Balanço de radiação e consumo hídrico de um cultivo de feijão macassar (Vigna ungniculata L. Walp) irrigado).

UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA

CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA

CURSO DE MESTRADO EM METEOROLOGIA

BALANÇO DE RADIAÇÃO E CONSUMO HÍDRICO DE UM CULTIVO DE FEIJÃO

MACASSAR (VIGNA UNGNICULATA L. WALP) IRRIGADO.

INAJÁ FRANCISCO DE SOUSA

\ 2

CAMPINA GRANDE

-MAIO - 1991.

BALANÇO DE RADIAÇÃO E CONSUMO HÍDRICO DE UM CULTIVO DE FEIJÃO

MACASSAR (VIGNA UNGNICULATA L. Walp) IRRIGADO.

Dissertação a p r e s e n t a d a ao Curso de

M e s t r a d o em M e t e o r o l o g i a , da

U n i v e r s i d a d e F e d e r a l da P a r a i b a ,

em cumprimento às exigências p a r a

obtenção do g r a u de M e s t r e (M.Sc.).

AREA DE CONCENTRAÇÃO: AGROMETEOROLOGIA

PEDRO VIEIRA DE AZEVEDO

( O r i e n t a d o r )

MARIO DE MIRANDA VILAS BOAS RAMOS LEITÃO

(Co- O r i e n t a d o r )

CAMPINA GRANDE - PB.

MAIO - 199 1

S725b Sousa, Inaja Francisco de..

Balanço de radiação e consumo hídrico de um cultivo de feijão Macassar (Vigna Ungniculata L. Walp) irrigado. / Inaja Francisco de Sousa.. – Campina Grande - PB: [s.n], 1991.

99 f.

Orientador: Professor Dr. Pedro Vieira de Azevedo. Coorientador: Professor Dr. Mario de Miranda Vilas Boas Ramos Leitão.

Dissertação (Curso de Mestrado em Meteorologia) - Universidade Federal da Paraíba; Centro de Ciências e Tecnologia.

1. Feijão macassar. 2. Consumo hídrico. 3. Balanço de radiação – cultivo de feijão. 4. Feijão irrigado. I. Azevedo, Pedro Vieira de. II. Leitão, Mario de Miranda Vilas Boas. III. Título.

CDU: 551.5:631(043)

(VIGNA UNGNICULATA L. W a l p ) IRRIGADO.

INAJÃ FRANCISCO DE SOUSA

DISSERTAÇÃO APROVADA EM 0 7 / 6 / 9 1

PEDRO V I E I R A DEx AZEVEDO O r i e n t a d o r

TANTRAVAHI VENKATA RAMANA RAO Membro

CAMPINA GRANDE JUNHO - 1 9 9 1

DEDICATÓRIA

Aos meus p a i s

S e v e r i n o F. de Sou A u r o r a C. de Sousa

O a u t o r a g r a d e c e p r i m e i r a m e n t e a Deus p e l a realização d e s t e t r a b a l h o .

A m i n h a q u e r i d a e s p o s a M a r i a d o S o c o r r o p e l a força e e s t i m u l o q u e f o i d e c i s i v o na realização d e s t e t r a b a l h o .

Ao P r o g r a m a de D e s e n v o l v i m e n t o C i e n t i f i c o e Tecnológico p a r a o N o r d e s t e (PDCT-Ne), através d o P r o j e t o PB-25 do convênio CNPq/BID o p e r a c i o n a l i z a d o p e l a SUEP/UFPB.

Ao P r o f . D r . PEDRO V I E I R A DE AZEVEDO, p e l a s u a h o n r o s a dedicação e perseverança na orientação, q u e f o r a m de suma importância na elaboração d e s t e t r a b a l h o .

Ao P r o f . MARIO DE MIRANDA V I L A S BOAS RAMOS LEITÃO p e l a i m p o r t a n t e contribuição na Co-Orientação.

Ao P r o f . D r . TANTRAVAHI VENKATA RAMANA RAO p e l a s sugestões d a d a s q u e f o r a m s i g n i f i c a t i v a s n a realização d e s t e t r a b a l h o .

A MALAQUIAS DA SILVA AMORIM METO, p e s q u i s a d o r M.Sc. do C e n t r o N a c i o n a l de P e s q u i s a d o Algodão (CNPA/EMBRAPA), p o r sua contribuição na realização d e s t e t r a b a l h o .

Ao P r o f . JOSE MARIA NOGUEIRA d a COSTA d a U n i v e r s i d a d e F e d e r a l d e Viçosa, p e l a s sugestões d a d a s p o r ocasião d a análise

do p l a n o d e dissertação.

A E n g e n h e i r a EYRES DIANA VENTURA SILVA, p e l a sua

v a l i o s a contribuição n o s p r o g r a m a s c o m p u t a c i o n a i s .

A C l e i d e dos Santos d e s e n h i s t a do DCA p e l a confecção

d o s gráficos.

A D i v a n e t e Cruz Rocha secretária do CMMet p e l a

elaboração d a s t a b e l a s d e s t e t r a b a l h o .

E, f i n a l m e n t e , agradeço a t o d o s a q u e l e s q u e d i r e t a o u i n d i r e t a m e n t e c o n t r i b u i r a m p a r a realização d e s t e t r a b a l h o .

E s t e t r a b a l h o r e s u l t o u d a análise d o s d a d o s de e x p e r i m e n t o agrometeorológico r e a l i z a d o no perímetro i r r i g a d o d o DNOCS, no m u n i c i p i o de Sumé-Pb. T e v e como o b j e t i v o a v a l i a r o s c o m p o n e n t e s d o s balanços d e radiação e e n e r g i a , n a s f a s e s p r i n c i p a i s d e d e s e n v o l v i m e n t o d a c u l t u r a d e feijão m a c a s s a r ( V i g n a U n g n i c u l a t a , L . ( W a l p ) ) i r r i g a d o , a s s i m como e s t u d a r a s n e c e s s i d a d e s h i d r i c a s d a c u l t u r a , n a s condições s e m i -áridas d o c a r i r i p a r a i b a n o . 0 e x p e r i m e n t o f o i c o n d u z i d o n o p e r i o d o d e o u t u b r o de 1988 à j a n e i r o de 1 9 8 9 . Os c o m p o n e n t e s do balanço de radiação f o r a m m o n i t o r a d o s através d e l e i t u r a s horárias e r e g i s t r o s diários d o s a l d o d e radiação ( R n ) ; radiação s o l a r g l o b a l i n c i d e n t e (Rs') ; e r e f l e t i d a (Rs1) . Os d e m a i s parâmetros atmosféricos f o r a m m e d i d o s , com i n s t r u m e n t o s i n s t a l a d o s s o b r e a c u l t u r a . A evapotranspiração máxima d a c u l t u r a ( E T m ) , f o i m e d i d a em d o i s evapotranpirômetros de lençol freático c o n s t a n t e , i n s t a l a d o s na área e x p e r i m e n t a l e a evapotranspiração de referência(ETo), f o i e s t i m a d a p e l o s métodos de PENMAN; DOORENBOS & PRUITT; PRIESTLEY & TAYLOR; JURY & TANNER; TANQUE " C l a s s e A"; LINACRE e HARGREAVES. V a l o r e s diários de ETm e ETo f o r a m u t i l i z a d o s p a r a c a l c u l a r o c o e f i c i e n t e de c u l t i v o (K<-==ETm/ETo) .

A reflectância d a vegetação ( P v ) a p r e s e n t o u uma variação d i u r n a , com v a l o r e s m i n i m o s em t o r n o do m e i o d i a e máximos ao n a s c e r e ao p o r d o s o l . Do p o n t o de v i s t a e s t a c i o n a i ,

Pv a p r e s e n t o u flutuações diárias d e v i d o ao e s t a d o do umidade do s o l o , mas em g e r a l , v a r i o u de 0,10 l o g o após a germinação a 0,21 no f i n a l d a f a s e de floração. A m e l h o r e s t i m a t i v a de Rn, f o i o b t i d a p e l a equação de PENMAN ( 1 9 4 8 ) a d a p t a d a às condições l o c a i s e d a c u l t u r a , com e r r o padrão d e e s t i m a t i v a de . *v= 22,38 c a l / c m?. 1 2 h s . O s a l d o de e n e r g i a r a d i a n t e disponível r e p r e s e n t o u 7 0 , 4 1 % da radiação s o l a r g l o b a l i n c i d e n t e d u r a n t e a estação de c u l t i v o .

T o d o s os métodos de e s t i m a t i v a d e ETo e m p r e g a d o s , a p r e s e n t a r a m uma tendência de s u p e r e s t i m a r n a f a s e de c r e s i m e n t o v e g e t a t i v o e floração, e de s u b e s t i m a r a evapotranspiração m e d i d a na f a s e d e maturação d a c u l t u r a . F o i e s t a b e l e c i d a uma c u r v a r e p r e s e n t a t i v a d a variação e s t a c i o n a i de K^, p a r a o feijão m a c a s s a r n a s condições l o c a i s d o e x p e r i m e n t o . A análise de variância d e n o t o u q u e , não e x i s t e diferença s i g n i f i c a t i v a e n t r e o s v a l o r e s de Kc= s u g e r i d o s p e l a FAO e e s t i m a d o s p e l o s d i f e r e n t e s métodos, ao n i v e l de significância de 1 % . 0 consumo hídrico d a c u l t u r a ao l o n g o d a s f a s e s fenológicas f o i de 478,lmm. D u r a n t e a f a s e de c o m p l e t o d e s e n v o l v i m e n t o d a c u l t u r a , o consumo hídrico diário médio f o i de 7,6mm/dia.

T h i s w o r k was a r e s u l t o f t h e a n a l y s i s o f d a t a f r o m f i e l d r e s e a r c h c o n d u c t e d a t DNOCS i r r i g a t i o n s e t t l e m e n t a t Sumè-Pb. I t s o b j e c t i v e was t o e v a l u a t e t h e r a d i a t i o n a n d e n e r g y b a l a n c e c o m p o n e n t s f o r t h e m a i n p h e n o l o g i c a l p h a s e s o f a n i r r i g a t e d c a w p e a c r o p ( V i g n a U n g n i c u l a t a L. (WALP)) a s w e l l a s t o s t u d y t h e c r o p w a t e r r e q u i r e m e n t s f o r t h e s e m i - a r i d c o n d i t i o n s o f t h e P a r a i b a S t a t e C a r i r i r e g i o n . The e x p e r i m e n t was c o n d u c t e d i n t h e p e r i o d f r o m O c t o b e r , 1988 t o J a n u a r y , 1 9 8 9 . The r a d i a t i o n b a l a n c e c o m p o n e n t s w e r e o b t a i n e d w i t h h o u r l y m e a s u r e s o f t h e r a d i a t i o n b a l a n c e ( R n ) ; g l o b a l i n c i d e n t ( Rs4) a n d r e f l e c t e d (Rs^ s o l a r r a d i a t i o n . The o t h e r a t m o s p h e r i c p a r a m e t e r s w e r e m e a s u r e d w i t h i n s t r u m e n t s i n s t a l l e d o v e r t h e c a n o p y . The c r o p maximum évapotranspiration(ETm), was m e a s u r e d w i t h t w o c o n s t a n t w a t e r l e v e l e v a p o t r a n s p i r o m e t e r s i n s t a l l e d w i t h i n t h e e x p e r i m e n t a l a r e a a n d t h e r e f e r e n c e évapotranspiration(ETo) was e s t i m a t e d b y t h e m e t h o d s o f PENMAN; DOORENBOS & PRUITT; PRIESTLEY & TAYLOR; JURY & TANNER; "CLASSE A" PAN; LINACRE a n d HARGREAVES. D a i l y v a l u e s o f ETm a n d ETo w e r e u s e d t o c a l c u l a t e t h e c r o p c o e f f i c i e n t (K<==ETm/ETo ) . The c a n o p y r e f l e c t a n c e ( pv ) showed a d a y t i m e v a r i a t i o n w i t h m i n i m u m v a l u e s a r o u n d m i d d a y a n d maximum v a l u e s a t s u n r i s e a n d s u n s e t . I n t e r m s o f s e a s o n a l b e h a v i o r , p v showed d a i l y f l u c t u a t i o n s d u e t o t h e s o i l w a t e r s t a t u s , b u t i n g e n e r a l i t v a r i e d f r o m 0.10 j u s t a f t e r g e r m i n a t i o n t o 0.21 a t t h e e n d o f f l o w e r i n g p h a s e . The b e s t e s t i m a t e o f Rn was o b t a i n e d b y PENMAN'S e q u a t i o n ( 1 9 4 8 ) a d j u s t e d t o l o c a l a n d c r o p c o n d i t i o n s w i t h a n e s t i m a t e s t a n d a r d e r r o r o f e 2 2 . 3 8 c a l / c m7. 1 2 h s . The a v a i l a b l e r a d i a n t e n e r g y r e p r e s e n t e d 7 0 . 4 1 % o f t h e i n c i d e n t g i o t a d i l s o l a r r a d i a t i o n d u r i n g t h e g r o w i n g s e a s o n . A l l m e t h o d s e m p l o y e d f o r e s t i m a t i n g ETo showed a t e n d e n c y o f o v e r e s t i m a t i n g a t t h e g r o w i n g a n d f l o w e r i n g p h a s e s a n d o f u n d e r e s t i m a t i n g ETm a t t h e c o m p l e t e d e v e l o p m e n t p h a s e . I t was e s t a b l i s h e d a r e p r e s e n t a t i v e c u r v e o f t h e s e a s o n a l v a r i a t i o n o f Kc? f o r t h e cawpea c r o p , f o r t h e e x p e r i m e n t a n d l o c a l

c o n d i t i o n s . T h e v a r i a n c e a n a l y s i s showed no s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e b e t w e e n Kc v a l u e s s u g g e s t e d b y FAO a n d t h o s e e s t i m a t e d b y t h e m e t h o d s e m p l o y e d , a t t h e 1 % s i g n i f i c a n c e l e v e l . The c r o p w a t e r u s e d u r i n g t h e w h o l e g r o w i n g s e a s o n was 478,1mm. D u r i n g t h e f u l l d e v e l o p m e n t p h a s e , t h e mean d a i l y c r o p w a t e r u s e was 7,6mm/day.

Página 1 - INTRODUÇÃO 1 2 - FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 4 2 . 1 - P r o c e s s o s Aerodinâmicos na Camada L i m i t e S u p e r f i c i a l T u r b u l e n t a 4 2 . 1 . 1 - P e r f i l L o g a r i t m i c o do V e n t o 5 2 . 1 . 2 - E s t a b i l i d a d e do A r na Camada L i m i t e S u p e r f i c i a l T u r b u l e n t a 6

2 . 2 - PROCESSOS DO BALANÇO DE ENERGIA 8

2 . 2 . 1 - Equação do Balanço de Radiação

à Superfície 8 2 . 2 . 1 . 1 - Radiação de Ondas C u r t a s

I n c i d e n t e (R&-) 9 2 . 2 . 1 . 2 - C o e f i c i e n t e de R e f l e c t i v i d a d e

( Pv) 10

2 . 2 . 1 . 3 - Radiação de Ondas Longas 10 2 . 2 . 2 - Equação do Balanço de E n e r g i a à Superfície 11

3 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 16 4 - MATERIAL E MÉTODOS 21

4 . 1 -- MATERIAL 21

4 . 1 . 1 - E x p e r i m e n t o de Campo < 21

Página

4.1.3 - Instalação dos Evapotranspirômetros 2 1

4.1.4 - Sistemática de Observações 22 4.1.5 - I n s t r u m e n t o s I n s t a l a d o na A r e a

E x p e r i m e n t a l 22 4.1.6 - T r a t o s C u l t u r a i s 23

MÉTODOS 23 4 . 2 . 1 - Balanço de Radiação de Ondas C u r t a s 23

4 . 2 . 1 . 1 - Radiação de Ondas C u r t a s I n c i d e n t e s (Rs1') 23 4.2.1.2 - C o e f i c i e n t e de Reflexão d a Superfície V e g e t a d a ( pv) 25 - C o m p o r t a m e n t o E s t a c i o n a i de ( P v ) 2 5 - C o m p o r t a m e n t o D i u r n o de ( p v ) . . . . 25

4.2.2 - Balanço de Radiação de Ondas L o n g a s 26 4 . 2 . 2 . 1 - Radiação de Ondas L o n g a s E m i t i d a p e l a Superfície (RT^) 26 4.2.2.2 - Radiação de Ondas L o n g a s I n c i d e n t e à Superfície ( R f ) 26 - Determinação de ( R ] i ) 26 - E s t i m a t i v a de ( R f ) 27 4.2.3 - S a l d o de Radiação ( R n ) 28 - M e d i d a s de (Rn) 28 - E s t i m a t i v a de ( R n ) 28 4.2.4 - Balanço de Radiação 3 1

4 . 2 . 5 - F l u x o de C a l o r L a t e n t e ( L E ) 31 4 . 2 . 6 - F l u x o de c a l o r Sensível no S o l o (G) 31 4 . 2 . 7 - F l u x o de C a l o r Sensível p a r a o A r (H) 32 4 . 2 . 8 - Comportamento D i u r n o do Balanço de E n e r g i a . . 32 4 . 2 . 9 - Balanço de E n e r g i a à Superfície 32 4 . 2 . 1 0 - Medidas D i r e t a s da Evapotranspiração Máxima d a C u l t u r a (ETm) 33 4 . 2 . 1 1 - P r o c e s s o s de E s t i m a t i v a s da E v a p o t r a n s p i ração d e Referência ( E T o ) 33 - Método de PENMAN 33

- Método de PENMAN M o d i f i c a d o p o r DOORENBOS

& PRUITT 34

- Método de PRIESTLEY & TAYLOR 34

- Método d o T a n q u e " C l a s s e A" 35 - Método de LINACRE 35 - Método de H a r g r e a v e s 36 4 . 2 . 1 2 - Determinação do C o e f i c i e n t e de C u l t i v o ( K c ) 36 5 - RESULTADOS E DISCUSSÕES 38 5 . 1 - Radiação S o l a r G l o b a l (Rs1) 38 5 . 1 . 1 - E s t i m a t i v a da Radiação S o l a r G l o b a l 38 5 . 2 - Reflectância da Vegetação ( P v ) 4 0 5 . 2 . 1 - Variação E s t a c i o n a i de ( p v ) 4 0 5 . 2 . 2 - Variação D i u r n a de ( (V) 4 2

Página 5.3 - E s t i m a t i v a d a Radiação de Ondas L o n g a s d a A t m o s f e r a (Ri\ 42 5.4 - E s t i m a t i v a d o S a l d o de Radiação ( R n ) 4 6 - Equação P r o p o s t a p o r LINACRE ( 1968) 46 - Equação P r o p o s t a p o r PENMAN ( 1 9 4 8 ) 48 - E s t i m a t i v a de Rn com Base A p e n a s em Rs ( 1 - Pv) 51 5.5 - C o m p o r t a m e n t o d o s C o m p o n e n t e s d o Balanço de Radiação S o b r e a C u l t u r a 53 5.5.1 - C o m p o r t a m e n t o D i u r n o d o s C o m p o n e n t e s d o Balanço de Radiação 53 5.5.2 - Variação E s t a c i o n a i d o s C o m p o n e n t e s d o Balanço de Radiação... 58 5.6 - Balanço de E n e r g i a S o b r e a C u l t u r a 58 5.7 - M e d i d a s e P r o c e s s o s de E s t i m a t i v a s da E v a p o t r a n s piração 6 1 5.8 - C o e f i c i e n t e de C u l t i v o ( Kc) 67 6 - CONCLUSÕES 82 7 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 84 APÊNDICE A 95 ii

Página F i g u r a 2 . 1 - Balanço de e n e r g i a num v o l u m e de c o n t r o l e ( S H A W e DECKER, 1 9 7 9 ) 12 F i g u r a 4.1 - Localização e distribuição d o s i n s t r u m e n t o s n a área e x p e r i m e n t a l 24 F i g u r a 5.1 - M o d e l o de e s t i m a t i v a d a radiação s o l a r g l o b a l i n c i d e n t e com b a s e n a insolação e f e t i v a (Relação de PRESCOTT) p a r a o p e r i o d o e x p e r i m e n t a l d o d e s e n v o l v i m e n t o d a c u l t u r a 39 F i g u r a 5.2 - Variação e s t a c i o n a i da reflectância da c u l t u r a de feijão m a c a s s a r , p a r a às condições d o c a r i r i p a r a i b a n o 4 1 F i g u r a 5.3 - Variação d i u r n a d o a l b e d o ( - v ) p a r a d i a s r e p r e s e n t a t i v o s d a s f a s e s d e : ( A ) c r e s c i m e n t o v e g e t a t i v o ; ( B ) floração e (C) maturação 43 F i g u r a 5.4 - Comparação de R i c c ( D ) d e t e r m i n a d o p e l a equação d o balanço de radiação, com b a s e n o s componen t e s o b s e r v a d o s , com R i e c ( E ) e s t i m a d o p e l a s equações de BRUNT, SWIMBANK, BRUTSAERT, SATTERLUND e IDSO & JACKOM, onde a t e m p e r a t u r a

do a r e a pressão d o v a p o r d'água f o r a m o b s e r v a d o s s o b r e a c u l t u r a 47 F i g u r a 5.5a - C o m p o r t a m e n t o e s t a c i o n a i d o s a l d o de radiação (Rn) o b s e r v a d o e e s t i m a d o p e l a s e q s . de LINACRE ( 1 9 6 8 ) 49 F i g u r a 5.5b - C o m p o r t a m e n t o e s t a c i o n a i d o s a l d o de radiação (Rn) o b s e r v a d o e e s t i m a d o p e l a equação de PENMAN(194 8 ) : ( A ) C o e f i c i e n t e s o r i g i n a i s d o balanço de radiação de o n d a s l o n g a s ( R n i ) ; ( B ) calibração l o c a l d o s c o e f i c i e n t e s r e f e r e n t e ao balanço de radiação de o n d a s l o n g a s ( R n i ) ; (C) calibração l o c a l d o s c o e f i c i e n t e s r e f e r e n t e s

Página a o s t e r m o s d o s balanços de radiação de o n d a s l o n g a s ( R n i ) e o n d a s c u r t a s (Rns ) 50 F i g u r a 5.5c - C o m p o r t a m e n t o e s t a c i o n a i d o s a l d o de radiação (Rn) o b s e r v a d o e e s t i m a d o em função de Rs'*' e Rs*( 1 - pv) 52 F i g u r a 5.6 - E s t i m a t i v a do s a l d o de radiação (Rn) p e l o s : (A) correlação com a radiação s o l a r g l o b a l (Rs*); ( B ) correlação com o balanço de radiação com o n d a s c u r t a s (Rs-* ( 1 - Py) ) ; (C) equação de L I N A C R E ( R n i ) e (D) equação de PENMAN(Rnp),para o p e r i o d o do c i c l o v e g e t a t i v o d a c u l t u r a de

feijão m a c a s s a r 54

F i g u r a 5.7a - C o m p o r t a m e n t o d i u r n o d o s c o m p o n e n t e s do b a l a n ço de radiação s o b r e a c u l t u r a de feijão maca s s a r p a r a a f a s e de c r e s c i m e n t o v e g e t a t i v o :

(A) d i a a n t e r i o r e ( B ) d i a p o s t e r i o r às i r r i

gaçoês 55

F i g u r a 5.7b - C o m p o r t a m e n t o d i u r n o d o s c o m p o n e n t e s d o b a l a n ço de radiação s o b r e a c u l t u r a de feijão maca s s a r p a r a a f a s e de floração:(C) d i a a n t e r i o r

e (D) d i a p o s t e r i o r às irrigações 56

F i g u r a 5.7c - C o m p o r t a m e n t o d i u r n o d o s c o m p o n e n t e s do b a l a n ço de radiação s o b r e a c u l t u r a de feijão maca s s a r p a r a a f a s e de maturação:(E) d i a a n t e r i o r e ( F ) d i a p o s t e r i o r às irrigações 57 F i g u r a 5.8a - C o m p o r t a m e n t o d i u r n o d o s c o m p o n e n t e s do b a l a n ço de e n e r g i a p a r a a f a s e de c r e s c i m e n t o v e g e t a t i v o da c u l t u r a de feijão: ( A ) d i a a n t e r i o r e ( B ) d i a p o s t e r i o r às irrigações 62 F i g u r a 5.8b - C o m p o r t a m e n t o d i u r n o d o s c o m p o n e n t e s d o b a l a n ço de e n e r g i a p a r a a f a s e de floração d a cul-t u r a de feijão: (C) d i a a n cul-t e r i o r e (D) d i a

F i g u r a 5.8c - C o m p o r t a m e n t o d i u r n o d o s c o m p o n e n t e s d o b a l a n ço d e e n e r g i a p a r a a f a s e d e maturação d a c u l t u r a de feijão: ( E ) d i a a n t e r i o r e ( F ) d i a p o s t e r i o r às irrigações 64 F i g u r a 5.9 - C o m p o r t a m e n t o e s t a c i o a l d a evapotranspiração m e d i d a e e s t i m a d a p e l o s métodos d e PENMAN e

DOORENBOS & PRUITT 69

F i g u r a 5.10 - C o m p o r t a m e n t o e s t a c i o n a i d a evapotranspiração m e d i d a e e s t i m a d a p e l o s métodos de PRIESTLEY

& TAYLOR e JURY & TANNER 70

F i g u r a 5 . 1 1 - C o m p o r t a m e n t o e s t a c i o n a i d a evapotranspiração m e d i d a e e s t i m a d a p e l o s métodos d e LINNACRE e HARGREAVES 7 1 F i g u r a 5.12 - C o m p o r t a m e n t o e s t a c i o n a i d a evapotranspiração m e d i d a e e s t i m a d a p e l o método d o T a n q u e " C l a s s A" 72 f i g u r a 5.13 -Correlação e n t r e o s v a l o r e s diários m é d i o s , p a r a períodos s e m a n a i s , de Kc o b t i d o s p e l o T a n q u e " c l a s s e A" e PENMAN e s u g e r i d o s p e l a FAO

( 1 9 7 5 ) 75

F i g u r a 5.14 -Correlação e n t r e o s v a l o r e s diários médios, p a r a períodos s e m a n a i s , de Kc o b t i d o s p o r DOORENBOS & PRUITT e JURY & TANNER e s u g e r i d o s

p e l a F A O ( 1 9 7 5 ) 7 6

F i g u r a 5.15 -Correlação e n t r e o s v a l o r e s diários m é d i o s , p a r a períodos s e m a n a i s , de Kc o b t i d o s p o r PRIESTLEY & TAYLOR e HARGREAVES e s u g e r i d o s

p e l a FAO( 1975 ) 77

F i g u r a 5.16 -Correlação e n t r e o s v a l o r e s diários médios, p a r a períodos s e m a n a i s , d e Kc o b t i d o s p o r

Página F i g u r a 5.17 -Comparação e n t r e o s v a l o r e s diários m é d i o s , p a r a períodos s e m a n a i s , de Kc s u g e r i d o s p e l a F A O ( 1 9 7 5 ) e e s t i m a d o s p o r vários métodos u t i l i z a d o s 79 F i g u r a 5 . 1 8 a - C u r v a r e p r e s e n t a t i v a d o c o e f i c i e n t e de c u l t i v o ( Kc) s u g e r i d o p e l a FAO p a r a a c u l t u r a de f e i jão m a c a s s a r , n a s condições a m b i e n t a i s d o e x p e r i m e n t o 80 F i g u r a 5 . 1 8 b - C u r v a r e p r e s e n t a t i v a d o c o e f i c i e n t e de c u l t i v o ( Kc) o b t i d o p e l o método de PENMAN e s e g u n d o o s v a l o r e s l i m i t e s s u g e r i d o s p e l a FAO p a r a a c u l t u r a de feijão m a c a s s a r , n a s condições a m b i e n t a i s do e x p e r i m e n t o 8 1

Página

2

T a b e l a 5.1 - Radiação atmosférica ( R ic c, c a l / c m . 1 2 h s ) p a r a d i a s de céu c l a r o , m e d i d a e e s t i m a d a p o r vários métodos com b a s e na t e m p e r a t u r a e pressão de

v a p o r d ' água o b s e r v a d o s o b r e a c u l t u r a 45 T a b e l a 5.2 - V a l o r e s médios d i u r n o s p a r a períodos s e m a n a i s d o s c o m p o n e n t e s d o balanço d e radiação ( c a l / c m . 1 2 h s ) , s o b r e a c u l t u r a 59 T a b e l a 5.3 - R a z o e s e n t r e os c o m p o n e n t e s do balanço de r a diação (%) p a r a d i f e r e n t e s c u l t u r a s . 60

T a b e l a 5.4 - Evapotranpiração diária(mm/dia) p a r a períodos

s e m a n a i s 65

T a b e l a 5.5 - Varaição e s t a c i o n a i d o s c o m p o n e n t e s do balanço de e n e r g i a ( c a l / c m . 1 2 h s ) , s o b r e a c u l t u r a p a r a

períodos s e m a n a i s 66

T a b e l a 5.6 - Evapotranspiração diária média ( m m / d i a ) p a r a períodos s e m a n a i s , m e d i d a e e s t i m a d a p o r d i f e r e

n t e s métodos 68

T a b e l a 5.7 - V a l o r e s diários médios p a r a períodos de Kc, es t i m a d o s p o r d i f e r e n t e s métodos e s u g e r i d o s p e l a F A O ( 1 9 7 5 ) 74 T a b e l a a l - V a l o r e s do f a t o r p o n d e r a n t e (W) p a r a a correção d o e f e i t o da radiação, na e s t i m a t i v a d a e v a p o transpiração p o t e n c i a l p a r a d i f e r e n t e s t e m p e r a t u r a s e a l t i t u d e s 96 T a b e l a a2 - C o e f i c i e n t e do t a n q u e " C l a s s e A" ( k p ) em função d a c o b e r t u r a d a vegetação e d o s v a l o r e s médios diários d a u m i d a d e r e l a t i v a e v e l o c i d a d e do v e n t o 97

L I S T A DE QUADROS

Página

Q u a d r o V . l - V a l o r e s de " a l " e " b l " da e q . ( 4 . 1 ) o b t i d o s p a r a

Sumé-Pb, com d a d o s d a área e x p e r i m e n t a l 38

Q u a d r o V.2- V a l o r e s de " a l " e " b l " d a e q . de PRESCOTT(1940) p a r a o S e m i - A r i d o d o N o r d e s t e 40 Q u a d r o V.3- Comparação e n t r e os v a l o r e s o r i g i n a i s e a j u s t a d o l o c a l m e n t e d o s c o e f i c i e n t e s d a s eqauçoês u t i l i z a d a s na e s t i m a t i v a de R i c e / o b t i d o s p a r a Sumé-Pb (com " e " em mb) 44 Q u a d r o V.4- C o e f i c i e n t e s o r i g i n a i s e e s t i m a d o s l o c a l m e n t e p a r a o t e r m o r e f e r e n t e ao balanço de radiação d e o n d a s l o n g a s d a equação de PENMAN(1948) 5 1

Nas últimas décadas t e m - s e o b s e r v a d o q u e a população m u n d i a l c r e s c e em progressão geométrica, e n q u a n t o q u e a produção agrícola e v o l u i em progressão aritimétrica, a c a r r e t a n d o uma m a i o r demanda de b e n s de c o n s u m o , em p a r t i c u l a r de a l i m e n t o s . D e s t e modo é e x t r e m a m e n t e i m p o r t a n t e q u e m a i s p e s q u i s a s s e j a m d e s e n v o l v i d a s v i s a n d o o a u m e n t o d e produção agrícola. Como não p o d e r i a d e i x a r de s e r , e x i s t e uma preocupação m u i t o g r a n d e p o r p a r t e s d o s g o v e r n a n t e s e p e s q u i s a d o r e s de t o d o s os p a i s e s , na b u s c a de soluções viáveis p a r a e q u a c i o n a r o g r a v e p r o b l e m a d a fome q u e a f e t a o mundo. T a l situação é m a i s a g r a v a n t e n o s p a i s e s s u b d e s e n v o l v i d o s . P o r t a n t o e x i s t e uma n e c e s s i d a d e , c a d a v e z m a i o r de se p r o d u z i r a l i m e n t o s p a r a a t e n d e r ao a b a s t i c i m e n t o d a c r e s c e n t e população humana e a n i m a l , f a t o q u e t e m e s t i m u l a d o e s t u d o s d o c o m p o r t a m e n t o fisiológicos e adaptação climática de c u l t u r a s v i s a n d o o b t e r m a i o r e s Índices de p r o d u t i v i d a d e .

0 c a u p i é uma l e g u m i n o s a comestível d o t a d a de a l t o t e o r p r o t e i c o , b o a c a p a c i d a d e de f i x a r nitrogênio e p o u c o e x i g e n t e em f e r t i l i d a d e do s o l o . A importância do c u l t i v o d o feijão no B r a s i l além do a s p e c t o econômico, t e m caráter s o c i a l , uma v e z q u e c o n s t i t u i um d o s a l i m e n t o s básicos d a população. E s t a l e g u m i n o s e é responsável p e l a p r i n c i p a l f o n t e de protéinas na alimentação d a população de m a i s b a i x o p o d e r a q u i s i t i v o . T r a t a - s e de a l i m e n t o básico p a r a a população, e s t a n d o p r e s e n t e n a s regiões t r o p i c a i s e s u b t r o p i c a i s , e a m p l a m e n t e d i s t r i b u i d o no mundo. No B r a s i l e x i s t e m b o a s condições de c l i m a e s o l o p a r a a s u a adaptação, t e n d o como h a b i t a t p r e d o m i n a n t e a s regiões de c l i m a quente(úmidas ou s e m i - á r i d a s ) . 0 c a u p i é c u l t i v a d o p r e d o m i n a n t e m e n t e nas regiões N o r t e e N o r d e s t e do B r a s i l , p o i s e s t a s a p r e s e n t a m características edafoclimáticas favoráveis e d i s t i n t a s . D i f u n d i d o nas d e m a i s regiões d o p a i s como hortaliça p a r a a produção de graõs v e r d e s e v a r g e n s , é também u t i l i z a d o na produção de ramos e f o l h a s p a r a alimentação a n i m a l . P e l a s u a r u s t i c i d a d e e c a p a c i d a d e de se d e s e n v o l v e r em s o l o s de b a i x a

f e r t i l i d a d e , c o n s t i t u i também uma opção como f o n t e d e matéria orgânica, s e n d o u t i l i z a d o como a d u b o v e r d e na recuperação de s o l o s p o b r e s em f e r t i l i d a d e .

Os n i v e i s de produção têm m o s t r a d o q u e , d o a g r i c u l t o r t i p i c o não se p o d e e s p e r a r a c u r t o p r a z o , a u m e n t o s u b s t a n c i a l d a produção, t e n d o em v i s t a q u e o mesmo não i n t r o d u z inovasoês tecnológicas q u e p e r m i t a m i n c r e m e n t o s u b s t a n c i a l na produção. A esperança está n o s p r o d u t o r e s e m p r e s a r i a i s q u e i n v e s t e m m a i s na c u l t u r a como e m p r e e n d i m e n t o rentável. E s s e s p r o d u t o r e s u t i l i z a m a t e c n o l o g i a disponível, i n c l u s i v e a irrigação, p a r a c o n s e g u i r produções e l e v a d a s em d u a s s a f r a s p o r a n o . E p o s s i v e l q u e a e n t r a d a d e s s e p o t e n c i a l de produção e l i m i n e a s importações periódicas d o p r o d u t o e faça o B r a s i l v o l t a r à condição i n i c i a l de e x p o r t a d o r de feijão.

P a r a q u e h a j a a u m e n t o de produção agrícola é necessário o c o n h e c i m e n t o d o s e f e i t o s d a s variações d o s parâmetros meteorológicos s o b r e os p r o c e s s o s fisiológicos e metabólicos d a s p l a n t a s c u l t i v a d a s . A s s i m , d e v e - s e e s t u d a r a s c a u s a s do a u m e n t o o u diminuição da demandei h i d r i c a p a r a a c u l t u r a q u e , de c e r t a f o r m a , são responsáveis p e l o d e s e n v o l v i m e n t o d a s p l a n t a s e c o n s e q u e n t e n i v e l de produção d a c u l t u r a . C o n s i d e r a n d o as características edafo-climáticas p e c u l i a r e s d a região semi-árida d o n o r d e s t e d o B r a s i l ( s o l o s p o b r e s e a l t a demanda e v a p o t r a n s p i r a t i v a ) f a z - s e necessário d e s e n v o v e r p e s q u i s a s agrometeorológicas em c u l t i v o s i r r i g a d a s , v i s a n d o a j u s t a r os balanços de radiação e e n e r g i a às condições l o c a i s e d a c u l t u r a . D e v i d o p r i n c i p a l m e n t e ao a l t o c u s t o e a g r a n d e d i f i c u l d a d e de instalação de l i s i m e t r o s , m u i t o s p e s q u i s a d o r e s r e c o r r e m ao u s o de fórmulas empíricas com o o b j e t i v o de e s t i m a r a evapotranspiração. As m e d i d a s lisimétricas são as m a i s confiáveis. No e n t a n t o e x i s t e m vários métodos de e s t i m a t i v a q u e l e v a m a r e s u l t a d o s aceitáveis. R e c e n t e m e n t e o método d o balanço de e n e r g i a t e m s i d o b a s t a n t e a p l i c a d o em p e s q u i s a s agrometeorológicas, o b t e n d o - s e b o n s r e s u l t a d o s n o c o m p u t o e m o n i t o r a m e n t o d a s n e c e s s i d a d e s hídricas d a s c u l t u r a s . O o b j e t i v o d e s t e t r a b a l h o c o n s i s t i u d a avaliação d o s c o m p o n e n t e s d o s balanços de radiação e e n e r g i a , a o l o n g o d a s

i r r i g a d o , e comparação d o s r e s u l t a d o s o b t i d o s com a s fórmulas empíricas e x i s t e n t e s no s e n t i d o de adaptá-las a s condições l o c a i s e d a c u l t u r a .

2 - FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Quando se e m p r e g a a t e o r i a d o s f l u x o s g r a d i e n t e s , p e l o s menos d o i s critérios básicos devem s e r c o n s i d e r a d o s na determinação d o s f l u x o s na camada l i m i t e s u p e r f i c i a l t u r b u l e n t a : os p r o c e s s o s aerodinâmicos e d o balanço de e n e r g i a .

2.1 - PROCESSOS AERODINÂMICOS NA CAMADA L I M I T E SUPERFICIAL TURBULENTA

No e s t u d o d a transferência t u r b u l e n t a d e m a s s a , c a l o r e q u a n t i d a d e de m o v i m e n t o , é necessário se c o n s i d e r a r hipóteses s i m p l i f i c a d o r a s , t e n d o em v i s t a a c o m p l e x i d a d e d o s p r o c e s s o s e n v o l v i d o s . Os f l u x o s de massa e c a l o r na camada t u r b u l e n t a , próximo à superfície, são g e r a d o s p e l o m o v i m e n t o t u r b u l e n t o do a r . A o r d e m d e g r a n d e z a d o f l u x o d a q u a n t i d a d e de m o v i m e n t o em relação a o v e n t o m e d i d o e a r u g o s i d a d e d a superfície, p e r m i t e c o n h e c e r o g r a u d e c o n f i a b i l i d a d e d a eficácia d o p r o c e s s o de transferência t u r b u l e n t a de p r o p r i e d a d e s como: v a p o r d'água, c a l o r sensível, C02, e t c . A s s i m , o s f l u x o s d e c a l o r sensível ( H ) , c a l o r l a t e n t e ( L E ) e q u n t i d a d e de m o v i m e n t o ( X ) n a camada l i m i t e s u p e r f i c i a l , podem s e r e s t i m a d o s p o r equações como:

H = P „ C p K h dT/dZ ( 2 . 1 )

L E = P „ ( L E / p ) K v de/dZ ( 2 . 2 )

T = p« Km dU/dZ, ( 2 . 3 )

o n d e : K h , K v e Km são o s c o e f i c i e n t e s de difusão t u r b u l e n t a , de c a l o r sensível, v a p o r d'água e q u a n t i d a d e d e m o v i m e n t o

do a r à pressão c o n s t a n t e ; T, e e U r e p r e s e n t a m o s v a l o r e s médios da t e m p e r a t u r a , pressão p a r c i a l d o v a p o r d'água e d a c o m p o n e n t e h o r i z o n t a l d a v e l o c i d a d e d o v e n t o , L é o c a l o r l a t e n t e de vaporização; p é a pressão atmosférica; E é a razão e n t r e os p e s o s m o l e c u l a r e s do v a p o r d'água ( Mv) e d o a r s e c o ( M „ ) , q u e é da o r d e m de 0,622 e Z é a c o o r d e n a d a v e r t i c a l .

E i m p o r t a n t e e v i d e n c i a r q u e se o a r e s t i v e r f l u i n d o s o b r e uma superfície r u g o s a , t o r n a - s e b a s t a n t e t u r b u l e n t o e i r e g u l a r , s e n d o q u e os f a t o r e s responsáveis p o r e s t a mudança são: e f e i t o de fricção com a própria superfície e e f e i t o s d a estratificação térmica do a r . T a l m o v i m e n t o t u r b u l e n t o , d e n o m i n a d o de tensão de c i s a l h a m e n t o , p o d e s e r e x p r e s s o p e l a s e g u i n t e equação: T = paU *2 , ( 2 . 4 ) em q u e : U* é a v e l o c i d a d e de fricção, q u e r e p r e s e n t a a v e l o c i d a d e característica d o m o v i m e n t o , c a u s a d o p e l o o a r s o b r e a superfície.

2.1.1 - PERFIL LOGARÍTMICO DO VENTO

O p e r f i l v e r t i c a l d a v e l o c i d a d e d o v e n t o na camada próxima a superfície, v i a de r e g r a a p r e s e n t a c i s a l h a m e n t o máximo próximo a superfície q u e d e c r e s c e de f o r m a logarítmica com a a l t u r a . D e s t e modo, o g r a d i e n t e v e r t i c a l d a v e l o c i d a d e do v e n t o p o d e s e r e x p r e s s o p o r :

dU/dz = A/Z , ( 2 . 5 )

da a l t u r a e p r o p o r c i o n a l a U*f p o d e n d o s e r e x p r e s s a p o r :

A = U*/k, s e n d o k=0,4 a c o n s t a n t e d e Von Karman. Então a e q . ( 2 . 5 ) f i c a : dU/dz = U*/kZ. ( 2 . 6 ) A equação a c i m a i n t e g r a d a v e r t i c a l m e n t e da s u p e r f i c i e ( Z = 0 ) até um n i v e l Z, r e s u l t a : ü ( z ) - ( 0 * / k ) l n ( Z / Z o ) , ( 2 . 7 ) em q u e Zo é o parâmetro ou c o e f i c i e n t e de r u g o s i d a d e da superfície. S o b r e superfícies v e g e t a d a s , d e v e s e r i n t r o d u z i d o um p l a n o z e r o d e d e s l o c a m e n t o ( d ) , então a e q . ( 2 . 7 ) t o r n a - s e : U ( z ) = ( U * / k ) l n ( ( Z - d ) / Z o ) ( 2 . 8 )

2.1.2 -ESTABILIDADE DO AR NA CAMADA L I M I T E SUPERFICIAL TURBULENTA

A condição de e s t a b i l i d a d e do a r p o d e s e r a n a l i z a d a com b a s e no número de R i c h a r d s o n ( R i ) , d e f i n i d o como a razão e n t r e a s forças térmicas e mecânicas, i s t o é:

R i = g ( d 6v/ d Z ) / T v ( d U / d Z ) * , ( 2 . 9 )

o n d e : g é a aceleração d e v i d o a g r a v i d a d e , T v = ( T v ( Z 1 ) + T v ( Z 2 ) ) 1 2 é a t e m p e r a t u r a v i r t u a l a b s o l u t a média. A t e m p e r a t u r a v i r t u a l a b s o l u t a é d a d a p o r :

TV= TA / ( l - 0 , 3 7 8 ( e / p ) ) . A t e m p e r a t u r a p o t e n c i a l v i r t u a l (ev) é d a d a p o r : ( 2 . 1 0 ) ev = Tv + r ( z ) ( 2 . 1 1 ) s e n d o T{z)= 9,86 * 1 0 ~ K.cm- é a t a x a de variação adiabática d a t e m p e r a t u r a d o a r . A e s t a b i l i d a d e do a r é i n t e r p r e t a d a p e l o número de R i c h a r d s o n d a s e g u i n t e f o r m a : R i > 0 : condições estáveis; R i = 0 : condições n e u t r a s ; R i < 0 : condições instáveis;

As e q s . ( 2 . 7 e 2.8) são válidas a p e n a s p a r a condições de e s t a b i l i d a d e atmosférica n e u t r a s ou m u i t o próximas d a n e u t r a l i d a d e (| R i | < 0 , 0 0 3 ) . P a r a condições de e s t a b i l i d a d e atmosférica f o r a da n e u t r a l i d a d e e c o n s i d e r a n d o a s i m i l a r i d a d e e n t r e os p r o c e s s o s de transferência d a q u a n t i d a d e de m o v i m e n t o , c a l o r sensível e c a l o r l a t e n t e ( Km = = Kv) , as e q s . ( 2 . 7 e 2.8) são c o r r i g i d a s p e l o s s e g u i n t e s f a t o r e s : Condições instáveis:

Kh /Rm = Kv /Km " (1-16RÍ) (DYER & HICKS, 1 9 7 0 ) ( 2 . 1 2 )

Condições estáveis:

2.2 - PROCESSOS DO BALANÇO DE ENERGIA.

O s a l d o de radiação ( R n ) s o b r e uma superfície v e g e t a d a , r e s u l t a d o c o m p u t o d o s f l u x o s de radiação i n c i d e n t e s e r e f l e t i d o s o u e m i t i d o s , na i n t e r f a c e s u p e r f i c i e - a t m o s f e r a . T a i s f l u x o s , são constituídos de c o m p o n e n t e s de o n d a s c u r t a s e de o n d a s l o n g a s . 0 s a l d o de radiação c o n s t i t u i , o p r i n c i p a l p a r â m e t r o p a r a m o d e l o s de e s t i m a t i v a d a evapotranspiração t a i s como, o método d a razão de Bowen (FRITSCHEN, 1 9 6 5 ; TANNER, 1 9 6 0 ) e o método c o m b i n a d o (PENMAN, 1 9 4 8 ; FERGUSON, 1 9 5 2 ; SLATYER & MCILROY, 1 9 6 1 ) . Rn p o d e s e r m e d i d o com radiômetros e s p e c i a l i z a d o s

( s a l d o r a d i ô m e t r o ) . E n t r e t a n t o , t a i s i n s t r u m e n t o s são c a r o s e r e q u e r e m técnicas e s p e c i a i s d e operação e calibração, s e n d o p o r c o n s e g u i n t e , de u s o r e s t r i t o à p e s q u i s a . Na solução d e s t e p r o b l e m a , vários a u t o r e s têm d e s e n v o l v i d o a l g u m a s relações, com o o b j e t i v o de e s t i m a r a radiação de o n d a s c u r t a s e o s a l d o de radiação ( PENMAN, 1 9 4 8 ; FRITSCHEN, 1 9 6 7 ; LINACRE, 1 9 6 8 ; FITZPATRICK & STERN, 1 9 7 3 ) .

2 . 2 . 1 - EQUAÇÃO DO BALANÇO DE RADIAÇÃO A SUPERFÍCIE.

0 balanço de radiação à superfície é d a d o p e l a soma algébrica d o s f l u x o s r a d i a n t e s q u e chegam e saem d a superfície, no e x p e c t r o s o l a r i n t e g r a d o s o b r e t o d o s o s c o m p r i m e n t o s de o n d a s , i s t o é: Rn - (Rs4-- Rs*) + ( R a+ - R i+) ou Rn = R s4 ( 1 - P v ) + R n i , o n d e Rs* é a radiação de o n d a s c u r t a s i n c i d e n t e s ; Pv é a r e f l e c t i v i d a d e d a s u p e r f c i e e Rni é o s a l d o de radiação d e o n d a s l o n g a s .

Segundo MONTEITH & SZEICZ ( 1 9 6 1 ) a aproximação l i n e a r d a e q . ( 2 . 1 5 ) é d a d a p e l a fórmula empírica.

( 2 . 1 4 )

Rn - a ( l - Pv) R s + + b ( 2 . 1 6 ) ou Rn = a ( ( l - Pv) R s ^ + b / a ) , ( 2 . 1 7 ) o n d e a e b são c o e f i c i e n t e s d e regressão. I g u a l a n d o a s e q s . ( 2 . 1 5 e 2 . 1 7 ) t e m - s e : R n ! = b / a - Rn ( ( 1 - a ) / a ) ( 2 . 1 8 ) - d R n i / d R n = [ ( 1 - a ) / a ] = B s e n d o : B = é o c o e f i c i e n t e térmico. 4-A s s u m x n d o q u e R n i = R n nQ q u a n d o Rs = 0 , então: Rn = Rs+ [ ( 1 - P v ) / ( ' 1 + B ) ] + R n i0 ou Rn = a'Rs4 + b ' , o n d e : a' = [ ( 1 - Pv) / ( 1 +3) ] b ' = R nl o

Com b a s e n e s s a s relações, MONTEITH & SZEICZ ( 1 9 6 1 ) c h e g a r a m a s e g u i n t e conclusão: um a u m e n t o d o s a l d o d e radiação está l i g a d o a um acréscimo n a t e m p e r a t u r a d a s u p e r f i c i e e o s a l d o de radiação de o n d a s l o n g a s ( R n i ) está i n t e r l i g a d o ao c o e f i c i e n t e térmico ( B ) . Com i s s o u s a - s e a hipótese, p a r a d i a s de céu c l a r o s e r c o n s t a n t e a radiação d e o n d a s l o n g a s i n c i d e n t e .

2 . 2 . 1 . 1 - RADIAÇÃO DE ONDAS CURTAS INCIDENTE (Rs4)

( 2 . 1 9 ) ( 2 . 2 0 ) A radiação s o l a r i n c i d e n t e à s u p e r f i c i e ( R s l ) , pode s e r e x p r e s s a em função d a duração e f e t i v a d o b r i l h o d o s o l e d a radiação s o l a r i n c i d e n t e no t o p o d a a t m o s f e r a ( Q s ) , através d a o

10 d e s e n v o l v i m e n t o d a s p l a n t a s , d e p e n d e da m a g n i t u d e d a radiação s o l a r i n c i d e n t e , p o i s as p l a n t a s r e s p o n d e m i n s t a n t a n e a m e n t e a e s s a radiação. Da radiação s o l a r q u e c h e g a à s u p e r f i c i e d a t e r r a , uma p a r t e é r e f l e t i d a p e l a s u p e r f i c i e d o s o l o , o u t r a p a r t e é t r a n s m i t i d a p a r a o i n t e r i o r d o s o l o , e n q u a n t o q u e o r e s t a n t e é a b s o r v i d a p e l a s p l a n t a s . 2 . 2 . 1 . 2 - COEFICIENTE DE REFLECTIVIDADE ( P v ) 0 c o e f i c i e n t e de r e f l e c t i v i d a d e é i m p o r t a n t e p a r a o balanço de radiação à s u p e r f i c i e e v a r i a de a c o r d o com a c o b e r t u r a d o s o l o e com a h o r a d o d i a s o l a r . 0 c o e f i c i e n t e de r e f l e c t i v i d a d e , p o d e s e r e s t i m a d o p e l a razão e n t r e os f l u x o s de radiação de o n d a s c u r t a s r e f l e t i d o e i n c i d e n t e à s u p e r f i c i e .

2 . 2 . 1 . 3 RADIAÇÃO DE ONDAS LONGAS.

S o b r e superfícies v e g e t a d a s , o balanço de radiação de o n d a s l o n g a s é g e r a l m e n t e a n a l i z a d o c o n s i d e r a n d o - s e q u e a radiação e m i t i d a p e l a s u p e r f i c i e d e p e n d e a p e n a s d a e m i s s i v i d a d e ( ev) e d a t e m p e r a t u r a da superfície v e g e t a d a , s e g u n d o a l e i de S t e f a n - B o l t z m a n n : R xf= C ^ T ^ , ( 2 . 2 1 ) o n d e o é a c o n s t a n t e de S t e f a n - B o l t z m a n n . A e m i s s i v i d a d e d a vegetação v a r i a e n t r e 0,95 e 0,98, p o d e n d o , em t e r m o s práticos, s e r c o n s i d e r a d a i g u a l a um. Já o t e r m o r e f e r e n t e a radiação atmosférica (R-^) , d e p e n d e d a t e m p e r a t u r a d o a r ( T ^ ) , e d a e m i s s i v i d a d e d a a t m o s f e r a ( e ^ ) , a q u a l é b a s i c a m e n t e uma função do t e o r de v a p o r d'água no a r e d a n e b u l o s i d a d e .

Sob condições de c e u c l a r o , a e s t i m a t i v a d a radiação atmosférica ( R i cc ) , r e q u e r informações ( r a d i o s s o n d a g e n s ) s o b r e o s

d i f i c i l m e n t e estão disponíveis, p r i n c i p a l m e n t e s o b r e c u l t u r a s i s o l a d a s , o u perímetros agrícolas. A s s i m , e s t i m a - s e ( R ioc ) através também d a l e i de S t e f a n - B o l t m a n n . R i c e =ec , c a T a4, ( 2 . 2 2 ) c u j a d i f i c u l d a d e r e s i d e na determinação d a e m i s s i v i d a d e d a a t m o s f e r a a céu c l a r o ( £n c) . Vários a u t o r e s têm d e s e n v o l v i d o relações empíricas v i s a n d o o b t e r ( ) em função d a pressão p a r c i a l de v a p o r ( e ) , d a t e m p e r a t u r a d o a r o u d e ambas (ANGSTRÕM,

1915 e 1 9 3 6 ; AZEVEDO e t a l l i i , 1 9 8 8 ; BRUNT, 1 9 3 2 ; BRUTSAERT, 1 9 7 5 d ; IDSO a n d JACKSON, 1 9 6 9 ; SATTERLUND, 1 9 7 9 ; SWINBANK, 1 9 6 3 ) . A equação de B r u n t d e f i n e a e m i s s i v i d a d e atmosférica p a r a condições d e céu c l a r o , como uma relação l i n e a r e n t r e ( R i c e / O Ta 4

e / ã , a q u a l t e m s i d o l a r g a m e n t e t e s t a d a com c o e f i c i e n t e , v a r i a n d o de 0 , 5 1 a 0,68 p a r a interseção e de 0,036 a 0,066 p a r a a inclinação.

2.2.2 - EQUAÇÃO DO BALANÇO DE ENERGIA A SUPERFÍCIE.

A f i g u r a 2 . 1 m o s t r a a s p r i n c i p a i s f o r m a s de e n e r g i a q u e i n t e r a g e m e n t r e o s i s t e m a e o m e i o através d a s t r o c a s n a s p a r e d e s l a t e r a i s e os a r m a z e n a m e n t o s d e c o r r e n t e s . N e s s a f i g u r a , QH' e LE' são o s t e r m o s r e f e r e n t e s a advecçao d e c a l o r sensível e l a t e n t e , r e s p e c t i v a m e n t e e o s A S , A V e A F são o s a r m a z e n a m e n t o s de c a l o r sensível, c a l o r l a t e n t e p e l o s i s t e m a , e e n e r g i a d e v i d o a a t i v i d a d e fotossintética. O balanço de e n e r g i a n a superfície v e g e t a d a f i c a d a s e g u i n t e f o r m a :

Rn + QH' + LE' + AF + AS +Av + H + LE + G = 0# ( 2 . 2 3 )

Rn

H

U

em consideração d o i s a s p e c t o s : o c o m p o r t a m e n t o d a água e a distribuição d e e n e r g i a . P a r a t a l , u t i l i z a - s e o balanço de e n e r g i a como f e r r a m e n t a , a f i m d e a v e r i g u a r a partição d a e n e r g i a disponível, p r i n c i p a l m e n t e n a s s u a s f o r m a s l a t e n t e e sensível. 0 s a l d o d e radiação a b s o r v i d o p e l o s i s t e m a , ( s o l o + d o s s e l v e g e t a t i v o ) é d i s s i p a d o e p o d e s e r e s c r i t o de a c o r d o com a e g . ( 2 . 2 3 ) . E s s a expressão p e r m i t e d e t e r m i n a r a transferência v e r t i c a l t u r b u l e n t a de v a p o r d'água p a r a a a t m o s f e r a ( E ) , d e s d e que s e j a m c o n h e c i d o s o s o u t r o s t e r m o s . Como a f o t o s s i t e s e e n v o l v e a p e n a s c e r c a de 2% d a e n e r g i a disponível, o c o r r e n d o o mesmo com a variação d a q u a n t i d a d e d e c a l o r n o i n t e r i o r d o s i s t e m a , é p o s s i v e l d e s p r e z a r A F . Em s e t r a t a n d o de vegetação q u e p e r m i t a uma c o b e r t u r a u n i f o r m e d o s o l o , p a r a períodos l o n g o s , os t e r m o s de divergência, também podem s e r d e s p r e z a d o s . Os t e r m o s AS e AV são d e s p r e z a d o s em relação a Rn. Se a s medições f o r e m f e i t a s a b a i x a a l t u r a , e d e n t r o de uma área tampão s u f i c i e n t e m e n t e e x t e n s a , p o d e - s e d e s p r e z a r ( Q H ' e L E ' ) . De a c o r d o com as considerações a c i m a e c o n v e n c i o n a n d o q u e o s f l u x o s q u e chegam no i n t e r i o r d o v o l u m e de c o n t r o l e são p o s i t i v o s e o s q u e saem são n e g a t i v o s , a e q . ( 2 . 2 3 ) p a r a c i c l o d i u r n o r e d u z - s e :

uma v e z q u e o s t e r m o s H e LE são de difícil determincição (PRIESTLEY, 1 9 5 8 ) . Uma m a n e i r a d e c o n t o r n a r e s s a d i f i c u l d a d e , é u s a r a razão de BOWEN ( 1 9 2 6 ) d e f i n i d a como:

Rn + H + LE + G = 0 (2 24)

Na prática, a utilização d e s t a equação n a o é fácil

B = H /LE. ( 2 . 2 5 )

14 Rn + G = - [ LE ( 1 + 0) ] . ( 2 . 2 6 ) A s s i m , s u b s t i t u i n d o a s e q s . ( 2 . 1 e 2.2) na e q . ( 2 . 2 5 ) e u t i l i z a n d o a aproximação: Kh/K,„ = K h / K v = 1 (WEBB, 1 9 7 0 ) o b t e m - s e : C p / L (AT / A q ) , ( 2 . 2 7 ) s e n d o q =0,622 ( e / p ) a u m i d a d e e s p e c i f i c a d o a r ( a d m i t i n d o P c o n s t a n t e ) . Então a e q . ( 2 . 2 7 ) t o r n a - s e : 6 = Y ( d T / d e ) , ( 2 . 2 8 ) o n d e Y è a c o n s t a n t e psicrométrica d a d a p o r : Y - P C p / 0 , 6 2 2 L ( 2 . 2 9 ) o n d e L • 5 9 6 , 7 3 - 0,601T«"C. S u b s t i t u i n d o a e q . ( 2 . 2 8 ) na e q . ( 2 . 2 6 ) , r e s u l t a : Rn + G = - L E [ 1 + Y (dT/dê)]. ( 2 . 3 0 )

E s t a equação f o i u t i l i z a d a p o r BUDIKO, (em F E R R E I R A e PEIXOTO, 1 9 6 2 ) , p a r a o b t e r a evaporação média E , a p a r t i r d o s g r a d i e n t e s d e t e m p e r a t u r a s ( T ) e pressão de v a p o r ( e ) , m e d i d o s na

p r i m e i r a camada a c i m a d a s u p e r f i c i e . Quando as medições são t o m a d a s próximo d a s u p e r f i c i e d a vegetação, p o d e - s e e s c r e v e r a e q . ( 2 . 3 0 ) na f o r m a : Rn + G LE = ( 2 . 3 1 ) [ 1 + Y (AT / AE ) ]

3 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA O s a l d o de radiação é a p r i n c i p a l f o n t e de e n e r g i a p a r a os p r o c e s s o s fisico-biológicos q u e o c o r r e m n a i n t e r f a c e s u p e r f i c i e - a t m o s f e r a . S o b r e superfícies v e g e t a d a s , e s s a e n e r g i a é c o n s u m i d a n o s p r o c e s s o s d e : a q u e c i m e n t o / e s f r i a m e n t o do a r e do s o l o ; transferência de v a p o r d'água p a r a a t m o s f e r a e n o s p r o c e s s o s metabólicos, p r i n c i p a l m e n t e p e l a a t i v i d a d e fotossintética d a s p l a n t a s . A m a i o r porção d o s a l d o de r a d i a ç ã o ( R n ) , é u t i l i z a d a nas t r o c a s de c a l o r s e n s i v e l ( H ) e l a t e n t e ( L E ) , com a a t m o s f e r a . A distribuição p r o p o r c i o n a l e n t r e e s t e s d o i s t e r m o s d e p e n d e da d i s p o n i b i l i d a d e de água p a r a a evaporação (BERLATO & MOLION, 1 9 8 1 ; SELLERS, 1 9 6 5 ; TANNER, 1 9 6 0 ) . Quando as p l a n t a s estão bem s u p r i d a s de água, a m a i o r p a r t e de e n e r g i a d i s p o n i v e l é u t i l i z a d a no p r o c e s s o de evapotranspiração (ANDRE & VISWANADHAM, 1 9 8 6 ; BERGAMASCHI e t a l l i i , 1988; CUNHA, 1 9 8 8 ; FONTANA, 1 9 8 7 ; PEDRO JÚNIOR, 1 9 7 7 ; V I L A NOVA, 1 9 7 3 ) . Rn é m a i o r na f a s e de c o m p l e t o d e s e n v o l v i m e n t o d a c u l t u r a , c o m p a r a d a a f a s e de c r e s c i m e n t o . A advecção de c a l o r sensível e l a t e n t e , c o n s t i t u i - s e numa f o n t e a d i c i o n a l de e n e r g i a p a r a os p r o c e s s o s de evapotranspiração e a q u e c i m e n t o / e s f r i a m e n t o do a r . I s t o o c o r r e , q u a n d o a e n e r g i a u t i l i z a d a na evapotranspiração s u p e r a o s a l d o de radiação. Em a l g u n s c a s o s , a e n e r g i a a d v e c t a d a a u m e n t a em até 4 0 % o s a l d o de radiação (BRAKKE e t a l l i i , c i t a d o p o r SINGH & TAILLEFER ( 1 9 8 6 ) ) .

Em n i v e l atmosférico, o p r i n c i p a l f a t o r l i m i t a n t e do s a l d o de radiação é a radiação s o l a r , q u e v a r i a em função da l a t i t u d e , a l t i t u d e , ângulo s o l a r , c o b e r t u r a de n u v e n s e t u r b i d e z atmosférica (CHANG, 1 9 6 8 ) . A radiação s o l a r é m u i t o i m p o r t a n t e , p a r a as p l a n t a s , p r i n c i p a l m e n t e a f a i x a de c o m p r i m e n t o de o n d a s do v i s i v e l , necessário p a r a a fotossíntese, além de p r o p o r c i o n a r v i d a a t o d o s os s e r e s v i v o s q u e h a b i t a m n a t e r r a .

M u i t o s e s t u d o s d e m o n s t r a m q u e práticas c u l t u r a i s t a i s como: espaçamento e n t r e f i l e i r a s e d e n s i d a d e d e p l a n t a s p o r f i l e i r a s , podem i n f l u e n c i a r n a absorção d a radiação, através d o p r o c e s s o fotossintético e n a evapotranspiração d a s c u l t u r a s , p o r q u e t a i s práticas m o d i f i c a m o balanço de e n e r g i a d e n t r o d o d o s s e l (CHIN CHOY & KANEMASU, 1 9 7 4 ) .

BOWERS e t a l l i i ( 1 9 6 3 ) d e t e r m i n a r a m , p a r a uma c u l t u r a de s o r g o , q u e o s a l d o de radiação à superfície d o s o l o f o i 5% m a i o r , em f i l e i r a s m a i s espaçadas, e n q u a n t o q u e h o u v e uma diminuição d a e n e r g i a p a r a a c u l t u r a . AUGUSTINE & SHAW ( 1 9 7 4 ) , d e t e c t a r a m q u e a razão e n t r e o s a l d o d e radiação a superfície d o s o l o e n o t o p o d e uma c u l t u r a de m i l h o é menor p a r a a l t a s d e n s i d a d e s d e p l a n t i o . SUBRAHMANYAM & KUMAR ( 1 9 8 4 ) , c o n c l u i r a m q u e , ao l o n g o d a estação d e c u l t i v o d e F i n g e r M i l l e t , s o m e n t e 2,2% d a radiação de o n d a s c u r t a s i n c i d e n t e s s o b r e a c u l t u r a f o i u t i l i z a d a n a produção d e matéria s e c a . E s t e v a l o r r e p r e s e n t a m a i s ou menos 3,6% d o s a l d o d e radiação, p a r a o mesmo período. E f u n d a m e n t a l q u e se d e t e r m i n e o balanço de e n e r g i a a c i m a d a c u l t u r a e a o n i v e l d o s o l o , p a r a se t e r uma i d e i a d o p e r c e n t u a l do s a l d o d e radiação q u e a t i n g e a superfície d o s o l o , n o s d i f e r e n t e s estádios de d e s e n v o l v i m e n t o d a c u l t u r a e p e r c e n t u a l de c o b e r t u r a d o s o l o . V I L A NOVA ( 1 9 7 3 ) e o u t r o s a s s e g u r a m q u e a e n e r g i a c o n s u m i d a p e l a a t i v i d a d e fotossintética n u n c a u l t r a p a s s a 3% d o s a l d o de radiação, p o d e n d o s e r d e s p r e z a d a no balanço de e n e r g i a , p r i n c i p a l m e n t e s e a s medições s o b r e o d o s s e l v e g e t a t i v o e s e a vegetação c o b r e i n t e g r a l m e n t e a superfície d o s o l o . Os c o m p o n e n t e s d o balanço de e n e r g i a s o b r e c u l t u r a s é i m p o r t a n t e , p a r t i c u l a m e n t e q u a n d o se d e s e j a c o n h e c e r o s p e r c e n t u a i s d e e n e r g i a d i s p o n i v e l u t i l i z e i d o s ein c a d a um d o s p r o c e s s o s de consumo (FONTANA e t a l l i i , 1 9 8 7 ) , o u a contribuição r e l a t i v a de c a d a c o m p o n e n t e (PRATES e t a l l i i , 1 9 8 7 ; ROSENBERG e t a l l i i , 1 9 8 3 ) . O c o e f i c i e n t e de reflexão ( a l b e d o ) é f u n d a m e n t a l p a r a a determinação d o balanço de radiação s o b r e c u l t u r a s . E s t e t e r m o é o b t i d o p e l a razão e n t r e o s f l u x o s de radiação de o n d a s c u r t a s r e f l e t i d a e i n c i d e n t e à superfície. 0 a l b e d o de superfície

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v e g e t a d a d e p e n d e d o ângulo d o s o l , g r a u de c o b e r t u r a d o s o l o , t i p o d e vegetação, e s t a d o de u m i d a d e d o s o l o , q u a n t i d a d e e t i p o de c o b e r t u r a d e n u v e n s (BLAD & BAKER, 1 9 7 2 ) . 0 c o e f i c i e n t e d e reflexão, a t i n g e v a l o r e s máximos ao n a s c e r e o c a s o d o s o l , e v a l o r e s mínimos próximo ao m e i o d i a (DAVIES & BUTTIMOR, 1 9 6 9 ; MONTEITH & SZEICZ, 1 9 6 1 ; PROCTOR e t a l l i i , 1 9 7 2 ; R I J K S , 1 9 6 7 ; SHAW & DECKER, 1 9 7 9 ) . No e n t a n t o , R I J K S ( 1 9 6 7 ) e n c o n t r o u v a l o r e s de reflectância i n f e r i o r e s a o . o c a s o c o m p a r a d o s com v a l o r e s o b s e r v a d o s a o n a s c e r d o s o l . O p o s t a m e n t e (PROCTOR e t a l l i i , 1 9 7 2 ; NKEMDIRIM, 1 9 7 3 ; LOMAS e t a l l i i , 1 9 7 4 ) , o b t i v e r a m v a l o r e s de reflectância m a i s e l e v a d o s a o e n t a r d e c e r d o q u e ao a m a n h e c e r . 0 a l b e d o é um parâmetro f u n d a m e n t a l p a r a a e s t i m a t i v a d a t a x a de evapotranspiração d e superfícies v e g e t a d a s . Vários a u t o r e s têm e s t u d a d o o c o m p o r t a m e n t o d e s s e parâmetro s o b r e vegetação t r o p i c a l e c u l t u r a s agrícolas (CHIA, 1 9 6 7 ; GRAHAM a n d KING, 1 9 6 1 ; MONTEITH & SZEICZ, 1 9 6 1 ; TAN a n d RAJARATNAM, 1 9 7 5 ; SUBRAHMANYAM a n d RATNAM, 1 9 6 9 ) . AZEVEDO e t a l l i i ( 1 9 8 9 ) e s t u d a n d o a reflectância de uma c u l t u r a de s o j a i r r i g a d a n o semi-árido d o n o r d e s t e d o B r a s i l e n c o n t r a r a m v a l o r e s mínimos(12%) no i n i c i o d a f a s e de c r e s c i m e n t o v e g e t a t i v o e um máximo(25%) na f a s e de floração. Já no período d i u r n o o s mesmos e n c o n t r a r a m v a l o r e s m a i s e l e v a d o s ao a m a n h e c e r e e n t a r d e c e r e m a i s b a i x o em t o r n o d o m e i o d i a . LING a n d ROBERTSON ( 1 9 8 2 ) p e s q u i s a n d o o c o m p o r t a m e n t o da reflectância em vegetação t r o p i c a l n a M a l a y s i a e n c o n t r a r a m o s s e g u i n t e s r e s u l t a d o s p a r a p a l m e i r a , c a c a u , grama n a t u r a l e l e g u m e s ( 0 , 2 1 , 0 , 2 1 , 0,19 e 0,18) r e s p e c t i v a m e n t e . A n e b u l o s i d a d e r e d u z a radiação d i r e t a , r e s u l t a n d o numa dependência d a reflexão s o b r e a elevação s o l a r . A s s i m , condições atmosféricas t a i s como n e b u l o s i d a d e i n t e n s a t e m uma

s i g n i f i c a n t e influência s o b r e o c o e f i c i e n t e d e r e f l e c t i v i d a d e . 0 método do balanço d e e n e r g i a ( e q . 2 . 2 4 ) e fórmulas aerodinâmicas, têm s i d o l a r g a m e n t e e m p r e g a d a s no c a l c u l o da evaporação e / o u evapotranspiração. Sua utilização r e q u e r medições ou e s t i m a t i v a s d o s a l d o de radiação e d o s f l u x o s de c a l o r s e n s i v e l p a r a o a r e p a r a o s o l o . P a r a avaliações diárias d o balanço de e n e r g i a , o t e r m o G d a e q u a ç ã o ( 2 . 2 4 ) , r e f e r e n t e ao

f l u x o d e c a l o r n o s o l o , é c o n s i d e r a d o desprezível(SEGUI & I T I E R , 1 9 8 3 ) . Também, d a d o s p o n t u a i s naõ podem s e r e x t r a p o l a d o s p a r a g r a n d e s áreas p o r q u e G d e p e n d e d o t e o r de u m i d a d e e d o g r a u de c o b e r t u r a v e g e t a t i v a d o s o l o . E n t r e t a n t o , p a r a considerações d o c o m p o r t a m e n t o d i u r n o ou e s t a c i o n a i , o t e r m o G não p o d e s e r d e s p r e z a d o , uma v e z q u e a t i n g e v a l o r e s máximos em t o r n o d o m e i o d i a e mínimos(inclusive p o s i t i v o s ) a o n a s c e r e pôr d o s o l . P a r a áreas c u l t i v a d a s , o s v a l o r e s diários médios de G a t i n g e m máximos a n t e s d o p l a n t i o ( s o l o d e s c o b e r t o ) e mínimos q u a n d o o d o s s e l v e g e t a t i v o a t i n g e s e u c o m p l e t o d e s e n v o l v i m e n t o . P a r a e s s a s condições d e máxima c o b e r t u r a d o s o l o e s u p r i m e n t o a d e q u a d o de água, G H e p o d e t e r a mesma o r d e m de m a g n i t u d e d e LE g u a n d o a vegetação s e a p r o x i m a d a senescência (KUSTAS & DAUGHTRY, 1 9 9 0 ) .

IDSO e t a l l i i ( 1 9 7 5 ) , e s t a b e l e c e r a m q u e em s o l o s sem vegetação, G/Rn v a r i a e n t r e 0,5 p a r a s o l o s s e c o s e 0,3 p a r a s o l o s úmidos. Já MONTEITH ( 1 9 7 3 ) i n d i c a 0,05 < G/Rn < 0,1 p a r a superfície com vegetação c o b r i n d o t o t a l m e n t e o s o l o . Em t e r m o s práticos, q u a n d o não há condições de se m e d i r G, KUSTAS & DAUGHTRY ( 1 9 9 0 ) s u g e r e m

|G/Rn| v a r i a n d o ao l o n g o d o c i c l o d a c u l t u r a , e n t r e 0,3 e 0 , 1 , a p r o x i m a d a m e n t e .

O método da razão de Bowen (Bowen 1 9 2 6 ) , t o r n o u - s e uma técnica de m o d e l o p a r a medição d o s f l u x o s d e c a l o r l a t e n t e e sensível p a r a o balanço de e n e r g i a na superfície. A precisão d o método d a razão de Bowen t e m s i d o e s t u d a d a c u i d a d o s a m e n t e p o r FUCHS a n d TANNER ( 1 9 7 0 ) ; REVHEIM a n d JORDAN ( 1 9 7 6 ) ; SINCLAIR e t a l l i i ( 1 9 7 5 ) ; SPITTERHOUSE a n d BLACK ( 1 9 8 0 ) ; TANNER ( 1 9 6 0 ) e o u t r o s . E n t r e t a n t o , e s t e método não t e m s i d o l a r g a m e n t e u s a d o t e n d o em v i s t a a g r a n d e d i f i c u l d a d e de obtenção de m e d i d a s e x a t a s d o g r a d i e n t e de u m i d a d e s o b r e uma d e t e r m i n a d a área e p a r a l o n g o s períodos d e t e m p o s (BLACKWELL a n d TYDESLEY, 1 9 6 5 ) . E n t r e t a n t o b o n s r e s u l t a d o s f o r a m o b t i d o s em D a v i e s na Califórnia, u s a n d o aproximação d a razão de Bowen p a r a o c a l c u l o d a evapotraspiração de grama (PRUITT, 1 9 6 3 ; PRUITT a n d LOURENCE, 1 9 6 6 ) .

E m u i t o i m p o r t a n t e t e r informações s o b r e o consumo hídrico diário, e s t a c i o n a i o u p o r s u b p e r i o d o s d o c i c l o

v e g e t a t i v o , e s p e c i a l m e n t e q u a n d o há n e c e s s i d a d e de suplementação de água p a r a a c u l t u r a através d a irrigação. E s s a s informações p e r m i t e m a j u s t a m e n t o s d a época de p l a n t i o e manutenção do t e o r de u m i d a d e no s o l o a d e q u a d o ao d e s e n v o l v i m e n t o p l e n o d a s p l a n t a s , como também o b t e r um m a i o r a p r o v e i t a m e n t o d a s precipitações (BERLATO & BERGAMASCHI, 1 9 7 8 ) . Quando se mede ou e s t i m a os f l u x o s de c a l o r sensível p a r a o a r e p a r a o s o l o , d e t e r m i n a - s e o consumo h i d r i c o através d o balanço de e n e r g i a , com b a s e n a s p e r d a s d'água p a r a a a t m o s f e r a , a s q u a i s dependem do t i p o e estádio de d e s e n v o l v i m e n t o d a c u l t u r a (BERLATO * MOLION 1 9 8 1 ; TANNER & LEMON, 1 9 6 2 ) .

0 c o e f i c i e n t e de c u l t i v o ( Kc) é um parâmetro de g r a n d e significância no p l a n e j a m e n t o e r a c i o n a m e n t o d a irrigação. Kc t e m s i d o l a r g a m e n t e e m p r e g a d o n a e s t i m a t i v a d a s n e c e s s i d a d e s hídricas d a s c u l t u r a s (BERGAMASCHI e t a l l i i , 1 9 8 7 ; ENCARNAÇÃO, 1 9 8 0 ) . Informações s o b r e o c o m p o r t a m e n t o e s t a c i o n a i do c o e f i c i e n t e de c u l t i v o t o r n a o e s c a l o n a m e n t o d a s irrigações m a i s s i m p l e s e e f i c i e n t e p r i n c i l p a l m e n t e p o r não se t e r q u e r e c o r r e r a medições do t e o r de u m i d a d e do s o l o (TAN & FULTON, 1 9 8 0 ; WRIGHT, 1 9 8 2 ; SOUSA e t a l l i i , 1 9 8 7 ) . O c o e f i c i e n t e de c u l t i v o p o d e então s e r e m p r e g a d o p a r a e s t i m a r os r e q u e r i m e n t o s hídricos de uma c u l t u r a p a r t i c u l a r , através a p e n a s da evapotranspiração p o t e n c i a l ou de referência m e d i d a ou e s t i m a d a .

4.1 -MATERIAL.

4.1.1 - E x p e r i m e n t o de Campo

0 e x p e r i m e n t o de campo f o i r e a l i z a d o numa área de a p r o x i m a d a m e n t e 1,4 h a , l o c a l i z a d a no perímetro i r r i g a d o do D e p a r t a m e n t o N a c i o n a l de O b r a s C o n t r a as S e c a s (DNOCS), no m u n i c i p i o de Sumé-Pb, com c o o r d e n a d a s ( 7 " , 39'S 36 56'W, 510m) na região d o c a r i r i P a r a i b a n o . 4.1.2 - C u l t u r a Após o p r e p a r o d o s o l o em s i s t e m a de s u l c o s no s e n t i d o l e s t e - o e s t e , a área f o i p l a n t a d a com feijão m a c a s s a r ( V i g n a U n g n i c u l a t a L , ( W A L P ) ) , de g r a n d e importância econômica p a r a e s s a região. 0 espaçamento a d o t a d o f o i de l , 0 0 m e n t r e f i l e i r a s e 0,60m e n t r e c o v a s . F o i u t i l i z a d o o s i s t e m a de irrigação p o r s u l c o s , p a r a a t e n d e r as n e c e s s i d a d e s hídricas d a c u l t u r a . 4.1.3 - Instalação d o s Evapotranspirômetros F o i i n s t a l a d a uma b a t e r i a de d o i s evapotranspirômetros de lençol freático c o n s t a n t e , t e n d o - s e o máximo c u i d a d o p a r a q u e o s mesmos a p r e s e n t a s s e m r e s u l t a d o s próximos d o s r e a i s . T e v e - s e o c u i d a d o de s e p a r a r a t e r r a r e t i r a d a , s e g u n d o os h o r i z o n t e s do s o l o . Ao f u n d o de c a d a evapotranspirômetro c o l o c o u - s e uma camada de b r i t a , s e g u i d a de uma de a r e i a a f i m de i m p e d i r a obstrução do c o n d u t o a d u t o r . Um c a n o de PVC de m e i a p o l e g a d a de diâmetro f o i i n s t a l a d o na posióão v e r t i c a l p a r a v e r i f i c a r a a l t u r a do lenço freático. No e n c h i m e n t o d o s t a n q u e s t e v e - s e o c u i d a d o de c o l o c a r as camadas d o s o l o na o r d e m i n v e r s a , v i s a n d o r e p r o d u z i r o máximo p o s s i v e l , o p e r f i l o r i g i n a l do s o l o . A s u p e r f i c i e do s o l o d e n t r o d o s t a n q u e s f i c o u no mesmo n i v e l d o s o l o a d j a c e n t e .

22

A relação planta/área, t r a t o s c u l t u r a i s e irrigação f o r a m a p r o x i m a d a m e n t e i g u a i s d e n t r o e f o r a d o s evapotranspirômetros. A f i g u r a 4.1 m o s t r a a distribuição d o s i n s t r u m e n t o s i n s t a l a d o s n a área e x p e r i m e n t a l .

4.1.4 - Sistemática de Observações.

D i a r i a m e n t e f o r a m f e i t a s medições horárias de a l g u n s parâmetros meteorológicos d a s 6 às 18 h o r a s . As medições d o s a l d o de radiação e radiaça~o s o l a r g l o b a l , f o r a m f e i t a s a c a d a m e i a h o r a . Duas v e z e s p o r semana f o r a m e f e t u a d a s m e d i d a s d a a l t u r a d a c u l t u r a e d o Índice de área f o l i a r . Também f o r a m f e i t a s medições de u m i d a d e d o s o l o , n o s horários d a s 0 6 : 0 0 , 0 9 : 0 0 , 12:00 e 15:00 h s , o b j e t i v a n d o d e t e r m i n a r a s n e c e s s i d a d e s de irrigação d a c u l t u r a .

4.1.5 - I n s t r u m e n t o s I n s t a l a d o n a A r e a E x p e r i m e n t a l

a ) A b r i g o Agrometeorológico C o n t e n d o :

- Termômetros de máxima e mínima; - Termômetros de b u l b o s s e c o e úmido; - Termohigrógrafo; b ) A r e a E x p e r i m e n t a l - Actinógrafo; - Heliógrafo; - Anemómetros de c o n c h a s em c i n c o n i v e i s a c i m a da vegetação; - Anemómetro t o t a l i z a d o r i n s t a l a d o no n i v e l de d o i s m e t r o s a c i m a d a vegetação; - S e n s o r e s de t e m p e r a t u r a em c i n c o n i v e i s a c i m a da vegetação; - Piranômetro E p p l e y ; - S a l d o Radiômetro;

- Tensiômetros;

- D o i s evapotranspirômetros d e lençol freático c o n s t a n t e . 4.1.6 - T r a t o s C u l t u r a i s D u r a n t e ó período e x p e r i m e n t a l , t e v e - s e a preocupação de f a z e r as c a p i n a g e n s necessárias, v i s a n d o com i s s o d e i x a r a c u l t u r a l i v r e d a s e r v a s d a n i n h a s e a s s i m a t i n g i r o máximo d e s e n v o l v i m e n t o . Ao l o n g o d a estação de c u l t i v o f o r a m f e i t a s 0 8 ( o i t o ) irrigações, espaçadas de a c o r d o com as n e c e s s i d a d e hídricas d a c u l t u r a .

4.2 -MÉTODOS

4 . 2 . 1 - Balanço de Radiação d e Ondas C u r t a s

4 . 2 . 1 . 1 - Radiação de Ondas C u r t a s I n c i d e n t e (Rs4)

A radiação s o l a r i n c i d e n t e a superfície (Rsty, f o i m e d i d a com Piranômetro E p p l e y , e r e g i s t r a d a em a c t n o g r a m a s , e e s t i m a d a em função d a insolação e f e t i v a ( n / N ) e d a radiação i n c i d e n t e n a ausência da a t m o s f e r a ( Q s ) , e s c r i t a na f o r m a da

o

equação d e ANGSTROM m o d i f i c a d a p o r PRESCOTT ( 1 9 4 0 ) :

Rsi = Qs ( a l + b l n/N) ( 4 . 1 )

o n d e : Qs é a radiação s o l a r i n c i d e n t e na ausência d a a t m o s f e r a , e s t i m a d a em função da l a t i t u d e l o c a l , d i a d o a n o e d a c o n s t a n t e s o l a r ; n é a m e d i d a de h o r a s de b r i l h o s o l a r ; N é a insolação máxima teórica, a v a l i a d a em função da l a t i t u d e e declinação do s o l ; a l e b l são c o e f i c i e n t e s e m p i r i c o s q u e dependem do l o c a l , estação do a n o e do t i p o p r e d o m i n a n t e de n u v e n s , q u e se f o r m a na região e s t u d a d a . E s s e s c o e f i c i e n t e s f o r a m d e t e r m i n a d o s p a r a c a d a