Otimização dos parâmetros hidráulicos do solo por meio de modelagem inversa utilizando o programa "PEST".

As informações dos parâmetros hidráulicos de solo constituem em dados importantes em estudos com modelagem do fluxo de água, transporte de solutos ou contaminantes bem como em simulação de crescimento vegetal. O objetivo desse estudo foi otimizar os parâmetros hidráulicos do solo pelo método de modelagem inversa. Os solos pertencem a duas áreas experimentais conduzidos em área comercial de cana-de-açúcar. O programa PEST (Parameter ESTimation) foi utilizado com o intuito de minimizar a soma dos quadrados dos resíduos entre o conteúdo de água no solo medido nos dois experimentos pelo método gravimétrico, com o conteúdo de água no solo simulada pelo modelo SWAP/WOFOST. A variação do índice estatístico RMSE entre o conteúdo de água no solo medida em campo com o simulado pelo modelo foi semelhante em ambos os locais e em média apresentou valor de 0,0281 e 0,0274 m3 m-3. O método de modelagem inversa realizado pelo programa PEST mostrou ser eficaz na otimização dos parâmetros hidráulicos do solo em ambos os locais de estudo

Determinação da lâmina média de irrigação em pivô central

With the purpose of improving the accuracy of the average irrigation depth calculation, an expression is presented assuming linear variation of the depth between two following collectors, for the determination of the average depth of center pivot irrigation systems. It is concluded that the proposed expression should be used for the determination of the mean weighed depth for being conceptually more correct, although, in practice the values calculated by the proposed methodology are very close to those obtained with the traditional calculation method.Com o objetivo de melhorar a exatidão do cálculo da lâmina média d'água, por faixa representativa do coletor, apresentou-se uma expressão, considerando a variação linear de lâmina entre dois coletores subseqüentes, para fins de avaliação do sistema de irrigação do tipo pivô central. Concluiu-se que a expressão proposta deve ser utilizada para determinação da lâmina média ponderada por estar conceitualmente mais correta, apesar de na prática os valores calculados pela metodologia proposta serem muito próximos daqueles obtidos pelo cálculo tradicional

Desenvolvimento de funções de pedotransferência para regiões do Nordeste brasileiro.

Modelos para simulação do fluxo de água no solo e previsão de produtividade de culturas requerem informações sobre parâmetros das curvas de retenção e condutividade hidráulica do solo. Funções de pedotransferência (PTFs) se constituem numa alternativa para obtenção dessas informações, a partir de dados de textura e estrutura disponíveis em levantamentos de solos. Neste trabalho, foram ajustadas PTFs para os parâmetros do modelo de van Genuchten (vG), utilizando dados de 838 curvas de retenção de diferentes locais do Nordeste. As PTFs apresentaram boa qualidade de ajuste para os parâmetros Tetar e Tetas em contraste com a baixa capacidade preditiva para loga e n. Tais resultados sugerem a viabilidade do seu uso em modelos de simulação do balanço hídrico simplificado e para algumas aplicações práticas de irrigação. No entanto, para uso em modelos complexos de fluxo de água é importante avaliar a sensibilidade das variáveis prognósticas (produtividade agrícola, concentração de solutos) a variações nos parâmetros de vG. A alta variabilidade observada tanto nas propriedades morfológicas como nos parâmetros de vG para a região de estudo sugere o agrupamento dos dados em classes texturais ou tipos de solos

Variação diária da temperatura do solo em um sistema agroflorestal de cafeeiro (Coffea arabica L.) com seringueiras (Hevea brasiliensis Müell. Arg.).

A temperatura afeta praticamente todos os processos fisiológicos das plantas. A germinação, respiração, transpiração, atividade fotossintética, e demais processos fisiológicos são afetados e, em certa extensão, controlados pela temperatura. Em solo nu ocorre grande amplitude de variação, podendo atingir altas temperaturas, inadequadas ao desenvolvimento radicular. Com o intuito de observar a variação da temperatura do solo em um Sistema Agroflorestal (SAF) foi realizado em Piracicaba, SP um experimento do consórcio de seringueiras e cafeeiros

Sustainable irrigation management in tropical lowland rice in Brazil.

Drought events and water use conflicts drive the need for more efficient water management in rice-growing areas of the Brazilian Cerrado. Recent studies have shown the advantages of adopting water-saving irrigation in the region but a comprehensive assessment is needed. This study aims to model the performance of rice cultivation and water productivity in the tropical floodplains of the Cerrado biome of northern Brazil in response to irrigation management under contrasting seasonal rainfall levels. Twenty-seven scenarios of rice cultivation, resulting from the combination of three sites, three irrigation treatments, and three rainfall regimes, were simulated with the calibrated and validated hydrological model SWAP/WOFOST. The rainfall levels high (1501 mm), intermediate (952 mm), and low (510 mm) were relative to 120 days and obtained from weather stations located in the region. Two irrigation methods (flooding and water-saving irrigation) were compared against rainfed cultivation. Actual transpiration of the flooding and water-saving irrigation was 9 % and 4 % higher in the intermediate and high rainfall scenarios while it was 30 % and 20 % higher in the low rainfall scenario compared to the rainfed treatment. The largest deep percolation loss was 12700 mm per season for flood irrigation in the low rainfall scenario, whereas the lowest one was 349 mm for the rainfed treatment in the low rainfall scenario. Changing from flooding to water-saving irrigation increases water productivity by an average of 9 % and decreases relative grain yield by 5-12 %. Water productivity based on bottom flux increased on average by about five times (high rainfall scenario) to ten times (low rainfall scenario) when comparing flooding with water-saving irrigation. Results suggest that saving irrigation based on crop transpiration can reduce deep percolation losses and increase water productivity in the rice-growing areas of the Brazilian Cerrado

Mechanistic framework to link root growth models with weather and soil physical properties, including example applications to soybean growth in Brazil

Background and aimsRoot elongation is generally limited by a combination of mechanical impedance and water stress in most arable soils. However, dynamic changes of soil penetration resistance with soil water content are rarely included in models for predicting root growth. Better modelling frameworks are needed to understand root growth interactions between plant genotype, soil management, and climate. Aim of paper is to describe a new model of root elongation in relation to soil physical characteristics like penetration resistance, matric potential, and hypoxia.MethodsA new diagrammatic framework is proposed to illustrate the interaction between root elongation, soil management, and climatic conditions. The new model was written in Matlab®, using the root architecture model RootBox and a model that solves the 1D Richards equations for water flux in soil. Inputs: root architectural parameters for Soybean; soil hydraulic properties; root water uptake function in relation to matric flux potential; root elongation rate as a function of soil physical characteristics. Simulation scenarios: (a) compact soil layer at 16 to 20 cm; (b) test against a field experiment in Brazil during contrasting drought and normal rainfall seasons.Results(a) Soil compaction substantially slowed root growth into and below the compact layer. (b) Simulated root length density was very similar to field measurements, which was influenced greatly by drought. The main factor slowing root elongation in the simulations was evaluated using a stress reduction function.ConclusionThe proposed framework offers a way to explore the interaction between soil physical properties, weather and root growth. It may be applied to most root elongation models, and offers the potential to evaluate likely factors limiting root growth in different soils and tillage regimes