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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.11.2012.tde-07022012-154902
Documento
Autor
Nome completo
Marcos Alex dos Santos
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2011
Orientador
Banca examinadora
Lier, Quirijn de Jong van (Presidente)
Angelocci, Luiz Roberto
Lyra, Gustavo Bastos
Título em português
Extração de água do solo por plantas de soja: modelagem hidrofísica e empírica
Palavras-chave em português
Água do solo - Extração - Modelagem
Raiz
Soja
Resumo em português
A extração de água do solo pelas plantas esta intimamente relacionada com a produtividade das culturas. O objetivo do presente estudo foi avaliar o desempenho das funções de redução de Jong Van Lier et al. (2008) e de Feddes, Kowalik e Zaradny (1978) na estimativa da extração de água por plantas de soja sob condições úmidas. A primeira e formalizada a partir de modelos microscópicos de extração de água e presume um potencial da água na superfície da raiz constante com a profundidade do sistema radicular, que e estimado pela transpiração da planta. A segunda e uma função de redução empírica, largamente utilizada em simulações de extração de água que não considera o mecanismo de compensação. O desempenho de ambas as funções de redução foi analisado através das variáveis (potencial e conteúdo da água no solo) simuladas pelo modelo agrohidrológico SWAP (Soil Water Plant Atmosphere). Um experimento foi conduzido em uma área do Campus da Escola Superior de Agricultura \Luiz de Queiroz". O conteúdo de água do solo e potencial matricial foram monitorados ao longo ciclo da cultura nas profundidades de 0,05, 0,15 e 0,30 m. Os dados diários das variáveis meteorológicas requeridas pelo SWAP foram obtidos do posto meteorológico da ESALQ, que dista, aproximadamente, 50 m do experimento. De acordo com os resultados obtidos, as funções de redução de transpiração apresentaram diferentes estimativas de distribuições temporais de extração de água ao longo da profundidade do solo. Essa diferença foi devido principalmente ao fato de a função de redução de Feddes, Kowalik e Zaradny (1978) não considerar o mecanismo de compensação de extração de água do solo. Em conseqüência, a função de redução diminuiu drasticamente o potencial matricial do solo nas camadas superficiais, em desacordo com as medições. A função de redução de Jong Van Lier et al. (2008) distribuiu a extração de água do solo regida pela distribuição do potencial de fluxo matricial. Mesmo nas condições úmidas ocorridas durante o período experimental, a distribuição radicular não influenciou na distribuição da extração de água do solo pelo modelo. Em alguns dias, o modelo extraiu toda a água demandada pela transpiração de apenas uma camada de solo (espessura de 1 cm). Esse comportamento simulado foi atribuído ao fato de a função de redução considerar um potencial de fluxo matricial constante com a profundidade, por desconsiderar a resistência radicular. Comparando tanto os valores do potencial matricial, quanto os do conteúdo de água do solo estimados pelo modelo SWAP para as três profundidades analisadas com os dados experimentais, a função de redução de Jong Van Lier (2008) apresentou desempenho superior ao da func~ao de Feddes, Kowalik e Zaradny (1978) .
Título em inglês
Root water uptake by soybean plants: hydrophysical and empirical modeling
Palavras-chave em inglês
Root
Soil water - Extraction - Modeling
Soybean
Resumo em inglês
Root water extraction is intrinsically associated to crop yield. In this work, we assessed the performance of Jong Van Lier et al. (2008) and Feddes, Kowalik e Zaradny (1978) reduction functions on estimating root water extraction by a soybean crop under nonlimiting soil hydraulic conditions. The rst reduction function is based on microscopic root water extraction models and assumes a depth-independent value of root surface pressure head, which is determined by plant transpiration. The latter is a classical and widely used empirical reduction function that does not take into consideration any compensation mechanism. The performance of both reduction functions was evaluated by means of simulated variables (soil water content and pressure head) by the agrohydrological model SWAP (Soil Water Plant Atmosphere). A eld experiment was carried out at the Escola Superior de Agricultura \Luiz de Queiroz" campus in Piracicaba, Brazil. Soil water content and pressure head was monitored during the entire crop cycle at 0.5, 0.15 and 0.30 m depths. Daily weather variables required by the SWAP model were obtained from the campus weather station, located at 50 m from the experiment. According to the results, the reduction functions presented dierent temporal root water extraction patterns along depth. This dierence occurred mainly because Feddes, Kowalik e Zaradny (1978) reduction function does not take into consideration a compensation mechanism. Thus, unlike in the eld measurements, pressure head in the top layers was substantially reduced. The Jong Van Lier (2008) reduction function distributed soil water extraction according to matric ux potential. Even under the wet (non-limiting) conditions during the experiment, root density did not in uence the root water extraction pattern predicted by the model. At some days, the reduction function extracted all the water for transpiration from only one soil layer (1 cm layer thickness). This simulated behavior was attributed to the depth-independent matric ux potential assumed by the reduction function as a consequence of disregarding internal root resistance. Comparing both pressure head and soil water content observations estimated by SWAP for the three analyzed depths to the experimental data, the De Jong van Lier (2008) reduction function showed a better performance than the Feddes, Kowalik e Zaradny (1978) reduction function.
 
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Data de Publicação
2012-03-02
 
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