Irrigated agriculture has become a concern, given the scarcity of freshwater. To reduce its water consumption, new techniques and technologies have been proposed. Based on this, the objective of this work was to evaluate the influence of different soil water tensions at initiation of irrigation with magnetically treated water, on 'iceberg' lettuce Lucy Brown (Lactuca Sativa L.) development and production. The experiment was conducted in a greenhouse, using a completely randomized factorial design, to evaluate two water types (magnetically treated water - MW and ordinary water - OW) and four soil water tensions at initiation of irrigation (T1 - 15 kPa, T2 - 25 kPa, T3 - 40 kPa and T4 - 70 kPa), with three replicates. Tensiometers were used to estimate soil water tension. The evaluated parameters were: aerial part fresh and dry total mass; commercial head fresh and dry mass, root fresh and dry mass; stem fresh and dry mass; stem length and diameter; percentage of leaves with tip burn, total and commercial yield; water use efficiency related to total and commercial yield; plant exposed area; and dry matter content. Despite achieving greater water use efficiency, the magnetic treatment may have hindered the removal of water from the soil by the crop, especially at increased soil water tension at initiation of irrigation.

RESUMEN Para mejorar el desarrollo de cultivos, se recomiendan sustratos comerciales indistintamente del tipo de cultivo y/o variedad sin considerar sus características y necesidades. Por lo tanto, se debe estudiar su composición y condición nutricional para cada tipo de planta en su etapa inicial. El objetivo de este estudio fue evaluar el desarrollo del sistema de brotes y raíces de dos cultivares de lechuga producidos en 10 sustratos diferentes. Los cultivares Great Lakes y Simpson Black Seed se evaluaron en 10 sustratos formulados mezclando un sustrato comercial, compuestos orgánicos (cerdos, ganado y aves de corral) y bagazo de caña de azúcar. El cultivar Great Lakes tuvo un mayor desarrollo de la parte aérea, mientras que el cultivar Simpson Black Seed tuvo un sistema de raíces más robusto. El sustrato que contenía los residuos provenientes de cerdos y aves fue el que favoreció el desarrollo de la parte aérea de las plántulas y la lechuga, mientras que los que contenían el 33% del bagazo de caña de azúcar fueron los que favorecieron el desarrollo del sistema radicular. El sustrato comercial utilizado de forma aislada, mostró el rendimiento más bajo.

ABSTRACT To improve crop development, commercial substrates are recommended without distinction for different crops and/or varieties without considering their characteristics and needs; therefore, their composition and nutritional condition must be studied for each type of plant in its initial formation. The objective of this study was to evaluate the development of shoot and root systems of two lettuce cultivars produced in 10 different substrates. Great Lakes and Simpson Black Seed cultivars were evaluated in 10 substrates formulated by mixing a commercial substrate, organic compounds (swine, cattle, poultry) and sugarcane bagasse. Great Lakes cultivar had a higher development of the aerial part, whereas Simpson Black Seed cultivar had a more robust root system. The substrate with swine and poultry favored the development of the aerial part of the seedlings and lettuce, while the substrates with 33% of sugarcane bagasse improved the development of the root system. The commercial substrate used in isolation showed the lowest performance.

RESUMEN El cultivo de lechuga en un sistema hidropónico es una alternativa para optimizar su producción. La lechuga es un alimento importante, ya que es una de las verduras más consumidas en Brasil. El objetivo de este estudio fue evaluar el comportamiento agronómico de cultivares comerciales de lechuga bajo una única solución nutritiva en un sistema hidropónico. El experimento se realizó en condiciones de invernadero. El diseño experimental fue completamente al azar con cinco repeticiones. Los tratamientos estaban compuestos por cultivares comerciales de lechuga (Americana Great Lakes, Rafaela-Americana y Simpson Black Seed). Al momento de la cosecha se evaluaron los siguientes parámetros: número de hojas, longitud de hojas y raíces, masa fresca de brotes y raíces, y diámetro del tallo. Los datos recopilados fueron sometidos a una ANAVA. El cv. Rafaela-Americana presentó mayor longitud de hoja. Los cultivares evaluados no presentaron diferencias significativas en el número de hojas, masa verde aérea, masa de raíz verde, longitud de raíz y diámetro del tallo. Los cultivares mostraron variaciones similares en el número de hojas, masa verde aérea, masa de raíz verde, longitud de raíz y diámetro del tallo. El cultivar Rafaela-Americana presentó un desempeño superior en el desarrollo de la longitud de la hoja con respecto a los otros cultivares.

ABSTRACT The cultivation of lettuce in a hydroponic system is an alternative to optimize the production. Lettuce is an important food, being one of the most consumed vegetables in Brazil. The objective of this study was to evaluate the agronomic behavior of commercial cultivars of lettuce under a single nutritive solution in a hydroponic system. The experiment was carried out under greenhouse conditions. The experimental design was completely randomized, with five replicates. The treatments were composed of commercial lettuce cultivars (Americana Great Lakes, Rafaela-Americana, and Simpson Black Seed). At the time of harvest, the following parameters were evaluated: number of leaves, length of leaves and roots, fresh mass of shoot and root, and stem diameter. The collected data were submitted to an ANOVA. The cv. Rafaela-Americana presented higher leaf length. The evaluated cultivars did not present significant differences in the number of leaves, aerial green mass, green root mass, root length, and stem diameter. The cultivars showed similar variations in the number of leaves, aerial green mass, green root mass, root length, and stem diameter. The cultivar Rafaela-Americana presented a superior performance in the development of leaf length regarding the other cultivars.

RESUMO O bambu possui grande potencial de uso em inúmeras finalidades; entretanto, as várias espécies apresentam diferentes demandas climáticas. Isto dificulta a caracterização das demandas agroclimáticas do bambu para definir áreas aptas ao seu cultivo. Objetivou-se quantificar as demandas agroclimáticas do bambo, bem como definir áreas aptas ao seu cultivo no centro-norte do Cerrado brasileiro. As demandas agroclimáticas foram definas a partir das médias do centro de origem da espécie Bambusa vulgaris, no sudoeste da Ásia. A caracterização climática baseou-se na temperatura do ar diária média, mínima e máxima, chuva e déficit hídrico anual, e meses consecutivos com chuva abaixo de 40 mm. Estes limites foram utilizados para classificar áreas aptas, marginais e inaptas. A temperatura média ótima variou entre 15,14 ºC e 35,33 ºC. Já as temperaturas mínimas e máximas foram iguais a 12,07 ºC e 38,83 ºC, respectivamente. A demanda anual mínima de chuva foi de 775 mm, com déficit hídrico anual máximo igual a 1.320 mm, e valor máximo de oito meses consecutivos com chuva menor que 40 mm. A maior parte da região estudada foi classificada como apta (74 % da área total), seguida por marginal por déficit hídrico (12,9 %), inapta (8,9 %) e marginal por temperatura do ar (4,2 %).

ABSTRACT Bamboo has a huge potential for several uses; however, there are many species with numerous climatic growth requirements. This makes it difficult to characterize the agro-climatic bamboo demands, in order to define areas suitable for its cultivation. This study aimed to quantify the bamboo agro-climatic requirements, as well as to define areas suitable for growth in the central-north region of the Brazilian Savannah. The agro-climatic requirements were defined from averages of the center of origin of the Bambusa vulgaris species, in southwest Asia. The climatic characterization was based on the daily mean, minimum and maximum air temperature, annual rainfall and water deficit, and consecutive months with a rainfall rate lower than 40 mm. These limits were used to define suitable, marginal and unsuitable regions. The optimal range was between 15.14 ºC and 35.33 ºC for mean air temperature, with a lower limit of 12.07 ºC and a higher limit of 38.83 ºC, respectively, for minimum and maximum air temperature. The annual minimum rainfall required was 775 mm, with a maximum annual water deficit of 1,320 mm, and a maximum of eight consecutive months with rainfall of less than 40 mm. Most of the studied region was classified as suitable (74 % of the total area), followed by marginal due to water deficit (12.9 %), unsuitable (8.9 %) and marginal due to air temperature (4.2 %).

RESUMO Propôs-se, neste trabalho, aplicar uma metodologia baseada em amostragens de areia de leitos filtrantes contaminados para avaliar o desempenho do processo de retrolavagem em filtros de areia pressurizados utilizados na irrigação. Os ensaios de retrolavagem foram conduzidos em um módulo experimental constituído de três filtros novos de areia e de um mesmo modelo comercial. As avaliações foram conduzidas após processos de filtração realizados com o emprego de quatro taxas de filtração em três granulometrias de areia, separadamente (areia fina, 0,55 mm; média, 0,77 mm e grossa, 1,04 mm de diâmetro) repetidos em três ciclos de filtração subsequentes; após atingir uma expansão fixa de 25% da altura leito filtrante, as retrolavagens foram processadas por 15 min; a eficiência de limpeza da retrolavagem foi avaliada em todos os ensaios a partir da massa de sólidos removidos para as diferentes camadas do leito filtrante e para a camada, por inteiro. A metodologia de avaliação do processo de retrolavagem é eficaz e possui potencial para ser uma ferramenta prática para o agricultor na avaliação do desempenho de filtros de areia pressurizados utilizados na irrigação.

ABSTRACT The objective of this study was to apply a methodology based on sampling sand from contaminated filter beds, to evaluate the performance of the backwash process in pressurized sand filters used in irrigation. Backwash trials were conducted in an experimental module with three new sand filters of the same commercial model. The evaluations were conducted after filtration processes performed using four filtration rates and three separate sand particle sizes (fine - 0.55 mm; medium - 0.77 mm, and coarse sand - 1.04 mm diameter), repeated in three subsequent cycles. After reaching a fixed expansion of 25% of the filter bed height, the backwash processes were performed for 15 min. Backwash cleaning efficiency was evaluated in all trials based on the mass of removed solids for different filter bed layers and throughout the entire filter bed. The backwash assessment methodology is effective and has potential to be a practical tool for farmers in the evaluation of the performance of pressurized sand filters used in irrigation.

Resumo:O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência de filtros de areia com diferentes granulometrias na remoção de diferentes tamanhos de partículas da água de irrigação, bem como a perda de pressão em função da taxa de filtração e da granulometria de areia do leito filtrante. Os ensaios foram realizados com três filtros de um mesmo modelo comercial, testados com diferentes combinações de granulometrias de areia (areia fina, 0,55 mm; média, 0,77 mm; e grossa, 1,04 mm de diâmetro) e taxas de filtração (20, 40, 60 e 75 m3m-2 h-1), e repetidos em três ciclos de filtração de 4 horas (C1, C2 e C3, realizados em 3 dias consecutivos). O filtro de areia avaliado é efetivo na remoção de partículas a partir do tamanho de areia fina (>60 μm). Nesta faixa de remoção de partículas, a influência da taxa de filtração aumenta com a diminuição do tamanho de partícula na água. O aumento na taxa de filtração, associado à diminuição da granulometria de areia, aumenta a eficiência de remoção, mas acentua a perda de pressão com o tempo, o que diminui a remoção das partículas menores ao longo dos ciclos de filtração.

Abstract:The objective of this work was to evaluate the efficiency of sand filters of different granulometry in removing different particles sizes from irrigation water, as well as the pressure loss due to the filtration rate and sand particle size of the filter bed. The trials were conducted with three sand filters of the same commercial model, tested with different combinations of sand particle sizes (fine, 0.55 mm; medium, 0.77 mm; and coarse sand, 1.04 mm diameter) and filtration rates (20, 40, 60, and 75 m3 m-2h-1), repeated in three 4-hour filtration cycles (C1, C2, and C3, carried out in 3 consecutive days). The evaluated sand filter is effective in the removal of particles starting at the fine sand size (>60 μm). In this particle removal range, the influence of the filtration rate increases with decreasing particle size in the water. The increase in the filtration rate, associated with the reduction in sand granulometry, increases removal efficiency, but accentuates pressure loss in time, which decreases the removal of smaller particles during the filtration process.

Visando à obtenção de informações técnicas que auxiliem aprimorar a eficiência hidráulica de filtros de areia nos processos de filtragem e retrolavagem, buscou-se avaliar o potencial de utilização de uma bancada didática de túnel de vento como método de visualização e caracterização das linhas de fluxo geradas pela interação da geometria de um modelo de dreno (crepina) com diferentes velocidades de escoamento. Os ensaios foram realizados, instalando-se um modelo comercial de dreno, do tipo cilíndrico, em um módulo experimental construído para ser acoplado a um túnel de vento vertical. Simularam-se as três vazões de escoamento de ar fornecidas pelo módulo, obtendo-se registros fotográficos com uma câmara de alta velocidade, cujas imagens foram tratadas para destacar a disposição das linhas de fluxo e os caminhos preferenciais de escoamento para os sentidos de escoamento de filtragem e retrolavagem. Correlacionou-se, por similitude, o intervalo de operação do túnel de vento com valores de vazão praticados em processos de filtração com água, em filtros de areia comerciais, com 40; 60 e 100 cm de diâmetro. Os resultados obtidos validaram a metodologia proposta, permitindo analisar o efeito da geometria da crepina nas linhas de fluxo experimentais, tanto no modo de filtragem quanto no de retrolavagem.

Looking for technical information to improve the hydraulic efficiency in sand filters during the filtering and backwash processes, this project had the objective to evaluate a teaching wind tunnel as a reliable method to visualize and characterize flow lines distribution generated by the interaction of a specific model of underdrain with different flow velocities. The experiment was performed by installing a commercial underdrain model, cylinder type, in an experimental section specially constructed to be coupled to a vertical wind tunnel. Three flow rate values were simulated in the tunnel, obtaining high-speed photographs. The obtained images were treated to highlight the flow lines distribution and preferred flow pathways for the filtration and backwash processes. The wind tunnel operating range was correlated by similarity with values of water flow rate in filtration processes carried out in commercial sand filters with diameters of 40, 60 and 100 cm. The obtained results validated the proposed methodology, allowing the visualization and analysis of the underdrain geometry effects on the generated flow lines, for both filtration and backwash processes.

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da mudança da forma e das dimensões da placa difusora de um filtro de areia comercial sobre a perda de carga gerada pelo equipamento, quando submetido ao escoamento no sentido de filtração, sob as condições de filtro vazio e na presença da camada filtrante. Comparou-se o comportamento hidráulico da placa difusora original do equipamento com placas do tipo plano, com bordas com diferentes dimensões. Os ensaios foram conduzidos em um módulo experimental construído no Laboratório de Hidráulica e Irrigação da FEAGRI/UNICAMP, utilizando quatro combinações de dimensões de placa difusora e para taxas de filtração com valores de 40; 60; 80 e 100 m³ h-1 m-2. Os resultados mostraram que as placas difusoras propostas não modificaram estatisticamente os valores de perda de carga na faixa recomendada de operação de filtros de areia (até 60 m³ m-2 h-1), mas proporcionaram menores deformações na camada superficial de areia, fato que contribui para a diminuição dos caminhos preferenciais da água, podendo melhorar a eficiência de remoção do equipamento. A pesquisa demonstrou a existência de interação entre o modelo de placa difusora utilizada em filtros de areia e o revolvimento da superfície da camada de areia.

The objective of this research was to evaluate the effect of varying the shape and dimensions of the diffuser plate fitted in a commercial sand filter on its head loss when subjected to filtration flow direction, under the conditions of an empty filter and filled with sand. It was compared the hydraulic behavior of the filter original plate diffuser with a designed flat diffuser with edge. The experiments were performed in experimental module assembled at the Hydraulic and Irrigation Laboratory of FEAGRI/UNICAMP, using four different dimensions of proposed diffuser, for filtration rate values of 40, 60, 80 e 100 m³ h-1 m-2. The results showed that the proposed diffusers did not change statistically the head loss values in the recommended sand filter operation range (up to 60 m³ h-1 m-2). However, they caused smaller sand surface layer deformations, fact that contributes to the reduction of preferential paths of water, improving the equipment removal efficiency. The research showed the occurrence of interaction between the diffuser model used in sand filters and the sand surface layer drift.

A dinâmica de operação dos filtros de areia afeta o desempenho hidráulico do sistema de irrigação, elevando a perda de carga e alterando a altura manométrica total do sistema. Buscando entender parte dessa dinâmica, o objetivo deste trabalho foi determinar o efeito da estrutura interna de filtros de areia na perda de carga de três modelos de equipamentos fabricados no Brasil, sem a presença do elemento filtrante e utilizando água limpa. Adicionalmente, com o ajuste do modelo matemático exponencial aos dados experimentais, procurou-se estabelecer comparações entre os tipos de estrutura dos filtros avaliados. Os ensaios foram realizados em um módulo experimental construído no Laboratório de Hidráulica e Irrigação da FEAGRI/UNICAMP. Os resultados mostraram que a estrutura hidráulica interna dos filtros determinou comportamentos hidráulicos diferenciados e que os tipos de estruturas (placa difusora e drenos) alteraram o padrão de operação dos modelos ensaiados. A função matemática proposta representou, significativamente, o fenômeno físico de perda de carga para as condições do experimento.

The dynamic of operation of sand filters affect the hydraulic performance of irrigation systems, increasing the head loss and changing the total dynamic head of the system. Trying to understand part of this dynamic, the objective of this research was to determine the effect of internal hydraulic structures in the head loss of three sand filters of commercial models, manufactured in Brazil and operating without the filter layer and with clean water. In addition, using an exponential mathematical model adjusted to the experimental data, comparisons among types of structure of each evaluated filter were performed. The trails were accomplished in the experimental module developed in the Laboratory of Hydraulics and Irrigation of FEAGRI / UNICAMP. The results showed that the filters structures determined differentiate hydraulic behaviors and each type of structures (diffuser plate and drains) change the standard operation for the evaluated filters. The mathematical function proposed represented significantly the head loss physical phenomenon for the experimental conditions.