pivot fertigated coffee crop

Coffee cultivation via central-pivot fertigation can lead to fertilizer losses by soil profile internal drainage when water application is excessive and soils have low water retention and cation adsorption capacities. This study analyses the deep water losses from the top 1 m sandy soil layer of east Bahia, Brazil, cultivated with coffee at a high technology level (central-pivot fertigation), using above normal N fertilizer rates. The deep drainage (Q) estimation is made through the application of a climatologic water balance (CWB) program having as input direct measures of irrigation and rainfall, climatological data from weather stations, and measured soil water retention characteristics. The aim of the study is to contribute to the understanding of the hydric regime of coffee crops managed by central-pivot irrigation, analyzing three scenarios (Sc): i) rainfall only, ii) rainfall and irrigation full year, and iii) rainfall and irrigation dry season only. Annual Q values for the 2008/2009 agricultural year were: Sc i = 811.5 mm; Sc ii = 1010.5 mm; and Sc iii = 873.1 mm, so that the irrigation interruption in the wet season reduced Q by 15.7%, without the appearance of water deficit periods. Results show that the use of the CWB program is a convenient tool for the evaluation of Q under the cited conditions.

Investment recovery period in electric motor of higher efficiency in pumping for irrigation

In this study, it was adjusted a mathematical model to measure the effect of electric motor efficiency on pumping system costs for irrigation on the tariff structure of conventional electricity and green horo-seasonal , and also to calculate the recovery period of the invested capital in higher efficiency equipment. Then, it was applied to a center pivot irrigation system in two options of electric motor efficiency, 92,6% (standard line) and 94,3% (high efficiency line), and the acquisition cost of the first corresponded to 70% the of the second. The power of the electric motor was 100hp. The results showed that the model allowed us to evaluate if a high efficiency motor was economically viable compared to the standard motor in each tariff structure. The high efficiency motor was not viable in the two tariff structures. In the green horo-seasonal tariff, would only be viable if its efficiency was 4.46% higher than the standard motor. In the conventional tariff, it would only be viable if the efficiency overcame 2.71%.

Investment recovery period in electric motor of higher efficiency in pumping for irrigation

Neste trabalho, ajustou-se um modelo matemático para quantificar o efeito do rendimento do motor elétrico sobre os custos de um sistema de bombeamento para irrigação na estrutura tarifária de energia elétrica convencional e horo-sazonal verde, bem como calcular o tempo de recuperação do capital investido no equipamento de maior rendimento. em seguida, o mesmo foi aplicado a um sistema de irrigação tipo pivô central em duas opções de rendimento do motor elétrico: 92,6% (linha padrão) e 94,3% (linha alto rendimento), sendo que o custo de aquisição do primeiro correspondeu a 70% do segundo. A potência do motor elétrico era de 100 cv. Os resultados mostraram que o modelo permitiu avaliar se um motor de alto rendimento era viável economicamente em relação ao motor-padrão em cada estrutura tarifária. Nas duas estruturas tarifárias, o motor de alto rendimento não foi viável. Na tarifa horo-sazonal verde, somente seria viável se seu rendimento fosse 4,46% superior ao do motor-padrão. Na tarifa convencional, somente seria viável se o ganho de rendimento superasse 2,71%.

Straw decomposition of nitrogen-fertilized grasses intercropped with irrigated maize in an integrated crop-livestock system

The greatest limitation to the sustainability of no-till systems in Cerrado environments is the low quantity and rapid decomposition of straw left on the soil surface between fall and spring, due to water deficit and high temperatures. In the 2008/2009 growing season, in an area under center pivot irrigation in Selvíria, State of Mato Grosso do Sul, Brazil, this study evaluated the lignin/total N ratio of grass dry matter , and N, P and K deposition on the soil surface and decomposition of straw of Panicum maximum cv. Tanzânia, P. maximum cv. Mombaça, Brachiaria. brizantha cv. Marandu and B. ruziziensis, and the influence of N fertilization in winter/spring grown intercropped with maize, on a dystroferric Red Latosol (Oxisol). The experiment was arranged in a randomized block design in split-plots; the plots were represented by eight maize intercropping systems with grasses (sown together with maize or at the time of N side dressing). Subplots consisted of N rates (0, 200, 400 and 800 kg ha-1 year-1) sidedressed as urea (rates split in four applications at harvests in winter/spring), as well as evaluation of the straw decomposition time by the litter bag method (15, 30, 60, 90, 120, and 180 days after straw chopping). Nitrogen fertilization in winter/spring of P. maximum cv. Tanzânia, P. maximum cv. Mombaça, B. brizantha cv. Marandu and B. ruziziensis after intercropping with irrigated maize in an integrated crop-livestock system under no-tillage proved to be a technically feasible alternative to increase the input of straw and N, P and K left on the soil surface, required for the sustainability of the system, since the low lignin/N ratio of straw combined with high temperatures accelerated straw decomposition, reaching approximately 30 % of the initial amount, 90 days after straw chopping.

Fusarium wilt incidence and common bean yield according to the preceding crop and the soil tillage system

The objective of this work was to evaluate the effects of preceding crops and tillage systems on the incidence of Fusarium wilt (Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli) and common bean (Phaseolus vulgaris) yield. The cultivar BRS Valente was cultivated under center‑pivot irrigation in the winter seasons of 2003, 2004 and 2005, after several preceding crops established in the summer seasons. Preceding crops included the legumes Cajanus cajan (pigeon pea), Stylosanthes guianensis, and Crotalaria spectabilis; the grasses Pennisetum glaucum (millet), Sorghum bicolor (forage sorghum), Panicum maximum, and Urochloa brizantha; and a consortium of maize (Zea mays) and U. brizantha (Santa Fé system). Experiments followed a strip‑plot design, with four replicates. Fusarium wilt incidence was higher in the no‑tillage system. Higher disease incidences corresponded to lower bean yields in 2003 and 2004. Previous summer cropping with U. brizantha, U. brizantha + maize consortium, and millet showed the lowest disease incidence. Therefore, the choice of preceding crops must be taken into account for managing Fusarium wilt on irrigated common bean crops in the Brazilian Cerrado.

Telomere and microsatellite primers reveal diversity among Sclerotinia sclerotiorum isolates from Brazil

Sclerotinia sclerotiorum, the causal agent of white mold, is a problem of winter bean (Phaseolus vulgaris) production in Brazil under center-pivot irrigation. Isolates of S. sclerotiorum were obtained from a center-pivot-irrigated field near Guaíra-SP, Brazil. Mycelial compatibility group (MCG) studies revealed the presence of only two MCG. PCR/RFLP analysis of the ITS1-5.8S-ITS2 ribosomal subunit regions of these field isolates of S. sclerotiorum failed to show any genetic differences between these two MCGs. DNA amplification with a chromosomal telomere sequence-based primer and one microsatellite primer revealed genetic polymorphisms among isolates within the same MCG. Isolates taken from beans and two other crops from another region of Brazil showed the same two MCG and had identical banding patterns for the telomere and microsatellite primers. These findings support the use of telomere sequence-based primers for revealing genotypic differences among S. sclerotiorum isolates.

Desenvolvimento da cultura do feijoeiro submetida a dois sistemas de manejo de irrigação e de cultivo

A cultura do feijoeiro apresenta elevada importância no contexto agrícola nacional. Além de ser uma cultura que atende às características da agricultura familiar, também é cultivada em áreas extensivas com alta tecnologia. Pesquisas relacionadas ao desenvolvimento do feijoeiro frente às variantes edafoclimáticas regionais vêm assumindo papel de destaque, principalmente por se tratar de uma planta sensível tanto ao déficit quanto ao excesso hídrico. O objetivo deste trabalho foi avaliar a cultura do feijoeiro de 'inverno' submetida a dois métodos de manejo de irrigação, em pivô central, um via solo por meio de tensiômetros, outro via clima por meio do tanque Classe 'A', em dois sistemas de plantio, convencional e direto, no primeiro ano. Foram avaliados o índice de área foliar (IAF), massa seca total (MS) de plantas e a variação do potencial mátrico de água no solo. Concluiu-se que os manejos de irrigação e os sistemas de plantio não resultaram em diferenças no IAF e nem no acúmulo de matéria seca total ao longo do ciclo da cultura; o manejo da irrigação por tensiometria acarretou maior variação no potencial mátrico de água no solo do que o método via clima por meio do tanque Classe 'A'.

Straw decomposition of nitrogen-fertilized grasses intercropped with irrigated maize in an integrated crop-livestock system

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Aspectos da produtividade do feijão correlacionados com atributos físicos do solo sob elevado nível tecnológico de manejo

No ano agrícola de 2006/07, no município de Selvíria (MS), foi analisada a produtividade do feijão em função de alguns atributos físicos de um Latossolo Vermelho distroférrico, cultivado nas condições de elevado nível tecnológico de manejo pelo sistema plantio direto irrigado com pivô central. O objetivo foi selecionar, entre os atributos pesquisados do solo, aquele com a melhor representatividade para explicar a variabilidade da produtividade agrícola. Foi instalada a malha geoestatística, para a coleta de dados do solo e da planta, com 117 pontos amostrais, numa área de 2.025 m² e declive homogêneo de 0,055 m m-1. do ponto de vista linear e espacial, a produtividade de feijão foi explicada em função da densidade de partículas e da umidade gravimétrica do solo, respectivamente. Assim, os valores de densidade de partículas entre 1,95 e 2,20 kg dm-3 e de umidade gravimétrica entre 0,205 e 0,239 kg kg-1; ambas coletadas na camada intermediária, resultaram em sítios com as mais elevadas produtividades (2.200-2.600 kg ha-1). Entretanto, para as condições do elevado nível tecnológico de manejo empregado, a produtividade média do feijão não atingiu seu máximo potencial, uma vez que o agravado estado de compactação no qual o solo se encontrava proporcionou à produtividade redução de 26,6 %. Dessa forma, os valores médios da densidade do solo e da resistência do solo à penetração, respectivamente nas faixas de 1,36-1,41 kg dm-3 e de 1,56-3,24 MPa, típicos de solos argilosos compactados, atestaram a substancial queda da produtividade de grãos de feijão.

Período de recuperação do investimento em bomba hidráulica de melhor rendimento em sistemas de bombeamento na tarifa horossazonal verde

Neste trabalho, ajustou-se um modelo matemático para quantificar o efeito da variação do rendimento da bomba hidráulica na variação dos custos de um sistema de bombeamento, na estrutura tarifária horossazonal verde (subgrupo A4) e o tempo de recuperação do capital investido no equipamento de maior rendimento. em seguida, o mesmo foi aplicado a um sistema de bombeamento para suprimento de um sistema de irrigação do tipo pivô central. As opções de rendimento da bomba hidráulica foram: 69,5% (bomba 1), 73% (bomba 2) e 78% (bomba 3), cujos custos de aquisição foram, respectivamente, R$ 6.176,00, R$ 8.479,00 e R$ 15.509,00. Os resultados da aplicação do modelo mostraram que: i) a substituição da bomba 1 pela bomba 2 foi viável, sendo o período de recuperação de capital 3,4 anos; ii) a substituição da bomba 1 pela bomba 3 foi viável, sendo o período de recuperação de capital 9,2 anos; iii) a substituição da bomba 2 pela bomba 3 foi inviável, sendo o período de recuperação de capital 21,1 anos superior ao período de amortização do investimento na avaliação econômica, considerado 15 anos.

Análise de crescimento de duas cultivares de feijoeiro sob irrigação, em plantio direto e preparo convencional

O objetivo deste trabalho foi avaliar, através da análise de crescimento, os efeitos do plantio direto (PD) e do preparo convencional (PC) sobre o desenvolvimento de duas cultivares de feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.), em dois espaçamentos diferentes, irrigadas via pivô central. O experimento foi conduzido no ano de 1994, em Senador Canedo, GO, a 16º 41' de latitude Sul, 49º 16' de longitude Oeste e 741 m de altitude. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado em parcelas subsubdivididas, com oito tratamentos. Para avaliação da área foliar e da produção de matéria seca total (MST), foram feitas dez coletas periódicas a cada sete dias, com três plantas ao acaso e duas repetições. A análise de crescimento evidenciou que no sistema PD o feijoeiro aumentou a MST, o índice de área foliar, a taxa de crescimento da cultura, a taxa de crescimento relativo, a taxa assimilatória líquida e a duração da área foliar, ocorrendo diminuição da razão de área foliar. A cultivar Aporé destacou-se em relação à Safira, sem efeito para espaçamento. A análise de crescimento apresentou-se adequada para avaliar o desenvolvimento do feijoeiro.