Estimativa do fluxo de CO 2 na cultura de arroz irrigadoem Paraíso do Su

Acevedo, Otávio C.

Carneiro, Janaína V.

Moraes, Osvaldo L. L.

Portuguese

Universidade Federal de Santa Maria: Portal de Periódicos Eletrônicos da UFSM

                          V Workshop Brasileiro de Micrometeorologia                                  99Estimativa do fluxo de CO 2  na cultura de arroz irrigadoem Paraíso do SulJanaína V. Carneiro1, OsvaldoL. L. Moraes2, OtÆvio C. Acevedo 21Universidade Federal de Santa Maria, Dpto Física  Cep 97105900, 55 32208616e-mail: carneirojana@yahoo.com.br2Universidade Federal de Santa Maria, Dpto Física  Cep 97105900, 55 32208616 e-mail: ollmoraes@gmail.com ;  acevedo@smail.ufsmbr.1. IntroduçªoA produçªo de arroz no Brasil Ø originÆria, principalmente, daslavouras irrigadas do Rio Grande do Sul (RS) e de Santa Catarina (SC)que, em conjunto, respondem por quase 60% da produçªo nacional, sen-do que somente o RS contribui com cerca de 50%. Para estimar fluxos desuperfície nessa cultura, o mØtodo de covariância de vórtices turbulentosØ uma tØcnica que mede as trocas totais de 2CO  , OH 2  e calor sensívelno ecossistema. Neste trabalho estuda-se o balanço de , em uma Ærea decultivo de arroz irrigado no RS. O período de estudo compreende o ciclocompleto do cultivo, entre outubro de 2003 e março de 2004. Quantifica-se a troca líquida de  no ecossistema (NEE) e se discute as possíveislimitaçıes dos resultados.2. Metodologia2.1 Descriçªo do sítio experimental e coleta de dadosOs dados foram coletados em uma Ærea de cultivo de arroz, nalocalidade de Paraíso do Sul, RS (S 29° 44 39.6, W 53° 8 59.8), no suldo Brasil, como parte do projeto CT-HIDRO. Os sensores foram fixa-dos em uma torre de 10m de altura, localizada em terreno plano, operan-do desde junho de 2003. Medidas de turbulŒncia foram feitas peloanemômetro sônico Campbell-3D e flutuaçıes turbulentas de vapordÆgua e CO pelo analisador de gÆs de caminho aberto LICOR 6556,coletados a uma freqüŒncia de 16 Hz .100                                             CiŒncia e Natura Especial, UFSM2.2 CÆlculo dos fluxos turbulentosO mØtodo de covariância de vórtices (eddy covariance) foi utili-zado para medir o fluxo de CO2 que Ø resultante da interaçªo entre at-mosfera e o campo agrícola. Esse mØtodo permite determinar o fluxovertical de CO2 (fotossíntese-respiraçªo), usando o cÆlculo da correlaçªoentre os desvios temporais de alta freqüŒncia da velocidade vertical dovento com os desvios temporais do escalar.O fluxo de uma grandeza escalar na atmosfera pode ser escritocomo:           '' cc wF ρ=                                                   (1)onde 'w  representa a variaçªo da componente vertical da velocidade dovento em relaçªo à sua mØdia, 'cρ representa a variaçªo da densidade doescalar c em relaçªo à sua mØdia, e a barra horizontal sobre o produtocaracteriza a covariância entre 'w  e 'cρ .2.3 Troca líquida de CO no ecossistemaA troca líquida de CO2 no ecossistema (NEE) Ø a diferença en-tre o CO2 absorvido pela fotossíntese e o perdido pela respiraçªo(Wohlfahrt et al., 2005). O NEE Ø calculado pela soma dos fluxos deCO2 medidos pelos sensores fixados no topo da torre e pela taxa dearmazenamento na camada abaixo (Lee, 1998):ntoarmazenameFNEE c +=                           (2)onde cF  Ø o fluxo de CO2  medido pelo sistema de covariância.Os dados de NEE foram resumidos como mØdias diÆrias feitasa cada 30 min das medidas dos fluxos de CO2 para o período analisado.Optou-se pelo nªo preenchimento das falhas nos dias em que nªo ocor-reu armazenamento dos dados. Em nosso estudo o NEE foi calculadodesconsiderando a taxa de armazenamento, ou seja, usou-se apenas ofluxo medido pelo sistema experimental: ∑∑===ijijNifNEE11                   (3)onde ijf  Ø a mØdia do fluxo diÆrio de CO2.                          V Workshop Brasileiro de Micrometeorologia                                  1012.4 Correçªo de WebbCorreçıes sªo aplicadas aos dados brutos com a intençªo de seobter dados corretos usando o mØtodo de covariância de vórtices:''1'''' TwTmmwmmwF cwddwwdcwdccρρρρρρρ +++=           (6)onde o sub-índice  d  refere-se ao ar seco e o sub-índice  w  ao arœmido, wm  Ø o peso molecular do vapor dÆgua (18g/mol), dm  Ø o pesomolecular do ar seco (28,96g/mol).3. Resultados e discussªo3.1 Troca Líquida no Ecossistema (NEE)O total de assimilaçªo de CO 2  pelo arroz, na Ærea do RS, noperíodo compreendido entre outubro de 2003 e março de 2004, foi de -1,38mgCO2m-2. O valor de NEE encontrado para o sítio de Paraíso doSul, RS, Ø superestimado, pois em alguns  períodos do estudo, o u*noturno Ø pequeno (<0,2m/s), ou seja, houve pouca turbulŒncia notur-na (u* foi subestimado) para estimar a taxa de respiraçªo,consequentemente interferindo no cÆlculo exato do saldo do fluxo deCO2 para as 24h. AlØm disso, em períodos de pouca turbulŒncia ossensores podem nªo estar medindo corretamente os fluxos. A figuratambØm mostra que neste sítio agrícola, a correçªo de Webb apresentouvalores aproximadamente menores que 1% dos valores reais de NEE,que neste caso Ø um fator irrelevante, pois nªo ocorreu grande variaçªono saldo líquido de CO2.3.2 Fluxos de CO2O comportamento do fluxo de CO2 durante todo o períodoanalisado, calculado pelo mØtodo de covariância de vórtices, pode serobservado na figura 2. Maiores valores de fluxo de CO2 foram encontra-dos em janeiro de 2004, chegando a atingir um pico mÆximo de -0,47mgCO2m-2s-1, mostrando que Ø neste período que a planta de arrozse desenvolve mais, pois captura maior quantidade de CO2 da atmosfera102                                             CiŒncia e Natura Especial, UFSMdurante o dia e libera menor quantidade à noite.No início do período de cultivo do arroz, a planta encontrava-se na fase vegetativa, o consumo e a liberaçªo de CO2 para a atmosferaera em pequena proporçªo, o contrÆrio na fase seguinte (reprodutiva).Observa-se tambØm que a correçªo de Webb utilizada para osfluxos de CO2 foi pouco acentuada, efetuando maior correçªo em pou-cos dias durante todo o período analisado, provavelmente devido a al-gum erro constatado na flutuaçªo do CO2.Figura 1. Curva acumulativa da troca líquida no ecossistema.Figura 2. MØdias diÆrias de CO2 durante o período de cultivo de arroz-1,6-1,4-1,2-1,0-0,8-0,6-0,4-0,20,00,2 mar2004fev2004nov2003 dez2003 jan2004NEE(mgm-2 )out2003 NEE NEEwebb-0,6-0,5-0,4-0,3-0,2-0,10,00,10,2  mar2004fev2004jan2004dez2003nov2003out2003fluxo CO2(mgm-2 s-1 ) fluxo CO2 fluxo CO2 com webb                          V Workshop Brasileiro de Micrometeorologia                                  1034. ConclusıesA curva de NEE encontrada para o arroz irrigado no sítio expe-rimental de Paraíso do Sul, provavelmente foi superestimada, pois emcertos períodos da anÆlise dos dados, ocorreu pouca turbulŒncia notur-na, o que dificulta a estimativa exata da taxa de respiraçªo, outro provÆ-vel fator seja a nªo contabilizaçªo da taxa de armazenamento. Referente àcorreçªo de Webb, nªo se obteve valores significativos, o que nªo acarre-tou grande variaçªo no saldo líquido de CO2. Na fase inicial do cultivode arroz (fase vegetativa), a captura e a liberaçªo de CO2 para a atmosferaforam em pequena proporçªo. Na seguinte fase (reprodutiva), a plantacaptura mais CO2 da atmosfera do que libera, pois a planta estÆ em fasede desenvolvimento, iniciando um decrØscimo nesse consumo de CO2na fase terminal de seu desenvolvimento (maturaçªo) na qual a planta jÆapresenta indícios para o preparo da colheita. A correçªo de Webb, nestecaso, tambØm nªo foi acentuada, devido a algum erro na medida dasflutuaçıes de CO2.5. ReferŒncias bibliogrÆficasEMBRAPA  Empresa Brasileira de Pesquisa AgropecuÆria - http://www.embrapa.br/WEBB, E.; PEARMAN, G.: LEUNING, R. Correction of fluxmeasurements for density effects due to heat and water vapor transfer.Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 106., p. 85-100, 1980.WOHLFAHRT, G. et al. Quantifying nighttime ecosystem respirationof a meadow using eddy covariance, chambers and modeling.Agricultural and Forest Meteorological, v. 128, p. 141-162, 2005.104                                             CiŒncia e Natura Especial, UFSM

Estimativa do Fluxo de Co 2 na Cultura de Arroz Irrigado em Paraíso do Sul

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