Componentes do ciclo hidrológico e balanço hídrico agrícola provável para a cultura da soja no estado do Piauí

Abstract

Resumo: Teve-se por objetivo no presente trabalho determinar os valores prováveis da precipitação pluviométrica (P) e evapotranspiração de referência (ETo), bem como das componentes de saída do balanço hídrico agrícola (BHA) para a cultura da soja no Estado do Piauí. O trabalho foi estruturado em dois capítulos: Capítulo I - Precipitação pluviométrica e evapotranspiração de referência prováveis para o Estado do Piauí; e, Capítulo II - Balanço hídrico agrícola provável para a cultura da soja no Estado do Piauí. A área de estudo considerou todo o Estado do Piauí, os dados climáticos foram disponibilizados pelo Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), Agência Nacional das Águas (ANA) e o Departamento de Águas e Energia Elétrica de São Paulo (DAEE). As séries temporais tiveram 36 anos (1980 a 2015), e foram espacializadas em grid regular de 0,25° x 0,25°, por meio dos melhores interpoladores obtidos por validação cruzada. A ETo foi estimada com o método de Penman-Monteith. O BHA foi calculado para a cultura da soja, com o modelo AquaCrop, considerando variáveis climáticas, pedológicas e culturais. As componentes hídricas - P, ETo, evapotranspiração real (ETr), deficiência hídrica (Def) e armazenamento de água no solo (S) - foram calculadas com periodicidade diária, depois agrupadas em decêndios e ajustadas a funções densidade de probabilidade (fdp's) para estabelecer os valores de ocorrência à diferentes níveis de probabilidade. As funções de densidade de probabilidade (fdp's) Gama e Exponencial apresentaram melhor ajuste às séries dos valores decendiais de P, e as fdp's Normal e Gama ajustaram-se melhor as séries dos valores decendiais de ETo, Def, ETr e S. Considerando todo o Estado do Piauí, a P média total provável foi menor que a ETo total média provável. A P provável foi maior durante estações verão, outono e primavera; e os maiores valores de ETo25% ocorrem na região leste/sudeste, independente da estação do ano. O Estado do Piauí tem valores A prováveis médios de ETr25% = 21,6 mm decêndio ', Def25% = A 31,63 mm decêndio 1 e S75% = 84,0 mm decêndio , para a cultura da soja, no estádio II. A matriz dos parâmetros das fdp's de melhores ajuste permitiu calcular rapidamente as componentes hídricas P, ETo, Def, ETr e S para o Grid regular de 0,25° x 0,25° (330 pontos) no Estado do Piauí, para qualquer nível de probabilidade, contribuindo para tomada de decisão e redução de incertezas do cultivo da soja. Palavras-chave: Aquacrop, Componentes hídricas, Função densidade de probabilidade, Modelagem.

Abstract: The objective of this study was to determine the probable values of rainfall (P) and reference evapotranspiration (ETo), as well as the components of agricultural water balance (AWB) output for soybean crop in Piauí State. The work was structured in two chapters: Chapter I - Rainfall and probable evapotranspiration of reference for Piauí State; and, Chapter II - Probable agricultural water balance for the soybean crop in Piauí State. The study area considered the entire Piauí State, climate data were available by the National Institute of Meteorology (INMET), National Water Agency (ANA) and the Department of Water and Electric Power of São Paulo (DAEE). The time series were 36 years (1980 to 2015), spaced in a regular grid of 0.25° x 0.25°, using the best interpolators obtained by cross validation. The ETo was estimated using the Penman-Monteith method. The AWB was calculated for the soybean crop, using the AquaCrop model, considering climatic, pedological and cultural variables. The water components - P, ETo, real evapotranspiration (ETr), water deficit (Def) and soil water storage (S) - were calculated daily, then grouped in10-day period and adjusted to functions probability density (pdf's) to establish the occurrence values at different probability levels. The pdf's Gamma and Exponential presented a better fit to the series of the decendial values of P, and the Normal and Gamma pdf's were better adjusted for the series of the decendial values of ETo, Def, ETr and S. Considering the Piauí State, the total mean likely P was lower than the probable mean total ETo. The probable P was higher during summer and fall seasons and the highest values of ETo25% occur in the east/southeast region, independent of the season. The Piauí State has probable mean values of ETr25% = 21.6 mm-1 10-day period, Def25% = 31.63 mm-110-day period and S75% = 84.0 mm 10-day period, for soybean cultivation at stage II. The matrix of the best fit pdf's parameters allowed to quickly calculate the water components P, ETo, Def, ETr and S for the regular Grid of 0.25° x 0.25° (330 points) in the Piauí State, for any level of probability, contributing to making decision-making and reduction of uncertainties in soybean cultivation. Keywords: Aquacrop, Water components, Probability density function, Modeling.