ABSTRACT Surface runoff monitoring is important for the sustainable management of global water resources. Obtaining a practical and inexpensive method for collecting data in the field can help to better understand surface runoff and its effects, necessary for the management of watersheds. This study sought to elaborate the calibration curves of the ultrasonic sensor due to temperature variability, verifying the inaccuracy of the distance between objects and the sensor, and determining the feasibility of using low-cost sensors in an in-loco experiment installed on Parshall flumes. The experiment was conducted on the Experimental Farm of the Federal University of Grande Dourados, Dourados, MS, Brazil. The data were collected by twelve HC-SR04 ultrasonic distance sensors , which were coupled to a data acquisition system composed of an expansion board connected to a Raspberry minicomputer. Sensor calibration using temperature data resulted in the error correction of ± 8.0 mm of distance reading. On the other hand, the R2 of the comparison curves between sensor and control system (laser distance meter and ruler in the flume) resulted in high values (above 0.95), showing the feasibility of its use and meeting the specifications for use in the field subject to weather conditions. This study demonstrates the performance of ultrasonic sensors as a potential for new application to evaluate surface runoff aiming to propose new runoff coefficients.

RESUMO O monitoramento do escoamento superficial é crucial na gestão sustentável dos recursos hídricos globais. Obter um método prático e econômico para coletar dados de campo pode ajudar a entender melhor o escoamento superficial e seus efeitos, necessários para a gestão das bacias hidrográficas. Este trabalho buscou elaborar calibração de um sensor ultrassônico devido à variabilidade da temperatura, verificando a imprecisão da distância dos objetos com o sensor, determinando a viabilidade do uso dos sensores de baixo custo em experimento “in loco”, instalados em calhas Parshall. O experimento foi realizado em área da Fazenda Experimental da Universidade Federal da Grande Dourados, Dourados/MS. Os dados foram coletados por doze sensores de distância ultrassônicos HC-SR04, que foram acoplados a um sistema de aquisição de dados composto por uma placa de expansão conectada a um minicomputador Raspberry. A calibração pela temperatura resultou na correção do erro de ± 8,0 mm da leitura de distância. Já, o R2 das curvas de comparação entre sensor e sistema de controle (trena laser e régua instalada nas calhas) resultaram em altos valores de coeficientes de determinação, acima de 0,95, mostrando a viabilidade do seu uso e atendendo as especificações para uso em condições de campo sujeito as intempéries climáticas. Este estudo demonstra o desempenho dos sensores ultrassônicos como possível potencial de nova tecnologia para avaliar escoamento superficial no intuito de propor novos coeficientes de escoamento.

O objetivo deste trabalho foi determinar a evapotranspiração (ET) de cafeeiros adultos, irrigados por aspersão e gotejamento, e não irrigados, bem como os coeficientes de cultivo (Kc) de cafeeiros sob os dois regimes hídricos. O experimento foi realizado em Londrina, PR, com cafeeiros da cultivar Iapar 59, com cinco e seis anos de idade, de setembro de 2006 a agosto de 2008. A evapotranspiração foi medida por cinco lisímetros de pesagem, dos quais dois irrigados por aspersão, um por gotejamento e os outros dois sem irrigação. A irrigação foi aplicada, em média, duas vezes por semana, para manter o solo com umidade próxima à de capacidade de campo. O coeficiente de cultivo foi determinado pela razão entre a ET das plantas dos tratamentos irrigados e a evapotranspiração de referência (ETo). Os cafeeiros adultos apresentaram valor médio de ET mais elevado no tratamento irrigado por aspersão (3,2 mm dia-1), em comparação aos de outros tratamentos, que apresentaram médias equivalentes entre si (2,8 mm dia-1). A mesma tendência foi observada para Kc, em razão da relação ET e ETo, com valor médio maior para o tratamento irrigado por aspersão (1) e menor para o gotejamento (0,88).

The objective of this work was to determine the evapotranspiration (ET) of adult coffee trees irrigated by sprinkler and drip and under no irrigation, as well as the crop coefficient (Kc) under both water regimes. The experiment was performed in Londrina, PR, Brazil, with the coffee cultivar Iapar 59, from September 2006 to August 2008, with five and six-year-old plants. Evapotranspiration was measured by five weighting lysimeters, two of which were under sprinkler irrigation, one under drip system and two others without irrigation. Irrigation was applied twice a week to maintain soil moisture near field capacity. The crop coefficient was determined by the ratio between ET of the irrigated plants and the reference crop evapotranspiration (ETo). A higher ET mean was found for coffee plants under sprinkler irrigation (3.2 mm day-1), in comparison to the ones under the other treatments, which showed similar means (2.8 mm day-1). Kc values followed the same trend of ET, due to the ET and ETo ratios, with a higher mean for sprinkler irrigation (1), followed by drip irrigation (0.88).

A quantificação do consumo hídrico das culturas é fundamental para diversas aplicações na agricultura. Neste estudo, lisímetros de pesagem instalados em Londrina (PR), foram usados para determinar a evapotranspiração (ET) de cafeeiros da cultivar IAPAR 59, não irrigado e irrigado por aspersão e gotejamento, durante dois anos após a implantação da lavoura. O coeficiente de cultivo (Kc) foi obtido nos tratamentos irrigados a partir da razão entre ET e a evapotranspiração de referência (ETo) estimada pelo método Penman-Monteith. Os valores de ET e Kc dos tratamentos analisados variaram em função do método de irrigação, frequência de chuvas, demanda da atmosfera e evolução da área foliar. O tratamento irrigado por aspersão foi aquele com os maiores valores médios anuais de ET (3,1 e 3,4 mm dia-1 para o primeiro e segundo ano, respectivamente), seguido do gotejamento (2,9 mm dia-1 para o segundo ano) e do não-irrigado (2,2 e 2,5 mm dia-1 para o primeiro e segundo ano, respectivamente). O valor médio anual de Kc foi maior para o tratamento irrigado por aspersão (0,99 e 1,03 para o primeiro e segundo ano, respectivamente) e menor para o irrigado por gotejamento (0,92 para o segundo ano).

Quantifying crop water consumption is essential for many applications in agriculture. Evapotranspiration (ET) of coffee trees, cultivar IAPAR 59, under sprinkler and drip irrigation and no irrigation, were determined by weighing lysimeters in an experiment conducted in Londrina, Paraná State, Brazil, during two years after crop installation. The crop coefficient (Kc) values were determined for the irrigated treatments by the ratio between ET and reference evapotranspiration (ETo) estimated with the Penman-Monteith method. The values of ET and Kc were influenced by irrigation method, rainfall frequency, atmospheric demand and leaf area evolution. The sprinkler irrigated treatment presented the higher mean annual ET values (3.1 and 3.4 mm day-1 for the 1st and 2nd year, respectively), followed by drip irrigation (2.9 mm day-1 for the 2nd year) and no irrigation (2.2 and 2.5 mm day-1 for the 1st and 2nd year, respectively). The mean annual Kc value was higher under sprinkler (0.99 and 1.03 for the 1st and 2nd year, respectively) and lower for drip irrigation (0.92 for the 2nd year).

Medidas do índice de área foliar são necessárias para a maioria dos estudos agronômicos e fisiológicos envolvendo crescimento vegetal. Foi desenvolvido um experimento no Instituto Agronômico do Paraná (IAPAR), em Londrina (PR), durante a safra 2005/2006, com objetivo de avaliar dois métodos diretos de medição de área de folíolos de soja por meio de dimensões foliares e por imagens digitais capturadas por máquina fotográfica digital amadora, em duas situações distintas, folíolos íntegros e folíolos danificados. As estimativas obtidas foram comparadas com as medidas feitas com um integrador de área foliar LI-COR®, modelo LI 3100, tomado como referência. Nas estimativas realizadas em folíolos íntegros, tanto pelo método de dimensões foliares como no de imagem digital, notou-se excelente concordância com as medidas obtidas pelo método LI-COR® (R² = 0,983 e R² = 0,997 respectivamente). Para folíolos danificados, o método de imagem digital revelou coeficiente de determinação um pouco superior ao método de dimensões foliares, mas com um erro-padrão três vezes menor. O método de imagem digital pode substituir o método usado como referência (LI 3100) com vantagens de custo inferior e acuracidade similar.

Measurements of leaf area index are required in most of agronomic and physiological studies involving plant growth. Two direct methods for estimation of soybean leaf area (leaf dimensions and digital images captured by ordinary digital cameras) were evaluated, in two distinct conditions (entire leaf and damaged leaf). The estimations were compared with measurements taken by a LI-COR® leaf area meter (model LI 3100), used as control. Both methods gave good estimations for entire leaf (R² = 0.983 for leaflet dimensions and R² = 0.997 for digital image). However, the evaluations of damaged leaves showed slightly better performance of digital image method, but a standard error three times lower as compared with leaf dimensions method. As a conclusion, the digital image method using ordinary cameras can replace the reference method (LI 3100) with advantages of lower cost and similar accuracy.