Perfomance of methods for estimating reference evapotranspiration in the municipalities of Frederico Westphalen and Palmeira das Missões, State of Rio Grande do Sul, Brazil

A estimativa da evapotranspiração de referência (ETo), usada no balanço hídrico, possibilita quantificar o armazenamento de água no solo, auxiliando no manejo da irrigação. O objetivo do trabalho foi comparar métodos mais simples de estimativa da evapotranspiração de referência com o método Penman-Monteith (FAO), nas escalas diária e de 5, 10, 15 e 30 dias, e mensal, para os municípios de Frederico Westphalen e Palmeira das Missões, no RS. Os métodos avaliados tenderam a melhorar a eficiência com o aumento da escala temporal de estudo, mantendo o mesmo desempenho para ambas as localidades. Os maiores e menores valores de ETo ocorreram nos meses de dezembro e junho, respectivamente. A maioria dos métodos subestimou os valores de ETo. Em qualquer escala temporal, os métodos de Makking e da Radiação FAO24 podem substituir o modelo de Penman-Monteith

FENOLOGIA DE ESPÉCIES NATIVAS ARBÓREAS NA REGIÃO CENTRAL DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL

The general aim of this study was to monitor the vegetative and reproductive phenology of 20 native tree species existing in the Botanical Garden of the Federal University of Santa Maria, Santa Maria-RS, Brazil. This general aim was reached by associating the duration of the different phenophases  of this plant community with the air temperature, rainfall and day length. The investigation was conducted from August 2010 to August 2011. A total of 185 trees were randomly selected and marked, with 4-10 individuals  of each species.  Among this total selected trees, vegetative phenophases (mature leaves, leaf fall and bud) and reproductive ones (flowering - bud and anthesis; fruit – unripe fruit and ripe fruit) were observed, fortnightly. Two methods of observation were used: the rate of phenological activity (absence / presence of the event) and the Fournier Index. The values of these indices were subjected to Spearman correlation with meteorological data. In vegetative phenology it was found that the community budding was constant throughout the study period. The sharpest leaf fall  occurred in autumn and winter and the mature leaves with full photosynthetic capacity had increased peaks in spring and summer and decreased almost  50%  in winter. In reproductive phenology, the highest peak of flowering occurred in spring and during the early summer and  the fruiting occurred mostly during the summer and the early fall. The phenophases were significantly correlated with day length and air temperature, not with rainfall.O objetivo geral deste trabalho foi acompanhar a fenologia vegetativa e reprodutiva de 20 espécies arbóreas nativas existentes no Jardim Botânico da Universidade Federal em Santa Maria, Santa Maria - RS, associando a duração das diferentes fenofases desta comunidade vegetal com as variáveis da temperatura do ar e precipitação pluviométrica e do comprimento do dia. O trabalho foi realizado no período de agosto de 2010 a agosto de 2011. Marcaram-se, aleatoriamente, 185 árvores, com 4 a 10 indivíduos de cada espécie, nas quais foram observadas quinzenalmente as fenofases vegetativas (folhas maduras, queda foliar e brotamento) e reprodutivas (floração – botão e antese; frutificação – fruto verde/imaturo e fruto maduro). Foram utilizados dois métodos de observação: o índice de atividade fenológica (ausência/presença do evento) e o Índice de Fournier. Os valores destes índices foram submetidos à correlação de Spearman com os dados meteorológicos. Na fenologia vegetativa constatou-se que o brotamento da comunidade foi constante em todo o período de estudo, a queda foliar mais acentuada no outono e inverno e as folhas maduras com plena capacidade fotossintética tiveram picos crescentes na primavera e verão e redução no inverno de quase 50%. Na fenologia reprodutiva, os maiores picos de floração aconteceram na primavera e durante o período inicial do verão e a frutificação ocorreu preferencialmente durante o verão e início do outono. As fenofases correlacionaram-se significativamente com o comprimento do dia e a temperatura do ar, e não com a precipitação pluviométrica.

Water consumption of tomato plants (Lycopersicon esculentum Mill.) cultivated in a plastic greenhouse and its relationship with meteorological variables in Santa Maria, RS, Brazil

Normalmente, o cultivo do tomateiro no interior de estufas plásticas é realizado diretamente no solo, mas devido aos problemas de salinização e doenças, os produtores tem optado por sistemas de cultivo em substratos. Devido ao volume do ambiente radicular reduzido, uma eficiente irrigação torna-se necessária, carecendo de maior precisão das estimativas de consumo d'água pelas plantas. Para isto, é interessante o estudo das relações entre o consumo hídrico e as variáveis meteorológicas e crescimento das plantas. Desta forma, determinou-se o consumo d'água do tomateiro de hábito de crescimento determinado, estudou-se o efeito das variáveis meteorológicas isolado do efeito das variáveis de crescimento das plantas, utilizando-se o consumo d'água por unidade de área foliar, e identificou-se quais são as variáveis meteorológicas mais importantes a afetá-lo, em cultivo de outono-inverno, em estufa localizada no Campo Experimental do Departamento de Fitotecnia do Centro de Ciências Rurais da Universidade Federal de Santa Maria. A estufa com dimensões 10m x 24m, foi manejada manualmente, com ventilação natural através de janelas laterais e portas frontais. Cada planta de tomateiro de hábito de crescimento determinado, cultivar Imperror, foi conduzido em 8 litros de substrato comercial Plantmax, em três lisímetros coletores de drenagem, com cinco plantas cada, sendo cada lisímetro irrigado no início da manhã de todos os dias do período experimental (27/02/99 - 04/07/99). A densidade de fluxo de radiação solar global e a radiação líquida foram estimadas para o exterior da estufa a partir de dados da estação meteorológica próxima à estufa. A temperatura, a umidade relativa e o déficit de saturação do ar foram determinados no interior da estufa, a partir dos dados de um termohigrógrafo, e no seu exterior, a partir de dados da estação meteorológica. A evolução das variáveis meteorológicas durante o período experimental foi característica para o local e época do ano, com uma redução gradativa da densidade de fluxo de radiação solar, da temperatura e do déficit de saturação do ar e aumento da umidade relativa do ar. Foram encontradas boas correlações entre o consumo hídrico por unidade de área foliar com a irradiância solar global, e melhor ainda com a radiação líquida, no exterior da estufa, mas o melhor ajuste do consumo hídrico foi obtido com a variável déficit de saturação do ar no interior da estufa. Os valores médios diários e diurnos das variáveis meteorológicas no interior da estufa explicaram melhor a variação da transpiração das plantas do que os valores extremos ou de determinados horários do dia. Na comparação entre o efeito das variáveis meteorológicas do interior e exterior da estufa, as primeiras correlacionaram-se melhor com os dados de consumo d'água por unidade de área foliar. A razão consumo d'água/evapotranspiração de referência no exterior da estufa, no cultivo de outono-inverno, aumentou inicialmente em função, principalmente, da área foliar, para depois decrescer, como resposta da redução da demanda hídrica do ar atmosféricoUsually, tomato cultivation inside plastic greenhouses is done directly in the soil, but due to salinity and diseases problems, the producers have chosen for cultivation systems in substratum. Due to the reduced root volume, an efficient irrigation becomes necessary, requiring more precise estimates of plant water consumption. Therefore, the study of relationships between the water consumption and the meteorological and growth of plants variables that allow precise and accurate estimates of plant transpiration are needed. A study was set up in a 10m x 24m greenhouse located in the Experimental Field of the Department of Plant Production, Federal University of Santa Maria, RS, Brazil Natural ventilation in the greenhouse was provided by manually operating the opening/shooting of the lateral windows and frontal doors. The plants were cultivated using 8 liters of a comercial substratum, in three drainage lysimeters, with five plants each, being each Iysimeter irrigated every day in the early morning during the experimental period (end February-begin July). The plant water consuption per leaf area unit was correlated with meteorological variables inside and outside the greenhouse. The flow density of global solar radiation and net radiation were estimated for the outside of the greenhouse starting from meteorological data observed near the greenhouse. Temperature, relative humidity and vapor deficit were determined inside the greenhouse from thermohygrograph records and on the outside from weather station data. The evolution of the meteorological variables during the experimental period was a local characteristic during the year, with a gradual reduction of global solar radiation, temperature, and vapor deficit, and a increase of relative humidity. The water consumption per leaf area unit of the plants correlated well with the solar radiation and better with the net radiation outside the greenhouse, but in the autumn-winter period, the best was obtained with the vapour deficit inside the greenhouse. The mean values in the 24-h and in daytime scales of the meteorological variables inside the greenhouse explained better the variation plants transpiration than the extreme values or those from specific times. In the comparison between the effect of the meteorological variables measured inside and outside the greenhouse, the first ones were better correlated with the data of water consumption by unit of leaf area. The ratio between water consumption of plants and reference evapotranspiration in the outside of greenhouse initially increased and obtained a maximum value of 1,95 about 87 days after transplanting, then decreasing, even without reduction of the leaf area, as a consequence of the reduction of the atmospherical deman

Energy balance and evapotranspiration in a high density young coffee under located irrigation.

Foram determinadas as taxas de evapotranspiração global (ETc) e sua partição em evapotranspiração dos renques e das entrelinhas, bem como a partição da energia disponível em calores sensível e latente de um cafezal adensado (3,50m x 0,90m), irrigado por gotejamento, durante o período de 1 a 2 anos após sua implantação, em Piracicaba, SP. Foram utilizados os métodos do balanço de energia-razão de Bowen (MRB) e aerodinâmico (MA) para a determinação de ETc, o método lisimétrico para a evapotranspiração dos renques e o método do balanço de calor no caule para a transpiração a partir do fluxo de seiva. No uso do MA, foram verificados vários problemas. Um deles, é o aumento inicial pequeno do "deslocamento do plano zero" (d) normalizado pela altura da cultura, ter sido seguido por um decréscimo teoricamente inconsistente com o aumento da altura dos cafeeiros, além de uma grande variação do comprimento de rugosidade (zo), dependente das condições de cobertura das entrelinhas, da direção e da velocidade do vento, sendo evidenciado efeito dessas últimas duas variáveis também sobre d. Provavelmente, a maior fonte de erro para o MA foi terem os coeficientes de transporte turbulento, determinados com as funções empíricas do número de Richardson de estabilidade atmosférica, válidas para a subcamada atmosférica inercial e superfícies homogêneas, mostrado-se inadequados para as condições do estudo, resultando em valores irreais de ETc. As estimativas pelo MRB foram satisfatórias, por ter ocorrido boa similaridade entre os perfis de temperatura e de pressão de vapor do ar, indicando que a razão entre os coeficientes de difusão turbulenta para calor sensível e latente se manteve próxima de 1. Durante o período seco, grande parte dos dias tiveram as determinações de ETc pelo MRB comprometidas, devido aos pequenos gradientes de pressão de vapor e aos erros causados pelos sensores dos psicrômetros. O fluxo de calor latente do cafezal correspondeu a mais de 80% da energia disponível no período úmido, diminuindo para valores da ordem de 64% no período seco. Os valores do coeficiente "global" de cultura (razão entre ETc e a evapotranspiração de referência (ETo)), variaram entre 1,04 e 1,30, sendo altamente dependentes das condições de umidade do solo. No último período de medida, o valor de aproximadamente 0,86 deve ser tomado com ressalvas devido a problemas de manejo da área. O "coeficiente de evapotranspiração do renque", sendo a razão entre a evapotranspiração do renque (evaporação do solo da área contínua sob as copas mais a transpiração dos cafeeiros) e ETo, variou entre 0,22 e 0,43, sendo influenciado pelas condições de umidade da superfície, especialmente pela área molhada na irrigação, e pelo aumento da área foliar dos cafeeiros. Os valores do coeficiente basal de cultura (razão entre transpiração dos cafeeiros e ETo) variaram de 0,03 a 0,20. Durante o período seco evidenciou-se efeito advectivo sobre as medidas, adotando-se critérios para selecionar dias com tal efeito nulo, ou mínimo, sobre os valores médios dos coeficientes acima.The objectives of this study were to evaluate the magnitude of global evapotranspiration (ETc) in a high density young coffee crop (3.5mx0.9m) under drip irrigation, the ETc partition considering hedgerows and interrows, and the partition of the available radiant energy between sensible and latent heat fluxes. The experiments were conducted from September 2002 to September 2003, in Piracicaba, SP, Brazil. ETc was determined by the Energy balance-Bowen ratio (BRM) and aerodynamic (AM) methods. Hedgerows evapotranspiration was measured by weighing lysimeters and coffee transpiration by the sap flow using the stem heat balance method. When AM was used, several problems were observed. One of them was the "zero plane displacement" (d) normalized by the crop height, which showed an earlier small increase, followed by an unexplained decrease when plant height increased, besides of a huge variation of the roughness length (zo), which depended on interrows cover conditions and wind direction and speed. Also, the effect of these former was noticed on d. Probably, the major source of error in AM was the use of turbulent transport coefficients determined with empirical functions, using the Richardson number, valid for homogeneous surfaces, and measurements taken on the inertial atmospheric sublayer. This procedure proved to be inadequate for the heterogeneous coffee crop surface, resulting in unrealistic ETc values. The BRM estimates of ETc were more appropriate, as a consequence of the good similarity between potential temperature and vapor pressure profiles, indicating that the ratio between the turbulent transport coefficients for sensible and latent heat was close to unity. During the dry season, in the majority of the days with measurements, ETc estimates were less effective due the small vapor pressure gradients and the errors caused by the psychrometer sensors. The ratio between global latent heat flux and available surface energy was higher than 80% in the wet season, decreasing to 64% when the interrows were drying. The "global" crop coefficient (Kc), representing the ratio between ETc and reference evapotranspiration (ETo) ranged from 1.04 to 1.30, being highly dependent on soil moisture conditions. In the latest period of measurements, Kc was about 0.86, which must be analyzed with care due problems in the coffee crop management. The "hedgerows evapotranspiration coefficient", which means the ratio between hedgerows evapotranspiration (evaporation of continuous soil area under hedgerows plus the crop transpiration) and ETo, ranged from 0.22 to 0.43, being influenced by soil moisture, especially by the soil surface area wetted by the drip irrigation and by the increase of leaf area. The basal crop coefficient (ratio between transpiration and ETo) ranged from 0.03 to 0.20. During the dry season, effect of advection on the measurements was observed; so, some criteria were used to select days in which this effect was considered to be null or having a minimum degree, in order to calculate the mean values of the above described coefficients

Water consumption of tomato plants (Lycopersicon esculentum Mill.) cultivated in a plastic greenhouse and its relationship with meteorological variables in Santa Maria, RS, Brazil

Normalmente, o cultivo do tomateiro no interior de estufas plásticas é realizado diretamente no solo, mas devido aos problemas de salinização e doenças, os produtores tem optado por sistemas de cultivo em substratos. Devido ao volume do ambiente radicular reduzido, uma eficiente irrigação torna-se necessária, carecendo de maior precisão das estimativas de consumo d'água pelas plantas. Para isto, é interessante o estudo das relações entre o consumo hídrico e as variáveis meteorológicas e crescimento das plantas. Desta forma, determinou-se o consumo d'água do tomateiro de hábito de crescimento determinado, estudou-se o efeito das variáveis meteorológicas isolado do efeito das variáveis de crescimento das plantas, utilizando-se o consumo d'água por unidade de área foliar, e identificou-se quais são as variáveis meteorológicas mais importantes a afetá-lo, em cultivo de outono-inverno, em estufa localizada no Campo Experimental do Departamento de Fitotecnia do Centro de Ciências Rurais da Universidade Federal de Santa Maria. A estufa com dimensões 10m x 24m, foi manejada manualmente, com ventilação natural através de janelas laterais e portas frontais. Cada planta de tomateiro de hábito de crescimento determinado, cultivar Imperror, foi conduzido em 8 litros de substrato comercial Plantmax, em três lisímetros coletores de drenagem, com cinco plantas cada, sendo cada lisímetro irrigado no início da manhã de todos os dias do período experimental (27/02/99 - 04/07/99). A densidade de fluxo de radiação solar global e a radiação líquida foram estimadas para o exterior da estufa a partir de dados da estação meteorológica próxima à estufa. A temperatura, a umidade relativa e o déficit de saturação do ar foram determinados no interior da estufa, a partir dos dados de um termohigrógrafo, e no seu exterior, a partir de dados da estação meteorológica. A evolução das variáveis meteorológicas durante o período experimental foi característica para o local e época do ano, com uma redução gradativa da densidade de fluxo de radiação solar, da temperatura e do déficit de saturação do ar e aumento da umidade relativa do ar. Foram encontradas boas correlações entre o consumo hídrico por unidade de área foliar com a irradiância solar global, e melhor ainda com a radiação líquida, no exterior da estufa, mas o melhor ajuste do consumo hídrico foi obtido com a variável déficit de saturação do ar no interior da estufa. Os valores médios diários e diurnos das variáveis meteorológicas no interior da estufa explicaram melhor a variação da transpiração das plantas do que os valores extremos ou de determinados horários do dia. Na comparação entre o efeito das variáveis meteorológicas do interior e exterior da estufa, as primeiras correlacionaram-se melhor com os dados de consumo d'água por unidade de área foliar. A razão consumo d'água/evapotranspiração de referência no exterior da estufa, no cultivo de outono-inverno, aumentou inicialmente em função, principalmente, da área foliar, para depois decrescer, como resposta da redução da demanda hídrica do ar atmosféricoUsually, tomato cultivation inside plastic greenhouses is done directly in the soil, but due to salinity and diseases problems, the producers have chosen for cultivation systems in substratum. Due to the reduced root volume, an efficient irrigation becomes necessary, requiring more precise estimates of plant water consumption. Therefore, the study of relationships between the water consumption and the meteorological and growth of plants variables that allow precise and accurate estimates of plant transpiration are needed. A study was set up in a 10m x 24m greenhouse located in the Experimental Field of the Department of Plant Production, Federal University of Santa Maria, RS, Brazil Natural ventilation in the greenhouse was provided by manually operating the opening/shooting of the lateral windows and frontal doors. The plants were cultivated using 8 liters of a comercial substratum, in three drainage lysimeters, with five plants each, being each Iysimeter irrigated every day in the early morning during the experimental period (end February-begin July). The plant water consuption per leaf area unit was correlated with meteorological variables inside and outside the greenhouse. The flow density of global solar radiation and net radiation were estimated for the outside of the greenhouse starting from meteorological data observed near the greenhouse. Temperature, relative humidity and vapor deficit were determined inside the greenhouse from thermohygrograph records and on the outside from weather station data. The evolution of the meteorological variables during the experimental period was a local characteristic during the year, with a gradual reduction of global solar radiation, temperature, and vapor deficit, and a increase of relative humidity. The water consumption per leaf area unit of the plants correlated well with the solar radiation and better with the net radiation outside the greenhouse, but in the autumn-winter period, the best was obtained with the vapour deficit inside the greenhouse. The mean values in the 24-h and in daytime scales of the meteorological variables inside the greenhouse explained better the variation plants transpiration than the extreme values or those from specific times. In the comparison between the effect of the meteorological variables measured inside and outside the greenhouse, the first ones were better correlated with the data of water consumption by unit of leaf area. The ratio between water consumption of plants and reference evapotranspiration in the outside of greenhouse initially increased and obtained a maximum value of 1,95 about 87 days after transplanting, then decreasing, even without reduction of the leaf area, as a consequence of the reduction of the atmospherical deman

Relationships of photosynthetic photon flux density, air temperature and humidity with tomato leaf diffusive conductance and temperature

The objective was to study the leaf temperature (LT) and leaf diffusive vapor conductance (gs) responses to temperature, humidity and incident flux density of photosynthetically active photons (PPFD) of tomato plants grown without water restriction in a plastic greenhouse in Santa Maria, RS, Brazil. The plants were grown in substrate and irrigated daily. The gs was measured using a steady-state null-balance porometer on the abaxial face of the leaves during the daytime. Both leaf surfaces were measured in one day. The PPFD and LT were measured using the porometer. Leaf temperature was determined using an infrared thermometer, and air temperature and humidity were measured using a thermohygrograph. The leaves on the upper layer of the plants had higher gs than the lower layer. The relationship between the gs and PPFD was different for the two layers in the plants. A consistent relationship between the gs and atmospheric water demand was observed only in the lower layer. The LT tended to be lower than the air temperature. The mean value for the gs was 2.88 times higher on the abaxial than adaxial leaf surface