Water Balance Indices for Tropical Wine Grapes

Over the last few decades, the Brazilian semiarid region has appeared as one of the main tropical wine production areas in the country. The aim of this research was the elaboration and application of water balance indices to upscale them in the wine grape growing regions of the Petrolina and Juazeiro counties in the states of Pernambuco (PE) and Bahia (BA), respectively, simulating different pruning dates along the year. Previous energy balance measurements were used for relating the crop coefficient (Kc) with the accumulated degree-days (DDac). The model was applied to upscale the water balance indices during the growing seasons (GS). It was concluded that if irrigation water is available, the best pruning periods are for GS from May to July because of better natural thermal and moisture conditions. Much care should be taken for pruning done in other periods of the year, with regard to the effect of increasing thermal conditions on wine quality. The classifications and delimitations done, joined with other environmental characteristics, are important for a rational planning of the commercial tropical wine production expansion, mainly in the actual situations of climate and land use changes together with rising water competition along the years in the Brazilian semiarid region

Indicadores de balanço hídrico em larga escala para diferentes datas de poda da videira para vinho tropical

The objective of this work was to develop and apply water balance indicators to be scaled up in the wine grape (Vitis vinifera) growing regions of the municipalities of Petrolina and Juazeiro, in the states of Pernambuco and Bahia, respectively, Brazil, simulating different pruning dates along the year. Previous energy balance measurements were used to relate the crop coefficient (Kc) with the accumulated degree‑days (DDac). This model was applied to scale up the water balance indicators during the growing seasons. When irrigation water was available, the best pruning periods were from May to July, due to the better natural thermal and hidrological conditions. More care should be taken for pruning done in other periods of the year, regarding the effect of increasing thermal conditions of wine quality. The water balance indicators, both successfully developed and applied, allow large‑scale analyses of the thermohydrological conditions for wine grape production under the semiarid conditions of the Brazilian Northeast.O objetivo deste trabalho foi elaborar e aplicar indicadores de balanço hídrico para a suas extrapolações nas regiões de cultivo de uvas (Vitis vinifera) para vinho nos municípios de Petrolina e Juazeiro, nos estados de Pernambuco e da Bahia, respectivamente, tendo-se simulado diferentes épocas de poda ao longo do ano. Medições prévias de balanço de energia foram usadas para relacionar o coeficiente de cultura (Kc) com os graus‑dias acumulados (GDac). Este modelo foi aplicado para extrapolação dos indicadores de balanço hídrico, durante os ciclos produtivos. Quando houve disponibilidade de água para irrigação, os melhores períodos de poda foram de maio a julho, por causa das melhores condições naturais térmicas e hídricas. Maiores cuidados devem ser tomados para podas realizadas em outros períodos do ano, com relação aos efeitos das temperaturas elevadas na qualidade do vinho. Os indicadores de balanço hídrico, desenvolvidos e aplicados com sucesso, permitiram análises, em larga escala, das condições termohídricas para produção de uvas para vinho, sob as condições semiáridas do Nordeste brasileiro

The Use of MODIS Images to Quantify the Energy Balance in Different Agroecosystems in Brazil

Sugarcane (SC) is expanding over coffee (CO), while both crops have replaced the natural vegetation (NV) in the northeastern side of São Paulo (SP) state, Southeast Brazil. Under these dynamic land-use changes, geosciences are valuable tools for evaluating the large-scale energy and mass exchanges between the vegetation and the lower atmosphere. For quantification of the energy balance components in these mixed agroecosystems, MODIS images were used throughout the Simple Algorithm for Evapotranspiration Retrieving (SAFER) algorithm, during the year 2015 in the main sugarcane- and coffee-growing regions of the state. Regarding, respectively, sugarcane, coffee, and natural vegetation, the fractions of the net radiation (Rn) used as latent heat flux (λE) were 0.68, 0.87, and 0.77, while the corresponding ones for the sensible heat (H) fluxes were 0.27, 0.07, and 0.16. Negative H values were noticed from April to July, because of heat advection raising λE values above Rn, but they were more often in coffee than in sugarcane. It was concluded that sugarcane crop presented lower evapotranspiration rates, when compared with coffee, which could be an advantage under the actual water scarcity scenario. However, sugarcane replacing natural vegetation means environmental warming, while the land use changes promoted by coffee crop represented cooling conditions

Monitoramento agrícola baseado em imagens de satélite de diferentes resoluções espaciais em áreas do oeste da Bahia.

ABSTRACT: The objective of this work was to get information on the temporal dynamics of the NDVI and EVI vegetation indexes, for the Barreiras micro-region, in western Bahia, belonging to the São Francisco River Basin. Vegetation indexes were obtained with images of different spatial and temporal resolutions such as Sentinel-2A (10 m and 5-day revisit) and MODIS (250 m and 16 days), referring to the period from 2016 to 2021 of the MODIS sensor and from the period from 2018 to 2021, from Sentinel-2A, as well as precipitation data from INMET. Data processing was performed on the Google Earth Engine (GEE) platform. With the MACD (Moving Average Convergence Divergence) methodology, it was possible to verify the inflection points of the time series of the vegetation indexes, making it possible to observe the periods of maximum value, inflection points of the curve and decrease, indicating the planting periods, maximum vegetative development and harvesting of agricultural areas, on a regional scale. The MACD proved to be effective for crop monitoring, being able to be applied in smaller areas and monitoring the development of crops. In this study, regional analyzes were carried out, but for more specific results, analyzes are recommended in specific agricultural areas, such as plots and center pivots, making inferences possible about the development of crops, assisting in agricultural decision

Semeadura do feijoeiro em função da disponibilidade hídrica no solo no Noroeste Paulista

In order to recommend the best period for sowing of bean crop in the Itapura/SP region, the historical variables were analysed: rainfall distribution, evapotranspiration and soil water balance, comparing them with the data from 2017. In this way, the reference evapotranspiration was estimated by Penman-Monteith, and the corresponding crop coefï¬cients (FAO 56) were applied, performing the daily water balance. Historically, the results indicate a better date for sowing on April 15, conï¬rmed for the year 2017, with sowing in the second fortnight of March until the ï¬rst fortnight of April. However, sowing from the month of May to August proved to be unfavorable.considering the water consumption by the plants and the occurrence/distribution of rainfall. The analysis of historical climatic variables proved to be an important tool for the deï¬nition of planting time considering the risks and operational costs related to bean production, as well as the question of planning the storage and use of water resources. recommended period allows the saving of 35% of the water applied, in addition to other agronomic advantages.Com o objetivo de recomendar o melhor período para a semeadura do feijoeiro na região de Itapura-SP, analisou-se as variáveis históricas de distribuição da chuva, evapotranspiração de referência e balanço de água no solo, confrontando-os com os dados de 2017. Dessa forma, estimou-se a evapotranspiração de referência por Penman-Monteith e aplicaram-se os coeficientes de cultura correspondentes (FAO 56), realizando o balanço hídrico diário. Historicamente, os resultados indicam uma melhor data para semeadura no dia 15 de abril, confirmado para o ano de 2017, com semeadura na segunda quinzena de março até a primeira de abril. Entretanto, semeaduras a partir do mês de maio até agosto demonstraram serem desfavoráveis considerando-se o consumo de água pelas plantas e ocorrência/distribuição das chuvas. A análise das variáveis climáticas históricas se mostrou uma ferramenta importante para a definição da época de semeadura considerando os riscos e os custos operacionais relativo à produção de feijão, além da questão de planejamento do armazenamento e uso dos recursos hídricos, sendo que a semeadura realizada no período recomendado permite a economia de 35% da água aplicada, além de outras vantagens agronômicas

Water Productivity Modeling by Remote Sensing in the Semiarid Region of Minas Gerais State, Brazil

This chapter aimed to demonstrate the potential of monitoring water and vegetation parameters by combining weather and satellite measurements in mixed agroecosystems in the semiarid region of the northern Minas Gerais state, Southeast Brazil. Soil moisture indices and water productivity components were quantified with Landsat 8 images under different hydrological conditions along the year 2015. The surface resistance to the water fluxes (rs) performed better than the ratio of actual to the reference evapotranspiration (ETr) to detect soil moisture conditions. The mean pixel values for actual evapotranspiration (ET), biomass production (BIO), and water productivity based on evapotranspiration (WP), for irrigated crops (IC), ranged respectively from 2.5 ± 1.3 to 4.1 ± 1.6 mm d−1; 78 ± 62 to 132 ± 64 kg ha−1 d−1; and from 2.2 ± 0.8 to 3.3 ± 0.9 kg m−3. The corresponding ranges for natural vegetation (NV) were 0.1 ± 0.2 to 1.9 ± 1.3 mm d−1; 1 ± 1 to 44 ± 42 kg ha−1 d−1, and 0.6 ± 0.3 to 1.8 ± 0.8 kg m−3. The incremental values, resulting from the replacement of natural species by agricultural crops, were respectively 2.7 mm d−1 and 83 kg ha d−1. However, this replacement increased water productivity based on evapotranspiration (WP) by 264% during the studied year, what should be considered in land use and climate change studies in the Brazilian semiarid region

Qualidade física, química e biológica do solo e sensoriamento remoto na recuperação de pastagens degradas através de sistemas integrados

A produção pecuária brasileira, baseada no extrativismo e na baixa sustentabilidade, causa produção limitada, viabilidade econômica e degradação do solo. Sistemas integrados são alternativas viáveis, sustentáveis e aplicadas à realidade dos produtores. O objetivo do presente trabalho foi medir a qualidade física, biológica e química do solo e avaliar parâmetros biofísicos por sensoriamento remoto. O experimento foi conduzido em Rio Verde - Goiás, com sete tratamentos: pastagem degradada, pastagem degradada com adubação, reforma convencional de pastagem, integração de plantio florestal (com árvores frutíferas e olivais), integração pecuária-floresta com pastagem, colheita Integração pecuária-floresta com produção de feno e integração lavoura-pecuária-floresta com produção de silagem com consórcio sorgo forrageiro com pastagem. Os parâmetros densidade do solo, porosidade total, macroporos, índice S e capacidade de aeração do solo não diferiram estatisticamente. As pastagens degradadas apresentaram maior microporosidade em relação aos demais tratamentos. Os índices indicam maior retenção de água na pastagem degradada pela maior quantidade de microporos devido aos processos de compactação. Todos os tratamentos estavam abaixo do limite crítico de S de 0,045, cujos valores abaixo indicam degradação da estrutura do solo. Observou-se maior densidade populacional de fungos e bactérias, além de esporos de fungos micorrízicos em solos dos tratamentos sem revolvimento do solo. Os resultados referentes à fertilidade do solo foram responsivos apenas nos tratamentos onde a calagem foi realizada. Os dados de sensoriamento remoto foram precisos na determinação da biomassa atual e da evapotranspiração nos tratamentos

Agroclimatic potential of the State of Pernambuco for the cultivation of acerola (Malpighia glabra L.).

Com base nos balanços hídricos climáticos obtidos pelo método de THORNTHWAITE & MATHER-1955 para 125mm de retenção de água no solo, das regiões de origem e de cultivo comercial da acerola (Malpighia glabra L.), foram estabelecidos os índices-limites do clima para o cultivo da espécie. Com os valores climáticos de temperatura e precipitação mensais de 124 localidades do estado de Pernambuco, efetuaram-se os balanços hídricos pelo mesmo método e para a mesma capacidade de armazenamento de água no solo. Foi observado que não há limitação térmica, no estado de Pernambuco, para o cultivo de acerola, porém um maior conteúdo de vitamina C seria obtido nas regiões mais quentes. Portanto, as zonas com aptidão plena foram subdivididas de acordo com os valores de temperatura média anual. As zonas com aptidão hídrica foram estabelecidas de acordo com os índice hídrico anual (THORNTHWAITE, 1948). Foram então definidas regiões com aptidões plena, regular, restrita e com inaptidão para o cultivo da espécie em condições de sequeiro no estado de Pernambuco (Mapa 4).Based on the climatic water balance data, according to the method THORNTHWAITE & MATHER-1955, for 125m of soil moisture capacity both, in the regions of natural dispersion and in several areas of commercial crop production of the acerola (Malpighia glabra L.), were defined the climatic limit-indices for its cultivation. Using the monthly climatic values of temperature and precipitation in the different regions of the state of Perbambuco, Brazil, were calculated the water balances for 124 localities in the state. There is no thermal limitation, in Pernambuco's climate, for the acerola three. However, larger contents of vitamin C are obtained from fruits of acerola planted in areas of hight mean temperatures. So, in this paper, zones presenting full aptitude, under thermal aspect were subdivided into three different subzones, according to the values of their respectives annual average temperatures. The zones with hydroclimatic aptitude were established in accordance with the annual moinsture index (THORNTHWAITE, 1948). there are four classes of climatic conditions for the acerola cultivation in Pernambuco, under rainfed cropping systems: 1 - full aptitude; 2 - regular aptitude; 3 - restricted aptitude; 4 - inaptitude. Theesee classes are showed in map 4.CNP

Climate limit-indexes for the acerola crop growth

Com base nos balanços hídricos climáticos, obtidos pelo método de Thornthwaite & Mather (1955), para 125 mm, de retenção de água no solo, das regiões de origem e de cultivo comercial da acerola (Malpighia glabra L.), foram estabelecidos os índices-limite do clima para o cultivo da espécie. Como fator térmico, considerou-se a faixa de temperatura entre 250C e 270C como ótima ao desenvolvimento e produtividade da aceroleira, podendo a planta ser cultivada comercialmente em regiões com temperatura média igual ou superior a 200C e uma temperatura média do mês mais frio maior ou igual a 140C. Satisfeitas as exigências térmicas, uma maior disponibilidade hídrica proporciona maior produção de ácido ascórbico pela planta, até um certo limite, a partir do qual o excesso hídrico é prejudicial. 0 limite superior de precipitação média anual foi estabelecido em 2.000 mm na região de dispersão natural, correspondente a um índice hidrico anual (Ih) ou um excedente hídrico anual (Ea) de 55 e 800 mm, respectivamente. Por outro lado, estabeleceu-se o limite inferior de umidade em 1.200 mm na região de dispersão natural, que corresponde a um índice hídrico ou a uma deficiência hídrica (Da) anuais de - 15 e 400 mm, respectivamente.Based on the climatic water balance data, according to the method of Thornthwaite and Mather (1955), for a 125 mm soil moisture capacity, from both the region of natural dispersion and areas of commertial production of the acerola (Malpighia glabra L.) crop, climate limit-indexes for the crop growth were defined. As a thermal factor for an optimum crop development and productivity, it was considered a temperature between 25oC and 27oC, with the plant being able to be commertially grown in regions with annual average temperature equal or greater than 20oC and an average temperature in the coldest month around 14oC. Once the thermal requirements are satisfied, a higher water availability provides a higher ascorbic acid content in the fruits, up to a limit above which the water excess is harmful. This humidity upper limit was established as 2,000 mm of annual rainfall in the regions of natural dispersion, corresponding to an annual hydric index (Hi) or an annual hydric excess (He) of 55 and 800 mm, respectively. Otherwise, the lower humidity limit was established as 1,200 mm, corresponding to an annual hydric index or an annual hydric deficiency (Hd) of - 15 and 400 mm, respectively