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NECESSIDADES HÍDRICAS DAS CULTURAS Prof. José Alves Júnior UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS Escola de Agronomia e Engenharia de Alimentos.

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1 NECESSIDADES HÍDRICAS DAS CULTURAS Prof. José Alves Júnior UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS Escola de Agronomia e Engenharia de Alimentos Setor de Engenharia Rural

2 DEFINIÇÕES A necessidade hídrica de cultura é quantificada através da evapotranspiração (ET). A ET de uma área vegetada corresponde ao total de água transferido para atmosfera na forma de vapor dágua, simultaneamente da superfície do solo (evaporação – E) e da superfície das folhas (transpiração – T). Fisicamente E e T são iguais, pois envolvem mudança de estado físico da água, de líquido para vapor. Porém, pode-se dizer que a T é evaporação biologicamente controlada, devido a ação dos estômatos.

3 CONDIÇÕES NECESSÁRIAS p/ ET Água – disponibilidade no reservatório do solo (umidade na capacidade de campo ou próximo daquela) Energia – calor latente de vaporização da água (L) Estômatos abertos – H2O é transferida para atmosfera e CO2 é captado fotossíntese Remoção do vapor – a ação do vento remove o vapor da superfície evaporante, gerando gradientes de concentração de vapor dágua. L = 2,501 – (2,361 · )·T, com L (MJ kg -1 ) e T ( o C) Exercício 1) Demonstre que se T = 20 o C então L = 2,45 MJ kg -1

4 UNIDADES A ET pode ser expressa em unidades de energia, por unidade de área e de tempo (MJ m -2 dia -1 ) ou em altura de lâmina dágua por unidade de tempo (mm dia -1 ) 2,45 MJ m -2 dia -1 = 1 mm dia -1 Exercício 2) A radiação solar global (Rg) incidente num determinado espelho dágua foi de 15,65 MJ m -2 dia -1, num dia de temperatura média igual a 20 o C. Se toda a Rg fosse usada exclusivamente para evaporar água, qual seria a lâmina e o volume de água evaporados?

5 FATORES DE CONVERSÃO Unidades LâminaVolume por unidade de área Energia por unidade de área mm dia -1 m 3 ha -1 dia -1 L s -1 ha -1 MJ m -2 dia -1 1 mm dia ,1162,45 1 m 3 ha -1 dia -1 0,110,0120,245 1 L s -1 ha -1 8,64086,40121,17 1 MJ m -2 dia -1 0,4084,0820,0471

6 + SOBRE TRANSPIRAÇÃO A TRANSPIRAÇÃO Depende: –Abertura dos estômatos luz água temperatura condições atmosféricas –taxa de absorção de água

7 DETERMINAÇÃO DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO DE UMA CULTURA ENVOLVE TRÈS ETAPAS: 1)Determinação da ET de referência (ETo) 2)Determinação do coeficiente de cultivo (Kc) 3)Multiplicação do Kc pela ETo ETc = Kc · ETo

8 EVAPOTRANSPIRAÇÃO DA CULTURA DE REFERÊNCIA (ETo) DOORENBOS e PRUITT (1977), no Manual 24 da FAO, apresentaram a definição de ETo tendo a grama como cultura de referência, ou seja, ETo é a quantidade de água evapotranspirada na unidade de tempo e de área, por uma cultura de baixo porte (8 a 15 cm), verde, cobrindo totalmente o solo, de altura uniforme e sem deficiência de água.

9 MÉTODOS DE ESTIMATIVA DA ET (ETo) Equação de Hargreaves (1985) ETo = 0,0023·Ra·(Tm+17,8)·(Tx-Tn) 0,5 Ra = radiação solar no topo da atmosfera (mm dia -1 ); Tm = temperatura média do ar ( o C); Tx = temperatura máxima do ar ( o C) e Tn = temperatura mínima do ar ( o C) Exercício 3) Local = Cruz das Almas (12º de latitude Sul); Mês = janeiro; Tx = 28ºC; Tn = 20ºC (valores hipotéticos). Determinar a ETo média diária para aquele mês bem como a ETo total mensal. Tm = (Tx + Tn) / 2

10 VALORES DE Ra Radiação solar no topo da atmosfera (mm dia -1 ) na Bahia em função da latitude e época do ano. (Valores do 15 o dia representativos de cada mês). Exercício 3) Local = Cruz das Almas (12º de latitude Sul); Mês = janeiro; Tx = 28ºC; Tn = 20ºC (valores hipotéticos). Determinar a ETo média diária para aquele mês bem como a ETo total mensal.

11 Método do Tanque Classe A – através da lâmina dágua evaporada no tanque evaporimétrico é possível estimar a ETo. Pressuposto básico: a cultura de referência sem deficiência hídrica, portanto transpirando na capacidade máxima, responde às mesmas variáveis meteorológicas (vento, radiação, temperatura e umidade relativa) que uma superfície de água livre exposta ao ar atmosférico. MÉTODOS DE ESTIMATIVA DA ET (ETo)... A ETo é obtida convertendo-se a lâmina dágua evaporada no TCA (ECA) em ETo, através do coeficiente do tanque (Kp). ETo = ECA · Kp

12 DETALHES DO TANQUE CLASSE A Instalação do TCA: O tanque deve ser instalado em nível, sobre um estrado de madeira a 15 cm do solo. Objetivo: evitar trocas energéticas com o solo, o que pode aquecer a massa líquida e interferir na evaporação. Estrado de madeira em tinta branca, dimensão de 130 cm x 130 cm. O tanque é cheio de água limpa até ó nível superior (5 cm abaixo da borda livre do tanque). Portanto, a profundidade máxima de água no tanque é de 20 cm.

13 DETALHES DO TANQUE CLASSE A... Operação do Tanque: A leitura do nível dágua no tanque é sempre feita pela manhã, em intervalos de 24 horas A leitura do nível dágua é feita no poço tranqüilizador, utilizando-se para isso o micrômetro de gancho. Para o cálculo da evaporação total deve-se considerar as seguintes condições: a) sem ocorrência de precipitação; b) com ocorrência de precipitação 50 mm e c) com ocorrência de precipitação 75 mm. A lâmina dágua evaporada do TCA entre duas observações consecutivas e que atende às três condições acima pode ser obtida pela seguinte equação: ECA = L 1 – L 2 + P - H

14 DETALHES DO TANQUE CLASSE A... ECA = L 1 – L 2 + P - H ECA = lâmina dágua evaporada (mm); L 1 = leitura inicial do nível da água feita com o micrômetro; L 2 = leitura final da água feita com o micrômetro; P = lâmina dágua precipitada, lida no pluviômetro; H = lâmina dágua transbordada do tanque. Operação do Tanque: (Cont...) S empre que o nível da água descer para 7,5 cm da borda superior, o tanque deve ser reenchido. Ou seja, 25 mm (20-17,5 = 2,5 cm) é a máxima variação permitida para o nível da água no tanque. A água no tanque deve ser trocada pelo menos uma vez por mês, ou quando se tornar muito suja e/turva. As impurezas afetam a taxa de evaporação.

15 DETALHES DO TANQUE CLASSE A... Exercício 4) No dia 21 de junho a leitura num TCA foi 45,42 mm e 24 horas depois, foi 50,65 mm. Sabendo-se que a precipitação total no período, indicada pelo pluviômetro, foi de 10,23 mm, calcule a lâmina dágua evaporada (ECA) no intervalo. Exercício 5) O que teria acontecido, no caso anterior se precipitação não tivesse ocorrido?

16 MEDIDA DA ET Figura 3. Tanques evaporimétricos tipo Classe A. Fonte: INMET TCA.aviTCA.avi

17 COEFICIENTE DO TANQUE Agora que vc. já conhece como obter ECA, é preciso determinar o coeficiente do tanque (Kp), para obtenção definitiva da ETo. O Kp é função da velocidade média diária do vento medida a 2 m de altura, umidade relativa média, exposição do tanque e extensão da bordadura em torno do tanque. Veja a tabela a seguir:

18 COEFICIENTE DO TANQUE... Posição do Tanque B (m)* Exposição A Tanque circundado por grama UR média (%) Posição do Tanque B (m)* Exposição B Tanque circundado por solo nu UR média (%) Vento (km/dia) Baixa <40 Média Alta >70 Baixa <40 Média Alta >70 Leve < ,55 0,65 0,70 0,75 0,65 0,75 0,80 0,85 0,75 0, ,70 0,60 0,55 0,50 0,80 0,70 0,65 0,60 0,85 0,80 0,75 0,70 Moderado ,50 0,60 0,65 0,70 0,60 0,70 0,75 0,80 0,65 0,75 0, ,65 0,55 0,50 0,45 0,75 0,65 0,60 0,55 0,80 0,70 0,65 0,60 Forte ,45 0,55 0,60 0,65 0,50 0,60 0,65 0,70 0,60 0,65 0,70 0, ,60 0,50 0,45 0,40 0,65 0,55 0,50 0,45 0,70 0,65 0,60 0,55 Muito forte > ,40 0,45 0,50 0,55 0,45 0,55 0,60 0,50 0,60 0, ,50 0,45 0,40 0,35 0,60 0,50 0,45 0,40 0,65 0,55 0,50 0,45 Tabela 2 - Valores de Kp em função dos dados meteorológicos da região e do meio em que o tanque Classe A se encontra instalado (DOORENBOS e PRUITT, 1977).

19 COEFICIENTE DO TANQUE... Exercício 6) Um tanque Classe A encontra-se instalado no centro de uma área circular recém-arada e gradeada de 10 ha. Leituras no tanque durante uma semana indicaram uma evaporação média de 5,5 mm dia -1. As condições de vento e umidade durante aquele intervalo de tempo foram: velocidade do vento 3,2 m s -1 e umidade relativa do ar 68%. Com base nessas condições: a)o coeficiente, Kp b)a ETo média do período (mm dia -1 ) c)a ETo acumulada no período (mm) d)a ETc média (mm dia -1 ) de uma cultura com Kc = 0,95 e)a ETc acumulada (mm) no período

20 COEFICIENTE DA CULTURA Quociente existente entre a evapotranspiração máxima (ou potencial), em uma dada fase do plantio, e o valor da evapotranspiração de referencia. A FAO desenvolveu uma tabela com valores de Kc para diferentes culturas,em diferentes estádios de desenvolvimento e para duas condições atmosférica.

21 COEFICIENTE DA CULTURA

22 FATORES QUE AFETAM A ET Fatores Climáticos: –Saldo de Radiação (Rn): fonte de energia para o processo. Depende da radiação solar incidente e do albedo da vegetação. –Temperatura do ar (T): calor sensível contribui com parte da energia necessária ao processo e a temperatura está diretamente ligada à umidade relativa e ao déficit de saturação do ar.

23 FATORES QUE AFETAM A ET... –Umidade Relativa (UR): atua junto com a temperatura, determinando o déficit de saturação do ar, um dos componentes do poder evaporante do ar. –Vento (U): responsável pela remoção do ar saturado junto à superfície das folhas. Responsável pelo transporte de calor de áreas mais secas (advecção de calor sensível). É o outro componente do poder evaporante do ar.

24 FATORES QUE AFETAM A ET... Fatores da Planta : –Espécie: relacionado à arquitetura foliar, à resistência ao transporte de vapor no estômato e a outros aspectos morfológicos que interferem diretamente na evapotranspiração. –Coeficiente de Reflexão (albedo): afeta o saldo de radiação, principal fonte de energia para o processo.

25 FATORES QUE AFETAM A ET... –Área Foliar: relacionada ao tamanho da superfície foliar disponível para o processo de transpiração. –Altura da planta: interfere na interação planta-atmosfera. –Profundidade do Sistema Radicular: relacionado ao volume de solo explorado pelas raízes, objetivando o suprimento de água à planta.

26 FATORES QUE AFETAM A ET... Fatores de Manejo e do Solo: –Espaçamento / Densidade de Plantio: determina o nível de competição entre os indivíduos da mesma espécie. –Tipo de Solo: solos argilosos têm maior capacidade de armazenamento de água do que os arenosos e, portanto, a capacidade de atender as exigências hídricas da cultura por mais tempo.

27 FATORES QUE AFETAM A ET... –Disponibilidade de Água no Solo: reduz a evapotranspiração quando o armazenamento cai além do limite crítico. –Plantio Direto: a cobertura morta sobre o solo reduz a perda de água por evaporação. –Impedimentos Físicos / Químicos: limitam o crescimento do sistema radicular da cultura, reduzindo o volume de água disponível para o uso pelas plantas.


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