ABSTRACT Knowledge of soil water dynamics is essential for establishing appropriate methods of irrigation management. Water dynamics in unsaturated soils is a complex process that can be explained by the Richards equation. As this is a non-linear differential equation, there is no analytical solution, but requires the use of the finite element method, for example, to obtain solutions, where simulations using numerical modelling make it possible to predict the the flow of water from the soil. As such, the aim of this study was to evaluate a 2D numerical model in simulating water distribution and wet bulb formation resulting from a subsurface irrigation system, in addition to validating the generated model. The Pearson correlation coefficient (r), the coefficient of determination (R2) and the root-mean-square error (RMSE) were calculated. For each treatment, both during and after irrigation, the model showed a small relative error, high values for R2 and a positive correlation with the field data. It was concluded that the model is applicable to the design and management of subsurface irrigation systems, varying the installation depth of the drip tube, the spacing between emitters and the soil moisture, giving good results for the various simulated scenarios.

RESUMO Biocarvão é o material sólido formado durante a decomposição termoquímica da biomassa. Suas propriedades e efeitos no solo variam amplamente com o material de origem e condições de precessamento. Desta forma, é reconhecida a importância de sua caracterização e desempenho para o que se propõe, antes do uso. Foram comparados dois tipos de biochar, de acordo com o material de origem, espécies do bioma Caatinga, Jurema-Preta (Mimosa tenuiflora (Willd.) Poir. associada com Marmeleiro (Croton sonderianus Müll.) Arg. e lenha de cajueiro (Annacardium occidentale L.). O objetivo deste estudo foi identificar biocarvão com melhor desempenho de promover o aumento da capacidade de retenção de água no solo, com base em evidências de laboratório e avaliação de porosidade microestructural. O biocarvão oriundo das espécies da Caatinga demonstrou maior capacidade de retenção de água quando comparado com o biocarvão de lenha de cajueiro, para todos os diâmetros avaliados. Com relação ao tamanho de partículas, níveis maiores de retenção de água foram observados aos 2 mm e 4 mm, 2,268 g g-1 para o biocarvão de madeira das espécies da Caatinga e 0,574 g g-1 para o biocarvão de madeira de cajueiro, respectivamente. Menores quantidades de macroporos e maior número de microporos (raio menor) foram observados no biocarvão de madeira das espécies da Caatinga, provavelmente relacionado à mais alta capacidade de retenção de água, enquanto densamente lignificadas, as paredes celulares de madeira de cajueiro, sustenta a ideia de que um efeito hidrofóbico pode contribuir para sua menor capacidade de retenção hídrica.

ABSTRACT Biochar is a solid material formed during biomass thermochemical decomposition processes. This organic compound has particular properties that may cause effects on soils depending on its feedstock and processing conditions. Thus, the characteristics and purpose of use of this material must be recognized prior to its use. Two types of biochar, derived from different wood sources, were compared, one from caatinga biome species and another from cashew trees. Two species from caatinga biome were used, jurema-preta (Mimosa tenuiflora Willd. Poir.), and marmeleiro (Croton sonderianus Müll. Arg.). This study aimed to identify the best biochar material regionally available to increase water-holding capacity in the soil, based on laboratory tests and microstructural porosity evaluation. Biochar from Caatinga wood demonstrated an improved water-holding capacity if compared to cashew wood biochar. The particle diameters of 2 and 4 mm showed the highest levels, which were 2,268 g.g-1 for caatinga wood and 0.574 g.g-1 for cashew wood biochars, respectively. While the smaller quantities of macropores and a larger number of micropores (smaller radius) could explain the higher water-holding capacity for biochar from caatinga wood, the thick lignified cell walls of biochar from cashew wood support the idea of a hydrophobic effect contributing to water lower holding capacity.

RESUMO Objetivou-se avaliar a resistência de polpa e os sólidos solúveis dos frutos, e a produtividade da melancieira, sob diferentes proposições de irrigação (geradas pelo ISAREG) e condições de cobertura do solo; e seus efeitos de interação. Após pesquisa de campo junto aos irrigantes foram realizados dois experimentos na UEPE (Unidade de Ensino, Pesquisa e Extensão) do IFCE, no Distrito de irrigação Jaguaribe -Apodi, DIJA, sob delineamento em blocos completos ao acaso, com parcelas subdivididas e quatro repetições. Os tratamentos consistiram da combinação de quatro proposições de irrigação (M1 - manutenção de 100% da capacidade de água disponível no solo (CAD); M2 - 80 %; M3 - 60%; e M4 - lâmina modal dos irrigantes) nas parcelas, e quatro sub-parcelas, compostas por três condições de cobertura no solo (coberturas com casca de arroz, com “mulching” branco e com “mulching” preto, denominadas C1, C2 e C3), e uma sem cobertura, denominada C0. Os resultados foram submetidos à análise de variância e quando significativos, à regressão (lâminas), a teste de médias (coberturas) e a gráficos de tendência (interação entre os fatores). Concluiu-se que os irrigantes não praticam o manejo correto da irrigação, pois aplicam, durante todo o ciclo da melancia, mais água do que a indicação de maior lâmina do ISAREG (100% da CAD). As plantas irrigadas pela lâmina M1 em solo coberto por casca de arroz e “mulching” branco demonstraram melhores características produtivas e de pós-colheita.

ABSTRACT The objective of this work was to assess the pulp resistance, soluble solids and yield of watermelon fruits grown under different irrigation managements (determined by the ISAREG model) and mulches, and their interactions. After a survey carried out on local producers, two experiments were conducted, using a completely randomized block design in split-plot arrangement with four replications, in the Teaching, Research and Extension Unit (UEPE) of the Federal Institute of Ceara (IFCE), Jaguaribe-Apodi Irrigation District (DIJA), State of Ceara, Brazil. The treatments consisted of four irrigation managements in the plots, M1 (100% of the available-water capacity (AWC) of the soil), M2 (80%), M3 (60%) and M4 (average water depth used by local producers) and four mulch types in the sub-plots, without mulching (C0) with rice husk (C1), white plastic (C2) and black plastic (C3) as mulches. The results were subjected to analysis of variance, and significant results were subjected to regression (irrigation managements), average test (mulches) and trend graphs (interaction between the factors). The irrigation management practiced during the watermelon crop cycle by the local producers of the Irrigation District of Jaguaribe-Apodi (DIJA) in the State of Ceara, Brazil, is not appropriated, since they usually apply more water than the highest water depth determined by the ISAREG model (100% of the AWC). The plants grown under irrigation water depth of 365.20 mm (M1) and soils with mulches of rice husk or white plastic had the highest yields and fruits with better quality of soluble solids and pulp resistance.

O objetivo do presente trabalho foi avaliar a metodologia de estimativa da Et oPM utilizando dados mínimos integrados a um Sistema de Informação Geográfica, na bacia do Jaguaribe, Ceará. Foi utilizado o sistema integrado de modelagem regional PRECIS (Providing Regional Climates for Impacts Studies), versão 1.2, utilizando as condições de contorno do Modelo Climático Global, HadAM3P, acoplado ao Modelo Climático Regional (HadRM3P), através da técnica dinâmica de redução de escala (downscaling). Dados mensais de temperaturas máxima e mínima e precipitação foram gerados para o período de 1961-1990, os quais foram analisados quanto a sua variabilidade espacial (latitude/longitude), utilizando-se geoestatística (krigagem). Para validação, foi aplicada regressão linear entre Et oPM estimada com dados mínimos e estimada com dados medidos através de uma estação meteorológica de referência. A média da Et oPM anual estimada com dados mínimos situou-se em 1.719 mm. A metodologia funcionou satisfatoriamente na região estudada, considerando-se os resultados da regressão (coeficiente angular de 0,95, coeficiente de determinação de 0,902, resíduos menores que 0,45 mm dia-1 e Raiz do Quadrado Médio do Erro (RQME) igual a 0,067 mm dia-1).

The objective of this work was to evaluate Et oPM using limited climate data integrated with a Geographic Information System in the Jaguaribe basin, Ceará State, Brazil. Regional climate modeling system PRECIS (Providing Regional Climates for Impacts Studies), using boundary conditions of the Hadley Centre Atmospheric Model version 3 - HadAM3, nested to the Hadley Centre Regional Circulation Model - HadRM3P, was used. Monthly time series for minimum and maximum temperature and rainfall were generated for the 1961-1990 period. Variables were analyzed according to spatial variability using kriging geostatistics methodology. A validation was performed, correlating Et oPM estimated with minimum data and with a complete dataset from a reference weather station by linear regression. Average annual estimated Et oPM was 1,719 mm, mapped over the target region. It was demonstrated that the limited data methodology worked satisfactory for the region (linear coefficient of 0.95, determination coefficient of 0.902, errors less than 0.45 mm day-1 and root square error of 0.067 mm day-1).

O objetivo deste trabalho foi avaliar os impactos das mudanças climáticas na demanda de água para irrigação de culturas perenes, na Bacia do Jaguaribe, no Estado do Ceará. Foi empregado o sistema integrado de modelagem regional PRECIS ("Providing Regional Climates for Impact Studies"), e aplicado o método de redução de escala de bacia hidrográfica, com as condições de contorno do modelo climático regional (HadRM3P). Foi utilizado um conjunto de climatologia de base do modelo de 1961 a 1990 e de projeções climáticas futuras. As coordenadas geográficas da região em estudo foram consideradas para interpolação num sistema de informação geográfica. A evapotranspiração de referência foi estimada por meio de dados da temperatura média mensal. As mudanças climáticas projetadas aumentaram a demanda projetada de água para irrigação, porque a evapotranspiração foi estimada para aumentos de 3,1 a 2,2% e a precipitação pluvial foi estimada para diminuições de 30,9 a 37,3%. O aumento da necessidade hídrica foi estimada em 32,9% a 43,9%, para o ano de 2040, conforme o cenário analisado.

The aim of this study was to estimate climate change impacts on irrigation water demand for permanent crops. The PRECIS (Providing Regional Climates for Impact Studies) system was applied, and downscaling techniques were used at the river basin level, with the boundary conditions of the regional climate model (HadRM3P). A climate data set was generated for 1961 to 1990 (baseline) and for future climate projections. The regional geographical coordinates were considered for interpolation in a georeferenced coordinated system. The reference evapotranspiration was estimated through data of monthly average temperature. Projected climate change increased projected irrigation water demand, because evapotranspiration was estimated to increase by 3.1 to 2.2% and rainfall was estimated to decrease by 30.9 to 37.3%. The 2040 water need was estimated to increase by 32.9% to 43.9%, according to the analyzed scenario.

Este trabalho foi conduzido no período de setembro a dezembro de 1997, numa área irrigada da Fazenda Experimental do Vale do Curu, pertencente à Universidade Federal do Ceará, no município de Pentecoste, CE, localizada a 100 km de Fortaleza. O objetivo do experimento foi avaliar a utilização do tensiômetro de mercúrio, do Tanque Classe A e da equação de Hargreaves, na determinação da lâmina de água a ser aplicada na irrigação. O delineamento foi inteiramente casualizado, com três tratamentos e quatro repetições, enquanto os tratamentos foram representados pelos três diferentes métodos de estimação citados, de quando e quanto irrigar (Tratamento 1 - Tensiômetro; Tratamento 2 - Tanque Classe A e Tratamento 3 - equação de Hargreaves) e a cultura utilizada foi o caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp) para consumo em estado verde, cultivar João Paulo II, no espaçamento de 0,90 x 0,40 m, com duas plantas por cova, irrigada por aspersão convencional. A análise dos resultados constatou uma economia de água no tratamento 1, de 28 e 23%, em relação aos tratamentos 2 e 3, respectivamente, e também evidenciou a inexistência de diferenças significativas entre as produtividades alcançadas em todos os tratamentos. O tensiômetro pode ser indicado como instrumento de racionalização do uso da água em irrigação.

A field study was conducted from September to December 1997 at the Federal University of Ceará Experimental Farm in Pentecoste, Brazil. The irrigation scheduling was based on a tensiometer, Class A pan evaporation and Hargreaves equation. The purpose of the research was to evaluate the three treatments (Treatment 1 - tensiometer, Treatment 2 - pan evaporation and Treatment 3 - Hargreaves equation) with four replications in a completely randomized design. Sprinkler irrigated cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp), cultivar João Paulo II for fresh consumption was grown on the experimental area. Plants were spaced at 0.90 x 0.40 m, maintaining two plants per hole. Crop yield showed no significant difference, although using the tensiometer to schedule irrigation, the water consumption was 28 and 30% lower compared to the Class A Pan Evaporation and Hargreaves equation, respectively. The tensiometer may be indicated as an instrument for saving water in irrigation scheduling.