Abstract Heat transfer process in the soil active layer is important for the knowledge of its thermal properties linked with climate issues. The objective of this work was to analyze the energy flux in different soil profiles by estimating the apparent soil thermal diffusivity ($ATD$). The study was carried out in Keller Peninsula, located at King George Island in four different sites differing by soil characteristics, as well as vegetation coverage and landscape setting. The $ATD$ was estimated in function of the long-term hourly temperature records at different soil depths. In addition, we estimated the seasonal mean of the $ATD$ and the freezing $N$-factor. Results showed that $ATD$ values were smaller at shallow depths and increased with depth. The diffusivity values presented lower variability in colder conditions, especially at deeper soil layers. Water content was the main factor affecting soil thermal diffusivity at sites $1$ and $3$ (more than $70$ and $63\%$ of probability). At sites $3$ and $4$ lower $N$-factors were observed, suggesting higher snow pack and permafrost closer to the soil surface. Hence, positive $ATD$ appears in the summer due to thawing increases soil moisture, while negative $ATD$ appears during the freeze of the snow pack and precipitation.

RESUMO O feijão é uma cultura de importância mundial e requer manejo adequado de água para maior produtividade. Objetivou-se avaliar o crescimento e a produção e ajustar modelos de regressão múltipla para estimativa de componentes de produção, acúmulo de biomassa total e rendimento de grãos do feijoeiro variedade Rosinha sob níveis de reposição da água evapotranspirada. O delineamento utilizado foi em blocos ao acaso com quatro repetições. Os tratamentos consistiram de frações da evapotranspiração da cultura (25, 50, 75, 100, 125 e 150% ETc). Foram avaliadas variáveis de crescimento (altura de plantas, número de folhas, área foliar por planta, índice de área foliar, massa seca do caule e das folhas) e componentes de produção (número de vagens por planta, comprimento de vagens, diâmetro de vagem, massa seca de vagem, biomassa total, massa de vagem por planta, rendimento de grãos). As medidas de crescimento realizadas aos 35 dias após a semeadura foram utilizadas para ajustar modelos de regressão múltipla para estimativa de massa seca de vagem, acúmulo de biomassa total e rendimento de grãos do feijoeiro. Maior crescimento e produção do feijoeiro, ‘Rosinha’, são obtidos com a lâmina de irrigação de 100% da água evapotranspirada.

ABSTRACT The bean is a world-class crop and requires adequate water management for higher yield. The objective of this study was to evaluate the growth and the production and to fit multiple regression models to estimate the production components, total biomass accumulation and grain yield of ‘Rosinha’ bean under levels of replacement of evapotranspired water. The experimental design was randomized blocks with four repetitions. Treatments consisted of fractions of crop evapotranspiration (25, 50, 75, 100, 125 and 150% ETc). Growth variables (plant height, number of leaves, leaf area per plant, leaf area index, stem dry mass and leaf dry mass) and production components (number of pods per plant, pod length, pod diameter, pod dry mass, total biomass, pod mass per plant, grain yield) were evaluated. Measurements of growth variables carried out at 35 days after sowing were used to fit multiple regression models to estimate dry pod mass, total biomass accumulation and grain yield of common bean. Higher growth and yield of common bean, ‘Rosinha’, are obtained with irrigation depth corresponding to 100% of the evapotranspired water.

<title>RESUMO</title><p>Foram comparados os modelos de Zolnier e Campbell-Norman para estimativa da temperatura horária do ar de duas Estações Meteorológicas Automáticas (Ecologia Agrícola e São Cristóvão), ambas localizadas na Região Metropolitana do Rio de Janeiro. As observações horárias de temperatura compreenderam o período de 2008-2010, sendo avaliadas as estimativas nas escalas sazonal e anual. A comparação entre a temperatura do ar observada e os valores estimados por ambos os modelos foi baseada na análise de regressão linear simples (coeficiente de determinação - R²) e no Erro Padrão de Estimativa (EPE). Independente da escala de tempo avaliada (sazonal ou anual), o modelo de Zolnier se destacou nas estimativas da variação diária da temperatura do ar com menor dispersão das estimativas (R² = 0,87-0,89) e menor EPE (1,44-1,84 °C) em relação ao modelo de Campbell-Norman (R² = 0,71-0,63 e EPE 2,23-2,75 °C). O coeficiente R²indicou melhor precisão das estimativas dos modelos para a Ecologia Agrícola, com valores superiores nas estações da primavera (0,91), verão (0,87) e outono (0,87) e valor igual (0,85) ao R² de São Cristóvão, no inverno. O modelo de Zolnier pode ser adotado para estimativa da temperatura do ar horária na Região Metropolitana do Rio de Janeiro.</p>

<title>ABSTRACT</title><p>Zolnier and Campbell-Norman models are compared in this study for hourly estimation of air temperature of two Automatic Weather Stations (Ecologia Agrícola and São Cristóvão), both localized in Rio de Janeiro Metropolitan Region. Hourly temperature observations over 2008-2010 period were evaluated for estimation on seasonal and annual time scales. Air temperature observed and estimated values comparison for both models were based on simple linear regression analysis (determination coefficient - R²) and Standard Error Estimation (SEE). Independent of time scale available (seasonal or annual), Zolnier model highlighted on estimations of air temperature daily variation, with fewer dispersion estimations (R² = 0.87-0.89) and fewer SEE (1.44-1.84 ºC) in relation to Campbell-Norman model (R² = 0.71-0.63 and SEE 2.23-2.75 ºC). The coefficient of determination (R²) indicates better precision estimation for models for Ecologia Agrícola, with upper values for spring season (0.91), summer (0.87) and autumn (0.87), and value equal (0.85) for R² in São Cristóvão for winter. Zolnier model could be adopted for estimation of hourly air temperature in Rio de Janeiro Metropolitan region.</p>

<title>RESUMO</title><p>O estudo objetivou avaliar o crescimento e o ambiente físico de cultivo para determinar a eficiência com que a cana-de-açúcar, cultivada em duas configurações de espaçamentos entrelinhas, converte a radiação solar em biomassa no estado de Alagoas - Nordeste do Brasil; para este fim, a variedade RB98710 de cana foi cultivada em uma parcela com um único espaçamento e outra com espaçamento combinado. Medidas biométricas e solarimétricas foram realizadas para avaliar o crescimento da planta e o balanço de radiação dentro do dossel. O coeficiente de extinção (k), a eficiência do uso da radiação (RUE), calor de combustão específico, energia armazenada na matéria seca (MS) e a eficiência de conversão de energia (ECE) foram determinados para ambos os espaçamentos de plantio. Plantas cultivadas com espaçamento simples proporcionaram valor k igual a 0,48 (± 0,03) e o valor de k no espaçamento combinado foi de 0,51 (± 0,02). A RUE das plantas de cana foi 2,73 (± 0,09) e 2,78 (± 0,25) g MJ^-1 de radiação fotossinteticamente ativa interceptada (R² = 0,96 e 0,83), em espaçamento simples e combinado, respectivamente. O calor específico de combustão médio das diferentes partes da cana foi igual a 16.300 J g^-1 de MS, mas o valor da MS dos colmos foi igual a 15.600 J g^-1. Assim, os valores de ECE foram 4,4 e 4,5%, respectivamente, para os cultivos no espaçamento simples e combinado.</p>

<title>ABSTRACT</title><p>The study aimed to evaluate growth and physical environment of cultivation to determine the efficiency in which the sugarcane, cultivated in two row spacing configurations, converts solar radiation into biomass in Alagoas state - Northeastern of Brazil. For this purpose, the sugarcane variety RB98710 was cultivated, in plot with a single spacing and other with combined spacing. Biometric and solarimetric measurements were performed to evaluate plant growth and net radiation inside the canopy. The extinction coefficient (k), radiation use efficiency (RUE), specific heat of combustion, energy stored in dry matter (DM) and energy conversion efficiency (ECE) were determined for both row spacings. Plants of cultivated with single spacing had k value equal to 0.48 (± 0.03) and value of k with combined spacing was 0.51 (± 0.02). The RUE of sugarcane plants were 2.73 (± 0.09) and 2.78 (± 0.25) g MJ^-1 of intercepted photonsynthetically active radiation (R² = 0.96 and 0.83) in single and combined spacing, respectively. The average specific heat of combustion of the different sugarcane parts was equal to 16,300 J g^-1 of DM, but the DM value of stalks was equal to 15,600 J g^-1. Thus, the ECE values were 4.4 and 4.5% respectively for crops with single and combined row spacings.</p>

O objetivo desta pesquisa foi identificar o efeito de diferentes níveis de estresse hídrico no crescimento das cultivares RB92579, RB855453, RB867515 e RB928064, utilizando um sistema automático de controle dos eventos de fertirrigação, durante o período de formação da cana-de- -açúcar. No período experimental, as plantas foram submetidas a períodos alternados de estresse e de reposição hídrica, por meio de fertirrigações periódicas, cujos limites do potencial matricial de água (Y) foram aqui denominados, para propósitos comparativos, como ausência de estresse, estresse leve, moderado e severo, respectivamente, para os valores críticos de Y de −10, −60, −90 e −120 kPa. Para avaliação do efeito do estresse hídrico no crescimento da cana-de-açúcar, foi utilizado o modelo sigmoidal com três parâmetros, tendo graus-dia acumulados como variável independente, o qual demonstrou excelente ajuste aos dados de estatura dos colmos (R2aj > 0,95). Na ausência de estresse hídrico, os valores máximos da taxa de elongação dos colmos (TEC) estiveram compreendidos entre 0,23 e 0,26 cm°Cd-1, independentemente da cultivar. Por outro lado, sob estresse severo, os valores máximos da TEC estiveram entre 0,07 e 0,09 cm°Cd-1, também independentemente da cultivar avaliada.

The objective of this research was to identify the effect of different water stress levels on crop growth of RB92579, RB855453, RB867515 and RB928064 cultivars, by using an automatic system to control fertigation events, during the sugarcane formative phase. In the experimental period, plants were subjected to alternate periods of stress and water supply, by means of periodic fertigations, whose limits of the water matric potential (Y) were denoted, for comparison purposes, as absence of water stress and mild, moderate and severe water stress, respectively for critical Y values of −10, −60, −90 and −120 kPa. For evaluation of the water stress effect on the sugarcane growth, it was utilized the sigmoid model with three parameters and degree-days as independent variable, which demonstrated excellent adjust to stalk length (R2aj > 0.95). Under the absence of water stress, the maximum values of the stalk elongation rate (SER) ranged from 0.23 to 0.26 cm°Cd-1, regardless of the cultivar. In contrast, under severe water stress, the maximum SER values were between 0.07 and 0.09 cm°Cd-1, also regardless of the evaluated cultivar.

O milho foi cultivado em três sistemas de manejo: i) cobertura de capim; ii) plástico na entrelinha e iii) cultivo tradicional (solo nu). Com o objetivo de determinar a eficiência do uso da radiação (EUR) mediram-se componentes da radiação solar (incidente e transmitida) em dossel de milho. A irradiação fotossintética (HF) incidente foi considerada equivalente a 44% da irradiação solar global. A HF transmitida (HFT) foi estimada utilizando-se a lei de Beer para radiação aplicada a um dossel vegetal (HFT = HF exp(-k IAF)), com coeficiente de extinção da luz (k) ajustado de uma função exponencial, que relacionou a fração da HFT (HFT/HF) e o índice de área foliar (IAF). A HF interceptada (HFI) foi calculada por diferença (HFI = HF - HFT). Estimou-se a EUR por meio de regressão linear, forçada a passar pela origem, entre o acúmulo de matéria seca (MS) e a HFI. O k foi de 0,628 com coeficiente de determinação de 0,88. A EUR das plantas da parcela coberta com plástico foi de 3,85 g de MS MJ-1 de HFI, que mostrou eficiência superior à dos demais tratamentos (solo nu 3,31 g MJ-1 e capim 3,58 g MJ-1); entretanto, esta conferiu menor IAF e, consequentemente, teve menos HFI acumulada, o que resultou na menor produção de MS.

Maize was cultivated under three management systems: i) mulching (grass cover); ii) plastic cover in the inter rows and iii) traditional cultivation (bare soil). The components of the incident and transmitted solar radiation in a maize canopy were measured in order to determine the radiation use efficiency (RUE). The photosynthetic irradiation (HF) was considered as 44% of the solar global irradiation. The transmitted HF (HFT) was estimated using Beer's law applied to a plant canopy (HFT = HF exp (-k LAI)), with the light extinction coefficient (k) by fitting an exponential function, which related the fraction of HFT (HFT/HF) and leaf area index (LAI). The intercepted HF (HFI) was calculated by the difference (HFI = HF - HFT). The RUE was estimated using a linear regression (forced to pass through the origin) between the dry matter accumulation (DM) and HFI. The k was 0.628 with the determination coefficient of 0.88. The plants RUE in plots covered with plastic was 3.85 g DM MJ-1 of HFI, showing a higher efficiency compared to other treatments (bare soil 3.31 g MJ-1 and grass 3.58 g MJ -1). However, this promoted lower LAI and therefore had less accumulated HFI, resulting in lower production of DM.

Este estudo teve como objetivo ajustar modelos de crescimento ao acúmulo de matéria seca da parte aérea da cana-de-açúcar durante o período de formação da cultura, para as cultivares RB92579, RB867515, RB928064 e RB855453. Dados de matéria seca foram obtidos durante a execução de experimento em condições de campo entre 26/08/11 e 18/05/12. Os dados experimentais foram coletados a partir dos 45 dias após o plantio, em intervalos de uma ou duas semanas, totalizando 17 datas de amostragem. Os valores obtidos foram submetidos à análise de regressão não linear para determinação dos parâmetros dos modelos expolinear, logístico e Gompertz. Todos os modelos avaliados foram capazes de simular adequadamente o acúmulo de matéria seca pelas cultivares ao longo do período estudado, com valores de coeficiente de determinação ajustados (R²aj) acima de 0,9245. Com base no modelo de crescimento expolinear, constatou-se que, ao final do período experimental, a massa seca foi ligeiramente maior para a cultivar RB855453 em comparação à RB867515, as quais se destacaram em relação às cultivares RB928064 e RB92579.

The objective of the present study was to adjust growth models to the above-ground accumulated sugarcane dry matter, during the crop formation period, for cultivars RB92579, RB867515, RB928064 and RB855453. Dry matter data were obtained during the execution of experiment under field conditions from October 26, 2011 to May 18, 2012. Experimental data were collected from 45 days after planting, in one or two week time intervals, totalizing 17 sampling dates. The obtained values were subjected to nonlinear regression analysis in order to determine the parameters of the expolinear, logistic and Gompertz models. All evaluated models were capable of adequately simulating the dry matter accumulation by the cultivars during the studied period, with values of the adjusted determination coefficient above 0.9245. Based on the expolinear growth model, it was observed, at the end of the experimental period, that the accumulated dry mass was stightly superior for the cultivar RB855453 as compared to the RB867515, which outperformed the cultivars RB928064 and RB92579.

O crescimento da cana-de-açúcar pode ser obtido por modelos biofísicos em que a fotossíntese bruta (FB) é obtida em função da radiação solar. O objetivo do trabalho é avaliar variedades de canas-de-açúcar em regime irrigado em relação à radiação fotossinteticamente ativa interceptada (RFAINT) e a estimativa da FB acumulada. Para isto, conduziu-se um estudo na Universidade Federal de Alagoas, entre 2008 e 2009, com variedades de cana RB. Foram realizadas medidas biométricas, variáveis de produção e dos elementos meteorológicos. A irradiância fotossintética (RFA) interceptada foi obtida pela diferença entre RFA e RFA transmitida (RFAT). A RFAT foi determinada pela Lei de Beer. Na estimativa da FB diária usou-se uma integração numérica, com uma abordagem trapezoidal. As variáveis de produção tiveram correlações com a RFAINT acumulada e com a FB acumulada durante o ciclo. A média da irradiação solar global diária do período chuvoso da região (maio - agosto) foi igual a 14,9 MJ m-2. A variedade RB92579 teve os maiores variáveis de produção, como também maiores RFA interceptada e FB acumuladas no ciclo, devido à sua maior capacidade de rebrotação e conversão de energia em fotoassimilados.

Sugarcane growth can be obtained by biophysical models in which gross photosynthesis (GP) is obtained as a function of solar radiation. This work aims to evaluate sugarcane varieties under irrigation in relation to intercepted photosynthetic active radiation (PARint) and the estimated accumulative GP. To achieve that, a study was conducted at the Federal University of Alagoas during 2008 and 2009, with RB sugarcane varieties. Biometric measurements, production variables and meteorological elements were made. The intercepted photosynthetic irradiance (PAR) was obtained by the difference between PAR and transmitted PAR (PART), which was determined by Beer's Law. The daily GP was estimated numerically by the trapezoidal approach. The production variables had correlations with accumulated PARint and accumulated GP during the crop cycle. The average global solar radiation in the region for rainy season (May-August) was 14.9 MJ m-2. The variety RB92579 had the highest production variables as well as higher intercepted PAR and accumulated GP in the cycle due to its greater capacity for regrowth and energy conversion in photoassimilate.

Objetivou-se, com este trabalho, avaliar o saldo de radiação e a irradiação solar e fotossintética em condições de ambiente protegido cultivado com o tomateiro e suas relações com a irradiação solar do ambiente externo. O tomateiro foi cultivado em casa de vegetação não climatizada, com cobertura de polietileno de 0,12 mm de espessura. A irradiação solar (Rgi), o saldo de radiação (Rni) e a densidade de fluxo de fótons fotossintéticos foram obtidos por radiômetros ligados a um datalogger instalado no interior do ambiente protegido. Os dados externos (irradiância solar global, Rg) foram coletados na Estação Agrometeorológica do Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal de Alagoas. O ambiente protegido promoveu redução na irradiação solar expressa como a transmitância do polietileno em 62%. As relações entre os componentes de radiação do ambiente interno e externo foram expressas satisfatoriamente por regressões lineares, com coeficientes de determinação (R²) superiores a 0,88 enquanto para a irradiação fotossintética (PARi) os R² foram maiores que 0,52. As relações obtidas mostraram que Rni representa 0,60 da Rgi e a PARi é proporcional a 0,28 da Rg e 0,44 da Rgi. O albedo médio da cultura durante o ciclo foi de 0,15.

The objective of this paper was to evaluate of net radiation, photosynthetic and solar irradiation in greenhouse conditions cultivated with tomato crop and its relationship with the global solar irradiation of the external environment. The tomato was cultivated in greenhouse (not acclimatized), with covering of polyethylene 0.12 mm of thickness. The global solar irradiation (Rgi), the net radiation (Rni) and the flux density of photosynthetic photons were obtained by radiometers connected to a datalogger installed into the protected environment. The external data (global solar irradiation, Rg) were collected in the Agrometeorological Station of the Agricultural Science Center of Federal University of Alagoas. The protecting environment promoted reduction in the solar irradiation, expressed as the transmittance of the polyethylene in 62%. The relationships between the components of radiation from internal and external environment were expressed satisfactorily by linear regressions, with coefficients of determination (R²) greater than 0.88, while for the photosynthetic irradiation (PARi) the R² were higher than 0.52. The obtained relationships showed that Rni is 0.60 of the Rgi and the PARi is proportional to 0.28 of the Rg and 0.44 of the Rgi. The mean albedo of crop over the cycle was 0.15.

Pela teoria do escoamento em canais abertos, o coeficiente de rugosidade de Manning é um dos principais parâmetros para descrição da vazão sobre uma superfície. Uma das dificuldades da aplicação da equação de Manning é a definição do seu coeficiente de rugosidade em rios e canais, razão pela qual o presente estudo tem como objetivo, estimar o coeficiente de rugosidade de Manning para os períodos de vazão mínima e máxima média mensal, em alguns trechos do rio Paracatu, e propor um modelo baseado em redes neurais artificiais para estimar o coeficiente de rugosidade. O coeficiente foi determinado em função das características geométricas do canal (área molhada, raio hidráulico e declividade do canal) e das séries de vazão de seis postos fluviométricos do rio Paracatu. Utilizaram-se séries de vazão de 21 anos (1976-1996). O coeficiente de rugosidade não apresenta tendência (maior ou menor) em função apenas do período seco ou de cheia. As características da margem e do leito do rio influenciam diretamente nos valores de coeficiente de rugosidade. O modelo baseado em rede neural apresentou desempenho satisfatório, o que possibilita estimar o coeficiente de rugosidade em função da cota, vazão, declividade e do raio hidráulico do rio.

According to open channel draining theory, the Manning's roughness coefficient is one of most important parameters to describe surface flow. One of the difficulties in applications of Manning's equation is the definition of its roughness coefficient in rivers and channels. Thus, the aims of this paper are to estimate the Manning's roughness coefficient for the periods of minimum and maximum mean monthly flow in some parts of Paracatu river and to propose a model based on artificial neural networks to estimate the roughness coefficient. The coefficient was determined in function of channel geometrical characteristics (wetted area, hydraulic radius and slope of the channel) and of the outflow series of six fluviometric stations of Paracatu river. Long-term series of 21 years (1976 - 1996) of outflow were used. The roughness coefficient does not show any tendency (up or down)as a function of the dry or overflow periods only. The characteristics of margin and watercourse of river influenced directly the roughness coefficient data. The model based on neural network showed satisfactory performance, which allow us to estimate the roughness coefficient as a function of the quota, slope and hydraulic radius of the river.

Utilizando-se como padrão as medidas lisimétricas de um gramado, avaliaram-se os resultados de estimativas de ETo obtidas com Dar_méd oriundos de 14 métodos para seu cálculo. Tais comparações permitiram separar os métodos de cálculo de Dar_méd em três grupos, ou seja: um grupo resultou sempre em superestimativa de ETo; em outro, a tendência foi de sempre subestimar, e no último a tendência foi de superestimar valores baixos (< 4,5 mm dia-1) e de subestimar valores altos de ETo. Não foram observadas diferenças significativas (teste t; p < 0,05) de ETo, em função dos métodos de Dar_méd ao utilizar a média horária da temperatura e/ou umidade relativa do ar em relação aos determinados com a média dos valores máximo e mínimo desses elementos. Dos métodos propostos pelo boletim FAO56, apenas o que utilizou a umidade relativa média para calcular a pressão parcial de vapor d'água (e a) apresentou estimativa satisfatória. As melhores estimativas de ETo foram obtidas com os métodos de Dar_méd, que utilizaram média da temperatura do ar na determinação da pressão de saturação (e s), e média da umidade relativa para ea. A utilização do déficit de pressão de saturação em um único horário (9 e 10 h local), como representativo para o Dar_méd, mostrou-se boa alternativa na estimativa da ETo, para as condições climáticas de Piracicaba - SP.

The results of the evapotranspiration obtained with the Dair_avg proceeding from 14 methods were evaluated, by using the lysimetric measures of a sward. These comparisons allowed to separate the Dar_avg calculating methods into three groups: a group always resulted into an overestimate ETo; in other one always tended to underestimating the ETo; and in the last tended to overestimating the low values (<4.5 mm day-1), while underestimating the high values of ETo. No significant statistical differences were observed (t test; p <0.05) in ETo as a function of the Dair_avg methods, when using the hourly average of the temperature and/or the air relative humidity in relation to those determined with the average of the maximum and minimum values of these elements. Among the methods proposed by paper FAO56, just the one using the average relative humidity to calculate the actual pressure (e a) showed a satisfactory estimate. The best estimates of ETo were obtained with the Dair_avg methods using the average of the air temperature in the determination of the saturation pressure (e s) and the average of the relative humidity for the actual pressure (e a). The use of saturation-vapor-pressure deficit of the air at a single time (from 9 or 10 a.m. local) as a representative of Dair_avg showed to be a satisfactory alternative in estimating the ETo under the climatic conditions of Piracicaba, SP, Brazil.