Funções destinadas ao estudo e estimativa das relações hídricas para o aprimoramento do balanço hídrico agrícola

Abstract

Resumo: A água é o recurso natural mais intensamente utilizado pelo homem na atualidade e a agricultura o setor que mais consome água doce no mundo. O balanço hídrico agrícola (BHA) consiste na determinação da necessidade ou disponibilidade hídrica real aos cultivos agrícolas. Apesar de excelente ferramenta de planejamento, questões referentes às suas componentes de entrada, como coeficiente de cultivo (kc), profundidade efetiva do sistema radicular (z) e fração de água disponível no solo (p) necessitam de aperfeiçoamentos. Teve-se por objetivo no presente trabalho estabelecer e avaliar funções e modelos destinados ao estudo e determinação das relações hídricas para melhorar as estimativas das componentes do balanço hídrico agrícola. Para tanto, o trabalho foi estruturado em três capítulos: Capítulo 1 Funções para estimativa do coeficiente de cultivo diário de culturas agrícolas; Capítulo 2 – Funções para estimativa da profundidade efetiva do sistema radicular e fração de água disponível no solo; Capítulo 3 – Aperfeiçoamentos para estimativa do balanço hídrico agrícola do Pinus taeda L. em Telêmaco Borba-PR. A comparação entre as diferentes funções e modelos com valores medidos foi realizada empregando análise gráfica, coeficiente de determinação (R²), índice "d" de concordância, índice "c" de desempenho, erro médio e erro absoluto médio. As funções de kc obtidas, que variam conforme os dias após plantio, melhoram a estimativa da evapotranspiração da cultura, por refletirem melhor as condições locais, em comparação com os valores de kc comumente utilizados na literatura. Não se encontrou um modelo de estimativa z que possa ser utilizado generalizadamente, no entanto, os fatores que mais a influenciam em diferentes tipos climáticos foram identificados, possibilitando o estabelecimento dos melhores modelos para a cana-de-açúcar, feijão e milho. O emprego de valores de kc e fração p diários melhoram a estimativa do BHA do Pinus taeda, tornando-o mais sensível às mudanças morfoclimáticas locais, porque possibilita melhor ajustamento aos valores do balanço hídrico do solo, refletidos nas componentes de saída, como evapotranspiração real e armazenamento de água no solo.

Abstract: Water is the natural resource most intensively used by man today and agriculture the sector that consumes more freshwater in world. The agricultural water balance (AWB) consists in determining the need or real water availability to crops. However, questions concerning their input components as crop coefficient (kc), effective system root depth (z) and fraction of available soil water (p) require enhancements to improve estimates. This study aimed to establish and to evaluate functions and models for the study and determination of water relations to improve estimates of agricultural water balance components. To this end, the study was divided into three chapters: Chapter 1 - Functions to estimate the daily crop coefficient of agricultural crops; Chapter 2 - Functions to estimate the effective root system depth and fraction of available soil water; Chapter 3 - Enhancements to estimate crop water balance of Pinus taeda L. in Telêmaco Borba-PR. The comparison between the different functions and models with measured values was performed using graphical analysis, determination coefficient (R²), index "d" of concordance, index "c" of performance, mean error and mean absolute error. The kc functions obtained which vary according to days after planting, improve estimated crop evapotranspiration, by better reflect local conditions, compared with kc values commonly used in literature. Not found a model for estimating z that can be widely used, however, the factors that influence it in different climate types were identified, allowing the establishment of best models for sugarcane, bean and corn. The use of daily kc and fraction p values improve estimate of AWB of Pinus taeda, making it more responsive to local morphoclimatic changes, because it allows better adjustment to the values of soil water balance, reflected in output components such as real evapotranspiration and soil water storage.