Modelagem da evapotranspiração máxima em ambientes protegidos

A determinação da evapotranspiração máxima das culturas tem recebido grande atenção por parte dos pesquisadores, com o intuito de propiciar um adequado suprimento de água para as plantas. A modelagem é muito utilizada na pesquisa e como ferramenta de manejo de culturas e na tomada de decisões. Segundo Ferreira (2005), os modelos podem ser obtidos a partir da análise do fenômeno, devendo a equação obtida corresponder aos dados experimentais, e a partir da formulação de um modelo matemático há uma melhor compreensão da relação entre as variáveis, podendo-se até fazer predições acerca do fenômeno.

Segundo Andriolo (1999), o modelo proposto por De Villèle (1972), que mostra uma relação linear entre radiação solar e transpiração, é amplamente utilizado para determinar a necessidade de água das culturas em regiões relativamente estáveis, apresentando boa precisão. Para Stanghellini (1993, 1994, apud DALMAGO, 2001), essa relação linear ocorre devido ao aquecimento das folhas, pela absorção da radiação solar, aumentando o déficit de saturação de vapor entre o dossel das plantas e o ambiente, enquanto que a abertura estomática reduz a resistência ao fluxo de vapor. Esses dois fatores podem combinar com a forte relação da radiação solar com a temperatura e a umidade relativa do ar no interior da estufa, resultando na relação linear esperada.

No entanto, em regiões onde é freqüente o tempo instável, a estimativa da evapotranspiração baseada unicamente na radiação solar é menos precisa. O modelo proposto por Boulard et al. (1991, apud ANDRIOLO, 1999), incorpora o efeito da radiação solar e do déficit de saturação do ar. No entanto, devido à complexidade desse modelo torna difícil a sua aplicação prática. Em razão disso Boulard; Jemaa (1992) apud (ANDRIOLO, 1999) reformularam esse modelo e o tornaram mais simples utilizando apenas as variáveis radiação solar e déficit de saturação do ar.

Okuya; Okuya (1988) também verificaram que o déficit de saturação do ar (d) influencia significativamente na transpiração e desenvolveram um modelo que utiliza a radiação solar e o déficit de saturação do ar. No entanto, para algumas espécies ocorre um limite máximo de déficit de saturação do ar a partir do qual a evapotranspiração não é aumentada. Baille et al. (1994) verificaram que a taxa de

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transpiração de roseiras, cultivadas em clima Mediterrâneo foi baixa se comparada com a taxa de radiação solar global incidente no dossel. Para esses autores a provável causa é o fechamento estomático com valores elevados de déficit de saturação de vapor d’água do ar. Um valor de 1,5 KPa parece ser o valor crítico acima do qual a resistência estomática aumenta significativamente, verificando que acima desse valor a relação entre transpiração e radiação solar não é linear. Além disso, altas temperaturas do substrato durante a tarde, podem limitar a absorção de água por parte das raízes. Segundo esses autores a condutância estomática diminui linearmente com o aumento do déficit de saturação do ar. No entanto, Monteiro et al. (2001) verificaram que não houve redução significativa da transpiração de gerânio cultivado em estufa na Espanha, com valores elevados de déficit de saturação do ar (1,4 a 3,4 KPa), e altas temperaturas (36oC). Além disso, verificaram que a transpiração diária dessa cultura pode ser estimada com um modelo simplificado utilizando a radiação solar, o déficit de saturação do ar medidos no interior da estufa e os dias após o transplante.

Modelos para a estimativa da evapotranspiração que utilizam variáveis medidas do exterior da estufa são interessantes, em razão de muitas estufas não estarem equipadas com sensores. Para a região de Santa Maria verificou-se uma boa relação do consumo d’água e da radiação solar incidente, medida no ambiente externo, para o cultivo do tomateiro na primavera, tanto no cultivo em solo (DALSASSO, 1997), como no cultivo em substrato (VALANDRO, 1999). Para a cultura do tomateiro cultivado no outono (RIGHI et al., 2002) e no outono e na primavera (VALANDRO et al., 2007), verificou-se que o déficit de saturação de vapor d’água medido no interior da estufa é a variável meteorológica que mais influenciou o consumo d’água dessa cultura.

Dalmago et al. (2006) também verificaram que o déficit de saturação do vapor d’água medido no interior da estufa e o saldo de radiação solar medido no exterior da estufa foram as variáveis meteorológicas que apresentaram melhor relação com a evapotranspiração máxima da cultura do pimentão cultivado em estufa plástica no período de outono. No entanto, para a cultura da abóbora italiana cultivada no outono, Streck (2002) verificou que a radiação solar não apresenta alta correlação com a evapotranspiração. Explica que provavelmente isso ocorre porque o déficit de saturação de vapor d’água do ar determinou uma maior ou menor ETm para uma mesma condição de radiação solar incidente. Porém, nem sempre o déficit de

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saturação do ar se sobressai como estimador em relação às demais variáveis meteorológicas. Para a cultura da abóbora italiana cultivada no outono em estufa plástica os melhores modelos incluem a evapotranspiração de referência, o saldo de radiação externa, a radiação solar interna e a temperatura do ar máxima, das 15 horas, e a temperatura média do período das 7 às 19 horas registradas no interior da estufa (STRECK, 2002). Pivetta (2007) verificou que a ETm do pimentão e do tomateiro cultivados na primavera em estufa em Santa Maria, RS, pode ser estimada utilizando modelos simples que utilizam a evaporação do Evaporímetro de “Piche” exposto à radiação solar e pelo menos uma variável fenométrica.

A utilização das variáveis fenométricas índice de área foliar (IAF), número de folhas (NF) e altura de plantas (AP) nos modelos para estimativa da evapotranspiração máxima das culturas é importante, visto que essas combinam o crescimento das plantas com as variáveis meteorológicas. Pivetta (2007) verificou que para a cultura do pimentão a utilização do IAF resultou em maior estabilidade dos modelos. No entanto, para a cultura do tomateiro se verificou que a altura de plantas foi a variável fenométrica que apresentou os modelos com melhor desempenho na estimativa da ETm (PIVETTA, 2007). Valandro (1999) verificou relações significativas da área foliar e do número de folhas com a transpiração do tomateiro cultivado em estufa plástica. Porém o ajuste pode ser diferente ao longo do ciclo da cultura. A relação da ETm do pimentão cultivado no outono com o IAF é linear até valores de 1,4 m2 m-2 (DALMAGO, 2001). Acima desse valor, o IAF não apresenta uma relação definida com a ETm. A causa provável é que no outono enquanto ocorre o aumento do IAF as condições da demanda hídrica atmosférica diminuem (DALMAGO, 2001).

Os modelos matemáticos para a estimativa da evapotranspiração máxima do pimentão e da abóbora italiana cultivadas em estufa plástica no período de outono são mais eficientes quando incluem a divisão da ETm pelo IAF (DALMAGO, 2001) e ou pela raiz do IAF (STRECK, 2002; PIVETTA, 2007). Esse melhor ajuste ocorre, provavelmente, em razão da redução da transpiração quando a planta é maior, devido ao sombreamento das folhas inferiores, o que não é considerado sem a extração da raiz quadrada do IAF. Os modelos obtidos para a determinação da ETm de outras culturas, podem ser melhorados se gerados com dados de ETm divididos pela raiz quadrada das variáveis fenométricas (STRECK, 2002). Segundo Heldwein et al. (2004), outro ponto a considerar é que a duplicação do índice de área foliar

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médio (IAFm) de uma área vegetada não implica na duplicação da sua ETm, principalmente com IAF>1, devido ao aumento da proporção de área foliar sombreada. Portanto, o incremento da ETm em função do incremento de IAFm tende a zero quando o IAF alcança valores altos, em que a cobertura vegetal recobre densamente a superfície do solo.

Diferenças de ETm entre espécies para dosséis com um mesmo IAF podem estar associadas a aerodinâmica, formato, dimensão das folhas e resitência estomática. As folhas ou folíolos do tomateiro apresentam, por exemplo, menor dimensão e, portanto, uma menor camada limite, sendo mais eficientes para o transporte de calor sensível e calor latente do que as folhas do pimentão. Além disso, o formato mais recortado das folhas do tomateiro permite uma melhor penetração de radiação solar no dossel, e, portanto, uma maior absorção de energia solar pelo dossel. Esses dois aspectos associados às características das folhas do tomateiro, permitem inferir que para um mesmo índice de área foliar teoricamente espera-se que ocorra uma maior evapotranspiração máxima nessa cultura do que na cultura do pimentão, principalmente para índices de área foliar maiores, em que ocorre autosombreamento de parte da área foliar.

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3 MATERIAL E MÉTODOS