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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.11.2017.tde-18052017-154117
Document
Author
Full name
Kassio dos Santos Carvalho
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2017
Supervisor
Committee
Marin, Fábio Ricardo (President)
Cabral, Osvaldo Machado Rodrigues
Folegatti, Marcos Vinicius
Rossetto, Raffaella
Scarpare, Fábio Vale
Title in Portuguese
Medida e modelagem da evapo(transpi)ração de um canavial irrigado em função do manejo da palhada
Keywords in Portuguese
Saccharum officinarum
Evaporação
Fluxo de seiva
Penman-Monteith
Transpiração
Abstract in Portuguese
A cultura da cana é importante para o agronegócio brasileiro. O manejo adequado da palhada da cana-de-açúcar no solo pode influenciar no desenvolvimento e no crescimento da cultura, podendo resultar em ganhos ambientais e econômicos. Neste trabalho, objetivou-se avaliar o efeito do manejo com palha (CP) e sem palha (SP) na evapotranspiração de um canavial irrigado. Um experimento foi conduzido em canavial irrigado com dois tratamentos (mantendo-se 100% da palhada e sem cobertura de palha sobre o solo). Neste experimento, a evapotranspiração foi medida a partir do balanço hídrico "in situ" do solo (ETc-BHS) e pelo método da razão de Bowen (ETc-MRB) e a transpiração utilizando-se sensores de fluxo de seiva (FS). A evaporação do solo foi estimada com base em dados da cultura e meteorológicos. A modelagem da transpiração e de seus componentes baseou-se na abordagem no "modelo da grande folha" ("big leaf model") proposto por Monteith. Para tanto, foram definidos e avaliados submodelos para a simulação do saldo de radiação no dossel, da resistência aerodinâmica, da resistência de cobertura no ambiente da cultura. Ao longo do ciclo da cultura, análises biométricas foram realizadas a cada 30 dias e esses dados utilizados na parametrização do modelo. O desempenho dos submodelos e do modelo parametrizado de Penman-Monteith (PM) foi estatisticamente avaliados. Avalia-se um modelo para estimativa da evaporação em função da cobertura da palhada. O cultivo de cana-de-açúcar utilizando os resíduos vegetais favorece o incremento da transpiração, da evapotranspiração da cultura (ETc) e reduz a evaporação de água no solo. A palha influenciou as variáveis biométricas da cultura, como perfilhamento, massa fresca da parte aérea (MFPA) e massa seca da parte aérea (MSPA). Ao relacionar a transpiração estimada com o modelo de PM com a medida com FS, verifica-se um coeficiente de determinação (R2) de 0,72 e de 0,48 e um coeficiente angular (a) de 1,22 e 0,92, para a área manejada CP e SP, respectivamente. A evaporação de água no solo é maior na área SP, principalmente nos períodos com precipitações acima de 40 mm. Quando se relaciona a ETc-BHS e a ETc-MRB com a ETc estimada com base no método de PM, nota-se um R2 de 0,67 e 0,54 na área CP e 0,59 e 0,54 para a área SP, respectivamente. Independente do manejo adotado, aos 302 dias após o corte, o canavial apresentou ATR, POL e % de fibra ideal para a comercialização. O teor de clorofila na área manejada CP é superior ao manejado SP. O cultivo de cana-de-açúcar utilizando os resíduos vegetais favorece o incremento da transpiração, da ETc e reduz a evaporação de água no solo.
Title in English
Evapo(transpi)ration measument and modeling of irrigated sugarcane depending on trash management
Keywords in English
Saccharum officinarum
Evaporation
Penman-Monteith
Sap flow
Transpiration
Abstract in English
Cane culture is important for Brazilian agribusiness. Proper management of sugarcane trash in the soil can influence the development and growth of the crop, which can result in environmental and economic gains. The objective of this study was to evaluate the effect of trash management (CP) and without trash (SP) on the evapotranspiration of an irrigated sugar cane. An experiment was conducted in irrigated sugar cane fields with two treatments (100% of the trash and without trash cover on the soil). In this experiment, evapotranspiration was measured from soil water balance (ETc-BHS) and the Bowen ratio method (ETc-MRB) and transpiration using sap flow sensors (FS). Soil evaporation was estimated based on crop and meteorological data. The modeling of the transpiration and its components was based on the approach in the "big leaf model" proposed by Monteith. For that, submodels were defined and evaluated for the simulation of canopy radiation balance, aerodynamic resistance, and cover resistance in the culture environment. Throughout the crop cycle, biometric analyzes were performed every 30 days and these data were used in the parameterization of the model. The performance of the submodels and the parameterized model of Penman-Monteith (PM) was statistically evaluated. A model for estimation of evaporation is evaluated as a function of the trash cover. The cultivation of sugarcane using the vegetal residues favors the increase of transpiration, evapotranspiration of the crop (ETc) and reduces the evaporation of water in the soil. The trash influenced the biometric variables of the crop, such as tillering, fresh mass of aerial part (MFPA) and dry mass of aerial part (MSPA). When correlating the estimated transpiration with the PM model with the FS measurement, it is verified a determination coefficient (R2) of 0.72 and 0.48 and an angular coefficient (a) of 1.22 and 0.92, for the managed area CP and SP, respectively. The water evaporation in the soil is higher in the SP area, especially in periods with rainfall above 40 mm. When ETc-BHS and ETc-MRB are related to ETc estimated on the basis of the PM method, an R2 of 0.67 and 0.54 is observed in the CP area and 0.59 and 0.54 for the area SP, respectively. Regardless of the management adopted, at 302 days after cutting, the sugarcane plantation presented ATR, POL and% of fiber ideal for commercialization. The chlorophyll content in the managed area CP is superior to the managed SP. The cultivation of sugarcane using the vegetal residues favors the increase of the transpiration, ETc and reduces the evaporation of water in the soil.
 
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Publishing Date
2017-06-05
 
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