Para o manejo da irrigação com alta frequência e com base em dados climáticos, é desejável que a estimava da evapotranspiração de referência seja feita para pequenos intervalos de tempo. Objetivou-se, neste trabalho, avaliar o desempenho dos métodos FAO-24 Radiação, Priestley-Taylor, Hargreaves-Samani, Camargo-71 e Blaney-Criddle, para estimativa da evapotranspiração de referência em base diária na microrregião de Garanhuns, PE, por meio de comparações com o método padrão FAO Penman-Monteith. Com suporte no erro absoluto médio (EAM), verificou-se, dentre outros indicadores, que o melhor desempenho foi obtido com o método de Priestley-Taylor. Em relação aos métodos aplicáveis quando apenas dados de temperatura foram disponíveis, o de Hargreaves-Samani foi o que apresentou melhor desempenho, tendo sido calibrado com base na minimização do EAM.

For high frequency irrigation management, based on climate data, it is desirable to estimate reference evapotranspiration at small time steps. This work aimed at to evaluate the performance of daily reference evapotranspiration estimated by the following methods: FAO-24 Radiation, Priestley-Taylor, Hargreaves-Samani, Camargo-71 and Blaney-Criddle, for Garanhuns-PE micro-region, having FAO Penman-Monteith method as standard. Considering the mean absolute error (MAE), among other statistics, it was verified that the best performance was obtained by the Priestley-Taylor method. Regarding the methods applicable when only temperature data are available, the Hargreaves-Samani showed the best performance, having been calibrated based on the minimization of the MAE.

Este trabalho teve como objetivo analisar padrões de cultivo em uma propriedade rural, visando à otimização do uso de recursos hídricos e a maximização do retorno financeiro, para um estudo de caso no Agreste Meridional Pernambucano. O modelo de programação linear com horizonte de planejamento de três anos utilizado, foi implementado na planilha Microsoft® Excel. Este modelo visou à maximização do valor presente líquido total do empreendimento. Para a análise de risco foram utilizadas duas técnicas complementares: a simulação de risco, procedida com o programa @Risk, e a análise de sensibilidade. No primeiro padrão de cultivo, PC1, com restrição hídrica mensal para irrigação de 8.500 m³, o máximo valor presente líquido total, VPLt , foi de R$ 8.771,10 (ha ano)-1; no segundo padrão de cultivo, PC2, com restrição hídrica mensal de 4.000 m³, o VPLt foi de R$ 8.228,77 (ha ano)-1. Na análise de risco, observou-se que os valores encontrados do VPLt foram positivos e próximos para os dois padrões de cultivo evidenciando a não expectativa de fracasso financeiro, mas com considerável redução da demanda de água para irrigação para o PC2, indicando o potencial da metodologia aplicada à gestão de recursos hídricos na região.

This study aimed to analyze cropping patterns on a farm, aiming to optimize the use of water resources and maximization of financial return, for a case study in Southern Agreste Pernambucano. A linear programming model was used with a planning horizon of 3 years, implemented in spreadsheet Microsoft® Excel. The model aimed to maximize the total net present value of the enterprise. For risk analysis, it was two complementary techniques were used: the risk simulation, proceeded with the software @Risk, and sensitivity analysis. In the first cropping pattern (PC1), with monthly water restriction for irrigation of 8,500 m³, the maximum total net present value (VPLt), was R$ 8,771.10 (ha year)-1; in the second cropping pattern (PC2), with monthly water restriction of 4,000 m³, the VPLt was R $ 8,228.77 (ha year)-1. It was observed in the risk analysis that the found values of VPLt were positive and closed for the two cropping patterns, making evident the absence of expectation of financial failure, but with considerable reduction of irrigation water demand for the PC2, pointing out the potential of the methodology applied to the water resources management in the region.

Com o objetivo de avaliar o fator de retardamento, coeficiente de dispersão-difusão e curva de efluente dos íons cálcio, magnésio, sódio e potássio das águas residuárias de origem doméstica tratada e de suinocultura, realizou-se um experimento em laboratório com colunas de solos Argissolo Vermelho Amarelo e Neossolo Regolítico. Com o auxílio de frascos de Mariotte cerca de dois volumes de poros de água destilada foram passados nas colunas; em seguida, interligou-se outro frasco contendo as águas residuárias, doméstica e da suinocultura, o que lixiviou 3,75 volume de poros divididos em 25 alíquotas, totalizando 600 amostras. Os resultados permitiram concluir que os fatores de retardamento foram mais altos para o sódio no solo Argissolo Vermelho Amarelo e para o íon magnésio no Neossolo Regolítico, lixiviados com água residuária doméstica tratada. Em referência à água residuária da suinocultura, os maiores valores foram calculados para o íon magnésio, nos dois solos; quanto aos coeficientes de dispersão-difusão, os maiores valores foram registrados no Neossolo Regolítico, independentemente do tipo de água utilizada.

With the objective of evaluating the parameters of transport retardation factor, dispersion-diffusion coefficient and effluent curves of the íons calcium, magnesium, sodium and potassium, present in domestic and swine raising wastewater, an experiment was conducted in laboratory with columns of Red Yellow Argisol and Regolithic Fluvisol. With the aid of flasks of Mariotte around two pore volumes of distilled water were passed in the columns; soon after, another flask was interconnected containing the wastewaters which leached 3.75 volume of pores divided in 25 aliqnot, totaling 600 samples. The obtained results lead to the conclussion that the retardation factors were higher for the sodium in the Red Yellow Argisol and for the magnesium in Regolithic Fluvisol leached with treated domestic wastewater. In reference to the swine raising wastewater, the largest values were calculated for the ion magnesium, in the two soils; as for the dispersion-diffusion coefficients, the highest values were observed for Regolithic Fluvisol, independent of the type of water.

Alguns métodos são capazes de determinar diretamente a quantidade de água consumida por uma planta, entre eles o "método de dissipação de calor" ou método de Granier. Neste trabalho se propôs, como objetivo, construir e calibrar sensores de dissipação térmica, avaliar a transpiração em função da posição de inserção do sensor na planta (Norte, Sul, Leste ou Oeste) e comparar os resultados com os elementos meteorológicos e a evapotranspiração de referência. Em 24 cafeeiros se instalaram sensores de dissipação térmica, adaptados de Granier (1985), em que o conjunto termopar e resistência foi inserido na agulha. Obteve-se a densidade de fluxo de seiva a partir da variação da diferença de temperatura entre as sondas e se acompanhou a transpiração, em função da transição entre os períodos diurno e noturno. O experimento foi avaliado em 3 períodos: antecedente à floração, na floração e no início da frutificação. Não houve diferença significativamente entre os ângulos de inserção para o fluxo de seiva. Quanto aos elementos meteorológicos, a radiação e a umidade relativa foram os fatores mais determinantes da transpiração obtendo-se, por análises de regressão coeficientes r² entre 0,84 e 0,80.

Some methods are capable of directly determining the amount of water consumed by a plant, among them, the "heat dissipation method" or Granier method. This study aimed to: build and calibrate sensors of thermal dissipation; to evaluate the transpiration as a function of the position of insertion of the sensor in the plant (North, South, East or West) and to compare the results with the meteorological elements and the evapotranspiration of reference. In 24 coffee plants, thermal dissipation sensors adapted from Granier (1985) were installed, where the whole thermocouple and resistance were inserted into the needle. Density of the sap flow was obtained from the variation of the difference in temperature between the probes and accompanied transpiration according to the transition between day and night periods. The experiment was evaluated during 3 periods: before flowering, during the flowering and at the beginning of fruiting. There was no significant difference between the angles of insertion to the sap flow. Regarding the meteorological elements, radiation and relative humidity were the most determinant factors in transpiration, obtained by analysis of regressions with, r² coefficients between 0.84 and 0.80.

Modelos de programação linear são ferramentas eficazes de suporte ao planejamento inicial ou periódico de empreendimentos agrícolas, requerendo, todavia, coeficientes técnicos que podem ser obtidos por modelos computacionais de simulação. Este trabalho, dividido em duas partes, aborda o desenvolvimento, a aplicação e os testes de metodologia e da modelagem computacional de uma ferramenta de auxílio ao planejamento da exploração agrícola irrigada. Teve-se o objetivo de desenvolver e aplicar, com análise de sensibilidade, um modelo de programação linear plurianual para otimização do retorno financeiro e uso da água, em nível de propriedade rural no perímetro de irrigação do Jaíba - MG, utilizando dados de requerimento de irrigação e produtividade de culturas, obtidos com o modelo de simulação MCID. O modelo de programação linear indicou um padrão de cultivo para o qual se obteve o máximo valor presente líquido total, de R$ 372.723,00 para o período de quatro anos. Restrições quanto à disponibilidade mensal de água, mão-de-obra, terra e produção foram críticas na solução ótima. Em relação à otimização de uso da água, verificou-se que expressivas reduções no requerimento de irrigação podem ser obtidas com pequenas reduções no valor presente líquido total máximo.

Linear programming models are effective tools to support initial or periodic planning of agricultural enterprises, requiring, however, technical coefficients that can be determined using computer simulation models. This paper, presented in two parts, deals with the development, application and tests of a methodology and of a computational modeling tool to support planning of irrigated agriculture activities. Part I aimed at the development and application, including sensitivity analysis, of a multiyear linear programming model to optimize the financial return and water use, at farm level for Jaíba irrigation scheme, Minas Gerais State, Brazil, using data on crop irrigation requirement and yield, obtained from previous simulation with MCID model. The linear programming model outputted a crop pattern to which a maximum total net present value of R$ 372,723.00 for the four years period, was obtained. Constraints on monthly water availability, labor, land and production were critical in the optimal solution. In relation to the water use optimization, it was verified that an expressive reductions on the irrigation requirements may be achieved by small reductions on the maximum total net present value.

Técnicas de avaliação de riscos procedentes de incertezas inerentes à atividade agrícola devem acompanhar os estudos de planejamento. A análise de risco pode ser desempenhada por meio de simulação, utilizando técnicas como o método de Monte Carlo. Neste trabalho, teve-se o objetivo de desenvolver um programa computacional, denominado P-RISCO, para utilização de simulações de risco em modelos de programação linear, aplicar a um estudo de caso e testar os resultados comparativamente ao programa @RISK. Na análise de risco, observou-se que a média da variável de saída, valor presente líquido total (U), foi consideravelmente inferior ao valor máximo de U obtido no modelo de programação linear. Constatou-se, também, que o empreendimento estará frente a expressivo risco de escassez de água no mês de abril, o que não ocorre para o padrão de cultivo obtido com a minimização do requerimento de irrigação nos meses de abril dos quatro anos. A análise de cenário indicou que o preço de venda para a cultura do maracujá exerce expressiva influência sobre o desempenho financeiro do empreendimento. Na avaliação comparativa, verificou-se equivalência dos programas P-RISCO e @RISK na condução da simulação de risco para o cenário considerado.

Techniques of evaluation of risks coming from inherent uncertainties to the agricultural activity should accompany planning studies. The risk analysis should be carried out by risk simulation using techniques as the Monte Carlo method. This study was carried out to develop a computer program so-called P-RISCO for the application of risky simulations on linear programming models, to apply to a case study, as well to test the results comparatively to the @RISK program. In the risk analysis it was observed that the average of the output variable total net present value, U, was considerably lower than the maximum U value obtained from the linear programming model. It was also verified that the enterprise will be front to expressive risk of shortage of water in the month of April, what doesn't happen for the cropping pattern obtained by the minimization of the irrigation requirement in the months of April in the four years. The scenario analysis indicated that the sale price of the passion fruit crop exercises expressive influence on the financial performance of the enterprise. In the comparative analysis it was verified the equivalence of P-RISCO and @RISK programs in the execution of the risk simulation for the considered scenario.

Este trabalho se refere ao desenvolvimento de um modelo computacional para suporte à tomada de decisão, quanto ao planejamento e manejo de projetos de irrigação e/ou drenagem. O modelo computacional, denominado MCID, é aplicável em nível de unidade de produção, gerando informações sobre como diferentes práticas de manejo da irrigação e configurações do sistema de drenagem afetam a produtividade e o retorno financeiro. Essas informações podem ser empregadas em estudos de otimização de padrão de cultivo em nível de propriedade agrícola, em relação ao retorno financeiro e ao uso da água, associados à análise de risco com base em simulações. O balanço hídrico e de sais na zona radicular e as estimativas da profundidade do lençol freático e vazão nos drenos, são conduzidos em base diária. A análise de sensibilidade indicou que os parâmetros de entrada que mais influenciaram o requerimento de irrigação totalizado para o ciclo, foram espaçamento entre drenos, porosidade drenável, número da curva, condutividade hidráulica horizontal do solo saturado, profundidade da camada impermeável e os parâmetros n e alfa do modelo de van Genuchten-Mualem.

This paper refers to the development of a decision support model for planning and managing irrigation and/or drainage schemes. The computer model, called MCID, is applicable to a production unit level, generating information on how different irrigation management practices and drainage designs affect crop yield and financial return. This information may be applied in studies of crop patterns at farm level, taking into consideration financial return and water use, associated to risk analysis based on simulations. The water and salt balance in the root zone, as well as the water table depth and drain discharge predictions, are carried out on a daily basis. The sensitivity analysis pointed out that the most influential parameters on the seasonal irrigation requirement were: drain spacings, drainable porosity, curve number, horizontal soil saturated hydraulic conductivity, impermeable layer depth and the van Genuchten-Mualem parameters n and alpha.

Apresentou-se, na Parte I desta pesquisa, o desenvolvimento de um modelo computacional denominado MCID, para suporte à tomada de decisão quanto ao planejamento e manejo de projetos de irrigação e/ou drenagem. Objetivou-se, na Parte II, testar e aplicar o MCID. No teste comparativo com o programa DRAINMOD, espaçamentos entre drenos, obtidos com o MCID, foram ligeiramente maiores ou idênticos. Os espaçamentos advindos com o MCID e o DRAINMOD foram consideravelmente maiores que os obtidos por meio de metodologias tradicionais de dimensionamento de sistemas de drenagem. A produtividade relativa total, YRT, obtida com o MCID foi, em geral, inferior à conseguida com o DRAINMOD, devido a diferenças de metodologia ao se estimar a produtividade da cultura em resposta ao déficit hídrico. Na comparação com o programa CROPWAT, obtiveram-se resultados muito próximos para (YRT) e evapotranspiração real. O modelo desenvolvido foi aplicado para as condições do Projeto Jaíba, MG, para culturas perenes e anuais cultivadas em diferentes épocas. Os resultados dos testes e aplicações indicaram a potencialidade do MCID como ferramenta de apoio à decisão em projetos de irrigação e/ou drenagem.

Part I of this research presented the development of a decision support model, called MCID, for planning and managing irrigation and/or drainage projects. Part II is aimed at testing and applying MCID. In a comparative test with the DRAINMOD model, drain spacings obtained with MCID were slightly larger or identical. The spacings obtained with MCID and DRAINMOD were considerably larger than those obtained through traditional methodologies of design of drainage systems. The relative crop yield (YRT) obtained with MCID was, in general, lower than the one obtained with DRAINMOD due to differences in the estimate of crop response to water deficit. In comparison with CROPWAT, very close results for YRT and for actual evapotranspiration were obtained. The developed model was applied to perennial and annual crops during different cropping periods grown at the Jaiba Irrigation Project, Brazil. The results of tests and applications show the potential of MCID as a decision support tool for irrigation and/or drainage projects.

Em função deste trabalho, objetivou-se desenvolver e testar um programa computacional para calcular os parâmetros das equações de transporte de solutos no solo, com base no ajustamento de modelos teóricos a dados observados, e executar simulações para a variação espacial e temporal da concentração e do balanço de massa de solutos no perfil do solo. Utilizou-se o método dos mínimos quadrados (Levenberg-Marquardt) para obtenção dos estimadores dos parâmetros coeficiente dispersivo-difusivo e fator de retardamento. O programa desenvolvido, denominado Disp, possui interface gráfica que torna simples o seu uso quanto aos procedimentos de entrada de dados, execução dos cálculos e acesso aos resultados. Nos formulários de resultados, gráficos e tabelas relacionados às curvas de efluente podem ser gerados além da possibilidade de se executar simulações quanto à variação espacial e temporal da concentração e do balanço de massa de solutos no perfil do solo. Testes comparativos entre o Disp e o programa CXTFIT, relativos aos cálculos dos parâmetros número de Peclet e fator de retardamento, indicaram equivalência entre os dois programas, porém a interface gráfica do Disp o torna de uso mais simples em relação ao CXTFIT.

This study aimed to develop and to test a computer program for calculating the parameters of soil solute transport equations, based on adjustment of theoretical models to observed data, as well as to perform simulations for the space and temporary variations of the concentration and balance of the solute mass in the soil profile. The least-squares method (Levenberg-Marquardt) was used to obtain the estimators of the diffusion-dispersion coefficient and retardation factor parameters. The developed program, so-called DISP, is provided with a graphic interface that makes possible its use in procedures for data input, accomplishment of calculations and access to results. In the result forms, a number of graphs and tables relative to the effluent curves can be generated besides the possibility to accomplish simulations concerning to space and time variations of both concentration and balance of the solute mass in the soil profile. Comparative tests between DISP and the program CXTFIT, relative to the calculations of the Peclet number and retardation factor parameters, pointed out equivalence between both programs, however the graphic interface in DISP makes its use more feasible in relation to CXTFIT.

Através deste estudo objetivou-se comparar os fatores de retardamento (R) e os coeficientes de dispersão-difusão (D) do fosfato, potássio e amônio, determinados em cinco solos de Minas Gerais (um Neossolo Quartzarênico órtico - RQo; três Latossolos Vermelhos distróficos - LVd1, LVd2 e LVd3; e um Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico - LVAd). O experimento foi realizado utilizando-se colunas de percolação, que receberam aplicações de uma das soluções resultantes das oito possíveis combinações de duas concentrações de fosfato, potássio e amônio (15 e 60 mg L-1 de P, 75 e 300 mg L-1 de K e 15 e 60 mg L-1 de N). Valores menores de R para o potássio e o amônio, foram observados, quando comparados com os do fosfato. O R para fosfato foi menor no solo mais arenoso (RQo) e maior no mais oxídico (LVd2), enquanto nos Latossolos os maiores valores do R para potássio e amônio estiveram relacionados com o incremento do teor de argila, sem tendência definida quanto á concentração do íon em estudo ou do íon acompanhante. Não se evidenciou relação nítida entre as concentrações de fosfato, potássio e amônio e os D desses íons nos solos estudados.

The objective of this study was to compare the retardation factors (R), and dispersion-diffusion coefficients (D) of phosphate, potassium and ammonium, determined in five Brazilian soils from Minas Gerais State (Orthic Quartzarenic Neosoil, RQo; three distrophic Red Latosols, LVd1, LVd2 and LVd3; and a distrophic Yellow-Red Latosol, LVAd). The experiment used percolation columns, applying one of the eight possible solutions resulting from the mixture of two phosphate, potassium and ammonium concentrations (15 and 60 mg L-1 P, 75 and 300 mg L-1 K, and 15 and 60 mgL-1 N). Lower values of R were observed for potassium and ammonium compared to phosphate. The value of R for phosphate was the lowest in the most sandy soil (RQo) and highest in the most oxidic soil (LVd2). The highest Latosol values of R, calculated for potassium and ammonium, were positively related to clay content with no defined relationship for the ion concentration or the accompanying ion under study. No clear relationship was observed for the concentration of these ions in the soils studied and dispension - diffusion coefficients.

Este trabalho contempla o desenvolvimento de um modelo computacional, visando suprir as principais lacunas em relação aos modelos existentes, e realizar análise de sensibilidade, objetivando verificar o efeito dos parâmetros de entrada sobre os resultados obtidos pela aplicação do modelo. O modelo contabiliza diariamente os principais componentes do balanço hídrico em um volume de controle de base unitária e altura igual à distância entre a superfície do solo e a camada impermeável, situado a meia distância entre dois drenos paralelos, à mesma profundidade simulando, assim, a movimentação do lençol freático. O modelo utiliza funções de produção que consideram o estresse causado por excesso e por falta de água na zona radicular, realiza análise econômica para diversas configurações do sistema de drenagem determinando-se, então, o espaçamento econômico entre drenos, além de informar sobre a viabilidade econômica do empreendimento. Com a análise de sensibilidade, verificou-se que os parâmetros profundidade média dos drenos, condutividade hidráulica horizontal do solo saturado, porosidade drenável, parâmetros climáticos, coeficiente CN e custo de instalação dos drenos subterrâneos, exercem maior influência no cálculo do espaçamento econômico entre drenos.

This study contemplates the development of a computational model seeking to fill the principal shortcomings of the existing models, and it also accomplishes a sensitivity analysis aiming to verify the effect of the input parameters on the results obtained by application of the model. The model accounts daily for the main components of the water balance in a controled volume at half distance between two parallel drains on unitary base and a height equal to the distance between the soil surface and the soil impermeable layer, simulating the movement of the water table. Using the production functions that consider the stress caused by excess and lack of water in the root zone, this model accomplishes the economic analysis for several configurations of the drainage system, allowing for the determination of the economic spacing among drains besides informing about the economic viability of the enterprise. By sensitivity analysis it was verified that the parameters mean drain depth, horizontal soil saturated hydraulic conductivity, drainable porosity, climatic parameters, CN coefficient and the cost of the underground drain installation have a great influence on calculation of the economic drain spacing.

Com este trabalho, objetivou-se comparar os resultados obtidos com o modelo desenvolvido, PRODREN, com aqueles obtidos com os modelos DRAINMOD, amplamente testado nos Estados Unidos, e SIMDRENO e, também, com metodologias tradicionalmente usadas no dimensionamento de sistemas de drenagem agrícola em regiões de clima úmido e sub-úmido. Realizaram-se simulações de rebaixamento do lençol freático, empregando-se os três modelos. Os resultados do dimensionamento de sistemas de drenagem para a cultura do milho, obtidos com os três modelos e também com a aplicação das metodologias tradicionais, foram comparados; tanto os resultados das simulações de movimentação do lençol freático quanto os dimensionamentos econômicos de sistemas de drenagem realizados com o PRODREN, foram semelhantes aos obtidos pelo DRAINMOD e SIMDRENO. Os espaçamentos entre drenos obtidos pela aplicação do PRODREN, SIMDRENO e DRAINMOD, baseados no balanço hídrico e em análises econômicas, foram consideravelmente maiores que aqueles resultantes do emprego de metodologias tradicionais.

This study aimed at comparing the results obtained from the developed model, PRODREN, with those obtained from the DRAINMOD model thoroughly tested in the United States, and with the SIMDRENO model, as well as with methodologies traditionally used in dimensioning the agricultural drainage systems in areas of humid and sub-humid climates. Simulations for lowering the water table were accomplished by using these three models. The results from the drainage system design for maize crop, which was obtained by using the three models as well as by application of the traditional methodologies, were compared. The results from simulations of the water table and the economic design of the drainage systems accomplished with PRODREN were similar to those obtained by DRAINMOD and SIMDRENO models. The spacing among drains obtained by application of the PRODREN, SIMDRENO and DRAINMOD models based on water balance and economic analysis were considerably larger than those resulting from the employment of traditional methodologies.