AVELLAR, G. de

GOMIDE, R. L.

KOBAYASHI, M. K.

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APLICAÇÃO DA TERMOMETRIA A INFRAVERMELHO E DO SISTEMA DE POSICIONAMENTO GLOBAL DIFERENCIAL NA ESPACIALIZAÇÃO DE ÍNDICE DE ESTRESSE HÍDRICO DA CULTURA DO FEIJOEIRO EM ÁREA IRRIGADA POR PIVÔ CENTRAL1Reinaldo Lúcio Gomide2, Mauro Koji Kobayashi3, Gisela de Avellar4ABSTRACT  - The  objective  of  this  work  was  the investigation  of  infrared  thermometry  and  differential global  position  system  (DGPS)  application in  the spatialization of dry bean crop water stress index (IEHC) in a center  pivot  irrigated  area. An  infrared  pressure transducer (TTIR) registered crop canopy (Tc) and air (Ta) temperatures, vapor pressure deficit of the air (DPV), and solar  radiation.  An  equation  relating  the  actual difference Tc-Ta to the inferior e superior limits of Tc-Ta was used in  the IEHC values computations. A DGPS made possible the  positioning of the reading sites of field altimetry, Tc-Ta difference and crop grain yield and the integration of the data to a geographic information system (SIG). The TTIR showed itself  effective in the IEHC mapping and made possible the characterization and  analysis  of  crop  water  stress  and  grain  yield variability. IEHC values of 0.0 to 0.2 were found in 65.3 % of the irrigated field. INTRODUÇÃOA aplicação da água de irrigação em uma área irrigada  geralmente  é  realizada  de  maneira  uniforme em toda extensão da área com base na reposição de um valor médio de evapotranspiração da cultura (ETc). Com isso, dependendo da disponibilidade de água no solo, parte da área pode receber excesso de aplicação de água  e parte  menos  água que  o  requerido.  Esta prática  pode  resultar  perdas  econômicas  para  os agricultores,  como  também  provocar  danos  ao  meio ambiente, sobretudo devido à lixiviação de nutrientes e agroquímicos.  Isso  traz  a  tona  um problema  que  os técnicos  e  agricultores enfrentam no  estabelecimento de estratégias de gerenciamento das áreas irrigadas, a variabilidade  espacial  e  temporal  de  alguns  atributos relacionados ao contínuo solo-planta-atmosfera. Fotografias aéreas e imagens de satélites têm sido  utilizados  nos  perímetros  irrigados  para mapeamento de variabilidade de solos e status hídrico de  culturas  e  previsão  de  safras  (GOMIDE,  2001; KOSTRZEWSKI  et  al.,  2002).  Outras  técnicas  de sensoriamento  remoto  de  superfície (WANJURA  & UPCHURCH, 2000; KOSTRZEWSKI et al., 2002) têm sido  usadas no  estudo  da variabilidade  de status hídrico  de  culturas  por  meio  de  medições  da  banda espectral do  infravermelho  termal,  baseado  na excelente  correlação  existente  entre  as  temperaturas do  dossel  da  cultura  (Tc)  e  do  ar  (Ta)  e  o  estresse hídrico (JACKSON, 1982).  Além disso,  outros  fatores ambientais de clima (déficit de pressão de vapor do ar, saldo  de  radiação,  resistência  aerodinâmica  e resistência  do  dossel  da  cultura)  precisam  ser considerados para uma boa medida e caracterização dos níveis de estresse hídrico da cultura (JACKSON, 1982;  SADLER  et  al.,  2002).  Mais  recentemente, métodos para integrar índices de vegetação espectral com temperatura têm sido estudados para estimavas de evapotranspiração  de  culturas (ETc)  remotamente (CARLSON et al., 1995). O  presente trabalho  teve  como  objetivo  a aplicação da termometria a infravermelho e do sistema de  posicionamento  global  diferencial  (DGPS)  na espacialização de índice de estresse hídrico da cultura (IEHC)  do  feijoeiro  (Phaseolus  vulgaris  L.)  em  área irrigada  por  pivô  central.  O  estudo  visou  também integrar  os  dados  de  IEHC,  altimetria  da  área  e produtividade  de  grãos  a  um sistema  de  informação geográfica (SIG) para acesso, processamento, análise e comparação de mapas gerados.MATERIAL E MÉTODOSO trabalho foi conduzido em uma área irrigada por pivô central, da Embrapa Milho e Sorgo, de 38 ha, localizada em Sete Lagoas, MG, em solo classificado como Latossolo  Vermelho-Escuro  álico.  A  cultivar  de feijão  usada  foi  a  Carioca,  semeada  em  03/07/2002 com o espaçamento de 45 cm, distribuindo-se de 12 a 14  sementes  por  metro  de  fileira.  A  adubação  e controle  de  pragas  e  doenças  foram  realizados  de acordo com as recomendações técnicas do cultivo do feijão. O cálculo da lâmina de água aplicada em cada irrigação foi realizado pelo método do tanque classe A, recomendado  pela  FAO  (DOORENBOS  &  PRUITT, 1977).  A  colheita  foi  efetuada  em  08/11/2002  e  os dados de produtividade da área foram obtidos por meio de uma automotriz, dotada de antena, receptor DGPS e monitor automático de produtividade grãos. A  temperatura  do  dossel  da  cultura  (Tc)  foi registrada por meio de um transdutor de temperatura a infravermelho (TTIR), da Everest Interscience, modelo 510B, com ângulo de visada de 1o, faixa de espectro de 8 a 14  µm e emissividade de 0,98. As leituras de Tc foram  realizadas  aos  74  dias  após  a  semeadura (12/09/2002),  estádio  fenológico  R6  ou  floração,  no horário de 9 às 16 h, sob condição de céu claro, com o TTIR  distanciado de 2 a 3 m dos alvos e o eixo  de visada do instrumento formando um ângulo de cerca de 45o em relação a superfície  do dossel  da cultura. As leituras de Tc foram realizadas próximo às direções de deslocamento das torres do pivô central. O transdutor, mantido sempre a 1,5 m de altura acima do dossel da cultura, registrou também os valores de temperatura do ar  (Ta),  déficit  de  pressão  de  vapor  do  ar  (DPV)  e 1 Trabalho financiado pelos projetos de Pesquisa Embrapa 12.1999.021-02 e PRODETAB 030-01/1999, Embrapa Milho e Sorgo, Sete Lagoas, Minas Gerais, Brasil. 2 Engenharia de Irrigação e Sensoriamento Remoto Agrícola, Ph.D., Pesquisador III Sênior,  Embrapa Milho e Sorgo, CP 151, 35701-970 Sete Lagoas, MG (31 3779-1228, gomide@cnpms.embrapa.br).3 Engenheiro Agrônomo, D.Sc. Engenharia Agrícola, Prof. UNIMONTES, CP 91, 39440-000 Janaúba, MG.4 Geógrafa, M.Sc., Geoprocessamento, Embrapa Milho e Sorgo, CP 151, 35701-970 Sete Lagoas, MG.radiação solar. Com o auxílio de um DGPS, via satélite, da Trimble (modelo  AG114),  de precisão submétrica, foram georreferenciados as áreas de amostragem de leituras do TTIR. O índice de estresse hídrico da cultura (IEHC) foi calculado com base na equação (JACKSON, 1982):EHC = 1 – ETr / ETp = (dT – dTi) / (dTs – dTi)         (1)em que,  ETr  e  ETp  são  a  evapotranspiração  real  e potencial da cultura, respectivamente, dT é a diferença Tc-Ta atual, dTi e dTs são os limites inferior e superior de Tc-Ta,  respectivamente.  Estes  limites  constituíram  as linhas básicas não estressada (dTi) e estressada (dTs), ajustadas  por  meio  de  equações  de  regressão  que relacionaram  a  diferença  Tc-Ta com  o  DPV  (IDSO, 1982).A  integração  dos  dados  georreferenciados  de elevação, IEHC e produtividade da cultura ao SIG foi realizada  com o  software  SPRING,  versão  4.0,  para acesso,  processamento  e  análises  de  variabilidade destes dados na área do pivô.RESULTADOS E DISCUSSÃOA área  irrigada  apresenta  superfície  uniforme, suavemente ondulada, com declividade média de 7,9 % na direção ao eixo leste-oeste e desnível total de 55 m. O diâmetro do pivô é de 696 m.Os  mapas  de  variação  do  índice  de  estresse hídrico de cultura (IEHC) e da produtividade de grãos de  feijão  na  área  do  pivô  central  encontram-se  nas Figuras 1 e 2, respectivamente. De um modo geral, os valores de IEHC variaram de 0,0 a 0,2 e 0,2 a 0,4 em 65,3 % e 15,3 % da área irrigada, respectivamente. A produtividade de grãos variou de 200 a 3000 Kg/ha. As menores  produtividades  e  os  maiores  IEHC  foram encontrados  na  parte  mais  elevada  (oeste)  do  pivô (Figuras  1  e  2),  devido  à  baixa  uniformidade  de distribuição  de  água  nesta  região,  onde  se  verificou rendimento  de  grãos  de  200  a  750  Kg/ha  e  uma variação de IEHC de 0,6 a 1,0, que corresponderam a 4,6  %  e  9,8  %  da  área  irrigada,  respectivamente. Registrou-se  produtividade  da  ordem de  750  a  1400 Kg/ha e 1400 a 2000 Kg/ha em 53,5 % e 35 % da área irrigada,  respectivamente,  onde  prevaleceram  valores de IEHC de 0,2 a 0,4. Apenas 7 % da área irrigada forneceu os maiores rendimentos (2000 a 3000 Kg/ha) com valores de IEHC de 0 a 0,2. O uso do TTIR e DGPS no registro de dados georreferenciados de DPV do ar e de diferenças de Tc-Ta mostrou-se  eficaz  no  mapeamento  de  IEHC  da cultura  do  feijoeiro  e  possibilitou  a  caracterização  e análise de variabilidade de estresse hídrico da cultura e produtividade de grãos  de áreas irrigadas.  Os valores ideais de IEHC de 0,0 a 0,2 foram encontrados em 65,3 % da área irrigada. REFERÊNCIASCarlson, T.N., W.J. Capehart; R.R. Gillies. A new look at  the  simplified  method  for  remote  sensing  of daily  evapotranspiration.  Remote  Sens.  Environ. 54:161-167, 1995.Doorenbos,  J.,  Pruitt,  W.O. Crop water  requirements. Rome:  FAO,  1977.  144p.  (FAO.  Irrigation  and drainage paper, 24).Gomide, R. L. Importância da automação nos sistemas agrícolas irrigados, visando a irrigação inteligente e a agricultura de precisão. In: I Workshop Sobre Aplicações  da  Técnica  de  TDR  na  Agricultura, Unicamp, Campinas, SP, 2001. pp. 1-36.Idso,  S.B.  Non-water-stressed  baselines:  a  key  to measuring  and  interpreting  plant  water  stress. Agricultural Meteorology 27:59-70, 1982.Jackson,  R.D.  Canopy  temperature  and  crop  water stress.  In:  Hillel,  D.  Advance  in  irrigation.  New York, Academic Press, v. 1, p.43-85, 1982.Kostrzewski, M.; Waller,  P.; Guertin, P.; Haberland, J.; Colaizzi, P.; Barnes, E.; Thompson, T.; Clarke, T.; Riley, E.; Choi, C. Ground-based remote sensing of water  & nitrogen stress.  ASAE. Trans. of  the ASAE 46(1): 29-38. 2002.Sadler,  E.J.;  Camp,  C.R.;  Evans,  D.E.;  Millen,  J.A.. Corn canopy temperature measured with a moving infrared thermometer array. ASAE. Transaction of the ASAE 45(3): 581-591. 2002.Wanjura,  D.F.;  Upchurch,  D.R.  Canopy  temperature characterization of corn and cotton water  status. ASAE. Transaction of the ASAE  43(4):  867-875. 2000.Figura  1.  Variação  espacial  do  índice  de  estresse hídrico  de  cultura  (IEHC)  durante  a  floração  do feijão na área do pivô central. Figura 2. Variação espacial da produtividade de grãos de feijão na área do pivô central. 

Aplicação da termometria a infravermelho e do sistema de posicionamento global diferencial na especialização de índice de estresse hídrico da cultura do feijoeiro em áea irrigada por pivô central.

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