ALVES, A. DA S.

BEZERRA, J. R. C.

ESPÍNOLA SOBRINHO, J.

LIMA, J. G. A.

OLIVEIRA, A. D. de

PEREIRA, V. DA C.

RCAAP - Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal

Evapotranspiração da cultura do algodoeiro, cultivar BRS-286 estimada pelo método do balanço de energia na Chapadaa do Apodi - RN.

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28 a 31 de maio 2012Fortaleza . Ceara· BrasilEVAPOTRANSPIRA<;AO DA CULTURADO ALGODOEIRO, CULTIV AR BRS-286ESTIMADA PELO METODO DO BALAN<;O DEENERGIA NA CHAPADA DO APODI-RNV. da C. Pereira'; J. E.spinola Sobrinho2; J. R. C. BezerraJ; A. D. de Oliveira4;A. da S. Alvess; 1. G. A. LimasRESUMO: 0 objetivo deste trabalho foi estimar a evapotranspirayao da cultura (ETc) doalgodoeiro, cultivar BRS-286 pelo metodo do balanyo de energia baseado na razao de Bowen nachapada do Apodi-RN. Esta tecnica determina a evapotranspirayao a partir do tluxo de calorlatente, que pOl' sua vez e calculado em funyao da energia disponfvel (Rn - G) e do gradiente depressao de vapor (t1e/t1z). 0 cicio da cultura foi dividido nos seguintes estidios fenol6gicos:Fase I - emergencia a 10% de cobertura de solo, Fase 11- 10% de cobertura de solo ao infcio daflorayao, Fase 111 - infcio da tlorayao ao infcio da maturayao, Fase IV - infcio ao final damaturayao. Uma torre micrometeorol6gica foi montada no interior da area experimental paramediyoes da radiayao solar global (Rs) e retletida pela cultura (Rr); saldo de radiayao (Rn);temperaturas seca e umida em dois nfveis, 0,30 e 1,50 m acima da copa da cultura e tluxo decalor no solo. Os resultados mostraram que ETc diaria foi bastante variavel ao longo do seucicio fenol6gico, atingindo valor minimo de 4,2 mm na Fase 1 e maximo de 6,19 mm na Fase111. A evapotranspirayao acumulada para cada fase fenol6gica foi de 67,17; 152,22; 241,29 e102,87 mm, enquanto para to do 0 ciclo a ETc foi de 563,54 nU11.PALA VRAS-CHA VE: Gossipium hirsutum L.; consumo hfdrico; semiaridoEVAPOTRANSPIRATION OF CROP COTTON BRS 286ESTIMATED BY ENERGY BALANCEIN THE PLATEAU APODI-RNSUMMARY: The objective of this study was to estimate the crop evapotranspiration (ETc)cotton BRS 286 by the method of Bowen Ratio Balance Energy on the high plateau of Apodi-I Aluna de graduayao em agronomia, Universidade Federal Rural do Semi-Arido, CEP: 59625-900, Mossor6-RN.Fone: (84) 3317-8325. E-mail: vagna.jp@gmail.com2 Prof. Doulor, DCAT/UFERSA, Mossor6-RN.J Pesquisador da Embrapa Algodao, Campina Grande,PB.4 Pesquisadora A da Embrapa Cerrados, Planaltina, DF.S Mestrando em Irrigayao e Drenagcm, UFERSA, Mossor6-RNV. da C. Pereira et al.RN. This technique detem1ines the evapotranspiration from the latent heat flux, which in tum iscalculated as a function of available energy (Rn - G) and the vapor pressure gradient (6e I 6z).The crop cycle was divided in the following phenological phases: Phase I - emergency 10%coverage of soil, Phase II-I 0% ground cover at the begilming of flowering, Phase III -beginning of flowering to early ripening, Phase IV - beginning to end of maturation . Amicrometeorological tower was mounted inside the experimental area for measurements ofglobal solar radiation (Rs) and reflected the culture (Rr), net radiation (Rrt), dry and wettemperahrres at two levels, 0.30 and 1.50 m above the canopy and soil heat flux. The resultsshowed that daily ETc was quite variable throughout the phenological cycle, reaching minimumvalue of 4.2 nm1 in Phase I and up to 6.19 nm1 in Phase III. The cumulative evapotranspirationfor each phenological stage was 67.17, 152.22,241.29 and 102.87 mm, while for the entireduration of the ETc was 563.54 nU11.KEY\VORDS: GossipiulII ltirsutum L.; water consumption; region semiarid.INTRODU<;Aoo cultivo do algodao (Gossipium hirsutum L.) se constituiu ate 0 infcio da decada de 80 aprincipal atividade agricola e econ6mica do Nordeste Brasileiro, sendo tambem utilizado comocultura de subsistencia na agricultura familiar. Devido a sua excelente adaptayao as condiyoesclim<iticas do semiarido brasileiro, 0 algodoeiro ap6s urn perfodo de crise vem apresentandosinais de fOlte avanyo na area plantada nos (I!timos anos. Segundo Beltrao et aL (2003), no anade 1985, a cultura do algodoeiro chegou a ocupar mais de 3,2 milhoes de hectares somente nonordeste brasileiro, representando mais de 10% da area ocupada com esta malvacea no mundodesde 1950. A sua cadeia produtiva gera riquezas superiores a 25 bilhoes de d61ares anualmente,representando cerca de 4% do PIB nacional e mais de 13,5% do PIB industrial (TEXT1L, 2004).A regiao Nordeste pOl' apresentar condiyoes favoraveis a cotonicultura vem apresentando urnelevado potencial para a explorayao, principal mente em condiyoes irrigadas, tendo em vista queo cultivo em condiyoes de sequeiro para esta regiao e bastante prejudicial devido ao regimepluviometrico irregular. Assim, Silva & Rao (2005) afirmam que a retomada da produyao doalgodao no Nordeste Brasil, esta condicionada a aplicayao de tecnologias relacionadas ao usoeficiente da agua, que promovera beneficios ambientais e reduyao nos custos de produyao.Entretanto, Bezerra et aL (20 I0) informam que 0 requisito fundamental para adoyao de manejode irrigayao e a determinayao diaria da evapotranspirayao da cultura (ETc). A evapotranspirayao- ETc de culturas agricolas tem sido frequentemente medida fazendo 0 uso do metoda dobalanyo de energia baseado na razao de Bowen (PEREZ et al., 2008; SILVA et al., 2007,ZHANG et aL, 2008,). 0 metoda da razao de Bowen tern mostrado superior a alguns metodosde estimativa da evapotranspirayao, sendo em grande palte util izado como metodo padrao(LIMA et aL, 2005). Gavilan & Berengena (2007) atribuem 0 fate da tecnica de razao ser taodifundida a sua relativa simplicidade e precisao para estimativa do fluxo de vapor de agua. Arazao de Bowen e computada a partir dos gradientes verticais de temperatura do ar e de vapor deagua (VERMA et aL, 1978) que devem ser medidos em diferentes nfveis acima do dosselvegetativo. Diante do expos to, 0 objetivo deste trabalho foi determinar a evapotranspirayaoda cultura do algodoeiro cv. BRS-286 cultivado na chapada do Apodi-RN, a partir dobalanyo de energia baseado na Razao de Bowen.o experimento de campo foi conduzido na area experimental da Empresa de PesquisaAgropecuaria do Rio Grande do Norte (EMPARN), localizada no municipio de Apodi-RN,cujas coordenadas geograticas sao: Latitude - 05°37'37"S, Longitude - 37°49' 54" W e Altitudede 138 111.A area experimental de 0,58 hectares, foi plantada com a cultura do algodoeiroherbaceo, cultivar BRS-286 em 29/07/2011. A estimativa da evapotranspira9ao da cultura foiobtida pela equa9ao simplificada do balan90 de energia, conforme Rosenberg et al. (1983):Rn +LE +H +G = 0 (eq. 1)em que: Rn e 0 saldo de radia9ao; LE e 0 fluxo de calor latente; H e 0 fluxo de calor sensivel; Geo fluxo de calor no solo.o fluxo de calor latente (LE), que representa a evapotranspira9ao da cultura, foi calculadopela equa9ao seguinte.LE = (Rn - G) (eq.2)1+ fJem que: LE e 0 fluxo de calor latente (W.m-2); Rn e 0 saldo de radia9ao (W.m-2); G e 0 fluxo decalor no solo (W.m-2); f3 e a razao de Bowen.A razao de Bowen (f3 ) foi ca1culada pela equa9ao seguinte:!!TfJ=y-f.,.eem que: rea constante psicrometrica (KPa 0c-l); toT e 0 gradiente de temperatura COC); toe e 0gradiente de pressao de vapor (KPa) acima do dossel vegetativo.Os referidos gradientes foram obtidos atraves das medidas das temperaturas seca e umida emdois niveis (0,3 e 1,5 m) acima do dossel vegetativo obtidas com psicrometros construidos comtem10pares tipo T (cobre-constantan). 0 saldo de radia9ao foi medido com um saldo radiometroNR-LITE (Campbell Scientific INC., Logan-UT, USA), instal ado a 1,5 metros acima dasuperficie do solo, enquanto que 0 fluxo de calor no solo (G) foi medido por meio de doisfluximetros modelo HFPO ISC-L Hukseflux Self-Calibrating Soil Heat Flux Plate (CampbellScientific INC., Logan-UT, USA), posicionados a 0,02 m de profundidade. Os sensores foramacoplados a um sistema automatico de aquisi9ao de dados do tipo datalogger, modelo CR3000(Campbell Scientific INC., Logan-UT, USA), programado para efetuar leihlras a cada 5 segundos,calculando medias a cada 20 minutos em W.m-2 e, posterior integra9ao diaria em Mlm-2.d-l.Na Tabela 1 pode-se observar 0 cicio fenol6gico da cultura do algodao, cultivar BRS 286,cultivado na Chapada do Apodi-RN, elaborados com base em observa90es de campo seguindo ametodologia sugerida por Allen et al. (1998). 0 cicio fenol6gico do Algodoeiro cv. BRS 286 foi de103 dias_ A Fase [ teve seu inicio na emergencia das plantulas, finalizando quando a cobertura dosolo estava em tomo de 10%, tendo uma dura9ao de 16 dias. 0 inicio da flora9ao que compreende aFase II, teve dura9ao de cerca de 31 dias. A Fase 1Il, relativa a fase de desenvolvimento reprodutivoo experimento de campo foi conduzido na area experimental da Empresa de PesquisaAgropecuaria do Rio Grande do Norte (EMPARN), localizada no municfpio de Apodi-RN,cujas coordenadas geograticas sao: Latitude - 05°37'37"S, Longitude - 3r49' 54" W e Altitudede 138 m. A area experimental de 0,58 hectares, foi plantada com a cultura do algodoeiroherbaceo, cultivar BRS-286 em 29/07/2011. A estimativa da evapotranspirar;:ao da cultura foiobtida pela equar;:ao simplificada do balanr;:o de energia, confonne Rosenberg et al. (1983):Rn +LE +H +G = 0 (eq. I)em que: Rn e 0 saldo de radiar;:ao; LE e 0 fluxo de calor latente; H eo fluxo de calor sensfvel; Ge 0 fluxo de calor no solo.o fluxo de calor latente (LE), que representa a evapotranspirar;:ao da cultura, foi calculadopela equar;:ao seguinte.LE = (Rn - G) (eq.2)1+ fJem que: LE e 0 fluxo de calor latente (W.m'2); Rn e 0 saldo de radiar;:ao (W.m-2); G e 0 fluxo decalor no solo (W.m·2); f3 e a razao de Bowen.A razao de Bowen (f3) foi calculada pela equar;:ao seguinte:f3:= r 8.T8.eem que: rea con stante psicrometrica (KPa °el); .0.Teo gradiente de temperatura (0C); .0.ee 0gradiente de pressao de vapor (KPa) acima do dossel vegetativo.Os referidos gradientes foram obtidos atraves das medidas das temperaturas seca e umida emdois nfveis (0,3 e 1,5 m) acima do dossel vegetativo obtidas com psicr6metros construidos comteml0pares tipo T (cobre-eonstantan). 0 saldo de radiar;:ao foi medido com um saldo radi6metroNR-LITE (Campbell Scientific INC., Logan-UT, USA), instalado a 1,5 metros acima dasuperffcie do solo, enquanto que 0 fluxo de calor no solo (G) foi medido por meio de doisfluxfmetros modelo HFPO ISC-L Hukseflux Self-Calibrating Soil Heat Flux Plate (CampbellScientific INC., Logan-UT, USA), posicionados a 0,02 m de profundidade. Os sensores foramacoplados a um sistema automatico de aquisir;:ao de dados do tipo datalogger, modelo CR3000(Campbell Scientific INC., Logan-UT, USA), programado para efetuar leituras a cada 5 segundos,calculando medias a cada 20 minutos em W.m'2 e, posterior integrar;:ao diaria em MJ .m'2.d".Na Tabela 1 pode-se observar 0 ciclo fenol6gico da cultura do algodao, cultivar BRS 286,cultivado na Chapada do Apodi-RN, elaborados com base em observar;:oes de campo seguindo ametodologia sugerida por Allen et al. (1998). 0 ciclo fenol6gico do Algodoeiro cv. BRS 286 foi de103 dias. A Fase I teve seu inicio na emergencia das pliintulas, finalizando quando a cobertura dosolo estava em tomo de 10%, tendo uma durar;:ao de 16 dias. 0 inicio da florar;:ao que compreende aFase II, teve durar;:ao de cerca de 31 dias. A Fase Ill, relativa a fase de desenvolvimento reprodutivo(do inicio da florac;:ao ao inicio da maturac;:ao) durou 39 dias, e a Fase IV corresponde a fase final docicio da cultura (do inicio ao final da maturac;:ao), foi de 17 dias.Tabela I. Fases de desenvolvimento do algodoeiro herbaeeo, eultivar BRS 286, na Chapada do Apodi-RN,20IJ.FASE FENOLOarCA lNicIOEmergeneia das pliintulas10% da eobertura do soloInieio da tlora<;:aoInieio da matura<;:ao10% da eobertura do soloInieio da tlora<;:aoInieio da matura<;:aoFinal da matura<;:aoDURA<;AO(dias)16313917Na Tabela 2, pode-se observar os valores medios da evapotranspirac;:ao da cultura (ETc)diaria estimada pela Razao de Bowen para cada fase fenol6gica da cultura do algodoeiro cv.BRS 286. Observa-se que 0 valor minimo foi de 4,2 mm.d-l no inicio do desenvolvimentovegetativo (Fase I) e maximo de 6,19 na fase de desenvolvimento reprodutivo (Fase III).Tabela 2. Valores medios da evapotranspira<;:ao da cultura (ETe) do algodoeiro BRS 286 por lasefenol6giea, na ehapada do Apodi-RN, 20 II.ETc medioFASE FENOLOarCA (mm.d-l)4,24,916,196,05ETe periodo(mrn)67,17241,29102,87Ainda na Tabela 2, a ETc foi crescente da Fase I ate a Fase III, onde alcanc;:ou 0 seu valormaximo, voltando a decrescer, 0 que esta de acordo com os resultados obtidos por Bezerra et. al(2011) trabalhando com a cultivar BRS 187-8H nas mesmas condic;:oes experimentais. 0consumo total de agua do algodoeiro cv. BRS 286 na chapada do Apodi-RN estimado pelaRazao de Bowen foi de 563,54 mm. Resultados semelhantes foram encontrados por Alves et. al(2005) e Bezerra et. al (2010) que trabalhando com a cultivar BRS-200 marron obteve umconsumo total de 543,03 nU11.Utilizando a mesma metodologia, Pereira et. al (1997) obtiveramum consumo medio de 501,12 e 533,52 mm para as cultivares de Algodoeiro herbaceo CNPAprecoce I e CNPA 7H, respectivamente, sob condic;:oes de cultivo protegido.Os resultados mostraram que a regHlo da chapada do Apodi-RN apresenta condic;:oesclim<iticas favoraveis para 0 cultivo do algodoeiro e que 0 metoda do balanc;:o de energia pelaRazao de Bowen, mostrou-se adequado para a estimativa da evapotranspirac;:ao da cultura.o consumo hidrico do algodoeiro cv. BRS 286 foi de 563,54 mm em todo 0 cicio da cultura,com valores diarios medios de 4,20; 4,91; 6,19 e 6,05 mm.d-J e acumulados de 67,17; 152,22;241,29 e 102,87 nU11para as fases fenol6gicas de emergencia (I), desenvolvimento vegetativo(II), desenvolvimento reprodutivo (Ill) e maturac;:ao (IV), respectivamente.ALLEN, R. G.; PEREIRA, L. S.; RAES, D.; SMITH, M. Crop evapotranspiration: guidelines forcomputing crop water requirements, FAO Irrigation and Drainage Paper, Rome, 56,1998.ALVES, 1. C. M.; PEREIRA, J. R.; BEZERRA, J. R. c.; LIMA, S. V. de; SOUZA, R. N. de;MASCENA, A. M.; PINIIO FILHO, F. de A. L. de; ALENCAR, S. de B. Partiyao de assimilados emalgodoelro semiperene BRS Marrom sob diferentes laminas de irrigayao e doses de regulador decrescimento. In: Congresso Brasileiro de Algodao, 5., 2005, Salvador. Anais ...Campina Grande: EmbrapaAlgodao, 2005. CD-Rom.BELTRAO, N. E. M. Breve hist6ria do algodao no nordeste do Brasil. Campina Grande, 2003. 17 p.(Embrapa Algodao. Documentos, 117).BEZERRA, G. B.; SILVA, B. B. da ; BEZERRA, J. R. C.; BRANDAO, Z. N. Evapotranspirayao realobtida atraves da relayao entre 0 coefieiente dual de eultura da FAO-56 e 0 NDVI. Revista Brasileira deMeteorologia, v. 25, n. 3, p. 147-155,2010.BEZERRA. J. R. C.; AZEVEDO, P. V. de; SILVA, B. B. da; DlAS, J. M.; Evapotranspirayao ecoeficiente de cultivo do algodoeiro BRS 200 - Marrom, irrigado. Revista Brasileira de EngenhariaAgricola e AmbientaI, Campina Grande, v. 14, n. 6, p. 625-632, 20 IO.GAVILAN, P.: BERENGENA, J. Accuracy of the Bowen ration-energy balance method for measuringlatent heat flux in a semiarid advective environment. Irrigation Science, v. 25, p. 127-140,2007.LIMA, 1.R.S.; ANTONI NO, A.CD.; LIRA, C.A.B.O.; SILVA, I.F. Estimativa daevapotranspirayao em umacultura de feijao caupi, nas condiyoes de brejo Pat·aibano. Agropecuaria Tecnica, v.26, n.2, p.86-92, 2005.PEREIRA, M. do . 13.; AZEVEDO, N. c.; FERNANDES, P. 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