Local Head Loss of Non-Coaxial Emitters Inserted in Polyethylene Pipe

The design of a lateral line for drip irrigation requires accurate evaluation of head losses in not only the pipe but in the emitters as well. A procedure was developed to determine localized head losses within the emitters by the formulation of a mathematical model that accounts for the obstruction caused by the insertion point. These localized losses can be significant when compared with the total head losses within the system due to the large number of emitters typically installed along the lateral line. An experiment was carried out by altering flow characteristics to create Reynolds numbers (R) from 7,480 to 32,597 to provide turbulent flow and a maximum velocity of 2.0 m s-1. The geometry of the emitter was determined by an optical projector and sensor. An equation was formulated to facilitate the localized head loss calculation using the geometric characteristics of the emitter (emitter length, obstruction ratio, and contraction coefficient). The mathematical model was tested using laboratory measurements on four emitters. The local head loss was accurately estimated for the Uniram (difference of +13.6%) and Drip Net (difference of +7.7%) emitters, while appreciable deviations were found for the Twin Plus (-21.8%) and Tiran (+50%) emitters. The head loss estimated by the model was sensitive to the variations in the obstruction area of the emitter. However, the variations in the local head loss did not result in significant variations in the maximum length of the lateral lines. In general, for all the analyzed emitters, a 50% increase in the local head loss for the emitters resulted in less than an 8% reduction in the maximum lateral length

Methodology to evaluate dripper sensitivity to clogging due to solid particles: an assessment

Emitter clogging is a major problem in microirrigation systems, which may result from the isolated or combined efects of physical, chemical, and biological agents. Clogging caused by suspended solid particles is the most common plugging form of emitters. Water quality and emitter geometry are key aspects in clogging processes. Any suitable test procedure to assess the sensitivity of drippers to clogging should take into account the predominant factors that infuence clogging and must reproduce the feld conditions. Tis research set out to assess the performance and suitability of a laboratory clogging test procedure in order to validate a methodology and to provide scientifc results that may support the standardization of a clogging test method. Te evaluated methodology has been used by the IRSTEA laboratory since 1974 (Platform of Research and experiment on Science and Technology for Irrigation - PReSTI, formerly LERMI) and its contents are currently being discussed by the ISO TC23/SC18 committee. Te aim is to defne a standardized testing protocol to evaluate the sensitivity of emitters to clogging due to solid particles. Replications analyzing the clogging resistance of four models of emitting pipes were carried out in a laboratory.Te clogging test procedure enabled an accurate assessment of the combinations of concentration and size of particles that caused clogging in each model of dripper. However, a signifcant variability in degree of clogging was identifed when the results of replications for each model of dripper were compared. Several requirements, concerns, and improvements related to the clogging test protocol were discussed.2018FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESP2015/19630-

Reduction of the net income as a function of deficit and excess of water on beans

O manejo adequado de um sistema de irrigação deverá ser capaz de propiciar ao agricultor o uso eficiente da água, para aumentar a produtividade das culturas, reduzir os custos de produção, e, conseqüentemente, maximizar o retorno dos investimentos. O objetivo deste trabalho foi analisar o efeito do preço do produto, do custo da água e da uniformidade de distribuição da água sobre a receita líquida na cultura do feijoeiro. Utilizou-se o coeficiente de uniformidade de Christiansen (CUC) para medida da uniformidade de distribuição da água. Com base nas análises, concluiu-se que: 1) sistemas de irrigação que não apresentam boa uniformidade de distribuição de água não são apropriados quando o objetivo é o máximo retorno econômico; 2) se a cultura tem elevado valor econômico, o sistema de irrigação deve apresentar uniformidade de distribuição da água, para que se possa diminuir o efeito do déficit na redução da receita líquida; 3) a irrigação com alta uniformidade proporciona melhores resultados econômicos para qualquer combinação de preço do produto e custo da água; 4) quando a pouca disponibilidade de terra limita a produção, a redução no preço do produto tem maior influência na redução da receita líquida total do que o aumento no custo da água.The adequate management of irrigation systems has to provide the farm the efficient water use, increasing yield crop, decreasing costs and maximizing the benefits. The objective of this work was to analyze the effect of product price, water cost and water distribution uniformity on the net income of beans crop. Christiansen's water uniformity coefficient was used. The data analysis allowed to conclude: 1) irrigation systems that do not have a high water uniformity distribution are not adequate when the objective is to reach the maximum net income; 2) if the crop has a high value, a high water uniformity distribution should be expected in order to decrease the water deficit effect on the net income; 3) the best economic results with any combination of product and water cost is observed under high irrigation uniformity; 4) when land availability is restrictive for total yield, beans price reduction has a greater influence on net income compared to increasing water cost

Optimal irrigation strategies for watermelon crop

O trabalho teve como objetivo determinar estratégias ótimas de irrigação para a cultura da melancia (Citrullus lanatus Thumb. Mansf.), considerando a água como fator limitante da produção e diferentes valores para o preço do produto e custos da energia elétrica. Utilizou-se uma função de produção quadrática e função de custo linear obtidas para as condições edafoclimáticas dos Tabuleiros Costeiros do Piauí. A irrigação com déficit proporcionou as maiores rendas líquidas, com significativa economia de água, no intervalo de variação de preços do produto de US$0,05 kg-1 a US$ 0,35 kg-1, nas três formas de tarifação da energia elétrica. Acima desse intervalo, deve-se utilizar a lâmina que maximiza a produção de frutos.This paper aimed to determine optimal strategies for irrigation management watermelon crop (Citrullus lanatus Thumb. Mansf.), when water is limiting resource under different values of the crop and electrical energy price. The analysis involved quadratic production function and linear cost function developed to the soil and climate characteristics of the Coastal Tablelands, at Piauí State, Brazil. The highest net incomes were achieved with deficit irrigation, in the range crop prices of the US$0.05 kg-1 to US$ 0.35 kg-1, independently of electrical energy price. Up this range, irrigation depth that maximizes fruits yield must be used

Response functions of the bean (Phaseolus vulgaris L.) to the use of nitrogen and irrigation DEPTH

Com o objetivo de estudar o efeito da lâmina de água aplicada, da adubação nitrogenada e da interação destes fatores sobre o rendimento econômico e componentes da produção do feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.), um experimento foi conduzido com a cultivar carioca, no campo experimental da UNESP, Campus de Ilha Solteira, SP. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso com parcelas subdivididas, com quatro repetições. Os tratamentos constaram da combinação de seis lâminas de água (W1=621, W2=534, W3=420, W4=298, W5=181 e W0=105mm), localizadas nas parcelas e seis doses de nitrogênio (N0=0, N1=30, N2=60, N3=90, N4=120 e N5= 150kg.ha-1) localizadas nas subparcelas. A aplicação de água foi realizada através de um equipamento de aspersão disposto no campo segundo o "sistema de aspersão em linha". As irrigações foram controladas em função da evaporação acumulada no tanque "Classe A" (ECA), aplicando-se água sempre que ECA atingiu 50mm. A parcela W1 recebeu, em cada irrigação, uma lâmina de água igual a 100% de ECA. Através das análises dos resultados obtidos concluiu-se que: A aplicação de água e nitrogênio aumentaram o rendimento de grão segundo uma relação quadrática, sendo significativas as interações entre os fatores. O peso médio de 100 grãos, o número médio de grãos por vagem e de vagens por planta aumentaram com a aplicação de água e nitrogênio, contudo as interações entre água e nitrogênio não foram significativas. A análise conjunta dos fatores água e nitrogênio mostrou que o máximo rendimento de grãos estimado (2261,8 kg.ha-1) foi alcançado com a aplicação de 570,4 mm de água e 117,4 kg.ha-1 de nitrogênio. Para uma dada relação entre os preços da água e do produto, a maior lâmina de água econômicamente ótima ocorreu quando se aplicaram 90kg.ha-1 de nitrogênio. A inviabilidade econômica da irrigação foi atingida mais rapidamente quando não se utilizou adubação nitrogenada. Para uma dada relação entre os preços do nitrogênio e do produto, a máxima receita líquida pode ser atingida com a aplicação de uma lâmina de água de 534mm e com a correspondente dose de nitrogênio econômicamente ótima. A inviabilidade econômica da adubação nitrogenada foi atingida mais rapidamente na menor lâmina de água aplicada (105mm). O máximo rendimento relativo de grãos foi obtido no regime de irrigação manejado a -1,9 bar , correspondendo a uma frequência de irrigação de 6 dias.This work reports an experiment conducted of the field in the Experimental Station of the UNESP, Campus de Ilha Solteira (SP), Brazil, with the objective of studying the effect of applied water depth, nitrogen fertilization and intercation between such factors on the economic yield and production components of bean, cultivar carioca. The experiment was conducted in randomized blocks design, with split-plots and four replicates. On the plots six water depth were applied (W1=621, W2=534, W3=420, W4=298, W5=181 and W0=105mm). On the sub-plots six dosages of nitrogen fertilization were applied (N0=0, N1=30, N2=60, N3=90, N4=120 e N5= 150kg.ha-1). Water application was conducted using a line source sprinkler system. The control of the irrigations was done based on the cumulative evaporation from Class A pan (ECA). Water was applied when ECA was 50 mm. The W1 plot received a water depth equal to 100% of ECA. The analysis of the results led to the following conclusions: - Water and nitrogen application increased the grain yield according to a quadractic relationship. The interactions between factors were significative. The 100 grains weight, number of grains per pod and number of pods per plant increased with the water and nitrogen applications. However, the interactions between water and nitrogen were not significative. - The joint analysis of the factors water and nitrogen, showed that the maximum grain yield (2261.8 kg.ha-1 was achieved with the application of 570.4 mm of water and 117.4 kg.ha-1 of nitrogen. For a given, relationship between the water and grain prices, the major optima water depth occurr-ed when 90 kg.ha-1 of nitrogen were applied. The economic nor-viability of the irrigation was achieved faster without nitrogen fertilization. - For a given relationship between the nitrogen and grain prices, the maximum net income was obtained with the application of a depth water equal to 534 mm and with the corresponding optima dosage of nitrogen. The economic non-viability of nitrogen fertilization was achieved faster with the least water depth application (105 mm). The maximum relative profit was obtained in the irrigation regime controled at the -1.9 bar level, corresponding the an irrigation frequency of 6 days

Co2 e irrigação na produção e uso da água para cultura do pimentão

Greenhouse production of vegetables is widely used throughout the world. Elevated carbon dioxide (CO2) concentrations in these closed environments can increase net photosynthesis and yield. The objective of this study was to determine the effects of atmospheric CO2 enrichment and water supply on the growth of potted bell pepper (Capsicum annuum L.) plants, cultivated under controlled environmental conditions. CO2 was applied daily, and its distribution was monitored above plant rows through micro pipes located at 3.0 m height. A drip irrigation system with one dripper per plant was used to irrigate the plants. Different volumes of irrigation water, representing fractions of the water volume (Vet) consumed by pot plants growing under no water stress conditions (0.5Vet, 0.65Vet, 1.0Vet, and 1.35Vet) with four replications, were evaluated under four different CO2 levels (atmospheric concentration of 367, 600, 800, and 1000 mumol mol-1). Total fresh fruit mass, average number of fruits, and water use efficiency were recorded. For the water deficit treatments, the greatest fresh fruit mass was obtained for the highest CO2 level environment. However, for treatments that received water volumes equal or greater than the evapotranspiration rate, the greatest total fresh fruit mass was observed at the 600 mumol mol-1 of CO2 environment. The yield increase due to CO2 was represented by increase in fruit weight and not in fruit number. Water use efficiency increased in relation to the amount of water applied and it was highest at 600 mumol mol-1 CO2 concentration.O cultivo de hortaliças em ambiente protegido é amplamente utilizado e, nesses ambientes, o enriquecimento da atmosfera com gás carbônico (CO2) pode aumentar a produtividade pois a fotossíntese líquida normalmente aumenta. Este trabalho avalia o efeito do enriquecimento do ambiente com CO2 e do volume de água aplicado em plantas de pimentão (Capsicum annuum L.), cultivadas em vasos, em ambiente protegido. O experimento foi conduzido em Piracicaba, SP. O CO2 foi aplicado diariamente e distribuído através de microtubos instalados a 3 m de altura, sobre a linha de plantas. A irrigação foi por gotejamento com um gotejador por planta e freqüência de dois dias. Foram adotadas quatro concentrações de CO2 (concentração normal da atmosfera, aproximadamente de 367, 600, 800 e 1000 mimol mol-1) e quatro volumes de água determinados pelo volume evapotranspirado (Vet) por planta (0,5Vet; 0,65Vet; 1,0Vet e 1,35Vet), com quatro repetições. Analisaram-se a massa fresca total dos frutos, o número médio de frutos e a eficiência de uso da água. Nos tratamentos com restrição de água a maior massa fresca de frutos foi obtida nos ambientes com maior concentração de CO2, entretanto nos tratamentos que receberam volume igual ou maior que o volume evapotranspirado, a maior massa fresca de fruto foi verificada no ambiente com 600 mimol mol-1. O CO2 promoveu o aumento da massa fresca e não do número de frutos. A eficiência de uso da água aumentou em relação ao volume de água aplicado, sendo maior no ambiente com concentração de 600 mimol mol-1